基于耦合协调度模型的河南省建设用地双控研究

刘俊阳，赵华甫，2

（1.中国地质大学 土地科学技术学院，北京 100083；2.自然资源部土地整治重点实验室，北京 100035）

自改革开放以来，中国工业化、城镇化水平快速提升，经济发展取得了举世瞩目的重大成就[1-2]。土地作为人类社会经济活动的重要载体，随着社会经济的快速发展，我国建设用地面积迅速增加。根据《中国国土资源统计年鉴》数据显示，在2000—2017年期间我国建设用地面积增加了约978.89×104hm2。现有的一些研究表明新增建设用地侵占的主要是耕地及其他自然、半自然用地[3-5]，农业和生态空间受到严重挤压，城镇、农业、生态空间矛盾加剧，资源环境趋向恶化。与此同时，“摊大饼”式的建设用地扩张模式，导致区域土地开发利用失衡，盲目扩大建设用地规模而忽视了利用强度的提升，土地粗放利用和浪费问题凸显。因此，统筹建设用地总量和强度，实施建设用地双控，推动二者稳步协调有序发展，是实现优化国土空间开发格局的重要举措，也是生态文明建设背景下转变土地利用方式，推动扩张式发展转向内涵式发展，实现高质量可持续发展的必然选择。

在颁布的多部政策文件中如《国务院关于深化改革严格土地管理的决定》中提出要对建设用地总量进行管控，严控增量，盘活存量，强化节约利用土地。《节约集约利用土地规定》《国土资源“十三五”规划纲要》及“中央城市工作会议”提出不仅要严控建设用地规模，更要对建设用地的利用强度进行管控。《中共中央、国务院关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》中提出要实行建设用地总量和强度双控，提高土地节约集约利用水平，以更少的土地投入支撑经济社会可持续发展。当前，建设用地的相关问题一直是学术界的研究热点，国内外学者从建设用地规模与经济发展关系[6-8]、建设用地扩张因素与驱动机制[9-10]、建设用地规模预测与合理配置[11-12]、建设用地强度测算与评价[13-14]以及建设用地管控[15-18]等方面开展了诸多探讨，在理论、方法等层面推动了研究进展，为后续研究奠定了基础。但关于建设用地总量与强度双控的研究还较少，且缺乏建设用地双控的技术方法支撑。

河南省是中国重要的粮食生产大省，同时也是人口和经济大省。作为中部崛起以及黄河流域生态保护和高质量发展的重点地区，河南省经济发展起步较晚，经济基础相对薄弱。随着工业化、城镇化的快速发展，耕地保护、生态红线和城乡建设的矛盾加剧，资源环境紧约束问题正日益凸显。亟待完善土地利用策略，助推土地利用高质量发展。

鉴于此，本研究以河南省为例，构建建设用地总量与强度评价指标体系，在定量化评价建设用地总量与强度的基础上，运用耦合协调度模型度量建设用地总量与强度的耦合协调特征及时空变化，并据此划分建设用地双控分区，提出区域差异化的建设用地双控策略，以期为建设用地双控政策的制定和后续研究提供参考，为河南省及中西部地区合理开发利用建设用地和优化国土空间格局提供理论支持和实践支撑。

一 研究区概况与数据来源

（一）研究区概况

河南省位于我国中部，属于黄河中下游地区，是我国重要的人口、农业和经济大省。河南省的地形呈西高东低之势，省内北部、西部和南部环围着太行山、伏牛山、桐柏山和大别山，主要是山地和丘陵地区，为河南的主要生态屏障；东部为辽阔的黄淮海平原，是全国重要的粮食和畜产品生产基地。作为华夏文明的起源地，河南省历史悠久，是全国重要的农业大省和粮食主产区。河南省也是全国重要的交通枢纽，承东启西、通南贯北，形成了以京广、陇海、京九、焦柳、宁西等铁路动脉为主的铁路交通网，在国家交通网中占据无以替代的重要战略地位。随着社会经济的发展，河南省的城镇化水平与工业化水平不断提升，资源环境紧约束下的社会可持续发展与建设用地的节约集约利用日益受到重视。

