基于引力模型的商業(yè)用地集約利用潛力開(kāi)發(fā)

向 筱，李 喆，李璇瓊，趙 靜

（1.四川省土地統(tǒng)征整理事務(wù)中心，四川 成都 610045；2.成都市國(guó)土規(guī)劃地籍事務(wù)中心，四川 成都 610074；3.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618000；4.西南交通大學(xué) 地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，四川 成都 610031；5.四川傳媒學(xué)院，四川 成都 611745）

基于引力模型的商業(yè)用地集約利用潛力開(kāi)發(fā)

向 筱1，李 喆2，李璇瓊3,4，趙 靜5

（1.四川省土地統(tǒng)征整理事務(wù)中心，四川 成都 610045；2.成都市國(guó)土規(guī)劃地籍事務(wù)中心，四川 成都 610074；3.四川建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 德陽(yáng) 618000；4.西南交通大學(xué) 地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，四川 成都 610031；5.四川傳媒學(xué)院，四川 成都 611745）

基于牛頓力學(xué)引力模型構(gòu)建城區(qū)商業(yè)片區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度模型。將商業(yè)用地中經(jīng)濟(jì)聯(lián)系密切的集約利用片區(qū)與低度利用片區(qū)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，借助集約利用商業(yè)片區(qū)對(duì)低度利用商業(yè)片區(qū)的經(jīng)濟(jì)牽引作用，輔以交通優(yōu)化策略，增大關(guān)聯(lián)片區(qū)間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度；實(shí)現(xiàn)了對(duì)低度利用商業(yè)片區(qū)集約利用潛力的充分挖掘，同時(shí)緩解了集約利用商業(yè)片區(qū)交通與人口承載壓力。該開(kāi)發(fā)模式為城市建設(shè)用地集約利用潛力挖掘提供了新思路，有利于解決當(dāng)前城市建設(shè)用地供需矛盾。

商業(yè)用地；集約利用潛力；引力模型；交通優(yōu)化；成都市

商業(yè)用地是城市中地價(jià)水平最高、極差收益最明顯、區(qū)域差異最顯著的建設(shè)用地，其集約利用程度對(duì)城市整體土地利用程度的影響很大，如何科學(xué)高效地提升城市商業(yè)用地集約利用水平是迫切需要解決的難題。城市商業(yè)用地集約利用水平提升的根本在于對(duì)其潛力的開(kāi)發(fā)與挖掘程度?，F(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外關(guān)于城市商業(yè)用地集約利用的研究集中在對(duì)其利用程度的評(píng)價(jià)與空間布局合理性分析方面[1-3]，而關(guān)于如何進(jìn)行城市商業(yè)用地集約利用潛力開(kāi)發(fā)的研究鮮有報(bào)道，即使有也多為主觀定性分析，缺乏客觀性和系統(tǒng)性[4]。針對(duì)成都市中心城區(qū)因區(qū)位條件差異帶來(lái)的商業(yè)用地集約利用水平局部發(fā)展不均衡問(wèn)題，本文引入牛頓萬(wàn)有引力定律，構(gòu)建了城區(qū)商業(yè)片區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度模型，通過(guò)識(shí)別低度利用商業(yè)片區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向與強(qiáng)度，以期最大程度地發(fā)揮集約利用商業(yè)片區(qū)對(duì)低度利用商業(yè)片區(qū)的經(jīng)濟(jì)牽引作用；通過(guò)設(shè)計(jì)關(guān)聯(lián)片區(qū)交通優(yōu)化策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市商業(yè)用地集約利用潛力的充分挖掘，為緩解當(dāng)前城市建設(shè)用地供需矛盾提供新的思路。

