玉溪市中心城区建设用地集约利用空间差异研究

邱 玥，付保红，梅 状

(云南大学 资源环境与地球科学学院，云南 昆明 650091)

0 引言

城市建设用地是城市形成和发展的载体，是城市社会、经济、政治、文化等各类活动的基础[1]。中国人多地少的基本国情导致耕地资源十分短缺，土地利用粗放的现象越发严重，建设用地供需矛盾非常突出[2，3]。在城市土地资源的利用中存在着土地资源过度浪费，城市规模无序扩张，城市建设不依照规划，城市内部土地利用结构失衡，功能配置不合理等问题。因此为解决土地资源利用不合理的问题，必须要优化土地利用结构，提高土地利用效率，使土地粗放利用转变为集约利用。

目前，学术界对于建设用地集约利用方面的研究日益关注并逐渐深入。在研究尺度方面，主要分为时间尺度和空间尺度。在时间尺度上，大多数学者以某一年为研究时间节点进行建设用地集约利用评价[4]，少数学者选择对一段时间内的建设用地集约利用进行研究[5]；在空间尺度上分为宏观、中观、微观3个层次。大多数学者从宏观尺度进行区域的建设用地集约利用研究[6-8]。在建立评价指标体系方面包括制约土地集约利用的指标，土地集约利用程度指标，土地利用效率指标，土地集约利用趋势和可持续度指标等[9，10]。在评价方法方面，目前使用较多的有多因素指标评价法[11]、主成份分析法[12]、神经网络模型[13]等。随着信息技术的快速发展，GIS因强大的地理信息空间分析功能被广泛应用于土地利用研究上[14]。在实践应用方面，也有一些学者是从国家角度和政策管理方面来探讨城市土地集约利用[15]。综合来看，土地集约利用多是从研究尺度、指标选取、评价方法、政策等方面进行研究，对于集约利用的空间分布和相关性研究较少。

根据地理学第一定律可知：地球上存在的任何事物都与周围的事物具有相关性，其相关性的大小由事物间距离的大小来决定[16]。空间自相关是空间统计学的一种方法，通过空间自相关分析可以检验某一地理变量空间分布中相邻位置间的相关程度，揭示了各现象或属性值在地域分布上的空间关联，以此来判断此现象或属性值在全域和局部空间的聚集特性[17，18]。目前，该方法被广泛用于经济[19]、土壤[20]、人口[21]及各种资源的空间分布特征等领域。几乎所有的土地利用空间数据都具有空间自相关的特性，空间相关性分析不仅可以研究土地结构数量的变化[22]，也可以探究城市土地集约利用的空间差异，即各地理要素之间的相关关系。因此，本文以玉溪市中心城区作为研究区域，在玉溪市中心城区建设用地集约利用研究的基础上，分析其空间分布特征，提出促进建设用地节约集约利用对策建议，从而促进城市建设用地利用效率和效益的提高。

1 研究区概况

玉溪市中心城区位于红塔区北部坝子地区中央，东与江川县相连，东南与通海县毗邻，西与红塔区大营街街道相连，北与红塔区北城街道和小石桥乡相连，土地总面积为8 326.88 hm2，其中建设用地4 661.38 hm2。中心城区行政区划中主要涉及凤凰街道、玉兴街道、玉带街道、高仓街道、李棋街道以及春和街道共6个街道办事处。2016年末，中心城区常住人口约为30万人，以城镇人口为主，逐渐向高城镇化发展。玉溪市中心城区是滇中城市群次中心，其旧城区集聚了公共服务的绝大多数功能。玉溪市有亚洲最大的卷烟生产企业——云南玉溪红塔集团，是玉溪市中心城区的主要经济支柱，中心城区的总产值大约80%来自于云南玉溪红塔集团。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

研究涉及的人口、社会经济资料来源于2016年玉溪市红塔区统计年鉴及地方政府各相关部门；土地利用现状数据来源于2016年红塔区土地利用变更调查数据库；中心城区范围线、建筑面积等数据来源于2016年红塔区城镇地籍变更调查数据库；房地产、土地市场地价交易资料等来源于玉溪市土地市场动态监测与监管系统以及实地走访调查。

在地籍图的基础上，遵循城市总体规划图斑界线相对完整性、用地功能相对完整性、街道行政界线相对完整性的基本原则，最终划定6种功能区类型，分别为居住功能区、商业功能区、工业功能区、教育功能区、行政办公功能区、其他功能区。在功能区划分的基础上，根据所建立的指标体系，计算指标权重，用多因素综合法计算得出玉溪市中心城区建设用地集约利用评价结果，以集约利用评价结果作为研究基础。

2.2 研究方法

空间自相关的概念由Could于1970年首次提出，包括全局空间自相关和局部空间自相关两个部分：其中，全局空间自相关是从全局整体角度来看，表明研究对象的空间依赖性。局部空间自相关则是从各个局部空间层面上表明研究对象在量级与方向上与全局总趋势的拟合和服从程度。