（二）数据来源

本研究以河南省的18个地市作为评价单元，研究数据包括土地调查数据、社会经济统计数据和空间矢量数据。其中土地调查数据主要来源于土地调查成果共享应用服务平台、《中国国土资源统计年鉴》；社会经济统计数据来源于《河南省统计年鉴》；行政区划空间矢量数据来源于国家基础地理信息中心。根据《城乡用地分类与规划建设用地标准》（GB 50137）和《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2017）计算得到河南省及各地市的建设用地总量。随时间变迁，河南省省内的地方行政区划稍有调整，为保持统计数据的连续性和可比性，将市辖区、省辖县纳入原上一级行政单位内进行统计。

二 研究思路与方法

（一）研究思路

土地是人类最基本的生产资料和生存条件，是各种社会经济活动的承载物[19]。与发达国家相比，我国的城镇化水平还有上升空间，社会经济发展还需要一定土地要素的投入[20]。人多地少的国情决定我国必须实行最节约集约的用地制度，土地节约集约利用是生态文明建设的根本之策，也是新型城镇化的战略选择。建设用地总量和强度作为建设用地利用的两个重要方面，二者的协调、有序、平衡是建设用地集约高效利用的保证。因此，本研究从建设用地总量和强度切入（图1），引入建设用地总量合理衡量标准，根据建设用地强度的内涵，从多个层面选取评价指标，构建强度评价指标体系。并在定量化表征建设用地总量与强度的基础上，运用耦合协调度模型，分析建设用地总量与强度的耦合协调特征及时空变化，据此划分建设用地管控分区，提出分类管控策略，促进建设用地总量和强度的协调、有序、平衡发展，从而优化国土空间开发格局，以实现高质量可持续发展。

图1 研究思路框架

（二）研究方法

1. 建设用地总量评价

《土地利用现状分类》（GB/T 21010—2017）将建设用地定义为建造建筑物、构筑物的土地，包括商业、工矿、仓储、公用设施、公共建筑、住宅、交通、水利设施、特殊用地等。因人口分布、经济发展、自然地理等因素的影响，建设用地规模在地域空间上存在着差异性。建设用地总量是各地区建设用地规模的直接体现，但难以直接进行横向的比较。因此，借鉴土地利用总体规划中将人均城镇工矿用地面积作为约束性调控指标的思路，采用人均建设用地面积来评价各地区建设用地总量。公式如下：

式中：Zi为i市的人均建设用地面积；Si为i市建设用地总量；Pi为i市常住人口数量。

2. 建设用地强度评价

建设用地强度是特定区域在一定发展阶段和资源禀赋下的建设用地利用的直接表现，是对区域内建设用地开发程度以及对人口、社会经济活动承载强度的综合反映[21-23]。基于现有研究，可以明晰建设用地利用强度的三层内涵。一是建设用地开发的强度，即建设用地面积在土地总面积中的比重。建设用地开发的面积越大，占土地总面积的比重越高，建设用地的开发强度也就越大。二是建设用地利用的强度，单位建设用地投入产出水平和集约化利用程度越高，利用效率越高，利用强度也就越大。三是建设用地对社会经济活动承载的强度。建设用地利用的过程中对自然与环境造成的压力的大小也反映着建设用地的利用强度，对资源与环境产生的压力越大，承载强度也就越高。基于此，结合以上的内涵分析以及数据的可获取性，选取开发强度、利用强度、承载强度3个内涵层面共计11项评价指标，构建评价指标体系（表1）。使用正向标准化方法对数据进行归一化处理，消除量纲影响，基于均方差决策法确定各评价指标的权重[24]，最后采用加权求和法求算各地市的建设用地强度综合分值。