1 研究區(qū)概況

成都市位于四川盆地西緣的成都平原上，是西部地區(qū)重要的金融、科技、商貿(mào)中心和交通、通信樞紐，是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)主集聚區(qū)。成都市中心城區(qū)規(guī)劃控制范圍包括繞城高速（四環(huán)）外側(cè)500 m以內(nèi)的區(qū)域和金牛區(qū)、成華區(qū)、青羊區(qū)、錦江區(qū)、武侯區(qū)（含高新區(qū)）在繞城高速（四環(huán)）外的土地，面積約為626 km2。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，中心城區(qū)居住、工業(yè)以及教育用地開(kāi)始不斷向城區(qū)周邊聚集，形成綜合性現(xiàn)代居住區(qū)、工業(yè)園和大學(xué)城等，商業(yè)區(qū)日趨成為成都市中心城區(qū)的主導(dǎo)功能區(qū)。目前成都市中心城區(qū)有商業(yè)功能地塊33 個(gè)，形成片區(qū)21個(gè)。其中接近1/5為低度利用商業(yè)片區(qū)，基本位于二環(huán)以外，主要為幾大專業(yè)市場(chǎng)，其綜合容積率偏低，存在大量閑置土地、未利用地和廢棄地，雖然內(nèi)部具有較大的優(yōu)化空間，但因區(qū)位條件較差，發(fā)展滯后；而集約利用區(qū)域主要集中在市中心、城南副中心商貿(mào)區(qū)以及二環(huán)路上交通干道重要節(jié)點(diǎn)處的商業(yè)綜合體商貿(mào)區(qū)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。

2 商業(yè)用地集約利用潛力開(kāi)發(fā)模式

2.1 模式內(nèi)涵

根據(jù)土地集約利用的內(nèi)涵[5]和城市商業(yè)用地的特性[6]，設(shè)計(jì)了商業(yè)用地集約利用潛力開(kāi)發(fā)模式，其內(nèi)容主要包括：

1）整體發(fā)展，構(gòu)建區(qū)域關(guān)聯(lián)。城市商業(yè)片區(qū)之間的相互作用將日漸加強(qiáng)，特別是區(qū)位優(yōu)勢(shì)顯著的商圈，經(jīng)濟(jì)集聚效益高，在最小努力原則驅(qū)動(dòng)下，對(duì)于拉動(dòng)區(qū)位較差地區(qū)經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)具有先天優(yōu)勢(shì)。利用經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度改進(jìn)模型，優(yōu)化組合集約利用與低度利用區(qū)域，為低度利用區(qū)域識(shí)別經(jīng)濟(jì)最優(yōu)發(fā)展方向。

2）優(yōu)化關(guān)聯(lián)區(qū)域的交通條件。區(qū)位條件作為限制商業(yè)片區(qū)集約利用程度的重要因素，其優(yōu)劣程度取決于土地自然環(huán)境條件及商業(yè)企業(yè)與市場(chǎng)的轉(zhuǎn)移成本[7]。對(duì)于城區(qū)土地而言，其自然環(huán)境條件短期內(nèi)不易改變，優(yōu)化商業(yè)區(qū)域交通條件以降低商業(yè)企業(yè)與市場(chǎng)的轉(zhuǎn)移成本是改善區(qū)位條件更為直接有效的方法。根據(jù)聯(lián)系片區(qū)間空間阻隔系數(shù)大小，有針對(duì)性地實(shí)施不同交通優(yōu)化策略，提高交通容量，為最大程度地發(fā)揮集約利用商業(yè)區(qū)域?qū)Φ投壤蒙虡I(yè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用奠定基礎(chǔ)。

