■ 王 濤/李 君/陳長瑤,3/王若菲/張烈琴

（1.云南師范大學旅游與地理科學學院，昆明 650500；2.云南師范大學經濟與管理學院，昆明 650500；3.云南師范大學泛亞商學院，昆明 650092）

0 引言

城市是經濟地域系統(tǒng)的一部分[1]，城市空間結構合理與否決定了城市生產效率與城市發(fā)展的趨勢[2]，而城市用地空間擴張已成為我國土地利用的主要特征之一[3]。在該研究領域中，城市用地擴張與地區(qū)經濟發(fā)展關系研究已成為學者所關注的焦點[4-5]。Wu[6]認為城市邊緣區(qū)擴張是經濟發(fā)展同環(huán)境多樣化共同響應的結果；楊艷昭等[7]和周艷等[8]通過構建城市用地擴張與人口增長耦合協(xié)調模型解釋人口增長與城市用地擴張呈正相關關系；白忠菊[9]在城市化過程中分析得出政府宏觀政策是影響土地供應和房價波動的必要因素；王勝藍等[10]通過對重慶市土地利用碳排放與經濟增長的脫鉤分析，揭示了土地利用碳排放與經濟增長保持同步增長的趨勢。總之，城市用地擴張是環(huán)境響應、經濟發(fā)展和政策調控等因素作用下協(xié)同驅動的結果[11-12]。主要表現在兩個方面：一是在經濟發(fā)展、城鎮(zhèn)化發(fā)展和國家政策驅動下探究城市用地擴張的強度、貢獻率和驅動作用[13-15]；二是揭示“經濟—社會—環(huán)境”與城市用地擴張系統(tǒng)的穩(wěn)定性和協(xié)調性[16-17]。隨著城市化的加速推進，經濟發(fā)展高度依賴城市用地擴張，城市用地擴張對經濟發(fā)展的貢獻率和響應強度逐漸降低[18]，人地矛盾關系日趨緊張，因此單研究城市用地擴張與經濟增長之間的關系已不能適應現代社會對土地集約化和可持續(xù)化發(fā)展的要求。國內已有學者對這一領域的城市用地擴展[19]、擴張模式[18,20]等進行了相關研究，但對城市用地與經濟發(fā)展的關系、狀態(tài)、強度之間的研究還相對較少。基于此，本文引入脫鉤分析方法，以城市用地擴張和經濟發(fā)展的時空演變?yōu)榛A，對不同階段的脫鉤狀態(tài)、強度進行研究，探討城市用地擴張與經濟發(fā)展的關系，旨在為城市可持續(xù)發(fā)展提供科學依據。

1 研究方法與模型構建

1.1 基于變化量的脫鉤理論

脫鉤（Decoupling，又稱解耦）最早源于物理學[21]，經濟合作與發(fā)展組織（OECD）于2002年率先提出“脫鉤”概念，將其定義為經濟增長與環(huán)境沖擊耦合關系的破裂，并把脫鉤分為絕對脫鉤和相對脫鉤[22]。其中，絕對脫鉤是指在經濟發(fā)展的同時與之相關的環(huán)境變量保持穩(wěn)定或下降的現象，相對脫鉤則定義為經濟增長率和環(huán)境變量的變化率都為正值，但環(huán)境變化量的變化率小于經濟增長率的情形[23]。

1.2 基于改進的IPAT方程的脫鉤模型分析

IPAT模型 是20世紀70年代美國生態(tài)學家康默納和埃里奇提出來的，用來解釋環(huán)境沖擊（Impact，I）、人口變化（Population，P）、財富變動（Affluence，A）和技術進步（Technology，T）之間的互動關系[24]，其表達式為：

式（1）中： GDP/P定義為財富（A），I/GDP定義為技術（T）。根據IPAT方程，構建含有建設用地面積與經濟發(fā)展水平的目標變量方程：

式（2）中，L為城市用地面積，P為城鎮(zhèn)人口數量，E為國內生產總值GDP。設A=E/P表示人均GDP，T=L/E表示單位GDP占地率，與IPAT模型中的“技術”含義相同即城市土地利用技術，可將（2）式簡化為：L=E×T

