城镇建设用地扩展边界的理论与实证研究

摘要

改革开放之后，随着经济的发展，中国的城镇化进程有了快速的发展。然而，我国的快速城镇化带来了两个问题:一是忽视了土地综合开发高效利用，城市扩张、蔓延现象严重;二是造成了耕地资源大量损失，威胁到粮食安全。国家统计局数据显示，2011年我国城镇人口比重达到51.27％，城镇人口首次超过乡村人口。这表明中国已经进入了城镇化的关键时期。如何应对我国城镇化进程中城市蔓延、耕地大量转为非农建设用地等各种城市扩张现象，如何运用扩展边界管理、空间管制控制城市蔓延，实现城市理性增长成为现阶段城市发展必须要解决的一个现实问题。发达国家和地区很早就重视城市用地扩展的管理，并有效的控制住了城市蔓延。其中，城市增长边界被认为是最有效的政策管理工具，国外对城市增长边界已经进行了深入研究并在各个层面的城市规划中进行了广泛的运用。然而，国内的研究只是重在介绍西方国家控制城市蔓延、城市理性增长等理论和实践，对于如何将这种经验引入到我国城市建设管理实践过程中来的研究并不多见。同时，国内相关研究对城市蔓延的界定、测度，以及机理等方面的研究并无系统研究。用何种手段设定“城市增长边界”并测度扩展边界管理对城市理性增长的效用和影响力成为了一个技术问题。因此，如何确定城乡建设用地扩展边界这一问题的研究和解决，不仅可以丰富城乡建设用地扩展边界的理论与方法，而且对发挥城乡建设用地扩展边界在城市扩展与耕地保护中作用具有重要的政策意义。
　　 本文通过运用生态安全格局分析方法、CA-Markov方法、GIS与空间统计方法，在理性增长理念与增长管理理论、空间管制与城市经济理论、生态理性与城市理性增长理论的基础上，构建了扩展过程——机制模拟——调控反馈的分析框架。分别从国外空间扩展边界管理经验、城市建设用地扩展及时空格局演变、城乡建设用地扩展边界情景模拟、城乡建设用地扩展边界方案评价及政策供给四个方面展开研究，重点解决了两个问题:一是如何确定城乡建设用地扩展边界，以便将空间管制施加于不同区域;二是如何以问题为导向，供给何种政策，进而从政策与技术上化解土地利用及管理的瓶颈。
　　 首先，本文选取美国和荷兰为例对典型国家城市扩展边界管理与城市理性增长的实践经验进行了研究分析，并结合中国国情、实践与研究讨论了借鉴国外城市理性增长与空间管制的可行性。通过对美国城市增长管理的背景与缘起、主要做法与效果，得出两点启示:一是立法及配套法规体系完善是城乡建设用地扩展边界管理的基础;二是激励与约束相统一是建立城乡建设用地扩展管理制度的保障。通过对荷兰城市增长管理的背景与缘起、主要做法与效果，得出三点经验启示:一是市场配置和政府调控是城乡建设用地增减变化及扩展边界管理的两种基础机制;二是加强对区域规划的研究和立法工作，扩展空间规划与管制的功能;三是土地利用规划与农地保护由以约束为主向激励约束并重转变。
　　 其次，本文按照城镇化发展阶段的划分、特征与问题，总结中国不同城镇化阶段土地利用问题与特征，并以江苏省为典型研究区域分析城镇化、土地利用与城市增长态势，从而进一步为城乡建设用地扩展边界管理提供背景刻画与经验基础。中国现阶段城镇化特征主要表现在城镇规模扩展和农村人口大量迁移两个方面。中国现阶段城镇化存在着城镇化滞后于工业化、人的城镇化滞后于土地的城镇化、城镇化基础建设滞后三方面问题。城镇化加速期存在着城市蔓延、耕地资源大量损失与耕地质量退化、土地利用效率低下、农民土地权益受损等土地利用方面的问题。城镇化加速期土地利用特征在部门配置方面表现为农业用地大规模非农化与城乡用地结构转变，在空间配置方面表现为土地利用的区域非均衡。作为中国沿海省份之一，江苏省正稳步向城镇化的稳定阶段迈进，但是也存在着农地大量非农化、城市扩展盲目、土地要素利用低效等土地利用的共性特征和问题。同时，江苏省内部苏南、苏中、苏北三个地区差异显著，经济发展水平、资源禀赋、城镇化水平不同，各地区在同一时点上产业结构不同，经济发展方式不同，土地利用方式有差别，城市增长态势有差异，城乡建设用地扩展边界变化有区别。尤其是苏南地区江阴市等一些经济发达地区正在经历或基本完成城市产业结构升级转型，发展方式从外延式转向内涵式挖掘潜力，更加注重耕地保护与生态环境、居住环境。
