王明慧，刘惠清，姜锡东

（1.吉林省征地事务中心，吉林长春130042；2.东北师范大学地理科学学院，吉林长春130024）

土地利用空间变化的定量分析与管理对策
——以吉林省长春市宽城区为例

王明慧1，刘惠清2，姜锡东2

（1.吉林省征地事务中心，吉林长春130042；2.东北师范大学地理科学学院，吉林长春130024）

以吉林省长春市宽城区为例，结合宽城区自然状况和土地利用现状，采用均质度变化作为土地利用空间变化的研究方法，运用GIS技术对宽城区土地利用现状图进行网格化，建立了均质地域方格网.讨论了土地均质度变化和用地类型变化之间的相互影响关系，得出在经济发展的转型期，长春市用地均质度的变化呈现先慢后快、先近城区后远城区逐渐呈变的特点.针对目前存在的不同问题，相应提出了集约的土地开发模式、营造疏密有致的城市空间、有机协调各类功能空间以及留足城市开放空间等管理对策，为指导宽城区未来土地合理利用具有重要意义.

土地利用；空间变化；均质度；管理对策

1 长春市宽城区地理背景及数据处理

1.1自然状况

长春市位于东北松辽平原腹地，城市面积4 789km2，市区建成区面积312.92km2.市区属温带大陆性半湿润季风气候，冬季严寒漫长，春季干旱多风，夏季温暖短促，秋季晴朗温差大；年平均气温4.8℃，最高39.5℃，最低零下39.8℃；年平均日照时数2 866h左右，无霜期140～150d，平均降雨量567mm.

宽城区位于长春市的西南部，耕地主要土壤类型为黑土和草甸土.黑土，主要分布于台地上，土层较厚，自然肥力较高，有机质含量为1.7%左右；土地质地疏松，结构良好，保水保肥，是肥力高、适应性广的土类.草甸土，主要分布于河谷中，潜在肥力较高，速效养分含量略低，属于中肥力土壤，有机质含量为1.4%～1.9%.

1.2土地利用现状

2007年宽城区土地总面积为29 960.13hm2，其中农用地面积为19 867.8hm2，占土地面积的66.98%；建设用地面积为8 776.07hm2，占土地面积的29.59%；未利用地面积为1 016.26hm2，占土地面积的3.43%.农用地中耕地占88.38%，林地占4.08%，其他农用地占6.99%，园地占0.55%.建设用地中居民工矿用地占86.62%，交通用地占10.19%，水利设施用地占3.19%.总体看，土地利用中农用地是主体，建设用地中居民工矿用地占绝对优势.

1.3长春市宽城区土地利用的空间变化分析

1.3.1 空间变化的表示方法

土地利用的空间变化常用均质度来表示［1－3］.

均质性是指城市地域在职能分化中表现出来的一种保持等质、排斥异质的特性.在均质性能作用下，城市地域中出现的那些与周围毗邻地域存在明显职能差别的连续地段就是均质地域，如工厂区、住宅区、商业区和文教区等.从城市空间扩展效果看，城市各种职能之间逐步形成分离与混合并存的功能区，通常中心地区或区位优越地段第三产业职能会不断强化，工业区因各种原因逐渐向外扩展和迁移，居住区则不断扩大，并向主体方向发展.多数情况下，城市土地利用都因“同质结块”的特征而有效组合.均质性和均质地域这两个概念都是动态的、相对的.均质性是在城市地域职能分化过程中表现出来的特性，并非地域本身所固有的职能特征［4］.

1.3.2 土地均质度的计算方法

均质地域的均质性是相对的.为衡量其相对的程度和各均质地域之间在质量上的差异，本文结合信息论观点引入如下均质度计算公式：

式中：D为均质度；λ为系数；H为信息论中的熵.当某一地域范围内只有一种职能时，D取最大值1，表示该地域范围均质程度最高或者混乱程度最低；D值越小表明地域均质程度越低［5］.

熵是信息论中度量随机事件在某项实验中的不确定程度的一个指标，其计算公式为：

式中：H［X］表示随机变量X的熵；Pi为X取Xi时的概率.