由于IPAT方程脫鉤模型存在臨界值，因此可實現經濟增長和資源消耗脫鉤的定量分析，但存在脫鉤狀態(tài)劃分較為模糊和精度不高等弱點，無法準確劃分經濟增長與資源消耗之間的脫鉤狀態(tài)和偏離程度[25]。因此，選取Tapio彈性系數計算城市用地擴張與經濟增長的脫鉤彈性系數β，參照韓莉[26-27]的改進方法，具體公式為：

式（3）中，l，e，t表示L,E,T的年均變化率，基期L0、E0和n期Ln、En。

將公式（3）改寫成I=β·e，帶入公式（4），得到改進后的IPAT脫鉤臨界值：

根據Tapio脫鉤模型，把β=0.8和β=1.2分別代入公式（5）中，得到明確的脫鉤狀態(tài)類型和脫鉤狀態(tài)指示經濟意義（表1）。

1.3 環(huán)滇池城市用地擴張綜合指數

城市用地綜合擴張不僅是在時空上的綜合反映，也是資源—環(huán)境—社會經濟共同作用的結果。基于環(huán)滇池各縣（市/區(qū)）2005—2015年建成區(qū)面積，測算城市用地綜合擴張指數（UL綜）以及其構成指標擴張速度（UL1）、擴張結構（UL2）和擴張強度（UL3），計算公式為：

其中：

式（7）中S0和St分別為環(huán)滇池期初和期末城市用地面積，P0和Pt分別為研究區(qū)期初和期末城市用地占土地總面積的比例，H為環(huán)滇池土地總面積（除去滇池水域面積），t為研究時間段。

表1 脫鉤狀態(tài)衡量標準及經濟意義

2 研究對象選擇與數據來源

環(huán)滇池地區(qū)地處高原湖泊平壩區(qū)，區(qū)域環(huán)境特殊，是云南省社會經濟和城市發(fā)展最集中、最具活力的地區(qū)，也是云南省具有高原湖泊生態(tài)脆弱區(qū)、歷史文化多元融合區(qū)、城市經濟發(fā)展活躍區(qū)等多重特征的典型區(qū)域，是湖泊生態(tài)環(huán)境脆弱性與城市發(fā)展快速化不協(xié)調的典型區(qū)域，在全國具有鮮明的區(qū)域特征。

本文所選取的區(qū)域范圍涉及環(huán)滇池8個縣（市/區(qū)），包括嵩明縣、官渡區(qū)、西山區(qū)、五華區(qū)、盤龍區(qū)、安寧市、呈貢區(qū)和晉寧區(qū)，時間跨度為2005—2015年。城市用地面積、人口數量、城鎮(zhèn)化率和第二三產業(yè)GDP來源于各縣（市/區(qū)）統(tǒng)計年鑒和土地信息政府工作報告。為剔除通貨膨脹的影響，運用平減指數法將各年現價GDP折算為1978年可比價，平減指數來源于前瞻數據庫。由于城市用地對第二三產業(yè)經濟增長的貢獻率具有明顯的滯后性，本文借用前人經驗，將第二三產業(yè)滯后期設定為2年，即城市建設用地選用2003—2013年的數據，第二三產業(yè)GDP選用2005—2015年數據，為方便分析，研究年份統(tǒng)一為2005—2015年。

3 環(huán)滇池城市用地擴張?zhí)卣鞣治?/h2>

以2005—2015年環(huán)滇池8個縣（市/區(qū)）建成區(qū)的面積為基礎，測算城市擴張綜合指數（UL綜）、擴張速度（UL1）、擴張結構（UL2）和擴張強度（UL3），城市擴張綜合指數越大表明城市擴張的速度、強度越大，結構越趨向合理化。根據環(huán)滇池不同區(qū)域城市用地綜合擴張指數，借助GIS空間平臺，采用最佳自然間斷法將環(huán)滇池8個縣（市/區(qū)）劃分為高速擴張型、快速擴張型、低速擴張型和緩慢擴張型四種類型。

