城市土地利用经济效益及发展类型研究

李晨曦++吴克宁++刘霈珈++宋文++高翔宇++张喜英

摘要：以京津冀地区13个城市为例，通过收集与整理资料，在构建具有可操作性评价指标体系的基础上，运用时间序列分析法，借助ArcGIS软件，对1996—2014年京津冀地区不同尺度的土地利用效益进行定量评价及空间分析。结果表明：近20年来，京津冀地区土地利用经济效益呈现不断上升趋势，但是与珠江三角洲地区和长江三角洲地区相比，仍存在较大差距；1996—2014年间，京津冀地区土地利用经济效益增长呈现出缓慢增长—快速增长—缓慢下降的趋势；依据土地经济效益基础及其变化程度，将京津冀地区的13个城市划分为高基础—快增长型、高基础—慢增长型、低基础—快增长型和低基础—慢增长型4种城市土地利用经济效益发展类型。

关键词：城市土地利用；经济效益；时间序列分析；京津冀地区；定量分析

中图分类号： F323.211文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）03-0281-05

收稿日期：2015-12-18

基金项目：国家科技支撑计划（编号：2015BAD06B01）。

作者简介：李晨曦（1988—），男，陕西咸阳人，博士，研究方向为土地利用与评价。E-mail：xywglcx@163.com。

通信作者：吴克宁，博士，教授，博士生导师，主要从事土地评价和土地规划研究。E-mail：wukening@cugb.edu.cn。

近年来，相关土地利用变化的研究已成为土地科学领域研究的热点问题之一[1]。随着城市化进程的不断加快，城市用地需求越来越高，城市用地扩张逐渐成为土地利用的主要方式之一[2]，而城市土地供应相对短缺，导致城市土地供需不平衡，矛盾越来越突出，高效利用城市土地则是解决这一矛盾的基础。城市土地利用的经济效益是衡量城市土地利用效率的重要指标，因此对城市土地利用经济效益的研究具有非常重要的意义[3]。目前，国内学者开始注重从不同角度及尺度对城市土地利用经济效益进行综合研究[4-9]。本研究以京津冀地区为研究区，采用时间序列分析法，并借助ArcGIS软件，定量评价研究区的城市土地经济利用效益及发展类型，为京津冀地区城市土地利用结构的进一步优化提供参考。

京津冀地区地处113°04′～119°53′E，36°01′～42°37′N，总面积约为217 158 km2，包括北京市、天津市及河北省的石家庄市、唐山市、廊坊市、秦皇岛市、承德市、沧州市、邢台市、邯郸市、张家口市、保定市、衡水市共11个地级市，属于典型的暖温带半湿润半干旱大陆性季风气候。全区地势由西北向东南部倾斜。2014年，京津冀地区生产总值达到66 474亿元，人均生产总值24 518元，全社会固定资产投资总额 25 888 亿元，3个产业比重为4.66 ∶[KG-*3]40.67 ∶[KG-*3]54.67，属于三、二、一型产业结构。

1方法与数据来源

1.1研究方法

运用时间序列分析方法，分析京津冀地区整体土地利用经济效益的变化趋势，基于不同尺度对比研究区内土地利用经济效益状况，揭示土地利用经济效益差异。选取1996、2000、2004年等6个时间截面，利用ArcGIS 10.2勾勒研究区内土地经济效益及城市发展类型空间分布图，解释京津冀地区土地经济效益空间分布特征及空间格局演变。

1.2数据资料来源

京津冀地区的地理位置、自然环境条件以及经济状况等资料、数据（1996—2014年）主要源自《北京市统计年鉴》《天津市统计年鉴》和《河北省统计年鉴》；长江三角洲地区和珠江三角洲地区社会经济数据（1996—2014年）源自相应地区《统计年鉴》，京津冀地区、长江三角洲地区及珠江三角洲地区的土地利用调查数据（1996—2014年）主要源自《北京市土地利用现状调查》《天津市土地利用现状调查》及《河北省土地利用现状调查》等，由各地国土资源局提供。

