江苏省空间开发适宜性与土地利用效率的协调性分析

车冰清，孟德友，陆玉麒，王 毅

（1.南京师范大学地理科学学院，江苏 南京 210023；2.江苏师范大学一带一路研究院，江苏 徐州220009；3.河南财经政法大学，河南 郑州 450002）

江苏省空间开发适宜性与土地利用效率的协调性分析

车冰清1，2，孟德友3，陆玉麒1，王 毅1

（1.南京师范大学地理科学学院，江苏 南京 210023；2.江苏师范大学一带一路研究院，江苏 徐州220009；3.河南财经政法大学，河南 郑州 450002）

研究目的：根据开发适宜性与土地利用效率的空间协调关系，判断江苏省县级单元的空间开发合理性状态。研究方法：基于经济社会发展、交通可达和生态约束3方面因素评价江苏省空间开发适宜性，运用数据包络模型测度江苏省土地利用效率。研究结果：（1）空间开发适宜性方面，高适宜区域主要分布在苏锡常和南京，中适宜区域位于苏中地区和苏北地级市、县（市）的城区，低适宜区域主要分布在苏北的非建设用地上；（2）空间开发效率方面，综合效率呈现南高北低的格局，高效率县市主要分布在长江以南区域，规模递增仍然是苏北和苏中地区投入产出的主要特征，但其建设用地投入存在冗余现象；（3）匹配关系方面，开发适宜性与土地利用效率协调类型以苏南地区的“HH”型、苏中地区的“MM、MH”型和苏北地区的“LL”型为主，高适宜区域普遍具有较高的开发强度。研究结论：江苏省大部分县市（区）的空间开发适宜性和开发效率是基本协调的，但部分地区仍然存在开发过度和土地利用效率低下的问题。

土地规划；开发适宜性；土地利用效率；协调分析；江苏省

1 引言

随着中国城镇化步伐的不断加快，建设空间不断扩大，其内部结构布局不合理、集约利用水平低、生态环境恶化等问题普遍存在，区域可持续发展面临挑战。合理配置建设空间，获取较高的空间资源配置效率，是促进经济社会与生态环境相协调的关键。空间开发适宜性研究，强调通过自然、生态、经济、社会等多方面要素区域差异的综合分析，划分不同等级的空间开发适宜类型，是合理、高效地利用土地资源的基础[1-5]。

适宜性评价最早由美国宾夕法尼亚大学McHarg提出，基于GIS技术的多因子叠加方法逐步成为国外该领域研究的主流[6-9]。随后，GIS技术与多指标决策方法、模糊逻辑技术、神经网络方法、遗传算法、元胞自动机方法相结合[10-20]，提高了评价方法的精确性和动态性。国内研究更关注应用层面，主要从经济社会发展水平和生态环境约束两个方面的要素进行开发适宜性评价[21-29]。发展水平方面，一般选择经济实力、公共服务设施、人民生活水平、综合交通条件等指标展开。生态约束方面，主要选择地形、地貌、土地类型、水文气象、区位条件等来表达，以及反映环境容量和灾害性等指标表示。影响因子的复杂多样和技术革新的支持促使空间适宜性评价走向定量化和多元化。适宜建设土地是刚性供给资源，目前在中国特别是经济发达的长江三角洲地区，其高适宜开发空间开发强度都很高，为满足区域社会经济的可持续发展，提高土地利用效率是必由之路。利用数据包络分析（DEA）和随机生产函数等方法[30-32]来计量土地利用效率，避免了投入产出关系的具体表达和各指标权重确定所带来的主观性，直接处理多指标投入产出模型，能够得到清晰的投入产出相对效率评价。目前，开发适宜性与土地利用的协调关系分析，主要是通过探讨空间开发适宜性与建设用地配置规模的均衡程度[33-34]、空间开发适宜性与空间开发强度的匹配关系[35]，以及空间开发适宜性与空间开发潜力的对应关系[29]来进行研究的。现有研究较少考虑区域现有的资源环境和经济社会发展条件（适宜性）与土地利用效率格局是否协调，通过开发适宜性与土地利用效率的协调关系揭示区域空间开发的合理性。

