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我国城市化进程中城市人口与城市用地相互关系研究_赵岑

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我国城市化进程中城市人口与城市用地相互关系研究

冯长春

(北京大学城市与环境学院,北京,

100871)【摘要】近年来,我国快速城市化进程中城市建设用地的急剧扩张成为学术界关注的焦点问题之一。以城市人口规模为切入点,结合我国城市用地的实际情况,构建异速生长模型,探讨我国城市人口增长与城市用地扩张的相互关系及其发展变化趋势。结果表明,

从1996年到2007年,我国城市用地发展整体上处于较合理的水平,但是土地城市化的相对速度在加快,人地关系正异速生长的趋势在不断加强。其中小城市和工业城市用地平均水平最高,

特大城市、综合性城市和东部地区城市建设用地扩张速度最快,

超出了合理阈值,在未来的城市规划和建设中应有针对性的予以调控。【关键词】城市建设用地;城市非农业人口;异速生长【中图分类号】F290

【文献标识码】

A 基金项目:国家“十一五”科技支撑项目(2006BAJ05A04)。

引言

我国是一个人多地少,土地资源十分紧缺的国家,特别是伴随城市化进程的加快,耕地数量锐减,人地关系的矛盾日益尖锐,协调城市人口规模与城市用地扩张的关系,成为我国城市发展中所面临的重要问题。

近年来,随着国际上对城市蔓延等现象的重视,学者们越来越多地关注于城市土地扩展的空间模式

[1,2]

、动力机制[3,4]以及城市增长管理[5,6]

相关

领域,精明增长

[7]

、城市发展边界[8]

等城市扩张控

制理念正不断指引着城市规划管理的实践。我国学者在这一领域也取得了丰硕的研究成果,其中以对城市土地扩张趋势、特征的分析和影响因素的判断两个方面最为集中。例如,

薛东前利用土地集中指数分析了无锡市用地扩展的时空特征

[9]

,陈本清

借助遥感技术分析了厦门市城市扩展的特征,认为经济发展、外商投资和自然环境是驱动城市扩张的主动力

[10]

,鲍丽萍采用灰色关联度分析方法得出非

农业人口的增长是影响城市建设用地扩展的主导因素,而经济总量增加的影响不明显

[11]

,章波利用

因子分析的方法,指出人口增长和非农化、经济总量的增加是推动长三角地区城市化的主要驱动力,并且人口非农化的作用在逐渐加强,经济总量增长

的作用明显减弱[12]

,等等。同时,城市用地扩张的

研究也显现出几点不足,

首先,以全国为对象在宏观层面上的土地扩张研究相对较少;其次,在影响因子和驱动机制分析之后,对城市土地扩张合理性评价的研究也比较缺乏

[13]

。因此,本文将着眼于以

上两方面,以驱动城市土地扩张的最重要因素———城市人口规模为切入点,借助异速生长规律,深入探讨全国层面上,不同规模等级、不同区域、不同职能城市的城市人口增长与用地扩张间的相互关系。

1研究方法

改革开放以来,随着城镇化进程进入全面加速

阶段,我国城镇人口和城镇建设用地也呈现快速增长的趋势。据统计,我国城镇人口由1978年的1.73亿人增加到2008年的2.57亿人,城镇化水平由17.92%提高到45.68%,年均增长0.9个百分点,城镇化发展速度高于世界平均水平2.15%。城镇建成区面积从1981年的7438km 2

扩张为2008年的36295.3km

2①

。对1990—2008年间全国城镇人

口与建成区面积进行回归分析,得到一元线性回归方程y =0.695x -7228(x 为城镇人口数,

y 为建成区面积),判定系数R 2

=0.968,两者呈现出显著的

正相关关系。1.1

分析模型

根据分形城市的研究,城市人口与城市土地是不同维度上的变量

[14]

,相关分析并不能准确反映二

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者之间的关系。鉴于此,本文采用异速生长模型对城市人口与城市用地间的关系进行深入探讨。异速生长关系体现了系统中的某一局部和系统整体或系统中的另一局部之间以恒定的相对增长率生长变化的特征,在城市系统分析中多有应用[15-18]。若将城市看作一个系统,城市中的人口和土地可视为城市系统中的两个局部,两者间异速生长规律可以表示为:

