京津冀交界地区建设用地扩张时空特征与驱动因素研究.pdf
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1、第 卷第期 年月地 理 与 地 理 信 息 科 学 收稿日期:;修回日期:基金项目:国家自然科学基金面上项目()作者简介:金丹(),女,硕士研究生,主要从事城市与区域规划研究。通信作者 :京津冀交界地区建设用地扩张时空特征与驱动因素研究金丹,戴 林 琳(北京大学城市与环境学院,北京 ;中国城市规划设计研究院,北京 )摘要:为加深对京津冀交界地区建设用地发展规律的认识,推动区域协同发展,该文基于 年、年和 年建设用地数据,综合运用建设用地扩张指数、核密度分析法和圈层分析法,探究京津冀交界地区 个县域单元建设用地扩张的时空特征及代表性扩张格局的驱动因素。结果表明:年京津冀交界地区建设用地规模不断扩
2、张,扩张速度和扩张强度有所提升,各省域内变化差异显著;建设用地空间格局呈现出圈层扩张和贴边扩张两种类型,其中贴边扩张是交界地区建设用地扩张的代表性格局,新增建设用地呈现出“整体分散、局部集聚”的特征,在环绕北京市城六区、天津市主城区以及京津冀交界地区(如通州区、三河市、大厂回族自治县、武清区等)存在高值集聚区;京津冀交界地区贴边式扩张用地主要发生在低海拔、低坡度、人口分布相对疏散、经济发展水平相对较低的地区,并呈现出明显的河流指向、道路指向和贴近省界扩张的特点。关键词:省际交界地区;建设用地扩张;驱动因素;京津冀中图分类号:文献标识码:文章编号:()引言建设用地是城市社会经济发展的重要物质载体
3、,随着城镇化进程的全面推进和社会经济不断发展,城市建设用地的扩张仍然是未来城市用地发展的主要趋势,建设用地扩张研究已成为当前土地利用覆被变化领域中的重要组成部分,探究建设用地的时空演变特征和驱动机制,有助于为城市土地利用结构调整和城市发展规划制定提供科学依据,对于城市建设和可持续发展具有重要意义。建设用地扩张及驱动机制研究一直是国内外学者关注的重点问题,早在 世纪初期,国外学者已开展了以城镇建设用地空间模式为内容的城镇用地扩张动态研究。等将城市用地扩张模式归纳为同心圆、扇形、多核心式、轴线式等,并提出同心圆模式是城市扩张最理想的模式;等利用遥感数据和空间统计方法分析加纳两个城市的内部结构时空变
4、化特征;等以布达佩斯为例,研究了后社会主义城市的城市扩张问题,并揭示了城市扩张强度和土地利用变化特征。国内相关研究涉及时空演变特征,、驱动因素分析、建设用地扩张模拟,等,多采用贝叶斯统计、扩张速度指数和扩张强度指数、景观格局指数、优势度指数 等分析方法。已有研究表明,城市扩张最活跃地区主要发生在核心城区边缘,如南京市、成都市、扬州市城市建成区均表现出沿着原有建设用地向外围扩张的特征 ,同时城市扩张已出现分散化趋势,如上海建设用地逐渐由“单核扩张”向“多核扩张”“点轴扩张”方式转变。在驱动因素分析方面,多采用空间计量分析法、主成分分析法、回归分析法 等方法,侧重分析全国宏观尺度、城市群组团中观尺
5、度 或单一城市微观尺度 建设用地的驱动机制,研究主要聚焦某一行政主体或地域单元,对于跨行政主体或跨地域交界地区关注不足,尤其是缺乏县域尺度交界地区建设用地扩张研究。省际交界地区是一种特殊的地理空间类型,在发展过程中具有边缘属性,并与区域整体分割。以人均 为例,省域边界地区与省域中心地区的发展差距已远超我国东、西部地区的发展差距。从全国层面看,大部分长期欠发达地区处于省际交界地区,多为贫困地区、革命老区、民族地区、资源型地区等,这些地区往往是区域协调发展中的突出短板,是需要解决区域发展不平衡问题的重点地区。省际交界地区的各区县尽管地理邻近,甚至具有文化同源性,但在省际政策差异的影响下,往往具有不
