京津冀协同发展背景下的土地集约利用研究

秦岭　刘巧芹

摘 要 “京津冀协同发展”是国家重点实施的区域发展战略，有利于促进区域城市群的形成和发展，提升区域竞争力。为了避免石家庄在发展中可能产生的一系列“城市问题”，实现土地利用结构优化和城市可持续发展，需要对土地集约利用情况进行评价研究。文章选取了12个指标构建石家庄市土地集约利用评价指标体系，运用BP-ANN模型，通过测试数据对网络进行训练，得出石家庄市土地处于中低程度的集约利用状态。根据评价结果，结合石家庄市实际情况，提出了土地集约利用的措施建议。

关键词 京津冀协同发展；土地集约利用；石家庄市；BP人工神经网络

[中图分类号]F293.2 [文献标识码] A [文章编号]1673-0461（2015）08-0057-06

一、引 言

2015年中央经济工作会议明确指出，要重点实施“一带一路”、“京津冀协同发展”和“长江经济带”三大区域发展战略。其中，京津冀协同发展战略不仅促进了区域城市群的形成和发展，提升了区域竞争力，而且带动了河北省各城市的快速发展，对河北省影响深远。作为河北省会城市，石家庄市要做好引领和协调作用，依据即将出台的《京津冀协同发展规划》，明确城市的功能定位，进行产业结构调整升级，完善现代交通体系建设，打造生态宜居城市。然而新的发展机遇在加快了城镇化发展步伐的同时，也产生了新的用地需求，带来城市用地的快速扩张。为了避免由此可能引发的“城市病”，需要对土地集约利用情况进行及时评价分析，以发现当前土地利用中存在的问题，寻求土地资源要素与其他资源要素优化配置的方法和途径，处理好土地集约与资源集约、土地集约与经济集约之间的关系，才能实现土地空间合理布局、优化土地利用结构，实现城市的可持续发展，推进“京津冀协同发展”的步伐。

目前，在土地集约利用评价中大多采用多因素综合评价方法，用特尔菲法、层次分析法等确定各指标权重，这些方法受主观性影响较大，评价结果也会存在偏差。而BP人工神经网络（Back Propagation Artificial Neural Networks，以下简称BP-ANN）则是通过构建模型进行非线性定量分析评价，避免了主观因素对评价结果的影响，使结果更客观、更科学。为政府相关部门及时掌握区域土地利用变化状况，科学制定土地集约利用的政策法规、部门规章以及运作模式等提供依据。

二、石家庄市土地集约利用评价体系的构建

（一）构建土地集约利用评价指标体系

根据石家庄市发展特点，结合现有研究成果，本研究选取了对土地集约利用程度影响较大的3大类共12项指标构建评价指标体系：①土地利用程度因素。包括土地利用率，人均城市占地面积，道路网密度，人均占地面积。②土地利用效益因素。包括地均GDP，地均固定资产投资额，地均二、三产业增加值，地均社会消费品零售总额。③土地生态环境因素。包括生活污水处理率，工业固体废弃物处理率，工业废水排放达标率，城市绿化率。土地利用集约度评价指标体系见表1。

（二）确定土地集约利用评价等级及标准

本研究根据《城市用地分类与规划建设用地标准（GBJ137-90）》，将土地集约利用情况划分为4个评价等级：过度利用、集约利用、适度利用和粗放利用。每个等级的集约度指数综合分值和系统特征表述见表2。

在此基础上，按照建立的指标体系，经查阅分析资料和实地调查，确定石家庄市土地集约利用度评价标准，详见表3。标准确定的依据如下：①国家和地方的相关规章制度，如本研究参照了《城市用地分类与规划建设用地标准（GBJ137-90）》，《村镇规划标准GB50188-93》，《城市道路交通规划设计规范》 （GB50220-95）；②国内、国际公认的指标合理值；③合理的理想化指标值；④同类区域的指标均值，本研究区域选择为河北省除石家庄市外的其他城市。

