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地价约束下的CA模型尺度敏感性与城市规模扩展研究

霍磊  
【摘要】:城市用地规模反映了城市社会、经济、文化、生态的综合发展状态。合理的城市用地规模体现了城市发展的健康程度。当前,我国城市化已进入了快速发展阶段。城市用地规模不断增大,但城市建设基本上以“摊大饼”式的粗放型外延扩展模式为主,导致城市周围大量耕地转化为建设用地,城乡用地矛盾进一步突出;同时城市用地综合开发力度不够,致使城市用地结构不尽合理,存在闲置和低效用地。面对城市用地规模不断扩大的态势,我国把价格机制引入城市土地资源的配置,运用地价这根无形的指挥棒来调控土地市场。运用地价来调控土地市场和研究城市用地规模,这一措施不仅在引导土地市场方面有重要作用,还在科学确定城市用地合理规模方面具有重要意义。 城市的地价和用地规模实质上是地价的资本化量与其在空间分布上相互对应的关系,两者是城市规模扩展所表现出来的密不可分的两种运动形式。一方面,城市地价随着区位的改变而发生变化;另一方面,城市用地规模伴随地价的变化而达到市场均衡,实现城市的合理用地规模。 本论文依托于国家自然科学基金项目“基于地价水平时空变化的城市合理用地规模研究”(2009~2011年,编号:40871053)。在地租地价理论、土地区位理论、可持续发展理论的基础上,结合石家庄市实际情况,构建了基于地价约束下的CA模型,阐述了元胞空间尺度的变化对CA模型模拟精度的影响,完成了对城市用地规模扩展的模拟和不同情景下的规模预测,揭示城市地价资本化量与其在空间分布上相互对应的共生机制,为确立合理城市规模提供依据。 研究的结论主要有: (1)通过不同空间尺度特征分析研究,得到最佳空间尺度状态下的CA模型,在不同精度条件下,模拟出来的城市形态各具特色,一般意义上而言,在小尺度范围内,就精度而言,元胞划分越细,精度越高,但是迭代次数越高,并不适合大尺度范围应用。 (2)2000~2007年实际城市用地扩展面积为5130.3576hm2;30m的模拟精度最好,其Lee-Sallee形状指数高达0.853,45m和60m模拟精度相对较差,其Lee-Sallee形状指数分别为0.837和0.7969。 (3)利用构建的CA模型分三种情景对石家庄市2020年城市用地规模扩展进行预测模拟,得到以下结论: 情景分析—的城市规模扩展结果与2020年土地利用总体规划确定的城市规模最符合。2009~2020年间,石家庄市的城市用地主要向东北和西南扩展,较为符合土地利用总体规划要求,在模拟的十一年时间范围内,共扩展8256.25hm2,年均增长面积750.57hm2,基本能够满足石家庄市城市规模快速增长的需求,城市重心向南偏移。 情景分析二的模拟的城市规模偏小,仅扩展了4244.94hm2,年供地仅385.90hm2,仅是地价约束条件下的城市规模扩展的一半,虽然保护了耕地,但城市规模偏小,这一情形会导致城市用地供小于求,进一步促使地价升高,影响经济可持续发展。 情景分析三的城市规模向南向东发展,与城市规划不一致;从模拟的结果得出,尽管保留了城市建设用地内部和周围的耕地、林地、园地等,形成了城市“绿肺”,能很好的调节城市环境,但是城市规模更加小,在2009~2020年间,仅扩展了3164.66hm2。 综上所述,情景分析一的模拟城市规模与石家庄市土地利用总体规划(2006~2020年)最为接近,CA模型中各因素尤其是主因素(地价)在城市用地规模扩展过程中发挥的作用与现实中各因素发挥的作用更为接近。表明地价在将来城市规模扩展中的作用越来越大。


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