2.2 經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度模型

Reily W[8]將牛頓的萬(wàn)有引力定律引入商圈分析，構(gòu)建了“零售引力模型”，開(kāi)啟了牛頓力學(xué)引力模型在城市經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的先河。隨后Zipf G K[9]將該模型應(yīng)用于城市體系空間相互作用的理論研究方面。隨著地理學(xué)計(jì)量的興起，引力模型被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于“空間相互作用”的經(jīng)驗(yàn)研究中，周一星[10]應(yīng)用空間相互作用的引力模型，構(gòu)建城市體系主要經(jīng)濟(jì)聯(lián)系方向理論，證實(shí)了城市的實(shí)體地域更傾向于沿主要經(jīng)濟(jì)聯(lián)系方向發(fā)展。由此，作為對(duì)城市整體土地市場(chǎng)影響很大的商業(yè)用地，其低度利用片區(qū)在最小努力原則驅(qū)動(dòng)下，會(huì)更傾向于沿著主要經(jīng)濟(jì)聯(lián)系方向發(fā)展，因而對(duì)低度利用商業(yè)區(qū)域集約利用潛力的挖掘不能局限于自身，應(yīng)著眼于對(duì)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向有顯著影響的區(qū)域。為識(shí)別低度利用商業(yè)片區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向與強(qiáng)度，引入牛頓萬(wàn)有引力定律，構(gòu)建城區(qū)商業(yè)片區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度模型。鑒于城市用地空間變化的非連續(xù)性；且研究區(qū)地貌類(lèi)型以平原為主，考慮城市河流的阻斷，引入空間阻隔系數(shù)α：

式中，F(xiàn)ij為i片區(qū)、j片區(qū)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度；Vi、Vj分別為i片區(qū)、j片區(qū)的單位地價(jià)；Si、Sj分別為i片區(qū)、j片區(qū)的面積；Dij為i片區(qū)和j片區(qū)的幾何空間距離；α為i片區(qū)、j片區(qū)間的河流阻隔度，α=片區(qū)間橋梁覆蓋面積/河流面積，如片區(qū)間無(wú)河流阻隔則α=0。

2.3 交通容量模型

交通容量（UTC）是確定城市交通發(fā)展規(guī)模的基本決策參量之一，主要是指某一具體路段或交叉口在一定的道路交通狀況下單位時(shí)間內(nèi)所能夠通過(guò)的最大機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量[11]，公式為：

式中，T為居民出行發(fā)生總量；L為平均出行距離；S為平均出行道路橫截面占有量，由交通方式確定。

3 結(jié)果與分析

3.1 基于引力模型的商業(yè)片區(qū)關(guān)聯(lián)

研究區(qū)各商業(yè)功能片區(qū)集約利用度、面積以及單位地價(jià)數(shù)據(jù)[12]從《成都市2013年建設(shè)用地節(jié)約集約利用評(píng)價(jià)技術(shù)報(bào)告》中獲取，各片區(qū)之間幾何空間距離采用幾何中心法計(jì)算，片區(qū)間空間阻隔系數(shù)基于對(duì)成都市中心城區(qū)2011年變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)中橋梁與河流圖斑的提取；代入式（1）計(jì)算得出成都市中心城區(qū)各低度利用商業(yè)片區(qū)與所有集約利用商業(yè)片區(qū)間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度值，再利用ArcGIS軟件的Summarize功能搜索同一低度利用商業(yè)片區(qū)與所有集約利用商業(yè)片區(qū)空間聯(lián)系強(qiáng)度的最大值，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 低度利用商業(yè)片區(qū)與集約利用商業(yè)片區(qū)間的空間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度值

由表1可知，與低度利用商業(yè)片區(qū)C001、C014、C016和C019具有最大經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的集約利用商業(yè)片區(qū)分別為C008、C004、C003和C018。將各低度利用商業(yè)片區(qū)分別與其對(duì)應(yīng)的最大經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度集約利用商業(yè)片區(qū)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，其關(guān)聯(lián)方向即為對(duì)低度利用商業(yè)片區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)恳ψ畲蟮姆较颍?jiàn)圖1（來(lái)源于成都市建設(shè)用地集約經(jīng)營(yíng)利用評(píng)價(jià)（城市用地狀況評(píng)價(jià)）報(bào)告圖件成果中的土地利用狀況類(lèi)型圖（商業(yè)功能區(qū)））。

