基于耦合協調度模型的河南省建設用地雙控研究

劉俊陽，趙華甫，2

（1.中國地質大學 土地科學技術學院，北京 100083；2.自然資源部土地整治重點實驗室，北京 100035）

自改革開放以來，中國工業化、城鎮化水平快速提升，經濟發展取得了舉世矚目的重大成就[1-2]。土地作為人類社會經濟活動的重要載體，隨著社會經濟的快速發展，我國建設用地面積迅速增加。根據《中國國土資源統計年鑒》數據顯示，在2000—2017年期間我國建設用地面積增加了約978.89×104hm2?，F有的一些研究表明新增建設用地侵占的主要是耕地及其他自然、半自然用地[3-5]，農業和生態空間受到嚴重擠壓，城鎮、農業、生態空間矛盾加劇，資源環境趨向惡化。與此同時，“攤大餅”式的建設用地擴張模式，導致區域土地開發利用失衡，盲目擴大建設用地規模而忽視了利用強度的提升，土地粗放利用和浪費問題凸顯。因此，統籌建設用地總量和強度，實施建設用地雙控，推動二者穩步協調有序發展，是實現優化國土空間開發格局的重要舉措，也是生態文明建設背景下轉變土地利用方式，推動擴張式發展轉向內涵式發展，實現高質量可持續發展的必然選擇。

在頒布的多部政策文件中如《國務院關于深化改革嚴格土地管理的決定》中提出要對建設用地總量進行管控，嚴控增量，盤活存量，強化節約利用土地?！豆澕s集約利用土地規定》《國土資源“十三五”規劃綱要》及“中央城市工作會議”提出不僅要嚴控建設用地規模，更要對建設用地的利用強度進行管控?！吨泄仓醒?、國務院關于加強耕地保護和改進占補平衡的意見》中提出要實行建設用地總量和強度雙控，提高土地節約集約利用水平，以更少的土地投入支撐經濟社會可持續發展。當前，建設用地的相關問題一直是學術界的研究熱點，國內外學者從建設用地規模與經濟發展關系[6-8]、建設用地擴張因素與驅動機制[9-10]、建設用地規模預測與合理配置[11-12]、建設用地強度測算與評價[13-14]以及建設用地管控[15-18]等方面開展了諸多探討，在理論、方法等層面推動了研究進展，為后續研究奠定了基礎。但關于建設用地總量與強度雙控的研究還較少，且缺乏建設用地雙控的技術方法支撐。

河南省是中國重要的糧食生產大省，同時也是人口和經濟大省。作為中部崛起以及黃河流域生態保護和高質量發展的重點地區，河南省經濟發展起步較晚，經濟基礎相對薄弱。隨著工業化、城鎮化的快速發展，耕地保護、生態紅線和城鄉建設的矛盾加劇，資源環境緊約束問題正日益凸顯。亟待完善土地利用策略，助推土地利用高質量發展。

鑒于此，本研究以河南省為例，構建建設用地總量與強度評價指標體系，在定量化評價建設用地總量與強度的基礎上，運用耦合協調度模型度量建設用地總量與強度的耦合協調特征及時空變化，并據此劃分建設用地雙控分區，提出區域差異化的建設用地雙控策略，以期為建設用地雙控政策的制定和后續研究提供參考，為河南省及中西部地區合理開發利用建設用地和優化國土空間格局提供理論支持和實踐支撐。

一 研究區概況與數據來源

（一）研究區概況

河南省位于我國中部，屬于黃河中下游地區，是我國重要的人口、農業和經濟大省。河南省的地形呈西高東低之勢，省內北部、西部和南部環圍著太行山、伏牛山、桐柏山和大別山，主要是山地和丘陵地區，為河南的主要生態屏障；東部為遼闊的黃淮海平原，是全國重要的糧食和畜產品生產基地。作為華夏文明的起源地，河南省歷史悠久，是全國重要的農業大省和糧食主產區。河南省也是全國重要的交通樞紐，承東啟西、通南貫北，形成了以京廣、隴海、京九、焦柳、寧西等鐵路動脈為主的鐵路交通網，在國家交通網中占據無以替代的重要戰略地位。隨著社會經濟的發展，河南省的城鎮化水平與工業化水平不斷提升，資源環境緊約束下的社會可持續發展與建設用地的節約集約利用日益受到重視。

