58 1997-2007年中国城市用地扩张特征及其影响因素分析

发布于:2021-12-04 21:34:04

第 30 卷 第 5 期 2011 年 05 月

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地 理 科 学 进 展

Vol.30, No.5 May, 2011

1997-2007 年中国城市用地扩张特征 及其影响因素分析
张 利 1,2, 军 1, 雷 李雪梅 1,2, 超 1,2, 高 曾玮瑶 1,2
(1. 中国科学院新疆生态与地理研究所, 乌鲁木齐 830011; 中国科学院研究生院, 2. 北京 100049) 摘 要: 本文选取中国 222 个地级及地级以上城市为样本, 以市辖区建成区面积表征城市用地规模, 利用位序-规模 法则和分形理论分析 1997-2007 年中国城市用地扩张整体趋势, 并通过计算城市用地扩张幅度指数( UEI ), 分析中 国不同用地规模、 不同区域和不同省份之间的城市用地扩张差异。结果表明: ①中国城市用地规模总量不断增 加, 城市之间的用地规模差距在拉大, 整体均衡度在下降; ②城市用地规模越大, 扩张的速度越快, 整体扩张速度 呈现特大城市>大城市>中等城市>小城市的态势; ③从区域层面看, 东部城市的整体扩张速度最快, 西部次之, 中 部最慢, 城市用地扩张有着明显的区域差异性; ④从省域层面看, 城市用地扩张速度较快的主要为直辖市和广东、 江苏、 浙江、 福建等东部沿海省份的城市。最后, 本文从自然条件、 行政区划调整、 经济发展和人口增长等方面探 讨了各影响因素对城市用地扩张的作用机制。 关 键 词: 城市用地扩张; 位序-规模法则; 分形理论; 影响因素; 中国

1 引言
当前中国正在迈入快速城市化的发展阶段, 城 市建成区的急剧扩张成为城市化和社会经济快速 发展的重要特征[1]。截止 2008 年底, 中国城镇人口 已经超过 6 亿, 每年还有大约 1800 万农村人口进入 城镇, 城市化进程中对城市用地的需求将越来越 大, 然而由于土地资源供给的稀缺性, 不可能无限 制的满足中国快速城市化过程中对土地的需求; 在 国家确定 18 亿亩耕地下限阈值不能再减少的情况 下, 城市用地扩张的难度将越来越大, 未来快速城 市化进程将受到城市建设用地短缺的极大限制 [2]。 中国快速城市化进程中的城市用地扩张与土地资 源稀缺的矛盾越来越突出, 对城市用地扩张进程和 城市扩张规律的研究己成为当前学术界研究热点。 学术界对城市用地扩张时空特征和驱动力的 研究较多, 也取得了许多值得借鉴的成果。研究对 象的选择涵盖了从微观到宏观各个层面, 例如对城 市边缘区城市用地扩张及影响因素的定量研究 ,
[3]

的研究, 也有部分研究在全国宏观层面上分析中国 城市用地扩张规律及其动力因素, 例如应用 GIS 手 段提取中国大中城市建设用地信息, 对中国大中城 市的扩张特点及对耕地的占用和驱动力分析 [19-20]; 通过构建指标体系计算不同省份的驱动力指数, 并 探讨不同地区驱动力的差异[21]; 从位序-规模理论出 发, 证明城市用地规模和人口数量之间存在异速增 长关系[22]; 通过相关分析和偏相关分析方法证实人 口和人均 GDP 是中国特大城市共同驱动力 [23]。从 研究对象上看, 对单个城市、 省份用地扩张的研究 较多, 而以全国范围内城市为对象的系统性研究较 少, 缺乏对全国城市土地扩张形势的总体认识和宏 观层面上对城市土地扩张时空特征的深入了解和 规律总结 [1]。本文以地级及以上城市作为研究样 本, 首先, 应用位序-规模法则和分形理论来刻画中 国城市用地规模的整体变化趋势, 然后, 通过计算 城市土地扩张幅度指数分别探讨中国不同用地规 模、 不同区域和不同省份城市用地扩张特征, 并分 析了自然条件、 行政区划调整、 人口和经济等因素 对城市用地规模扩张的作用机制, 以期能为相关国 土规划和区域发展提供一定的参考和借鉴。