圖1 基于引力模型的成都市中心城區(qū)商業(yè)片區(qū)關(guān)聯(lián)圖

3.2 關(guān)聯(lián)片區(qū)交通優(yōu)化

對(duì)關(guān)聯(lián)片區(qū)間交通條件進(jìn)行改善將不同程度地降低關(guān)聯(lián)片區(qū)間的空間阻隔系數(shù)，提高集約利用商業(yè)片區(qū)與低度利用商業(yè)片區(qū)間經(jīng)濟(jì)來(lái)往的便利度，進(jìn)而改善低度利用商業(yè)片區(qū)的區(qū)位條件，不斷提升其單位地價(jià)水平。本文主要針對(duì)以下兩類(lèi)關(guān)聯(lián)區(qū)域，根據(jù)其空間阻隔系數(shù)值的相對(duì)大小，設(shè)計(jì)相應(yīng)的交通優(yōu)化策略。

1）空間阻隔系數(shù)相對(duì)較高的關(guān)聯(lián)片區(qū)。該關(guān)聯(lián)片區(qū)間被河流分隔且橋梁覆蓋較少，片區(qū)間交通容量較低，交通壓力較大，應(yīng)在關(guān)聯(lián)片區(qū)間適量新建和擴(kuò)建橋梁，增大橋梁覆蓋面積，從而降低空間阻隔系數(shù)，提升片區(qū)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度。

2）空間阻隔系數(shù)相對(duì)較低而交通容量不高的關(guān)聯(lián)片區(qū)。該關(guān)聯(lián)片區(qū)雖然空間阻隔系數(shù)相對(duì)較低但因各種原因?qū)е抡w交通容量不高。由于被河流阻斷區(qū)域橋梁覆蓋面積較大，所以適量新建和擴(kuò)建橋梁潛力不大，應(yīng)側(cè)重于區(qū)域整體交通管制的優(yōu)化，提高內(nèi)部運(yùn)能，提升交通容量。其主要辦法為：①將片區(qū)內(nèi)部的閑置地規(guī)劃為新增交通道路以擴(kuò)展交通用地面積；②由于低度利用片區(qū)主要為幾大專業(yè)市場(chǎng)，物流量較大，因而在區(qū)域內(nèi)增設(shè)物流轉(zhuǎn)運(yùn)中心，加強(qiáng)物流運(yùn)轉(zhuǎn)能力[13]；③對(duì)道路運(yùn)能實(shí)施分時(shí)管控，規(guī)定用于物流運(yùn)輸?shù)能?chē)輛在空閑時(shí)段專時(shí)專用進(jìn)出商業(yè)區(qū)；④規(guī)定關(guān)聯(lián)片區(qū)間的連接橋梁采用單行線、禁止左右轉(zhuǎn)彎等方式以減少道路交叉口的沖突點(diǎn)；⑤集中控制關(guān)聯(lián)片區(qū)間主干道的交通信號(hào)，有序提高綠燈利用率，減少車(chē)流在各交叉口的延誤[14]；⑥設(shè)立更為合理的公交換乘站，使相對(duì)偏遠(yuǎn)、區(qū)位條件較差的商業(yè)片區(qū)更好地與城市繁華地段公共交通系統(tǒng)串聯(lián)起來(lái)[15]。