（二）數據來源

本研究以河南省的18個地市作為評價單元，研究數據包括土地調查數據、社會經濟統計數據和空間矢量數據。其中土地調查數據主要來源于土地調查成果共享應用服務平臺、《中國國土資源統計年鑒》；社會經濟統計數據來源于《河南省統計年鑒》；行政區劃空間矢量數據來源于國家基礎地理信息中心。根據《城鄉用地分類與規劃建設用地標準》（GB 50137）和《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2017）計算得到河南省及各地市的建設用地總量。隨時間變遷，河南省省內的地方行政區劃稍有調整，為保持統計數據的連續性和可比性，將市轄區、省轄縣納入原上一級行政單位內進行統計。

二 研究思路與方法

（一）研究思路

土地是人類最基本的生產資料和生存條件，是各種社會經濟活動的承載物[19]。與發達國家相比，我國的城鎮化水平還有上升空間，社會經濟發展還需要一定土地要素的投入[20]。人多地少的國情決定我國必須實行最節約集約的用地制度，土地節約集約利用是生態文明建設的根本之策，也是新型城鎮化的戰略選擇。建設用地總量和強度作為建設用地利用的兩個重要方面，二者的協調、有序、平衡是建設用地集約高效利用的保證。因此，本研究從建設用地總量和強度切入（圖1），引入建設用地總量合理衡量標準，根據建設用地強度的內涵，從多個層面選取評價指標，構建強度評價指標體系。并在定量化表征建設用地總量與強度的基礎上，運用耦合協調度模型，分析建設用地總量與強度的耦合協調特征及時空變化，據此劃分建設用地管控分區，提出分類管控策略，促進建設用地總量和強度的協調、有序、平衡發展，從而優化國土空間開發格局，以實現高質量可持續發展。

圖1 研究思路框架

（二）研究方法

1. 建設用地總量評價

《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2017）將建設用地定義為建造建筑物、構筑物的土地，包括商業、工礦、倉儲、公用設施、公共建筑、住宅、交通、水利設施、特殊用地等。因人口分布、經濟發展、自然地理等因素的影響，建設用地規模在地域空間上存在著差異性。建設用地總量是各地區建設用地規模的直接體現，但難以直接進行橫向的比較。因此，借鑒土地利用總體規劃中將人均城鎮工礦用地面積作為約束性調控指標的思路，采用人均建設用地面積來評價各地區建設用地總量。公式如下：

式中：Zi為i市的人均建設用地面積；Si為i市建設用地總量；Pi為i市常住人口數量。

2. 建設用地強度評價

建設用地強度是特定區域在一定發展階段和資源稟賦下的建設用地利用的直接表現，是對區域內建設用地開發程度以及對人口、社會經濟活動承載強度的綜合反映[21-23]?；诂F有研究，可以明晰建設用地利用強度的三層內涵。一是建設用地開發的強度，即建設用地面積在土地總面積中的比重。建設用地開發的面積越大，占土地總面積的比重越高，建設用地的開發強度也就越大。二是建設用地利用的強度，單位建設用地投入產出水平和集約化利用程度越高，利用效率越高，利用強度也就越大。三是建設用地對社會經濟活動承載的強度。建設用地利用的過程中對自然與環境造成的壓力的大小也反映著建設用地的利用強度，對資源與環境產生的壓力越大，承載強度也就越高?；诖?，結合以上的內涵分析以及數據的可獲取性，選取開發強度、利用強度、承載強度3個內涵層面共計11項評價指標，構建評價指標體系（表1）。使用正向標準化方法對數據進行歸一化處理，消除量綱影響，基于均方差決策法確定各評價指標的權重[24]，最后采用加權求和法求算各地市的建設用地強度綜合分值。

