中国高速铁路是否显著影响城市土地利用——来自站点、线路和典型城市土地利用变化的回答

郑林昌,Shikha Thapa Magar

（河北大学 经济学院,河北 保定 071002）

一、引 言

高速铁路以其快速、高效、环保、安全、舒适等特点,在全球交通运输领域受到广泛认可。中国高速铁路发展起步相对较晚,直到2003年才有了第一条高速铁路（秦沈客运专线）,2008年有了第一条具有自主知识产权的高速铁路（京津城际高速铁路）[1]。进入21世纪以来,中国高速铁路加速建设,截至2018年底,全国高速铁路运营里程2.9万公里,居世界第一。在高速铁路快速发展的同时,社会各界也开始关注高速铁路所带来的土地占用等问题,对城市土地利用、土地开发、房地产开发等的关注度不断增加,存在“高铁是城市扩张、房地产开发、卖地收入的新战场”、高铁新城就是“高铁地产新城”等观点,甚至还引发了高铁站点的“争夺战”。为此,2018年国家发展和改革委员会专门发布了《关于推进高铁站周边区域合理开发建设的指导意见》,对严格节约集约用地、促进站城一体融合发展等提出了具体要求。高速铁路建成运行后,真的如部分媒体传播的那样对城市用地产生了较大影响吗? 这是一个当前亟须回答的现实问题。

高速铁路出现以来就受到了国内外学者的重视,针对高速铁路影响的研究也经历了由影响机理分析到实证分析,由关注高速铁路影响经济发展到关注影响区域创新、人口集聚等[2-4],由关注高速铁路对区域经济、城市经济、城市体系等影响到关注对区域空间结构、城市形态、城市土地开发利用等影响的转变[5-7]。学术界普遍认为,高速铁路建设对土地利用性质、土地开发强度和城市用地空间形态影响深远,能够促进沿线土地的高密度开发[8-10],这种影响主要是通过影响生产要素配置和土地利用状态等实现的[11-12],如Emaunel Andersson等研究发现高速铁路能够通过吸引人口集聚,进而使高速站点周边区域和沿线房地产价格上升。更多学者从可达性角度看待高速铁路对土地开发利用的影响,认为高速铁路能够带来可达性变化,进而影响城市、区域经济发展,然后通过土地开发与土地利用影响土地价值[13-15]。学者发现,设有高铁车站的城市比没有设站城市的地价平均要高,高速铁路能够导致设站城市住宅用地、商业服务业设施用地以及工业用地价格的上涨[16]。从空间上看,高速铁路对沿线城市土地价格、房地产价格的影响会随着距离高速铁路的增加而减弱[17-20]。尽管当前学术界在高速铁路影响城市土地利用方面做了大量研究工作,不可否认的是,高速铁路对城市土地价格、房地产价格的影响并不足以回答全部问题,高速铁路沿线城市土地价格、房地产价格在变动的同时,城市土地利用规模、结构是否也发生了变化仍没有得到充分回答。尽管近期也有部分研究开始关注高速铁路对城市土地利用变化的影响[21-22],但仅利用城市建设用地面积的变化解释高速铁路对城市土地利用的影响仍缺乏说服力,且中国部分城市建设用地面积因行政区划调整变化较大。

高速铁路通过直接占用和间接影响两种途径影响城市土地利用。高速铁路对城市土地的直接占用主要是通过高铁站点和高铁线路实现的,尤其那些在地表穿越城市的高速铁路,它们对城市土地的占用量较大（部分高速铁路在城市地下穿过）。从高速铁路建设形式看,主要有新建和改扩建两种形式。相比改扩建高速铁路（线站点路）,新建高铁站点（线路）对城市用地直接占用相对要大。从城市规模、高铁站点等级来看,城市规模越大、站点等级越高,需要修建的高铁站点规模也就越大,对城市土地的占用量也就越大。高速铁路对城市土地利用的间接影响主要是通过集聚效应等实现的,高速铁路开通后会形成较强的经济社会发展带动作用,能够吸引人口、发展要素向高铁站点周边集聚,进一步影响城市空间规划、房地产开发活动等,导致周边土地用地性质和结构发生变化,这种影响会随着空间距离的增加而衰减,这是本文所重点考察的内容。此外,由于高速铁路高速运行等特殊技术指标要求,相对普通铁路其线路两侧要有更宽的通道要求,同时还会对两侧住宅建设、产业布局等产生影响,进而影响两侧土地利用性质和结构。为此,本文通过提取和分析已开通高速铁路站点周边、线路两侧土地利用的数据,来回答高速铁路对城市用地结构、特征及其变化的影响；通过分析河北省境内京广高速铁路站点周边建设用地重心的变化,重点考察高速铁路对城市建设用地的影响。

