王明慧，劉惠清，姜錫東

（1.吉林省征地事務(wù)中心，吉林長春130042；2.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林長春130024）

土地利用空間變化的定量分析與管理對策
——以吉林省長春市寬城區(qū)為例

王明慧1，劉惠清2，姜錫東2

（1.吉林省征地事務(wù)中心，吉林長春130042；2.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林長春130024）

以吉林省長春市寬城區(qū)為例，結(jié)合寬城區(qū)自然狀況和土地利用現(xiàn)狀，采用均質(zhì)度變化作為土地利用空間變化的研究方法，運用GIS技術(shù)對寬城區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖進行網(wǎng)格化，建立了均質(zhì)地域方格網(wǎng).討論了土地均質(zhì)度變化和用地類型變化之間的相互影響關(guān)系，得出在經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，長春市用地均質(zhì)度的變化呈現(xiàn)先慢后快、先近城區(qū)后遠城區(qū)逐漸呈變的特點.針對目前存在的不同問題，相應(yīng)提出了集約的土地開發(fā)模式、營造疏密有致的城市空間、有機協(xié)調(diào)各類功能空間以及留足城市開放空間等管理對策，為指導(dǎo)寬城區(qū)未來土地合理利用具有重要意義.

土地利用；空間變化；均質(zhì)度；管理對策

1 長春市寬城區(qū)地理背景及數(shù)據(jù)處理

1.1自然狀況

長春市位于東北松遼平原腹地，城市面積4 789km2，市區(qū)建成區(qū)面積312.92km2.市區(qū)屬溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候，冬季嚴(yán)寒漫長，春季干旱多風(fēng)，夏季溫暖短促，秋季晴朗溫差大；年平均氣溫4.8℃，最高39.5℃，最低零下39.8℃；年平均日照時數(shù)2 866h左右，無霜期140～150d，平均降雨量567mm.

寬城區(qū)位于長春市的西南部，耕地主要土壤類型為黑土和草甸土.黑土，主要分布于臺地上，土層較厚，自然肥力較高，有機質(zhì)含量為1.7%左右；土地質(zhì)地疏松，結(jié)構(gòu)良好，保水保肥，是肥力高、適應(yīng)性廣的土類.草甸土，主要分布于河谷中，潛在肥力較高，速效養(yǎng)分含量略低，屬于中肥力土壤，有機質(zhì)含量為1.4%～1.9%.

1.2土地利用現(xiàn)狀

2007年寬城區(qū)土地總面積為29 960.13hm2，其中農(nóng)用地面積為19 867.8hm2，占土地面積的66.98%；建設(shè)用地面積為8 776.07hm2，占土地面積的29.59%；未利用地面積為1 016.26hm2，占土地面積的3.43%.農(nóng)用地中耕地占88.38%，林地占4.08%，其他農(nóng)用地占6.99%，園地占0.55%.建設(shè)用地中居民工礦用地占86.62%，交通用地占10.19%，水利設(shè)施用地占3.19%.總體看，土地利用中農(nóng)用地是主體，建設(shè)用地中居民工礦用地占絕對優(yōu)勢.

1.3長春市寬城區(qū)土地利用的空間變化分析

1.3.1 空間變化的表示方法

土地利用的空間變化常用均質(zhì)度來表示［1－3］.

均質(zhì)性是指城市地域在職能分化中表現(xiàn)出來的一種保持等質(zhì)、排斥異質(zhì)的特性.在均質(zhì)性能作用下，城市地域中出現(xiàn)的那些與周圍毗鄰地域存在明顯職能差別的連續(xù)地段就是均質(zhì)地域，如工廠區(qū)、住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)和文教區(qū)等.從城市空間擴展效果看，城市各種職能之間逐步形成分離與混合并存的功能區(qū)，通常中心地區(qū)或區(qū)位優(yōu)越地段第三產(chǎn)業(yè)職能會不斷強化，工業(yè)區(qū)因各種原因逐漸向外擴展和遷移，居住區(qū)則不斷擴大，并向主體方向發(fā)展.多數(shù)情況下，城市土地利用都因“同質(zhì)結(jié)塊”的特征而有效組合.均質(zhì)性和均質(zhì)地域這兩個概念都是動態(tài)的、相對的.均質(zhì)性是在城市地域職能分化過程中表現(xiàn)出來的特性，并非地域本身所固有的職能特征［4］.