对单个城市用地规模扩张规律的研究 市群为研究对象
[13-16]

[4-12]

以及以城

和以省为单元

[17-18]

的中观尺度

收稿日期: 2010-07; 修订日期: 2011-01. 基金项目: 国家自然科学基金项目(41071113)。 作者简介: 张利(1988-), 硕士研究生, 男, 主要研究方向为城市与区域规划。E-mail: toby.zl@163.com

通讯作者: 雷军, E-mail: leijun@ms.xjb.ac.cn
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2 研究方法与数据来源
2.1 研究方法 定量分析城市用地规模扩张的方法很多, 如计 算城市扩张比例指数、 城市扩张幅度指数、 城市扩 张速度指数等, 也有学者通过位序-规模法则和分 形理论来揭示土地利用格局的变化规律
[24-25]

为城市用地规模;D 指城市规模分布的分维值, 用 于表征城市规模分布特征。对式(2)两边取对数, 将 其转化为
ln N(r) = A - D ln r A 式中: 为常数。 D 在本模型中, 值的大小可以反映城镇体系等

(4)

, 这些

级规模结构,D 值越大表明城市规模分布越均衡, 城市规模分布越集中; 相反,D 值越小表明中国城 市等级规模结构越松散, 不同规模城市差距越大。
A 代表结构容量,A 值越大表明城市体系越复杂,

方法为本文理论模型的构建提供了有力的借鉴。 在前人研究的基础上, 本文利用位序-规模法则和 分形理论, 利用 1997、 2002 和 2007 年 3 个年份的数 据计算模型中相应参数, 并通过参数变化来分析中 国城市用地扩张的整体规律; 同时通过计算城市用 地扩张幅度指数来进行不同用地规模、 不同区域、 不同省份之间城市扩张的具体比较。 2.1.1 位序-规模法则 位序-规模法则最早由奥尔巴赫提出, 后来由 Lotka 和 Singer 等对该理论进行进一步的发展。一 般认为位序-规模法则在发达国家和城市历史悠久 的国家比较典型, 中国作为一个具有悠久城市发展 历史的国家, 位序-规模法则能够较好的刻画城市 人口的规模分布 。也有学者通过实证研究表明
[26]

城市总体规模越大; 相反,A 值越小表明城市体系 越简单, 总体规模越小。 2.1.3 城市用地扩张幅度指数 城市土地扩张幅度指数能够直观反映在研究 时段内城市用地 UEIi 扩张的幅度与速度[29], 其公式 如下:
UEIi = (Ui,t - Ui,0)/Ui,0 × 100%

(5)

UEI 式中: i 指城市研究基期到末期的城市土地扩

张幅度指数;Ui,0 和 Ui,t 分别代表研究基期和研究 末期 i 城市建成区面积 (km2) 。 2.2 数据来源 本文数据主要来源于 《中国城市统计年鉴》 (1998、 2003、 2008 年), 所选样本为按 1997 年行政区 划方案的 222 个地级和地级以上城市(1997 年中国 除香港、 澳门、 台湾省外总共有 223 个地级和地级 以上城市, 由于云南省东川市于 1998 年合并到昆 明市, 因此本文选取除东川市以外的 222 个城市作 为研究样本), 为便于不同时段的比较, 2002 年和 2007 年的研究样本仍然为这 222 个城市。本文中 城市用地规模用市辖区的建成区面积表示。

以城市建成区面积表征的中国城市规模也同样符 合位序-规模法则[27]。用城市用地面积刻画的位序规模法则公式如下:
S r = S1r
q

(1)

S 式中: r 为按城市用地面积从大到小排序后第 r 位 S r 城市的规模; 1 为首位城市用地面积理论值; 为 q 城市用地规模位序号; 为参数。对式(1)两边取对

数, 将其转化为
ln S r = ln S1 + q ln r

(2)

