城市产业与建设用地的空间关联与影响因素
刘 钰1,2，余卓芮2*，李登辉3，郑建业4，梁天君5，吴亦红6
（1.河南大学土木建筑学院，河南 开封 475000；2.河南大学中原发展研究院，河南 开封 475000；3.河南大学黄河文明与可持续发展研究中心，河南 开封 475000；4.鄢陵县城乡规划局，河南 鄢陵 461200；5.辉县市规划局，河南 辉县 453600；6.河北省环境科学研究院，河北 石家庄 050051）
[摘要] 产业结构的非农化和建设用地扩张是我国城市结构性变化的突出表现。以福建省县域单元为研究对象，从空间重心和空间指向性等视角分析城市产业和建设用地的关联特征，并采用多元线性回归模型探讨两者关联的影响因素。结果显示：在空间重心上，城市产业和建设用地都向东南沿海偏移；对于空间指向，城市产业较为稳定，建设用地的空间指向逐步与城市产业趋于一致。经济发展、人口规模、交通条件等是影响两者空间关联的主要因素。相关结果可为城市产业优化和建设用地调控提供参考。
[关键词] 城市产业；建设用地；空间关联；影响因素；福建省
在我国快速城镇化进程中，随着人口由农村向城市集中，产业和土地也逐步开始实现非农化转变，使得二三产业高速发展和建设用地急速扩张成为城市结构性变化的突出表现，两者的互动以及空间关联也成为近年来研究的热点（杨忍 等，2015）。
现有的对城市产业和建设用地的空间关联的分析，包括：在城市小尺度，分析产业开发区对其周边建设用地扩张的空间驱动效应(Deng et al., 2016)；在区域大尺度，探讨城市产业和建设用地的协同和耦合特征(杨忍 等, 2015)。已有研究表明，城市产业和建设用地的空间格局具有关联性(Deng et al.,2016)；但很少有研究对城市产业和建设用地的空间关联特征进行定量分析，对两者关联特征影响因素的探讨就更为鲜见。
福建省东与台湾地区一水之隔，南连珠三角，北接长三角，是我国沿海经济和产业带的重要组成部分。伴随城镇化的推进，其城市产业和建设用地都得以快速发展。《福建统计年鉴》数据显示，从1990到2015年，福建省二三产业在GDP中的占比由71.8%提高到91.8%，城市建成区面积由259平方公里增加至1413.5平方公里，两者具有明显的同步关系。随着海峡西岸经济区、福厦泉国家自主创新示范区的启动和顺利推进，福建省产业发展和城市建设都将进入新的发展阶段，对两者的空间关联特征及其影响因素分析对合理配置土地资源、引导产业集约发展、促进区域协调都有重要意义。
1 数据来源与研究方法
1.1 数据来源
建设用地面积数据提取自中国科学院资源环境科学数据中心提供的30米分辨率土地利用数据，包括1990、1995、2000、2005、2010和2015六个年份。城市产业结构采用第二、三产业GDP占城市GDP的比重进行表征。GDP以及人口、企业、公路里程、社会消费等数据均来自于历年《福建统计年鉴》，数据年份与建设用地一致。
1.2 基于空间重心的城市产业与建设用地关联分析
分别计算城市产业和建设用地的重心坐标，公式见文献（周艳 等，2016）。两者重心间的距离越近，说明两者的空间关联度越高。
1.3 基于空间指向性的城市产业与建设用地关联分析
其中vi和vl分别为相应时间段内城市产业和建设用地的变化率；is和ie分别为相应时段起始年与末年的非农产业GDP占比，ls和le分别为相应时段起始年与末年的建设用地规模；R为关联系数，R越接近1说明两者的发展越同步，关联越密切。
1.4 城市产业与建设用地空间关联的影响因素分析
首先，基于脱钩模型的分析框架（刘贺贺 等，2016），在1990-2005年、2005-2015年两个时段，计算了城市产业与建设用地的关联系数，公式为：
其次，采用多元线性回归方法，以城市产业和建设用地的关联系数为因变量，在1990-2005年、2005-2015年两个时段，对其影响因素进行回归分析。回归系数的估计采用通行的普通最小二乘法（Ordinary Least Square）。
标准距离椭圆是描述空间分布指向性的基础工具。本研究采用ArcGIS的Standard Deviational Ellipse工具，分别计算城市产业和建设用地的标准距离椭圆，并进一步计算两者的空间指向系数，公式见文献（刘钰 等，2017）。通过对比两者空间指向系数的变化趋势，可以分析城市产业和建设用地在空间指向上的关联特征。
2017年，联盟成员立项或在研创新项目39项，形成自主知识产权多项，包括发明专利9项，实用新型专利4项，软件著作权18项。形成技术标准多项，包括行业标准2项，地方标准3项，企业标准2项，团体标准14项。
2 城市产业与建设用地的空间关联特征
2.1 城市产业与建设用地的空间重心关联特征
