唐山市中心区土地利用潜力评价研究

杨大兵，张文新，姚清

(1.北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京100875;2.河北地矿局第十一地质大队，河北邢台054001)

0 引言

城市土地是国家的宝贵资源，也是实现土地资源可持续利用的基础。近年来，随着我国经济的快速发展，城市土地利用的矛盾日益突出，主要体现在以下几个方面:(1)城市土地利用平均容积率偏低，土地闲置率偏高[1];(2)城市土地利用结构布局比例失调，工矿用地比例偏高，住宅、商业、道路、广场、绿化、公共建筑、体育等用地不足;(3)城市环境状态不断恶化。长期以来，我国经济一直延续着粗放型增长方式，造成了能源资源的大量浪费，给城市带来了污染物的高排放，使得城市赖以生存的自然生态环境遭到了严重的威胁。在国家经济快速发展、城市化进程不断加快和城市人口快速增长的背景下，城市土地资源和生态环境面临着巨大的压力。合理利用每一寸土地、实现城市土地资源的可持续利用、实现城市土地利用方式由粗放式向集约化转变已刻不容缓[2]。本研究采用层次分析法、德尔菲法确定指标权重，基于多因素综合评价法、聚类分析法建立定量化评价方法，以唐山市中心区为试验区，对试验区的土地利用现状结构、潜力分布、潜力测算及策略方针等问题进行研究，旨在探寻城市土地集约利用潜力评价的技术、方法，以推动我国城市土地利用的可持续发展。纬38°55'～40°28'，东经117°30'～119°18'之间，北依燕山，南临渤海，东与秦皇岛市接壤，西与北京、天津毗邻，是联结华北、东北两大地区的咽喉要地和走廊。本研究是在全国第二次土地调查的基础上，选取唐山市路南区、路北区、高新区和开平区的建成区(也称为唐山市中心区)为研究对象。中心区范围东至开平区半壁店村，西至北京铁路局唐山站，南至南湖，北至贾庵道，总面积约114.8 km2，总人口96.80万人，地理位置如图1所示。选取唐山市中心区作为评价对象主要基于以下原因:一是该区域为唐山市的主城区和主要功能区，是唐山市商业、工业、文化中心;二是该区域以国有土地为主，有准确翔实、现势性较强的城镇地籍调查数据;三是区域内人口集中，社会经济活动活跃，城市改造和建设较频繁。因此，选择该区域作为研究对象具有较强的实践应用意义。

1 研究区概况

1.1 地理位置

唐山市是一座具有百年历史的沿海重工业城市，位于河北省东部，地处环渤海湾中心地带，地理位置在北

图1 唐山市中心区位置示意图Fig.1 The location of the central district Tangshan City

1.2 土地利用现状

中心区包括20个街道，180个街坊，14 667宗土地。建设用地面积10 845.52 hm2，占研究区面积的94.48%;农用地面积492.95 hm2，占研究区面积的4.29%;未利用地面积140.79 hm2，占研究区面积的1.23%。各分区土地分布如表1所示。

表1 土地利用面积分区汇总表Tab.1 Land use classification by district

按照《土地利用现状分类》规定的12个一级类统计，结果如表2所示。研究区总面积中，以工矿仓储用地、住宅用地、公共管理与公共服务用地和交通运输用地为主，这四大类用地面积之和占研究区的85.76%，其他类型土地仅占14.24%。

表2 一级类土地利用统计表Tab.2 Land use classification by Class A

2 潜力评价模型研究

2.1 评价流程

城市土地利用潜力评价是一项系统性研究工作[3]。由于城市土地利用本身的复杂性，在实际应用中，为了到达评价效果，通常需要采用多种评价方法配合使用，取长补短[4]。近年来，为了解决一些复杂问题，如城市土地利用评价分析、矿产资源预测、环境保护等，许多学者尝试采用多种评价方法相互集成加以分析，取得了不错的效果。王家庭利用层次分析法、多因素综合评价法和聚类分析法对天津市城市土地集约利用进行了分析研究[5];罗雄飞等运用特尔菲法、层次分析法建立了武汉市土地集约利用评价的指标体系，并利用多因子综合评价法对武汉市城市土地利用进行了综合评价[6];左伟采用了层次分析法、变权、模糊评价法、灰色关联综合模型对重庆忠县生态环境质量进行了评价分析[7]。鉴于此，本研究采用层次分析法、德尔菲法、多因素综合评价法、聚类分析法的综合评价模型，基本评价流程如图2所示。