(1)空间全域自相关

在ArcGIS支持下，运用ESDA分析法(探索性空间数据分析)对各功能区的集约利用度进行空间全域自相关分析，得出Global Moran’s I公式：

式中：Cij表示属性相似矩阵；Wij表示空间相邻矩阵；Xi和Xj分别表示i和j空间单元上的集约利用指数，Wij=1代表空间单元相邻，Wij=0则代表不相邻。

Moran’s I 的值域为[-1～1]，在显著性水平下，其值越接近于0，则空间相关性越弱；反之，则越强。其中，正值为正相关，负值为负相关。

(2)空间局域自相关

在ArcGIS支持下，运用ESDA分析法(探索性空间数据分析)对各功能区的集约利用度进行空间局域自相关分析，得出Local Moran’s I公式：

式中：Wij表示空间相邻矩阵；Xi和Xj分别表示i和j空间单元上的集约利用指数，Wij=1代表空间单元相邻，Wij=0则代表不相邻，σ为方差。

3 结果分析

3.1 建设用地集约利用的特征

由图1可知，从集约利用类型来看，玉溪市中心城区土地利用类型由高到低从城区中心向外扩散。过度利用区只有两个，分别分布在老城区中部和南部的边缘，这两个区域紧邻主干道，交通拥堵，人口密度高。集约利用区主要分布在旧城区和中心城区的西北部，这些区域综合容积率与理想值相符合，基础设施完备，人口密度高，土地集约利用度高。中度利用区域在集约利用区以外，这些区域大多为新建城区，基础设施比较不完善，交通条件欠佳，土地利用程度不高。低度集约利用区域主要分布在中心城区边缘的城乡结合部，这些区域有的尚未开发，土地利用较为粗放，集约利用水平低。从功能区类型来看，居住功能区、商业功能区以中度利用类型为主，工业功能区、教育功能区、其他功能区以集约利用类型为主，行政办公功能区只有一个为集约利用类型，主要是由于中心城区扩大，新建居住区和商业区处于城市边缘，占地面积过大且基础设施不完善，人口密度小，而其他功能区相对较为成熟，集约利用程度好。

图1 玉溪市中心城区建设用地集约利用类型分布图Fig.1 Distribution pattern of intensive land use for construction in downtown of Yuxi City

3.2 各功能区集约利用空间相关性分析

3.2.1 全局空间自相关分析

由于玉溪市中心城区行政办公功能区仅有一个，未能达到全局空间自相关样本量要求，因此，各功能区集约利用度空间相关性分析中未考虑行政办公功能区。从表1可以看出各个功能区集约度I指数都大于0，存在显著的空间正相关性，P值均小于0.05，以95%置信区间检验阈值1.96为界限，其计算结果都大于1.96，表明土地利用集约度空间分布在整体上具有较强的正相关性，符合地学第一定律，即随着距离的增大而衰减，有高集约度区域与高集约度区域相邻接，低集约度区域与低集约度区域相邻接的趋势。其中居住功能区的空间正相关性最强，I指数为0.39且Z值最高为13.87，表明在邻近区域内的居住用地拥有相似性即同为较高值或同为较低值。因为中心城区的用地类型以居住用地为主，主要集中于老城区，具有完善的基础配套设施，容易形成邻里集聚；其次为工业功能区，I指数为0.31，工业用地多集中于工业园区、高新技术产业园区等产业聚集区，且与产业园区的发展水平成正比，具有较强的经济地理相关性；再次为商业功能区，I指数为0.22，商业用地多分布于居住区周围，商业功能区与居住功能区关系紧密，即在老城区以商业带动居住，新城区以居住带动商业，容易形成空间集聚；教育功能区间自相关性再次之，I指数为0.21，这是由于高校用地较为集中，中学用地相对分散；其他功能区最小，I指数为0.11，这是由于其他功能区用地类型不同，分布较散乱。

表1 玉溪市中心城区各功能区 Moran’s I 指数结果Tab.1 Moran’s I index results of each functional area in downtown of Yuxi City

3.2.2 局域空间相关分析

由于行政办公功能区样本量太小，不满足局域空间相关性样本量的要求，因此选择居住功能区、商业功能区、工业功能区、教育功能区、其他功能区进行集约利用度局域空间相关分析，得到空间聚类图，进一部探索各类功能区集约利用指数的局部聚类特征信息。在空间聚类图中，有“高—高”、“低—低”、“高—低”、和“低—高”这4个类型的集聚区，其中“高—高”集聚类型表示为高值聚类，“低—低”集聚类型表示为低值聚类，这两者的Z得分为较高的正值，表示正局域相关，是典型的空间集聚；而“高-低”集聚类型表示为高值要素被低值要素包围，“低—高”集聚类型表示低值要素被高值要素包围，这两者的Z得分为较低的负值，表现为负局域空间自相关，即空间离群。

图2 玉溪市中心城区建设用地集约度空间集聚分布图Fig.2 Spatial concentration distribution of intensive land for construction in downtown of Yuxi City