　　 再次，本文从城乡建设用地的时空格局演变出发，以土地利用结构变化、土地利用数量变化、土地利用格局变化，以江阴为例进行实证研究，揭示城乡建设用地扩展边界的动态过程。通过利用江阴市城区所在的澄江镇、夏港镇、新城东和南闸镇四镇为研究区边界，以1984年、1995年、2005年、2008年为不同阶段，通过对江阴市城乡建设用地时空格局演变分析，研究结果发现:2005年-2008年是我国城镇化最为迅速的一个时期。江阴市作为我国东部地区经济发展最快的几个城市之一，显然，伴随着城镇化的发展，这一阶段，江阴市城乡建设用地时空演变无论是从土地利用结构、土地利用数量，还是土地利用格局方面，都是变化最为剧烈的。
　　 然后，本文在城乡建设用地时空格局演变过程分析基础上，继续深入研究城乡建设用地扩展的过程，从扩展强度、紧凑度、分形维数、扩展弹性、重心坐标、扩展方位比重和扩展方向等方面探讨城乡建设用地扩展的态势。通过利用江阴市市区涉及的四镇:澄江镇、夏港镇、新城东和南闸镇的土地利用数据，对江阴市城乡建设用地扩展进行分析，结果发现:江阴市各时段建设用地均呈增加趋势，但是经济政策导向以及自然条件等原因造成整个研究区域紧凑性较差，城市边界形状较为曲折、复杂。尽管近年来有缓慢好转的趋势，但力度仍然不够，依据城市经济学原理，这样势必对交通效率、能源使用、生活质量等方面产生重大影响。为使城市向更加合理的空间形态演化，应发展补齐边界区域、减小分形维数、增加紧凑度，从而在一定程度上提高城市服务职能的效率。
　　 紧接着，本文应用CA-Markov模型模拟江阴市城乡建设用地扩展历史，并在基础上对城乡建设用地未来的演变趋势进行情景模拟，为扩展边界管理提供不同的方案选择。以不同时期土地利用数据、道路、城镇、坡度等数据，利用CA-Markov模型，通过对起始年土地利用现状图、土地利用转移概率矩阵、土地利用转换适宜图像集和CA滤波器四个方面设置江阴市土地利用情景模拟方案，通过对四个模拟方案进行比较，可以发现:由于情景方案Ⅰ与情景方案Ⅱ的土地利用转换概率相同，所以二者2010年、2015年和2020年的城乡建设用地面积相同，所不同的是城乡建设用地的空间分布位置。就城乡建设用地模拟面积而言，四种情景方案均城乡逐年增加的趋势。但是各情景方案增长速度有所不同:情景方案Ⅰ、Ⅱ呈现较快增长趋势，情景方案Ⅲ呈现快速增长趋势;相比前三种方案，情景方案Ⅳ增长趋势较为缓慢。四种情景模拟方案呈现出了四种不同的城乡建设用地演变趋势，对应着四种不同情形的城乡建设用地扩展边界控制与空间管制。
　　 在以上研究的基础上，对四种城乡建设用地扩展边界方案与新一轮规划方案进行比较，并进行生态安全格局评价，根据评价结果进行方案选优，为不同层级的技术政策供给提供调控反馈作用的路径。并得出以下结论:区域层面的技术供给包括(1)城市发展形态演化模拟的集成技术，(2)城乡建设用扩展边界规划技术，(3)城乡建设用扩展边界方案的影响评价及划定后的跟踪预警技术;区域层面的政策供给包括(1)城市理性发展战略的路径与政策选择(2)土地利用空间管制的门槛准入政策(3)城乡建设用地扩展边界调控政策。省及以上层面的技术供给包括(1)土地调控与城市增长管理的关键技术(2)协调土地利用与生态建设的关键技术(3)城乡建设用地扩展边界控制与空间管制的关键技术;省及以上层面的政策供给包括(1)三大空间规划与管制的政策衔接框架(2)城乡建设用地空间管制制度(3)城乡建设用地扩展边界控制政策(4)激励约束并重的土地利用规划与农地保护政策体系。
　　 最后，本文在对全文回顾的基础上，得出了以下四点结论:第一，城乡建设用地扩展边界是防止城镇建设无序蔓延扩张的重要公共政策工具。第二，城乡建设用地时空格局演变过程是城市扩展边界控制的基础。第三，城乡建设用地扩展过程是确定扩展边界的基础。第四，情景模拟可以为扩展边界管理提供不同的方案选择。并从将经济增长方式转变对建设用地增长趋势的影响纳入情景模拟、对情景模拟进一步细化研究、对三大空间规划与管制衔接的政策框架进一步研究三方面对未来的研究进行了展望。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 城乡一体化的改革实践