其中，石家庄市基础数据来源于石家庄统计局“2014年国民经济和社会发展统计公报”、石家庄环保局“石家庄市环境质量公告”等。

三、BP-ANN模型的构建

（一）BP-ANN的基本结构

BP-ANN包括输入层、隐含层和输出层，拓扑结构简单，训练算法丰富、映射能力强，其基本结构见图1。

（二）BP-ANN层数

根据Kolmogorov定理，一个3层的BP-ANN结构即可完成任意精度n维到m维的映射。故本研究将BP-ANN层数设置为3层，隐含层数为1层。

（三）BP-ANN网络结构

BP-ANN的输入层为土地利用集约度评价指标，即输入层节点数为12；输出层为土地利用集约度，即输出层节点数为1。

由此计算出隐含层节点数为8。可见，本研究所构建的BP-ANN模型为一个3层的12×8×1的拓扑结构。

四、基于BP-ANN的石家庄市土地集约利用评价

（一）样本数据的采集及标准化处理

本研究涉及12个评价指标，4个土地集约利用评价等级和3个临界值等级（过度与集约利用临界值，集约与适度利用临界值，适度与粗放利用临界值）。为了使BP-ANN模型实现快速收敛，可通过线性内插法增加训练样本，每个评价指标临界标准值生成10组训练样本，共生成30组训练样本。由于各评价指标的量纲和重要性不同，需要通过标准化处理后才能进行综合评价，标准化方法如下：

①正向型指标：X'ij=（Xij-Ximin）/（Ximax-Ximin）

② 逆向型指标：X'ij=（Ximax-Xij）/（Ximax-Ximin）

其中：X'ij为指标标准化值，Xij为指标原始值，Ximax为指标的最大值，Ximin为指标的最小值，i为样本数（此为10），j为指标数（此为12）。30组训练样本组成1个30行、12列的输入矩阵X。本研究除C2和C4为逆向性指标外，其余均为正向型指标。标准化处理后的指标值见表4。本研究涉及的30组训练数据见表5。endprint

（二）BP-ANN模型的训练与仿真

将计算结果和现有成果进行比较，当网络输出与现有成果一致时，停止训练，保存BP-ANN模型。

（三）评价结果

对石家庄市土地利用集约利用评价指标原始值进行标准化处理，处理结果见表4。将数据导入训练好的BP-ANN模型中，得出石家庄市城市土地集约度综合分值为0.7031，与表3对照得知2014年石家庄市城市土地处于集约利用状况，但属于中低程度的集约利用。

五、石家庄市土地集约利用问题分析及对策研究

根据BP-ANN评价结果，对照表3的指标值及评价标准，从构建的评价指标体系入手，分析石家庄市土地集约利用存在的问题并提出相应的解决对策。

（一）土地利用程度方面

1. 调整用地结构，降低土地闲置率

根据表3可以看出，石家庄市土地利用率为78.7%，相对较低，仅比集约利用和适度利用的临界标准值指标高出3.7%，距离土地高度集约利用指标95%还有很大的差距。实地调查结果显示：石家庄市闲置用地主要是危困和濒临破产的企业用地，高污染、高能耗等落后产能企业用地，以及已供土地处于长期闲置状态。可见，石家庄市土地利用低的原因主要是工业用地的非集约利用和某些土地使用者非合理的囤地行为。为了解决上述问题：

首先，要加大闲置土地的处理力度。严格依法收回对取得土地使用权满2年未使用的土地，对闲置1年以上不足2年的，根据情况从重收取土地闲置费。

其次，调整用地布局、优化用地结构。工业企业迁出市中心区域和城市上风上水区域，重工业布局在远离市区、有利于污染物处理、对周围环境影响低的区域；轻工业和高新技术产业集中布局在“产—学—研”一体的现代产业园区中。原工业用地则按照土地级差收益规律结合城市规划进行布局，可招商引资发展第三产业或进行高产出低污染项目的开发建设。

此外，还要做好土地整理工作。城市用地布局要功能明确、规模化、整齐化，小块地、闲散地可作为公园绿地或休闲广场等用地。这样不仅提高了土地利用率和绿化率，改善了生产生活环境，还提高了土地经济产出效益。

2. 调整产业机构，吸引高端人才

根据评价结果结合表3数据分析，石家庄市人均城市占地面积指标属于低度集约利用，而人均占地面积指标已达到了高度集约利用。这说明石家庄全市人口数量与用地规模比例合理，而城市人口与城市用地面积比例不太协调，人均城市占地面积偏大。这种情况的产生，一方面因为河北是农业大省，农业人口众多；另一方面，在于京津与石家庄在空间距离上的优势，造成了石家庄人才外流和人才短缺现象。为了解决这些问题：

