第1o卷第1s期 中国科技论文 CHINA SCIENCEPAPER Vo1.1O No.15 2015年8月 Aug.2015 江苏省城市建设用地扩展时空变化及驱动力研究 赵玉岩,栾维新,片 峰,马 瑜 (大连海事大学交通运输管理学院,辽宁大连116026) 摘 要:针对区域不均衡发展问题,选取江苏省13个地级市建成区为研究对象,借助GIS空间分析对1990--2010年建设用地 遥感解译数据进行处理,结合现有扩展指标,构建综合扩展程度指数模型,定量分析了研究区城市扩展的时空分异特征,并利用 多元线性回归方法分析了扩展差异的主要驱动因素。结果表明:1990--2010年,江苏省经历了快速扩展一缓慢扩展一再快速扩 展的过程,各地差异明显;空间上体现了“苏南一苏北”扩展综合程度强弱梯度变化,扩展重心有从沿江向沿海和苏北转移的趋 势;区域扩展差异与经济发展水平、建设用地密集程度和交通区位正向关系显著,其中,经济发展水平是根本因素,建设用地密 集程度是直接原因,交通区位条件对扩展格局的形成产生重要作用。 关键词:城市建设用地;扩展时空变化;区域不均衡发展;GIS空间分析;综合扩展程度指数模型;城市扩展时空特征;地理信息系 统;多元线性回归方法;驱动力;江苏省 中图分类号:K901 文献标志码:A 文章编号:2095—2783(2015)15—1850—06 Time-space transition of urban construction land expansion and driving forces in Jiangsu Province Zhao Yuyan,Luan Weixin,Pian Feng,Ma Yu (Transportation and Management College,Dalian Maritime University,Dalian,Liaoning 116026,China) Abstract:For the purpose of regional unbalanced development study,this paper chose 13 developed areas of prefectur}level cities and utilized GIS space analysis on construction land’S remote sensing data ranging from 1990 to 2010.Combined with existing ex— pansion indexes,the current study proposed integrated expansion degree index model and made quantitative time-space expansion differentiation analysis.Then multiple linear regression method was used to analyze driving factors of differentiation.Results show that from 1990 to 2010,Jiangsu Province has experienced mode of rapid expansion-slow expansion-rapid expansion with ob— vious city differentiation.Integrated expansion degree shows strong—weak trend from South Jiangsu to North Jiangsu.Expansion focus has moved from river gathered to North Jiangsu and coasta1 area.Expansion differentiation has significant positive correla tion with city’S economic level,intensive degree,traffic location.Among them,economic level iS the fundamental factor and in— tensive degree is the direct cause.Traffic location generates an important impact on formation of