2.1.2 分形理论 虽然位序-规模法则能够较好的描述城市规模 的分布规律, 但是对城市等级规模分布模型的参数 进行解释存在困难, 在城市结构、 城市体系等诸多 领域的研究中往往将位序-规模法则和分形理论相 结合, 从而可以深入揭示中国城市用地规模分布特 点 [28]。分形的核心就是自相似性,描述分形的特征 量是分形维数, 简称分维。在确定分维的多种方法 中 Hausdorff 分维类比是最基本和最常用的[28], 其模 型如下:
N(r)∞r -D

3 城市用地扩张特征分析
3.1 城市用地扩张整体趋势 利用收集的 222 个地级及以上城市的建成区 面积数据按照公式(2)和公式(4)进行回归, 从回归
表 1 中国城市用地位序-规模分析表 Tab.1 Rank-size analysis results of urban built-up areas in China
q  

n S 年份  l 1 

(3)

r 式中:N(r) 为大于某城市用地规模的城市数目;



判定系数  结构容量  分维值  判定系数  2 2 A  D  R  R  1 9  6 7  - 73 0 2  97 . 2 0 1   . 3 9 . 9 9 4  .2 4 1 1  0 1   .9 3 .3 9 2 0  7 1  - 76 0 3  02 . 5 0 5   . 9 4 . 9 9 9  .1 5 1 7  0 2   .4 2 .6 9 2 0  7 1  - 81 0 5  07 . 9 0 0   . 1 9 . 9 9 1  .4 7 1 1  0 4   .4 2 .2 9

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张 利 等: 1997-2007 年中国城市用地扩张特征及其影响因素分析 表 2 不同规模城市用地扩张情况统计表

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结果(表 1)可以看出, 回归效果较理想(判定系数均
q 在 0.9 以上), 的绝对值从 1997 年的 0.713 增加到 D 2007 年的 0.801, 值相应的从 1.319 减少到 1.214,

Tab.2 Statistics of urban land expansion at different scales
城 市规模  建成区 面积 / 2 k   m 城市 数  / 座 

说明中国城市之间的用地规模差距在拉大, 整体均 衡度在下降。而首位城市理论值 S1 和结构容量 A 值均在增加, 说明中国城市用地规模总量不断增 加, 城市体系趋于复杂。 3.2 不同规模城市用地扩张特征比较 在参考其他研究的基础上[27], 本文将城市用地 规模分类如下: 建成区面积小于 50 km2 的为小城 市, 50~100 km2 为 中 等 城 市 , 100~200 km2 为 大 城 市, 大于 200 km2 的为特大城市(以 2007 年各城市建 成区面积为准)。 利用公式(5)计算中国 222 个地级及以上城市 1997-2007 年土地扩张幅度指数, 结果(表 2)表明: 整体扩张幅度指数( UEI )呈现特 “大城市>大城市> 中等城市>小城市” 的态势; 高于全国*均增长速度 的城市个数比例也表现出 “特大城市>大城市>中等 城市>小城市” 的规律; 规模越大的城市用地扩张速 度越快, 城市规模体系趋于不*衡。 3.3 城市用地扩张的区域比较 将全国分为东、 西 3 个板块, 中、 东部包括北 京、 天津、 上海、 河北、 辽宁、 山东、 江苏、 浙江、 福建、 广东、 海南等 11 个省份, 中部包括湖北、 湖南、 江西、 河南、 安徽、 山西、 黑龙江、 吉林等 8 个省份, 西部包 括广西、 陕西、 内蒙古、 云南、 四川、 重庆、 贵州、 青 海、 甘肃、 宁夏、 新疆、 西藏等 12 个省份。 东部城市整体扩张幅度最大, 地级及以上城市 建成区总面积由 1997 年的 6685 km2 增加到 2007 年 的 14677 km2, 整体扩张幅度指数达到 119.5%, 座 96 城市中有 50 座城市用地扩张速度高于全国*均扩 张速度, 占东部所有城市的 52.1%; 其次是西部, 整 体扩张幅度指数为 74.2%, 的城市扩张速度高于 1/3 全国*均增速; 整体扩张幅度最小的是中部城市, 10 年间城市用地整体扩张幅度指数仅为 62.1%, 高 于全国*均增速的城市比例也最小(表 3)。由此可 见, 中国城市用地扩张有着明显的区域差异性。 3.4 城市用地扩张的省区比较 1997-2007 年 10 年间地级及以上城市用地扩张 较快的主要为直辖市和东部沿海省份, 包括北京、 上海、 重庆、 广东、 浙江、 江苏、 海南、 福建、 山东等, 城市用地整体扩张幅度指数均超过 100%(图 1)。 在这些省份的城市中, 城市用地规模扩张幅度较大