6、同的城市发展路径。对省际交界地区开展建设用地扩展研究,有助于精准认知该区域的城市空间发展规律以及路径差异,从而统筹跨行政区的国土空间格局优化,推动区域协同发展。京津冀城市群是我国三大城市群之一,也是新型城镇化空间格局的重要组成。年吴良镛先生率先提出“大北京”概念,认为“大北京”应以京津为主轴,涉及京津唐和京津保两个地区,以实现优势互补,共同发展;年京津冀三地达成“廊坊共识”,决定首先选择易于突破的领域开展合作;年 国民经济和社会发展“十二五”规划纲要()中正式将首都经济圈纳入国家发展规划,提出“推进京津冀区域经济一体化发展,打造首都经济圈,推进河北沿海地区发展”;年发布首部京津冀蓝皮书 京津冀
7、区域一体化发展报告();年习近平总书记在北京主持召开座谈会,明确了实现京津冀协同发展是重大国家战略,京津冀一体化发展进入快速发展阶段,;年是京津冀协同发展六周年,是全面建成小康社会目标实现之年,也是脱贫攻坚的收官之年。京津冀协同发展战略是引领新时代高质量发展的重要国家战略,在区域协同方面已开展了深入的顶层设计与政策实践,但从实施成效看,京津地区资本、人才和技术等优势资源表现出“虹吸效应”,拉大了地区间的发展差距,经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐,地处京津冀交界地区的环京津贫困带依然存在,且面临经济增长缓慢,发展基础薄弱,人均占有资源少等诸多困境。因此,本研究对京津冀交界地区建设用地扩张过程进行
8、解析,以期加深对交界地区建设用地发展规律的认识,也为打破省际交界地区行政边界的阻隔及分级分类精准施策提供科学依据。研究区概况与研究方法 研究区概况考虑到不同县域之间自然地理环境和社会经济发展状况的差异,且为获取更精细化的数据,将研究单元设定为省级行政边界两侧相交的县域单元,研究区域涉及北京市、天津市以及河北省唐山市、保定市、张家口市、承德市、沧州市和廊坊市中 个县域单元,总面积为 万。年研究区常住人口总量为 万人,其中城镇人口为 万人,城镇化率达到 ,人均 为 元。在京津冀交界地区中,河北省交界地区的城镇化率、人均 等指标明显低于北京市交界地区和天津市交界地区,地区发展差距较大。本文以京津冀交
9、界地区为研究区域,具有一定的代表性和典型性,主要体现在:行政主体类型多样,交界地区内包括北京城市副中心、直辖市市辖区、县级市等区县单元;区县发展差异显著,各区县所处自然地理环境和社会经济发展水平存在显著的阶段差异;实践探索经验丰富,如目前京津冀交界地区中通州区与北三县正在推动一体化高质量发展,为开展跨界地区研究提供了现实案例。数据来源本研究以 年、年和 年为时间节点,可在一定程度上反映国家宏观经济发展背景下京津冀协同发展政策拟定和转变过程,也可为处于不同发展阶段的其他城市群的可持续发展提供参考。研究数据包括:年、年和 年建设用地数 据,由 自 然 资 源 部 空 间 分 辨 率 数据提取的不透