图2 土地利用潜力评价流程Fig.2 Land use capacity assessment framework

2.2 评价指标体系

为了反映城市土地利用潜力分布状况，需要建立一套指标体系，这是城市土地潜力评价的基础和先导性工作[8-10]。建立指标体系一方面要遵循主导性、系统性、层次性、可操作性等原则[11-15]，同时要结合研究区的经济、人口、土地利用等实际情况。根据上述原则，可以建立居住、商业服务、工业仓储型和其他类型单元的土地利用潜力评价指标体系，并通过层次分析法和德尔菲法得到各个指标的权重(表3)。

2.3 潜力计算模型

土地利用潜力的计算包括评价因子标准化计算、评价单元因素分值计算和评价单元综合分值计算等步骤。

2.3.1 评价因子标准化模型。城市土地利用潜力评价指标依据作用方向不同分为正向指标、逆向指标和适度区间指标3类。由于各类指标量纲不同，无法进行比较运算，因此采用极值标准化的方法，因子分值应在[0，1]之间。

正指标或逆指标标准化公式:

式中:Yij为第i个评价单元的第j项因子标准化分值;aj为指标标准化修正系数;Xj为指标标准化修正值;当第j项因子指标与土地利用潜力正相关时，aj=1且Xj=Xmin;当第j项因子指标与土地利用潜力负相关时，aj=-1且Xj=Xmax;Xij为第i个评价单元第j项指标值;Xmax为同类评价单元Xij指标的最大值;Xmin是同类评价单元Xij指标的最小值。

表3 评价指标体系和权重Tab.3 Assessment index system and weights

适度区间型指标标准化公式:

式中:Y为评价单元的建筑密度或容积率的标准值;[g1，g2]为某种单元类型的适度区间;x为评价单元的指标;xmin为某种单元类型指标的最小值;xmax为某种单元类型指标的最大值。

2.3.2 评价单元因素分值计算模型。评价单元的因素分值按照下式计算:

式中:Fik为第i个评价单元第k个因素分值;Wkj为第j项因子对应的权重值;Yij为第i个评价单元第j项因子的分值;n为第k个因素包含的因子个数。

2.3.3 评价单元综合分值计算模型。评价单元的综合分值计算公式如下:

式中:Si为第i个评价单元的综合分值;Wk为第k个因素的权重值;Yik为第i个评价单元第k个因素分值;n为因素个数。

3 研究区潜力评价

3.1 评价单元划分

根据唐山市中心区土地利用特点，参照评价单元划分原则，将中心区14 667宗地评价单元划分为居住型、工业型、商业服务型和其他类型4种。其中，居住型评价单元6 286个，占研究区用地总面积的27.05%;工业仓储型评价单元1 112个，占研究区用地总面积的22.62%;商业服务型评价单元3 865个，占研究区用地总面积的4.89%;其他类型评价单元3 404个，占研究区用地总面积的45.44%。

3.2 潜力分布

根据《城镇土地利用现状与潜力调查项目总体方案》的规定，城市土地按照利用程度和挖潜改造方向，可分为以下几类:①无容量土地。包括水面、绿化、道路广场等;②容量完全损失土地。包括现状为建设用地，规划为水面、绿化、道路广场;③未利用的土地。包括未建设用地，包括耕地、闲置地等空地，规划为建设用地，是横向挖潜改造的重点;④低度利用的土地。指利用不充分的土地，用地性质不符合规划要求，现状容积率低于经济容积率，是纵向挖潜改造的主要对象;⑤合理利用的土地。符合规划要求，土地利用率高，已充分发挥用地潜力，是城市土地利用的方向，不属于挖潜改造的主要对象;⑥过度利用的土地。指土地现状容积率远高于经济容积率和环境容量指标，规划需要调整改造。

根据地类编码及上述分类原则，先提取无容量土地、容量完全损失土地、未利用的土地3种类型。剩余的土地类型运用多因素综合分析法，在唐山市土地利用现状与潜力调查数据库的支撑下，进行评价单元综合分值计算，然后通过聚类分析法，确定不同用地类型潜力分段值。根据分析，住宅用地合理利用区间为[0.67，0.91]，工矿用地合理利用区间为[0.55，0.89]，商服用地合理利用区间为[0.71，0.94]，其他类型用地合理利用区间为[0.68，0.85]，小于下界点值的为低度利用类型，大于上届点值的为过度利用土地类型。唐山市中心区土地集约利用潜力分布如图3所示。