1.3.2 土地均質(zhì)度的計算方法

均質(zhì)地域的均質(zhì)性是相對的.為衡量其相對的程度和各均質(zhì)地域之間在質(zhì)量上的差異，本文結(jié)合信息論觀點引入如下均質(zhì)度計算公式：

式中：D為均質(zhì)度；λ為系數(shù)；H為信息論中的熵.當(dāng)某一地域范圍內(nèi)只有一種職能時，D取最大值1，表示該地域范圍均質(zhì)程度最高或者混亂程度最低；D值越小表明地域均質(zhì)程度越低［5］.

熵是信息論中度量隨機事件在某項實驗中的不確定程度的一個指標(biāo)，其計算公式為：

式中：H［X］表示隨機變量X的熵；Pi為X取Xi時的概率.

確定均質(zhì)區(qū)域和均質(zhì)性的具體步驟：

（1）對寬城區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖進行網(wǎng)格化，建立均質(zhì)地域方格網(wǎng)，網(wǎng)格大小為1 000m×1 000m.網(wǎng)格尺度不宜過小，否則土地利用類型空間分布過于破碎，可能遺漏重要的土地利用類型信息.

（2）將每個方格分為16個小方格，采用面積占優(yōu)法確定每個小方格的土地利用類型.提取的土地利用類型主要有居住用地、公共設(shè)施用地、工業(yè)用地、倉儲用地、對外交通用地、市政設(shè)施用地、水域和農(nóng)業(yè)用地8大類.

（3）確定每個1 000m×1 000m網(wǎng)格的用地比例（每個小方格的用地概率都是1／16），由上述公式計算出每個方格的熵和均質(zhì)度.為計算方便，系數(shù)λ取1.

（4）將計算出來的均質(zhì)度按得分高低分為5大類：0～0.4，低；0.4～0.5，較低；0.5～0.6，中等；0.6～0.7，較高；＞0.7，高.畫出其土地均質(zhì)度信息圖.

采用1998，2009年的土地利用現(xiàn)狀圖，分析均質(zhì)度的空間變化.

1.3.3 土地利用的空間變化分析

圖1顯示的是均質(zhì)度變化最小的區(qū)域，集中分布于寬城區(qū)的南部和北部，目前的均質(zhì)度＞0.7.寬城區(qū)南部以居住用地為主，均質(zhì)度較高；寬城區(qū)北部有小片分布的均質(zhì)度較高的地區(qū)，為農(nóng)業(yè)用地.

圖2 顯示的是均質(zhì)度變化在0.3～0.5的地區(qū)，主要分布于寬城區(qū)南北之間的廣大區(qū)域.用地性質(zhì)以農(nóng)業(yè)用地為主、居住用地為輔.比較1998年的空間均質(zhì)度有兩點變化：一是位于偏南的工業(yè)用地轉(zhuǎn)化為居住用地和商業(yè)用地，均質(zhì)度提高為0.5～0.7；二是偏北的農(nóng)業(yè)用地被開發(fā)，變?yōu)榫幼∮玫亍ν饨煌ㄓ玫睾凸苍O(shè)施管理用地，均質(zhì)度由原來的＞0.7降為0.5～0.7，表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地的特點.建設(shè)用地在空間上表現(xiàn)為北進和向東西兩翼擴展的特點.

圖3顯示的是均質(zhì)度變化＜0.3、土地均質(zhì)度＜0.4的地區(qū)，在城市的中部和東西兩翼均有分布，在城市化的進程中，屬變化較小、以點狀突破的區(qū)域，用地類型以居住、商業(yè)、倉儲和工業(yè)用地為主.

寬城區(qū)由于鐵路線的分割，鐵南、鐵北兩個區(qū)域發(fā)展極不平衡.

鐵南位于長春市中心區(qū)，面積為4.2km2，是長春火車站的站前區(qū)域，是以居住和商貿(mào)為主的綜合性城區(qū)，也是長春市最繁華的地帶之一.城市結(jié)構(gòu)完整，交通發(fā)達，歷史資源富集，區(qū)內(nèi)有13處國家、省、市三級保護建筑.由于原來的建設(shè)用地相對較集中，因此，從經(jīng)濟發(fā)展低速期到經(jīng)濟發(fā)展高速期，鐵南區(qū)土地的均質(zhì)度變化較小，建設(shè)用地的類型沒有轉(zhuǎn)變.但在建設(shè)用地內(nèi)部，商貿(mào)和居住用地的面積在不斷擴大，而工業(yè)用地的面積在不斷縮小，顯示出鐵南段用地退二進三的特征明顯.

