研究

R/e/s/e/a/r/c/h

1980—2010年上海土地开发利用时空演变研究

发表时间:2020-09-15

作者


汤庆园  西南交通大学公共管理与政法学院讲师

王宝平 上海同济城市规划设计研究院有限公司高级工程师

李   陈  上海工程技术大学公共管理系讲师



正文



一、引言


土地利用变化作为全球变化的重要内容日益受到广泛关注,它直接反映了人类活动对全球变化的影响。


其中国际生物圈及地圈研究计划和国际人文面向研究计划在1996年合作成立的全球土地利用与地表覆盖变化研究机构更是将这一研究领域在全球范围内全面展开。


当前国外学者对土地利用变化的研究主要集中在以下三个方面:


一是建立宏观尺度上全球和区域模型,模拟土地利用/ 覆盖变化及其在不同空间尺度下的动态机制模型;


二是通过区域性案例比较,建立土地利用变化类型和影响因素的经验模型;


三是利用理论模型和数量模拟技术研究各种驱动力与土地利用变化相互作用,并进行相应的解释与模拟预测。



从以上研究不难发现,尽管学者们在土地利用类型、研究尺度和研究方法上各有不同,但他们既有共同点,又有各自独特的视角。


比较而言,国外的研究尺度更大,定量研究也更深入,国内研究方面提出的影响因素更多,情况也更为复杂,但就巨型城市依据长时间序列遥感数据分析其土地利用时空演变的研究还相对较少。


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本研究基于遥感影像和地理信息技术,将土地开发利用类型分为3类,其不仅可以更准确地在土地开发利用分类遥感影像图中直观地展示出上海空间扩展变化,而且有效地避免了城市空间影像的碎片化。

此外,利用时间和空间两个维度把握上海市的土地开发利用变化情况,能够为上海未来进一步集约利用土地资源、制定有效的土地开发利用总体规划提供科学依据,并为我国新型城市化战略的顺利实施提供重要的决策基础。



二、数据来源


改革开放以来,中国的城市化步伐加快,上海作为最早实行土地批租制度改革的城市,无论是经济发展速度还是土地开发利用变化速度都明显快于全国平均速度,其快速城市化的过程能够为土地开发利用变化的研究提供非常好的研究素材。


自浦东率先在全国开发之后,上海城市面貌发生了巨大的变化,尤其是1990年之后,中国经济重心从珠三角转移到长三角,上海的土地开发利用变化无疑是中国快速城市化过程的缩影。


“本文数据主要来源于两部分:土地遥感数据与上海相关年份的统计年鉴。本研究通过对上海地图集的数字化,获取1980年上海市的详细土地开发利用底图。1987年、1993年、1999年土地开发利用数据来自于LandSat TM 遥感影像分类数据,遥感数据分类的空间单元为30x30米分辨率的遥感影像像元。


2010年土地开发利用数据来自于SPOT遥感影像分类数据,遥感数据分类的空间单元为10x10米分辨率的遥感影像像元。利用ENVI软件进行遥感影像数据处理,在解译过程中,充分利用上海地形地貌数据,并根据现场勘查对遥感影像进行监督分类,同时参考官方统计数据进行判断,经过验证,土地类型分类准确率均在90%以上。


与以往将土地开发利用类型分为耕地、林地、草地、水域、城乡工矿居民用地和未利用土地共6个1级类型不同,本研究将土地开发利用类型分为高密度城市建成区、工业用地和农村建设用地3种。


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将城市人口密集区统称为高密度城市建成区,避免工业用地和农地所占比例较大,其他用地所占比例相对较小的问题。对比各个年份土地开发利用类型(详细土地开发利用变化数据通过遥感影像得以获取),利用ArcGIS软件呈现上海土地开发利用不同时期的时空变化特征。同时,所有年份的土地开发利用特征将综合到183个乡镇、街道一级空间单元。


三、1980——2010年上海土地开发利用

01

1980年上海土地开发利用的现状


上海于1958年进行行政区划调整,把原先江苏省的部分地区划归上海市管辖,上海行政区划面积此后未发生大的变化。


1980年上海市城市建成区土地面积是234.41平方千米,仅占上海市域总面积的3.70%,绝大多数都是农地。


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图1  1980年上海土地开发利用分类


从图1左边部分可以看出,城市土地主要集中在上海的中心城区,其他区域只有星点状分布,且多数在其所在区县政府的驻地。城市土地比例最高的是静安区,高达98.30%。近郊区和远郊区的城市建成土地比例都比较低 ,郊区各区县的平均城市建成土地面积所占比例不到上海市域总面积的5%,崇明的城市建成土地面积占比最低,仅为上海市域总面积的0.91%。