二、数据来源、技术路线、数据提取

(一)数据来源

本文土地利用数据和2015年中国地市、县级行政边界数据来源中国科学院地理科学与资源研究所,土地利用数据为2000年、2005年、2010年和2015年空间分辨率为30 m 的中国土地利用栅格数据。土地利用类型有耕地、林地、草地、水域、城乡工矿及居民用地和未利用土地6个一级类型和25个二级类型。本文沿用此土地利用类型分类,并将城乡工矿及居民用地重新命名为建设用地。高铁站点坐标数据来源北京大学城市与环境学院地理数据共享服务平台（http://geodata.pku.edu.cn）中“全国高铁站点分布图2016”。常住人口数据来源2016年各省份年鉴、各城市年鉴及各城市统计公报。

(二)技术路线

依据上述高速铁路对城市土地利用影响的分析,本文通过对比高速铁路开通后站点周边和线路两侧的土地利用变化,以及高速铁路站点周边不同范围城市建设用地重心的变化,考察高速铁路对城市土地利用的影响。首先,从各年度土地利用数据中提取高铁站点周边1 km、1～3 km、3～5 km 范围内土地利用结构变化数据,统计分析高速铁路开通前后土地利用结构的变化,验证高速铁路对高铁站点周边土地利用的影响。然后,从各年度土地利用数据中提取高速铁路途径城市线路两侧50 m、50～200 m 范围内土地利用结构变化数据,统计分析高速铁路开通前后土地利用结构的变化,验证高速铁路对高铁线路两侧土地利用的影响。最后,选择典型高速铁路局部线路及途径城市,从各年度土地利用数据中提取各年度城市高铁站点周边5 km、10 km、20 km 范围内的建设用地重心,通过建设用地重心的迁移验证高速铁路对城市土地利用的影响。

(三)数据提取方法和过程

1.高速铁路站点周边土地利用数据的提取。选取站点5 km 以内作为研究范围,其中1 km 内为站点中心区域,1～3 km 为拓展区,3～5 km 为影响区。首先,根据已有站点数据筛选出研究中要用到的站点数据,并使用Arc GIS软件对各站点分别建立1 km、3 km、5 km 的缓冲区。其次,根据地市行政边界数据,剪裁得到各城市全部站点的土地利用数据,并可得到各站点在不同时期1 km、1～3 km、3～5 km 范围内的土地利用数据。最后,按照城市类型、高速铁路开通时间等对提取的土地利用数据进行统计分析。

2.高速铁路线路两侧土地利用数据的提取。考虑高速铁路技术特征,选取线路两侧50 m、50～200 m 两个通道作为研究范围。首先,根据已有高铁线路数据,分别在各线路两侧建立50 m、200 m 的缓冲区。其次,利用缓冲区范围剪裁各线路在2005年、2010年、2015年的土地利用数据。然后,利用城市行政边界数据裁剪得到该城市在该条线路上的土地利用数据,以及各城市在三期50 m、50～200 m 范围内的土地利用数据。最后,按照城市类型、高速铁路开通时间等对提取的土地利用数据进行统计分析。

3.城市建设用地重心的提取。通过构建城市建设用地重心模型,测算并分析高速铁路通过站点对周边建设用地的影响。假设某区域由i个单元组成,其中第i个单元的中心坐标为（Xi,Yi） ,Xi、Yi分别为单元中心的经度值和纬度值。Mi为该区域建设用地面积,建设用地的重心坐标可以表示为（x,y）,其中x、y分别为建设用地重心坐标的经度值和纬度值。建设用地重心可以看作是单元中心以建设用地属性面积作为权重的一个加权平均,公式为:

首先,利用ArcGIS软件从土地利用数据和县级行政边界数据中,裁剪并提取出典型高速铁路沿线城市2010年和2015年土地利用数据。考虑城市级别不同,取地级市及以上城市辖区范围内的土地利用数据进行分析,取县级市和县的全市（县）域范围的土地利用数据进行分析。然后,运用ArcGIS软件计算出各站点周边5 km、10 km、20 km 范围内每块建设用地的几何中心和面积,依据式（1）计算出2010年和2015年各站点5 km、10 km、20 km 范围内的建设用地重心坐标。最后,将各站点不同范围的建设用地重心坐标导入ArcGIS中,分析不同范围建设用地重心的偏移情况,并输出专题地图。