综上所述，本文以江苏省为研究对象，在评价快速城镇化地区空间开发适宜性和土地利用效率的基础上，通过将开发适宜性与土地利用效率格局进行对比分析，判断其空间开发的合理程度，探讨各单元是否存在空间开发效率与其供给能力及保护要求不相匹配、空间开发过度或不足等问题，以期为江苏空间管治与协调发展提供科学依据。

2 数据与方法

2.1 研究区域

江苏省位于中国大陆东部沿海中心，处于丝绸之路经济带和21世纪海上丝绸之路的交汇点上，是长江三角洲城市群和长江经济带的重要组成部分，同时，是中国主要城镇化地区，陆桥通道、沿长江通道与沿海通道交汇于此。至2014年底，江苏的国土空间开发强度为21%，居全国之首，经济发达的苏南部分地区，开发强度已超“30%”的国际警戒线①数据来源于江苏省环境保护厅。，沿江地区生态环境持续恶化，特大城镇城市病问题凸显，城镇化仍有“摊大饼”、无序开发现象，局部地区不顾生态本底条件和资源环境承载力，盲目推进开发建设，导致可持续发展能力下降。其空间开发模式亟需向集约、紧凑用地转型升级，并且江苏的空间开发模式转型对于中国空间开发格局的优化具有举足轻重的推动作用。

2.2 数据来源

（1）统计数据。包括人均GDP、第三产业增加值比重、人均财政收入、人均社会消费品零售额、人均外商直接投资额、人均社会固定资产投资额、每万人医生数、交通路网密度、城镇居民人均可支配收入、农民人均纯收入、年末总人口、固定资产投资总额、第二和第三产业的生产总值、社会消费品总额等经济社会数据，主要来源于2015年江苏省统计年鉴和部分地级市统计年鉴。

（2）矢量数据。主要包括江苏省县级行政区划矢量界线、DEM数据、土地利用数据、铁路、高速公路、国道与省道路网数据、港口与航道分布和自然灾害等数据，来源于国家地球系统科学数据共享平台——长江三角洲科学数据中心，除土地利用数据为2013年外，其他数据年份均为2014年。

2.3 研究方法与处理过程

2.3.1 适宜性评价模型 江苏省空间开发适宜性评价模型包括发展潜力分析和发展约束分析[27]。区域的发展潜力主要体现在区域的社会经济发展基础和经济区位两个方面。因此，根据江苏省发展实际，发展潜力值可由县市（区）综合实力与其交通可达性计算得到。区域发展具有多种约束条件，但生态环境约束是最主要的，包括植被、水域、地形、自然灾害、耕地、建设用地等生态敏感性因子，进行因子叠置计算可以得到区域的发展约束值。发展潜力和发展约束运用损益分析法，计算得到江苏省空间开发适宜性。最后，使用ArcGIS软件的重分类工具，得到空间开发适宜性等级类型。

（1）综合实力（Ii）。从经济发展、基础设施、人民生活3个方面，更多的考虑“以人的发展为核心”的社会方面的指标，构建县市（区）综合实力评价指标体系（表1），并采用层次分析法，通过建立递阶层次结构，构建两两判别矩阵，然后进行层次排序与一致性检验，得到每个指标类和指标的权重值。对指标值进行极差标准化处理，最后加权求和得到江苏省59个县市（区）单元的综合实力。

表1 县市（区）综合实力评价指标体系Tab.1 The index system for the synthetic evaluation of counties in Jiangsu

（2）可达性（Ai）。可达性是指利用某种交通系统从某地到达指定活动地点的便捷程度，计算公式为：

式（1）中，Ai为节点i的平均旅行时间，值越小表示节点的可达性越优，Tij表示节点i通过交通网络中时间最短的路径到达节点j的最短旅行时间。

（3）发展潜力（P）。计算公式为：

式（2）中，Pi为i县市（区）的发展潜力，Ii为县市（区）的社会经济综合实力，Ai为县市（区）的空间可达性水平。最后，将所有县市（区）的空间发展潜力数据，按照取最大值的方法进行栅格计算，得到研究区域空间发展潜力P。

