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湖南师范大学自然科学学报
JournalofNaturalScienceofHunanNormalUniversity
ISSN2096-5281,CN43-1542/N
《湖南师范大学自然科学学报》网络首发论文
题目:资源枯竭型城市新增工业用地分布特征及影响因素研究——以潜江市为例
作者:汪琪,刘玉亭,魏宗财
网络首发日期:2022-08-25
引用格式:汪琪,刘玉亭,
研究——以潜江市为例[J/OL].湖南师范大学自然科学学报.
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췸싧쫗랢쪱볤ꎺ2022-08-2518:05:00
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湖南师范大学自然科学学报
JournalofNaturalScienceofHunanNormalUniversity
资源枯竭型城市新增工业用地分布特征及影响因素研究
——以潜江市为例
汪琪,刘玉亭*,魏宗财
(华南理工大学建筑学院,亚热带建筑科学国家重点实验室,中国广州,510641)
摘要新增工业用地分布反映了城市的发展方向,而对资源枯竭型城市而言,新增工业用地的分布更体现
了城市的转型发展路径与重心。本文以潜江市为例,分别从总体、不同类型两个层面,运用空间自相关、核密度
估计等方法描述新增工业用地分布特征,采用AutoLogistic模型揭示其影响因素。研究结果表明:新增工业用地
分布总体呈空间集聚态势,不同类型间有所差异,但集聚重心与高新区范围基本重合;总体层面上,新增工业用
地分布受政策制度的强影响,在逐渐突破资源枯竭限制的转型发展思路下,主体资源的影响表现出不显著;类型
层面上,主体资源密集型新增工业用地受接续替代资源的吸引作用明显,其他资源密集型工业用地则受政策制度
强影响并邻近主体资源发展,而劳动密集型则远离矿产资源分布,资本技术密集型受市中心吸引作用最强,服务
配套型受到接续替代资源的吸引。研究成果能为资源枯竭型城市工业布局优化和土地利用管理提供参考。
关键词资源枯竭型城市;新增工业用地;分布特征;工业用地类型;影响因素
中图分类号::A
SpatialDistributionCharacteristicsandInfluencingFactorsofNewly
IncreasedIndustrialLandinResource-exhaustedCity:ACaseStudyof
QianjiangCity
WANGQi,,LIUYu-ting*,WEIZong-cai
(SchoolofArchitecture,TheStateKeyLaboratoryofSub-tropicalBuildingSciences,SouthChinaUniversityofTechnology,
Guangzhou510641,China)
Abstract:
resource-exhaustedcities,
example,fromtheoverallanddifferenttypes,thispaperdescribesthespatialdistributioncharacteristicsofnewlyincreased
industriallandbyusingthemethodsofspatialautocorrelationanalysisandkerneldensityestimation,andrevealsits
-tech
industrialpark;Ontheoveralllevel,thespatialdistributionofnewlyincreasedindustriallandisstronglyaffectedbypolicies,
butunderthetransformationideaofgraduallybreakingthroughthemainresourcedependence,theimpactofmainresourcesis
notsignificant;Onthetypelevel,thenewlyincreasedmainresourceintensiveindustriallandisattractedbythecontinuous
alternativeresources,theotherresourceintensivelandisstronglyaffectedbythepoliciesandsystemsandisadjacenttothe
mainresourcedevelopment,thelabor-intensivelandisfarawayfromthedistributionofmineralresources,thecapitaland
technologyintensivelandismostattractedbythecitycenter,andtheservicesupportinglandisattractedbythecontinuous
usemanagementinresource-exhaustedcities.
Keywords:resource-exhaustedcity;newlyincreasedindustrialland;distributioncharacteristics;typesofindustrialland;
influencingfactors
基金项目:“十三五”国家重点研发计划课题(2018YFD1100802)
*通讯作者:刘玉亭,博士,教授,研究方向:城乡发展与规划、住房建设与社区发展规划、城市更新与城市社会空间分异等,E-mail:******@
:.