UI E 
/ % 

S5  <0 6  6 3. 9  2 小城市   8  8 6. 4  4 中等城市   5≤S 10 0 < 0  4  0 7. 9  5 大城市   1 0 < 0  0≤S 20 2  8 13   4. 1 特大城市   S 0  ≥20 注:表中 U I E 指该 规模所有城市 建成区面积 总和 19-02 9720 年城市 扩张幅度 指数。 

高于 *均增速  城市数   百分 比/ /  座 %  1  3 1. 9  7 3  2 3. 6  4 1  9 4. 7  5 1  9 6. 7  9

表 3 不同区域城市用地扩张情况统计表
高于 *均增速  UI E  / %  城市数/ 百 分比 /  % 座  19   1. 5 5  0 5. 2  1 6. 2  1 1  7 2. 1  8 7. 4  2 1  6 3. 3  3 9. 2  8 8  3 3. 7  4 低 于*均增速   城市 数  百分 比/ / 座  %  4  6 4. 7  8 6  1 7. 8  2 3  2 6. 6  7 19 3  6. 2  6

Tab.3 Statistics of urban land expansion of different regions
区域  城市数 / 座 



9  6 东 部  7  8 中 部  4  8 西 部  22 2  全 国  注:表中 U I E 指区域 内所有城市建 成区面积总和 19-02 97 0 年的城 2 市扩张幅度 指数。 

表 4 城市用地扩张幅度较快的城市一览表
省份  扩张幅度超过 10 5 %的城市  广州( 6、深圳(1) 2 ) 1 56、佛山(2) 36、江门(0) 34、惠州( 9、 3 ) 3 广东  肇庆( 3、中山(3) 1 ) 8 21、东莞(1) 54、河源(3) 33  浙江  杭州( 9、宁波(4) 2 ) 2 25、绍兴(4) 26、金华(8) 17  江苏  南京( 6、徐州(5) 2 ) 2 18、苏州(9) 16、淮安(8) 19、宿迁( 5  2 ) 8 福建  厦门( 3、泉州(7) 1 ) 7 32、漳州(9) 22  山东  济南( 4、威海(5) 1 ) 7 13、莱芜(0) 20、临沂(4) 20  海南  海口( 8  1 ) 6 注:括弧内数字表示城市 19 -07 9720 年用地扩张幅度指数( 。  %)

Tab.4 Schedule of the cities with high speed expansion



的有: 重庆、 南京、 宿迁、 杭州、 宁波、 泉州、 漳州、 广 州、 深圳、 佛山、 江门、 惠州、 东莞、 河源等, 城市用地 扩张幅度指数均超过 150%(表 4)。城市用地扩张 较慢的包括青海、 甘肃、 山西、 内蒙古、 黑龙江和辽 宁等省份, 土地扩张幅度指数均小于 50%。由此可 见, 中国城市用地扩张幅度的省区差异明显。

4 城市用地规模扩张影响因素分析
城市用地的扩张会受到多种因素的影响, 每一 种因素都对城市用地扩张产生一定的影响, 但它们 的影响不是独立发生的, 而是受到其他各因素制约 的, 这些影响因素共同作用形成的合力造成了城市 用地的扩张(图 2)。 4.1 自然条件 随着社会经济和技术的发展, 人类克服自然条 件约束的能力越来越强, 但是人类活动受自然条件 的限制仍然不能忽视, 在越大的尺度上自然条件对 人类活动的约束作用越强。自然诸因素中, 地形条

