武汉城市圈土地利用结构现状分析

武汉城市圈土地利用结构现状分析
摘要：采用武汉城市圈2006年土地利用变更数据，通过吉布斯—马丁多样化指数模型、区位熵模型，计算武汉城市圈及城市圈内各市土地利用的多样性指数和区位指数，总结武汉城市圈及城市圈内各地市土地利用的现状规律，以帮助认清城市圈土地利用的现状，指导土地及经济结构的优化调整。

研究结论：(1)武汉城市圈土地利用类型多样，并以耕地和林地为主；(2)总体来看，武汉城市圈以农用地和未利用地的区位优势较大，开发利用潜力大。

关键词：武汉城市圈；土地利用结构；多样性；区位熵；现状
2007年岁末，武汉“1+8”（武汉、鄂州、黄冈、黄石、咸宁、仙桃、潜江、天门、孝感）城市圈被国家批准为“两型社会”（资源节约型社会和环境友好型社会）建设综合改革配套试验区，这将为中部地区提供一个重大的发展机遇。

随着我国城市化发展步伐的加快，区域协调发展已成为当前研究的热点问题。

城市圈作为一种新型城市化发展之路，将成为区域经济发展的主要动力。

与单个城市（镇）相比，城市圈土地利用系统更加巨大、复杂，其土地利用结构现状是多个城市经济联系和产业互动的结果。

结构决定功能，因此，只有城市圈土地利用结构合理，才能保持整个区域土地利用系统的良性循环，提高土地利用的综合效率，进而促进武汉城市圈九个城市产业和经济的健康、快速和可持续发展。

1 土地利用结构的概念
不同的土地利用类型在空间分布上都各有其相应的部位，但彼此之间在分布上又是相互联系的，它们会组合成一定的格局或图式，而土地利用结构则是土地利用类型在某一区域内质和量上的对比关系，以及其构成的空间组合形式。

也可以说，士地利用结构是指一定地域范围内各类用地的搭配关系（黄以柱，1996）。

具体来讲，土地利用结构是指国民经济各部门所占用的特定的用地类型按一定的构成方式组成的集合，是经济结构在土地上的表现方式（王万茂和潘文珠，1989），是土地资源在各产业间的配置与利用状况及各类用地比例关系的反映。

土地利用结构处于动态变化的过程中，其变化既受自然地理因素的制约，也受人类改造自然的能力、经济实力、文化程度和科学技术水平的制约。

土地利用结构是客观存在的，而且有现状结构和规划结构之分，关键在于用地结构是否合理（孔伟，2006）。

根据系统论的观点，结构决定功能，只有合理的用地结构，才能保持土地利用系统的良性循环，从而取得更大的土地利用效益。

因此，在保证土地利用效率最大化的前提下，优化土地利用结构是解决土地供需平衡的有效途径。

2 武汉城市圈社会经济概况
武汉城市圈成立于2004年，在地域上位于湖北省东部，是指武汉以及在其100km半径
内的黄石、鄂州、孝感、黄冈、咸宁、天门、仙桃和潜江9个城市构成的一个经济联合体，如图1。

武汉城市圈土地总面积为5.78×，2006年底总人口3114.12万人，GDP总量4605.22
亿元。

自然环境多样，平原水域面积广阔，平原占土地总面积的50%，丘陵占30%，山地占20%。

其中天然河流及湖泊占土地总面积的9.6%（加上水库、坑塘等则高达16%）。

亚热带季风湿润气候，四季分明、热量丰富（无霜期250～300天）、光照充足、降水充沛（年降水1000～1600mm），水热匹配较好。

地貌类型多样，平原、岗地、丘陵和山地兼备，大致为“两山、两岗、三丘、三原”的格局。

土地呈多层次环状分布，由内向外展布有城镇、耕地、园地、草地和林地等。

土地资源优于沿海地区，开发利用潜力较大。

水资源保障程度较高；矿产资源中，非金属矿（盐矿、石膏、建材）资源丰富，天然气资源开发前景良好；农副产品资源量大质优；旅游资源丰富多样。

武汉城市圈处在中国“中部之中”的经济腹地、国家“十”字型一级发展轴线交汇处，在中部崛起中起着极为重要的战略支点作用，是中部崛起中最具活力与潜力的增长极、重要的先进制造业高地和现代服务业中心。