确定均质区域和均质性的具体步骤：

（1）对宽城区土地利用现状图进行网格化，建立均质地域方格网，网格大小为1 000m×1 000m.网格尺度不宜过小，否则土地利用类型空间分布过于破碎，可能遗漏重要的土地利用类型信息.

（2）将每个方格分为16个小方格，采用面积占优法确定每个小方格的土地利用类型.提取的土地利用类型主要有居住用地、公共设施用地、工业用地、仓储用地、对外交通用地、市政设施用地、水域和农业用地8大类.

（3）确定每个1 000m×1 000m网格的用地比例（每个小方格的用地概率都是1／16），由上述公式计算出每个方格的熵和均质度.为计算方便，系数λ取1.

（4）将计算出来的均质度按得分高低分为5大类：0～0.4，低；0.4～0.5，较低；0.5～0.6，中等；0.6～0.7，较高；＞0.7，高.画出其土地均质度信息图.

采用1998，2009年的土地利用现状图，分析均质度的空间变化.

1.3.3 土地利用的空间变化分析

图1显示的是均质度变化最小的区域，集中分布于宽城区的南部和北部，目前的均质度＞0.7.宽城区南部以居住用地为主，均质度较高；宽城区北部有小片分布的均质度较高的地区，为农业用地.

图2 显示的是均质度变化在0.3～0.5的地区，主要分布于宽城区南北之间的广大区域.用地性质以农业用地为主、居住用地为辅.比较1998年的空间均质度有两点变化：一是位于偏南的工业用地转化为居住用地和商业用地，均质度提高为0.5～0.7；二是偏北的农业用地被开发，变为居住用地、对外交通用地和公共设施管理用地，均质度由原来的＞0.7降为0.5～0.7，表现为农业用地转换为建设用地的特点.建设用地在空间上表现为北进和向东西两翼扩展的特点.

图3显示的是均质度变化＜0.3、土地均质度＜0.4的地区，在城市的中部和东西两翼均有分布，在城市化的进程中，属变化较小、以点状突破的区域，用地类型以居住、商业、仓储和工业用地为主.

宽城区由于铁路线的分割，铁南、铁北两个区域发展极不平衡.

铁南位于长春市中心区，面积为4.2km2，是长春火车站的站前区域，是以居住和商贸为主的综合性城区，也是长春市最繁华的地带之一.城市结构完整，交通发达，历史资源富集，区内有13处国家、省、市三级保护建筑.由于原来的建设用地相对较集中，因此，从经济发展低速期到经济发展高速期，铁南区土地的均质度变化较小，建设用地的类型没有转变.但在建设用地内部，商贸和居住用地的面积在不断扩大，而工业用地的面积在不断缩小，显示出铁南段用地退二进三的特征明显.

铁北区域与铁南相比，在经济发展低速期，农业用地占地面积较大，且集中连片分布，区域土地利用的主要职能是城市的农副产品供应基地和第二产业的分布区.随着经济的快速发展，城市规模扩大，原来的工业用地、农业用地转型为仓储用地、公用设施用地和居住用地.中部的工业用地转型为仓储和公共、居住用地；两翼的农业用地转为居住用地、工业用地和公共设施用地.

2 均质度分析

大城市中心区内，建筑密集、空间有限、环境恶劣，房租地价不断攀升，甚至高于郊区几十倍，土地短缺矛盾日益尖锐.由于大部分位于市区的工厂、商店缺乏进一步扩展的城市用地，迫使产业发展不得不在外部地域空间寻找出路.市中心区房租价格的不断飙升，是引起城市向外扩展的重要原因［6］.房价低廉、环境优美的郊区特点，导致宽城区成为1996—2007年间建设用地北进、向东西两翼扩展的理想场所.

均质度的变化表明，在经济发展的转型期，长春市用地均质度的变化呈现先慢后快、先近城区后远城区的特点（均质度南北两侧变化小，中部变化大，两翼变化居中）.经济转型期，宽城区关注南部核心区的建设，建设用地内部原有工业用地虽小，但也发生转移，体现了以建设用地为主、均质化增大的特点.随着城市产业结构的调整及城市化进程的加快，宽城区工业必须退二进三，将污染重的企业移出，因此在南部及北部之间的广大地带，土地利用类型发生了大的转型，农业用地转为居住用地、交通设施、仓储用地、商业用地、公共设施用地的频率加快，土地的均质度变化较大；而在东西两翼和北部，由于距城市核心区相对较远，且经济实力有限，目前的用地仍以农业用地为主，均质度变化相对较小，建设用地仅以点状出现在农业用地中，每一地块的均质度较小，差异较大.