（4）约束力（C）。由植被、水域、地形、耕地、自然灾害、建设用地6项因子进行分级赋值，叠加计算得到。各因素分级赋值采用常用的5分法（表2），极高敏感性：生态环境约束因子将承受永久性、不可恢复的影响；高敏感性：生态环境约束因子10年以上方可恢复，恢复困难且代价很高；中敏感性：生态环境约束因子4—10年方可恢复，恢复比较困难且代价较高；低敏感性：生态环境约束因子4年以内可恢复，且恢复较容易实现；极低敏感性：生态环境约束因子基本不受影响。

表2 生态因子的属性值Tab.2 The attribute value of ecological factors

（5）空间开发适宜性（S）。公式如下：

式（3）中，P为发展潜力值，C为发展约束值。

2.3.2 土地利用效率评价模型 DEA模型根据多指标投入和多指标产出对相同类型的决策单元进行相对效益评价。在投入指标上选取各县级单元建设用地面积作为土地资源投入指标、选取年末总人口作为人力资源投入指标，选取固定资产投资总额作为资本投入指标。在产出指标上选取第二和第三产业的生产总值（反映开发的经济规模）、社会消费品总额（反映社会消费和生活水平）、园林绿地面积（反映环境建设状况和水平）作为DEA评价的产出项。模型中假设有n个决策单元，每一个县市（区）都视为一个决策单元，每一个决策单元都有相应的效率评价指数hj（hj≤1）

式（4）中，xij（xij＞0）为第j个决策单元对第i种投入的总量，yrj（yrj＞0）为第j个决策单元对第r种产出的总量，vi为对第i种投入的权系数，ur为对第r种产出的权系数；i = 1，2，…，m；r = 1，2，…，s；j = 1，2，…，n。以第j个决策单元的效率指数为目标，以所有决策单元的效率指数为约束，该CCR模型为：

通过对CCR模型建立对偶模型得到：

式（6）中，xj、yj、θ分别表示第j个县市（区）的收入、产出变量以及相对效率值，min θ为目标函数；s.t.代表限制性条件；λj为各个县市（区）在某一指标上的权重变量；x0和y0分别代表决策单元的原始投入和产出值。CCR模型是在假设决策单元为固定规模收益的情况下得到的，计算得到的θ为决策单元的综合效率，包括技术效率和规模效率两部分。

3 研究结果与分析

3.1 适应性评价

3.1.1 开发潜力空间格局南北差异明显，长江的“切变”效应显著

（1）县市（区）综合实力。综合实力是指与区域其他内县市（区）在竞争某些相同资源时，所表现出来的竞争力的强弱程度。基于层次分析法计算得到江苏59个县市（区）的综合实力值（表3），排在前5位的是昆山市、南京市区、苏州市区、无锡市区、江阴市，其中昆山市和江阴市，虽然他们经济总量落后于发达地级市的中心城区，但是在社会发展方面，特别是在人均指标方面，超过了大部分的县市（区），因此他们的综合实力排在了靠前的位置。总的来看，县市之间的发展差异，仍然是江苏南北发展不协调的主要体现。苏北绝大部分县市综合实力都排名较低，与苏南、苏中县市的发展水平存在较大差距。

（2）交通可达性。由式（1）计算得到江苏省区域可达性的栅格结果（图1）。可以看出，近年来，国家以及江苏对基础设施建设的大力投入，推动了高铁、城际铁路、高速公路、航空等基础设施的快速发展，交通便捷程度得到极大提升。目前，江苏境内有南京、徐州两大铁路枢纽，高速公路则形成以南京为中心的放射状分布，其公路密度和长度都排在全国前列，省内多数城市公交站点覆盖率和运营线网密度高于全国水平。但是，在江苏省内各区域的交通可达性存在差异，在空间上有明显的南高北低的特征。

（3）发展潜力。由式（2）计算得到59个县级单元的发展潜力，然后通过栅格计算得到省域范围区域发展潜力（图2）。可以看出，江苏发展潜力空间格局集中度高，高值区主要分布在江苏沿江地区，其发展优势突出，未来

仍是区域发展的核心动力。由于经济社会发展水平较低，区域交通可达性也较低，特别是长江作为江苏省重要的自然地理界线，对地理事物的约束与阻挡作用显著，“切边”效应明显，形成了苏北地区发展潜力的全面落后。