武汉城市圈作为中部经济崛起的支撑点，具有以下优势：
首先，武汉城市圈拥有优越的交通通讯区位。

以武汉市为例，武汉历史上是“九省通衢”，现为全国四大铁路枢纽之一，高等级公路主枢纽，长江中游最大的航运中心，全国第三大通信业务指挥调度中心和电信光缆环网的交汇中心。

其次，武汉城市圈具有比较雄厚的产业基础。

长期作为国家粮棉油主产区而形成的较坚实的农业基础；初步建成了门类较齐全，以钢铁、汽车、电子信息、装备制造、轻纺为主的现代工业体系；以物流、现代商贸、信息通信、房地产、旅游和文化产业为主的现代服务业已初具规模。

再次，武汉城市圈具有科技教育与智力资源优势。

武汉市科教综合实力在全国副省级以上城市中仅次于北京、上海，居第三位；武汉城市圈是中部地区人才与智力资源密集地，其中武汉东湖地区是我国仅次于北京中关村的第二大智力密集区。

最后，武汉城市圈拥有便捷的交通运输系统。

武汉城市圈地处湖北经济发展最活跃的区域，交通便利，初步形成了以公路、铁路为主体，包括水运、航空和管道等运输方式构筑的综合交通运输体系。

截止到2003年武汉城市圈的设立，已建成公路35738km，公路密度达到61.6km/100，新建沪汉蓉沿江铁路段，铁路里程不断增加，航道网有一定的改善，天河机场服务半径、吞吐能力进一步提高。

另外，武汉城市圈交通网络设施和技术水平不断提高，已形成了科学合理的交通运输分工格局。

3 武汉城市圈土地利用结构现状分析
本文在研究武汉城市圈土地利用结构现状及演变过程时采用的是武汉城市圈土地利用变更数据，数据现势性较强。

但由于城市圈部分市区2007年和2008年的土地利用变更数据难以获取，导致2007年和2008年的数据衔接不佳，尤其是这两年耕地和林地的更新调查数据缺乏整体性和完整性，鉴于此，本文在研究武汉城市圈土地利用结构现状及变化过程时，只对武汉城市圈1997-2006年的土地利用变更数据作具体的分析。

目前我国土地利用现状分类采用的是8大类分类系统，包括耕地、园地、林地、牧草地、居民点及独立工矿用地、交通用地、水利设施用地及未利用土地等8个一级类型，46个二级类型。

本文在进行土地利用结构演变分析时，根据武汉城市圈土地利用变更数据的实际情况，主要对耕地、园地、林地、牧草地、其它农用地、居民点及工矿用地、其它建设用地、交通用地和未利用地9种地类进行研究。

3.1 土地利用概况
根据土地利用变更数据，2006年武汉城市圈土地总面积为5.78×，其中耕地面积
最大，占总面积的31.82%，其次是林地，占总面积的26.72%，园地、林地、牧草地、其它农用地所占比例分别为2.50%、0.11%、18.73%，总和占总面积的21.34%，居民点及工矿用地、其它建设用地、交通用地和未利用土地分别占土地总面积的7.37%、0.23%、1.62%和10.90%，如图2。

可以看出，武汉城市圈土地利用类型主要以耕地、林地和其它农用地为主，交通用地所占比例不大，而牧草地和其它建设用地所占比例很小，均不足1%。

武汉城市圈各市土地利用概况见表1，可以看出，城市间的土地利用差异比较明显，其中，黄冈和咸宁两个地区的土地利用类型以林地为主，林地所占比重较大，尤其是咸宁市，林地所占比重达到44.28%，而耕地所占比重较小，仅占咸宁土地总面积的19.85%。

