广西土地利用效益与城镇化的时空耦合研究

李 萍，梁小丽，万诗梦

（1.南宁师范大学地理科学与规划学院，南宁 530001；2.南宁市第一中学，南宁 530200）

土地利用效率、资源环境效应和社会经济效应推动土地系统运行，土地利用效益是影响土地节约集约利用水平的重要因素之一［1］。土地是城镇化发展的空间载体，有序的城镇化发展推动土地效益提升［2］，土地利用效益与城镇化协调发展对实现区域可持续化发展具有重要影响。现阶段快速的城镇化发展造成土地过度开发、土地低效利用、环境恶化、人地矛盾突出等诸多问题［3］，为此《国家新型城镇化规划》指出，城镇可持续发展需要遵守集约高效的基本原则，优化空间布局和规模结构、提高城镇可持续发展能力，重视新型城镇化与土地利用效益的协调发展［4］。2017年中央城市工作会议指出，城市发展要注重人地关系和谐，杜绝“摊大饼”式的城镇发展模式［5］，土地利用效益与城镇化的耦合协调发展成为热点研究内容。

当前学者在土地利用效益与城镇化研究方面均取得了丰硕的成果。土地利用效益主要研究耕地、建设用地等［6，7］不同类型用地的经济效益、社会效益和生态效益研究［8，9］，研究尺度涵盖省域［10］、城市群［11］、市域［12］、县域［13］、村域［14］等，研究视角包括低碳生态理念［15］、精明发展理念［16］等。城镇化研究集中在概念论述［17］、空间格局［18］、驱动机制［19］、问题对策［20］等方面，部分学者探讨了工业［21］、生态环境［22］、城乡融合［23］等在城镇化发展中的作用，并逐渐向生态文明［24］、经济高质量发展［25］、教育发展［26］等领域开展融合研究。在国家城镇发展工作推动下，学者开始关注城镇化与生态效益［27］、经济效益［28］、综合效益［29］的耦合协调发展关系，如王磊等［30］使用耦合协调模型，从区域层面揭示环渤海地区城市化与土地利用效益的耦合协调关系及区域差异，刘超等［13］使用协调指数和探索性空间数据等方法，从县域层面分析陕西省土地利用效益与城镇化的时空特征及耦合协调的非均衡性特点，仉振宇等［31］从市域层面剖析西安市土地利用效益与城镇化耦合协调发展变化和相互影响程度，孙青等［32］使用耦合协调关系模型和相对发展度模型探讨山东城市群土地利用效益与新型城镇化水平的时空耦合演变规律。

现阶段土地利用效益与城镇化耦合协调分析的研究对象多偏向东部或相对发达的省份、城市群、地级市等，而对西部地区关注较少。本研究在构建土地利用效益与城镇化水平测度指标体系基础上，采用耦合协调模型和相对发展模型分析2005—2018年广西土地利用效益与城镇化的时空耦合特征，据此提出相关建议。广西地形复杂多样，山地、丘陵和石山面积占陆地面积的69.7%，生态脆弱区面积占10%，土地资源极为紧张，农业、传统工业占比较大，经济发展较落后。2018年底，地区人均GDP 为36 000 元，全区城镇化率为50.22%，远低于59.58%的全国城镇化水平，且区域内部城镇化水平差异较大，桂西地区的城镇化水平仅为39.97%。当前部分地区城镇化发展存在土地粗放利用、城镇空间布局不合理等问题，未来随着城镇化、工业化的持续推进，社会经济发展将面临土地供给不足与生态环境保护的双重压力，因此，揭示土地利用效益与城镇化的时空耦合演变特征可为土地资源有效利用和助推城镇化健康发展提供一定参考。

1 方法与数据处理

1.1 方法

1.1.1 土地利用效益与城镇化水平测度 基于经济效益、社会效益、生态效益3 个维度，选用8 个指标表征土地利用效益，基于人口城镇化、产业城镇化、土地城镇化3 个维度构建城镇化水平指标体系（表1）。使用极差法对数据进行标准化以消除指标数据量纲和属性影响；在熵值法的基础上，用综合指数法计算土地利用效益和城镇化水平指数［33］。

表1 土地利用效益和城镇化水平指标体系

式中，A和B分别表示土地利用效益和城镇化水平指数，ai和bi分别表示无量纲化后的土地利用效益和城镇化水平第i个指标权重，Xi和Yi分别表示土地利用效益和城镇化水平第i个指标经过标准化后的指标值。

