产城融合型开发区土地集约利用评价及障碍因子诊断——以鹤壁经济技术开发区为例

王世东，李 立，赵存维

（1. 河南理工大学 测绘与国土信息工程学院，河南 焦作 454000；2. 邯郸市广凯土地规划设计有限公司，河北 邯郸 056002）

一 文献综述

开发区作为一个国家或地区吸引外部生产要素、促进自身发展的特殊区域，在促进当地经济快速发展，在加速城镇化和工业化的进程方面有着突出贡献。对开发区土地集约利用进行合理评价，可以了解开发区土地集约利用情况，识别影响土地集约利用的主要限制因素，为制定土地集约利用政策措施提供实践依据[1]。然而，开发区的土地资源利用往往面临着系统效率不高的问题，这在很大程度上阻碍了开发区乃至整个区域的产业向高质量、高效益和可持续发展的方向迈进[2]。

土地集约利用程度可由单位土地面积的产值来反映，产值越大则土地集约程度越大[3]。从评价尺度上，主要分为宏观评价、中观评价和微观评价。根据《开发区土地集约利用评价规程》，开发区内工矿仓储用地占已建成城镇建设用地的比例小于等于30%或住宅用地占已建成城镇建设用地的比例大于等于25%，将开发区划分为产城融合型开发区。近年来，国内外学者针对开发区土地集约利用情况开展了一系列研究，尤其在评价方法及指标体系构建等方面有一定的成果。学者们根据研究对象，除了从自然、社会、经济等方面综合选取评价指标外[4]，开始更加关注制度、行为、组织生态和政策因素[5-8]。其中，大多学者主要从土地利用程度、土地利用强度、综合用地效益、土地利用监管绩效4个方面进行指标体系的构建[9]。评价主要分为两类，一类是不考虑管理者主观影响的纯数学方法；另一类是加入了管理者的主观因子来进行数学统计分析的方法[10]，包括主成分分析法[11-12]、熵值法[13-15]、灰色关联法[16]、BP神经网络法[17-18]、层次分析法[19]、GIS空间分析模型[20]、物元模型[20]、分层线性模型[21]、多元线性回归模型[22]等。尽管在方法上和指标体系的构建上已经有了大量的尝试，但针对产城融合型开发区指标体系的构建和方法的选取上还未形成统一的体系，在进行产城融合型开发区的评价指标体系构建时，存在选取指标不够充分的问题，或者没有明显区分产城融合型开发区和工业主导型开发区。此外，当前学者将Pressure-State-Response（简称PSR）模型多用于评价城市土地集约利用，而少有用于城市开发区土地集约利用评价。

综上，本研究选用PSR模型，从压力、状态、响应三方面充分选取适宜指标建立针对产城融合型开发区的土地集约利用评价指标体系，对鹤壁经济技术开发区2014—2020年土地集约利用情况进行了评价，研判其综合情况以及各子系统变化情况；并运用障碍度模型，挖掘出影响鹤壁经济技术开发区土地集约利用的主要障碍因子，以期为提升鹤壁经济技术开发区土地集约利用水平以及为开发区扩区升级提供参考。

二 研究对象与数据来源

（一）研究区概况

鹤壁经济技术开发区坐落于鹤壁市淇滨区内，距老城区中心约20 km，研究区地理位置如图1所示。在《2020年鹤壁经济技术开发区工作报告》中指出，开发区为产城融合型，成立于1992年，2010年升级为国家级经济技术开发区。截至2020年末，鹤壁经济技术开发区常住人口约 7.8 万人，审核土地总面积 1 770 hm²，其中，已建成城镇建设用地 1 671.59 hm²，占比94.44%；已建成农村建设用地8.14 hm2，占比0.46%；未达到供地条件的其他土地10.09 hm2，占比0.57%；不可建设土地面积43.54 hm2，占比2.46%。地区生产总值达278.67亿元。开发区从2001年以来进入高速发展阶段，旨在将开发区建设成为先进制造业和生态宜居城市，但随着开发区快速建设发展，土地利用低效的问题凸显，在2014年鹤壁经济技术开发区开始参与国家级经济开发区考核评价，通过三年一次全面评价，期间两年监测评价的方式来监测开发区内土地集约利用水平。本研究选择2014—2020年为研究期限，通过对七年间开发区土地集约利用水平进行研究，可以更为全面地了解鹤壁经济技术开发区参评以来的土地集约利用水平，并为后续发展提供一定的参考依据。

