吉林省土地利用空间均衡度评价研究

卞凤鸣，刘彦彤，赵 玲

（1.吉林省国土资源调查规划研究院，吉林 长春 130061；2.吉林农业大学，吉林 长春 130118 ）

随着中国工业化、城市化发展加速，人地矛盾日益突出，区域发展中土地利用均衡和可持续的问题越来越受到重视，尤其是资源环境约束强化已经成为中国新国情的表征[1]。不同尺度上土地利用空间分布的均衡度评价成为迫切需要研究的重要课题。

已有文献对土地利用空间均衡的研究很少，集中于以下几个视角：（1）对空间均衡分异的研究。Thomson和Hardin以曼谷城市地区遥感图像为基础，并借助GIS技术支持，从土地利用强度、产出效率、生态效益和可持续利用程度来阐释城市土地利用集约度，并以此为借鉴对长三角地区城市土地利用集约度及空间均衡分异进行评价研究[2]；（2）对建设用地的空间均衡评价。陈逸构建建设用地开发均衡度指数，对全国各省建设用地均衡度进行评价[3]；（3）荀文会利用资源场理论研究了土地利用的空间均衡配置问题，以江苏省为例,研究了区域土地利用的资源势以及资源势差[4]。（4）樊杰认为各种资源要素能够在区域间合理流动的条件下，空间均衡过程是区域间经济、社会、生态综合效益的人均水平趋于相等[5]。以上研究在人口、经济、资源环境等综合因素对土地开发强度和供给能力影响的差异方面考虑不足。从经济学角度来看，区域空间均衡是空间的经济社会活动按照开发供给的比较优势进行地区分工的优化配置[6]，也可以理解为土地利用的规模和强度与其区域开发供给能力的相协调，由于影响区域空间均衡因素的复杂性，实际上绝对的均衡是不存在的，所谓的均衡是相对的均衡；如果一个区域空间发展规模及开发强度超过其空间供给的容量视为开发过度；若没有充分利用供给容量，则为开发不足。

吉林省地形、地貌多样，其区域土地利用均衡度也不同。由东到西为山地、丘陵、平原，自湿润区向半湿润半干旱到干旱半干旱地区过度，经济类型有发达的农业经济、矿产资源产业以及典型的农牧交错经济，全域土地利用研究具有典型性和代表性。因此，本文以吉林省为例，统筹考虑土地利用空间供给的各种因素，根据土地利用空间供给能力和土地开发强度的关系来判断区域土地空间均衡程度，为区域土地可持续发展利用提供参考，对宏观及中观层面国土空间利用程度评价和微观层次的土地利用程度评价具有借鉴意义。

1 指标选择与量化

根据区域空间均衡分析理论，一个地区土地利用空间均衡程度，主要通过该区域土地利用开发强度和供给能力这两个因子的相对关系性质反映[7]，本文采用分析区域土地利用空间供给能力指数与土地开发强度指数的相关性和协调度，来判断和评估土地利用空间均衡的状态。区域土地利用供给能力取决于影响区域土地利用正向指标的支持和负向指标的保障，选用经济集聚指数、交通运输指数代表区域土地利用供给能力的正向指标解释因子，生态重要性指数、环境承载指数代表区域土地利用供给能力的负向指标解释因子。开发强度代表一个区域的经济、社会活动程度,与建设空间占该区域总面积的比例、单位面积COD排放量和地区的经济密度有关，因此选用研究区建设用地比重、地均COD排放量、地均生产总值和人口密度代表区域现状的开发强度解释因子[8]。

2 数据标准化

解释因子的计算。由于各解释因子数据具有不同的单位量纲，为增强指标数据的可比性，本文根据各类解释因子的内涵和对研究指数的影响程度采用极值法进行各解释因子数据标准化处理。

式（1）、式（2）中，Ai为数据标准化后的解释因子指标值；Aij为j地区的第i项解释因子指标的最初数据值；minAij即j地区第i项解释因子指标数据的最小值，maxAij即j地区第i项解释因子指标数据的最大值。

分析指数计算。各解释因子量化基础上，对区域土地利用供给能力指数和区域土地利用实际开发强度指数，采用算术平均法和几何平均法相结合的方式分别计算。公式如下：

式（3）、式（4）中，SA为土地利用供给能力指数；GI为经济集聚指数；TI为交通运输指数；WS为资源保障指数；EI 为生态重要性指数；ES为环境承载指数；DI为开发强度指数；CE为地均COD排放量；LI为建设用地比重指数；ED为经济密度指数；PI为人口强度指数。