1.1.2 耦合协调度测算模型

1）耦合协调度模型。使用耦合协调度模型来评价土地利用效益与城镇化的耦合协调程度［34］。

式中，C表示土地利用效益与城镇化的耦合度，耦合度越大，说明土地利用效益与城镇化系统相互作用越稳定，趋向更有序方向发展，取值区间为［0，1］，本研究只涉及土地利用效益与城镇化两个系统，故取k=2。

式中，T表示土地利用效益与城镇化的综合评价指数，土地利用效益与城镇化同等重要，系数a、b取值0.5。D表示两者的耦合协调度，耦合协调度越高，系统要素越朝着有序方向发展，取值区间为［0，1］，划分标准参考文献［35］，把耦合协调度分为4 个阶段。

2）相对发展度模型。相对发展度（H）是在一定时期内反映土地利用效益与城镇化相对发展变化程度及其相对发展状况的指标，细致反映两系统的相对发展程度关系［36］。公式如下：

根据研究区实况和相关文献［36］，划分土地利用效益与城镇化耦合协调类型及其阶段，见表2。

表2 土地利用效益与城镇化耦合协调发展类型及阶段特征

1.2 数据处理

以广西14 个地级市为基本研究单元，研究时段为2005—2018年，相关数据使用来自相应年份的《广西统计年鉴》和《中国城市统计年鉴》。个别年份缺失的指标数据采取前后年份之和的平均值来替代，为使不同年份的经济数据具有可比性，所涉及到的经济指标数据均折算为2005年的可比价，若不同年鉴中同一指标数据数值存在出入，优先使用《广西统计年鉴》的数据。

2 土地利用效益与城镇化时空耦合分析

2.1 时间演变特征

2005—2018年，广西土地利用效益呈波状快速增长趋势，土地利用效益指数从0.04 上升至0.99；综合城镇化水平指数由0.02 上升至0.93，城镇化水平呈低位快速增长趋势；土地利用效益与城镇化耦合协调度呈逐年稳定增长趋势，耦合协调度值由0.15上升至0.98，土地利用效益与城镇化同步协调发展趋势也得到增强（图1）。

图1 2005—2018年广西土地利用效益与城镇化水平及耦合协调度时序变化

就各子系统而言，2005—2018年，土地利用经济效益、社会效益、生态效益指数分别增加了0.27、0.34、0.34，经济效益相对滞后，2016年后生态效益领先发展。人口城镇化、土地城镇化、产业城镇化指数分别增加了0.36、0.28、0.27，产业城镇化相对缓慢且落后于人口城镇化、土地城镇化，土地城镇化发展迅速，尤其在2010—2016年，土地城镇化占据绝对优势地位，人口城镇化常年稳定增长并在2016年后领先发展。生态效益、社会效益和人口城镇化的快速发展，表明广西在土地利用和城镇化发展中逐渐注重人与自然、社会的协调发展，而经济效益、产业城镇化相对滞后，在一定程度上阻碍土地利用和城镇化水平的提升。

2.2 空间分布特征

使用ArcGIS 的自然断点法，把广西14 个地级市的土地利用效益、城镇化水平划分为高值区、较高值区、中值区、低值区，分析其空间分布特征。

1）2005—2018年，土地利用效益的高值区和较高值区由在桂北、桂中北部、桂东南部、桂南地区呈点状分布逐渐向桂南、桂东地区呈团状分布转变；土地利用效益的低值区由在桂中南部、桂东北部、桂西地区呈两两团状分布逐渐向桂西地区呈片状分布转变，总体上呈东南高—西北低的分异格局（图2）。其中，2005年，桂林、南宁、北海位于高值区，来宾、贵港分布在低值区。2018年，高值区涉及位于北部湾经济区的南宁、北海、玉林，地理区位优势、资源优势和政策扶持等使得这些地区经济发展迅速，经济效益子系统对南宁、北海的土地利用效益指数贡献率分别为40.36%、57.74%；土地利用效益的低值区包括百色、河池、来宾、防城港。