表1 建设用地强度评价指标体系

3. 耦合协调度模型

耦合协调的概念来源于物理学，是指多个系统或要素在自身和外界的各种影响下产生的相互作用和彼此影响[25-26]。多个要素或系统之间一种良性的相互关联，是相互之间保持的和谐一致、良性循环、配备得当的关系。耦合协调度模型则是用于分析度量两个及以上系统或要素的相互影响程度和系统之间彼此作用关系的方法，已经应用在多个领域和学科中[24，27-28]。本研究运用耦合协调度模型来衡量建设用地总量与强度间的关系，分析建设用地总量与强度的耦合协调特征。具体公式如下：

式中：f(x)、g(x)分别表示建设用地的总量和强度；C、T、D分别为耦合度、综合协调指数和协调度；a和b分别代表建设用地总量和强度的待定权数，此处设定a＝b＝0.5。借鉴现有研究成果[29-30]，将耦合度C分为五种类型，(0，0.3]为严重不耦合，(0.3，0.5]为轻度不耦合，(0.5，0.8]时为基本耦合，(0.8，0.9]为中度耦合，(0.9，1]时为高度耦合；将协调度D分为四类，(0，0.3]为重度失调发展阶段，(0.3，0.5]为轻度失调发展阶段，(0.5，0.8]为过渡协调发展阶段，(0.8，1]为协调发展阶段。

三 研究结果

（一）建设用地总量与强度

河南省作为中部崛起战略区的重要省份，近年来发展迅速。2007—2017年间全省建设用地面积增加了近 46.68×104hm2，其中人均建设用地由 232.64 m2增加到了 276.6 m2，全省建设用地总量呈现不断提升的趋势。2007—2017年各地市间建设用地规模最大的地市均为南阳市，2017年达到了31.24×104hm2。2007—2017年间，建设用地规模扩张最大的地市为郑州市，达到了 5.9×104hm2；最少的是济源市，约 0.6×104hm2。由图 2 所示，2007—2017 年间人均建设用地占有量最大的地市均为信阳市，2017年人均建设用地占有量高达414.65 m2/人；最小的地市2007年为周口市，2012年、2017年均为漯河市。2007—2017年间增速最快的地市为三门峡市，约4.29%，增速最慢的郑州市仅为0.05%。2007—2017年间，各地市的人均建设占有量均保持了不同程度的增长，仅有郑州市出现了接近零增长的现象。

图2 2007—2017年河南省各地市人均建设用地占有量

建设用地强度方面，近年来随着中部崛起战略的实施和中原经济区建设的实施，河南省建设用地强度不断提升。2007年、2012年、2017年强度指数分别为0.27、0.33和0.41，强度指数呈逐期增长的态势。由图3所示，河南省会郑州市一枝独秀，2007—2017年间建设用地强度始终保持在省内最高水平，并遥遥领先于省内其他地市，建设用地强度最小地市均为信阳市。2007—2017年各地市建设用地强度呈现着不同幅度的增长，郑州市建设用地强度增幅最大，并辐射带动周边地市的发展；其次为济源市和漯河市；安阳市、信阳市和周口市增幅较小。地市间建设用地强度差异明显，郑州市建设用地强度提升幅度和速度均高于省内其他地市，省内各地市间发展差距较大。

图3 2007—2017年河南省各地市建设用地强度

（二）建设用地总量与强度的耦合协调度

1. 耦合度时空变化

2007—2017年间河南省建设用地总量与强度整体保持高水平的耦合，其中2012年耦合度稍有降低，按照类型划分标准均为高度耦合类型。2007—2017年间，河南省各地市耦合度整体上呈现增长的趋势，部分地市出现波动变化。如图4所示，2007年五种类型的耦合度均匀分布。2012年仅有信阳市、驻马店市和郑州市处于不耦合水平，其他地市的耦合水平得到不同程度的提升，高度耦合的地市增至7个。值得注意的是，郑州市、三门峡市、商丘市和济源市的耦合度有不同幅度的降低，体现了建设用地总量和强度发展不平衡现象的加剧。2017年河南省各地市中耦合状况进一步优化，18个地市中中高度耦合地市达到了13个，仅有漯河市由基本耦合降低至轻度不耦合。从空间分布来看，河南省耦合度地域分异明显，豫南地区耦合度较低，豫北地区耦合度较高，呈现出条带状分布特征。

