云南省城市土地扩张与人口增长耦合态势的时空演变
2022-01-17马立呼潘玉君华红莲牛福长杨晓霖辛会杰
马立呼，潘玉君, 华红莲，牛福长，杨晓霖，辛会杰
(云南师范大学 地理学部，昆明 650500)
20世纪90年代以来，中国城镇化发展迅速，城市建设用地急速扩张和人口大规模转移成为城镇化发展的显著特征[1]。在各种因素的驱动下，中国城镇化正处在一个空间规模快速膨胀和空间扩张异常失衡的状态，引发了人口城镇化虚高、土地利用无序扩张、大量耕地流失、自然环境遭破坏等问题，人地矛盾持续加剧[2-3]。国内外学者从不同尺度、采用不同方法对土地扩张与人口增长之间的协调关系做了大量的研究[4-8]，研究大致可划分为三大模式：第一种是采用异速生长模型等方法对城市土地扩张与人口增长之间的异速生长关系进行实证研究[7-9]；第二种是以建成区面积和市区人口为切入点，采用城市用地规模增长弹性系数来测度城市土地扩张与人口增长的协调关系[1,10-11]；第三种是人口增长与土地扩张内部协调性测度[12-16]。这种方法主要是基于城镇化视角，建立社会、经济、人口、生态等多维指标评价体系，采用耦合协调度模型对土地与人口之间的耦合协调关系进行时空分析。在研究区域方面，主要集中于中东部地区，对西部民族地区的土地扩张与人口增长协调关系则关注极少。
云南省地处西南边陲，自然环境以高山峡谷居多，可利用土地比例极少，在城镇化快速发展的背景下，土地利用、生态环境受到很大的挑战。截至2019年云南省城市建成区面积为1 934.72 km2，城镇人口为1 431.07万人，10年来云南省建成区面积和市区人口增长率分别为50.75%、41.30%，整体上土地扩张速度高于人口增长速度。本研究基于16个地州市区人口与建成区面积，试图从总体耦合态势和空间耦合特征等方面揭示云南省城市土地扩张与人口增长协调关系，以期为云南省制定合理科学的土地利用政策和人口调控政策，促进区域土地资源节约集约利用，引导人口合理有序流动，推进城镇化健康发展等方面提供参考。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源
本研究选取市区人口和建成区面积数据指标来测算土地扩张和人口增长,数据来源于《云南省统计年鉴(2010—2020年)》。
1.2 研究方法
1.2.1 总体耦合态势模型
采用重心模型和重心的空间耦合态势构建总体耦合态势模型，以此来测度云南省城市土地扩张与人口增长耦合协调关系。土地重心与人口重心在一段时间内的移动轨迹，可以显著反映城市建设和人口增长的空间聚集区和演进路径[1,17]。由云南省16个地州构成重心模型的单元，重心模型为：
(1)
(2)
式(1～2)中：GL、GP分别表示城市土地重心和人口重心；Li、Pi分别是第i个城市的建成区面积和市区人口；xi、yi分别表示第i个城市的经纬度坐标。
另外，采用土地重心与人口重心的空间距离S来表征城市扩张与人口增长的空间耦合态势，土地重心与人口重心距离越近表示人地协调度越高；反之则协调度越低。S的计算公式为：
(3)
1.2.2 空间耦合特征模型
城市用地规模弹性系数是测量城市土地扩张与人口增长协调关系的重要指标[1]，根据相关研究，当城市用地规模弹性系数为1.12时，城市土地扩张与人口增长间的耦合协调度为最高水平[11,18-19]，计算公式为：
(4)
然而城市用地规模弹性系数仅考虑土地和人口增长率间的比值关系，很难客观地反映城市人均用地指标和城市土地节约利用的真实情况。因此，本研究基于相关研究，采用经修正后的模型[1 ,10]，即运用人均用地约束构建协调性系数(CPI)来表示城市土地扩张与人口增长间的协调关系。计算公式为：
(5)
(6)