表1 建設用地強度評價指標體系

3. 耦合協調度模型

耦合協調的概念來源于物理學，是指多個系統或要素在自身和外界的各種影響下產生的相互作用和彼此影響[25-26]。多個要素或系統之間一種良性的相互關聯，是相互之間保持的和諧一致、良性循環、配備得當的關系。耦合協調度模型則是用于分析度量兩個及以上系統或要素的相互影響程度和系統之間彼此作用關系的方法，已經應用在多個領域和學科中[24，27-28]。本研究運用耦合協調度模型來衡量建設用地總量與強度間的關系，分析建設用地總量與強度的耦合協調特征。具體公式如下：

式中：f(x)、g(x)分別表示建設用地的總量和強度；C、T、D分別為耦合度、綜合協調指數和協調度；a和b分別代表建設用地總量和強度的待定權數，此處設定a＝b＝0.5。借鑒現有研究成果[29-30]，將耦合度C分為五種類型，(0，0.3]為嚴重不耦合，(0.3，0.5]為輕度不耦合，(0.5，0.8]時為基本耦合，(0.8，0.9]為中度耦合，(0.9，1]時為高度耦合；將協調度D分為四類，(0，0.3]為重度失調發展階段，(0.3，0.5]為輕度失調發展階段，(0.5，0.8]為過渡協調發展階段，(0.8，1]為協調發展階段。

三 研究結果

（一）建設用地總量與強度

河南省作為中部崛起戰略區的重要省份，近年來發展迅速。2007—2017年間全省建設用地面積增加了近 46.68×104hm2，其中人均建設用地由 232.64 m2增加到了 276.6 m2，全省建設用地總量呈現不斷提升的趨勢。2007—2017年各地市間建設用地規模最大的地市均為南陽市，2017年達到了31.24×104hm2。2007—2017年間，建設用地規模擴張最大的地市為鄭州市，達到了 5.9×104hm2；最少的是濟源市，約 0.6×104hm2。由圖 2 所示，2007—2017 年間人均建設用地占有量最大的地市均為信陽市，2017年人均建設用地占有量高達414.65 m2/人；最小的地市2007年為周口市，2012年、2017年均為漯河市。2007—2017年間增速最快的地市為三門峽市，約4.29%，增速最慢的鄭州市僅為0.05%。2007—2017年間，各地市的人均建設占有量均保持了不同程度的增長，僅有鄭州市出現了接近零增長的現象。

圖2 2007—2017年河南省各地市人均建設用地占有量

建設用地強度方面，近年來隨著中部崛起戰略的實施和中原經濟區建設的實施，河南省建設用地強度不斷提升。2007年、2012年、2017年強度指數分別為0.27、0.33和0.41，強度指數呈逐期增長的態勢。由圖3所示，河南省會鄭州市一枝獨秀，2007—2017年間建設用地強度始終保持在省內最高水平，并遙遙領先于省內其他地市，建設用地強度最小地市均為信陽市。2007—2017年各地市建設用地強度呈現著不同幅度的增長，鄭州市建設用地強度增幅最大，并輻射帶動周邊地市的發展；其次為濟源市和漯河市；安陽市、信陽市和周口市增幅較小。地市間建設用地強度差異明顯，鄭州市建設用地強度提升幅度和速度均高于省內其他地市，省內各地市間發展差距較大。

圖3 2007—2017年河南省各地市建設用地強度

（二）建設用地總量與強度的耦合協調度

1. 耦合度時空變化

2007—2017年間河南省建設用地總量與強度整體保持高水平的耦合，其中2012年耦合度稍有降低，按照類型劃分標準均為高度耦合類型。2007—2017年間，河南省各地市耦合度整體上呈現增長的趨勢，部分地市出現波動變化。如圖4所示，2007年五種類型的耦合度均勻分布。2012年僅有信陽市、駐馬店市和鄭州市處于不耦合水平，其他地市的耦合水平得到不同程度的提升，高度耦合的地市增至7個。值得注意的是，鄭州市、三門峽市、商丘市和濟源市的耦合度有不同幅度的降低，體現了建設用地總量和強度發展不平衡現象的加劇。2017年河南省各地市中耦合狀況進一步優化，18個地市中中高度耦合地市達到了13個，僅有漯河市由基本耦合降低至輕度不耦合。從空間分布來看，河南省耦合度地域分異明顯，豫南地區耦合度較低，豫北地區耦合度較高，呈現出條帶狀分布特征。