2土地利用经济效益分析

2.1京津冀地区整体土地利用经济效益

京津冀地区土地利用经济效益（万元/km2）=京津冀地区GDP（万元）/京津冀地区总面积（km2）。

2.1.11996—2014年京津冀地区土地利用经济效益呈不断上涨的趋势

1996年京津冀地区土地利用经济效益为 291.93万元/km2，[JP2]在此期间，该地区土地利用经济效益呈现逐年不断上涨的趋势（图1）。总体而言，自1996年以来，京津冀地区发展较快，GDP增长迅速，全区土地利用经济效益呈现不断上涨的趋势，而且涨幅较大，近20年来，增长了10倍之多。[JP]

2.1.2京津冀地区土地利用经济效益增长先慢后快1996—2003年增长缓慢，2003—2014年增长较快。土地利用经济效益的增长率[10]，可以反映该地区土地利用经济效益增长的快慢，增长率越大，表示土地利用经济效益增长得越快。

土地利用经济效益增长率K1=（A-B）/B×100%；

[FK（W12][TPLCX1.tif][FK）]

[JZ]土地利用經济效益年均增长率K2=（[KF（S]n[]C/D[KF）]-1）×[JP]100%。

式中：A表示当年土地利用经济效益，万元/km2；B表示上年土地利用经济效益，万元/km2；C表示末年土地利用经济效益，万元/km2；D表示首年土地利用经济效益，万元/km2；n=年数-1。

由表1可知，京津冀地区土地利用经济效益增长最快的年份是2004年，相对2003年增长21.47%，增长率较高的年份还有2003、2005、2006、2007、2008、2010、2011年，增长率都在15%以上，分别为16.20%、18.53%、15.13%、19.41%、17.86%、18.48%、19.08%。增长率较低的年份是1998、1999、2009、2013、2014年，增长率均在10%以下。将京津冀地区土地利用效益变化态势划分为3个阶段，1996—2002年为土地利用经济效益缓慢增长阶段，2002—2012年为土地利用经济效益快速增长阶段，2013—2014年为土地利用经济效益下降阶段。

在缓慢增长阶段，1996年京津冀地区的土地利用经济效益为291.93万元/km2，2002年为572.66万元/km2，年均增长率为11.88%。

在快速增长阶段，2012年京津冀地区土地利用经济效益为2 630.66万元/km2，此阶段年均增长率为16.47%。2002—2012年年均增长率是1996—2002年年均增长率的139倍。[CM（21*2/3]1996—2014年京津冀地区土地利用经济效益年均增长率为 13.92%。

2.1.3京津冀地区与长江三角洲和珠江三角洲相比，土地利用经济效益较低，仍存在较大差距

1996年，京津冀地区的土地利用经济效益是同时期长江三角洲地区的0.489倍，是同时期珠江三角洲地区的0.343倍；2002年京津冀地区的土地利用经济效益是同时期长江三角洲地区的0.518倍，是同时期珠江三角洲地区的0.328倍；2008年京津冀地区的土地利用经济效益是同时期长江三角洲地区的0.514倍，是同时期珠江三角洲地区的0.287倍；2014年京津冀地区的土地利用经济效益是同时期长江三角洲地区的0.537倍，是同时期珠江三角洲地区的0.295倍。由此可见，京津冀地区的土地利用经济效益与长江三角洲地区存在较大差距，应该加快京津冀地区的经济发展，不断提高其土地利用经济效益，减小与长江三角洲和珠江三角洲地区的差距。

2.2京津冀地区土地利用经济效益区域分异研究

对京津冀地区区域内部各省市土地利用效益的研究同样采用：土地利用经济效益（万元/km2）=地区国内生产总值（万元）/该地区总面积（km2）。

2.2.1京津冀地区省级尺度单元土地利用经济效益差异

北京市、天津市和河北省土地利用经济效益年度变化如图2所示，其土地利用经济效益增长率如表2所示。

北京市的土地利用经济效益显现逐年上升的趋势，1996年为1 064.49万元/km2，在京津冀地区中土地利用经济效益最高，2014年为13 006.60万元/km2，是1996年的12.22倍，在京津冀地区中排名第二。从增长率来看，增长最快的年份是2007年，相对2006年土地利用经济效益增长21.30%，增长最慢的年份是2014年，相对2013年土地利用经济效益增长7.73%，1996—2014年年均增长率为14.92%。