图2 2005年和2018年广西各地级市土地利用效益空间分布

2）2005—2018年，城镇化水平的高值区和较高值区由桂中北部、桂北、桂南、桂东地区呈零散分布逐渐向桂北、桂南、桂中地区呈点状分布以及桂东地区面状聚集转变；城镇化水平的低值区主要由在桂中南部、桂西、桂南中部地区零散分布向桂西地区聚集转变，总体上呈现东南高—西北低的分异格局（图3）。2005—2018年，城镇化水平的高值区由柳州扩散为南宁、柳州、玉林、北海，4 个地级市的城镇化水平指数均大于0.6，其中南宁的土地城镇化指数贡献率为46.25%，柳州、玉林、北海的人口城镇化指数贡献率分别为45.56%、64.16%、57.38%，产业发展相对旺盛、劳动力需求旺盛以及城镇空间扩张等促使以上地区城镇化水平快速提升。城镇化水平的低值区由崇左、钦州、来宾转变为崇左、河池、来宾，城镇化水平指数均低于0.15，其中河池的人口城镇化、来宾的产业城镇化、崇左的土地城镇化贡献率均较低。

图3 2005年和2018年广西各地级市城镇化水平空间分布

2005—2018年，土地利用效益与城镇化耦合协调度较高的地级市由桂北、桂中北部、桂南地区向桂南、桂东地区聚集，空间分散性变小，呈团状分布；耦合协调度较低的地级市由桂中南部、桂西地区分散分布向桂西地区片状聚集，呈现东南高—西北低的分布格局（图4）。2005—2018年，耦合协调度处于协调阶段的地级市由南宁、柳州、桂林、北海转变为南宁、柳州、玉林、北海，2018年4 个城市的耦合协调度均大于0.75，耦合度、相对发展度普遍较高，其值均大于0.80、0.75。耦合协调度位于低水平阶段的地级市由来宾、钦州、崇左转变为河池，2018年河池的耦合协调度为0.22，土地利用效益指数和城镇化水平指数分别小于0.30、0.05，土地资源紧张、生态环境相对脆弱的自然禀赋限制了其土地利用效益产出和城镇化的发展，土地利用效益和城镇化水平均低，从而导致耦合度和相对发展度偏低。

图4 2005年和2018年广西各地级市土地利用效益与城镇化耦合协调阶段空间分布

依据相对发展度对土地利用效益与城镇化耦合协调度进行类型划分（图5）。2005年土地利用效益滞后的地级市有1 个，占比为7.15%，城镇化滞后的地级市有10 个，占比为71.42%，同步发展的地级市有3 个，占比为21.43%；2018年，土地利用效益滞后的地级市有3 个，占比为21.43%，城镇化滞后的地级市有7 个，占比为50.00%，同步发展的地级市有4个，占比为28.57%。总体上，土地利用效益与城镇化同步发展的态势得到加强，但城镇化滞后于土地利用效益的趋势仍占主体。2005—2018年，分布在Ⅰ型的地级市由崇左、钦州、来宾、百色转变为河池；分布在Ⅳ型的地级市由河池、贵港、贺州扩散为贺州、百色、来宾、崇左、钦州；分布在Ⅶ型的地级市由玉林、防城港转变为贵港，防城港转变为Ⅸ型；分布在Ⅻ型的地级市由柳州扩散为柳州、北海；分布在Ⅺ型的地级市由南宁、桂林扩散为南宁、桂林、梧州、玉林。城镇化发展滞后的地级市主要由在桂西与桂南地区呈面状分布、桂中南部地区呈点状分布、桂东地区呈条状分布，向桂西地区呈面状分布与桂中、桂东、桂南地区呈点状分布转变；土地利用效益滞后的地级市由在桂中北部地区向桂南南部、桂中北部地区零散分布转变；同步发展的地级市由在桂南、桂北、桂东地区呈点状分布向桂北与桂南地区呈点状分布、桂东地区呈面状分布转变。

图5 2005年和2018年广西各地级市土地利用效益与城镇化耦合协调发展类型分布

3 小结与建议

3.1 小结

1）从全区来看，广西土地利用效益低位波状快速增长，城镇化水平呈低位快速增长趋势，土地利用效益与城镇化度耦合协调度呈逐年稳定增长趋势，土地利用效益与城镇化的各子系统指数都得到一定程度的提升，生态效益和社会效益、人口城镇化的快速发展推动土地利用效益、综合城镇化水平的提升。

2）各地级市土地利用效益和城镇化水平呈东南高—西北低的分异格局。土地利用效益高值区和较高值区在桂南、桂东地区，呈团状分布，土地利用效益低值区在桂西地区呈片状分布；城镇化水平高值区和较高值区在桂北、桂南、桂中地区，呈点状分布以及桂东地区面状聚集，城镇化水平低值区分布在桂西地区。