1．3 研究问题的进一步界定及其意义

1．3．1 研究问题的进一步界定

1．3．2 研究意义

1．4 研究目的与内容

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究内容

1．5 研究方案与技术路线

1．5．1 研究区域

1．5．2 研究方法

1．5．3 技术路线

1．6 可能的创新与不足

1．6．1 可能的创新

1．6．2 可能的不足

第2章 文献综述

2．1 关于城市用地扩展的研究

2．2 城市理性增长研究概述

2．3 关于城市扩展边界管理方面的研究

2．4 关于空间管制的研究

2．5 总结与评价

第3章 理论基础、方法基础与分析框架

3．1 概念界定

3．1．1 城市增长及边界

3．1．2 城乡建设用地扩展边界

3．1．3 “三界四区”基本内涵

3．2 理论基础

3．2．1 理性增长理念与增长管理理论

3．2．2 城市经济与空间管制理论

3．3．3 生态理性与城市理性增长理论

3．3．4 土地利用与覆被变化理论

3．3 方法基础

3．3．1 生态安全格局分析方法

3．3．2 CA-Markov方法

3．3．3 GIS与空间统计分析方法

3．4 分析框架

3．4．1 城镇建设用地扩展边界内涵

3．4．2 扩展过程

3．4．3 机制模拟

3．4．4 调控反馈

第4章 典型国家城市扩展边界管理与城市理性增长的经验

4．1 美国的城市增长管理

4．1．1 背景与缘起

4．1．2 主要做法与效果

4．1．3 对中国的经验启示

4．2 荷兰的空间规划与管制

4．2．1 背景与缘起

4．2．2 主要做法与效果

4．2．3 对中国的经验启示

4．3 中国借鉴国外城市理性增长与空间管制的可行性

4．3．1 中国借鉴国外城市理性增长的可行性

4．3．2 中国借鉴国外空间规划与管制的可行性

第5章 城镇化、土地利用与城市增长态势分析

5．1 城镇化的发展阶段、特征与问题

5．1．1 城镇化发展阶段的划分

5．1．2 不同城镇化阶段的特征

5．1．3 城镇化发展中的问题：城市蔓延与巴西的案例

5．2 中国城镇化进程、特征与问题

5．2．1 中国城镇化的进程

5．2．2 中国现阶段城镇化特征

5．2．3 中国现阶段城镇化的问题

5．3 中国城镇化加速期土地利用问题与特征

5．3．1 城镇化加速期土地利用问题

5．3．2 城镇化加速期土地利用特征

5．4 江苏省城市增长态势分析

5．4．1 数据的选取与说明

5．4．2 江苏省城市规模与城市建成区扩张

5．4．3 江苏省城市扩张、经济发展与用地和产业结构调整

5．5 江苏省城镇化的特点与问题

5．5．1 江苏城镇化的特点

5．5．2 江苏城市发展的问题

5．6 小结

第6章 江阴市城乡建设用地时空格局演变

6．1 研究区域

6．2 市区涉及镇土地利用结构变化

6．2．1 数据及其来源

6．2．2 结构变化分析方法

6．2．3 结构现状及其变化

6．3 市区涉及镇土地利用数量变化

6．3．1 数量变化分析方法

6．3．2 数量变化分析

6．4 市区涉及镇土地利用格局变化

6．4．1 格局变化分析方法

6．4．2 格局演变分析

6．5 结果与讨论

第7章 江阴市城乡建设用地扩展分析

7．1 数据与方法

7．1．1 数据来源

7．1．2 扩展分析方法

7．2 扩展态势分析

7．2．1 城市扩展的规模与强度

7．2．2 城市扩展的空间形态演变特征

7．2．3 城市扩展方向

7．3 结果与讨论

第8章 江阴市城乡建设用地演变趋势的情景模拟

8．1 数据与方法

8．1．1 数据来源

8．1．2 CA-Markov模型

8．1．3 情景模拟技术流程

8．1．4 模拟情景设置

8．2 情景模拟方案Ⅰ

8．2．1 2008年城乡建设用地模拟与精度检验

8．2．2 预测年城乡建设用地模拟

8．3 情景模拟方案Ⅱ

8．4 情景模拟方案Ⅲ

8．5 情景模拟方案Ⅳ

8．6 结果与讨论

第9章 城镇建设用地扩展边界方案评价与技术政策供给

9．1 城乡建设用地规划与模拟扩展边界比较

9．2 城镇建设用地扩展边界方案的生态安全格局评价

9．2．1 景观生态风险指数计算方法

9．2．2 生态安全格局结果分析

9．3 基于江阴市地方层面的技术与政策供给

9．3．1 区域层面的技术供给

9．3．2 区域层面的政策供给

9．4 基于省及以上层面的技术与政策供给

9．4．1 省及以上层面的技术供给

9．4．2 省及以上层面的政策供给

第10章 研究结论与展望

10．1 研究结论

10．2 政策含义

10．3 研究展望

参考文献

致谢