江苏省土地城镇化的空间分异及定量预测

吴 迪，渠立权

（江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院，江苏 徐州 221116）

城镇化是社会经济发展、土地利用模式转变、生态环境变化和生活方式转型的多维发展过程[1]，是人类社会发展的客观规律，也是一个国家现代化的必经之路和重要标志，更是满足人民对未来美好生活向往的内在要求，扩大内需、补齐软件和硬件短板弱项的重要抓手[2]。

自1978年改革开放以来，中国保持了持续快速的城镇化进程[3]，《中国统计年鉴2021》数据表明，中国的城镇化水平由1978年的17.9%提高到2020年的63.9%，未来的一段时间内中国的城镇化水平仍会持续推进，且预计在2030年达到70%以上[4]。中国正在经历的城镇化过程，在规模、速度上都是人类历史上前所未有的[5]。当前中国的城镇化正处在深刻变化的加速发展中[6]，土地作为城镇化的载体，在如此快速的城镇化过程中，城市建成区面积持续扩张。土地作为人类活动的重要载体，其合理利用是实现城市可持续发展的重要保障[7]。

“土地城镇化”这一概念最早于2007年由陆大道和姚士谋提出。自此，土地城镇化开始在学术界得到广泛的回应，各学者从不同的角度出发解释土地城镇化的内涵。潘爱民[8]等指出，土地城镇化是城镇地域空间向农村推进，非城镇建设用地转化为城镇建设用地的过程。张飞[9]等认为，土地城镇化具有三个特征：一是土地产权发生改变，即由农村集体所有变为国家所有；二是土地征收是土地城镇化的唯一合法途径；三是政府在土地城镇化过程中获得巨大收益，为中国的城市建设提供了最主要的资金来源。土地城镇化的研究尺度主要包括国家[10]、省域[11]、地市[12]、区域[13-14]、县域[15]等，且研究方法也不尽相同，包括但不限于定性分析[16]、定量分析[17]、协调发展模型[18]、离差系数法[8]等。如张立新等[19]使用单一指标的测算方法研究经济转型背景下的土地城镇化及其影响机制，利用地理空间统计模型和面板回归模型，对长江经济带土地城镇化进行分析。刘欢等[20]等通过构建评价指标体系，以多视角为基础，采用熵值法、发展水平评价模型和均衡发展模型测度人口城镇化和土地城镇化协调发展度。在土地城镇化发展现状方面，雒海潮等[21]研究发现，河南省各地市城镇化水平分布不均，且存在土地被过度占用的问题。高金龙等[22]通过地理加权回归和多元回归方法分析中国县域土地城镇化，得出中国县域土地城镇化及影响因素南北分异规律比东西分异更加明显的结论。刘耀林等[23]分析湖北省土地城镇化的发展进程发现，湖北省土地城镇化发展进程存在一定的地域分异，土地城镇化热点地区周围的土地城镇化率往往偏高，非农产业比重、人口城镇化率和地形条件是土地城镇化率的主要影响因素。

众多学者对土地城镇化内涵的理解逐步深化、多元，但仍存在争议，且研究内容多集中在土地城镇化与人口城镇化的匹配关系、土地城镇化的影响因素上。研究尺度主要是以城市群、经济带为主。本文选择城市建成区面积占行政区总面积的比重这一指标来表征城市的土地城镇化水平。从空间格局入手分析江苏省市县土地城镇化分异及土地城镇化格局演化规律，为江苏省未来新型城镇化建设提供意见和参考。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区概况

江苏地处长江经济带，其人均国内生产总值（Gross Domestic Product，GDP）、地区发展与民生指数均居全国省域第一，是中国综合发展水平最高的省份之一。2020年江苏省常住人口城镇化率、户籍人口城镇化率分别达73.44%、67.3%。