1 y dy(t)

dt

=b

1

x

dx(t)

dt

其中,y(t)与x(t)分别为城市用地面积和城市人口发展的时间序列,对等式两边进行积分,得到异速生长关系一般模型:y(t)=ax(t)b,b为异速生长系数,又称标度因子,表示两者的相对增长率,a为比例系数。

此时的异速生长模型是两个变量随时间变化的动态关系评价模型,借助遍历性公理,可以将其转换为空间评价模型y(k)=ax(k)b,其中y(k)与x(k)代表不同城市的城市用地面积与相应城市人口的序列[19]。

1.2标度因子临界值的确定及其含义

城市人口与城市用地相互关系研究的关键是对二者相对增长率的探讨,即考察标度因子b的值。在异速生长模型中,每组变量都有其相应的标度因子临界值,取决于模型中两变量维数的商。当实际拟合b值等于临界值时,两变量同速生长;b值大于临界值时为正异速生长,因变量的相对增长快于自变量;b值小于临界值时为负异速生长,因变量的相对增长慢于自变量。

根据分形研究[20,21],城市用地维数的平均值为1.7左右[22],人口的维数为2[23],在理论上得到b 的临界值为0.85。据此,当b=0.85,城市人口与城市用地同速生长,标志着城市用地的扩张正好等于人口增长所产生的用地需求;b<0.85时为负异速生长,即城市用地扩张的速度慢于城市人口增加速度。相反,b>0.85时为正异速生长,城市用地扩张快于城市人口增加。

城市人口与用地相互关系的发展特征与区域城镇化进程密不可分,相同的标度因子特征值可能体现出城镇体系发育的不同状态。标度因子较低时,有可能是城市体系处于低端发展期,大城市建设缓慢,城镇体系内,随着城市规模的提升,土地城市化慢于人口城市化;也有可能是城市体系发展进入了高端辐射期,中小城市建设进入加速阶段,而大城市受到自身土地资源的约束,城市用地外延扩展减缓,不可一概而论,应结合城镇体系内城市化水平等因素具体问题具体分析。从我国的城市化水平与城市建设特征来看,目前应该仍处于发展加速期。

2数据选择

1996年,我国城镇化率达到30%,标志着我国进入了城市化加速阶段。本文选择1996年为研究起始点,考察1996年至2007年12年间我国城市人口增长与城市土地扩张的关系。研究所用数据来源于《中国城市建设统计年鉴》,鉴于数据的连续性和对应性,选取城市建设用地指标项来反映城市用地发展程度,选择城市市区非农业人口数指标项来反映城市用地上所承载的人口数量。2005年起,城市建设统计年鉴取消了市区非农业人口数指标,2005—2007三年改用城区人口数表征人口数量。

在样本选择上,以2000年为例,全国共有建制市665个,其中非农业人口20万人以下的小城市415个,占我国城市总数的62.4%,所包含的非农业人口只占全国城镇非农业人口总量的20%。为避免数据过多的在低端聚集,影响统计分析结果的准确性,选取地级以及地级以上城市作为本次研究的样本。另外,在统计分析过程中,将数据不连贯或有明显错误,以及拟合标准残差绝对值大于3的异常样本点剔除,提高拟合模型的可比性和准确性。

3我国城市人口与城市用地相互关系分析

3.1整体增长趋势

1996年,我国共有城区人口1.9亿人,城市建设用地总面积18958km2;2007年,全国城区人口3.3亿人,比1996年上涨78%;城市建设用地总面积36352km2,比1996年增长91%。

对1996—2007年间城市非农业人口总量与城市建设用地总量时间序列进行异速生长分析,全国尺度上,标度因子b=1.06(R2=0.82),呈现显著的正异速生长特征,城市用地扩张迅速,土地城市化之于人口城市化的相对增长率不仅高于0.85的临界值,并且超过1,这意味着全国平均城区人口密度出现逐年下降的趋势,现状城市建设用地存在很大

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的集约利用空间。下文将深入探讨我国城市体系内部人口与土地发展的特征,挖掘我国城市用地扩张的关键问题。

