城市国土资源开发演化机制分析

郑 峥

（郑州大学 体育学院，郑州 450044）

产业结构的不断变化必然直接带来城市用地结构的不断演进，各种城市用地类型之间的相互转化也正在日益朝着复杂化的趋势发展。这种趋势给我国城市国土资源开发与利用工作带来了更多的挑战。掌握国土资源开发活动演化的内在机制，在此背景下，对提升城市国土资源开发利用的效率，具有非常突出的意义和价值。

1 国土资源开发的演化机制

城市国土资源开发工作是相关部门对城市内的国土资源进行有目的的开发的过程。国土资源这一概念目前在学术界已经形成了共识，是土地、矿产、海洋和地理测绘信息资源的总和。而城市内的国土资源主要指市区内的土地资源以及城市地理测绘信息资源[1]。对于城市国土资源的开发和利用工作而言，各种用地类型的位置、规模、原有用地的转化便构成了其主要的内容。这一转化过程事实上是国土资源开发的动力机制、结构形成机制和政策调整机制相互作用的结果。

1.1 国土资源开发的动力机制

用地需求的变化是推动国土资源开发的主要动力[2]。用地资源稀缺导致的城市土地开发的不可持续问题在本质上是对城市土地开发需求的形成机制缺少认知的体现。城市土地开发和利用的结构和规模是一定时期城市经济发展的最终结果。产业结构的更替、人均可支配收入的增长、政府财政预算的规模都将直接影响各种建设用地的需求。由于后备用地稀缺导致的城市土地开发的不可持续问题日益显现。目前国内城市土地的开发和利用速度是相对较高的。大量商品住房、商业建筑、工业建筑和道路交通设施的建设给我国各个区域城市的外貌带来了较为显著的改变。

1.2 国土资源开发结构的形成机制

国土资源开发结构的最终形成是各种用地类型的外部性影响的叠加。工业用地开发、交通用地开发给其他用地类型带来的负外部效应的解决更加需要明确各种用地类型之间的内在演化规律[3]。城市土地需求和后备土地的预留问题，更多的需要考虑土地利用之外的社会经济因素的影响。但是负外部性问题更多的产生于各种用地类型的相互转化过程当中，这事实上对城市国土资源开发演化机制研究提出了相应的要求。目前城市土地的开发和利用过程当中，工业用地开发、交通用地开发给其他用地类型带来的负外部效应也在直接影响着城市可供给土地的结构。经济学意义上的负外部性是市场供求双方的交易行为对第三方产生的消极影响。在城市国土资源的开发和利用过程当中，工业用地开发将可能直接形成污染问题，影响周边土地的开发价值[4]。与此同时，伴随着近年来钢铁、石化等产业搬迁改造工作的不断推进，特定城市区域将会不断出现土地利用类型的单一化问题。由此可见，负外部性对城市土地利用和开发的结构将会具有显著的影响。

1.3 国土资源开发的政策调整机制

目前城市土地开发和利用领域缺少相应的协调机制，不同部门之间对土地资源均具有较为旺盛的需求。在相关的需求难以有效平衡的情况下，城市土地资源的稀缺性就将会表现得更为明显。一方面这会较为严重的提升土地的价格，给各种城市经济活动带来严重的成本压力，另一方面这也将对各种经济互动形成土地要素供给不足的资源约束。为此，应当形成统一的政策协调机制，根据目前城市发展的总体方向，对不同土地利用模式的位置分布、规模和演变趋势进行协调，从而在满足不同主体利益的过程中，按照帕累托最优的原则实现城市国土资源开发[5]。

2 模型构建

2.1 多分类Logistic回归模型的基本框架

多分类Logistic回归模型是用于分析自变量为连续变量而因变量是多个分类变量的线性方程模型。其基本的数学表达式为：

从该模型的数学表达式中可知，该模型的因变量Yk事实上是一个基于两种随机变量出现概率之比而构建出数值。在统计学中将这一概念界定为发生比。在该模型的实际应用的过程当中，一般情况下倾向于将发生概率较大的、演化规律已知的随机变量的概率值作为yi，从而使得其他希望研究的随机变量的概率值能够和一个较为稳定的概率值形成比较关系，从而被有效的观察和计量。

但是对于部分研究对象而言，单纯知道其发生概率相对于其他较为稳定的随机变量的概率值的比值并不能给出令人满意的答案。明确这一事件的发生可能性的绝对数值才是研究过程最希望得到的结果。则需要对该模型进行重新构建。多分类Logistic回归模型对于单个随机变量的概率的构建过程同样适用两分类Logistic回归模型在求单个事件的概率时所使用的Logit变换，但是考虑到多个需要考虑的自变量的数量较多并且需要刨除作为参考的事件的影响，因而需要对原模型做如下变换：