三、高速铁路站点对城市土地利用结构的影响

考虑到可获得的土地利用数据为2000—2015年期间数据,高铁站点选择为截至2013年末投入运营的站点(1)2014年和2015年投入运营高铁站点对2015年土地利用影响时间相对较短。,涉及高铁站点185个,覆盖了17个省及直辖市,其中2000—2005年间投入使用的高铁站点9个,2005—2010年间投入使用高铁站点65个,2010—2015年间投入使用高铁站点111个。土地利用数据时间间隔为5年,时间跨度为2000—2015年,考虑时间的一致性,选取2000年数据作为高铁站点投入使用前的数据。

(一)土地利用结构总体变化

总体看,高铁站点周边1 km 范围内的土地利用变化幅度较大,尤其耕地、建设用地变化幅度更加明显（图1）。相比2000年,2015年高铁站点周围1 km 范围内的耕地、林地、草地和水域面积占土地利用面积比例的均值分别减少了13.96、1.17、0.10、0.51个百分点,建设用地面积占比均值增加了15.73个百分点,土地利用结构变化比较明显。高铁站点1～3 km 范围内的土地利用变化幅度要小,相比2000年,2015年该范围内的耕地、林地、草地和水域占比均值分别减少了10.23、0.80、0.19、0.20个百分点,建设用地占比均值增加了11.49个百分点,与1 km 缓冲区相比,虽然缓冲区范围扩大,但各土地类型占比变化程度并不是特别大。高铁站点3～5 km 范围内的土地利用变化幅度也不大,相比2000年,2015年该范围内的耕地、林地、草地和水域占比均值分别减少了9.12、0.72、0.41、0.26个百分点,建设用地占比均值增加了10.51个百分点。

(二)按照城市规模类型

以2014年国务院发布的《关于调整城市规模划分的通知》为依据,结合2016年各市辖区年末常住人口数量对地级以上城市进行分类,将高铁设站城市划分为Ⅰ型小城市、中等城市、Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市、特大城市、超大城市六类城市(2)篇幅所限,不再提供各城市对应的城市类型。。从城市规模类型看,高速铁路对周边地区土地利用的影响总体特征是:大型城市高铁站点周边土地利用变化幅度大于中型城市、中型城市又大于小型城市。这是因为不同规模城市区域开发能力是不一样的,而多数高铁站点是新建高铁站点,大城市高铁站点周边的开发范围要大于中小城市。上述变化主要体现在近距离范围内,高速铁路对较远范围内土地利用的影响很小（图1）。

1 km 范围内土地利用的变化。高铁站点周边1 km 范围内土地利用变化幅度很大,大型城市土地利用变化幅度大于中型城市,中型城市又大于小型城市,但超大城市除外。总体看,2000—2015年,高铁站点周边1 km 范围内不同规模城市的土地利用结构均有“耕地减少、建设用地增加和林地、草地、水域少量减少”的变化特征。相比2000年,2015年Ⅰ型大城市耕地面积占比均值减少了25.08个百分点,Ⅱ型大城市、特大城市、超大城市、中等城市耕地面积占比均值分别减少了18.42、15.05、14.70、14.56个百分点,县级市和县域减少最小（10.21、8.67个百分点）；Ⅰ型大城市、Ⅱ型大城市和超大城市建设用地面积占比均值分别增加了26.56、20.98、20.47 个百分点,中等城市和特大城市建设用地面积占比均值增加了17.08、16.43个百分点,县和县级市建设用地面积占比均值增加了10.99、9.85个百分点。相比而言,除超大城市、Ⅱ型大城市和中等城市林地面积占比均值减少了2.5个百分点,超大城市水域面积占比均值减少了4.2个百分点外,其他各类型城市林地、草地、水域和未利用土地面积占比变化幅度相对较小。