3.2地级以上城市人口与用地增长整体特征

根据前文讨论结果,选取我国地级以及地级以上城市作为样本,进行城市市区非农业人口(2005年后选取城区人口)与城市建设用地幂函数拟合,所得结果如下(表1):

表11996—2007全国地级以上城市人口与城市用地异速生长特征值

199619971998199920002001200220032004200520062007 R20.8390.8470.8540.8640.8720.8640.8610.8530.8510.8630.8860.876标度因子b0.8250.8190.8270.8320.8390.8460.8490.8560.8580.8650.8810.915比例系数a 1.884 1.946 1.920 1.904 1.886 1.922 1.961 2.000 2.039 1.837 1.688 1.571

从结果中可以看出,各年份函数的拟合优度均在0.8以上,拟合所得标度因子b与比例系数a的取值区间在各自的水平上都呈现出相对比较稳定的态势,没有出现跳跃性变化和异常值,证明我国城市人口与城市用地确实符合异速生长规律,两者之间存在明显的异速生长关系。

统计期内标度因子b持续增长,从0.82上升为0.92,以2003年为分界线,我国城市体系内城市人口与城市用地的关系从负异速生长转变为正异速生长。2003年以前,虽然全国城市用地总量增长显著快于城市人口总量的增长,但是从年度截面数据横向比较来看,城市体系内部不同等级城市之间,城区面积的增幅相对小于城市人口数量的增幅,随着大城市建设用地拓展的速度越来越快,2003年起,城市用地增长速度超过城市人口增长,我国城市体系内部城市人口与建设用地进入正异速生长阶段。

3.3地级以上城市人口与用地增长等级特征

为进一步剖析城市体系内部土地扩张的差异性,按照市区人口规模对我国城市样本进行分类,探讨不同规模等级的城市间人口与土地的相互关系和发展演变特征。根据本文的城市样本结构,结合传统分类标准和我国城市发展特点,选取市区非农业人口50万和100万作为临界标准,将我国城市分为三个等级。分析结果如下:

纵观统计期,与全国发展趋势相一致,各规模等级城市的异速生长特征标度因子呈基本上升趋势,城市用地的扩张相对于城市人口增长逐渐加速。其中,中小城市b值始终小于0.85,为负异速生长,特大城市b值始终大于0.85,为正异速生长,大城市在统计期内实现了从负异速生长向正异速生长的转变。值得注意的是,2004年大城市和特大城市等级的标度因子都超过了1,并且居高不下,在城市化进程中,大城市用地空间不断扩张,工业区、开发区大量建设,城市建设用地快速蔓延,出现了城市人口密度随着城市规模的扩大而下降的情形。表2我国各等级城市人口与用地异速生长特征值

1996200020042007中小城市

b值0.7820.7930.8120.840

人均建设用地114116134120大城市

b值0.7900.896 1.206 1.119

人均建设用地99101110112特大城市

b值0.8950.933 1.086 1.032

人均建设用地8089105105注:此处人均建设用地为城市建设用地与市区非农业人口的比值。

从横向比较上看,随着城市规模等级的提高,异速生长特征系数逐级升高,同时,人均建设用地逐级降低,这使得我国城市人口与用地发展的相互关系呈现出两端高、中间低的等级特征:中小城市人均建设用地水平较高,但随着城市人口的增加,建设用地增长的速度慢于人口增长的速度,人均建设用地随着城市规模的扩大不断降低,城市土地利用向集约化发展。但是,在特大城市等级中,城市建设用地扩张率开始显著地超过城市人口增长率,2004年,市区非农业人口300万以上的城市人均建设用地达到122m2(除上海和北京),2007年更是高达147m2,显著高于特大城市人均建设用地平均值。2000年起,大城市等级内人口与用地也转变为正异速生长关系,城市土地扩张全面加速。

3.4地级以上城市人口与用地增长职能特征

职能不同的城市土地利用的特征也不尽相同,本文以许峰对全国县级以上城市的城市综合性职能分类成果为基础[25],提取地级以上城市,同时考虑不同职能类型城市土地利用水平的特征以及城市样本结构,将全国地级以上城市划分为综合性城市、专业化工业城市、矿业城市、金融保险房地产职