由此可得：

可得随机事件Yk的出现概率为：

在该模型当中，虽然线性回归模型的基本参数结构依然得到了体现，但是任意一个作为因变量的随机事件Yk的模型参数估计值都具有与线性回归模型和两分类Logistic回归模型截然不同的含义。

2.2 模型构建

目前我国城市国土资源开发领域面临着后备用地稀缺导致的城市土地开发的不可持续等问题[6]。本文针对后备用地稀缺导致的城市土地开发的不可持续问题、利益协调机制欠缺而带来的土地稀缺性问题，结合多分类Logistic回归模型，建立城市国土资源开发演化无序多分类Logistic回归模型。对于负外部性问题，本文将着重通过配对多分类Logistic回归模型加以构建。

2.2.1 无序多分类演化模型的构建

已知各种用地主体使用相关土地所关注的核心问题之后，将用地规模的增长作为因变量所象征的随机事件，从而获得参数估计值，便能够形成如下的演化关系机制：

该方程组所代表的影响因素和最终的土地使用变化状况之间形成的演化关系本身，能够体现出各种影响因素变量对用地类型变更所产生的系统性影响。但是与此同时，为了失信对未来的土地利用结构的系统性预测，必须通过各种方式和方法对各种影响因素本身的数值进行一定的预测。最终，各种用地类型相对于作为参考系的用地类型的发生概率的变更则应当成为判断的主要依据。但是为了作为各部门用地需求变化的依据，该模型应当做出另外的调整。判断出国土资源利用结构发生变化的概率本身并不能够直接的体现出未来国土资源利用结构的格局变化，更应当体现出前后不同阶段的影响因素本身的变化所能够给国土资源利用结构带来的变化概率的增减。为适应该种需要，可以对以上的转化关系机制模型进行如下调整：

已知前后不同阶段的国土资源利用结构变化的影响因素分别为：

对两个向量做差可得：

将该向量代入以上的演化关系式可得：

在前文当中，已经默认作为参考变量的用地类型yi的概率应当是大体稳定的，对此可以通过历史数据进行趋势性的检验。如果就历史数据而言，这种变化趋势是相对稳定的，则可以将以上关系式化简为：

通过以上关系式可得土地利用类型未来转化关系的判别式：

与此同时，应当注意到的是，如果作为参考变量的用地类型的概率发生变化，便应当对相关的内容进行调整。已知参考变量的用地类型yTi的概率为：

由此可得前后不同阶段的国土资源利用结构变化的演化关系式可进行如下调整：

在此背景下，通过增量预测将呈现出的土地利用变动格局能够直接给不同部门之间的利益协调、土地的储备和定向规划问题的解决形成借鉴。经过计算，可得，作为最终预测结果的向量本身代表着各种用地类型增大的可能性，由此可得应当在城市土地利用过程当中基于更高的用地配置的变量符合如下条件：

符合以上条件的土地利用类型将成为需要优先加以满足的用地规划类型。与之相反，不符合该条件的用地类型将作为重要等级较弱的用地类型，在进行城市国土资源规划的过程中，投入土地的规模和满足其需求的优先程度都将低于前者。

2.2.2 配对多分类演化模型的构建

为了解决在城市国土资源开发的过程当中所面临的不同用地类型之间的利益协调和用地需求预计问题，可以针对各种用地类型，建立起无序的分类Logistic回归模型，并且根据前文已经给出的判别条件提供一定的判断。但是这种分析机制难以建立起相互交叉的多个用地类型之间的影响联系，只能重复替换作为参考变量的用地类型，从而实现不同用地类型之间的相互比较和分析。目前我国城市土地的用地类型已经呈现出高度多元化的趋势，不断切换作为参考变量的用地类型必然带来比较过程的繁琐化。为了解决这一问题，本文将构建配对多分类Logistic回归模型，探讨各种用地类型成组化的相互对应分析的模式和方法。

在配对多分类Logistic回归模型的框架之下，模型本身将会相对于两分类、无序多分类Logistic回归模型出现参数含义和变量形态的变化如下：

该模型当中因变量本身没有发生改变，还是该种用地类型规模出现增长的情况。由模型可得该种用地类型没有实现增长的随机事件的Logistic回归模型：

如果将该用地类型和其他两种用地类型进行匹配，将其他两种用地类型的影响因素相结合便可以构建起用于分析一种用地类型和其他用地类型之间关系的比例比数模型：

与此同时，将Logistic回归模型代入之后，便可得：

如果此时直接根据OR值计算要分析的用地类型出现变动的概率和，便可以直接通过该数值的计算，将值高于本身影响因素的值的用地类型作为强相关用地类型。而强相关用地类型对该种用地类型所产生的影响是否存在负外部性，则可以直接通过观测的数据代入进行判断。