式(5～6)中：CPI表示人均用地约束构建协调性系数；CRi、PRi分别表示建成区面积和市区人口年均增长率；LP0、LPt分别表示期初年(2009年)和期末年(2019年)的实际建成区面积；LPI0、LPIt分别为期初年(2009年)和期末年(2019年)的理想人均建成区面积。关于理想人均建成区面积的取值，结合云南省16个地州并参考相关研究[11]，并根据《城市用地分类与规划建设用地标准》(GB50137-2011)的相关规定，按特大城市95 m2/人、大城市100 m2/人、中等城市105 m2/人、小城市110 m2/人的等级标准作为人均城市用地理想值。
参考相关研究结果[10-11]，并结合研究对象的城市土地扩张和人口增长的变化，以CPI>1.3、0.75
表1 城市用地扩张与人口增长协调性分级标准
2 结果分析
2.1 城市土地扩张与人口增长的时空特征分析
2.1.1 城市土地扩张与人口增长时序演化特征
2009—2019年云南省城市土地扩张与人口增长速率均呈现显著的阶段性特征，大致可划分为高速波动增长和低速平缓增长2个阶段(图1)。与此同时土地扩张与人口增长速度均较高，两者的演化路径呈现协调统一的步调。
图1 2009—2019年云南省城市土地扩张与人口增长速率
1)2009—2014年高速波动增长阶段，这个阶段人口增长速率变化幅度极大，2012年人口增长速率为2.65%，到2014年上升到8.67%，增幅达227.83%，这个阶段人口增长年均增长率为5.51%；土地扩张速率变化则相对较为平缓，但是2013—2014年扩张速率下降较大，表明2009—2014年云南省建设用地快速扩张，人口城镇化速度也较高，但同时城市人口增长变化幅度很大。总体而言，这个阶段云南省城镇化发展速度处于较高水平。
2)2014—2019年低速平缓增长阶段。整体而言，这个阶段城市土地扩张与人口增长速率水平均较低，其中土地扩张最低值和平均值分别为1.50%、3.10%，人口增长速率最低值和平均值分别为1.13%、3.69%，说明从2014年开始，云南省各地州城市土地扩张与人口增长均受到了很大限制，云南省城镇化发展速度降低。
2.1.2 城市土地扩张与人口增长空间格局
2009—2019年云南省16个地州城市土地扩张与人口增长速率存在显著的空间差异(图2)。迪庆州是城市土地扩张速率最高的地区，其增速达到9.37%；滇西地区的丽江市、临沧市、保山市、滇南西双版纳州、颠东北的昭通市及滇东南地区的文山州地州城市土地高速扩张，其增速在4.39%～6.34%；滇中地区的昆明市、玉溪市、曲靖市、楚雄市、红河州以及大理州、普洱市、德宏州等地区城市土地扩张速度相对缓慢，增速在0%～4.38%之间。其中昆明市作为云南省省会城市和区域大城市，其城市发展基础相对完善与成熟，因此昆明市土地扩展速度相对缓慢；怒江州城市土地扩张速率为负值，说明怒江州城市扩张非常缓慢，出现这种现象主要是由于怒江州经济发展较为落后，自然环境条件较差，土地扩张受到严格限制。人口增长速率最高的是怒江州和保山市，增速为4.88%～7.55%；昆明市、玉溪市、红河州、迪庆州和丽江市的城市人口增长速率较高，其中玉溪市和昆明市地理位置优越，自然条件良好，经济发展水平处于领先地位，就业机会和福利待遇都较好，城市接待能力强，因此城市人口增长速率较高。红河州人口规模较大，州辖区有4个县级市，因此人口城镇化速度相对较快。东部地区的昭通市、曲靖市、文山州、中部地区的楚雄州、西部地区的大理州、德宏州以及南部地区的西双版纳州的人口增长速率比较低，其增速为1.68%～2.97%。人口增长速率最低的地区为临沧市和普洱市，速率低于1.67%。通过对比2009—2019年城市土地扩张与人口增长速率，可以看出云南省16个地州土地扩张与人口增长存在显著的空间差异。
图2 2009—2019年云南省城市土地扩张与人口增长速率空间格局
2.2 城市土地扩张与人口增长耦合态势分析
2.2.1 城市土地扩张与人口增长总体耦合态势分析