3.3 結(jié)果分析

以關(guān)聯(lián)片區(qū)C008與C001為例， C008片區(qū)綜合容積率為1．63，位于成都市正南方向的國(guó)家級(jí)新區(qū)天府新區(qū)內(nèi)，成都市南北主干道天府大道貫徹其中，交通條件優(yōu)越，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好，商業(yè)區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯；C001片區(qū)綜合容積率為0．75，位于成都市西南方向川藏立交附近，是成都市較大的一個(gè)家具家私賣(mài)場(chǎng)，作為出川進(jìn)藏的起點(diǎn)，周邊建有家具家私的存放倉(cāng)庫(kù)以及加工點(diǎn)，大型車(chē)輛過(guò)往較多，交通條件較差，土地利用粗放，是一 片具備較大發(fā)展空間的新興商業(yè)區(qū)。關(guān)聯(lián)片區(qū)交通優(yōu)化策略的實(shí)施，一方面能夠降低空間阻隔系數(shù)，提升片區(qū)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度；另一方面能夠改善關(guān)聯(lián)片區(qū)的交通秩序，有效提升整體交通容量，有利于C008片區(qū)充分發(fā)揮其對(duì)C001片區(qū)強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)引力作用，加速對(duì)C001片區(qū)專業(yè)批發(fā)市場(chǎng)類(lèi)商業(yè)的外遷引導(dǎo)與升級(jí)改造，促使C001片區(qū)形成新的商業(yè)綜合體乃至區(qū)域性商業(yè)中心，從而顯著提升C001片區(qū)土地集約利用程度。

同時(shí)，關(guān)聯(lián)片區(qū)位于主城區(qū)建成區(qū)內(nèi)，其城市道路交通基礎(chǔ)設(shè)施不易擴(kuò)建，出行的交通方式不易改變，根據(jù)式（2）可知，S與T均可視為不變，而關(guān)聯(lián)片區(qū)逐步形成的多商業(yè)中心模式，將帶來(lái)區(qū)域整體上更加均衡的發(fā)展態(tài)勢(shì)，致使其內(nèi)部平均出行距離（L）降低；由此，在區(qū)域總體交通容量保持不變的情況下，降低了交通容量的占有率，節(jié)約的城市交通容量能緩解片區(qū)間交通與人口承載壓力，改善了片區(qū)間的交通條件，優(yōu)化了C001片區(qū)的區(qū)位條件，也使C008片區(qū)的區(qū)位優(yōu)勢(shì)更加明顯，整體區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化協(xié)同發(fā)展。

4 結(jié) 語(yǔ)

本文研究的商業(yè)用地集約利用潛力開(kāi)發(fā)模式不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)低度利用商業(yè)片區(qū)集約利用潛力的有效開(kāi)發(fā)，而且在緩解集約利用商業(yè)片區(qū)交通與人口承載壓力，統(tǒng)籌城區(qū)經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程方面也產(chǎn)生了積極作用。通過(guò)本文的研究，可得出以下基本結(jié)論：

1）密切的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系是商圈和區(qū)域性商業(yè)中心形成與發(fā)展的重要機(jī)制，借助牛頓萬(wàn)有引力定律在量化“空間相互作用”方面的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)對(duì)商業(yè)片區(qū)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度和方向的測(cè)度，能夠清晰地識(shí)別商業(yè)片區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)方向，在明確城市實(shí)體空間的發(fā)展方向以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)的空間組織方面具有應(yīng)用價(jià)值。

2）商業(yè)片區(qū)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度與交通條件存在強(qiáng)相關(guān)性，交通運(yùn)輸?shù)暮侠斫M織和道路運(yùn)能的提升，有利于強(qiáng)化城市內(nèi)部經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，鑒于城市用地空間變化的非連續(xù)性，區(qū)域空間阻隔對(duì)交通條件的影響不可忽略。

3）城市商業(yè)用地集約利用程度除了受商業(yè)片區(qū)間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度與交通條件的影響外，還受技術(shù)、體制、制度、歷史、文化和經(jīng)濟(jì)全球化等多方面的影響，要充分挖掘其潛力，還需全面綜合的定量研究。

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1672-4623（2016）09-0091-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.09.030

向筱，碩士，高級(jí)工程師，主要從事土地節(jié)約集約利用評(píng)價(jià)、城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤及土地整關(guān)鍵技術(shù)研究。

2015-08-11。

項(xiàng)目來(lái)源：國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)資助項(xiàng)目（201211050）；四川省教育廳人文社科重點(diǎn)資助項(xiàng)目（12SA0070）。