3.1 2005—2010年環(huán)滇池城市用地擴張?zhí)卣?/h3>

2005—2010年環(huán)滇池地區(qū)城市用地規(guī)模不斷擴大，與經濟增長的聯系逐漸增強，該區(qū)建成區(qū)面積由250.55km2增加到278.26km2，增長率為11.06%（表2）。空間分布上，城市用地擴張綜合指數各區(qū)差異明顯，最高值在滇池北部與南部，呈現南北對稱的快速擴張型，而西部安寧市和西北部西山區(qū)、五華區(qū)、盤龍區(qū)城市用地呈現緩慢擴張型，東部呈貢區(qū)為低速擴張型。擴張速度上，晉寧區(qū)和安寧市城市擴張速度較快，盤龍區(qū)和西山區(qū)由于受地形限制，城市擴張速度最低，其他區(qū)域擴張較為平穩(wěn)。擴張結構上，城市用地擴張強度普遍較低，官渡區(qū)與西山區(qū)呈現最高值與最低值，呈貢區(qū)、晉寧區(qū)和嵩明縣次之，五華區(qū)、盤龍區(qū)和西山區(qū)城市擴張結構指數最低，城市擴張結構有待強化。

3.2 2010—2015年環(huán)滇池城市用地擴張?zhí)卣?/h3>

伴隨經濟高速發(fā)展，環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張的速度、結構和強度進一步提升，建成區(qū)面積由2010年的278.26km2擴大到2015年的349.81km2，增長率為25.71%，相較于2005—2010年提升約15個百分點（表3）?？臻g分布上，城市用地擴張綜合指數提高，最高值在呈貢區(qū)和安寧市，呈現東西區(qū)域對稱分布的高速擴張型，西山區(qū)和盤龍區(qū)擴張綜合指數變化不大，其他地區(qū)綜合擴張指數有所提高，擴張指數相對均衡。擴張速度上，城市用地擴張的速度整體提升，但最高值晉寧區(qū)的增長速度在降低，盤龍區(qū)擴張速度最低，其他6個地區(qū)穩(wěn)步提升。擴張結構上，呈貢區(qū)和官渡區(qū)擴張結構指數最高，盤龍區(qū)、嵩明縣和西山區(qū)結構指數最低，五華區(qū)、安寧市和晉寧區(qū)結構指數屬于中等，城市用地擴張結構進一步優(yōu)化（圖1）。

圖1 2005—2015年環(huán)滇池城市用地擴張速度的空間格局

表2 2005—2010年環(huán)滇池城市用地擴張指標計算結果及類型

表3 2010—2015年環(huán)滇池城市用地擴張指標計算結果及類型

由上述分析可知，2005—2015年環(huán)滇池8個縣（市/區(qū)）綜合擴張強度相對平穩(wěn)，城市擴張以主城為圓心向四周擴散，呈現出以滇池為中心，主城昆明、東城呈貢新區(qū)、南城晉城和西城昆陽新城 “一湖四片”的擴張模式。隨時間演進，城市空間形態(tài)呈現以主城昆明為核心，安寧、呈貢、晉寧、嵩明等地為多核心的“一中心多核心”的發(fā)展態(tài)勢，城市擴張的差距縮小，主城區(qū)擴張出現飽和狀態(tài)，城市用地向著均衡擴張的態(tài)勢演進（圖2）。

圖2 環(huán)滇池地區(qū)一湖四片、一極多核城市空間分布

4 環(huán)滇池地區(qū)城市經濟發(fā)展特征分析

以常住人口城鎮(zhèn)化率、第二三產業(yè)GDP（非農GDP）和人均GDP作為衡量城市用地擴張速度、強度、狀態(tài)和變化趨勢的指標，從經濟要素的變動反映城市用地擴張的時空特征。