图3 唐山市中心区潜力分布图Fig.3 Land use capacity of the central district Tangshan City

经统计，各潜力类型面积分布如下:(1)无容量土地主要由水面、绿化、道路广场等组成，面积为3 197.62 hm2，占研究区土地面积的27.86%，其中公园与绿地面积占51.22%，交通运输用地面积占44.22%，水面面积占4.56%。(2)容量完全损失土地主要由建设用地和规划为水面、绿化、道路广场的土地组成，面积为737.97 hm2，占研究区土地面积的6.43%。其中商服用地占11.06%，工矿仓储用地占47.36%，住宅用地占32.26%，公共管理与公共服务用地占9.11%，特殊用地占0.21%。(3)未利用土地由未开发利用土地和规划为建设用地、耕地、闲置地等空地组成，面积为653.55 hm2，占研究区土地面积的5.69%。其中耕地占44%，闲置地占56%。未利用土地主要集中于开平区，该区为唐山市城市建设横向拓展的主要对象。(4)低度利用土地集中在工矿仓储用地、住宅用地和公共管理与公共服务用地类型，面积为2 713.15 hm2，占研究区土地面积的23.64%。工矿仓储用地占42.24%，住宅用地占27.96%，公共管理与公共服务用地占14.88%，土地利用效率较低，有很大的挖潜空间。(5)合理利用土地面积为3 285.75 hm2，占研究区土地面积的28.62%，总体比率偏低。(6)过度利用土地的面积为891.23 hm2，占研究区土地面积的7.76%。商服用地占18.63%，工矿仓储用地占36.36%，住宅用地占26.34%，公共管理与公共服务用地占18.60%，主要集中在高新开发区和开平区。

3.3 潜力测算

增加存量土地供给和提高城市土地利用强度是研究区城市土地内涵挖潜的主要着眼点。增加存量土地供给，理想的状态是将未利用的土地全部投入到建设用地中;而提高建筑容积率增加土地供给，则是设定在不改变土地用途的前提下，将低度利用土地的现状容积率提高到合理利用土地平均容积率下能够挖潜增加的土地利用潜力。测算公式如下:

式中:Q为土地利用潜力面积，单位为hm2;Qw为未利用土地的面积，单位为hm2;Ai为低度利用土地的面积，单位为hm2;Ri为某合理利用土地的平均容积率;Fi为某低度利用土地的平均容积率。

按照上面的测算方法，对各类用地土地利用潜力进行测算。结果显示，低度利用土地的可挖掘潜力大于未利用的土地所能提供的存量土地总量，两者合计能提供2 791.55 hm2的可挖潜土地;其中低度利用土地中工业用地的潜力在绝对数量上是最大的，达到854 hm2，说明工业用地是挖潜改造的一个重点;而居住用地的潜力仅次于工业用地，潜力面积为635 hm2;其他类型用地可挖潜面积为517 hm2;商业型用地的潜力只有132 hm2，其挖潜的潜力是最低的。由此可见，在不改变土地现有用途的前提下，唐山市中心区土地利用潜力还是比较大的。因此，挖掘土地利用潜力、提高土地利用效率是实现唐山市土地资源集约节约利用的重要途径。

4 结论与措施

4.1 结论

通过对唐山市中心区土地利用现状和潜力评价分析，该区土地利用具有以下一些特点。

(1)土地利用潜力分布具有空间差异性。从行政区分布上看，路南区无容量土地与容量完全损失土地比重比较大，占该区面积的58.94%;路北区土地利用比较合理，占该区面积的43.28%;开平区以低度利用土地为主，占该区面积的39.94%;高新区土地潜力分布比较平均。而从功能区上看，合理利用、过度利用土地主要分布在核心区、内城区和过渡区，无容量土地、容量完全损失土地受地质条件和城市规划的影响主要分布在内城区和外围区。

(2)城市用地结构有待进一步调整。《唐山市城市总体规划(2008—2020)》将唐山市发展总目标定位为国家新型工业化基地、环渤海地区中心城市之一、京津冀重要的产业服务和生活居住中心。城市发展的科学定位必然要求政府对城市产业予以引导，合理配置有限的土地资源，并实现其资源的最佳利用，最终提高城市的综合竞争力。通过对中心区城市土地结构分析，城市用地结构还需进一步优化，主要表现为工业用地所占比例较高，居住用地比例偏低，城市道路系统不够完善，公共设施用地及商业网点用地偏低等。