区域土地利用空间均衡度用开发强度与开发供给能力两者之商表示（DI / SA），采用聚类分析方法判断各区域空间均衡状态。

3 实证分析

3.1 数据来源

以2013年吉林省土地变更调查数据为土地利用现状数据，相关经济数据为《吉林统计年鉴2014》中的各市（州）资料；水环境各项指标来自吉林省环境科学研究院数据中心调研数据；参考中科院赵洪波等提出的交通运输通达性的研究方案[10]，公路交通距离采用 《中国高速公路行车地图册》中城市间高速公路行车距离（车速80 km/h）、铁路运行时间按照铁道部官方网站城市间铁路客车运行时间、列车数量汇总，经过分析计算得出数据。

3.2 指标的计算

经济集聚指数（GI），代表一个地区的经济集聚程度，区域之间的人口和经济的集聚差异对区域发展所需的供给能力有不同的影响[9]。通过人均GDP、地均GDP、地均财政收入、人口密度等指标来计算经济集聚指数。根据各市（州）人均生产总值、地均生产总值、地均财政收入和人口密度数据，利用极值标准化方法求出各地人均生产总值指数、地均生产总值指数、地均财政收入指数和人口密度指数，通过算数平均法求得各市（州）经济集聚指数。其中长春市经济集聚指数最高为0.75，白城市、四平市、延边朝鲜族自治州经济集聚指数较低。

交通运输指数（TI），代表区域综合运输的总体成本和区位决策的重要因素，如果不考虑管理成本等因素，可以认为是区域综合交通可达性和客货运规模的函数[10]。交通可达性是利用特定的交通系统，从某一区位到达指定活动区位的便捷程度[11]，用公路、铁路可达性系数和各市（州）间直达和到达次数等综合计算交通运输指数[12]。反映各城市可达性水平的高低。吉林省各市（州）交通运输指数长春市、吉林市较高，其他城市均在0.50以下，白城市和延边朝鲜族自治州交通运输指数最低。

资源保障指数（WS），反映土地利用开发建设所需要的基本资源的数量和质量的保障程度。土地资源保障指数用新增建设用地面积占比表示[13]，此项指标参数与保障进行土地利用开发建设的剩余土地资源之间是负向相关，用式（2）计算。吉林省各市（州）资源保障指数最高的是通化市，四平市为0.81，其他地区均不足0.50，松原市和白城市资源保障指数最低。

生态重要性指数（EI），代表生态保护价值或自然生境维持的必要性程度。根据吉林省实际，主要选择山地、湿地、自然保护区等重要生态功能区，以分布面积占比表示,并通过极值标准化处理和加权计算生态重要性指数[14]。根据各市（州）自然保护区、生态脆弱区等区域面积占区域土地面积比例进行标准化后求得各市（州）生态重要性指数。吉林省各市（州）生态重要性指数最高的为吉林市，延边朝鲜族自治州、白城市、白山市分别为0.54、0.51和0.37，其他地区均在0.20以下，四平市生态重要性指数最低。

环境承载指数（ES），地均COD排放量指数（CE）是城市化和工业化对水体环境的影响程度，主要选用COD（Chemical Oxygen Demand），即化学需氧量指标表示[15]，COD排放是人类活动对水质环境影响的最直接表征。由于COD排放量对土地空间供给是负相关，作为负向指标在极值标准化过程中采用式（2）处理，而与开发强度是正相关，作为正向指标在标准化过程中采用式（1）处理。

吉林省各市（州）建设用地比重（LI）长春市最高，四平市、辽源市分别为0.74、0.58，其他地区均低于0.50，延边朝鲜族自治州最低；经济密度指数（ED）用地均GDP表示，吉林省各市（州）经济密度指数最高的是长春市，其他地区均在0.60以下，延边朝鲜族自治州最低；人口容量指数（PI）用人口密度表示，吉林省各市（州）人口密度长春市最高，辽源市0.59，四平市为0.57，其他地区均低于0.40，延边朝鲜族自治州人口密度最低。