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图 1 城市用地扩张分省区统计图 Fig.1 Statistics of urban land expansion of different provinces
注: 圆形左上角数字代表该省地级及以上城市数目, 右上角数字代表土地扩张幅度指数高于全国*均值的城市数, 下半部分数字代表全省所 有地级及以上城市建成区面积总和 1997-2002 年的城市扩张幅度指数(%)。

件是影响城市用地扩张最重要的因素之一, 它影响 着城市用地扩张方向与强度。城市在形成和发展 过程中将受到作为下垫面的地表形态的影响与制 约, 因此城市所处的地貌部位和地貌类型对城市形 态和空间结构等都产生深远的影响 。中国陆地
[30]

地貌可分为三大阶梯, 三大阶梯城市用地扩张强度 存在差异(表 5)。①第一级阶梯为青藏高原区, * 均海拔在 4000 m 以上, 高原上分布着一系列东西 走向, *均海拔在 6000 m 左右的山脉, 青藏高原区 地势突兀, 自然条件恶劣, 城市数量少, 城市用地扩 张速度最慢。②第二级阶梯为西北内陆高原盆地, 地貌基本形态以高原为主, 高原为众多山脉围割, 形成独立的高原与盆地。主要山脉包括阿尔泰山、 天山、 祁连山、 秦岭等, 这一阶梯主要是由内蒙古高 原、 鄂尔多斯高原、 黄土高原、 阿拉善高原和柴达木

地级以 9 年建成 7 地貌阶梯  上城市 区总面积 /m    2 k 数/ 座  1   6  0 第一阶梯  4  4 27  55 第二阶梯  17 7  1 99 01  第三阶梯 

表 5 中国三大阶梯城市用地扩张统计表 Tab.5 Comparison of land expansion among China’ s three topographic steps
0 年建  7 成区总  面积/ 2 k   m 6  5 4 8  47 256 18  建成区面  积增长  量/ m     2 k 5   1 1  92 16 7 06 

UI E
8  . 3 7. 4  3 9. 7  7 / % 

注:地级及以上城市数为 19 年确立为地级城市的数量,表中 U I 97 E 指区 域内所有城市建成区面积总和 19-02 972 0 年的城市扩张幅度指数。 



盆地、 塔里木盆地、 准噶尔盆地等组成的内陆干燥 区 [31]。整体来看, 山地所占比例大, 城市扩张成本 较高, 速度较慢。城市扩张受地形限制比较典型的 如兰州, 由于地处黄河上游的陇中高原区, 其独特 的 “两山夹一谷沿河带状的地形特征” 对城市用地 的向外扩张起了很大的限制作用。1997 年其建成 区面积为 163 km2, 到了 2007 年其建成区面积为

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张 利 等: 1997-2007 年中国城市用地扩张特征及其影响因素分析

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巨型工程           

            

                                                   


自 然 本 底 条 件

居住用地              工业用地        市    基础设施用地   

经 济 系 统

经济发展    

居民生活水*提高   

产业结构调整       

土 地 城市绿地       系 统 其他用地       




 

人口增长           

人口系统                

行政区划调整     

图 2 自然、 人口和经济等因素对城市用地扩张影响机制

Fig.2 The affecting mechanism of physical conditions, population growth and economic factors on urban land expansion

176 km2, 年间仅扩大 13 km2, 10 城市用地扩张幅度

指数为 8%, 不足全国整体用地扩张幅度指数的 主要因素。但是部分城市处于较大的盆地当中, 城

10%, 地形条件的约束是兰州城市难以对外扩张的 市扩张速度快, 比较典型的如处于四川盆地的重庆 市和成都市, 年间城市扩张幅度指数分别为 10 251%、 183%, *坦的地形为其城市用地的快速扩张 提供了有力的前提条件。第二阶梯有地级及以上 城市 44 座, 年间城市用地扩张幅度为 74.3%。③ 10 第三极阶梯为东部*原和丘陵区, 以*原和丘陵为 主体, 地势起伏和缓, 是中国城市最稠密的一个阶 梯。该阶梯又可以分为 4 个小区: 松辽*原(主要城 市有哈尔滨、 长春、 沈阳、 大连等)、 黄淮海*原(主要 城市有北京、 天津、 石家庄、 济南、 青岛、 唐山等)、 长