从图1右边部分中心城区土地开发利用分类中可以看出,商业用地主要集中在上海市中心的南京路、四川路和淮海路三大市级商业中心附近。居住用地则环绕商业用地向四周扩散,大多分布在内环线以内。成片的工业用地集中在苏州河和黄浦江沿岸,呈“玉带状”分布。


此外,还有较大的一块工业用地集中在闸北区彭浦一带,其他地域内各类用地也都有交叉式的零星分布,但总体规模不大。


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这一时期上海市的土地开发利用变化总体上是以人民广场为中心,呈单心团块放射状缓慢蔓延,同时在原有行政区划范围内,采取“填空补实”和“由内向外”摊大饼的发展方针。


从1980年到1987年共有20.66平方千米农地被转化,大量农地都因改革开放后经济发展的需要而被占用。


随着1986年《土地管理法》及后续地方法律法规的颁布,加之住房、国企和劳动力市场等制度的改革,在等级地租规律下,上海土地开发正式启动,土地开发利用开始发生巨大变化,在经济增长中发挥着日益重要的作用。


02

1987—1993年土地开发利用变化


虽然自1986年上海已经开始探索土地制度的改革,但1987至1993年上海土地开发利用整体情况变化不大。


从图2可以看出,无论是高密度城市区还是工业用地和农村居住用地,其土地开发利用变化幅度都不是很大,高密度城市区的面积由1987年343.95平方千米增加到531.20平方千米,年均增加31.21平方千米,高密度城市区发生变化比例较大的主要集中在中心城区,占上海中心城区总面积的15%。


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图2  1987— 2010年上海土地开发利用分类


普陀区是中心城区高密度城市区中变化最大的区域,由1987年的12.21平方千米增加到1993年的35.99平方千米,增加了23.78平方千米,年均增长3.97平方千米。近郊区高密度城市区略有变化,仅占近郊区总面积的8%,且绝大多数区域都集中在离中心城区较近的闵行区莘庄镇和宝山区大场镇。远郊区的高密度城市区几乎没有发生变化。


这一时期受长期历史欠账因素的影响,上海城市空间结构改变很少。处于上海中心城区核心区的静安区和黄浦区本身就是上海最重要的商业区,其内部的房屋、道路、基础设施等混杂结构没有得到根本解决,依旧延续着原有的城市空间结构。近郊区和远郊区各种土地开发利用的变化也主要发生在政府驻地所在区域,呈散点状分布,其他区域并没有发生大幅度的变化。


工业用地变化这一时期总体增加不多,从225.30平方千米增加到243.90平方千米,仅仅增加18.60平方千米。


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就具体区域而言,中心城区的工业用地在不断减小,由47.20平方千米减少到23.30平方千米,减少的区域主要集中在普陀区的桃浦,达到18.10平方千米,占中心城区所有减少的工业用地总面积的77.68%,原因在于普陀区是上海面积较大的中心城区市辖区,同时也是上海最重要的工业基地。


这一时期,上海刚启动土地制度的改革,原有大量低收益的工业用地依旧占据着城市的黄金地段,取代了商业用地,土地应有的经济效益并没有得到更好的发挥。


与中心城区不同的是,近郊区和远郊区的工业用地也在不断增加,但这一时期增加的幅度不大,分别增加了27.80平方千米和14.70平方千米,所占比例均不到所在区域总面积的1%。


与其他开发用地不同的是农村建设用地变化相对较大,无论是中心城区还是近郊区和远郊区,都呈现出下降趋势,从874.70平方千米下降到432.80平方千米,其中下降幅度最高的依旧是中心城区,达到了中心城区总面积的36.85%。


摄图网_500678297_wx_凌空SOHO(非企业商用).jpg


与其他区相比,长宁区是农村建设用地减少速度最快的区域,占中心城区农村建设用地总面积的85.53%,主要分布在长宁区的西部,这是由于长宁区西部离中心城区较远,是上海中心城区较大的一块农村建设用地区域。


03

1993—1999年土地开发利用变化


20世纪90年代初期,上海加快旧城改造的步伐,中心城区第一次突破了传统圈层发展的空间布局模式。按照产业发展政策,在中心城区,上海建成中央商务区和中心商业区,加强金融、贸易功能。在内环线两侧地区,调整改造工业街坊和工业区,以工业和第三产业功能为主,部分工厂迁址、合并、停产和关闭,改为发展房地产和其他产业。


从1993年到1999年上海土地开发利用变化在这一期间开始加剧,近郊区的变化表现尤为明显。从图2看出近郊区高密度城市区的面积由531.20平方千米增加到928.69平方千米,年均增长132.67平方千米。原有占据中心城区黄金地段的工业企业通过“退二进三”进行了空间置换,一大批商业中心被重新建立起来,上海市的产业空间结构从而发生了极大的变化。