图1 研究区地理位置

（二）数据来源

本研究中有关鹤壁经济技术开发区的社会经济发展、城市建设现状等数据主要来源于2015—2021年《鹤壁统计年鉴》以及相应的统计公报，开发区土地利用数据来源于鹤壁市第三次国土调查数据库，开发区土地利用变更数据来源于2014—2020年鹤壁市土地利用变更调查数据库，开发区2014—2020年影像数据来源于Google Earth影像，其他部分数据来源于2014—2020年开发区土地集约利用评价成果。

三 研究方法与模型

（一）指标体系的确定

PSR模型是联合国经济合作与发展组织（OECD）和联合国环境规划署（UNEP）发起的一项反映可持续发展机理的理论框架[23-24]。该框架综合考虑了土地利用的土地利用效益评价。旨在分析城市土地利用变化的动因、内在机制以及各种因素对土地变化的影响和社会采取的各种应对措施[25]，以便更好地理解人类活动、社会稳定和土地可持续利用在土地利用中的相互作用和相互制约关系。在指标体系的构建中，产城融合型开发区土地集约利用的压力主要来自人口、建设用地面积和经济的增长，因此，压力层指标采用人口密度、建设用地增长率、人口用地增长弹性系数、建成区绿地覆盖率、建设密度指标来表现。土地集约利用的程度主要由人类活动决定，因此，状态层指标由地均工业总产值，地均二、三产业的GDP，地均财政收入，人均公园绿地面积，人均建设用地，人均总建筑面积和人均建筑基地面积构成。响应主要受社会政府所采取的行动影响，因此，响应层指标由地均固定资产投资、地均工业投资和地均财政投入构成。本研究主要针对产城融合型开发区的特点，最终选取了15项指标，各指标权重通过熵权法计算得出。具体见表1。

表1 研究区土地集约利用评价指标体系

（二）PSR综合评价模型

通过将压力、状态和响应三者综合考虑建立评价模型，土地集约利用结果由加权求和值表征，该模型公式如下：

式中：T表示开发区土地集约利用整体情况；Wp、Ws、Wr分别为压力指标、状态指标、响应指标的权重；pi、pj、pk分别为各子系统内单项指标权重；wi、wj、wk为各指标标准化值。

（三）PSR系统协调度模型

PSR系统是通过压力、状态和响应在三种子系统间彼此配合、共同影响、综合分析来实现对土地集约程度进行评价的系统，为探究系统的科学性以及系统内部各子系统之间的发展是否和谐统一，本研究通过计算子系统间相互协调度来综合分析，计算公式如下：

式中：P为系统综合协调度指数；X、Y、Z分别为各子系统综合评价指数。

（四）障碍度诊断模型

为提高鹤壁经济技术开发区土地集约利用水平，需要计算各指标因子的障碍度，了解各指标对土地集约利用的影响程度，并从中挖掘出障碍度最高的因子[26-27]，具体计算流程如下。

式中：Pi为第i个指标的权重；Pij为第i个指标在第j年的权重；w'ij为第i个指标在第j年的数据标准化后的数值。

四 结果与分析

（一）土地集约利用评价结果分析

1.综合评价结果分析

通过评价模型对鹤壁经济技术开发区2014—2020年土地集约利用各项指标进行计算，得出研究区2014—2020年土地集约利用评价结果（表2），其变化趋势如图2所示。2014—2020年开发区土地集约利用水平综合评价指数整体上呈上升趋势，但在2017年有所降低，其主要原因是由于状态层数值的降低。2014—2016年，综合评价指数值上升趋势较大，主要受状态层数值增加的影响；2018—2020年上升趋势相对较缓，此阶段状态层数值趋于稳定，主要受压力层和响应层数值的缓慢增加所影响。