3）土地利用效益与城镇化耦合协调度从东部向中部、西部梯度化递减，呈现东南高—西北低的分布格局。耦合协调发展类型划分分布格局上，各地级市的城镇化发展滞后现象得到改善，土地利用效益与城镇化同步发展趋势增强，同步发展的地级市由桂南、桂北、桂东地区呈点状分布向桂北与桂南地区呈点状分布、桂东地区呈面状分布转变。

3.2 建议

土地利用效益与城镇化协调发展对实现区域可持续化发展具有重要影响，以上分析表明，当前广西部分地级市土地利用效益与城镇化发展仍不协调，基于2018年6 个相对发展类型提出相关对策与建议。

1）Ⅰ型。低水平阶段城镇化滞后型。该类型涉及河池市，具有土地利用效益值与城镇化水平较低的特点，主要原因在于人口城镇化水平不高，土地经济效益过低。对该地区应基于地区自然资源禀赋和生态脆弱的特点，重点发展生态农业、生态旅游、生态工业等产业，提高土地利用效益；并通过降低城镇户籍门槛、完善城镇基础设施、增强社会保障能力和人口承载能力的方式，鼓励和引导山区人口向城镇集聚，加快城镇化发展。

2）Ⅳ型。颉颃阶段城镇化滞后型。该类型涵盖钦州市、百色市、来宾市、崇左市、贺州市，具有土地利用效益与城镇化水平偏低的特点，其主要原因是土地经济效益不高，人口城镇化水平偏低。针对该类型地区可利用自然资源丰富、地区开发利用度低的特点，充分挖掘城镇闲置、低效建设用地，合理进行城镇布局，并通过扶持性政策推动地区特色产业发展，提高社会生产活力；同时提高城镇基础服务设施水平，完善社会保障制度，提高城镇化水平。

3）Ⅶ型。磨合阶段城镇化滞后型。该类型涉及贵港市，该地子系统中土地生态效益、土地经济效益和土地城镇化水平较高，但土地社会效益、产业城镇化和人口城镇化水平不高。该地区可利用便捷的交通优势，推动新能源产业、临港产业、冶金建材业等产业规模经营发展，提高经济效益，并通过工业带动旅游、物流等现代服务产业发展，增加就业岗位，提高劳动报酬，吸纳劳动力，增加城镇人口；同时重视因工业发展而带来的生态环境问题，完善城镇生产生活系统建设，提高城区承载能力。

4）Ⅸ型。磨合阶段土地利用效益滞后型。该类型涉及防城港市，该地子系统中土地经济效益、土地生态效益和土地城镇化水平较高，但土地社会效益、产业城镇化和人口城镇化水平有待提升。首先，该地区应基于区位和政策优势，重点挖掘土地潜力，加大土地投入强度，提高土地利用效益；其次，发展临海工业，加强现代服务业、交通运输业的发展力度，促进产业健康循环发展；并通过加强城镇生态建设和环境保护，完善社会基础服务设施，提高城镇吸引力。

5）Ⅺ型。协调阶段同步发展型。该类型涵盖桂林市、北海市、南宁市、玉林市，土地利用效益和城镇化水平较高，子系统中土地经济效益、土地生态效益、人口城镇化水平较高。对于该类型的地区应基于交通区位优势及良好的经济基础，充分发展新型工业、高新技术产业和特色农业，加大产业扶持和对周边城镇辐射力度，吸引规模产业集群，打造现代产业体系；并加强资源保护、城镇绿化和生态环境建设，增强工业生态技术、生态用地投入；同时，通过优化城镇的基础设施和居民生活保障，升级社会便民服务系统，促进经济和城镇高质量发展。

6）Ⅻ型。协调阶段土地利用效益滞后型。该类型涉及柳州市，土地利用效益和城镇化水平较高，但土地利用效益仍滞后于城镇化水平，其中土地经济效益和人口城镇化水平、土地城镇化水平均较高，但土地社会效益、土地生态效益和产业城镇化水平仍需提高。对于该地区应依托于环保政策、产业结构和技术进步［37］，推动汽车、机械等支柱产业发展，利用交通区位优势发展现代农业、物流等产业，加快产业结构优化；并对传统资源消耗型工业开展节能减排，加强城市生态环境保护，促进经济、社会、生态协调发展。