1995年,中心城区企业数量在全市企业中的比重降至34.81%,其中国有工业企业数、职工数在全市中的比重分别由1985年占全市的50.64%、62.87% 降至占全市的30.61%、54.65%,工业总产值由占全市的31.21%升至占全市的31.66%。




这一时期,上海进入了最重要的建设阶段,土地开发利用变化的总体趋势开始加速,市郊以及各县相继开发、建设一批工业园区,接纳从市区迁入的工厂,引进三资项目。


远郊区高密度城市区也开始出现加快趋势,但总体增长不大,高密度城市区面积增加了124.06平方千米。


此时中心城区的高密度城市区并没有太大的变化,发生变化的高密度城市区主要集中在中心城区和近郊区的结合区域。




上海此时加快工业园区的建设,工业用地面积大幅增加。其中增幅最快的是近郊区,增长了146.60平方千米。


至1996年,市级工业区引进工业项目846 个,投资309亿元,先后建成松江等9个市级工业区和45个县级工业区,郊区经济实力开始明显提升。


继陆家嘴开发后,又相继开辟了金桥出口加工区、张江高科技园区和王港工业区。远郊区的工业用地这时也在增加,但是总体变化幅度不大。


摄图网_500804838_wx_环球港(非企业商用).jpg


与近郊区和远郊区相反,中心城区工业用地大幅度下降,从23.30平方千米下降到1.80平方千米,普陀和杨浦作为上海曾经最重要的工业基地,其工业用地面积下降最多,这是由于上海开始实施“退二进三”政策,原有中心城区的工业开始向郊区大规模扩散,许多工厂大部分外迁到近郊区甚至是远郊区,上海逐步从传统的工商业城市转向国际经济中心城市,城市能级得到显著提升。


至1998年,上海内环线之内106平方千米的中心城区相继有500多家工厂( 车间) 迁出,腾出了350万平方米的场地用于发展金融、贸易、住宅等第三产业和城市基础设施。


中心城区出让各类土地面积近630万平方米,其中旧区改造面积占一半以上,搬迁企业单位1921个。城郊工业用地累计出让土地面积约14平方千米,占上海市总出让面积的比重由1992年前的不到1%上升到1996年的72%。


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农村建设用地面积变化情况相对复杂,呈现小幅度增加趋势,从432.80平方千米增加到622.30平方千米。其中,中心城区农村建设用地面积下降至9.73 平方千米。而在近郊区和远郊区,农村居住用地面积则显著增加,分别增加了95.21平方千米和137.40平方千米,这一变化在远离中心城区的崇明表现得最为明显,增加了37.70平方千米,其原因可能在于处在远郊区的乡镇在“撤乡并镇”过程中进行了大量合并。


04

1999—2010年土地开发利用变化


上海通过前期土地的大量出让,有了大量可支配的资金进行大规模城市建设和改造。在产业政策上也进行了相应的调整,上海市政府提出“三、二、一”的产业发展方针,加快了产业布局的空间结构优化,“退二进三”政策使得工业和住宅逐渐迁移到城市外围地带。


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在上海推进郊区城市化发展战略建设重点的导引下,郊区、县及临海、滨江的外围地区正在成为土地开发的重要空间。从1999到2010年,随着上海建设“四个中心”,这一时期上海土地开发利用变化非常显著,图2 反映了这一剧烈变化的过程,无论是高密度城市区还是工业用地和农村建设用地,其变化都达到了前所未有的速度。


“上海高密度城市区从928.69平方千米增加到2117.51平方千米,增加了1188.82 平方千米。中心城区高密度城市区这时期已经基本饱和,只增加了10.09平方千米。近郊区高密度城市区的增加速度已被远郊区取代。远郊区高密度城市区增加的面积超过近郊区达到532.27平方千米,这是为了缓解日益紧张的中心城区人口压力,上海开展了“一城九镇”的建设,远郊区土地开发速度明显加快。


从图3中可以清楚看到,上海城市建成区在1980年主要集中于中心城区,到2010年,上海城市建成区已经从中心城区扩展到远郊区,并在局部地区产生跳跃,产生跳跃的也大多数是重点建设的新城。


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图3  1980-2010年上海城市建成区的扩张与用地变化


上海工业用地在中心城区已逐步被“退二进三”的三产用地所取代,几乎没有发生变化。上海已由中国最大的工业基地逐渐转变为具有较强服务功能和辐射功能的中心城市。近郊区的工业用地速度开始放缓,但也增加了107.10平方千米,这些土地开发利用变化也更多地集中在近郊区的外围。