而与其形成鲜明对比的是仙桃、天门和潜江三个地区，三市的土地利用类型均以耕地为主，耕地所占比重均超过50%，而天门更是高达61.7%，远远大于其它土地利用类型，说明这三个地区仍以农业生产为主。

但是，仙桃市居民点及工矿用地面积占仙桃市土地总面积的10.21%，天门市居民点及工矿用地面积占天门市土地总面积的9.91%，均高于除武汉以外的其他城市居民点及工矿用地所占比例。

武汉、鄂州和孝感三个地区的土地利用状况较为相近，以耕地、林地和其它农用地三种用地类型为主。

在未利用地中，黄石市的未利用地面积占总面积的比例最大，达到21.67%，远高于其他城市，开发利用潜力很大，未利用地比重超过10%的还有孝感市、黄冈市和咸宁市，见下表1。

3.2 多样性分析
土地数量结构多样化分析的目的是分析区域内各类土地资源的多样化状况（也即齐全程度）（丁泉，2008）。

本文采用吉布斯—马丁（Gibbs--Mirtin）的多样化指数度量，其模型为：
公式中，GM是多样化指数，fi是第i种土地利用类型的面积。

若某一地区只有一种土地利用类型，则GM=0；如果某一地区的土地均匀地分布在各种类型中，则GM=1，因此，可以用GM衡量某区域土地类型的齐全程度。

根据2006年武汉城市圈土地利用现状数据，计算出城市圈及各市的土地利用多样化指数，计算结果见表2。

结果显示：武汉城市圈整体的土地利用多样化指数为0.7741，土地利用类型比较丰富，其中位于城市圈东部的黄石市多样化指数最高，为0.7869，高于城市圈的土地利用多样化指数。

武汉、孝感和黄冈的多样化指数略低于城市圈，分别为0.7414、0.7466和0.7474。

鄂州和咸宁的土地利用多样化指数相差不大，分别为0.7197和0.7227。

仙桃、天门和潜江三市的多样化指数较低，分别为0.6211、0.5650和0.5958，其中，天门的土地利用多样化指数为武汉城市圈最低。

武汉城市圈位于湖北省东部地区，地貌类型多样，山地、丘陵、湖泊均有分布，因此，土地利用类型多样，土地的多样化指数也较高。

另外，土地利用类型的多样性还与城市经济的发展速度和水平有密切关系。

在城市发展较快地区，如武汉、黄石、孝感、黄冈等市，由于经济发展的需要，土地开发利用速度较快，土地由自然状态转变为农业用地、工业用地、建设用地的速度也较快，土地利用类型也自然逐渐丰富；相反，在经济发展较欠缺的地方，土地大多保持原来的用途，开发利用较少，土地利用类型也较为单一，多样化指数也就较低，如天门、潜江、仙桃等。

3.3 区位熵分析
区位熵又称区位指数，是指某一地区某一土地利用类型面积占上一级区域该土地类型总面积的比值与该地区土地总面积占上一级区域土地总面积的比值之比。

区位熵是综合性指标，利用区位熵分析区域土地的目的在于反映某一地区各种土地利用类型相对于高层次区域空间的相对聚集程度，其计算公式如下：
式中，Qi为区位熵，fi为区域内第i种土地利用类型的面积，Fi是上一级区域内第i种土地的面积。

为该区域内各种土地类型的面积之和，为上级区域内各种土地利用类型的面积之和。

若Qi>1，则表明该类型土地具有区位意义，反之，则不具有区位意义。

根据区位熵公式，武汉城市圈各市区位指数计算结果见表3：
由表3中的区位指数可以看出，耕地、其他农用地和居民点及工矿用地在武汉城市圈多个地区具有区位意义，说明这三种土地土地利用类型是武汉城市圈最为重要的用地类型。