吉林省区域土地利用供给能力和开发强度的各项解释变量相关程度由图1可以看出。

3.3 相关关系模拟过程

用2013年数据计算出吉林省各市（州）的土地利用供给能力和开发强度的解释变量，应用式（1）和式（2）计算SA和DI，如表1和表2。吉林省土地利用供给能力指数全省差别不大，通化市最高0.58，白城市最低0.17，供给能力低于0.30的城市占44.4%；吉林省土地开发强度指数长春市最高，白山市、延边朝鲜族自治州较低，分别为0.03、0.02，开发强度指数相对较高的城市都集中在吉林省中部，占全省55.56%，东部和西部开发强度弱。

表1 吉林省各市（州）土地利用空间供给能力（2013年）Tab.1 The supply capacity of land use in the cities in Jilin in 2013

表2 吉林省各市（州）土地开发强度（2013年）Tab.2 The land development intensity in the cities in Jilin in 2013

图1 吉林省区域土地利用供给能力和开发强度解释变量Fig.1 Explanatory variables of regional supply capacity and development intensity in Jilin

3.4 结果与分析

本文采用开发能力与供给能力的比值表示均衡度指数BD（图2），其值越接近于1，区域土地利用越均衡；越远离1，区域土地利用越失衡。区域土地利用空间均衡是相对的均衡。采用聚类分析方法结合吉林省实际情况，综合供给能力指数、开发强度指数和均衡度指数的样本标准差，当0.6≤BD≤1.4，表示该区域土地利用处于相对均衡状态；当BD＞1.4，表示该区域土地利用处于开发过度状态；当BD＜0.6，表示区域土地利用开发不足。由此，四平市、松原市、白城市区域土地利用开发处于相对均衡状态，其他6市（州）为非均衡状态，其中，长春市、辽源市、吉林市为区域土地空间利用开发过度；通化市、白山市、延边州为区域土地空间利用开发不足状态（表3）。

从指标上来看，相对均衡的区域3个城市包括吉林省中部地区的四平市、西部地区的松原市和白城市。位于吉林省西部的松原市和白城市属于从湿润地区向干旱地区过渡的农牧交错带，土地沙化、盐碱化程度高，水资源时间和空间分布不均，生态环境脆弱，土地的开发强度和供给能力都不高，土地利用的均衡度表现出相对均衡的状态。2007—2012年的吉林省西部土地整治工程的实施使其土地开发供给能力有了很大提高。

图2 吉林省各市（州）供给能力、开发强度、土地利用空间均衡度Fig.2 The supply capacity of land use ,the land development intensity, the spatial balance degree of land use in the cities in Jilin

表3 吉林省各市（州）土地利用空间均衡度（BD）Tab.3 The spatial balance degree of land use in the cities in Jilin

开发过度的区域包括吉林省中部的3个城市——长春市、吉林市、辽源市。这三个城市是吉林省工业基础最好、工业化时间最长、工业发展水平最高的区域。长春市是吉林省省会，全省城市化和工业化发展的先导区域，其土地供给能力强大，同时空间开发强度也非常大，资源环境的承载能力已经饱和，内部局部地区甚至已经超载。辽源市是资源枯竭型工业地域，辽源煤矿有百年开采历史，其煤炭采空区面积较大，是易发生地质灾害的地区，生态环境较为敏感，空间开发供给能力十分有限，资源环境承载能力也达到饱和状态。虽然吉林市的环境资源丰富，交通便利，水丰电足，土地供给能力大，但经过多年城市化、工业化发展，供给能力已满足不了目前的发展需要，出现开发过度状态。

开发不足的地区为吉林省东部地区的通化市、白山市和延边朝鲜族自治州。这三个地区生态重要性较高，资源保障条件好，开发供给能力较强，现状开发强度较低，但长白山生态保护区的生态用地功能发挥充分。基于长白山生态核心区的区位条件，通化、白山以生态产业发展为主，不宜进行大规模的经济开发活动。延边州内长白山生态保护区核心区范围比较小，同时又是长吉图开发、开放先导区、核心区，具有重要的战略意义，既是边疆地区，有对外贸易口岸，也是中国惟一的朝鲜族自治州，随着图们江规划的实施，延边州成为直接受益的区域，尤其是2015年长春到延吉高速铁路的开通，大大地提高了延边州的交通可达性，强化了对社会经济要素的集聚能力，供给能力增强，开发强度相对来说远低于供给能力，空间均衡度表现为开发不足状态。