图1 2000—2015年按城市规模类型分高铁站点周边各类型土地利用面积占比变化

1～3 km 范围内土地利用的变化。高铁站点1～3 km 范围内土地变化幅度相对要小些,总体也有大城市变化幅度大于中小城市的特点。相比2000 年,2015 年Ⅰ型大城市耕地面积占比均值减少了近20个百分点,Ⅱ型大城市、中等城市和超大城市耕地面积占比均值分别减少了13.50、11.72、11.18个百分点,特大城市、县级市和县耕地面积占比均值分别减少了8.72、7.03、6.01个百分点；Ⅰ型大城市建设用地面积占比均值增加了22.43个百分点,Ⅱ型大城市、超大城市和中等城市建设用地面积占比均值分别增加了15.52、14.37、14.20个百分点,特大城市、县级市和县建设用地面积占比均值增加了9.53、6.88、6.40 个百分点。相比而言,除超大城市、Ⅰ型大城市和县级市水域面积占比均值减少了2.68、1.83个百分点和增加了1.28个百分点,中等城市、Ⅱ型大城市林地面积占比均值减少了1.86、1.30个百分点外,其他各类型城市林地、草地、水域和未利用土地面积变化幅度相对较小。

3～5 km 范围内土地利用的变化。高铁站点3～5 km 范围内的土地利用变化幅度更小。相比2000年,2015年,Ⅰ型大城市耕地面积占比均值减少了17.78个百分点,超大城市、Ⅱ型大城市和中等城市耕地面积占比均值分别减少了12.18、11.66、11.57个百分点,特大城市、县级市和县耕地面积占比均值分别减少了8.36、6.23、4.13个百分点。各类型城市建设用地呈现出与耕地完全相反的变化特征,Ⅰ型大城市建设用地面积占比均值增加了19.73个百分点,超大城市、Ⅱ型大城市和中等城市建设用地面积占比均值分别增加了16.50、13.71、13.56个百分点,特大城市、县级市和县建设用地面积占比均值分别增加了8.89、6.61、4.62个百分点。相比而言,除超大城市水域面积占比均值减少了3.11个百分点,超大城市和中等城市林地面积占比均值减少了1.47、1.76个百分点外,其他各类型城市林地、草地、水域和未利用土地面积占比变化幅度相对较小。

(三) 按照高速铁路开通时间

从高速铁路开通时间看,不管那个时期开通的高速铁路,其对较远范围内土地利用的影响并不大、甚至没有影响,但对周边近距离土地利用有一定影响,尤其稍早开通的高速铁路,影响相对明显（图2）。

图2 不同时期开通运营高铁站点周边1 km、1～3 km、3～5 km 范围内各类型土地利用面积占比变化

1 km 范围内土地利用的变化。不同时期开通运营的高铁站点,其周边1 km 范围内的土地利用变化特征不同,稍晚开通运营高铁站点周边土地利用变化幅度更大。相比2000 年,2015 年早期开通运营（2000—2005年）(3)高铁站点数量并不多,只有秦皇岛、山海关、葫芦岛北、锦州南、辽中、盘锦北、沈阳北、绥中北、台安9个站点,代表性也不强。的高铁站点,1 km 范围内耕地和水域面积占比均值分别减少了4.89、0.49个百分点,建设用地面积占比均值增加了5.38个百分点,林地、草地和未利用土地面积占比无变化,虽然开通运营时间相对较长,但它们对城市土地利用的影响并不明显。稍晚开通运营（2005—2010年）的高铁站点,1 km 范围内耕地、林地、水域和草地面积占比均值分别减少了13.58、2.10、2.00、0.24个百分点,建设用地面积占比均值增加了17.92 个百分点,高速铁路对城市土地利用的影响比较明显；更晚开通运营（2010—2015年）的高铁站点,1 km 范围内耕地、林地和草地面积占比均值分别减少了14.91、0.71、0.02个百分点,建设用地和水域面积占比均值分别增加了15.29、0.36个百分点,因高速铁路开通时间还不长,它们对城市土地利用的影响还没有充分体现出来。

1～3 km 范围内土地利用的变化。不同时期开通运营的高铁站点,1～3 km 范围内的土地利用没有表现出明显变化。相比2000年,2015年早期开通运营（2000—2005年）的高铁站点,周边1～3 km 范围内耕地和水域面积占比均值分别减少了8.81、1.08个百分点,建设用地面积占比均值增加了10.20个百分点,林地、草地和未利用土地面积占比变化较小；稍晚开通运营（2005—2010年）的高铁站点,周边1～3 km范围内耕地和林地、水域和草地面积占比均值分别减少了9.73、1.33、0.54、0.29个百分点,建设用地面积占比均值增加了12.09个百分点；更晚开通运营（2010—2015年）的高铁站点,周边1～3 km 范围内耕地、林地和草地面积占比均值分别减少了10.64、0.57、0.10个百分点,建设用地和水域面积占比均值分别增加了11.24、0.08个百分点。高速铁路开通运营时间的长短与周边1～3 km 范围内土地利用面积变化并没有明显关系,高速铁路对此范围内城市土地利用的影响并不大。