(3)用地强度偏低，土地利用具有一定的挖掘潜力。研究区平均建筑密度为18.39%，平均建筑容积率为0.37。同2002年全国平均容积率0.331相比，建筑容积率基本持平，但与同等规模城市相比，土地利用强度总体较低。唐山市中心区平均建筑容积率相差很大，路南区为0.23，路北区为0.52，高新区为0.39，开平区为0.27，路北区平均容积率是路南区的2.26倍。土地潜力主要集中在未利用土地和低度利用土地上，两者占中心区总面积的29.33%，如若将低度利用土地的用地强度提高到合理用地的水平，能提供约2 791.55 hm2的可挖潜土地，可见，中心区土地具有较大的挖潜能力。

4.2 土地集约利用措施

针对以上状况，为改变唐山市中心区土地不合理利用的方式，提高其集约利用程度，可采取以下措施:一是走城市内部挖潜增效和外延适度扩张相结合的道路，避免重复建设，减少城市化过程中不必要的耕地浪费，达到外延适度扩张和经济建设稳步发展的协调统一。二是充分引入市场竞争机制，盘活城市存量土地，提高土地集约利用水平。三是提高低度利用地区的土地利用强度，尽快将闲置用地投诸利用。针对低度利用和闲置土地制定合理的容积率等指标控制并制定相应利用方案，充分挖掘土地潜力。四是全面实施土地市场化战略，改革土地流转方式，加强规划引导控制，规范土地开发利用，提高集约利用水平[16]。五是合理开发利用城市的地下空间资源。

[1]林坚，陈祁晖，晋琼瑶，等.土地应该怎么用——城市土地集约利用的内涵与指标评价[J].中国土地，2004，18(4):4-7.

[2]何芳.城市土地集约利用及其潜力评价[M].上海:同济大学出版社，2004.

[3]陈莹，刘康，郑伟元，等.城市土地集约利用潜力评价的应用研究[J].中国土地科学，2002，16(4):26-29.

[4]杨东朗，安晓丽.西安市城市土地集约利用综合评价[J].经济地理，2007，27(3):471-475.

[5]王家庭，季凯文.中国城市土地集约利用的影响因素分析——基于34个典型城市数据的实证研究[J].经济地理，2009，29(7):1172-1176.

[6]罗雄飞，周勇，聂艳，等.武汉市城市土地集约利用评价研究[J].安徽农业科学，2007，35(31):10040-10042.

[7]左伟，周慧珍，王桥，等.区域生态安全综合评价与制图——以重庆市忠县为例[J].土壤学报，2004，41(2):45-49.

[8]欧雄，冯长春，李方.城镇土地利用潜力评价——以广州市天河区为例[J].地域研究与开发，2007，26(5):101-104.

[9]唐旭，刘耀林，赵翔，等.城镇土地利用潜力评价方法研究[J].中国土地科学，2009，23(2):48-51.

[10]蒋贵国.成都市工业用地土地集约利用潜力评价研究[J].四川师范大学学报(自然科学版)，2007，30(5):652-656.

[11]Shuang Shuli，Yeh C T，Budd W W，et al.A Sensitivity Model(SM)Approach to Analyze Urban Development in Taiwan Based on Sustainability Indicators[J].Environmental Impact Assessment Review，2009，29(2):116-125.

[12]谭丹，黄贤金，胡初枝，等.不同行业工业用地集约利用水平比较研究——以江苏省典型区域为例[J].江西科学，2008，26(6):922-927.

[13]Taleai M，Sharifi A，Sliuzas R，et al.Evaluating the Compatibility of Multi-functional and Intensive Urban Land Uses[J].International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation，2007，9(4):375-391.

[14]尹君，谢俊奇，王力，等.基于RS的城市土地集约利用评价方法研究[J].自然资源学报，2007，22(5):776-782.

[15]赵小风，黄贤金，陈逸，等.城市土地集约利用研究进展[J].自然资源学报，2010，25(11):169-186.

[16]杨大兵，陈建平，王凤，等.基于GIS的城镇土地集约利用潜力评价研究——以河北省唐山市高新区为例[J].安徽农业科学，2009，37(34):17184-17187.