图4 2007—2017年河南省各地市建设用地总量与强度耦合度时空变化

2. 协调度时空变化

2007年、2012年和2017年河南省建设用地协调度分别为0.51、0.59和0.65，协调水平较低。按照协调度划分标准，2007—2017年间河南省均属于过渡协调发展阶段。如图5所示，2007年重度失调发展的有4个地市，轻度失调发展的地市占据大多数，过渡协调发展的地市仅有郑州市和济源市。2007—2017年间年河南省各地市协调度有了较为明显的提升，2012年重度失调发展的仅有信阳市，2017年过渡协调发展的地市达到了14个，仅有郑州市出现了协调度降低的情况。郑州市依托其政策、基础设施、地理区位等优势，经济发展迅速，且对省域内其他地市的人口保持较高吸引力，建设用地强度提升的同时，建设用地总量保持稳定甚至减少，由此导致建设用地总量与强度协调度的降低。从空间分布看，河南省协调度呈现南北分异的特点，豫南地区建设用地总量和强度失衡，建设用地总量大而建设用地强度较低，协调水平低于豫北地区。从时间序列来看，2007—2017年随着社会经济的发展和节约集约相关政策的约束，这一情况得到缓解，协调度得到不同程度的提升。

图5 2007—2017年河南省各地市建设用地总量与强度的协调度时空变化

四 建设用地双控分区及管控策略

建设用地总量和强度作为建设用地开发、利用所呈现的两个重要方面，是社会经济长期发展过程中形成的结果，适当的建设用地规模和集约高效的开发利用是土地利用协调有序的直观体现。建设用地总量与强度的不协调，体现了区域建设用地开发利用过程中的无序和失衡，要实现建设用地的双控，需要对建设用地总量和强度的现状及特征进行准确地把握，从而制订相应的管控策略。耦合度可以清晰地描述建设用地总量和强度之间相互作用的程度，但难以反映出协同发展水平，因此本研究选用同一时期建设用地总量与强度的协调度结果，并结合建设用地总量和强度特征划分建设用地管控分区，具体划分标准见表2。

表2 建设用地双控分区划分

轻度失调强度滞后型地市包括信阳市、驻马店市和南阳市。该分区类型建设用地总量与强度失衡，建设用地总量较大，而建设用地强度处于较低水平，建设用地节约集约利用提升潜力大。该分区类型的地市，未来应严格控制总量，充分挖掘潜存量，优化用地结构，提升建设用地强度。一是要严格控制建设用地总量，约束建设用地增量，逐步减少新增建设用地规模。二是应充分利用城乡建设用地增减挂钩和耕地占补平衡等政策，积极推动农村闲置宅基地和城镇低效利用的建设用地的腾退和再开发利用，积极流转节余指标，以压缩建设用地总量规模，实现建设用地资源的空间转移，优化空间开发格局。三是探索将建设用地强度的提升与土地利用年度计划挂钩，形成倒逼机制，同时加强要素投入，完善基础设施和产业配套设施，积极承接东部地区的产业转移。

轻度失调总量滞后型地市仅有漯河市。该区建设用地总量与强度协调水平低，建设用地强度水平高于建设用地总量。漯河市作为河南省内重要的交通枢纽和现代商贸物流中心，近年来发展迅速，但辖区面积较小且人口众多，由此导致建设用地相对总量较小，建设用地总量与强度表现出失衡特征。该区未来可适度增加新增建设用地指标，保障本地区的建设用地需求，促进建设用地总量与强度的平衡发展。一是按照“有限指标保重点，一般用地靠挖潜”的思路，重点保障对全国有较大影响的重要工程建设及基础设施的用地需求。二是合理调整城乡用地结构和布局，优化城镇内部用地结构，强化城镇产业，推进工业项目向开发区和产业集聚区集中，以工业化推动城镇化，合理利用城市地上空间，推进复合利用，缓解建设用地紧张的问题。