4 结论

（1）土地资源的合理配置是实现资源与环境可持续性和社会经济持续发展的重要途径。因此区域土地空间均衡应该是区域开发强度与区域发展空间实际供给能力的相协调。对省域土地利用空间均衡程度进行分析，采用开发强度与反映空间供给能力的生态重要性指数、环境敏感性指数、经济集聚指数、交通运输指数的相关关系以及均衡度，可以判断和评价空间均衡程度。

（2）吉林省土地供给能力平均为0.33，5个城市的供给能力大于平均水平。最强的城市为通化市（0.58），其次是四平市（0.45），主要位于东南部地区和中部地区。供给能力低于平均值的4个城市位于西北部地区和东北部地区。土地开发强度指数全省平均为0.35，4个城市高于平均水平：长春、四平、辽源、吉林，其中长春市开发强度最高，为1.00，第二位为四平市为0.60。从区域分布上来看，开发强度指数大于平均数的城市全部位于吉林省中部地区，而东部地区的白山、通化、延边州最低，区域土地开发由中—西—东的区域开发递减规律。吉林省9市州土地利用空间均衡、开发过度和开发不足的地区各占三分之一。其区域分布是按照吉林省域版图中—西—东部地区,过度开发—相对均衡—开发不足的规律分布的。

（3）吉林省在未来发展过程中，对经济要素的引导要适当地倾向东、西部地区，明确区域发展的基本理念，使影响供给能力和开发强度的基本政策体系及产业布局思路为土地利用空间均衡发展服务，提供可操作性的规划政策，保证空间均衡发展的持续性；有条件地进行中部产业布局和引导，重视存量规划和生态文明建设，建立良性的、合理的供求关系和市场经济原则，提升城市运行的智慧化，逐步改善区域空间不均衡状态。

（4）鉴于基础数据获取的局限性，本文只对吉林省区域范围内9市（州）土地利用均衡度进行评价分析，如数据条件允许，可以对全国土地利用均衡度评价分析，建立科学完善的空间规划体系，确保国土空间均衡。

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）：

［1］杨学军. 精细规划确保空间均衡发展［N］.中国环境报，2015 - 10 - 29（10）.

［2］Curtis N Thomson, Perry Hardin. Remote sensing GIS integration to identify potential low-income housing sites［J］. Cities, 2000, 17（2）:97 - 109.

［3］陈逸，黄贤金，陈志刚，等.中国各省域建设用地开发空间均衡度评价研究［J］.地理科学，2012，32（12）：1424 - 1429.

［4］荀文会，刘友兆. 资源场理论与土地利用的空间均衡配置——以江苏省为例［J］. 广东土地科学，2005，（5）：24 - 28.

［5］樊杰.我国主体功能区划的科学基础［J］.地理学报，2007，62（4）：339 - 350.

［6］张明东，陆玉麒.我国主体功能区划的有关理论探讨［J］.地域研究与开发，2009，（3）：7 - 11.

［7］Krugman，P. Increasing Returns and Economic Geography［J］. Journal of Political Economics，1991，99：483 - 499.

［8］陈雯，孙伟.区域发展的空间失衡模式与状态评估——以江苏省为例［J］.地理学报，2010，65（10）：1209 - 1217.

［9］赵宏波，马延吉. 老工业基地城市可达性及经济联系格局研究——以吉林省为例［J］. 地理科学，2013，11：1316 - 1322.

［10］程钰，刘雷，任建兰，等.县域综合交通可达性与经济发展水平测度及空间格局研究——对山东省91个县域的定量分析［J］.地理科学，2013，33（9）：1058 - 1065.

［11］Lawn M P, Murray A T, Morton E O, et al. Recent advances in accessibility research: Representation, methodology and applications ［J］.Journal of Geographical Systems, 2003, 5（1）: 129 - 138.

［12］吴威，曹有挥，曹卫东，等. 区域高速公路网络构建对可达性空间格局的影响——以安徽沿江地区为实证［J］.长江流域资源与环境，2007，16（6）：726 - 731.

［13］赵淑芹，王殿茹. 我国主要城市辖区土地综合承载指数及评价［J］. 中国国土资源经济，2006，12：24 - 27，41.

［14］陈雯，孙伟，段学军，等.苏州地域开发适宜性分区［J］.地理学报，2006，61（8）：839 - 846.

［15］罗公利，贾小平，边伟军. 山东省资源环境承载力分析［J］. 青岛科技大学学报（社会科学版），2013，（4）：55 - 59.