表2 2014—2020年研究区土地集约利用评价结果

图2 2014—2020年研究区土地集约利用评价结果变化趋势

2.压力层子系统评价结果分析

由图3可见，鹤壁经济技术开发区自2014年参加土地集约利用评价以来，土地集约利用压力层评价指数总体呈上升趋势，2016年下降最为显著，2017—2019年开始逐渐上升，2020年又呈下降趋势。2015年土地集约利用压力增加是由于开发区建筑基底面积增加而建筑总面积的增量较小导致建筑密度的降低。2016年，土地集约利用压力显著降低，其原因在于该时期鹤壁经济技术开发区内建设用地大幅增加导致建设用地增长率增加，而建筑总面积的大幅增加导致建筑密度的降低。2017—2019年，土地集约利用压力逐年增加，其中，2019年压力综合评价数值达到0.107 4，是开发区自2014年开展土地集约利用评价以来的最高值，主要由于开发区二、三产业GDP增加，同时人口不断增长而建设用地的增加趋于平缓导致人口用地增长弹性系数增加，人口用地增长弹性系数在2019年达到0.039 1，为研究期内峰值，二者共同作用导致土地集约利用压力逐年增加。2020年二、三产业GDP减少，导致土地集约利用压力有所降低。

图3 2014—2020年研究区压力指标值与压力系统总体变化趋势对比

3.状态层子系统评价结果分析

由图4可知，鹤壁经济技术开发区自2014年开展土地利用集约评价以来，土地集约利用状态层评价指数总体状况处于先上升后达到平稳的状态，土地状态指标值从2014年的0.019 7升高到了2020年的0.093 6。2014—2016年鹤壁经济技术开发区土地状态指数呈现出明显升高的趋势，并在2016年达到0.099 8，为研究期内的峰值，期间各项指标均有所提高，其中开发区地均二、三产业的GDP，人均建设用地面积，人均公园绿地面积与人均建筑基底面积的增幅尤为显著。2017年土地状态指数略有减少，2017—2019处于平稳状态。自2016年起，开发区地均二、三产业的GDP，人均建设用地面积与人均建筑基底面积大幅减少，且在2019年达到最低值。此外，公园绿地面积的稳定而人口的持续增加使得人均公园绿地面积也有所降低。与此同时，开发区财政收入，二、三产业GDP的增加与地均工业总产值的持续上升，各指标的增减共同作用导致开发区土地状态指数开始趋于稳定。

图4 2014—2020年研究区状态指标值与状态系统总体变化趋势对比

4.响应层子系统评价结果分析

由图5可知，鹤壁经济技术开发区自2014年开展土地利用集约评价以来，土地集约利用响应层评价指数总体上保持上升趋势，从2014的0增加到2020年的0.023 5，其中2018年的骤减是由于开发区地均工业投资减少导致。除地均工业投资指标在2017年、2018年指标值下降外，其余年间各项指标均呈现不同程度的增加，且在2020年达到研究期内的峰值。若要保持鹤壁经济技术开发区的响应状况持续增加，鹤壁经济技术开发区可进一步加强对工业的投入。