3 宽城区基于空间变化的土地利用管理对策

3.1核心区建设用地——坚持集约的土地开发模式

低矮物业密度高、土地资源紧张，已成为近年来制约城区发展的首要原因［7］.区划调整最直接、最明显的促进作用就是土地的集约利用，可以在更大的范围上腾挪空间，为城中土地利用合理化改造提供契机.

宽城区工矿用地中的废弃地和未利用地，多数为砖场和采沙场的废弃土地.这些废弃地不仅造成了土地资源的浪费，而且在地表造成了诸多负地形，加大了改变和利用的难度.应提高对其规划和开发的水平，为将来土地复垦再利用做好准备.城镇用地的利用结构应与城镇的产业结构相适应，现阶段宽城区的产业结构中第三产业所占比例较大，但用地面积并不大，随着产业结构的调整，还应相应增加第三产业的用地比例；为满足人民群众日益增长的物质文化需求，住宅、市政、休憩和交通等基础设施的用地面积也将相应提高.第二产业的工业用地在宽城区所占比重过大，而且占据着土地质量较好的地段，有些还严重影响城市的生态环境，同时也有不少企业由于经营不景气，厂房、仓储用地闲置，因此为了兼顾城市的社会效益、经济效益和生态效益，对一些工业用地，按不同区位和功能区进行调整和改造是必要的.

宽城区今后迫切需要坚持紧凑集约的土地开发利用模式，提高城市土地的利用效率，走楼宇经济的发展道路，挖掘土地潜力，进行二度开发.另外，还应该挖掘其地下空间的潜力，在未来加大地下空间的开发力度，建设地下车库、地下商场等.

3.2均质度变化较大区域——营造疏密有致的城市空间

疏密有致的城市空间有利于建设用地集约化的合理利用、非建设用地切实有效的保护、基础设施的适度适时投入以及城市总体形态特色的形成，所以要根据不同的城市经济社会发展水平和城市特点，正确处理城市内部各种物质实体的疏密关系，形成和长期保持城市经济的合理密度［8］.宽城区应综合考虑环境和效益问题，在不同的中心采取不同的开发强度，走集约化路线，使保护耕地和推动经济协调发展.

要不断完善以土地利用总体规划为基础的土地用途管制制度，城乡建设、土地开发等各项土地利用活动，必须符合土地利用总体规划确定的土地用途，要正确处理城市扩张用地和可持续发展的关系，新增城市建设用地是必要的，适当占用耕地是不可避免的，农地、耕地是生态安全链的重要环节，维持耕地是城市社会经济可持续发展的重要保障.涉及农用地转用时，必须立足于保护耕地，必须严格依据土地利用总体规划和年度计划进行审查，必须取得农用地转用许可.

同时要加强土地利用变化监测.运用地理信息系统的遥感影像等技术手段，加强和改进土地利用动态监测管理.通过动态监测成果，获取精确、现势的土地利用基础数据，适时开展土地集约利用评价，建立土地利用总体规划实施反馈与调控机制.利用RS、特别是GPS与GIS相结合，建立日常用地巡查制度，及时发现违法用地，将违法用地消灭在萌芽状态.

3.3均质度变化较小区域——有机协调各类功能空间

宽城区是长春市的中心城区之一，目前商用、休闲、居住区等与第二产业区域之间缺乏天然的屏障和人为的界限，区域功能分区不明显.随着第二产业优化和升级步伐的加快，区域生活居住职能凸显，成为宽城区最主要的职能之一，因而需要根据居住区空间形态和居住类型分片，逐步置换核心区内的工业用地，在核心区外围的工业区或其他组团的工业用地内安置搬迁工业.居住区和工业区的合理化布局是宽城区亟待解决的问题.