3 模型的运用模式分析

为了分析城市国土资源开发演化机制，作为因变量土地利用类型本身是分类变量并且相互之间并没有顺序的因素，各种经济数据本身往往并不能提现正态分布的特征，在各种用地类型的相互转化和协调过程当中，外在因素的影响也必须要被考虑进其中。经过对多分类Logistic回归模型本身的分析可知，其自变量本身是可以反映社会经济变化情况的连续型变量，而起因变量是分类变量，并且可以通过概率的形势给出因变量的参数估计值或因变量相对于参照变量的概率比值的参数估计值。

首先，在目前的国土资源开发过程当中，后备用地稀缺导致的城市土地开发的不可持续问题正在日益凸显。这种线性的根本原因在于对城市土地开发需求的形成机制缺少认知的体现。通过多分类Logistic回归模型可以将人均可支配收入的增长、政府财政预算的规模等利用多年的数据所形成的连续变量作为模型的解释变量直接代放进模型当中，从而分析其对各种用地类型的使用变化的影响。在本质上，这种分析模式更能够将影响各种土地的利用和相互转化的要素以及模型本身有效的结合起来，形成一种运行机制的体系，并且根据各种数据的变化重复多次的预测趋势和观测数值的变化。

其次，目前城市土地的开发和利用过程当中，工业用地开发、交通用地开发给其他用地类型带来的负外部效应也能够通过多分类Logistic回归模型加以探讨。外部性本身是相对较难观察的一种效应。各种用地类型之间的相互影响往往只有在土地利用类型真正转化为现实的经济活动之后，才能够被观察。但是不同于其他领域的是，城市国土资源的开发具有长期性，在城市用地方面形成的投资本身也是难以转变用途的。因此，在以往的经济理论研究当中，往往强调用事后的税收和补贴的形势调节这种外部性效应。但是在多分类Logistic回归模型的现有框架下，不同用地类型之间的相互影响以及相互影响的形成机制本身是能够通过不断的变动参考变量的形势加以观察的。

为了研究某一用地类型变更之后产生的外部效应，可以将该用地类型设为Yk，并且构建的模型，该表达式当中的p(y=i|x)部分，便可以选取将要分析外部性影响的用地类型yi的概率。在此背景下，不仅作为因变量的用地类型Yk的概率能够被有效的加以分析，用地类型Yk和yi之间的相互关系也能够被加以分析。参数估计值jk本身便能够反映出各种影响因素对因变量本身的影响。一旦出现参数估计值普遍为负数的情况，则两种用地类型之间事实上存在着负相关关系，结合用地本身的功能和性质，便可以判定负外部效应的存在。

然后，对各部门之间的用地需要的协调，多分类Logistic回归模型所能够发挥的作用主要体现在对各种用地需求的预测方面，事先明确伴随着各种经济变量的增长和变动，在各个部门所关注的经济变量当中所能够发挥的作用，进而判断相关用地类类型面积增长的可能性，从而在城市国土资源规划之初，对相关部门提供一定的土地规划资源配置的倾斜就成为了极为重要的问题。对此，多分类Logistic回归模型可以对转化概率本身的辩护实现判断。

4 结论

城市国土资源开发工作当中面临的困难直接构成了城市国土资源开发演化机制研究的重要价值。明确城市国土资源开发演化机制对城市国土资源利用所面临问题的解决，具有重要价值。在预见到未来经济增长状况、产业结构变化状况和人民收入提高等因素之后，集约化的利用各种土地，提升土地的利用效率才能够解决目前后备用地不足的问题。城市土地需求和后备土地的预留问题，更多的需要考虑土地利用之外的社会经济因素的影响。多分类Logistic回归模型对城市国土资源开发演化机制研究的适用性体现在因变量符合研究对象特征、对自变量的概率分布要求较低、参数估计值包含比较信息等三个方面。

本文针对后备用地稀缺导致的城市土地开发的不可持续问题、利益协调机制欠缺而带来的土地稀缺性问题，结合多分类Logistic回归模型，建立城市国土资源开发演化无序多分类Logistic回归模型。对于负外部性问题，本文着重通过配对多分类Logistic回归模型完成了构建。并且给出了判断后续开发过程当中应当加大倾斜力度、优先级别和判断外部性标准的指标。