表3 江苏省县市（区）综合实力Tab.3 The com prehensive strength of counties in Jiangsu Province

图1 江苏省区域可达性Fig.1 Regional accessibility of Jiangsu Province

图2 江苏省区域发展潜力格局Fig.2 Regional development potential of Jiangsu Province

3.1.2 发展约束分布较为均衡，长江流域、太湖流域、东部沿海的生态约束较高 通过生态约束因子叠置计算得到江苏省区域发展约束分布（图3）。江苏省跨江滨海，平原辽阔，水网密布，湖泊众多，具有良好的自然禀赋。但同时具有人口密度大、人均环境容量小、单位国土面积污染负荷高的现实情况。随着工业化、城镇化的加速推进，资源环境约束愈加明显。江苏省的空间发展约束主要是由于水域环境污染和地质灾害造成。长江江苏段生态系统遭到破坏，太湖流域的水体富营养化加剧，污染程度远超自身的水体净化能力和环境承载容量。滑坡、崩塌灾害是江苏省的主要地质灾害，主要分布在南京市区、镇江市区、连云港市区、宜兴、句容、邳州、金坛等低山丘陵地区。徐州市区为岩溶地面塌陷易发区，南京的江宁区和徐州的贾汪区、铜山区、沛县等地是采空地面塌陷的易发区。国家级自然保护区3个、主要分布在苏北。因此，发展约束高值区主要分布在长江流域（江苏）、太湖流域、洪泽湖湿地；中敏感性区域分布最广，主要分布在乡村的农业用地上；而低敏感性和非敏感性区域主要分布在现有城市建设用地及其周边，在长江以北区域空间分布较为分散，在长江以南区域空间分布较为集中连绵。

3.1.3 空间开发类型集聚分布，区域分异明显 利用自然间断裂点方法将空间开发适宜性划分为高适宜性、中适宜性和低适宜性3个等级如图4。高适宜性区域具有较高的经济社会开发需求，同时受生态环境约束较低，适宜进行大规模的工业开发和城市建设，或者适合大力发展现代服务业，集聚城市人口，该区域主要分布在长江以南的苏锡常和南京。中等适宜性区域是指具有较高的工业开发需求，但同时也受到一定的灾害风险影响，在开发过程中适度拓展发展空间，注意生态环境的保护，避免过度开发，主要包括苏中地区和苏北地级市县级市的城区。低适宜性区域主要指资源环境承载力和发展潜力都不高的区域，主要分布于苏北欠发达的乡村地区，太湖上游的山地丘陵区。这种格局的形成，主要是由于综合实力较强、交通可达性好的区域都处于长江以南，虽然沿江地区太湖流域有一定的生态环境污染约束，但江苏省整体的发展约束差异不大。

图3 江苏省区域发展约束类型Fig.3 Development constraints types of Jiangsu Province

图4 江苏省适宜开发类型Fig.4 Suitable development types of Jiangsu Province

3.2 土地利用效率评价

3.2.1 综合利用效率区域差异较大，高效率县市（区）主要分布在长江以南 土地利用综合效率是城市土地利用投入和产出的相对量表，通过单位面积城市土地投入与所实现的物质产出或取得的有效成果衡量，是城市土地利用的社会效益、经济效益及生态环境效益综合体现。从综合效率维度来看，江苏省的县市大致可以分为5种类型：（1）有效性系数为1.000，高效率县市共有8个：南京市区、溧水区、常熟市、昆山市、宜兴市、启东市、盱眙县、射阳县，该类型县市投入产出效率最高；（2）集中在0.7—1.0的县市共有20个，多为经济发达的区域发展中心，该类型区域土地利用效率较高；（3）集中在0.5—0.7 的县市共有17个，为长江三角洲城市群的边缘区域，土地利用效率相对一般；（4）集中在0.3—0.5的县市共有13个，经济发展滞后，土地利用效率相对较低；（5）小于0.3的县市共有1个响水县，综合利用效率最低。总体而言，江苏县市的土地利用综合效率主要呈现南北存在较大差异，高效率县市主要分布在长江以南，中效率的县市位于江苏省的中部地区，而低效率县市主要位于苏北地区。