城市产业和建设用地的历年重心轨迹显示两者的重心都向东南方向偏移，而且建设用地的偏移距离要明显大于城市产业(见图1)。究其原因，东南沿海城镇密集带是福建城市产业和建设用地的聚集区。特别是位于福州、厦门、泉州、漳州和莆田的11个县市，非农产业GDP占比历年均值排序前五位的县市都集中在此；同时，建设用地规模历年均值排序前九位的县市，除了第五位的龙岩市辖区，也都位于本区域；因此两者的重心都向东南沿海偏移。但这11县市非农产业GDP占比的均值是省域均值的1.23倍，而建设用地规模均值是省域均值的3.53倍，导致建设用地重心向东南沿海偏移的更远。相关实证研究显示，除了城市产业，经济发展和人口聚集等也是建设用地的重要驱动力；而当地的这些驱动因素具有优势地位，使得建设用地相对于城市产业在此区域也具有明显优势。综上所述，建设用地的空间重心对城市产业的响应表现为在其引领下向东南方向偏移，但建设用地还受到城市产业之外的因素驱动，在东南地区的优势度要高于城市产业，导致其重心东南指向的偏移距离要大于城市产业。
图1 城市产业与建设用地的空间重心迁移路径
Fig.1 The barycenter path of the urban industry and the construction land
2.2 城市产业与建设用地的空间指向关联特征
本研究在区域尺度从多个视角分析了城市产业和建设用地的空间关联特征和影响因素，主要结论如下：
回归结果显示，两个时间段内建设用地对城市产业相应的影响因素有所差异（表1）：（1）在1990-2005年间，GDP和县市域人口的回归系数为正值，企业收入的回归系数为负值。说明在产业变动幅度一致的前提下，经济和人口增长较快的县市，其建设用地的扩张也较快；而企业收入较高的县市，建设用地发展较为稳健。可能的原因为，在此阶段建设用地被大量投放用以支撑经济发展和人口聚集；而企业效益较高的县市，土地集约利用程度高，在增长方式上逐步摆脱了对土地粗放投入的依赖。（2）在2005-2015年间，国有企业从业人口和公路里程的回归系数为正值。这表明在产业变动幅度一致的前提下，企业总体规模较大和交通条件便利的县市建设用地增长较快；说明建设用地在这一时段受企业规模扩大的推动较为明显，并向空间可达性较好的县市集中。社会消费的回归系数为负值，这表明消费水平的提高对建设用地的扩张有抑制作用。这一方面可归因于消费升级对城市产业的推动，另一方面可能由于消费升级通过提升建设用地经济效益从而对其无序扩张有遏制作用。
图2 城市产业与建设用地的空间指向性系数
Fig.2 The spatial directivity coefficient of the urban industry and the construction land
3 城市产业与建设用地空间关联的影响因素
对于空间重心，建设用地对城市产业的响应主要表现为在重心偏离方向上，随城市产业向东南沿海偏离。但两者空间重心在偏移距离上差异较大。这是由于在经济发展和人口聚集等因素的影响下，建设用地在东南沿海的集中度要高于城市产业，从而导致建设用地空间重心东南指向的偏离距离要大于城市产业。
分别移取0、0.10、0.30、0.50、1.0、3.0、5.0、10.0mL Ga、In、Tl、Cd、Ge混合标准溶液于100mL容量瓶中，用2% HNO3稀释至刻度、摇匀，此标准系列溶液中Ga、In、Tl、Cd、Ge的质量浓度依次均为0、1.00、3.00、5.00、10.0、30.0、50.0、100.0ng/mL。采取三通阀在线添加的方式加入内标混合溶液，在选定的仪器工作条件下进行测定并绘制校准曲线。
表1 回归分析结果
Tab. 1 The result of regression analysis
4 结语
城市产业和建设用地的历年空间指向性系数都大于1，说明两者的空间分布在各方向上并不均衡。城市产业的空间指向性系数历年都维持在较高水平，而建设用地的空间指向性系数较低，但其发展呈上升趋势，并逐步接近于城市产业，这体现了建设用地空间格局对城市产业的依赖性（图2）。具体来看，城市产业和建设用地都向区域发展轴线集中，而福建省的两大主要轴线，沿海和“南平-三明-龙岩”轴线，都为东北-西南走向，由此导致两者的空间分布具有明显的空间指向性。建设用地空间指向性低于城市产业的原因在于除了在位于福建省东部和中部的发展轴线上聚集，西部的邵武市、长汀县、连城县的建设用地规模也较大，使其各方向的分布相对均衡，空间指向性较低。但随着区域发展，三县市的建设用地规模均值从省域均值的1.07倍下降到0.81倍；其中邵武市下降最快，从省域均值的1.32倍下降到0.72倍；导致建设用地空间指向性也稳步提升并接近城市产业。进一步的分析发现，这三个县市的城市产业发展在省域范围内处于较低水平，是建设用地实现快速扩张的重要制约。可见，部分县市由于缺乏产业支撑导致的建设用地份额的相对下降，使得建设用地空间指向性的演化呈现对城市产业的依赖特征。