湖南师范大学自然科学学报3
资源枯竭型城市曾为我国经济增长做出了重要贡献,但目前呈现出主体资源殆尽、经济结构失衡、生
态破坏严重等问题,如何推动其转型升级、走出发展困境成为现实难题[1]。在经济新常态的背景下,推动
工业经济转型是实现可持续发展的关键,对于依靠资源发展工业而兴的资源枯竭型城市来说更是如此。新
增工业用地在资源枯竭型城市的新增建设用地类型中占主导地位,是工业发展的重要载体,能很好地体现
该类城市的发展路径、空间结构演化和未来发展方向[2]。科学认知资源枯竭型城市新增工业用地分布的特
征、影响因素,对优化工业空间布局,实现工业用地高质量发展及推动资源枯竭型城市转型具有重要意义。
1资源枯竭型城市工业用地演变
资源枯竭型城市是指城市依托其建设的主体资源开发走向枯竭状态的资源型城市[3−4],相关研究主要包括特
征与问题[5]、空间结构[6]、转型与可持续发展[7]等,认为该类城市发展的显著特征是以资源型工业为依托,城市
空间布局与地区资源紧密联系,资源枯竭会导致主导产业退化,最终导致城市发展面临困境,呈现出“多米诺骨
牌效应”[8],因此工业转型、发展替代产业是该类城市实现转型的关键。资源枯竭型城市面临产业结构单一、经
济发展动力不足、失业人口多、生态污染严重等困境[5,9],随着近年来土地利用粗放、空间布局不合理等问题的
暴露[9],如何合理配置土地资源、优化城市空间布局以推动资源枯竭型城市实现转型发展成为研究热点。
工业用地演变的研究主要关注于总体规模、空间布局、产业结构等方面[11−16],认为理清工业用地演变规律
有利于为地区工业用地的优化调控提供指导依据,推动经济、生态、社会的可持续发展。已有研究中,研究区
涵盖全国[11]、城市群(带)[12]、城市[13−14]、乡村[15]等多尺度层面。研究方法日趋丰富,逐渐从单一定性转向与
多元定量相结合;定量分析包括采用空间自相关、核密度估计等方法判断工业用地演变的方向和扩张强度[11,13−14],
采用回归模型探寻影响因素及其影响程度[12]等。
研究结果表明,虽然不同地区的工业用地演变具有自身特殊性,但近年来也显现出一定的普遍性:工业用
地规模增速放缓,近郊区指向性明显,向开发区、工业园区集聚等[11−17];工业用地演变的影响因素归根结底是
成本因素,包括自然条件、社会经济、土地利用政策等,且土地利用变化影响因素的研究有必要考虑空间自相
关[18−19],如引入空间自相关因子构建AutoLogistic模型以探究工业用地扩张的影响因素[19]。此外,少量研究对
单一类型工业用地的演变进行探索,如纺织工业[20]、高技术产业[21]。工业用地是工业发展的重要载体,分析工
业用地演变的特征并挖掘背后的影响因素,对研究城市的演变及其未来发展有重大意义。总体来看,工业用地
演变的研究较为丰富,但以某种特殊类型城市作为研究区的讨论较少,且类型层面的深度有待加强。
工业用地是资源枯竭型城市各类用地中的先决和关键要素,对城市发展具有巨大的直接的作用。研究认为,
各阶段城市发展定位下的产业结构演变基本体现在工业用地布局上,相较于规模研究,工业用地分布又能够同
时影响到城市的空间形态和功能结构[13],奠定了资源枯竭型城市的空间发展格局。此外,工业经济发展仍依赖
于工业用地要素的投入[22],但长期以来用地粗放、布局不合理的问题使各级政府压缩新增用地指标,对工业用
地新增产生明显影响[14]。综上,新增工业用地分布能有效体现资源枯竭型城市的发展路径,反映其未来的发展
方向[2],新增工业用地分布的研究有助于理清该类城市空间布局的发展规律,从而为资源枯竭型城市工业用地
布局优化提供决策与管理支持,助推其实现转型与可持续发展。
资源枯竭型城市发展有其特殊性,新增工业用地分布与一般性城市相比也会有所不同[23],但资源枯竭型城
市新增工业用地分布的针对性研究较少。部分研究从城市整体空间结构的视角切入,发现转型期新增工业用地
分布呈现向工业园区集中[23]、向城市外缘迁移的特征[25]。此外,资源枯竭型城市进行工业转型升级,各类工业
会形成各具特点的新增工业用地演变路径,不同类型新增工业用地分布的影响因素也相应会存在差异。但已有
研究通常将工业用地作为一个整体加以考虑,未进行分类研究。虽然近年来工业用地演变研究出现行业维度的
探讨,但传统的分类多依据工业用地的功能、形态进行划分,无法反映主导产业替代的影响[13,26]。总体来看,
研究资源枯竭型城市不同类型新增工业用地分布的规律及其差异,有助于理解该类城市发展的进程,更深刻地
揭示资源枯竭型城市产业、经济及空间结构等各方面的转型。但现有分类研究未充分考虑研究区自身的工业发
展特点,类型层面上的研究不够深入。:.