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能明显的城市、旅游城市、其他商业及交通运输城市六个类型。根据职能分类,测算不同职能类型城市人口与用地的异速生长关系,所得结果如表3所示:

表3不同职能城市人口与用地特征

城市职能样本数量②

1996200020042007

人均用地b值人均用地b值人均用地b值人均用地b值

综合③3780.30.6989.60.71113.10.84105.70.86工业38107.90.93115.50.96116.70.85113.00.88矿业36100.50.64105.10.61108.60.61106.50.66金融8999.80.78105.10.86108.30.86108.60.87旅游33104.90.91108.30.87117.70.88116.20.96交通47113.50.78113.20.78120.50.77114.70.79

从分析结果中可以看出,不同主导职能的城市在人口与土地的关系上呈现出各不相同的特征:综合性城市人口众多、城市用地面积广,但是人均建设用地为各类中最低,土地利用效率高。随着我国经济的繁荣,综合性城市作为区域乃至全国的经济增长极,城市建设飞速扩张,2007年平均城市人口273万,比1996年增长了50%,而平均城市建设用地280km2,比1996年增长了100%。同时,人口与土地异速生长系数从0.69增长至0.86,高等级城市土地扩张明显加快。

工业城市人均建设用地水平最高,且正异速生长特征明显,随着城市规模的扩大,土地扩张幅度大于人口增长,但这种增长趋势有所减弱。这些现象表明,工业化在我国还处于强势发展地位,并且工业增长方式逐渐发生转变,大型工业城市土地利用集约度加强,中小型工业城市产业结构调整与用地结构的优化亟待提高。矿业城市人均建设用地水平相对较低,城市人口与土地呈稳定的负异速生长关系。

金融保险房地产职能突出的城市人均建设用地水平相对较低,城市人口与土地接近同速增长,这与产业自身的用地集约程度较高有很大关系。金融类城市占据了地级城市总量的32%,促进金融城市土地集约化利用对我国城市整体土地利用水平具有重大影响;旅游城市土地利用以风景区及旅游服务设施用地为主,主要服务于外来旅游人群。本文计算的人均建设用地和异速生长特征值,由于没有统计流动人口,所得结果比实际水平偏高一些;其他商业和交通运输城市的人均用地水平也很高,2004年超过了工业城市用地水平,位列各职能类型之首,异速生长系数保持在0.78左右的水平。职能类型内部不同规模城市间的人地关系结构比较稳定,小城市用地粗放,大中城市相对集约。

3.5地级以上城市人口与用地增长区域特征

根据自然地理格局和经济发展水平等因素的综合考量,我国全境可划分为东、中、西三大区域④,城市化发展水平和城市建设水平存在区域差异。2004年,我国共有城市人口34147万人,城市建设用地30781km2,其中东部地区城市人口17561万人,城市建设用地16443km2,占全国城市人口和城市用地的50%以上,是我国城市建设的密集区。中西部地区城市发展相对较弱,中部地区拥有城市人口9837万人,城市建设用地8420km2,西部地区城市人口6750万人,城市建设用地5917km2。

除总量上存在比较明显的区域差异之外,各区域内城市体系的发育也具有各不相同的特征。在了解了全国整体特征的情况下,进一步考察统计期内我国城市人口数量与城市用地面积增长的区域特征,所得结果如表4所示:

表4各区域城市人口与用地异速生长特征值

b值199619982000200220042007

东部0.8510.8580.8620.9120.9570.945

中部0.8220.8330.8350.8160.7870.824

西部0.8000.7900.8100.8110.8360.869

分析结果显示,东部地区的异速生长系数从0.85上升到0.95,历年均为三区域中最高,城市人口与城市用地一直保持正异速生长关系,土地规模拓展的速度快于城市人口增长。东部地区经济发展水平高,区内全国性和区域级的大城市、特大城市数量多,城市用地规模扩张迅速,大城市的集聚作用不断加强。