一要推动农业的规模化、机械化、现代化，促进农村剩余劳动力向城市转移，政府也要在住房、医疗、教育等方面向农民工倾斜，吸引并留住农村劳动力，维持社会的繁荣稳定。

二要调整产业结构，促进产业升级，吸引高端人才。北京云集了全国最尖端的高校和科研院所，人才相对过剩，而石家庄企业亟须与相关领域高科技人才合作，完成科研成果的转化工作，形成石家庄优势产业。因此，需要增加第三产业的比重，引进知名企业、扶持创新型产业，加大人才吸引力度，承接北京及全国人才转移。如2015年4月1日阿里健康区域总部落户石家庄，将带动石家庄健康服务产业的发展，以及上下游产业链的建立，而阿里巴巴集团在互联网方面的优势，又可以加快石家庄健康产业网络化发展，吸引医药、健康服务人才，有利于创新健康医疗产业新模式。互联网产业既有利于吸引人才、提高经济产出，又对土地面积需求量较小，能够最大限度实现土地的集约节约利用。

3. 加大现代交通体系建设力度

根据评价结果结合表3数据分析，石家庄市道路网密度指标属于中低度土地集约利用状态，道路总长度相对较短，极易出现交通拥堵现象，制约了城市的健康发展。需要完善现代道路交通体系，在地面交通道路已经饱和的情况下，向地下、地上空间发展。地上空间建设模式可借鉴国外经验，发展“立体交通”，除了建设高架桥外，还可在商业区域的各建筑物间架设空中走廊，建设立体停车场与之相连，形成“多层城市空间”。地下空间的利用形式主要是修建地铁，并将地铁与其他公共交通方式合理衔接，以方便市民出行，减少私家车的使用，缓解交通问题。可见，立体交通大幅提升了土地集约利用程度。

此外，京津冀协同发展需要将区域作为一个整体来规划大交通体系。目前，京津冀区域整体路网密度高、交通发达，但是区域发展不均衡，北京高速公路网密度为河北的2倍、天津则是河北的3倍，河北大交通体系建设任重道远。而石家庄作为河北省交通枢纽城市，要在铁路、公路、机场等的建设上加强与京津之间的联系，实现物质流、人才流、资金流、信息流等的快速流通。

（二）土地利用效益方面

1. 集中布局产业用地，促进产业改造升级

根据评价结果结合表3数据分析，石家庄市地均固定资产投资额指标属于土地高度集约利用，地均GDP指标属于土地低度集约利用，地均二、三产业增加值指标属于土地适度利用。这些数据表明石家庄市投资与收益水平不协调，高投资低收益。这与石家庄的产业结构及产业发展落后有关，石家庄产业构成以第一产业为主，第二产业大多是传统工业，第三产业发展相对滞后。为了推动产业结构调整和产业升级，需要从以下三方面入手：

第一产业要重点推动农业现代化、规模化、产业化发展，通过土地流转将土地集中在农业经营公司或农业大户手中，优化种植结构、提高产品质量、降低成本、增加产出。

第二产业应在治理高污染、高耗能产业，开发新能源、新材料，带动产业升级方面下大力气，推动前向、后向和侧向关联性产业链的形成。除此之外，要重点发展工业互联网，发展智能工厂，逐步实现“生产制造自动化、流程管理数字化、企业信息网络化、智能制造云端化”。endprint

第三产业的发展要跟上国际、国内发展的步伐，用战略性思维、发展的眼光进行用地布局。如石家庄南三条小商品集贸市场要与时俱进、与“互联网+”相结合，转型成为O2O、O2B等类型的电子商务，实现线下与线上的一体化发展；太和电子城等电子商贸场所要结合科技创新，与高校、高新技术产业联合发展，逐渐融入到电子科技孵化园中。产业集聚不仅有溢出效应，能促进产业的壮大和关联产业的发展，还实现了土地的集约利用。

2. 改善消费观念，调整消费结构

根据评价结果结合表3数据分析，石家庄市地均社会消费品零售总额指标属于土地适度利用，说明石家庄市消费能力较低，需要合理引导消费。一要进行工资改革，提高居民收入水平，提升消费能力，这是消费的基础；二要健全社会保障体系，完善养老保险、医疗保险、失业保险、工伤保险、生育保险和住房公积金制度，摒除人们的后顾之扰，放心消费；三要通过产业结构调整和产业升级，培育新的消费需求增长点；四要大力发展文化产业，加大精神文化层面的引领、丰富精神文化生活，使人们改变传统消费观念，注重生活品质。消费观念的改变，消费水平的提高，会带来国民经济收入的倍增，即“乘数效应”。地均社会消费品零售总额的提高，表明产业结构改变引发消费增长，产业结构调整将引导城市土地利用不断向集约化方向发展。