4.1 城市人口變動的時空特征

城鎮(zhèn)人口是衡量城鎮(zhèn)化率的重要指標之一，城鎮(zhèn)人口的變動反映城市經濟發(fā)展的伸縮性。為了解環(huán)滇池地區(qū)城鎮(zhèn)化的特征，收集研究區(qū)2005—2015年常住人口和城鎮(zhèn)人口資料，核算城鎮(zhèn)化率，分析結果見圖3。2005—2015環(huán)滇池地區(qū)整體城鎮(zhèn)化速度加快，北部五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)和西山區(qū)城鎮(zhèn)化率均在97%以上，差距較小，逐步趨向均衡化。隨著經濟的發(fā)展，南部呈貢區(qū)、西部安寧市由于距離主城區(qū)相對較遠，經濟牽引力較弱，導致城鎮(zhèn)化水平較低，但隨著經濟發(fā)展、自然和社會環(huán)境的改善，該區(qū)將成為城鎮(zhèn)化率增長潛力較大的區(qū)域。

圖3 環(huán)滇池各縣（市/區(qū)）2005—2015年城鎮(zhèn)化水平演變趨勢

4.2 非農GDP變動的時空特征

非農GDP是度量地區(qū)生產力發(fā)展的重要指標，本文收集了2005—2015年環(huán)滇池8個縣（市/區(qū)）第二、三產業(yè)GDP數據，為真實反映環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與經濟發(fā)展的聯系，運用平減指數去除通貨膨脹的影響，平減后的非農GDP變化特征如圖4所示。2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)非農GDP穩(wěn)步增長，集中在五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)和西山區(qū)，城市生產功能分區(qū)逐步明顯，非農GDP由主城區(qū)向北、向南逐漸減少，主城區(qū)與其他地區(qū)非農GDP差距逐步拉大，城市“兩極分化”嚴重，城市問題更加突出。

4.3 人均GDP變動的時空特征

人均GDP能夠直觀反映人民生活水平的高低，是人民生活水平的物質基礎。本文選用2005—2015年環(huán)滇池8個縣（市/區(qū)）的人均GDP進行分析，人均GDP變化特征見圖5。2005—2010年環(huán)滇池地區(qū)人均GDP各區(qū)在波動上升，五華區(qū)和官渡區(qū)人均GDP最高，安寧市次之，但這三區(qū)增速相對緩慢；南北兩端的晉寧區(qū)和嵩明縣人均GDP最低，但是增速最高。2010—2015年環(huán)滇池地區(qū)人均GDP持續(xù)增長，五華區(qū)、官渡區(qū)和嵩明縣人均GDP最高，最低仍是南北兩端的晉寧區(qū)和嵩明縣，但增速最高，其他3市、區(qū)人均GDP逐漸拉開，差距顯著。

圖4 環(huán)滇池各縣（市/區(qū)）2005—2015年非農GDP演變趨勢

圖5 環(huán)滇池各縣（市/區(qū)）2005—2015年人均GDP演變趨勢

5 城市用地擴張與經濟發(fā)展脫鉤分析

構建基于上文1.2改進的IPAT模型，建立城市用地、人口城鎮(zhèn)化率、非農GDP和人均GDP四個變量在內的核算方程，對環(huán)滇池城市用地擴張時空演變規(guī)律和經濟發(fā)展的相互關系進行脫鉤分析。

5.1 城市用地擴張與人口城鎮(zhèn)化脫鉤特征

運用改進的IPAT模型對2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與人口城鎮(zhèn)化率進行計算，劃分脫鉤狀態(tài)，從而揭示城市用地擴張與城鎮(zhèn)化之間存在的聯系，分析結果見表4和圖6。

2005—2010年，環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張增速與人口城鎮(zhèn)化率的變動總體上呈現弱脫鉤的狀態(tài)，人口城鎮(zhèn)化率均為正值，表明城鎮(zhèn)化增速大于城市用地擴張的速度。五華區(qū)城鎮(zhèn)化率為負值，強復脫鉤狀態(tài)明顯，表明城鎮(zhèn)化率和城市用地同時縮減，城市用地擴張與城鎮(zhèn)化率表現為理想的狀態(tài)?？臻g分布上呈現4種類型：弱脫鉤區(qū)在西部安寧市和西北部盤龍區(qū)、官渡區(qū)與東部呈貢區(qū)，占環(huán)滇池地區(qū)總面積的50%；擴張性耦合區(qū)位于西北部西山區(qū)和西南部晉寧區(qū)，呈現對稱性分布；擴張性復脫鉤區(qū)位于最北部嵩明縣；強復脫鉤區(qū)位于經濟較為發(fā)達的五華區(qū)。2010—2015年，環(huán)滇池地區(qū)整體上處于擴張性復脫鉤的狀態(tài)，人口城鎮(zhèn)化與人口城鎮(zhèn)化占地年均變化率均為正值，城鎮(zhèn)化與城市用地增速保持同步，但城鎮(zhèn)化增長小于城市用地增幅。該區(qū)主要以擴張性復脫鉤為主，包括五華區(qū)、官渡區(qū)、晉寧區(qū)、安寧市和嵩明縣5個地區(qū)，占到總體的62.5%，而滇池周邊的盤龍區(qū)、西山區(qū)和呈貢區(qū)屬于弱脫鉤狀態(tài)，城鎮(zhèn)化增長速度大于城市用地增長的速度。