在土地城镇化方面，江苏省城市建成区面积从2011年的3493.8 km2增至2020年的4786.8 km2，以年均143.7 km2的速度增加。当地区内部土地城镇化呈现明显的地域差异性后，城镇化高的地区会对城镇化较低地区产生“虹吸”效应，进而阻碍其发展。除此之外，城市建成区面积快速增加势必会造成耕地面积减少，农村劳动力、农村资本等生产要素大量向城镇转移等问题[24]，也会造成城市空间无序扩张、人地关系失调、城镇化质量低下、土地资源严重浪费、生态环境破坏等问题[25]，还会造成“人户分离”“人地分离”“人房分离”的“三分”问题。因此，在江苏省土地资源快速城镇化的背景下，探究江苏省市县土地城镇化分异及土地城镇化格局演化规律具有重要的意义。

1.2 数据来源

本文数据来源于《江苏省统计年鉴》（2012—2021年），选取江苏省现行行政区划图为工作底图；基于数据的易获得性对各地级市的市区以及所辖区做统一合并处理，把工作底图引入到地理信息系统软件ArcGIS 软件中，将土地城镇化率作为其属性数据，进行分析。

2 研究方法

2.1 标准差椭圆

标准差椭圆是揭示地理要素空间分布特征的有效方法[26]，主要通过中心、转角θ、沿长轴的标准差和沿短轴的标准差等要素多视角反映地理要素空间分布的中心性、展布性、方向性、空间形态等特征。其计算公式为：

2.2 空间自相关

空间依赖性是指空间中存在的现象并非各自独立，相邻空间单元之间存在着某种空间关联性[27]，称为空间自相关。

（1）全局自相关。采用Moran's I 指数，计算方法如公式（4）。

式中：I为Moran'sI指数，N代表空间单元数目；bi和bj分别为空间单元i空间单元j的观测值，（bi-）为第i个空间单元上的观测值与平均值的偏差；空间权重系数则使用Wij来表示，I取值在[-1，1]之间，当I＞0 时，表示观测值在空间上正相关，且数值越趋近于1，集聚现象越显著；反之，当I＜0 且数值越趋近于-1 时，表明观测值存在空间负相关，在空间中处于分散状态，空间整体差异越大；当I等于0时，表示不存在空间自相关，观测值在空间上呈随机分布。

（2）热点分析。热点分析工具可对数据集中的每个要素进行统计，计算Getis-Ord 值，并据此得到高值或低值要素在空间上发生聚类的位置。

式中，bj、Wij、N与公式（4）变量含义相同，其中

2.3 灰色预测模型GM（1，1）

通过建立灰色预测模型，对土地城镇化率进行预测。

根据原始数据构造累加生成矩阵E与常向量Yn。

a为发展系数，u为灰色作用量。

将a、u代入时间序列，并对求导得到其还原式进行后验差比检验C的计算结果。

通常C＜0.65，代表可以使用灰色预测模型。

式中，S1为原始数列b(0)(k)的均方差，S2为绝对残差数列Δ(k)的均方差，为残差均值、p为小误差概率。

3 实证分析

3.1 土地城镇化格局的演化

2011—2020年，江苏省土地城镇化率的重心如表1所示。土地城镇化的重心在（119.740°E，32.484°N）至（119.775°E，32.496°N）之间变动。10年重心均位于扬州境内，且呈现三角形变化。依据重心移动轨迹，2011—2020年土地城镇化重心年均移动距离为1.423 km，年均移动距离较小，说明江苏省土地城镇化发展趋势比较稳定。其中2013—2014年移动距离最大，为东南方向，距离为3.312 km；2014—2015年移动距离最小，为西北方向，距离仅为0.227 km。除2011—2012年、2013—2014年、2017—2018年向东南方向移动和2012—2013年往东北移动之外，其余各年份均是向西北方向移动。这表明苏北地区的土地城镇化率正在稳步提升，主要原因是江苏省人民政府办公厅2008年9月25日发布的《关于进一步支持苏北地区加快发展的政策意见》，让苏北地区发展取得了一定的成效。