过渡协调强度滞后型地市包括周口市、商丘市、三门峡市和济源市。该区的建设用地总量与强度耦合协调度处于不协调向协调转变的过渡阶段，建设用地总量和强度耦合度层级相对较高，但建设用地的强度滞后于建设用地总量水平。该区未来要转变土地利用方式，以助推经济发展方式的改变，不能再走以增加建设用地规模而推动经济发展的老路。一是严格控制新增建设用地指标，提高新增建设用地供应门槛限制，稳定建设用地规模。二是要严格按照国家土地供应要求，满足建设用地的需求更多的是依靠内涵挖潜和低效建设用地的再开发利用，严格土地用途管制。三是要调整产业结构，限制产能落后产业的供地，鼓励资本密集、技术含量高的高新产业发展，以产业结构调整拉动旧城改造，促进城镇土地集约利用，以实现区域的可持续发展。

过渡协调总量滞后型是包含地市最多的分区类型。该区是河南中部崛起的重要增长极，也是省内重要的先进制造业基地、能源基地，以及区域性现代服务业中心、科技创新中心，是参与国际国内合作与竞争的主导区域，对其他地区的人口及劳动力的吸引导致建设用地相对总量较低。该区未来应优先安排新增建设用地指标的供给，满足其快速城市化和工业化的用地需求，使建设用地供应与人口流向相一致。同时也要稳定建设用地的规模，不能盲目扩大建设用地面积，要将节约集约用地放在首位。有序推进区域内存量挖潜，增加建设用地的流量供给，解决用地需求。此外，也要采取措施对建设用地强度进行管控，着重优化产业结构、促进产业转型升级，降低能源消耗和污染物排放，控制建设用地开发强度，保障生态用地面积，改善人居环境和生态环境质量。

五 结论与讨论

（一）结论

（1）近年来河南省工业化、城市化水平快速提升，建设用地面积扩张迅速，2007—2017年间全省建设用地面积增加了近 46.68×104hm2，人均建设用地由 232.64 m2/人增加到了 276.6 m2/人，全省建设用地总量呈现不断增长的趋势；2007年、2012年、2017年河南省建设用地强度指数分别为0.27、0.33和0.41，建设用地强度水平不断提升，省内各地市间建设用地强度发展差距明显。

（2）耦合协调度模型能够有效地反映建设用地总量和强度的耦合协调关系，河南省建设用地总量与强度的耦合度较高，协调度水平整体不高，建设用地总量与强度二者之间的协调水平随着社会经济的发展不断提升，部分地市出现波动，省内地区分异明显。

（3）基于建设用地总量与强度的协调度，结合建设用地总量和强度特征，将河南省划分四类建设用地双控分区，提出针对性的分区分类管控策略，有利于优化国土空间格局，实现区域高质量可持续发展。

（二）讨论

本研究以人均建设用地作为建设用地总量的评价标准，更加科学地反映了河南省建设用地总量规模，其受到建设用地增速和人口流动变化的双重影响，经济因素的驱动使得大量劳动力流向经济发达、用人需求更大的地区，不同时期间的比较能够更加直观地体现建设用地增量与人口变动的情况。河南省作为传统的农业大省，人口基数大，人口分布密度高，使得部分地区存在人均土地占有量较低的问题。从人均GDP和城市化率等指标来看，河南省经济发展水平仅达到全国的平均水平，仍属于中等发展水平省份，建设用地强度整体偏低，建设用地总量和强度的耦合结果具有地区特殊性。我国各地区自然禀赋、地理环境、人口分布及社会经济发展水平等存在诸多差异，对于建设用地双控的进一步落实还需要在实践中进一步完善，以助推土地利用方式的转变和社会经济的高质量发展。此外，目前关于建设用地强度的研究缺乏对建设用地强度合理区间和阈值的界定，强度过高会引起大城市病、生态环境恶化、人居质量下降等问题，这些问题仍有待于继续探究。