城市   纳入市辖 区管辖的县级 行政单元  北京   顺 义县 (98  * 县(99  兴 县 ( 0)怀 柔 县 ( 0) 19 )昌 1 9)大 2 1  0 2 1  0 *谷县(01  2 0) 上海   松江县(98  浦县(99 奉贤县 ( 0)南汇县(01  1 9) 青 19 )   2 1  0 20 ) 佛山   南海市(02  德市(02 三水市 ( 0)高明市(02  2 0) 顺 20 )   2 2  0 20 ) 广州   番禺市(00  都市(00  2 0) 花 20 ) 汕头   朝阳市(03  海市(03  2 0) 澄 20 ) 天津   武清县(00  坻县(01  2 0) 宝 20 ) 杭州   萧山市(01  杭市(01  2 0) 余 20 ) 武汉   新洲县(98  陂县(98  1 9) 黄 19 ) 成都   新都县(01  江县(02  2 0) 温 20 ) 南京   江浦县(02  合县(02  2 0) 六 20 ) 注: 表中括弧内数 字表示行政 区划调整的 时间( 。  年)

表 6 部分行政区划调整幅度较大的城市情况表 Tab.6 Schedule of the cities with frequent administrative division adjustments

使北京市辖区面积和建成区面积大幅度增加。上 海、 佛山等城市由于行政区划调整造成建成区面积 扩张的幅度也很明显(表 6)。行政区划调整较为频 繁的城市主要为大城市特别是直辖市和省会城市, 这与这些城市所拥有的特殊权利和经济优势密切 相关。 4.3 人口增长 城市人口规模增长是城市用地扩张最直接的 影响因素。城市人口的增长导致其对住房、 交通、 城市绿地及相关服务设施的需求相应增加。当前 中国正处于城市化快速发展阶段, 越来越多的农村 人口涌向城市, 城市则需要不断的扩展其城市区域 来容纳和满足新增人口对生存空间的需求 [32]。城 市人口增长率同样呈现 “特大城市>大城市>中等城

江中下游*原(主要城市有上海、 武汉、 南京、 杭州、 苏州、 无锡、 常州、 南昌等)、 珠江及其支流冲击*原 (主要城市有广州、 深圳、 东莞、 珠海等)。由于绝大 部分城市分布于*原地区, 第三阶梯城市扩张速度 是 3 个阶梯中最快的。 4.2 行政区划调整 由于行政区划调整而造成城市建成区面积在 统计上突变式的增长是部分城市用地规模扩张的 重要因素。通过县改区, 将原有周边县(市)纳入市 辖区范围, 如北京在* 10 年里先后将顺义县、 昌* 县、 大兴县、 怀柔县、 *谷县等并入其市辖区范围,