3～5 km 范围内土地利用的变化。稍晚和更晚开通运营的高铁站点,3～5 km 范围内的土地利用的变化没有明显差异。相比2000年,2015年早期开通运营（2000—2005年）的高铁站点,3～5 km 范围内耕地和草地面积占比均值分别减少了3.29、3.20个百分点,建设用地面积占比均值增加了7.15个百分点,林地、水域和未利用土地面积占比几乎没有变化,这是因为早期开通运营高铁站点数量相对较少、代表性较差造成的；稍晚开通运营（2005—2010年）的高铁站点,3～5 km 范围内耕地和林地面积占比均值分别减少了8.41、1.09个百分点,建设用地面积占比均值增加了10.69个百分点,其他用地类型变化较小；更晚开通运营（2010—2015年）的高铁站点,3～5 km 范围内耕地、林地面积占比均值分别减少了10.00、0.56个百分点,建设用地面积占比均值增加了10.68个百分点,其他类型土地面积占比变化并不显著。由此可见,高速铁路开通运营时间的长短与周边3～5 km 范围内土地利用变化没有明显关系,高速铁路对此范围内土地利用的影响不大。

(四)代表性高铁站点

为进一步验证高速铁路对城市土地利用的影响,考虑土地利用数据最近到2015年,2005年开通高速铁路较少,2010年之后开通高速铁路对城市土地影响时间较短,选择2005—2010年期间开通的高铁站点进行分析,其中2008年、2009年和2010年开通高铁站点分别有3个、45个和17个,分布在浙江、福建、湖北、湖南、安徽、河南、广东、上海、陕西和广东,多数站点位于中国南方。总体看,三个年度开通的高速铁路,高铁站点周边耕地面积占比较高、建设用地面积占比相对要低,其他类型土地面积占比较小,说明这些高铁站点多位于市郊、多是新建站点。空间上看,站点周边耕地、建设用地面积变化随着空间增加而减少。三个年度,站点周边1 km 范围内耕地面积占比均值分别减少了2.19、3.06、3.60个百分点,1～3 km 范围内分别减少了2.12、2.88、3.87个百分点,3～5 km 范围分别减少了0.44、2.18、2.86个百分点；三个年度,站点周边1km 范围内建设用地占比均值分别增加了2.19、3.88、3.44个百分点,1～3 km范围内分别增加了1.94、3.72、4.31个百分点,3～5 km 范围内分别增加了0.44、3.29、2.86个百分点。相比而言,林地面积占比总体下降,草地、水域和未利用土地面积占比变化并不大。由此可见,高速铁路对城市土地利用有一定影响,且这种影响在空间上逐步衰减（表1）。

表1 2008—2010年开通的高速铁路站点周边各类型土地利用面积占比变化

四、高速铁路线路对沿线城市土地利用结构的影响

由于部分高速铁路与普通铁路并行,有些城市内高速铁路与普通铁路交叉,且提取所有已通行高速铁路两侧用地工作量庞大,选京广高速铁路（北京—武汉2012年通车,武汉—广州2009年通车）、京沪高速铁路（2011年通车）、沪昆高速铁路沪杭段（2010年通车）、郑西客运专线（2010年通车）、西宝客运专线（2013年通车）、哈大客运专线（2012年通车）为典型高速铁路。城市市区高速铁路安全保护区两侧距离分为10 m,城市郊区居民居住区高速铁路为12 m,有砟轨道和无砟轨道在350 km/h设计速度下双线路基面宽度分别为13.8 m、13.6 m,考虑采用数据的空间分辨率为30 m,划定50 m 范围内为铁路及铁路安全保护区范围。所选取线路中,京广高速铁路武汉—广州段开通最早（2009年）,考虑数据时间间隔为5年,选取2005年数据为高速铁路开通前数据。为方便统计,郑西客运专线包含郑州市、不包含西安市,西宝客运专线中包括西安市。在京广高速铁路的划分上,武汉—广州段包括武汉市,北京—武汉段不包括武汉市。