從兩階段對比看，環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張的增速和城鎮(zhèn)化率總體上由弱脫鉤轉變?yōu)閿U張復脫鉤的狀態(tài)，表明該區(qū)城市用地擴張與城鎮(zhèn)化率的關系日趨強化。另外城市用地合理擴張依賴于人口城鎮(zhèn)化率的協(xié)調，隨著經濟的發(fā)展，城市用地擴張與人口城鎮(zhèn)化的協(xié)調性逐步強化。

5.2 城市用地擴張與非農GDP脫鉤特征

通過對環(huán)滇池地區(qū)2005—2015年第二、三產業(yè)非農GDP進行脫鉤計算，劃分脫鉤狀態(tài)，從而揭示城市用地擴張與非農GDP之間存在的聯系，分析結果見表5和圖7。

2005—2010年，環(huán)滇池地區(qū)總體上呈現弱脫鉤狀態(tài)，非農GDP變化率均為正值，單位占地變化率為負值，此時非農GDP增速大于城市用地增速。空間分布上來看，弱脫鉤均勻分布于滇池周邊，弱脫鉤強度由主城向四周逐漸減弱，反映非農GDP與經濟發(fā)展和城市用地擴張的速度成正比關系。擴張性耦合和擴張性復脫鉤分布于滇池的最南端晉寧區(qū)和最北端嵩明縣，呈現對稱分布，非農GDP與城市用地關聯性隨時間逐漸加強。2010—2015年，環(huán)滇池地區(qū)整體仍表現為弱脫鉤狀態(tài)，非農GDP變化率均為正值，非農GDP單位占地變化率全部為負值，經濟和城市用地不斷發(fā)展，但非農GDP增速大于城市用地增速。該階段空間分布差異逐漸縮小，位于最南端晉寧區(qū)屬于擴張性耦合的狀態(tài)，非農GDP與城市用地增長的速度呈現出同步的態(tài)勢；其他地區(qū)則屬于弱脫鉤狀態(tài)，分布相對均衡，但由于地區(qū)間非農GDP的總值有所差距，脫鉤的強弱也有差異。

表4 2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與人口城鎮(zhèn)化脫鉤特征

圖6 2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與人口城鎮(zhèn)化脫鉤特征

結合兩個時間段分析，環(huán)滇池地區(qū)整體上向著弱脫鉤態(tài)勢發(fā)展，非農GDP增長的速度始終大于城市用地擴張的速度，第二、三產業(yè)對城市擴張的影響作用較為明顯。弱脫鉤由主城區(qū)向四周蔓延，分布出現集中連片的格局，但最北的嵩明縣和最南的晉寧區(qū)脫鉤的強度相對較小。

5.3 城市用地擴張與人均GDP脫鉤特征

通過對環(huán)滇池地區(qū)2005—2015年人均GDP進行脫鉤測算，劃分脫鉤狀態(tài)，從而解釋城市用地擴張與人均GDP之間的聯系，分析結果見表6和圖8。