城市产业与建设用地的关联受到多种区域发展要素的影响，主要包括：经济发展、人口规模、企业效益、交通条件和消费水平等。本研究分别在1990-2005年、2005-2015年两个时间段，分析了上述要素对城市产业和建设用地空间关联的影响。其中，以GDP表征经济发展水平，以县市域总人口和城乡人口表征人口数量，以企业收入、利润、从业人口表征企业发展状况，以县域公路里程和社会消费表征交通条件和消费水平。
对于空间指向性，建设用地的响应主要体现为空间指向性演化对城市产业的依赖。研究时段前期，建设用地在西部的邵武市、长汀县、连城县的规模较大，导致其空间指向性较低。随着区域发展，这些县市由于缺乏产业支撑，其建设用地规模在省域内开始相对下降，使得建设用地空间指向性得以上升并逐步接近城市产业，从而表现为空间指向性演化上对城市产业的依赖。
对于影响因素，回归结果显示建设用地对城市产业的响应机制存在明显时空分异。在1990-2005年间，驱动因素为GDP、县市人口和企业收入；在2005-2015年间，驱动因素转为国企从业人口、公路里程和社会消费。
每一个黄昏，在华侨皮鞋厂下班以后，家里小阁楼实在闷热，搬一只椅子，搁在楼下湿荫荫的地上，看书——这本书或可是叔本华、尼采，或可是陀思妥耶夫斯基的《白痴》，后者是用一首短诗的稿酬换来的。一个少年性子里无告的安详与忍耐，或许是教堂日复一日的钟声所培养的吧。
基于上述结果，为优化城市产业和建设用地发展，需重点关注沿海城镇密集带，该地区是城市产业和建设用地的主要集中带，而且建设用地的集中度已超过了城市产业。应对其建设用地实行总量控制，通过引导产业升级实现集约发展，摆脱对土地要素粗放式投入的依赖。此外，为避免区域发展的失衡，在建设用地指标上可对省域中西部进行适当倾斜。通过土地政策的倾斜，支持中西部核心节点县市的城市产业发展，进而强化节点县市对周边的辐射和带动能力，最终实现区域的平衡发展。
于化疗前1天开始，2组均给予地塞米松(口服，4 mg/次，3次/天)，维生素B12(口服，1 mg/次，1次/天)和叶酸(口服，0.5 mg/次，1次/天)。
将16只小鼠分为常压缺氧组（A组）和低压缺氧组（B组），每组8只，分别在常压缺氧与低压缺氧环境中进行试验。将48只小鼠分为常压乌拉坦组（C组）、常压咖啡因组（D组）、常压对照组（E组）、低压乌拉坦组（F组）、低压咖啡因组（G组）、低压对照组（H组），每组8只，各种分别置于常压缺氧与低压缺氧环境中进行试验。C组与的F组小鼠腹腔注射5%乌拉坦，剂量为0.3 ml/10 g，D组与G组小鼠腹腔注射0.5%咖啡因，剂量0.3 ml/10 g，E组与H组小鼠腹腔注射生理盐水，剂量0.3 ml/10 g。
【参考文献】
[1] 杨忍，刘彦随，龙花楼.中国环渤海地区人口-土地-产业非农化转型协同演化特征[J] .地理研究，2015，34 (03)：475-486.
[2] Deng Y，Srinivasan S. Urban land use change and regional access：A case study in Beijing，China[J] . Habitat International，2016（51）：103-113.
[3] 刘贺贺，杨青山，张郁.东北地区城镇化与生态环境的脱钩分析[J] .地理科学，2016，36 (12)： 1860-1869.
[4] 周艳，黄贤金，徐国良，等.长三角城市土地扩张与人口增长耦合态势及其驱动机制[J] .地理研究，2016，35 (02)：313-324.
[5] 刘钰，詹晨霄，张鹏岩，等. 建设用地与城市人口的空间失调特征及其驱动机制分析——以台湾海峡西岸地区为例[J] .资源科学，2017，39 (8)：1497-1510.
[中图分类号] B834.2
[文献标识码] A
[文章编号] 2096-1995(2019)19-0005-03
基金项目： 国家自然科学基金“基于多尺度GeoDesign的城镇建设用地空间调控研究”（41401183）；河南大学省属高校基本科研业务费专项资金项目“基于多维多尺度GeoDesign的城镇建设用地空间调控理论与技术框架研究”（0000A40454）。
作者简介： 刘钰（1982-），男，博士，讲师，主要研究方向为建设用地的空间调控；
*通讯作者： 余卓芮（1987-），硕士，经济师，研究方向为区域发展与城市规划。
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