借助重心模型、重心间距公式计算出城市土地重心与人口重心的空间耦合态势,2009—2019年云南省城市土地重心与人口重心间距离呈现“缩小-扩大-缩小”的特征(图3)，土地重心整体移动方向为西南向东北，人口重心移动方向为由南向北(图4)。
图3 2009—2019年云南省城市土地重心与人口重心的距离
图4 2009—2019年云南省城市土地扩张与人口增长速率
1)2009—2013年，耦合性逐渐增强。这个阶段，土地重心整体上由西南向东北移动，人口重心由西向东移动，土地重心与人口重心之间的空间距离由2010年的19.87 km缩小到2013年的7.30 km，总共缩减了12.57 km,表明了这个阶段云南省城市土地扩张与人口增长之间的耦合性逐步增强。
2)2013—2015年，耦合性减弱。这个阶段土地重心整体移动方向为由南向北，但是移动幅度小，仅移动了1.25 km；人口重心整体移动方向为由西南向东部，相对土地重心移动幅度较大，移动了9.49 km。这个时期城市土地重心与人口重心间距离由2013年的7.28 km扩大到2015年的14.96 km，表明这个阶段云南省城市土地扩张与人口增长之间的耦合性呈现减弱态势，人地关系出现短暂的失衡。
3)2015—2019年，耦合性略显增强。这个时期土地重心移动方向为由西北向东南移动，但移动幅度较小，移动了1.73 km；人口重心移动方向为由西向东，移动幅度相对土地重心较大，移动了4 km。人口重心与土地重心间距离由2015年的14.96 km缩小到2019年的10.47 km，表明这个阶段土地扩张与人口增长耦合性逐步加强。
整体上，2009—2019年云南省城市土地重心整体移动方向为西南向东北，人口重心移动方向为由南向北，两者的空间距离逐步缩小，由2009年的14.80 km缩小到2019年10.48 km，说明土地扩张与人口增长耦合性逐步增强，人地协调性逐步加强。
2.2.2城市土地扩张与人口增长空间耦合特征分析
表2 城市用地扩张与人口增长耦合协调类型
利用模型计算出测度城市土地扩张与人口增长关系的系统性系数(CPI)，并依据CPI将云南省16个地州的耦合协调类型划分为人地有所收缩型、人地基本协调型、土地明显扩张型、土地显著扩张型4类(图5)。由图5可以看出，云南省城市土地扩张与人口增长耦合协调性以土地显著扩张型为主。
图5 2009—2019年云南省城市土地扩张与人口增长耦合协调类型空间格局
土地显著扩张型的地区为迪庆州、大理州、楚雄州、临沧市、普洱市、西双版纳州、昭通市、曲靖市、文山州9个地州，其比例占到了56.25%，由迪庆州-大理州-楚雄州-临沧市-普洱市-西双版纳州以及滇东地区的昭通市-曲靖市-文山州构成了南北纵向的2条滇西、滇东土地显著扩张型地带。土地快速扩张型的只有德宏州和丽江市2个地区；人地基本协调型的就仅有保山市，说明保山市的人地配置处于较为理想的状态。人口快速增长型的有昆明市、玉溪市、红河州和怒江州4个地区，总体空间格局呈现出由昆明市-玉溪市-红河州构成的南北纵向滇中人口快速增长型地区。昆明市和玉溪市滇中城市群核心地带是云南省社会经济发展最好的地区，基础设施建设完善、教育科技水平等处于领先地位，同时气候等自然环境优良，吸引了大量的人口转变为城市人口。红河州人口数量较大，同时社会经济发展速度较快，州内辖区有4个县级市，农业人口转变为城市人口的动力较大。总体而言，2009—2019年云南省城市土地扩张与人口增长耦合关系以土地显著扩张型为主，而人地基本协调型仅有一个，反映出云南省城市土地扩张与人口增长耦合协调型弱，人地配置失衡的问题。
3 对策建议
云南省在研究期内土地扩张与人口增长间的耦合协调度处于较低水平，区域人地配置不协调问题突出。未来应该从产业优化升级、政策制定、制度完善等方面促进土地城镇化和人口城镇化之间的协调关系。