圖4 2007—2017年河南省各地市建設用地總量與強度耦合度時空變化

2. 協調度時空變化

2007年、2012年和2017年河南省建設用地協調度分別為0.51、0.59和0.65，協調水平較低。按照協調度劃分標準，2007—2017年間河南省均屬于過渡協調發展階段。如圖5所示，2007年重度失調發展的有4個地市，輕度失調發展的地市占據大多數，過渡協調發展的地市僅有鄭州市和濟源市。2007—2017年間年河南省各地市協調度有了較為明顯的提升，2012年重度失調發展的僅有信陽市，2017年過渡協調發展的地市達到了14個，僅有鄭州市出現了協調度降低的情況。鄭州市依托其政策、基礎設施、地理區位等優勢，經濟發展迅速，且對省域內其他地市的人口保持較高吸引力，建設用地強度提升的同時，建設用地總量保持穩定甚至減少，由此導致建設用地總量與強度協調度的降低。從空間分布看，河南省協調度呈現南北分異的特點，豫南地區建設用地總量和強度失衡，建設用地總量大而建設用地強度較低，協調水平低于豫北地區。從時間序列來看，2007—2017年隨著社會經濟的發展和節約集約相關政策的約束，這一情況得到緩解，協調度得到不同程度的提升。

圖5 2007—2017年河南省各地市建設用地總量與強度的協調度時空變化

四 建設用地雙控分區及管控策略

建設用地總量和強度作為建設用地開發、利用所呈現的兩個重要方面，是社會經濟長期發展過程中形成的結果，適當的建設用地規模和集約高效的開發利用是土地利用協調有序的直觀體現。建設用地總量與強度的不協調，體現了區域建設用地開發利用過程中的無序和失衡，要實現建設用地的雙控，需要對建設用地總量和強度的現狀及特征進行準確地把握，從而制訂相應的管控策略。耦合度可以清晰地描述建設用地總量和強度之間相互作用的程度，但難以反映出協同發展水平，因此本研究選用同一時期建設用地總量與強度的協調度結果，并結合建設用地總量和強度特征劃分建設用地管控分區，具體劃分標準見表2。

表2 建設用地雙控分區劃分

輕度失調強度滯后型地市包括信陽市、駐馬店市和南陽市。該分區類型建設用地總量與強度失衡，建設用地總量較大，而建設用地強度處于較低水平，建設用地節約集約利用提升潛力大。該分區類型的地市，未來應嚴格控制總量，充分挖掘潛存量，優化用地結構，提升建設用地強度。一是要嚴格控制建設用地總量，約束建設用地增量，逐步減少新增建設用地規模。二是應充分利用城鄉建設用地增減掛鉤和耕地占補平衡等政策，積極推動農村閑置宅基地和城鎮低效利用的建設用地的騰退和再開發利用，積極流轉節余指標，以壓縮建設用地總量規模，實現建設用地資源的空間轉移，優化空間開發格局。三是探索將建設用地強度的提升與土地利用年度計劃掛鉤，形成倒逼機制，同時加強要素投入，完善基礎設施和產業配套設施，積極承接東部地區的產業轉移。

輕度失調總量滯后型地市僅有漯河市。該區建設用地總量與強度協調水平低，建設用地強度水平高于建設用地總量。漯河市作為河南省內重要的交通樞紐和現代商貿物流中心，近年來發展迅速，但轄區面積較小且人口眾多，由此導致建設用地相對總量較小，建設用地總量與強度表現出失衡特征。該區未來可適度增加新增建設用地指標，保障本地區的建設用地需求，促進建設用地總量與強度的平衡發展。一是按照“有限指標保重點，一般用地靠挖潛”的思路，重點保障對全國有較大影響的重要工程建設及基礎設施的用地需求。二是合理調整城鄉用地結構和布局，優化城鎮內部用地結構，強化城鎮產業，推進工業項目向開發區和產業集聚區集中，以工業化推動城鎮化，合理利用城市地上空間，推進復合利用，緩解建設用地緊張的問題。