汪琪,等:资源枯竭型城市新增工业用地分布特征及影响因素研究——以潜江市为例2
基于此,本文以资源枯竭型城市潜江市为例,分别从总体、不同类型两个层面,运用核密度估计、空间自
相关等方法定量分析2011-2019年新增工业用地分布特征,采用AutoLogistic模型定量研究其影响因素,以期
为研究区及其他资源枯竭型城市工业布局优化和土地利用管理提供参考,助推其实现转型与可持续发展。
2研究方法与数据处理
本文选取典型的资源枯竭型城市潜江市作为研究区。潜江市是湖北省直辖县级市,地势平坦,河网交织。
全市下辖6个办事处、10个镇、6个管理区、1个国家级高新技术产业园区,市域总面积2004km2。2019年全
,在城镇建设用地中占比29%,,。潜江
依托石油资源崛起,经过半个多世纪的持续开发,境内石油可采储量濒临枯竭,原有的高度依赖石油开采、加
工而建立的地方工业体系受到冲击,2009年被确定为全国第二批资源枯竭型城市。2011年“十二五”规划提出”
促进资源枯竭地区转型发展,增强资源型城市可持续发展能力“,自此潜江市大力开展转型发展,依托高新技术
产业园区(下称“高新区”),以油气开采伴生的盐卤资源作为主要接续替代资源,探寻从“一油独大”向光电子
信息、石油化工、新能源新材料等“多极支撑”的工业转型,至2019年获评国家资源枯竭城市转型绩效考核优秀
等次,因此本文以2011—2019年作为研究的时间范围,探寻潜江市转型期内新增工业用地的分布规律。
空间自相关可针对某一变量的集聚特征进行分析,以检验在空间上具有一定规律的变量在不同空间的相关
性。本文通过Moran’sI和核密度估计测度新增工业用地的空间关联性,揭示其分布的集聚特征。
Moran’sI的计算公式为:
𝑁∑∑(−)(−)
𝐼=(∑∑)∑(−)2(1)
式中:N是空间单元总数;Wij是空间权重;Xi、Xj是空间单元i、j的属性;是属性的平均值。Moran’sI值大
于0表明区域内新增工业用地分布呈空间集聚态势,小于0表明呈空间差异性,等于0表明随机分布。
核密度估计的计算公式为:
1−
𝐹()=𝑑∑=1𝐾()(2)
ℎℎ
式中:F(x)表示核密度值;n为空间单元总数;h为带宽;d是数据维数;(X-Xi)为要素X到Xi的距离。采用自然
间断点法分为高、较高、中等、较低、低密度区5级[10],以观察新增工业用地的集聚分布特征。
1)模型原理
本文通过AutoLogistic模型探讨新增工业用地分布的影响因素。AutoLogistic模型在传统Logistic模型的基
础上引入空间自相关因子,以处理地理数据之间固有的空间自相关产生的影响,且有更好的拟合优度和准确率
[18]。模型将研究区划分为多个栅格单元,在总体层面,若一个栅格内有工业用地新增则赋值为1,无新增为0;
类型层面,若有该类工业用地新增则赋值为1。假设某一栅格发生工业用地新增的概率为Pi,其计算公式为:
exp(0+11,+,…+,𝑛𝑛,+∑𝑎𝑐)
(=1|0,,)=1+exp(++,…,++∑𝑎𝑐)(3)
011,𝑛𝑛,
式中:Xi是新增工业用地分布的影响因素;autocovi是空间自相关因子,将其作为一个自变量加入传统Logistic
回归模型中建立AutoLogistic回归模型,计算公式为:
∑∑
𝑎𝑜𝑜==1⁄=1(4)
以距离的负相关作为权重,式(4)中Wij计算方法为:
1⁄𝐷,当𝐷小于阈值=2km
={(5)
0,其他
式中:Dij为空间单元i和j的距离,本文d根据数据信息及划分的格网大小取2km。:.