(一)土地利用结构总体变化

高速铁路穿越城市线路两侧50 m、50～200 m 范围内的土地类型主要是耕地和建设用地,其他类型土地面积较少,两个通道范围内的土地利用结构没有明显差别。总体看,到2015年,线路两侧50 m 范围内,耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用土地面积占比均值分别为64.52%、8.77%、1.45%、2.59%、22.60%、0.06%；线路两侧50～200 m 范围内各类型土地利用面积占比均值分别为64.32%、9.52%、1.44%、2.66%、22.01%、0.06%,两个通道范围土地利用结构并没有明显的差别,这是因为部分高速铁路主要是在市郊区穿过的。

第一个五年期限（2005—2010 年）,高速铁路线路50 m 范围内土地利用变化幅度明显大于50～200 m 围内的变化（图3）。相比2005年,2010年高铁线路两侧50 m 范围内,耕地、林地、草地和水域面积占比均值分别减少了4.18、1.56、0.18、0.11个百分点,建设用地面积占比均值增加了6.03个百分点；线路两侧50～200 m 范围内,耕地、林地和草地面积占比均值分别减少了3.51、0.77、0.02个百分点,水域和建设用地面积占比均值增加了0.25、4.05个百分点。

图3 三个期间线路两侧50 m、50～200 m 范围内各类型土地利用面积占比变化

第二个五年期限（2010—2015年）,两个范围内的土地利用变化差异相对较小（图3）。相比2010年,2015年线路两侧50 m 范围内,耕地、林地和水域面积占比均值分别减少了3.68、0.26、0.09个百分点,草地和建设用地面积占比均值增加了0.16、3.88个百分点；线路两侧50～200 m 范围内,耕地、林地、草地和水域面积占比均值分别减少了3.19、0.38、0.03、0.48 个百分点,建设用地面积占比均值增加了4.08个百分点。虽然后5年开通高速铁路相比前5年要多,但该期限内两个范围内土地利用结构变化差异并不大,意味着该期限内高速铁路通过线路对城市土地利用的影响很小。10年期限看,相比2005年,2015年线路两侧50 m 范围内耕地、林地、草地和水域面积占比均值分别减少了7.86、1.82、0.02、0.20个百分点,建设用地面积占比均值增加了9.91个百分点；线路两侧50～200 m 范围内耕地、林地、草地和水域面积占比均值分别减少了6.70、1.15、0.05、0.23个百分点,建设用地面积占比均值增加了8.14个百分点。

(二)按照城市规模类型

Ⅰ型大城市、县域高速铁路线路两侧土地利用结构变化幅度较大（图4）。相比2005年,2015年I型大城市高铁线路两侧50 m、50～200 m 两个通道范围内,耕地面积占比均值分别减少了13.54、12.35个百分点,建设用地面积占比均值分别增加了15.42、14.12个百分点,其他类型土地变化相对较小；县域两个通道范围内耕地面积占比均值分别减少了12.48、7.96个百分点,建设用地面积占比均值分别增加了17.23、9.89个百分点,其他类型土地变化也不大。相比而言,超大城市、特大城市、Ⅱ型大城市、中等城市和县级市高铁线路两侧两个通道范围内土地利用变化幅度小,尤其特大城市和县级市两个通道范围内土地利用变化更小。

图4 2005—2015年按城市规模分线路两侧50 m、50～200 m 范围内各类型土地利用面积占比变化

从空间范围看,超大城市、特大城市线路50～200 m 通道范围内土地利用变化幅度大于50 m 通道范围内土地利用的变化。相比2005年,2015年超大城市、特大城市线路50～200 m 通道范围内耕地面积占比均值分别减少了10.93、5.84个百分点、建设用地面积占比均值分别增加了12.43、6.91个百分点,而50 m 通道范围内耕地面积占比均值分别减少了8.60、5.28个百分点、建设用地面积占比均值分别增加了8.32、6.51个百分点。I型大城市、II型大城市、中等城市、县级市和县域线路两侧两个通道范围内土地利用变化则呈相反方向变化特征,即50 m 通道范围内土地利用变化幅度大于50～200 m 通道范围内土地利用的变化幅度。