由图2可知，“高—高”和“低—低这两种集聚类型占据了各功能区集约利用指数分布的空间关联模式的主要部分，说明各功能区的集约利用指数都表现为正局域相关，空间分布表现出了典型的空间聚集现象。在“高—高”集聚类型和“低—低”集聚类型这两个主要的空间关联模式中，“高—高”集聚类型主要集中分布在旧中心城区，旧中心城区大多为开发完善的密集居住区、人流量较大的商业区等，这些区域基础设施完善，交通便利，人口密度大，说明了旧中心城区集约利用程度较高；“低—低”集聚类型主要分布在玉溪市中心城区的边缘地带，这些区域大多为开发规模较大、基础设施较不完备的待开发区或正在开发的区域，新开发的住宅小区入住率还较低，商业开发也主要是以大面积的汽车销售、4S店等为主，人口密度较低且经济活动强度也相对较低，交通也不方便。从各功能区类型来看，居住功能区主要以“高—高”集聚类型和“低—低”集聚类型为主，商业功能区和其他功能区以“高—高”集聚类型为主，工业功能区以“低—低”集聚类型为主。此外，居住功能区、工业功能区、教育功能区以及其他功能区有部分异常值存在，主要分布在中心城区的边缘地带，这表明在中心城区范围内建设用地集约利用指数具有一定的空间聚集性，但是在城市的边缘区域出现了空间异质性，主要呈现在居住功能区中入住率低的新开发的住宅区(低值区)、工业功能区中属于新开发的产业园区(低值区)和开发完善的其他功能区(高值区)、中小学用地(高值区)并存的现象。

4 结论与讨论

本文在玉溪市中心城区建设用地集约利用评价的基础上，进行各功能区的空间相关性分析，得出以下结论。

(1)玉溪市中心城区集约利用度呈现出由城市中心逐渐向外递减的趋势，符合克里斯塔勒的城市中心论。核心区域为中部的老城区，多为居住用地和商业用地，该区域基础设施完善，人口密度大，土地利用集约度较高，土地利用类型多为集约利用；边缘区在核心区外围，多为新建住宅区和高校，该区域基础设施相对中心区域有所欠缺，交通条件不够发达，土地利用类型以中度利用为主；边缘区域处于城乡结合部，多为居住用地和工业用地，该区域离城中心较远，交通条件差，地价较低，土地利用相对粗放，土地利用类型以低度利用为主。玉溪中心城区集约利用类型分布大致属于“核心—过渡—边缘”的空间模式结构，集约利用水平区域差异明显，且土地集约利用水平在一定程度上存在集聚效应。

(2)从全局空间的角度来看，通过对玉溪市中心城区各功能区土地集约度 Global Moran’s I的检验得出：集约度随着距离的增大而衰减，有高集约度区域与高集约度区域相邻接，低集约度区域与低集约度区域相邻接的趋势，即各功能区地土地利用集约度空间分布在整体上具有较好的正相关性。其中居住功能区和商业功能区的空间正相关性最强，居住功能区占主导地位，且居住和商业功能区相互依附，容易形成聚集；其他功能区的正相关性相对较弱。

(3)从局部空间的角度来看，玉溪市中心城区建设用地集约度的分布既存在空间聚集性又存在空间异质性。集聚类型以在“高—高”集聚和“低—低”集聚类型为主，主要分布在城市中心和边缘地区，也存在部分“高—低”集聚和“低—高”集聚类型，主要分布在城市中心和边缘之间的过渡地带，这表明建设用地集约利用度还受到经济活动差异、政策规划等诸多因素的影响，也表明部分区域建设存在不合理性。其中，商业功能区以“高—高”集聚类型为主，工业功能区以“低—低”集聚类型为主，居住功能区既有“高—高”集聚类型又有“低—低”集聚类型。

根据玉溪市中心城区建设用地集约利用空间相关性的研究结果，对其建设用地集约利用提出几点建议：第一，根据中心城区土地利用发展趋势，对规划内容进行适当地调整和修改，合理科学地规划中心城区布局，改善土地利用结构。对今后要开发改造的建设用地，严格按照土地利用总体规划来执行，这样可以有效控制和平衡建设用地的供需数量，促进城市土地向集约利用的方向发展。第二，玉溪市中心城区老城区主要以集约利用类型为主，但是随着经济社会的发展，老城区基础设施退化，建筑密度大且交通拥挤，已不能满足新型城市功能的需求。应对老城区进行结构挖潜，积极进行旧城改造，合理规划用地结构，推进宜居美丽的生态文明城市建设。而对于城市边缘低度利用的土地，如对入住率低的住宅区应完善其基础设施建设，对用地率低的工业企业进行适当引导形成工业区等。第三，中心城区存在部分异常值区域，这些区域主要分布在城乡结合部，应该充分发挥城乡结合部的区位优势，多开发高新技术产业带动经济的发展，可以结合工业区建设配套的生态住宅区来提高人口密度。