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根据公式(3)计算工业用地新增发生与不发生的比率,OR(OddsRatio)指自变量每增加一个单位,工业
用地新增发生比的变化,以解释自变量对因变量的影响,公式为:
𝑃
=1−𝑃=exp(0+11,+,…+,,)(6)
拟合优度采用Pontius等提出的ROC方法进行检验[18-19],一般认为ROC≥。
2)自变量(影响因子)选取
考虑全面性、代表性及数据获取性,从矿产资源、自然环境、地理区位、社会经济、政策制度、土地供给、
空间自相关等方面选取资源枯竭型城市新增工业用地分布的影响因子[12,14,16,19]。资源枯竭型城市工业用地变化的
影响因素研究必须考虑资源开发因素[10],到油田、盐卤及其他矿产资源的距离作为主体资源、接续替代资源的
距离成本表征被引入模型;良好的自然环境和地理区位是新增工业用地的首选地,到主要道路、居民点、市中
心、乡镇中心、河流的距离被引入模型;人口数量、工业总产值、固定资产投资的变化能反映地区社会经济发
展水平被引入模型;选取是否位于高新区、工业地价以反映政策对新增分布的指导作用;不同类型的工业对土
地规模的需求不同,直接影响新增工业用地分布,用地面积是土地供给的重要指标而被纳入类型层面模型;考
虑空间自相关影响引入空间自相关权值。需要说明,海拔、坡度的提升会增加工业用地利用的难度和成本,但
潜江地势平坦,多平原,因此未将高程、坡度纳入模型。具体因子选取见表1。
表1自变量解释
变量类型变量名称赋值方法
到主体资源距离到主体资源油田的最短距离
矿产资源
到接续替代资源距离到接续替代资源盐卤及其他矿产的最短距离
自然环境到河流水系距离到河流水系的最短距离
到主要道路距离到国道、省道的最短距离
到居民点距离到居民点的最短距离
地理区位
到市中心距离到潜江市政府的距离
到乡镇中心距离到乡镇政府的距离
人口数量变化基期到末期的人口数量增加值(以乡镇为单元)
社会经济工业总产值变化基期到末期的工业总产值增加值(以乡镇为单元)
固定资产投资额变化基期到末期的固定资产投资额增加值(以乡镇为单元)
若地块位于“高新技术产业园区”内,则赋值为1,否则为0;
是否位于高新区
以“位于高新区内”为分类协变量
政策制度
采用“基准地价”,对基准地价图进行矢量化,利用ArcGIS软件重分类,按价
工业地价
格分为高地价、中等低价、低地价三类;以“高地价”为分类协变量
土地供给用地面积工业用地出让面积
空间自相关空间自相关权值即autocovi
土地利用数据来自中国土地市场网()潜江市工业用地出让结果公告,包括项目
名称、位置、面积、行业分类、成交价格等信息,共获取2011-2019年270宗。利用企业名录校对行业分类,
利用百度地图获取经纬度并辅以卫星影像图校对,导入ArcGIS软件获得新增工业用地分布图,如图1所示。工
业用地出让数据能反映新增工业用地的规模、分布和类型,具有较强的真实性和可比性。油田、盐卤、道路交
通、居民点、河流水系、高新区等要素的分布图通过2019年土地利用现状图和2008年、2013年、2017年三版
城市总体规划图获取,并通过2019年高清卫星影像更新数据。基准地价来自2011年、2019年潜江市中心城区及
各乡镇工业用地基准地价图。人口、经济数据来自潜江市2011-2019年统计年鉴。采用ArcGIS建立影响因子的:.