10、水面表征;京津冀交界地区各县域单元行政边界数据、数据、交通路网、河流水系数据等,来源于北京大学城市与环境学院地理数据共享服务平台(:);中国人口和 空间分布公里网格数据集,来源于资源环境科学数据注册与出版系统。研究方法 建设用地扩张指数建设用地扩张速度指数(式()为单位时间内建设用地面积变化幅度,可以反映一定时期内建设用地扩张的快慢程度;建设用地扩张强度指数(式()为单位时间内建设用地面积扩张面积占研究区总面积的百分比,可以反映一定时期内建设用地的开发程度。犛犻(犃犻,狋狀犃犻,狋)狀 犃犻,狋 ()犘犻(犃犻,狋狀犃犻,狋)狀 犃犻 ()式中:犃犻,犻狀和犃犻,狋分别为研究单元犻在第狋狀年和
11、第狋年的建设用地面积,犃犻为研究单元犻的土地总面积,狀为研究时间跨度,本文狀 。核密度分析法核密度分析法可以有效测算新增建设用地的空间分布密度,核密度越高,说明研究区域新增建设用地分布越密集。圈层分析法本文在比较交界地区与非交界地区建设用地扩张空间异同特征时,采用圈层分析法,主要思路为:将县政府所在地确定为县域单元的中心,并以此为圆心绘制间隔 的等距缓冲区,直至将行政边界全部覆盖,由此得到若干圆环,由于行政边界的不规则性,外围圆环可能非完页第第期 金丹,戴林琳:京津冀交界地区建设用地扩张时空特征与驱动因素研究整圆环;将等距缓冲区与土地利用数据叠加,计算每个圈层内建设用地与可建设用地(水体、苔原
12、等除外)总面积比值,即可得到不同缓冲区内的建设用地密度。京津冀交界地区建设用地扩张时空特征 建设用地扩张时间特征 建设用地扩张规模从建设用地扩张面积变化看(图),年、年、年京津冀交界地区建设用地面积分别为 、,年建设用地规模增量为 ,年均增长率为 ,年建设用地规模增量为 ,年均增长率为 ,比 年提高了 ,年建设用地总规模扩大 ,年均增长率为 。不同区位建设用地扩张面积虽有差异,但整体呈稳步增长趋势。从建设用地总量看,年天津市交界地区的建设用地面积略高于北京市,二者均低于河北省,但 年和 年北京超过天津。从建设用地增长量看,年和 年增长最多的是河北省交界地区,分别占京津冀交界地区建设用地增长量的
13、 和 ,其 次 为 北 京,占 比 分 别 为 和 ,天津占比分别为 和 。从建设用地年均增长率看,年北京市交界地区建设用地年均增长率比 年提高了 ,河北省提高了 ,而天津市则降低了 。年北京市交界地区建设用地扩张年均增长率比天津市高 ,年该差距则扩大至 。图 京津冀交界地区建设用地面积扩张及其年均增长率犉 犻 犵 犈 狓 狆 犪 狀 狊 犻 狅 狀狅 犳 犮 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀 犾 犪 狀 犱犪 狉 犲 犪 犪 狀 犱 犻 狋 狊 犪 狏 犲 狉 犪 犵 犲 犪 狀 狀 狌 犪 犾 犵 狉 狅 狑 狋 犺狉 犪 狋 犲 狊 犻 狀犫 狅 狉 犱 犲 狉 犪 狉 犲 犪
14、 狊 狅 犳犅 犲 犻 犼 犻 狀 犵 犜 犻 犪 狀 犼 犻 狀 犎 犲 犫 犲 犻 建设用地扩张速度从整体看(表),年京津冀交界地区建设用地扩张速度指数高于 年。分省域看,研究期间北京市交界地区建设用地扩张速度最快,天津市和河北省次之。相比 年,年北京市交界地区与河北省交界地区建设用地扩张速度加快,而天津市交界地区建设用地扩张速度趋缓,缘于天津城市主导职能与基础设施建设仍然集中于中心城区。表 建设用地扩张速度和扩张强度指数犜 犪 犫 犾 犲 犈 狓 狆 犪 狀 狊 犻 狅 狀 狊 狆 犲 犲 犱 犻 狀 犱 犲 狓犪 狀 犱犲 狓 狆 犪 狀 狊 犻 狅 狀犻 狀 狋 犲 狀 狊 犻 狋