高速铁路在中小型城市多数是穿越城市郊区通过的,高速铁路通过设施建设、工程建设等直接占用土地,并改变线路两侧土地利用结构,所以高速铁路对线路两侧土地利用的影响相对明显；相比而言,现实中部分高速铁路在超大城市、特大城市是在原有铁路线路、地下通道等通过的,所以它们对线路两侧土地利用的影响相对较小。

(三) 按照高速铁路开通时间

稍早开通运营的高速铁路（2005—2010年）,前期线路两侧土地利用变化幅度明显大于后期（表2）。相比2005年,2010年高铁线路两侧50 m、50～200 m 通道范围内,耕地面积占比均值分别减少了8.56、5.55个百分点,林地面积占比均值分别减少了5.11、2.81个百分点,建设用地面积占比均值分别增加了14.51、9.01个百分点,其他类型土地面积占比变化相对较小,即50 m 范围内土地利用变化幅度要大于50～200 m 范围内土地利用变化。相比2010年,2015年高铁线路两侧两个通道范围内耕地面积占比均值分别减少了1.51、1.82个百分点,建设用地面积占比均值仅增加了1.90、2.33个百分点,50 m 范围内土地利用变化幅度要小于50～200 m 范围内土地利用变化,相比上个5年土地利用结构的变化,此期间土地利用变化幅度相对较小。

稍晚开通运营的高速铁路（2010—2015年）,后期线路两侧土地利用变化幅度明显大于前期（表2）。相比2005年,2010年高铁线路两侧两个通道范围内的耕地面积占比均值减少了2.23、2.56个百分点,建设用地面积占比均值增加了2.26、1.80个百分点,其他类型土地变化较小,总体看高速铁路未开通前土地利用变化幅度较小。相比2010年,到2015年高铁线路两侧50 m、50～200 m 通道范围内耕地面积占比均值减少了4.65、3.87个百分点,建设用地面积占比均值增加了4.76、4.92个百分点,其他类型土地变化也较小,总体看高速铁路开通后土地利用变化幅度大。

综上可见,高速铁路在开通运营期间会对线路两侧土地利用有一定的影响,这种影响多数是通过设施建设、工程建设而影响的,但随着时间的推移,后期高速铁路对线路两侧土地利用的影响会变小甚至不再有影响。

表2 高速铁路两侧50 m、50～200 m 范围内各类型土地利用面积占比变化比较

五、城市高铁站点周边建设用地的变化

为进一步考量高速铁路对城市用地变化的影响,选择典型城市建设用地重心的变化来进一步验证高速铁路对城市土地利用的影响。京广高速铁路于2012年12月26日建成运营,南北贯通5个省份,其中河北省境内涉及4个地级市、3个县级市和2个县的9个高铁站。途径河北省内的城市类型多样,地形较为平坦,具有较强的代表性,选择京广高速铁路河北省境内高铁站点作为研究对象。

1.保定市（图5）。相比2010年,2015年保定市辖区建设用地重心整体向南方向移动,保定东站周边10 km 范围内的建设用地重心向东北方向（保定东站方向）移动,站点周边5 km、20 km 范围内建设用地的重心分别向南和西南方向移动。涿州东站周边5 km、10 km 范围内建设用地的重心明显向涿州东站所在方向移动,但周边20 km 范围内建设用地的重心整体向西偏南方向移动。高碑店东站周边5 km 范围内建设用地的重心向西北方向移动,与高碑店东站所在方向并不一致,周边10 km 范围内建设用地的重心移动方向与高碑店东站所在方向基本一致,但周边20 km 范围内建设用地的重心向西南方向偏移。定州东站周边5 km 范围建设用地的重心整体向西移动,周边10 km、20 km 范围内建设用地的重心整体向西北方向移动,与定州东站所在方向并不一致。

2.石家庄市。石家庄站周边5 km 范围内全部为市辖区,该区域开发已相对成熟,周边20 km 范围又覆盖了市辖区全部区域,选择周边10 km 范围与市辖区范围内土地利用变化加以对比分析。相比2010年,2015年石家庄市辖区建设用地的重心整体向西南方向偏移,有向石家庄站方向移动的特点,石家庄站周边10 km 范围建设用地的重心也向西南方向偏移。正定机场站周边5 km、10 km、20 km 范围内建设用地的重心全部有向东北方向移动特点,与正定机场站所在方向基本一致。高邑西站周边20 km范围远超出高邑县域范围,故选择高邑西站周边5 km、10 km 和全县范围内建设用地变化进行对比分析。结果显示,高邑西站周边5 km、10 km 范围内建设用地的重心向东移动,与高邑西站所在方向并不一致(4)篇幅所限,不提供石家庄市、邢台市和邯郸市高铁站点周边建设用地重心移动的图片。。