中西部地区异速生长系数较低,并始终在临界值以下,呈现负异速生长的特征。考虑中西部地区的经济发展水平,认为其处于城市化发展的早期阶

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段,城市体系中城市用地的扩张幅度弱于人口向建成区聚集的速度,大城市建设相对缓慢。进入新世纪后,随着国家西部大开发战略的施行,在区域性基础设施以及城市社会公共基础设施建设的带动下,西部地区城市化进程得到长足的发展,城市建设日渐繁荣,区域城市人口与用地异速生长特征值持续升高,大城市作为区域社会经济活动的中心,城市用地扩张加速。然而,在同一时期,中部地区成为东部经济繁荣和西部政策繁荣的洼地,城市建设速度减缓,人口与土地异速生长系数始终维持在较低的水平。

4结论

经过前文的分析可以看出,1996—2007年间,我国城市人口与城市用地异速生长特征系数从0.82上升至0.92,土地城市化的相对速度逐渐超过人口城市化,并不断加快。不同属性的城市人地关系发展特征各异:

(1)从等级结构上看,中小城市人均建设用地水平最高,但城市用地相对增长速度较慢;大城市、特大城市等级人均建设用地相对较少,但增长速度很快,等级内部呈现显著的正异速生长特征,甚至出现了两者相对增长率大于1的情况,这表示随着人口规模的提升,城市建设用地扩张的幅度远超出城市非农业人口的增长,致使城市建成区人口密度下降。

从区域结构上看,东部地区城市化水平高,城市人口与土地正异速生长关系不断加强,大城市土地扩张迅速,快于城市人口增长产生的需求。中西部地区整体城市发展水平与东部发达地区具有比较大的差距,土地城市化进程落后于人口城市化,城市建设相对缓慢。

据此,在未来的城市规划和建设中,一方面要注意控制特大、超大等级城市建设用地的蔓延,尤其是东部地区的特大城市、超大城市,应该采取内涵式发展为主,外延式拓展为辅的策略,严格控制城市建设用地扩张,优先挖掘城市内部潜力。而对于西部地区,可适当推进大城市的建设,提升区域增长极的集聚能力和规模效益。另一方面应该严格控制中小城市的人均用地标准,着力提升城市土地集约节约利用程度,减少土地浪费,使城市土地增长与人口增长相协调,引导我国城市体系健康有序发展。

(2)从职能结构上看,工业城市、商业及交通运输城市人均建设用地水平最高,并且逐年上升,土地利用集约度不足,未来应重点挖掘存量建设用地的潜力,优化城市内部土地利用结构,尤其对于中小城市,应努力促进城市经济发展和人口集聚,降低城市人均用地。综合性城市人均建设用地水平最低,土地利用集约度高,但是城市用地扩张速度逐年加快,未来应适当控制土地扩张,着眼于提高土地经济效率。金融城市和矿业城市人均用地水平较低,且增长速度比较合理,城市发展正逐渐走向集约化,应予以引导和支持。旅游城市比较特殊,土地利用受旅游资源的影响,对于其人均用地不用加以过多的限制,但应注意引导城市进行旅游资源的合理开发,杜绝盲目建设。△

【注释】

①数据来源:《中国统计年鉴2009》。

②剔除了部分异常数据。

③综合城市数据计算时不包括北京和上海。

④东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、山东、上海、浙江、江苏、福

建、广东、海南11个省级行政区;中部地区包括山西、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南8个省级行政区;西部地区包括四川、重庆、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、广西、内蒙古12个省级行政区。

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作者简介:赵岑(1985-),女,汉族,北京人,北京大学城市与区域规划系硕士研究生。研究方向为土地利用

规划与房地产开发管理。

收稿日期:2010-07-05

Research on the Interrelation between Urban Land Use

and Population in Urbanization Process of China

ZHAO Cen,FENG Changchun

【Abstract】In recent years,the dramatic increase of urban construction land during the rapid urbanization process of China has become one of the hottest academic focuses.This paper deals with the relationship between urban population growth and urban land expansion based on allometric growth model.The results indicate that,from1996to2004,the average scale of urban land use in China is still at a reasonable level,but the relative urbanization speed of land use is getting faster,the tendency of positive allometric growth become stronger.Moreover,there are widely discrepant features of urban land use between different urban scales,urban functions and different regions.Small cities and industrial cites have the highest average scale of industry land,megacities、comprehensive cities and eastern cities of China have the fastest urban expansion speed and already beyond the proper threshold values,which need different policies to control.

【Keywords】Urban Land for Construction;Non-agricultural Population;Allometric Growth