15、狔 犻 狀 犱 犲 狓狅 犳 犮 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀 犾 犪 狀 犱区域 年 年扩张速度 扩张强度 扩张速度 扩张强度 北京 天津 河北 总计 建设用地扩张强度 年交界地区整体和分省域建设用地扩张强度指数均高于 年(表)。其中,北京市交界地区建设用地扩张强度指数最大,天津市次之,河北省最小。北京市与天津市交界地区靠近市域中心城区,受社会经济辐射带动作用较大,城镇化水平较高,相应建设用地面积扩张迅速;河北省交界地区远离中心城区,所受辐射带动作用较小,加之地形地貌等自然环境因素限制,建设用地扩张强度较低。建设用地扩张空间特征 建设用地扩张空间总体格局根据研究区建设用地空间格
16、局演变(图)可知,年交界地区建设用地主要分布在东部和南部平原地区,且集中在各县域的中心城区。年新增建设用地主要靠近北京市、天津市主城区,在零星的乡村聚落中也有少量分布;年北京市近郊区的交界县域(图)、天津市靠近中心城区的交界县域(图)建设用地进一步向外围呈圈层扩张,各县域的乡村聚落用地斑块增加较多。由图可知,年交界地区新增建设用地核密度呈现页第地 理 与 地 理 信 息 科 学第 卷图 年和 年建设用地空间格局演变犉 犻 犵 犈 狏 狅 犾 狌 狋 犻 狅 狀狅 犳 狊 狆 犪 狋 犻 犪 犾 狆 犪 狋 狋 犲 狉 狀狅 犳 犮 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀 犾 犪 狀 犱 犻
17、 狀 犪 狀 犱 图 年和 年建设用地扩张核密度分布犉 犻 犵 犓 犲 狉 狀 犲 犾 犱 犲 狀 狊 犻 狋 狔犱 犻 狊 狋 狉 犻 犫 狌 狋 犻 狅 狀狅 犳 犮 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀 犾 犪 狀 犱 犲 狓 狆 犪 狀 狊 犻 狅 狀 犻 狀 犪 狀 犱 出“整体分散、局部集聚”的空间分布特征,在环绕北京市城六区、天津市主城区有高值集聚区。该特征在 年得到进一步强化,局部地区核密度值进一步提高,其中北京市、天津市与河北省交界地区建设用地扩张集聚度逐渐增强,形成区域连片格局。综上,交界地区建设用地扩张空间格局主要呈现两种特征:沿行政边界的贴边扩张,如北京市通州区、
18、河北省廊坊市大厂回族自治县、香河县和三河市(图),这些区域在 年建设用地扩张规模较大。其中,三河市建设用地除围绕市域中心向外圈层扩张外,还沿着与通州区交界的行政边界贴边扩张。在原有建设用地基础上的圈层扩张,如天津市西青区、静海区(图)。其中,西青区靠近核心城区,其新增建设用地在既有建设用地外围向西南方向扩张,静海区的新增建设用地则围绕县域中心向外多方向扩张。页第第期 金丹,戴林琳:京津冀交界地区建设用地扩张时空特征与驱动因素研究 与非交界地区建设用地扩张空间异同为进一步明确交界地区建设用地扩张的代表性格局,本文以非省际交界地区作为对比区域,探讨二者建设用地扩张特征的空间异同。在非交界地区中,以