3.4留足城市开放空间

城市绿地系统规划是总体规划阶段的专项规划，是在城市总体规划的控制约束下权衡绿地的合理布置，旨在改善城市环境、调节微观气候、增加城市的宜居性.城市绿地系统规划是城市系统规划设计和建设管理的基本依据，是城市总体规划的重要组成部分，是总体规划的深入及延续.城市绿地具有吸收粉尘、固土、减噪、防风等重要功能，此外，城市绿地也被称为城市微观生态的“调节器”，具有调节局地温度、湿度及净化水体的作用，同时具有娱乐休闲及景观美学价值，并可为维护城市生态平衡的多种动物提供栖息地，也是保持城市生物多样性的重要屏障.

城市湿地系统是陆地与水体的过渡地带，兼具陆生和水生动植物资源，因而具有高效的生态效益.此外，还可为工业、农业等提供生产原料以及作为科学研究、教育和旅游的基地等，因而具有重大的经济效益和社会效益.加之其初级生产力的高效性，使得湿地生态系统在城市建设中发挥了巨大作用.位于宽城区的北湖湿地公园，以“回归宁静、亲近自然、关爱湿地”作为规划建设的总体理念，具有强大的生态净化作用，要给予充分的保护和恢复.

宽城区有一些散布的绿地和公园以及现存的历史文化保护区和古典园林，但城市公共开放空间和人均绿地的指标还很低.良好的生态环境是资源，是财富，更是竞争力，宽城区应该把生态建设放在与项目建设同等重要的位置.宽城区内的红旗水库、伊通河、新月水库、宋家明沟等都是很好的环境资源，应当做好开发和保护工作，落实宽城区政府提出的建设“一带一廊六园”的生态工程.

4 结论

考虑到土地利用空间变化的时间和空间特性，本文采取了GIS的研究方法，对吉林省长春市宽城区的土地利用变化进行了均质度分析.这种方法能够比较直观地呈现出土地变化的主要类型和变化类型的分布状况，为宽城区未来土地利用管理提供了数据基础和理论基础.

本文的研究结果表明：在经济发展的转型期，长春市宽城区用地均质度的变化呈现先慢后快、先近城区后远城区逐渐呈变的特点.均质度南北两侧变化小，中部变化大，两翼变化居中.经济转型期，宽城区相对关注南部核心区的建设，建设用地内部原有的工业用地虽小，但也发生转移，体现了以建设用地为主、均质化变高的特点.在宽城区南部及北部之间的广大地带，土地利用类型的转型变化较大，土地的均质度变化也较大；而在东西两翼和北部，目前的用地以农业用地为主，均质度变化相对较小.

为加强用地管理，规范宽城区未来土地的用地方向，针对均质度变化不同的区域提出了不同的管理建议.针对目前存在的问题，提出了采用集约的土地开发模式、打造疏密有致的城市空间和有机协调各功能性用地的建议，并且要留足城市发展的空间.

［1］ 王宗明，张柏，张树清.吉林省近20年土地利用变化及驱动力分析［J］.干旱区资源与环境.2004，18（6）：61－65.

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［3］ 吴群，郭贯成.城市化水平与耕地面积变化的相关研究——以江苏省为例［J］.南京农业大学学报，2002，25（3）：95－99.

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［5］ JENSON J Q，COWEN D.Principles of change detection using digital remote sensor data［M］.Cambridge：Cambridge University Press，1997：1－20.

［6］ 李吉英.基于GIS的土地利用变化及驱动力研究［D］.哈尔滨：东北农业大学，2006：6.

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［8］ 郑泽爽，甄峰.快速城市化地区城市用地空间结构研究——以佛山市禅城区为例［J］.热带地理，2009（3）：257－262.

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

WANG Ming－hui1，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 ［学科代码］ 790·4720 ［

］ A

（责任编辑：方林）

1000－1832（2015）01－0147－05

10.16163／j.cnki.22－1123／n.2015.01.027

2014－06－20

国家自然科学基金资助项目（41171072，31200419，31200407）；吉林省科技发展计划项目（20130101109JC）；教育部博

士点专项基金资助项目（20120043110014）.

王明慧（1987—），女，硕士，助理工程师，主要从事土地利用规划研究；通讯作者：姜锡东（1963—），男，教授，主要从事土地资源管理与城市管理研究.