3.1 控制土地快速扩张，引导人口有序增长，促进人地协调配置
人地关系的和谐是新型城市化的一个显著特征。整体上，云南省16个地州人口与土地之间的增长速率存在较大的差距，尤其是迪庆州、临沧市、文山州、昭通市等地区土地扩张十分显著，而人口增长速度较为缓慢，人地关系不协调问题突出。针对土地快速扩张、人口增长缓慢的地区，结合云南省城镇化水平较低的实际情况，一方面应控制建设用地的快速扩张，另一方面要加快农业人口转变为城市人口的速度，逐步推进建成区面积与城市人口规模相匹配。滇中地区的昆明市、玉溪市及红河州等地区城市土地扩张相对缓慢，而城市人口增长较为迅速，形成了显著的“人口快速增长型”聚集区。这些地区一方面应该控制城市人口规模的快速增长，尤其是昆明市；另一方面应合理、科学地开发相应的建设用地面积，以满足不断增长的人口需求。通过调整人口增长和土地扩张，逐渐形成人地协调的区域发展格局，促进人地和谐发展。
3.2 加强生态文明建设，实现绿色城镇化发展
云南省自然环境以高山峡谷居多，生态环境较为脆弱，地势起伏大，可利用土地比例少，地区生活生产主要集中于坝区地带。云南省土地空间的快速扩张，会加剧土地资源的紧缺性，造成生态安全隐患，同时会引发更为频繁的自然灾害，制约地区的社会经济发展，给人民生命财产安全等方面带来威胁甚至造成重大的损失。因此在推进城镇化建设的过程中应突出环境保护工作，从“生态文明建设”视角出发，稳步推进环境保护与城镇化建设协调统一，走生态城镇化道路，树立生态宜居、绿色城市的发展理念。从行政管理方面入手，严格控制土地扩张的无序、失控行为，走有序、健康的城镇化发展道路，推进实施生态宜居、人地和谐的新型城镇化战略。
3.3 优化产业结构与空间布局，定位旅游城镇化发展道路
旅游城镇化是推进新型城镇化战略目标的重要途径，随着旅游业的快速发展，旅游业对推进人口就地城镇化等方面产生了非常深刻的影响[20-21]。云南省素有“动物王国”“植物王国”的美誉，同时云南省历史悠久，文化厚重，人文旅游资源和自然旅游资源均非常丰富，为云南省大力发展旅游业提供了雄厚的物质基础。云南省作为旅游大省，应该持续发展旅游业，以旅游业带动城镇化发展，促进农业人口逐步转化为城镇人口。与此同时，在发展旅游业的基础上，应多发展制造业，减少农业的比例，提高第二产业、第三产业的比重，通过产业结构的优化布局逐步推进人口城镇化的发展，不断缩小城市土地扩张与人口增长之间的增长速率，促进人地协调耦合。
4 结论与讨论
通过从总体耦合态势和空间耦合特征等方面揭示了2009—2019年云南省16个地州城市土地扩张与人口增长协调关系，得出以下结论：
(1)在研究期内，云南省城市土地扩张与人口增长速率均呈现显著的阶段性特征，大致可划分为高速波动增长和低速平缓增长2个阶段，与此同时两者的演化路径呈协调统一的步调；城市土地扩张与人口增长具有显著的空间差异，滇西地区的迪庆州、丽江市、保山市、临沧市、滇南地区的西双版纳州以及滇东地区的昭通市、曲靖市等地区城市土地扩张速度高于其他地区，而滇中地区的昆明市、玉溪市、红河州、楚雄州等地区土地扩张速率较低；反过来，怒江州、昆明市、玉溪市、红河州等地区的人口增长速率整体较高。
(2)整体上，2009—2019年云南省城市土地重心整体移动方向为西南向东北，人口重心移动方向为由南向北；土地重心与人口重心间的空间距离呈现“缩小-扩大-缩小”的特征，两者间整体距离逐步缩小，说明土地扩张与人口增长耦合性逐步增强，人地协调性逐步加强。
(3)云南省城市土地扩张与人口增长耦合协调性以土地显著扩张型为主，由昆明市-玉溪市-红河州构成了南北纵向的滇中人口快速增长型地区；滇西地区的迪庆州-大理州-楚雄州-临沧市-普洱市-西双版纳州以及滇东地区的昭通市-曲靖市-文山州构成了南北纵向的两条滇西、滇东土地显著扩张型地带。总体上云南省城市土地扩张与人口增长耦合协调度低，人地配置问题较突出。