表1 2011—2020年土地城镇化重心移动汇总表

3.2 土地城镇化差异分析

2011—2020年土地城镇化标准差椭圆计算结果如表2所示。2011—2020年椭圆位置变化较小，以苏中地区为核心，基本覆盖了江苏省最发达的地区。

表2 江苏省土地城镇化标准差椭圆参数变化表

从椭圆的转角来看，从2011年的136.589°增长到136.679°，增长幅度不大。江苏省土地城镇化率在空间上呈现西北—东南的态势，并呈现继续向西北—东南转变的趋势。从沿y轴方向上的标准差来看，从2011年的0.803 增至2020年的0.806，增幅较小，但表明土地城镇化在主要方向上出现分散现象。其中，从2011年的0.803 增至2013年的0.809，说明在主要方向上出现分散，2013年从0.809 降至2020年0.806，表明此间主要方向上出现了极化现象。从短轴方向上看，土地城镇化标准差从2011年的1.939 降至2020年的1.895，说明土地城镇化在东北—西南方向上出现极化，2011—2012年、2015—2019年在东北—西南方向上出现分散，2012—2015年、2019—2020年在东北—西南方向上出现极化。

3.3 土地城镇化集聚特征分析

从全局自相关来说，计算江苏省2011—2020年土地城镇化的莫兰I 指数（Moran's I index）、z-分数（z-score）亦称标准分数（standard score）、p概率值（probability value）亦称p-值，2011—2020年江苏省土地城镇化率均存在显著的空间自相关，且是正相关（见表3）。各时期的莫兰I 指数值均通过了蒙特卡洛模拟999 次检验，各年的莫兰I 指数数值皆在0.4 以上，且z 分数均大于2.58，p-值皆为0.001，说明2011—2020年江苏省土地城镇化率均通过了显著性检验。10年间的莫兰I 指数在波动中逐渐下降，从2011年的0.482 降至2020年的0.457，表明江苏省土地城镇化率的区域差异正在逐渐减少。

表3 江苏省县市全局自相关结果表

从冷热点分析，在ArcGIS 中运用热点分析(Getis-Ord Gi*)工具计算出Gi_Bin 值，将其分为5 类，分别是冷点区、次冷点区、温点区、次热点区、热点区。2011年的土地城镇化冷点区域为淮安市、宝应县、盐城市，热点区为江阴市、无锡市、常熟市、昆山市、苏州市，次热点区则为张家港市、宜兴市、太仓市。2020年的土地城镇化冷点区域仅为淮安市、盐城市，热点区仍为江阴市、无锡市、常熟市、昆山市、苏州市，次热点区则由3 个地区增加至5 个。整体上，江苏省土地城镇化呈现南部＞中部＞北部的分布格局。

通过分析发现：一是热点区的县市数量较少，次冷点区的县市数量较多，2011年、2020年热点区域均为总数的9.26%；2011年次冷点区占总数的75.93%，2020年次冷点区占总数的70.37%。二是冷点地区位于苏北地区，热点区和次热点区分布在苏南地区；2020年与2011年相比，冷点区有所减少，反映江苏省土地城镇化率有所提升，热点区数量没有改变。三是苏中、苏南地区变化相对于苏北地区较明显一些，苏州市及周边是江苏省土地城镇化的集聚区。

究其原因在于两个方面，首先是区位条件。苏南地区的城市绝大多数地处长江三角洲地区，在自然方面，地势平坦、气候温和、水资源充足，矿产资源丰富、土壤肥沃；在基础设施方面，苏南地区交通便捷，密集的交通网促进了城市之间的互动发展，并且也加强了与龙头城市——上海的联系，能够受到上海的辐射带动作用；优越的交通网会加快货物的流通速度，资金积累也会加快，造成土地城镇化的速度加快。其次在于产业结构的影响。在国民经济不断发展的今天，发展高收入弹性的第二、三产业更有利于经济发展，苏北地区第一产业比重较高，第二、三产业占比较低，而苏南地区第二、三产业占主导位置，能吸纳较多的劳动者就业，因此城镇化水平处于优越的位置。

4 空间格局预测

依据2011—2020年初始数据对2025年后江苏省土地城镇化率进行预测，灰色预测模型中，后验差比C 值小于0.35，说明模型精度等级好；0.35~0.5之间，说明精度合格；0.5~0.65，说明基本合格；大于0.65，说明模型精度等级不合格。小误差概率p值一般小于0.7 说明模型不合格，为验证模型是否通过检验，运用后验差检验法判断模型精度，海安市后验差比C 值0.536、小误差概率p值为0.500，江阴市后验差比C 值0.331、小误差概率p值为0.600，意味着模型精度不合格。其余县市均通过了精度检验。因此，直接剔除未通过精度检验的数值，将通过检验的剩余值在ArcGIS10.2 中进行空间自相关分析及趋势变化分析。