鐵北區(qū)域與鐵南相比，在經(jīng)濟發(fā)展低速期，農(nóng)業(yè)用地占地面積較大，且集中連片分布，區(qū)域土地利用的主要職能是城市的農(nóng)副產(chǎn)品供應(yīng)基地和第二產(chǎn)業(yè)的分布區(qū).隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模擴大，原來的工業(yè)用地、農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)型為倉儲用地、公用設(shè)施用地和居住用地.中部的工業(yè)用地轉(zhuǎn)型為倉儲和公共、居住用地；兩翼的農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)為居住用地、工業(yè)用地和公共設(shè)施用地.

2 均質(zhì)度分析

大城市中心區(qū)內(nèi)，建筑密集、空間有限、環(huán)境惡劣，房租地價不斷攀升，甚至高于郊區(qū)幾十倍，土地短缺矛盾日益尖銳.由于大部分位于市區(qū)的工廠、商店缺乏進一步擴展的城市用地，迫使產(chǎn)業(yè)發(fā)展不得不在外部地域空間尋找出路.市中心區(qū)房租價格的不斷飆升，是引起城市向外擴展的重要原因［6］.房價低廉、環(huán)境優(yōu)美的郊區(qū)特點，導(dǎo)致寬城區(qū)成為1996—2007年間建設(shè)用地北進、向東西兩翼擴展的理想場所.

均質(zhì)度的變化表明，在經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，長春市用地均質(zhì)度的變化呈現(xiàn)先慢后快、先近城區(qū)后遠城區(qū)的特點（均質(zhì)度南北兩側(cè)變化小，中部變化大，兩翼變化居中）.經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期，寬城區(qū)關(guān)注南部核心區(qū)的建設(shè)，建設(shè)用地內(nèi)部原有工業(yè)用地雖小，但也發(fā)生轉(zhuǎn)移，體現(xiàn)了以建設(shè)用地為主、均質(zhì)化增大的特點.隨著城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及城市化進程的加快，寬城區(qū)工業(yè)必須退二進三，將污染重的企業(yè)移出，因此在南部及北部之間的廣大地帶，土地利用類型發(fā)生了大的轉(zhuǎn)型，農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)為居住用地、交通設(shè)施、倉儲用地、商業(yè)用地、公共設(shè)施用地的頻率加快，土地的均質(zhì)度變化較大；而在東西兩翼和北部，由于距城市核心區(qū)相對較遠，且經(jīng)濟實力有限，目前的用地仍以農(nóng)業(yè)用地為主，均質(zhì)度變化相對較小，建設(shè)用地僅以點狀出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)用地中，每一地塊的均質(zhì)度較小，差異較大.

3 寬城區(qū)基于空間變化的土地利用管理對策

3.1核心區(qū)建設(shè)用地——堅持集約的土地開發(fā)模式

低矮物業(yè)密度高、土地資源緊張，已成為近年來制約城區(qū)發(fā)展的首要原因［7］.區(qū)劃調(diào)整最直接、最明顯的促進作用就是土地的集約利用，可以在更大的范圍上騰挪空間，為城中土地利用合理化改造提供契機.

寬城區(qū)工礦用地中的廢棄地和未利用地，多數(shù)為磚場和采沙場的廢棄土地.這些廢棄地不僅造成了土地資源的浪費，而且在地表造成了諸多負(fù)地形，加大了改變和利用的難度.應(yīng)提高對其規(guī)劃和開發(fā)的水平，為將來土地復(fù)墾再利用做好準(zhǔn)備.城鎮(zhèn)用地的利用結(jié)構(gòu)應(yīng)與城鎮(zhèn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相適應(yīng)，現(xiàn)階段寬城區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中第三產(chǎn)業(yè)所占比例較大，但用地面積并不大，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，還應(yīng)相應(yīng)增加第三產(chǎn)業(yè)的用地比例；為滿足人民群眾日益增長的物質(zhì)文化需求，住宅、市政、休憩和交通等基礎(chǔ)設(shè)施的用地面積也將相應(yīng)提高.第二產(chǎn)業(yè)的工業(yè)用地在寬城區(qū)所占比重過大，而且占據(jù)著土地質(zhì)量較好的地段，有些還嚴(yán)重影響城市的生態(tài)環(huán)境，同時也有不少企業(yè)由于經(jīng)營不景氣，廠房、倉儲用地閑置，因此為了兼顧城市的社會效益、經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，對一些工業(yè)用地，按不同區(qū)位和功能區(qū)進行調(diào)整和改造是必要的.