摄图网_500613753_wx_上海郊区的晨曦(非企业商用).jpg


远郊区已逐渐成为工业用地增长的主力,从122.30 平方千米增加到471.30平方千米,年均增长34.90平方千米,主要集中在更远距离的临港、安亭等区域。


上海制造业这时基本形成以6大产业基地为龙头、市级以上开发区为支撑、各类工业集中区和郊区都市型工业园以及生产性服务业功能区为补充的发展格局。


经过2004年以来开发区的整理、整顿,上海核定保留开发区41个,规划总面积656平方千米,其中,国家级开发区15 个、市级开发区26个。


2007年,上海工业向市级以上工业区和6大产业基地集中度达到65.4%,平均主导产业集聚度达到88%。农村建设用地在中心城区继续保持下降态势,到2010年只有9.71平方千米,且绝大多数位于中心城区的边缘。


随着上海城市化的高速推进,近郊区农村建设用地速度开始变缓,从317.30平方千米减少到267.90平方千米,减少了49.40平方千米,主要集中在近郊区与远郊区的结合地带。


摄图网_500904247_wx_上海松江泰晤士小镇(非企业商用).jpg


远郊区逐渐成为农村建设用地新的开发区域,十年间共增长了712.60平方千米,年均增长71.26平方千米,这些区域也更多地分布在远郊区的外围。


四、结论和讨论

土地利用/ 土地覆被变化作为人类活动对自然环境影响较大的一个过程,研究其时空维度能够更好展现城市时空扩展的过程。


改革开放后,在市场化的推动下,商业化和对利润的追求产生了新的二元化城市土地开发利用和经济景观,上海土地开发利用变化展现出新的级差地租规律。


随着土地制度的改革,上海可支配的财政收入增加,土地开发突飞猛进,城市建设投资力度加大,城市空间扩展能力和速度加快、紧凑度下降、形态趋向分散,城市建成区面积也迅速扩大,城市形态发生明显变化,并与城市经济的发展周期有着非常紧密的关系。


“20 世纪80年代,上海城市化区域主要集中在中心城区的内环线区域,浦东片区只有很少一部分。随着经济的发展,上海城市形态的扩展逐渐由中心城区分别向近郊区的闵行、浦东、宝山和嘉定这东、西、南、北四个方向同时扩展,尤其是自1990年后,随着浦东的开发,上海城市化区域已由原先的“滨江城市”变为“跨江城市”,浦东的城市化区域扩展迅速,并逐渐成为新的城市增长中心。


当经济发展处于稳定发展状态之后,上海开始追求质的提升,城市扩展能力已不再局限于蔓延式扩展,转而追求原有区域产业结构的升级,同时通过跳跃式扩展来缓解大城市自身发展所产生的一系列“城市病”。


2001年,随着上海“一城九镇战略”的实施和多条郊区地铁线路的开通,上海城市化区域呈现出跳跃式的扩展,已经扩展到远郊区,不再以蔓延式扩展为主,主要呈现出在上海重点建设的安亭、罗店、朱家角、枫泾、浦江、高桥、周浦、奉城、堡镇,由同心圆环状向外扩展转变为沿轴发展,尤其以松江新城建设最为明显。


整个城市的发展也由原来以人民广场为中心的单中心结构向开放式多中心组团结构转变,徐家汇、真如、五角场和花木都正在成为各自区域新的中心。


1、在时空上,不同时期上海土地开发利用空间变化呈不平衡状态,总体上表现为“东多西少,南密北疏”的特点。

随着时间的推移,土地开发利用变化的郊区化倾向明显,距离衰减效应显著。20世纪80 年代上海土地开发利用变化主要集中在中心城区,至1990年,土地开发利用变化已经转移到近郊区,且主要分布在浦东新区。2000年以后,土地开发利用变化已从近郊区转移到远郊区。


2、在土地开发利用类型上,上海土地开发利用变化的总体态势是高密度城市区增加面积最多,表现出离中心城区越近,变成高密度城市区的时间越早,所需时间也就越短的发展态势。

农村建设用地的变化则相反,增加的面积变得越来越少,表现出离中心城区越远,农村建设用地越多。比较而言,工业用地情况则较为复杂,随着时间的推移,距中心城区越来越远,并有缓慢减少的态势。


3、上海作为巨型城市快速城市化的缩影,其土地开发利用在30年的时间里发生了剧烈的变化。

随着城市化速度的变化,土地开发利用也就相应地发生变化,土地开发利用变化的总体趋势与刘纪远等研究全国土地开发利用变化在相同时期的情况大致相似,即建设用地在20世纪90年代以后开始快速增长,受比较利益驱动,大量农地转化为城市化区域。

与其他城市相比,上海的土地开发利用变化也表现出一定的异质性,即土地城市化随着浦东开发已经开始,远远早于同期全国其他地区,同时上海的土地开发利用变化速度更快,远高于全国其他地区。

即使和全国其他相同时期的巨型城市相比,上海土地开发利用变化也表现出很大的不同,其郊区化速度更早、规模更大,并且有伴有大量的新城建设。


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