图5 2010—2015年保定市4个高铁站周边市辖区不同范围内建设用地重心移动示意

3.邢台市和邯郸市。邢台东站周边5 km 范围内并未涵盖市辖区,选取邢台东站周边10 km、20 km与市辖区范围内建设用地变化进行对比分析。相比2010年,2015年邢台东站周边10 km 范围内建设用地的重心整体向东偏南方向移动,周边20 km 范围内建设用地的重心整体向北移动,与邢台东站所在方向不一致。邯郸东站周边5 km 范围内并不涵盖市辖区,选择邯郸东站周边10 km、20 km 与市辖区建设用地变化进行对比分析。结果显示,相比2010年,2015年邯郸东站周边10 km 范围内建设用地的重心整体向东偏南方向移动,但周边20 km 范围内市辖区的建设用地重心则向南偏西方向移动,与邯郸东站所在方向不一致。

由上述对比分析可知,高速铁路对所选取高铁站点周边城市建设用地影响明显,但这种影响具有空间递减性,这种影响又因城市规模而异,高速铁路对大中型城市站点周边附近土地利用影响明显,但对小城市、县站点周边附近建设用地并没有影响。

六、结 论

综上可以得到以下主要结论:

1.高速铁路对高铁站点周边土地利用的影响较明显。相比2000年,2015年已开通高速铁路站点周围1 km 范围内的耕地、林地、草地和水域面积占比均值分别减少了13.96、1.17、0.10、0.51个百分点,建设用地面积占比均值增加了15.73个百分点,高铁站点周边有耕地面积占比减少、建设用地面积占比增加的特征。

2.高速铁路对线路两侧土地利用的影响要小,且随着时间推移会减小,甚至消失。相比2005年,虽然2015年已开通高速铁路线路两侧50 m 范围内耕地面积占比均值减少了7.86个百分点,建设用地面积占比均值增加了9.91个百分点；线路两侧50～200 m 范围内耕地面积占比均值减少了6.70个百分点,建设用地面积占比均值增加了8.14个百分点,但相比高铁站点1 km 范围内土地利用的变化,其变化相对要小。这是因为高速铁路建设和运营之初,高速铁路能通过直接占用等方式影响线路两侧土地利用的变化,但开通一段时间后,其对线路两侧土地利用的影响会减小甚至消失。

3.高速铁路对城市土地利用的影响因城市规模类型不同而不同。高速铁路对站点周围土地利用的影响总体有:大型城市高铁站点周边各类型土地利用变化幅度大于中型城市、中型城市又大于小型城市的特征,这主要是因为大部分中小城市的高铁站点建在了市区之外。高速铁路对线路两侧土地利用的影响总体有“两头小中间大”特征,即超大城市、特大城市、县、县级市高速铁路对线路两侧土地利用的影响相对较小,对大城市、中型城市的影响相对要大。这是因为超大城市、特大城市多数高铁线路是在原有铁路线路基础上进行改扩建的,其对周边土地利用影响相对较小,高速铁路在县、县级市通过区域大部分为非建设区,除高速铁路线路直接占地外,其对线路两侧土地利用影响很小。

4.从空间上看,高速铁路对城市土地利用的影响有空间递减性。空间递减性主要表现在对高铁站点周边土地利用的影响上,随着与高铁站点距离的增加,周边区域耕地、建设用地面积占比变化程度减弱。此外,高铁站点近距离空间范围内建设用地的重心总体有向高铁站点方向移动的特点,远距离范围内建设用地的重心移动方向与高铁站点所在方向并无关系。这说明虽然高速铁路对城市土地利用有影响,但这种影响有一定空间范围。

5.从时间上看,高速铁路对城市土地利用的影响有滞后性。滞后性主要表现为对高铁站点周边土地利用的影响上,并非所有高铁站点对周边土地利用结构的影响在站点建设和运营之初就显现出来,少数站点在运营几年甚至更长时间对周边土地的影响才显现出来。这说明高速铁路对城市土地的影响尤其是间接性影响,需要在高速铁路与城市发展共生过程中才能逐步显示出来,影响不可能一蹴而就,也不可能长时间保持。