寬城區(qū)今后迫切需要堅持緊湊集約的土地開發(fā)利用模式，提高城市土地的利用效率，走樓宇經(jīng)濟的發(fā)展道路，挖掘土地潛力，進行二度開發(fā).另外，還應(yīng)該挖掘其地下空間的潛力，在未來加大地下空間的開發(fā)力度，建設(shè)地下車庫、地下商場等.

3.2均質(zhì)度變化較大區(qū)域——營造疏密有致的城市空間

疏密有致的城市空間有利于建設(shè)用地集約化的合理利用、非建設(shè)用地切實有效的保護、基礎(chǔ)設(shè)施的適度適時投入以及城市總體形態(tài)特色的形成，所以要根據(jù)不同的城市經(jīng)濟社會發(fā)展水平和城市特點，正確處理城市內(nèi)部各種物質(zhì)實體的疏密關(guān)系，形成和長期保持城市經(jīng)濟的合理密度［8］.寬城區(qū)應(yīng)綜合考慮環(huán)境和效益問題，在不同的中心采取不同的開發(fā)強度，走集約化路線，使保護耕地和推動經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展.

要不斷完善以土地利用總體規(guī)劃為基礎(chǔ)的土地用途管制制度，城鄉(xiāng)建設(shè)、土地開發(fā)等各項土地利用活動，必須符合土地利用總體規(guī)劃確定的土地用途，要正確處理城市擴張用地和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系，新增城市建設(shè)用地是必要的，適當(dāng)占用耕地是不可避免的，農(nóng)地、耕地是生態(tài)安全鏈的重要環(huán)節(jié)，維持耕地是城市社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要保障.涉及農(nóng)用地轉(zhuǎn)用時，必須立足于保護耕地，必須嚴(yán)格依據(jù)土地利用總體規(guī)劃和年度計劃進行審查，必須取得農(nóng)用地轉(zhuǎn)用許可.

同時要加強土地利用變化監(jiān)測.運用地理信息系統(tǒng)的遙感影像等技術(shù)手段，加強和改進土地利用動態(tài)監(jiān)測管理.通過動態(tài)監(jiān)測成果，獲取精確、現(xiàn)勢的土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，適時開展土地集約利用評價，建立土地利用總體規(guī)劃實施反饋與調(diào)控機制.利用RS、特別是GPS與GIS相結(jié)合，建立日常用地巡查制度，及時發(fā)現(xiàn)違法用地，將違法用地消滅在萌芽狀態(tài).

3.3均質(zhì)度變化較小區(qū)域——有機協(xié)調(diào)各類功能空間

寬城區(qū)是長春市的中心城區(qū)之一，目前商用、休閑、居住區(qū)等與第二產(chǎn)業(yè)區(qū)域之間缺乏天然的屏障和人為的界限，區(qū)域功能分區(qū)不明顯.隨著第二產(chǎn)業(yè)優(yōu)化和升級步伐的加快，區(qū)域生活居住職能凸顯，成為寬城區(qū)最主要的職能之一，因而需要根據(jù)居住區(qū)空間形態(tài)和居住類型分片，逐步置換核心區(qū)內(nèi)的工業(yè)用地，在核心區(qū)外圍的工業(yè)區(qū)或其他組團的工業(yè)用地內(nèi)安置搬遷工業(yè).居住區(qū)和工業(yè)區(qū)的合理化布局是寬城區(qū)亟待解決的問題.

3.4留足城市開放空間

城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃是總體規(guī)劃階段的專項規(guī)劃，是在城市總體規(guī)劃的控制約束下權(quán)衡綠地的合理布置，旨在改善城市環(huán)境、調(diào)節(jié)微觀氣候、增加城市的宜居性.城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃是城市系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)管理的基本依據(jù)，是城市總體規(guī)劃的重要組成部分，是總體規(guī)劃的深入及延續(xù).城市綠地具有吸收粉塵、固土、減噪、防風(fēng)等重要功能，此外，城市綠地也被稱為城市微觀生態(tài)的“調(diào)節(jié)器”，具有調(diào)節(jié)局地溫度、濕度及凈化水體的作用，同時具有娛樂休閑及景觀美學(xué)價值，并可為維護城市生態(tài)平衡的多種動物提供棲息地，也是保持城市生物多樣性的重要屏障.