19、保定市莲池区、徐水区为代表,分别为保定市的核心城区及毗邻核心城区的市辖区;在交界地区中,以天津市西青区、静海区为代表,分别为毗邻核心城区及远离核心城区的市辖区,以廊坊市三河市、大厂回族自治县、广阳区、天津市武清区为代表,用于分析交界地区建设用地贴边扩张的空间特征,空间相对关系如图所示。)圈层式扩张是交界地区和非交界地区建设用地扩张的共性特征。非交界地区建设用地密度整体呈现出随着距中心城区距离增加、建设用地密度降低趋势(图),其中,保定市莲池区在距离中心城区 处建设用地密度又出现一个小高峰,缘于莲池区的行政边界在此缓冲区内迅速收窄,环形缓冲区的面积减少,而建设用地扩张规模相对较大所致。交界地区建
20、设用地密度同样呈现出随距中心城区距离增加、建设用地密度减少的特征(图),其中,天津市西青区建设用地密度在 范围内呈波动下降,这与西青区所处区位有关,西青区北侧行政边界紧邻天津市核心城区,所受辐射带动作用强于西图 年交界地区与非交界地区建设用地扩张空间格局演变犉 犻 犵 犈 狏 狅 犾 狌 狋 犻 狅 狀狅 犳 狊 狆 犪 狋 犻 犪 犾 狆 犪 狋 狋 犲 狉 狀狅 犳 犮 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀 犾 犪 狀 犱 犲 狓 狆 犪 狀 狊 犻 狅 狀犻 狀犫 狅 狉 犱 犲 狉 犪 狉 犲 犪 狊 犪 狀 犱狀 狅 狀 犫 狅 狉 犱 犲 狉 犪 狉 犲 犪 狊 犳 狉 狅
21、犿 狋 狅 青区中心城区,因此,建设用地在空间上紧靠核心城区圈层布局,在划分的圆环中均增加了一定规模的建设用地。综上,无论是交界地区,还是非交界地区,建设用地多呈现出围绕既有建设用地圈层扩张的空间分布特征。图 不同缓冲区内区县建设用地密度犉 犻 犵 犇 犲 狀 狊 犻 狋 狔狅 犳 犮 狅 狀 狊 狋 狉 狌 犮 狋 犻 狅 狀 犾 犪 狀 犱 犻 狀犱 犻 犳 犳 犲 狉 犲 狀 狋 犫 狌 犳 犳 犲 狉 狕 狅 狀 犲 狊)与其他非交界地区相比,贴边扩张是交界地区较为特殊的一种建设用地扩张类型。如廊坊市三河市和大厂回族自治县呈现出随着距中心城区距离增加建设用地密度减少的特征(图),但三河
22、市在距中心城区距离增至 时,建设用地密度出现峰值,且这种特征在 年更为显著,超过 后,建设用地密度逐渐下降,此时缓冲区范围已达到省级行政边界,表明三河市在紧靠行政边界处出现了建设用地贴边式扩张特征;类似地,大厂回族自治县在距离中心城区 处、广阳区在距离中心城区 处以及武清区在距离中心城区 处均出现了建设用地密度小高峰,结合缓冲区和行政边界的空间特征发现,这些区域建设用地有贴边扩张趋势。)北京市通州区天津市武清区廊坊市北三县(三河市、大厂回族自治县、香河县)是交界地区贴边扩张的典型区域。结合京津冀交界地区建设用地页第地 理 与 地 理 信 息 科 学第 卷扩张的空间分布(图)可知,省际交界的北京
23、市通州区、天津市武清区和廊坊市广阳区、北三县是近年来建设用地扩张的热点区域。其中,北三县紧邻北京市行政边界贴边连片发展,呈现出围绕县域中心与沿县域边缘建设用地双扩张特征。在部分区域,城市空间已突破行政边界束缚,形成边界两侧建设用地连绵带,“中心城城镇”规模体系逐渐模糊。通常情况下,城市建设用地密度从中心城区向边缘区递减,经历了高密度开发到低密度开发的衰减阶段,而建设用地贴边扩张促使边缘区出现高密度开发特征,打破了自中心城区向边缘区建设用地密度递减的一般规律。京津冀交界地区建设用地扩张驱动因素目前,针对城市群、流域、省域、市域等单一行政主体建设用地扩张的驱动因素研究成果丰富,对于跨行政主体的交界
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