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市>小城市” 的基本态势, 利用 1997-2007 年的人口 增长量和城市建成区面积进行相关性分析, Pear其 son 相关系数为 0.670(两变量不相关概率为 0)。显 然人口的增长也是城市用地扩张的重要影响因素。 4.4 经济增长 城市用地扩张是城市经济发展需求与体现[18], 经济发展的速度很大程度上影响城市用地扩张的 速度。城市经济发展对城市用地扩张驱动作用体 现在以下几个方面: (1) 产业结构调整。城市经济的发展伴随着产 业结构的调整升级(如 “退二进三” 政策)。市中心地 价由于城市经济的发展而升高, 一些附加值相对较 低的产业部门为降低成本不得不从市中心搬迁到 地租相对便宜的郊区, 相应的工厂职工和一系列配 套服务设施也会向郊区转移, 从而使得城市用地逐 渐向郊区蔓延。 (2) 居民生活水*提高。随着城市经济发展, 居民收入水*的提高, 社会意识形态在改变, 人们 对更舒适的城市生产、 生活水*和居住环境提出了 更高的要求 [32], 从而导致更多的居住、 生态和康体 娱乐设施用地的需求。职工*均工资能够很大程 度上反映居民生活水*。因此, 本文应用 222 个城 市 2007 年的职工*均工资和城市建成区面积进行 相关分析, 两者相关系数为 0.61(两变量不相关的概 率为 0), 相关性较强, 可见居民生活水*与城市建 成区面积的扩张有着密切的关系。 (3) 巨型工程建设。巨型工程是指在一定的地 域范围内, 投资规模巨大, 由政府、 私人开发商等推 动、 投资和建设, 对整个区域经济、 社会和环境等能 够产生重大深远影响, 具有决定性意义的大型工程 项目。包括机场、 快速道路、 轨道交通等基础设施、 各类开发区、 大学城、 科技园以及大型居住项目、 旧 城改造等 [33]。巨型工程对城市用地的影响可以概 括为直接影响和间接影响。巨型工程建设自身需 要占用大量用地, 直接导致城市用地的对外扩张。 间接影响包括以下 3 个方面: ①航空港、 信息港、 高 速铁路, 轨道交通等巨型工程建设, 造成区域可达 性的改变, 对城市扩张起着引导的作用。②巨型工 程建设可以吸引直接关联产业在管理、 市场等方面 存在相似性的经济活动的聚集, 推动新产业空间的 形成, 从而为城市产业结构调整和转变提供重要机 遇[33]。③根据凯恩斯主义宏观经济学的观点, 巨型 工程建设会对基础设施投资、 商业贸易等需求产生

显著影响, 通过乘数效应影响城市经济和就业情 况, 而城市经济的增长和就业人数的增加会通过一 系列连锁反应带动了基础设施建设、 房地产业、 商 业、 餐饮、 娱乐等服务业快速发展, 从而进一步增加 城市用地的需求量。 以上海世博会为例, 上海世博会园区规划用地 范围 5.28 km2, 其中浦东部分为 3.93 km2, 浦西部分 为 1.35 km2。浦东、 虹桥两大机场的扩建、 地铁和高 速铁路网的急剧拓展以及数个国际邮轮码头的快 速兴建都需要占用大量的城市用地。目前投入运 营的轨道交通线已有 12 条, 总计长度达 420 km。 大部分城市外围与市中心区域已实现便捷通达, 这 也爆发式地带动了城市周边地区房地产业和商业 服务业的发展, 进一步促进城市用地的对外扩张。 上海世博会的总投资额为 286 亿元, 其中, 建设投 入约 180 亿元, 包括世博会永久场馆、 基础设施、 世 博村以及交通、 电力等方面的改造; 运营投入约 106 亿元。会展前期大量政府资金的投入, 会展期间大 量游客的门票、 餐饮、 住宿、 购物、 娱乐消费以及会 展后期由于投资环境改善吸引的大量投资, 进一步 刺激上海市产业结构调整升级并带动经济的发展, 对城市用地的需求量也会进一步增加。 国内生产总值(GDP)是反映国民经济发展综合 水*的综合指标 [20], 本文利用 222 个地级及以上城 市 1997-2007 年的 GDP 增长量(换算成 1997 年不变 价)和同一时期各城市建成区的增长面积进行相关 性分析。结果表明, GDP 增长量和城市建成区面积 增长量之间存在较强线性关系, Pearson 相关系数 达到 0.847(两变量不相关的概率为 0)。其回归方程 可以表示为:
ΔS = 4.193 × 10-5 × ΔG + 22.33 (R2 = 0.718)

(6)

ΔS ΔG 式中: 为城市建成区面积增长量; 为市辖区

地区生产总值增长量。 城市经济增长量和人口增长量与城市建成区 面积增长量之间 Pearson 相关系数均较高, 但通过 偏相关分析发现, 在控制经济变量的情况下人口增 长量和建成区面积增长量之间的相关系数仅为 0.272, 相关性并不显著, 而在控制人口变量的情况 下, 经济增长量和建成区面积增长量之间的相关系 数为 0.724(两变量不相关的概率为 0)。可见, 经济 增长才是引起城市用地扩张的根本原因, 而人口增 长则是经济增长结果并对城市用地产生直接需求。