城市濕地系統(tǒng)是陸地與水體的過渡地帶，兼具陸生和水生動植物資源，因而具有高效的生態(tài)效益.此外，還可為工業(yè)、農(nóng)業(yè)等提供生產(chǎn)原料以及作為科學(xué)研究、教育和旅游的基地等，因而具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益.加之其初級生產(chǎn)力的高效性，使得濕地生態(tài)系統(tǒng)在城市建設(shè)中發(fā)揮了巨大作用.位于寬城區(qū)的北湖濕地公園，以“回歸寧靜、親近自然、關(guān)愛濕地”作為規(guī)劃建設(shè)的總體理念，具有強大的生態(tài)凈化作用，要給予充分的保護和恢復(fù).

寬城區(qū)有一些散布的綠地和公園以及現(xiàn)存的歷史文化保護區(qū)和古典園林，但城市公共開放空間和人均綠地的指標(biāo)還很低.良好的生態(tài)環(huán)境是資源，是財富，更是競爭力，寬城區(qū)應(yīng)該把生態(tài)建設(shè)放在與項目建設(shè)同等重要的位置.寬城區(qū)內(nèi)的紅旗水庫、伊通河、新月水庫、宋家明溝等都是很好的環(huán)境資源，應(yīng)當(dāng)做好開發(fā)和保護工作，落實寬城區(qū)政府提出的建設(shè)“一帶一廊六園”的生態(tài)工程.

4 結(jié)論

考慮到土地利用空間變化的時間和空間特性，本文采取了GIS的研究方法，對吉林省長春市寬城區(qū)的土地利用變化進行了均質(zhì)度分析.這種方法能夠比較直觀地呈現(xiàn)出土地變化的主要類型和變化類型的分布狀況，為寬城區(qū)未來土地利用管理提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ).

本文的研究結(jié)果表明：在經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，長春市寬城區(qū)用地均質(zhì)度的變化呈現(xiàn)先慢后快、先近城區(qū)后遠城區(qū)逐漸呈變的特點.均質(zhì)度南北兩側(cè)變化小，中部變化大，兩翼變化居中.經(jīng)濟轉(zhuǎn)型期，寬城區(qū)相對關(guān)注南部核心區(qū)的建設(shè)，建設(shè)用地內(nèi)部原有的工業(yè)用地雖小，但也發(fā)生轉(zhuǎn)移，體現(xiàn)了以建設(shè)用地為主、均質(zhì)化變高的特點.在寬城區(qū)南部及北部之間的廣大地帶，土地利用類型的轉(zhuǎn)型變化較大，土地的均質(zhì)度變化也較大；而在東西兩翼和北部，目前的用地以農(nóng)業(yè)用地為主，均質(zhì)度變化相對較小.

為加強用地管理，規(guī)范寬城區(qū)未來土地的用地方向，針對均質(zhì)度變化不同的區(qū)域提出了不同的管理建議.針對目前存在的問題，提出了采用集約的土地開發(fā)模式、打造疏密有致的城市空間和有機協(xié)調(diào)各功能性用地的建議，并且要留足城市發(fā)展的空間.

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Management strategies of land－use space change—Take Kuancheng District，Changchun City，Jilin Province for instance

WANG Ming－h(huán)ui1，LIU Hui－qing2，JIANG Xi－dong2

（1.Land Affair Center of Jilin Province，Changchun 130042，China；2.School of Geographical Science，Northeast Normal University，Changchun 130024，China）

The article takes Kuancheng District，Changchun City，Jilin Province for example，talking about the natural conditions and current land－use space change of Kuancheng District，putting homogeneity changes as the research methods of land－use space change，using GIS technology to make gridded map of land－use space change and establish the homogeneous geographical grid network.Explore the relationship between changes in land homogeneous degree and in land use types，and concluded that in the transition of economic development，the change of homogeneity of Changchun rendered high speed after low speed and the range from next to the city to far away from the city.Propose management strategies of land－use space change pointed at the current problems of Kuancheng District.Put forward management countermeasures following：establishing intensive land development pattern，creating the density of city space，coordinating various functional organically and retaining the city’s open space management.It has important guiding significance for rational land use in Kuancheng District.

land use；space change；homogeneity；management strategies

F 293.2 ［學(xué)科代碼］ 790·4720 ［

］ A

（責(zé)任編輯：方林）

1000－1832（2015）01－0147－05

10.16163／j.cnki.22－1123／n.2015.01.027

2014－06－20

國家自然科學(xué)基金資助項目（41171072，31200419，31200407）；吉林省科技發(fā)展計劃項目（20130101109JC）；教育部博

士點專項基金資助項目（20120043110014）.

王明慧（1987—），女，碩士，助理工程師，主要從事土地利用規(guī)劃研究；通訊作者：姜錫東（1963—），男，教授，主要從事土地資源管理與城市管理研究.