图5 2014—2020年研究区响应指标值与响应系统总体变化趋势对比

（二）PSR系统协调度分析

如图6所示，系统内部的协调度与鹤壁经济技术开发区土地综合集约度呈正相关，即随着系统内部协调度的提高，土地集约利用度也相应提高。

图6 2014—2020年研究区土地集约利用协调度变化

（三）土地集约利用水平障碍因子诊断

1.土地集约利用程度各指标障碍度分析

为了解各指标对开发区土地集约利用的影响，通过对各指标障碍因子的障碍度进行计算，并选取各年中综合值较高的5个障碍因子进行分析，结果见表3。

表3 2014—2020年研究区土地集约利用程度主要障碍因素以及障碍度

从各指标障碍度来看，2014—2020年影响鹤壁经济技术开发区土地集约利用的障碍因素主要存在于压力层中的人口密度、建设用地增长率、建筑密度三项指标，其障碍度一直处于相对较高的状态，这反映了鹤壁经济技术开发区土地集约利用程度主要受压力层的影响。建设用地增长率的障碍度一直处于较高水平，其原因是开发区内尚可供应土地面积较少，且大部分为农村建筑用地，土地后备资源不足。2014—2017年，主要障碍因子包括人口密度，地均工业总产值，建筑密度，地均二、三产业的GDP，建设用地增长率，影响指标主要集中在压力层与响应层。人口密度这一指标在同一年内相较于其他指标的障碍度较高，说明鹤壁经济技术开发区经济的发展速度、建设用地的增长速度以及人口的增长速度还处于相对较低水平，对土地的集约利用程度造成了较大的负面影响。随着开发区的建设，人口密度、地均工业总产值两项指标的障碍度逐年降低，在2018—2020年间逐渐退出土地集约利用程度的主要影响因素行列，说明开发区工业经济的发展不断提升，人口密度不再是影响土地集约利用的主要因素。影响土地集约利用程度最大的障碍因素开始转变为建设用地增长率、人均建设用地、人均总建筑面积，其次为建筑密度、人均建筑基底面积、地均工业投资。2014—2020年整个时期内，人均公园绿地面积的障碍度一直没有出现在前五位，说明政府对开发区土地利用的生态效益一直比较重视，在开发区的绿化方面做出了一定的成效。

2.土地集约利用系统障碍度分析

从各子系统层障碍度来看，压力层障碍度相对较高（图7），虽然2017年、2018年有所下降，但总体上呈上升趋势，若保持该趋势，土地压力系统的问题将会成为影响鹤壁经济技术开发区土地集约利用水平的主要原因。状态层障碍度总体上相对稳定，2015年、2016年有显著下降，随后又升高。2014—2015年状态层障碍度高于压力层，说明在该时期以及之前一段时间内，对土地集约利用采取的措施起到作用，但措施力度仍然不够。障碍度最低的是响应层，除2018年外，其他年份均逐年下降，说明政府在土地集约利用上一直起着促进作用。2014—2020年，压力层的障碍度从32.07%增加到55.76%，年均增长率为11.70%；状态层的障碍度从46.77%下降到43.77%，年均下降率为1.32%。土地压力系统俨然成为土地集约利用的主要障碍，而土地状态系统的影响逐步减弱。响应层的障碍度从21.16%下降到0.46%，年均下降率为53.50%，政府在土地集约利用上做出的努力显而易见。状态层的障碍度在2014—2016年呈现下降趋势，最低值达到了26.66%，之后又开始呈增长状态，2020年增长趋势放缓，这是因为受疫情影响，开发区地均工业总产值和地均二、三产业的GDP都出现了下降趋势。

图7 2014—2020年研究区土地集约利用水平各子系统层障碍度

五 结论

本文通过构建土地集约利用水平进行评价，并利用障碍度模型对各子系统障碍因子进行诊断，得到以下结论。

（1）鹤壁经济技术开发区自2014年参与国家级经开区考核评价，到2020年土地集约利用综合指数从0.097 8增长到0.224 2，土地集约利用水平整体较高，且稳步增加。其中，压力层的综合评估价值总体呈上升态势，状态层先上升后逐渐趋于稳定，响应层整体呈下降态势。

（2）通过对比3个子系统的障碍度，发现响应层的障碍度最低，除2014年、2015年状态层的障碍度高于压力层之外，其余年份压力层障碍度皆高于状态层。同时，各指标对土地集约利用的影响总体上可分为两个阶段，第一阶段（2014—2016年）以人口密度影响为主，第二阶段（2017—2020年）以建设用地增长率为主。两项指标皆属于压力层。

（3）人口密度和建设用地增长率成为影响鹤壁经济技术开发区土地集约利用的主要因素，由于开发区基本实现了土地全供应，剩余可利用土地面积相对较少，因此可考虑促进土地的纵向发展，推进开发区内用地置换，盘活存量土地资源。