5期

张 利 等: 1997-2007 年中国城市用地扩张特征及其影响因素分析

613

5 结论
选取中国 222 个地级及以上城市为样本, 利用 位序-规模法则和分形理论分析* 10 年中国城市用 地规模扩张整体趋势, 并通过计算城市用地扩张幅 度指数具体分析中国城市用地扩张的特征, 最后从 自然条件、 行政区划调整、 经济发展和人口增长等 方面探讨了各影响因素对城市用地扩张的作用机 制, 最终得到以下 4 点认识: (1) 应用位序-规模法则和分形理论的数学模 型对 222 个样本数据的回归效果较理想(判定系数 均在 0.9 以上), 1997-2007 年 q 的绝对值在增加, 分 维值 D 则在减少, 就所选取的 222 个样本城市而 言, 中国城市之间的规模差距在拉大, 整体均衡度 在下降; 而首位城市理论值 S1 和结构容量值 A 均 在增加, 说明中国城市用地规模总量不断增加。 (2) 1997-2007 年, 中国城市整体扩张幅度呈现 特大城市>大城市>中等城市>小城市的态势; 高于 全国*均增长速度的城市个数比例也呈现特大城 市>大城市>中等城市>小城市的规律; 规模越大的 城市其用地扩张速度越快, 城市规模体系趋于不* 衡。 (3) 通过城市用地扩张幅度的区域和省际比较 可以发现: 1997-2007 年中国城市扩张幅度东部最 大, 西部次之, 中部城市用地扩张幅度最小; 从省域 层面看, 城市扩张幅度最大的主要为直辖市和东部 沿海省份的城市。 (4) 自然条件的约束、 行政区划调整、 经济和人 口的发展与建成区面积的扩张有着密切的关系, 而 且各影响因素之间相互作用、 相互制约, 城市用地 扩张是各影响因素综合作用的结果 (图 2) 。 对中国城市用地扩张合理调控机制的研究和 影响因素的进一步定量分析, 通过系统动力学等方 法模拟未来中国城市用地扩张趋*潜疚慕 步研究的方向。 致谢: 本文写作过程中, 张晓*副教授多次提出宝 贵意见, 在此深表谢意! 参考文献
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The Features and Influencing Factors of Urban Expansion in China during 1997-2007
ZHANG Li1,2, LEI Jun1, LI Xuemei1,2, GAO Chao1,2, ZENG Weiyao1,2
(1. Xinjiang Institute of Ecology and Geography, CAS, Urumqi 830011, China; 2. Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: China is stepping into the developmental stage of fast urbanization. The important characteristic of urbanization and rapid development of economy is the sharp expansion of urban build-up area. The demand of urban land is getting larger and larger, however, it is impossible to meet the great demand unlimitedly due to the scarcity of land resources. The difficulty of urban land expansion is getting bigger and bigger, so the process of rapid urbanization is restricted by the shortage of land. The conflict between them becomes more and more serious; as a result, the research on the process of rapid urbanization and the regularity of urban expansion is popular in the academic world at present. This paper selects 222 municipal cities as samples, examines the general trend of urban land expansion from 1997 to 2007 based on rank-size law and fractal theory, and analyzes its diversity at different land scales and in different regions and provinces by calculating UEI (Urban Expansion Index). The results are shown as follows. (1) The total amount of urban lands is keeping increasing in China, and in the case of 222 cities, the scale difference among cities is getting larger, and the general balance is keeping decreasing. (2) The larger the city scale is, the faster the expansion will be. (3) The expansion speed of eastern cities is greater than that of western cities. (4) The eastern coastal cities are developing faster, such as the municipalities directly under the Central Government, and those in Guangdong, Jiangsu, Zhejiang and Fujian. Finally, discussions are made on the mechanism of influencing factors from the viewpoint of physical conditions, administrative division adjustment, economic development and population growth. Key words: urban land expansion; rank-size law; fractal theory; Influencing Factors; China 本文引用格式:
张利, 雷军, 李雪梅, 等. 1997-2007 年中国城市用地扩张特征及其影响因素分析. 地理科学进展, 2011, 30(5): 607-614.


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