extension pattern. Key words:urban construction land;time-space expanding transition;regional unbalanced development;GIS spatial analysis;in— tegrated expansion degree index model;space-time characteristics of urban expansion;GIS;multiple linear regression method; driving force;Jiangsu Province 城市化问题是近年来中国社会发展的热点问 题。2010年前后,中国的人口城市化率突破 47 j。随着城市化的不断深入,各种资源要素向 城市大规模集聚,城市的建设和发展需要大量的土 地,城市化发展出现了诸多问题,其中,区域发展不 平衡问题日益严重心]。我国城市化过程中,东部城 市发展水平最高,而中西部城市较低,呈明显的“阶 梯式”特征。江苏省是我国沿海经济发展大省,城市 发展不均衡问题尤为突出。江苏南部地区(苏南)受 以上海为核心的发达城市群落的辐射,经济发展迅 猛,城市扩展程度剧烈,而距离城市群核心区域较远 的江苏中部、北部及沿海城市经济发展较慢,扩展程 度较低。这种城市化扩展的不均衡现象阻碍了全省 城市化的健康和谐发展。加强对江苏省建设用地扩 展的时空特征研究尤为重要。 目前,对于城市扩展的研究主要分为以下几方 面:第一,对城市扩展与经济社会发展、土地覆被变 化、资源环境等要素之间的关系研究最为突出Ⅲ3 ; 第二,城市扩展中的土地利用效率及压力研究也是 近期研究的热点[6-7];第三,部分学者通过景观格局 学的研究方法,对城市斑块扩展模式进行了深人微 观的研究_8 ;第四,具有地理学背景的学者通过RS、 GIS等空间解译及分析等方法对城市扩展进行了空 间特征及差异研究[10 12]。根据已有研究,在扩展特 征的研究中,时间序列达到2O年以上的较少,很难 反映区域建设用地扩展长期变化的规律。特别在江 收稿日期:2015—03—23 基金项目:国家自然科学基金资助项目(41371131) 作者简介:赵玉岩(1983一),男,博士研究生,主要研究方向为经济管理 通信联系人:栾维新,教授,主要研究方向为海洋开发与管理,Weixinl@vip.163.corn 1852 中国科技论文 第1O卷 增建设用地面积占研究区域建设用地总扩展面积的 百分比,计算公式为 c 一 ㈦ 列。根据全省遥感解译土地数据的计算结果,不同 时段的扩展数据统计结果见表1。研究期间全省新 增建设用地面积、扩展动态度和扩展强度的变化特 征如图2所示。 表1 1990--2010年间江苏省建设用地扩展状况 式中:C 为扩展贡献率指数;ETCLA .指t~(£+ ) 时段内研究区域建设用地扩展的总,面积其值可以 反映各单元内新增的建设用地对研究区域整体扩展 的贡献程度,可看作建设用地的绝对变化率。 4)综合扩展程度指数。 由于扩展强度指数反映的是建设用地相对变化 率,并未考虑建设用地初期面积的影响,而扩展动态 度指数和扩展贡献率指数均忽视了各研究单元总面 积的差异。为了全面反映建设用地扩展的时空差 异,这里引进综合扩展程度指数。综合扩展程度指 数是在上述3个建设用地扩展指数的基础上,利用 修正的内梅罗公式对各指数进行综合平均,它考虑 了建设用地扩展的相对变化率和绝对变化率,以及 。一 鞋恒舞匠 黼磬螓 扩展初期的影响,计算公式为 I,一 雕恒鲴旺魁艄磐辐 (4) 式中:厶为综合扩展程度指数。 5)建设用地密度。 建设用地密度是一项反映建设用地比例的指 标,计算公式为 D =S/H×1009/6。 (5) 式中:D 为建设用地密度;S为单元建设用地面积, H为土地总面积。 珊㈣瑚伽姗瑚 。 瑚㈣姗伽瑚瑚 。 图2研究期间新增建设用地面积、扩展 动态率和扩展强度的变化特征 2结果与分析 2.1建设用地扩展的时序特征 1990--2010年,江苏省新增建设用地2 113.541 km。,增长了106.7 。2010年,城市建设用地面积 占全省总面积的4.1 ,与1990年相比翻了一番,近 5年年均扩展速率达到4.3 ,扩展速度居全国前 从图2(a)、(b)中可以明显看出:研究期间,建设 用地新增面积、扩展动态度和扩展强度的变化规律 基本吻合。因此,将江苏省建设用地扩展过程按时 间序列分成3个阶段:快速发展阶段(1990--1995 年)、缓慢发展阶段(1995--2000年)、再快速发展阶 段(2000--2010年)。