（三）土地生态环境方面

1. 提高绿化率

石家庄市绿化率为41.9%，属于土地适度利用，生态环境功能比较脆弱，而京津冀协同发展战略的一个重要内容就是改善城市环境，建设生态城市，因此石家庄要走绿色发展之路。城市绿化实现“点”、“线”、“面”相结合：“面”即城市生态林，按照石家庄市发展规划，重点在西部山区进行大规模植树造林，打造生态屏障，发展生态产业和旅游产业。2015年4月3日，河北省林业厅下发“关于进一步加大春季造林督导力度提升绿化水平的通知”[冀林字〔2015〕131号]，为生态城市建设提供了政策保障。“线”即道路两侧绿化，使道路形成一条条绿廊，改善城市景观、提高城市绿化率，对城市温室效应也有一定的遏制作用。“点”即公园广场绿地，不能仅做大公园、大广场，还要见缝插针建设小型公园、小型绿地，将未利用地、零星地块利用起来，最大程度的提升土地利用率，实现城市土地的集约利用。

2. 大力控制工业污染物排放

通过对数据的评价分析发现，石家庄市对生产、生活中所产生的废水和固体废弃物的处理效果较好，目前污染防治和处理的重点是大气污染物的排放治理。石家庄大气污染大部分来源于燃煤，石家庄有23家热电联产企业，加上7座冬季供热站，年耗煤高达2 390万吨，超过了北京全年的煤耗总量。2012年石家庄的煤炭消耗总量达到了6 100万吨，市区大气降尘量月平均值高达16.91吨/平方公里。石家庄市及周边重点大气污染源分布见图2。

为了解决燃煤等空气污染问题：首先，要引进现代化工艺设备，充分燃烧煤炭，最大限度减少污染排放物和排放量，在采煤区对煤进行液化处理，从源头降低污染，防止运输、处理等的二次污染。其次，要加强立法、监管工作，严格限制企业排污，并加大惩罚力度。第三，淘汰落后产能，大力推广利用新能源、清洁能源，保证低碳、绿色发展。通过对工业污染的治理，实现产业升级改造，淘汰过剩产能和落后产能，可逐步实现土地集约利用。

3. 农业污染防治

农业污染主要是农业生产过程中片面追求产出最大化，大量使用化肥、农药以及地膜等造成的土壤、水体和环境污染。土壤污染和水污染的治理难度远高于空气污染治理，更可危及整个生态环境系统，通过食物链对人类造成严重危害。因此，要下大力气防范治理农业污染：首先，要加大对农民的宣传教育力度，丰富农民的农业知识，普及生态系统及循环经济理念，控制有机、化学肥料等的过量使用；其次，对已污染的土地资源，要采取措施进行治理，对污染严重的区域，要停止继续开发利用，及时开展修复工作，以实现土地资源的可持续利用。

[参考文献]

[1] 杨建刚.人工神经网络实用教程[M].杭州：浙江大学出版社，2001：23-24.

[2] 何芳，吴正训.国内外城市土地集约利用研究综述与分析[J].地球科学进展，2003，1（1）：68-78.

[3] 常胜，李江风.基于BP神经网络的城市土地集约利用评价——以湖北省鄂州为例[J].资源与产业，2010（2）：31-34.

[4] 廖青月，陈宗祥，刘友兆，等.基于BP神经网络模型的城市土地集约利用中观评价研究[J].资源开发与市场，2010，26（12）：1089-1092.

[5] 李焕，徐建春，徐知渊.BP人工神经网络在土地集约利用评价中的应用研究——以浙江省遂昌工业园区为例[J].中国农学通报，2007，27（6）：447-450.

[6] 朱红梅，周子英，黄纯，等.BP人工神经网络在城市土地集约利用评价中的应用——以长沙市为例[J].经济地理，2009，29（5）：836-839.

Abstract： The Jing-Jin-Ji collaborative development strategy is a state-level regional development strategy，which is beneficial for the formation and development of the regional urban agglomeration and the upgrade of the regional competitiveness. To avoid potential problems in the development of Shijiazhuang city and realize the structure optimization of land utilization and the sustainable development of the city，the situation of intensive land utilizing should be evaluated. In this article， 12 indicators were selected to construct a index system for the evaluation of the intensive land utilization of Shijiazhuang city. By using BP-ANN model and network training test data，the state the intensive land utilization of Shijiazhuang city was obtained. The results show that it is in a state of low degree. At last，according to the evaluation results， the article proposed measures for intensive land utilization， considering the actual situation of Shijiazhuang city.

Key words： Jing-Jin-Ji collaborative development；intensive land utilization；Shijiazhuang city；BP-ANN

（责任编辑：李 萌）endprint