2025年，江苏省土地城镇化率的莫兰I 指数为0.481、z-分数为5.255、p-值为0，2025年土地城镇化率通过了显著性检验，且莫兰I指数在空间上为正相关。从冷热点区来看，2025年冷点区只有1个位于苏北地区。热点区位于苏州市及其周边和省会周边地区，主要有镇江市、句容市、常州市、宜兴市、无锡市、常熟市、苏州市。与2020年相比，热点区域略微增加，冷点区有所减少，表明土地城镇化率极化现象有所减弱。

从标准差椭圆的各项指标来说，沿x轴的标准差为2.05 km，沿长轴方向的标准差为0.854 km，较2020年分别增加0.155 km、0.054 km，表明县市土地城镇化更为分散。转角为137.216°，较2020年的转角增加了0.537°，江苏省土地城镇化率呈西北—东南的态势，表明苏北地区城镇化率在逐渐增高。

从重心坐标来看，2025年江苏省土地城镇化重心从扬州市境内移动到高邮市境内，偏移36.808 km，年均移动7.362 km，2020—2025年苏北地区的土地城镇化速度有所加快。

根据预测结果，2025年苏北地区虽然仍有冷点区，但数量仅为1。江苏省土地城镇化有向西北—东南方向的趋势，表明城镇化极化现象有所减弱。除此之外，江苏省土地城镇化重心从扬州移动至高邮市境内，表明苏北地区城镇化速度有加快迹象。整体来看，未来江苏省土地城镇化将逐步向苏北方向发展，但苏南、苏北地区土地城镇化不平衡发展的现象仍然存在。

5 结论与讨论

江苏省土地城镇化率在2011—2020年整体上呈现聚类趋势，表现出显著的空间正相关性；但2011年Moran's I 从0.482 波动降至2020年的0.457，表明江苏省土地城镇化率的区域差异正在逐渐降低。江苏省土地城镇化热点地区较少，次冷点区较多，冷点区主要分布在苏北地区，热点区分布在江苏省南部地区及南部偏西地区，灰色预测GM（1,1）模型的预测结果也基本验证该结论。江苏省土地城镇化率呈现“南部＞中部＞北部”的空间分布格局。2011—2020年，江苏省土地城镇化重心在（119.74°E，32.484°N）至（119.775°E，32.496°N）之间变动，2025年预测重心偏移到高邮市境内，椭圆标准差曲线变化幅度不大，基本覆盖江苏省大部分地区，江苏省土地城镇化在空间上呈现西北—东南的态势，并存在继续向西北—东南转变的趋势。预测结果显示，江苏省土地城镇化演变有向苏北发展的趋势,但苏南、苏北地区土地城镇化不平衡发展的现象仍然存在。因此，根据结论和预测结果对江苏省土地城镇化发展提供差异化的建议。

一是，苏南地区应当采取土地减量，集约高效的发展方式，警惕如果将大面积的城市土地用来搞建设，将会使城市开发强度过载，会对城市品质构成重大威胁，也会对城市的资源和环境承载力构成重大挑战。要促进土地资源的集约高效利用，就要对中心城区的土地做到经济加密、功能加密和设施加密，实施紧凑型的城市土地空间发展战略。二是，苏北地区应当优化产业结构，推动产业结构转型升级，各城市要注重提高第二、第三产业在产业结构中的比重，促进第一、第二、第三产业健康协调发展。另外各城市之间要加强经济、产业、文化联系，特别是徐州，其作为资源型城市的转型升级，具备引领性，要突破“地级市思维”，推动苏北地区协同发展，推动苏北地区土地城镇化发展，追赶苏南地区的步伐。三是，对于江苏省整体，要促进南北互动，协同发展。江苏省土地城镇化率呈现“南部＞中部＞北部”的空间分布格局，土地城镇化发展不协调问题突出，苏南地区在江苏省土地城镇化过程中占据优势，故而应加快苏中全面融入苏南步伐，补齐苏北相对薄弱地区发展短板，强化南北联动机制建设。