天津市的土地利用经济效益呈现逐年上升的趋势。1996年为941.22万元/km2，在京津冀地区中排名第二。2014年为13 156.88万元/km2，是1996年的13.98倍，在京津冀地区中排名第一。从增长率来看，增长最快的年份是2008年，相对2013年土地利用经济效益增长27.91%，增长最慢的年份是1998年，相对1997年土地利用经济效益增长8.70%，1996—2014年的年均增长率为15.78%。

河北省的土地利用经济效益呈现逐年上升的趋势。1996年[JP2]为182.48万元/km2，2014年为1 634.51万元/km2，是1996[JP]年的8.96倍。从增长率来看，增长率最快的年份是2004年，相对2003年土地利用经济效益增长22.49%，增长最慢的年份是2014年，相对2013年土地利用经济效益增长3.96%，1996—2014年年均增长率为12.95%。

整体来看，京津冀地区内部土地利用经济效益不平衡，具有较大差异。北京市和天津市的土地利用经济效益较高，1996—2011年北京市的土地利用经济效益一直高于天津市，2012年天津市的土地利用经济效益超过北京市；河北省的土地利用经济效益一直是京津冀地区中最低的，而且与北京市、天津市相比，差距很大。通过对比3地的产业（表3）结构发现，北京市和天津市1996年第一产业所占比重就小于10%，而河北省2014年第一产业所占比重仍然高于10%。另外，北京市1996年第三产业所占比重就高于第二产业，而河北省与天津市都是以第二产业为主导，经济增长主要依靠第二产业带动。由此可见，在京津冀地区，3个产业构成具有明显差异，土地利用经济效益越高的地区，其第一产业所占的比重就越低。

2.2.2京津冀地区市域单元土地利用经济效益差异

1996—2014年京津冀地区13个城市的土地利用经济效益如表4所示。

3城市土地利用经济效及发展类型分析

3.1京津冀地区城市土地利用经济效益类型

将13市土地经济效益与当年京津冀地区平均土地利用经济效益进行比较，比值为K，以此来划分当年各市土地利用经济效益的类型[4]，划分标准如表5所示。

由表4可知，1996年，京津冀地区平均土地利用经济效益[CM（25]为368.65万元/km2。

经济效益为533.57万元/km2。2004年，京津冀地区平均土地利用经济效益为914.51万元/km2。在这3个时间点中，2市高于京津冀地区平均水平的2倍，按土地利用经济效益由高到低排序为北京市、天津市；3市高于京津冀地区平均水平但低于其2倍水平，按土地利用經济效益由高到低排序为唐山市、石家庄市和廊坊市；6市低于京津冀地区平均水平但高于其1/2水平，按土地利用经济效益由高到低排序为邯郸市、秦皇岛市、衡水市、沧州市、保定市和邢台市；张家口市、承德市等2市不足京津冀地区平均水平的1/2。1996年、2000年、2004年京津冀地区土地利用经济效益水平空间分布如图3、图4、图5所示。[FL）]

[FK（W18][TPLCX3.tif][FK）]

2008年，京津冀地区平均土地利用经济效益为1 882.26万元/km2，其中，2市高于京津冀地区平均水平的2倍，按土地利用经济效益由高到低排序为北京市、天津市；仅有1市高于京津冀地区平均水平但低于其2倍水平，为唐山市；5市低于京津冀地区平均水平但高于其1/2水平，按土地利用经济效益由高到低排序：石家庄市、邯郸市、廊坊市、沧州市和秦皇岛市；5市不足京津冀地区平均水平的1/2，按土地经济效益由高到低排序为邢台市、保定市、衡水市、张家口市和承德市（表4）。2008年京津冀地区土地利用经济效益水平空间分布如图6所示。

2012年，京津冀地区的土地利用经济效益为3 234.23万元/km2。2014年，京津冀地区的土地利用经济效益为 3 700.07万元/km2。在这2个时间点中，2市高于京津冀地区平均水平的2倍，按土地利用经济效益由高到低排序为天津市、北京市；仅有1市高于京津冀地区平均水平但低于其2倍水平，为唐山市；4市高于京津冀地区平均水平高于其1/2水平，按土地利用经济效益由高到低排序为石家庄市、廊坊市、邯郸市和沧州市；6市不足京津冀地区平均水平的1/2，按土地经济效益由高到低排序为秦皇岛市、邢台市、保定市、衡水市、张家口市和承德市（表4）。2012年和2014年京津冀地区土地利用经济效益水平空间分布如图7和图8所示。