天门市的耕地区位指数最高，为1.9390，潜江市次之，为1.8080；黄冈市的园地区位指数最高，为1.7358，明显高于其它地区；林地区位指数最高的是咸宁市，该市的森林覆盖率达到48%，高于全国35个百分点就是最好的证明；从牧草地的区位指数来看，黄冈市的最高，达到3.1496，远远高于其它地区；武汉城市圈其他农用地的区位指数均比较高，最高和最低的分别为鄂州市和咸宁市，为2.0083和0.6999；建设用地的区位指数中，武汉市最高，其中，居民点及工矿用地为1.7388，其它建设用地为2.3779，远高于其它地区。

潜江、天门、武汉和仙桃交通用地的区位指数较高；黄石市未利用地的区位指数最高，为1.9878，咸宁次之，为1.3672。

区位熵与区域经济社会的发展水平密切相关。

例如，耕地的区位熵最高的三个城市分别是仙桃市、潜江市和天门市，三市距离城市圈核心武汉较远，处于城市圈经济核心的边缘地区，经济仍然以第一产业为主，经济发展水平较低，农业用地的聚集程度就较高，而武汉、黄石等经济发展较快的城市，耕地的区位熵就相对较低。

4 总结
通过对武汉城市圈及城市圈内各个城市的多样化指数和区位熵的分析，可以直观地了解到武汉城市圈及城市圈各市的土地利用现状情况。

其基本特点如下：
一是多样化指数较高，土地资源类型多样。

武汉城市圈地貌类型多样，平原、水域、林地、草地、丘陵和岗地均有，丰富的地貌类型给武汉城市圈带来了多样的土地利用类型，多样化指数达0.7741，宜农、林、渔用地在各个城市均有分布。

根据土地更新调查数据，
1997-2006年武汉城市圈的耕地、园地、林地和水域（湖泊水面、河流水面、坑塘水面和养殖水面之和）均占有较大比重。

武汉城市圈丰富的地貌类型和多样的土地利用类型，既有利于农林牧副渔的全面发展，也有利于土地利用效益的提高。

二是耕地和林地是城市圈主要的土地利用类型。

由武汉城市圈2006年的土地利用结构数据可知，耕地和林地所占比重均比较大，为31.82%和26.72%。

由武汉城市圈2006年的土地利用区位指数表也可以看出，天门、潜江、仙桃、孝感和武汉都具有较高的耕地区位指数，其中，天门市是全国最大的棉乡，耕地面积所占比重达到61.70%；而咸宁、黄冈和黄石均有较高的林地区位指数，特别是咸宁市森林覆盖率达到48%。

因此，耕地和林地是武汉城市圈主要的土地利用类型，这与武汉城市圈“两山、两岗、三丘、三原”的用地格局具有密切的关系。

三是生态型用地资源区位熵较大，区位优势明显。

从武汉城市圈2006年各市的土地利用区位指数表可以看出，天门、潜江、仙桃、孝感、武汉和鄂州的耕地区位指数均大于1，黄冈和咸宁的园地指数均大于1，黄石的未利用地区位指数达1.9878，黄冈的牧草地更是高达3.1496，另外，武汉、鄂州、孝感、仙桃、天门和潜江的其它农用地区位指数也均大于1，表明这些土地类型在各城市土地利用结构种都具有较大的区位优势。

耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地和未利用地都是广泛意义上的生态型用地，反映了武汉城市圈具有发展生态农业等生态型产业的资源优势和区位优势。

四是未利用土地区位指数较大，土地开发利用潜力大。

总体来看，2006年，武汉城市圈仍有630324hm2的未利用土地。

黄石的未利用地面积比重更是高达21.67%，从区位指数来看，城市圈有4个地区的未利用地区位指数大于1，今后荒草地、裸地等未利用土地的开发潜力还比较大。

参考文献：
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