3.2.2 规模递增仍然是苏北苏中地区的主要特征，但其建设用地投入存在冗余现象 土地利用规模效率是指各决策单元城市土地利用过程中，资金、资源等规模要素是否处于有效状态，即从规模的角度来考察研究区在一定的规模投入水平上是否达到了土地利用相对最优的产出。从规模效率维度来看，江苏省的县市大致可以分为3种类型：（1）规模不变的有9个县市，其中8个都是高效率区域。该类区域投入和产出处于均衡状态，增加投入并不会提高产出。（2）规模递减的7个县市，苏北3个（邳州市、连云港市区、淮安市区），苏中1个（南通市区），苏南3个（苏州市区、无锡市区、常州市区），其中有6个是地级市的市区，该类区域要减少投入规模。（3）规模递增的43个县市，都位居于苏北苏中地区。该类县市可以通过增加投入，扩大产出。但是建设用地投入冗余的27个县市中，苏南仅2个（苏州市区、江阴市）、苏中7个（兴化市、泰兴市、太仓市、仪征市、扬州市区、高淳区、丹阳市），苏北则有18个，且冗余量超过100 km2的11个县级单元，全部都在苏北：淮安市区（409）、沭阳县（392）、睢宁县（272）、泗阳县（270）、涟水县（245）、泗洪县（208）、灌云县（154）、东海县（153）、宿迁市区（140）、邳州市（129）、丰县（120），该类县市要减少建设用地的扩张。

图5 江苏省土地利用综合效率和规模利用效率Fig.5 Land-use eff ciency pattern of Jiangsu Province

3.3 空间开发适宜性与土地利用效率协调关系

利用分区统计方法，分别统计各县市（区）的空间开发适宜性的均值。利用自然间断裂点方法将空间开发适宜性和土地利用效率划分为三个等级：低（L）、中（M）、高（H），然后对各县市（区）的两个指标进行归类，划分出8种类型，结果如图6所示。图例中，第一个字母代表空间开发适宜性的等级，第二个字母代表土地利用效率的等级。总体来看，江苏省大部分县市（区）的空间开发适宜性和土地利用效率是基本协调的，但部分地区仍然存在开发过度和低效率的状态。

3.3.1 高适宜区域普遍具有较高的开发强度，土地供需矛盾进一步加大 随着江苏省工业化、城镇化的快速推进，高适宜的开发空间，开发强度都非常高，2014年底，苏南的土地开发强度在25%以上，比较突出的无锡达到30%以上。多年来，苏南的用地指标，已主要是从苏北调取。但经过十多年大规模的开发整理，苏北土地后备资源中开垦条件较好、易开发利用的地块已开发殆尽，后备资源总量急剧萎缩。目前江苏省建设用地的产出率为1.93×108元/km2，最高与最低投入产出比差距甚大。因此，通过提高土地产出率，实现集约用地，是转变空间开发模式的重要途径。

3.3.2 开发适宜性与利用效率格局基本一致，提升利用效率是提高空间开发合理性的关键 江苏省县级单元的开发适宜性与开发效率协调类型以苏南地区的“HH”型、苏中地区的“MM、MH”型和苏北地区的“LL”型为主。“HH”型县市开发供给能力较强，但是作为全省城镇化和工业化发展的先导区域，资源环境的承载能力基本饱和，局部地区甚至已经超载。协调类型为“HL”型泰兴，具有高的开发适宜性，但开发效率很低，空间开发失衡，今后必须提高空间开发利用效率。协调类型为“ML”县市，生态重要性较低、资源保障条件好，开发供给能力较强，且现状开发强度较低，空间开发供给能力尚未得到充分发挥。协调类型为“LL”县市，集中在邳州、新沂和沭阳等沿淮河流域的县市，虽然这些地区的开发强度不很高，但这些地区属于地质灾害易发区，生态环境较为敏感，交通通达性也比较差，空间开发供给能力有限，根据其空间开发适宜性等级，在提高开发强度的同时，尽量提升土地利用效率，从而提高江苏省空间开发合理性综合水平。