3.2京津冀地区各城市土地利用发展类型[5]

1996年，以整个京津冀地区土地利用经济效益平均水平为基础，高于全区平均水平的城市定义为土地利用经济效益高基础类型，低于全区水平的城市定义为土地利用经济效益低基础类型。

1996—2014年，以整个京津冀地区土地经济效益年均增长率为基础，高于全区年均增长率的城市定义为土地利用经济效益快增长型，低于全区年均增长率的定义为土地利用经济效益慢增長型。

土地利用经济效益高基础的5个城市中，土地利用经济效益年均增长率高于1996—2014年京津冀地区年均增长率的有北京市、天津市和唐山市，低于年均增长率的有石家庄市和廊坊市。土地利用经济效益低基础的8个城市中，土地利用经济效益年均增长率高于1996—2014年京津冀地区年均增长率的有承德市和沧州市，低于年均增长率的有秦皇岛市、邯郸市、邢台市、保定市、张家口市和衡水市。

综上所述，可将京津冀地区的13个城市划分为高基础—快增长型、高基础—慢增长型、低基础—快增长型和低基础—慢增长型4种类型（图9）。

3.2.1高基础—快增长型该类型有3个城市，包括北京市、天津市和唐山市。3个城市的行政区域土地面积占京津冀地区行政区域土地面积的19.26%，GDP由1996年的 34 785 810 万元增长到2014年的43 155 708 9万元，土地利用经济效益由1996年的2 456.48万元/km2提高到2014年的30 693.61万元/km2，年均增长率为15.06%。

3.2.2高基础—慢增长型该类型有2个城市，包括石家庄市[CM（25]和廊坊市。2市的行政区域土地面积占京津冀地区行政区域土地面积的10.29%，GDP由1996年的90 474 08万元增长到2014年的715 620 54万元，土地利用经济效益由1996年的796.24万元/km2提高到2014年的6 381.28万元/km2，年均增长率为12.26%。

3.2.3低基础—快增长型该类型有2个城市，包括承德市和沧州市。2市的行政区域土地面积占京津冀地区行政区域土地面积的24.37%，GDP由1996年的42 419 93万元增长到2014年的44 759 752万元，土地利用经济效益由1996年的255.94万元/km2提高到2014年的2 674.58万元/km2，年均增长率为13.92%。

3.2.4低基础—慢增长型该类型有6个城市，包括秦皇岛市、邯郸市、邢台市、保定市、张家口市和衡水市。6个城市的行政区域土地面积占京津冀地区行政区域土地面积的 24.37%，GDP由1996年的17 061 597万元增长到2014年的11 234 146 2万元，土地利用经济效益由1996年的1 283.84万元/km2提高到2014年的8 351.39万元/km2，年均增长率为10.96%。

4结论

近20年来，京津冀地区土地利用经济效益呈现不断上升的趋势。1996年为291.93万元/km2，2014年为3 049.29万元/km2，增长10倍之多，但是与珠江三角洲地区和长江三角洲地区相比，仍存在较大差距，应加快京津冀地区的经济发展，不断提高区域内土地利用经济效益。

京津冀地区土地利用经济效益增长呈现出缓慢增长—快速增长—缓慢下降的特点。京津冀地区土地利用效益变化态势划可分为3个阶段：1996—2002年，为土地利用经济效益缓慢增长阶段；2002—2012年，为土地利用经济效益快速增长阶段；2013—2014年，为土地利用经济效益下降阶段。在缓慢增长阶段，年均增长率为11.88%。在快速增长阶段，年均增长率为16.47%。2002—2012年年均增长率是1996—2002年年均增长率的1.39倍。1996—2014年京津冀地区土地利用经济效益年均增长率为13.92%。

依据土地经济效益基础及变化程度，可将京津冀地区的13个城市划分为4种土地利用经济效益发展类型，分别为高基础—快增长型、高基础—慢增长型、低基础—快增长型和低基础—慢增长型4种类型，其中，北京市、天津市和唐山市属于高基础—快增长型；石家庄市和廊坊市属于高基础—慢增长型；[JP3]承德市和沧州市属于低基础—快增长型；衡水市、邯郸市、邢台市、保定市、张家口市和秦皇岛市属于低基础—快增长型。[JP]

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