江苏省各地级市主要指标计算 结果见表2。 表2 1990--2010年各地级市建设用地扩展特征 1854 中国科技论文 第1O卷 1)指标选取与回归计算。 在影响城市扩展的驱动力研究中,谈明洪等_1。] 研究了1984--2000年间我国城市扩展的主要影响 因子,发现GDP是影响城市扩展的根本驱动力,人 口是影响城市扩展的直接因子。舒帮荣等l1 选择全 国1999~2011年137个地级以上城市样本,分析不 同职能城市建设用地扩展特征及其驱动力差异,发 现城市非农人口和经济的增长对区域综合性城市建 设用地扩展影响力度较大。为进一步验证江苏省城 市扩展差异的驱动力因素,本文选取了GDP变化、 人均建设用地变化和客运总量变化3个指标,分别 衡量经济发展、建设用地密集程度和交通区位水平。 首先,为了避免变量之间的共线性对分析结果 的影响,对3个自变量进行了多重共线性检验。3个 变量的方差膨胀因子VIF分别为3.386、1.193和 3.077,均在0~1O之间,不存在多重共线性。另外, 通过对3个变量进行标准化处理,并设置相关参数 后,计算得到R 一0.985,表明模型的拟合度很好,F 统计量的值为201.66,Sig.值均小于0.05,显著性较 强,存在明显的线性关系。 通过SPSS的多元线性分析结果,得到的多元线 性回归方程如下: Y一0.005+0.519ac1+0.49lx2+0.212z3。(6) 式中:y为建设用地综合扩展指数;z 为GDP增量, 亿元;,272为人均建设用地,km /万人;z。为客运总 量,万人。 2)结果分析。 城市综合扩展指数与城市的GDP增量、人均建 设用地变化和客运总量变化均存在明显的正相关关 系。经济发展对城市扩展差异影响最大,也是最根 本因素。城市的扩展实际上是城市产业规模和空间 的扩大,经济发展带动了城市的扩展变化。对于苏 南和苏北的明显扩展差异,根本原因还是经济发展 的巨大差距。1995年,苏北、苏南的人均GDP分别 为5 21O元和13 297元,两者之比近1:2.5;2000 年,苏北、苏南的人均GDP分别为7 261元和21 509 元,两者之比扩大到了近1:3;之后到2010年,苏南 地区始终以近3倍于苏北人均GDP的强势发展。 另外,建设用地密集程度对于城市扩展差异影响仅 次于经济发展水平,它反应了城市土地需求及集约 利用程度,并对城市扩展产生直接影响。苏南地区 由于外向型发展战略的影响,劳动力、资本等各生产 要素的充分集聚,人地矛盾远高于苏北地区,故用地 需求、建设用地密集程度也远高于苏北。而交通区 位作为城市发展的基础条件之一,对城市扩展差异 的影响也比较明显。苏南位于长三角城市群的核心 地带,又紧邻中国最发达大都市上海,高速公路、铁 路网交织,深处上海1 h辐射圈内,资源要素流动便 捷。而苏北地区则由于距经济发达区域较远,本身 城市发展较弱,其吸引和受辐射作用弱,交通网络也 远不及苏南地区发达,故苏南、苏北地区扩展差异 明显。 3结论 通过GIS的信息提取、处理和分析功能,计算分 析建设用地扩展综合指数,并利用相关数据统计及 背景资料,分析江苏省1990--2010年建设用地扩展 的时空特征及扩展差异的驱动力因素,得出以下 结论。 1)1990--2010年间,江苏省建设用地总体上经 历了快速扩展一缓慢扩展一再快速扩展的过程,而 且扩展速率和强度有继续提升的趋势。不同发展阶 段,各地级市扩展速率、强度、贡献率差异明显,苏 州、南京、无锡、镇江等苏南城市位于前列。 2)江苏省建设用地总体上体现了“苏南一苏北” 扩展综合程度由强到弱的梯度变化趋势,扩展发展 不均衡,但扩展重心有从沿江集聚向沿海和苏北地 区转移的趋势,2000--2010年间,全省扩展布局更加 分散、均衡。 3)影响城市扩展差异的因素很多,笔者主要从 社会、经济、城市建设、区位等方面分析了江苏省区 域扩展差异的驱动力因素。通过多元线性回归定量 分析,认为江苏省城市间的扩展差异与城市的经济 发展水平、城市用地密集程度、交通区位存在明显的 正相关性,其中,经济发展的差异是全省城市扩展差 异的最主要因素,城市用地密集程度是区域扩展差 异的直接原因,区位交通因素对城市扩展的格局产 生重要影响。 [参考文献](References) [1] 中华人民共和国国家统计局.中国统计年鉴2011[-M]. 北京:中国统计出版社,2011:96—97. 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