過渡協調強度滯后型地市包括周口市、商丘市、三門峽市和濟源市。該區的建設用地總量與強度耦合協調度處于不協調向協調轉變的過渡階段，建設用地總量和強度耦合度層級相對較高，但建設用地的強度滯后于建設用地總量水平。該區未來要轉變土地利用方式，以助推經濟發展方式的改變，不能再走以增加建設用地規模而推動經濟發展的老路。一是嚴格控制新增建設用地指標，提高新增建設用地供應門檻限制，穩定建設用地規模。二是要嚴格按照國家土地供應要求，滿足建設用地的需求更多的是依靠內涵挖潛和低效建設用地的再開發利用，嚴格土地用途管制。三是要調整產業結構，限制產能落后產業的供地，鼓勵資本密集、技術含量高的高新產業發展，以產業結構調整拉動舊城改造，促進城鎮土地集約利用，以實現區域的可持續發展。

過渡協調總量滯后型是包含地市最多的分區類型。該區是河南中部崛起的重要增長極，也是省內重要的先進制造業基地、能源基地，以及區域性現代服務業中心、科技創新中心，是參與國際國內合作與競爭的主導區域，對其他地區的人口及勞動力的吸引導致建設用地相對總量較低。該區未來應優先安排新增建設用地指標的供給，滿足其快速城市化和工業化的用地需求，使建設用地供應與人口流向相一致。同時也要穩定建設用地的規模，不能盲目擴大建設用地面積，要將節約集約用地放在首位。有序推進區域內存量挖潛，增加建設用地的流量供給，解決用地需求。此外，也要采取措施對建設用地強度進行管控，著重優化產業結構、促進產業轉型升級，降低能源消耗和污染物排放，控制建設用地開發強度，保障生態用地面積，改善人居環境和生態環境質量。

五 結論與討論

（一）結論

（1）近年來河南省工業化、城市化水平快速提升，建設用地面積擴張迅速，2007—2017年間全省建設用地面積增加了近 46.68×104hm2，人均建設用地由 232.64 m2/人增加到了 276.6 m2/人，全省建設用地總量呈現不斷增長的趨勢；2007年、2012年、2017年河南省建設用地強度指數分別為0.27、0.33和0.41，建設用地強度水平不斷提升，省內各地市間建設用地強度發展差距明顯。

（2）耦合協調度模型能夠有效地反映建設用地總量和強度的耦合協調關系，河南省建設用地總量與強度的耦合度較高，協調度水平整體不高，建設用地總量與強度二者之間的協調水平隨著社會經濟的發展不斷提升，部分地市出現波動，省內地區分異明顯。

（3）基于建設用地總量與強度的協調度，結合建設用地總量和強度特征，將河南省劃分四類建設用地雙控分區，提出針對性的分區分類管控策略，有利于優化國土空間格局，實現區域高質量可持續發展。

（二）討論

本研究以人均建設用地作為建設用地總量的評價標準，更加科學地反映了河南省建設用地總量規模，其受到建設用地增速和人口流動變化的雙重影響，經濟因素的驅動使得大量勞動力流向經濟發達、用人需求更大的地區，不同時期間的比較能夠更加直觀地體現建設用地增量與人口變動的情況。河南省作為傳統的農業大省，人口基數大，人口分布密度高，使得部分地區存在人均土地占有量較低的問題。從人均GDP和城市化率等指標來看，河南省經濟發展水平僅達到全國的平均水平，仍屬于中等發展水平省份，建設用地強度整體偏低，建設用地總量和強度的耦合結果具有地區特殊性。我國各地區自然稟賦、地理環境、人口分布及社會經濟發展水平等存在諸多差異，對于建設用地雙控的進一步落實還需要在實踐中進一步完善，以助推土地利用方式的轉變和社會經濟的高質量發展。此外，目前關于建設用地強度的研究缺乏對建設用地強度合理區間和閾值的界定，強度過高會引起大城市病、生態環境惡化、人居質量下降等問題，這些問題仍有待于繼續探究。