汪琪,等:资源枯竭型城市新增工业用地分布特征及影响因素研究——以潜江市为例2
空间数据库,将所有因子空间化处理结果转换为200m×200m的栅格数据,栅格大小根据单宗工业用地出让面
积及已有研究综合确定[18-19],并将新增工业用地的点数据与栅格进行空间连接,整合各类数据以导入SPSS软件
进行回归分析。
图1新增工业用地分布图
资源枯竭型城市用地特征和格局演化具有明显的资源烙印[23],以资源型产业为依托,对某种单一不可再生
资源的过度依赖是该类城市发展最显著的特征和问题的最重要来源[5],资源接续、培育发展替代产业无疑是实
现资源枯竭型城市转型的重要途径。基于此,将潜江市工业用地类型按照“资源要素的密集程度”划分为五类:
主体资源密集型工业用地、其他资源密集型工业用地、劳动密集型工业用地、资本技术密集型工业用地、服务
配套型工业用地。鉴于工业行业的典型性及用地分类的可操作性,对照《国民经济行业分类与代码
(GB/4754-2011)》并参考现有分类成果进行归类[27−28],具体类别如表2所示。
表2潜江市工业用地分类
类别说明代表行业
主体资源密集型依赖主体资源石油发展的
石油加工业,利用石油资源的化学原料和化学制品制造业等
工业用地工业用地
依赖除主体资源石油以外非金属矿物制品业,有色金属冶炼和压延加工业,木材加工和木、竹、藤、棕、
其他资源密集型
的自然资源及其他原料而草制品业,电力、热力生产和供应业,燃气生产和供应业,水的生产和供应业,
工业用地
发展的工业用地煤炭及其他燃料加工业,不直接利用石油资源的化学原料和化学制品制造业等
依赖劳动力要素而发展的农副食品加工业,食品制造业,酒、饮料和精制茶制造业,纺织业,纺织服装、
劳动密集型
工业用地,对技术和设备服饰业,皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业,家具制造业,造纸和纸制品业,
工业用地
的依赖度较低印刷和记录媒介复制业;橡胶和塑料制品业,金属制品业等
医药制造业,通用设备制造业,专用设备制造业,汽车制造业,电气机械和器
资本技术密集型依赖资金和科学技术而发
材制造业,计算机、通信和其他电子设备制造业,废弃资源综合利用业,化学
工业用地展的工业用地
纤维制造业等
服务配套型为工业提供生产生活服务批发和零售业,房地产业,租赁和商业服务业,科学研究和技术服务业等
工业用地而配套建设的工业用地工业配套生产生活服务业、科教文卫服务业
注:根据中国土地市场网工业用地出让结果公告,存在出让土地用途为工业用地,但行业分类为批发和零
售业、房地产业、租赁和商业服务业、科学研究和技术服务业等非工业行业的情况。根据用地分类的全覆盖性
和已有研究的处理方式[13],将其归类为“服务配套型”工业用地。
:.
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3潜江市新增工业用地分布特征分析
2011-2019年间潜江市共出让工业用地270宗,。2013年、2018年出现较大幅度增长,
2014年以来新增规模收紧,这主要是受土地供应制度、产业发展规划等政策的影响。总体而言,潜江新增工业
用地规模波动变化,总体呈下降趋势,与一般性城市工业用地规模演变特征相同[13],资源枯竭型城市靠土地宽
供应促经济增长的方式正在逐渐改变。
图22011-2019年工业用地出让宗数与面积变化
-2019
、镇区、高新区及道路周边
2011-2019年各乡镇均出现新增工业用地,以中心城区、镇区和高新区分布为主,这些地区较为充足的劳动
力、公共设施、产业基础为工业发展提供保障。主要道路周边因便利的交通条件也成为新增的首选地。此外,
Moran’>0,,表明新增工业用地呈集聚分布态势。通过核密度估计进
一步探析分布的集聚特征,结果显示江汉盐化工业园、杨市工业园、华中家具产业园为分布重心。得益于基础
条件的改善与相关政策的指引,潜江粗放式工业用地增长向集聚性分布转变效果显著,近郊区导向明显,向城
市外缘迁移现象初显,与相关研究结果一致[11,13]。总体来看,潜江市新增工业用地分布的集聚特征明显,主要
分布在基础条件更好的中心城区、镇区、高新区及道路周边地带。
图3新增工业用地的核密度分布图
,劳动密集型、资源密集型占主导地位
2011-2019年间潜江市劳动密集型工业用地是新增主体;其他资源密集型和资本技术密集型新增规模其次,
资本技术密集型出让规模明显增加;主体资源密集型、服务配套型新增规模较少,但这两类用地单宗面积较大。
总体来看,不同类型工业用地的新增规模不同,劳动密集型、资源密集型占新增主导地位。:.
汪琪,等:资源枯竭型城市新增工业用地分布特征及影响因素研究——以潜江市为例2
图42011-2019年不同类型工业用地出让情况对比
-2019
,集聚效应初显
2011-2019年,潜江市新增主体资源密集型工业用地主要分布在北部,依托金