2005—2010年，環(huán)滇池地區(qū)整體上表現為弱脫鉤狀態(tài)，人均GDP變化率均為正值，單位占地變化率整體上為負值，人均GDP增速大于城市用地擴張的速度?？臻g上看，最北端嵩明縣為擴張性耦合，表明人均GDP增值同城市用地擴張速度保持同步。其他地區(qū)則屬于弱脫鉤狀態(tài)，且分布均勻，但是脫鉤強度仍有一定差距。2010—2015年，環(huán)滇池地區(qū)整體脫鉤狀態(tài)仍為弱脫鉤，城市用地擴張速度小于人均GDP的增速，表明人均GDP增長對城市用地擴張的貢獻率逐漸增強。從空間局部上來看，晉寧區(qū)由弱脫鉤轉變?yōu)閿U張性耦合，人均GDP增速同城市用地擴張增速保持同步的趨勢，其他各區(qū)為弱脫鉤狀態(tài)，分布較為均勻；北部地區(qū)全部為弱脫鉤狀態(tài)，人均GDP增速大于城市用地擴張速度，各區(qū)人均GDP差距正在逐步縮小。

表5 2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與非農GDP脫鉤特征

圖7 2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與非農GDP脫鉤特征

總之，北部嵩明縣和南部晉寧區(qū)在兩個時間段弱脫鉤與擴張性耦合脫鉤狀態(tài)相互轉化，表明該地區(qū)城市用地擴張對人均GDP的依賴程度逐漸增強，城市用地擴張速度在加快。其他地區(qū)仍然屬于弱脫鉤狀態(tài)，人均GDP增速大于城市用地增速，城市用地逐漸擴大，但區(qū)域間脫鉤的強度也存在差別。

6 結論與討論

6.1 結論

(1)2005—2015年，環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張綜合強度不斷增強。各縣（市、區(qū)）城市用地擴張差異逐漸縮小，主城區(qū)城市用地擴張趨于飽和狀態(tài)，由北部主城向南 “一湖四片”，朝著以主城昆明為核心與安寧、呈貢、晉寧、嵩明等地為多核心的“一中心多核心”擴張模式發(fā)展，逆城市化現象明顯。

表6 2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與人均GDP脫鉤特征

圖8 2005—2015年環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與人均GDP脫鉤特征

(2)2005—2015年，環(huán)滇池地區(qū)城鎮(zhèn)化率持續(xù)加快，北部主城拉動四周衛(wèi)星城穩(wěn)步前進，區(qū)域差距逐漸縮小；第二、三產業(yè)GDP增速逐步提升，城市功能分區(qū)明顯，非農GDP由主城區(qū)向北、向南差距逐漸拉大，城市“兩極分化”明顯；人均GDP各縣（市、區(qū)）在波動上升，但差距一直明顯。

(3)2005—2015年，環(huán)滇池地區(qū)城市用地擴張與經濟發(fā)展整體上表現為弱脫鉤狀態(tài)，經濟增長速度大于城市用地擴張的速度。由于城鎮(zhèn)化率、非農GDP和人均GDP快速增長，使得各縣（市、區(qū)）單位城鎮(zhèn)化、單位非農GDP和單位人均GDP占地率在不斷地減少，因此在促進經濟發(fā)展的同時提高土地利用的效率對于實現脫鉤增長的理想狀態(tài)具有重要意義。

6.2 討論

(1)環(huán)滇池地區(qū)作為云南省經濟、文化和政治中心，又是面向南亞、東南亞的中心輻射區(qū)，是建設“一帶一路”的前沿陣地，戰(zhàn)略位置十分重要。城市用地擴張反映其經濟發(fā)展，經濟發(fā)展又反過來推動城市用地擴張。通過對環(huán)滇池地區(qū)不同階段城市用地與經濟發(fā)展的關系、狀態(tài)、強度脫鉤分析，厘清城市用地擴張時空演變特征及影響因素，從而透過經濟發(fā)展來科學規(guī)劃環(huán)滇池地區(qū)城市用地空間功能分區(qū)已成為當務之急。

(2)在分析經濟因素對城市用地擴張影響時，受到理論及技術水平的限制，本文只考慮了人口城鎮(zhèn)化率、非農GDP和人均GDP，對脫鉤分析方法在未來研究中的應用有待進一步完善，綜合考慮城市用地擴張與“資源—環(huán)境—社會”系統(tǒng)的響應關系將成為未來研究的重點。