图6 江苏省县市（区）开发适宜性与土地利用效率的协调类型Fig.6 Coordination types of development suitability and land use eff ciency in Jiangsu Province

4 结论与讨论

在对江苏省空间开发适宜性、土地利用效率进行综合评价的基础上，通过两者的协调关系，揭示其县级单元空间开发转型发展的关键问题。研究区县市（区）的发展潜力极不均衡，县域经济差异明显；总体上空间发展约束不高，生态约束较高区域为东部沿海、长江流域、太湖流域；空间开发高适宜区域主要分布在苏锡常和南京，中适宜区域苏中地区和苏北地级市县级市的城区，低适宜区域主要分布在苏北的乡村地区。土地利用效率方面，高效率县市（区）主要分布在长江以南，规模递增仍然是苏北、苏中地区的主要特征，但其建设用地投入存在冗余现象。

开发适宜性与土地利用效率协调类型表明，江苏省大部分县市（区）的空间开发适宜性和开发效率是正相关的，但部分地区仍然存在开发过度和土地利用效率低的问题。苏南地区普遍存在高适宜性、高开发强度、高土地利用效率状态，甚至出现了过度开发的态势。该区域要节约集约利用开发空间，转变开发模式，以提高土地产出率和土地利用效率来突破建设空间限制的瓶颈。苏北沿淮海流域的县市存在低适宜性、低开发强度、低土地利用效率的情况，不仅要在生态环境承载允许的范围内适度增强开发强度，还要尽量提高土地利用效率。

基于空间开发适宜性与土地利用效率的协调分析能够较科学地刻画研究区用地的发展趋势和空间布局，为城市与区域规划提供科学依据，是实现区域“精明增长”与“精明保护”的有效途径。但对空间开发合理性的状态研究，仍可以在评价指标体系以及更微观的用地占用等方面进行深入分析。

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（本文责编：陈美景）

Coordination Analysis on Suitability of Land Development and Land Use Efficiency in Jiangsu Province

CHE Bing-qing1，2, MENG De-you3, LU Yu-qi1, WANG Yi1
（1. School of Geography Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, China; 2. Belt & Road Institute, Jiangsu Normal University, Xuzhou 220009, China; 3. College of Resources and Environment, Henan University of Economics and Law, Zhengzhou 450002, China）

The purpose of this paper is to evaluate the spatial development suitability of Jiangsu Province based on socio-economic development, traffic accessibility and ecological constraints. The methods of this paper are that the data envelopment model was used to measure the land use efficiency of Jiangsu Province; and based on the spatial coordination relationship between development suitability and land use efficiency, the spatial development rationality of Jiangsu countylevel units was evaluated. The results showed that： 1）In terms of space development suitability, the high suitable areas were mainly located in Suzhou, Wuxi, Changzhou and Nanjing, the medium suitable areas were located in the middle of Jiangsu as well as the urban areas in the prefecture-level cities and counties （county level cities） of northern Jiangsu, the low suitable areas were mainly in the non-construction land in northern Jiangsu. 2）In terms of spatial efficiency, the overallefficiency showed the pattern of high efficiency in the southern area and low in the northern area, and high-efficiency cities and counties were mainly located in the south of Yangtze River region. The scale increasing effect was still the main characteristic of the input-output of the northern and the middle area, but the construction land investment was redundant. 3）In terms of coordination relationship, the coordination between development suitability and land use efficiency was mainly the “HH” type in the southern Jiangsu, the “MM” and “MH” type in the middle area of Jiangsu Province and the“LL” type in the northern part of Jiangsu Province. Highly suitable regions generally had high development intensity. The space development suitability of most of the cities and counties （districts） were basically compatible with development efficiency, but there still existed some problems such as over-exploitation and low land use efficiency in some areas.

land planning; development suitability; land use efficiency; coordination analysis; Jiangsu Province

F301.23

：A

1001-8158（2017）05-0020-11

10.11994/zgtdkx.20170517.143943

2016-12-13；

2017-03-02

国家自然科学基金项目（41501122，41501178）；江苏省社会科学基金项目（15JD012）。

车冰清（1981-），男，江苏沛县人，博士研究生，副教授。主要研究方向为空间结构与区域发展。E-mail： chebingqing@163.com