, 吕佩忆, 刘晔Land use patterns of the Xiongan New Area and comparison among potential choices of start zone
JIANGLuguang, LVPeiyi, LIUYe通讯作者:
收稿日期:2017-05-31
修回日期:2017-06-5
网络出版日期:2017-06-20
版权声明:2017《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部
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1 引言
2017年4月1日,中共中央、国务院印发通知,决定设立河北雄安新区。这是以习近平同志为核心的党中央深入推进京津冀协同发展作出的一项重大决策部署,对于集中疏解北京非首都功能,探索人口经济密集地区优化开发新模式,调整优化京津冀城市布局和空间结构,培育创新驱动发展新引擎,具有重大现实意义和深远历史意义。雄安新区是继深圳经济特区和上海浦东新区之后又一具有全国意义的新区,是千年大计、国家大事[1,2]。深入分析雄安新区土地利用的现状空间特征,并对可能的起步区方案进行科学比选,对于合理引导雄安城市发展与人口、经济布局,促进新区土地有序开发和有效管控,推进新区高起点高标准规划建设具有重要意义。由于雄安新区刚刚设立,已有的土地利用研究主要针对白洋淀湿地的景观格局变化进行分析[3,4],尚缺乏针对雄安新区全域的土地利用研究成果。
本文作者在2014-2017年间,对雄安新区全域及其周边的土地利用、水文、生态与环境状况进行了较为全面的实地考察。通过卫星遥感数据解译,结合GPS定位验证,利用GIS空间分析方法,研究了雄安新区土地利用的现状空间特征,对可能的起步区方案进行了比选分析,并对新区规划设计与建设提出了具体建议。
2 雄安新区概况
雄安新区规划范围涉及河北省雄县、容城、安新3县及周边部分区域,共辖29个乡镇,土地总面积1560km2。三县人口合计112.7万人,2016年GDP约为215亿元[5]。雄安新区地处北京、天津、保定腹地,距离北京市中心、天津市中心各110km,距离保定市中心50km（图1）。区位优势明显、交通便捷通畅、生态环境优良、资源环境承载能力较强,现有开发程度较低,发展空间充裕,具备高起点高标准开发建设的基本条件。雄安新区规划建设以特定区域为起步区先行开发,起步区面积约100km2,中期发展区面积约200km2,远期控制区面积约2000km2[1]。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图1雄安新区位置、范围与高程
-->Figure 1Location and DEM of Xiongan New Area
-->
雄安新区主体位于大清河水系的冲积扇上,北部、西北部地势稍高,南部、东南部地势较低,地形开阔。在微地貌形态上,长条形垄岗与浅碟状洼地交错分布。境内海拔高度在5~20m,土层深厚,土壤类型与微地貌形态密切相关,地势较高的土壤多为褐土、潮褐土,地势低洼的土壤多为潮土、沙姜黑土、沼泽土。雄安新区属暖温带半湿润大陆季风气候,四季分明。年平均气温12.0℃,年平均降水量550~600mm,年际变化较大[6]。
华北平原最大的淡水湖泊——白洋淀位于雄安新区东南部。白洋淀系大清河水系各支流冲积扇的前缘洼地,上承九河,下流入海,是雄安新区地势最为低洼的区域。白洋淀总流域面积31 199km2,占大清河水系流域面积的96.13%。白洋淀底部海拔5m,平水年水位波动变化于5.5~8.0m。有观测记录的极端最高洪水位可达10.5m（1963年8月）。白洋淀水面面积波动变化于50~300km2,极端情况下可达1300km2（1963年8月）[7]。
3 数据来源与研究方法
3.1 地形数据
本文所用地形数据为雄安新区1:5万数字高程模型（DEM）,该DEM系作者依据国家测绘局编制的1:5万地形图,对全部等高线、控制点、高程点,以及静止水体范围线、河流等地形特征要素数字化形成矢量地形图,并在ArcGIS环境下进行空间插值,生成栅格尺寸为30m×30m的数字高程模型。3.2 土地利用数据
综合考虑数据的可得性、准确性与实用性,研究区土地利用现状数据采用2017年Landsat - OLI遥感影像数据（轨道号:123/33）解译获得（图2）。耕地质量评估数据除利用2017年影像外,还采用了研究区1993 年、2003 年、2013三期农作物遥感调查数据。本文所用的Landsat TM/ETM+/OLI遥感影像来源于美国地质调查局地球资源观测系统数据中心（USGS/EROS Data Center,http://glovis.usgs.gov/）,空间分辨率为30m。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图22017年雄安新区土地利用现状
-->Figure 2Land use map of Xiongan New Area in 2017
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3.3 高程基准设定
本文涉及的海拔高度、水位均使用国家高程（即黄海1985高程）基准数据。由于雄安新区及白洋淀地区的水文监测与水利、防洪规划大量使用大沽高程数据,而地形、测绘等领域的高程多使用国家高程数据。为避免混淆,本文统一使用了国家高程数据,两者的换算关系是:国家高程数据=大沽高程数据-1.16m。3.4 空间统计与叠置分析
通过ArcGIS软件的空间统计与叠置分析功能,研究了雄安新区三县建设用地、耕地等不同类型土地的面积及其空间分布特征。利用1993年、2003 年、2013年、2017年四期农作物遥感调查数据揭示的农作物复种指数信息,评估了耕地质量与利用强度。1993-2017年复种指数为2.0的耕地定义为一级耕地,复种指数介于1.5~2.0的耕地定义为二级耕地,复种指数介于1.0~1.5的耕地定义为三级耕地。3.5 实地考察与验证
本文作者分别于2014年4月、2017年4月对雄安新区及其周边地区开展了土地利用考察[8],利用GPS相机获取研究区600余个典型地点的空间位置和土地属性信息。以这些地面验证点为参照,保证了土地利用遥感解译的定性精度在93%以上。4 雄安新区土地利用空间特征分析
4.1 雄安新区土地利用总体特征
雄安新区所辖雄县、容城和安新3县土地总面积为1560km2,土地利用结构呈“六田、二建、一水、半分林”的特征（表1）。其中耕地面积958km2,占61.39%;城乡建设用地310km2,占19.91%;以白洋淀为主体的湿地194km2（仅指新区行政边界内的湿地面积）,占12.45%;林地98km2,占6.25%。雄安新区“一水二建六田”的用地结构为规划建设水城交融的田园城市创造了基础条件。Table 1
表1
表12017年雄安新区各类土地利用面积
Table 1Land use structure of Xiongan New Area in 2017（hm2）
| 区域 | 耕 地 | 建设 用地面积 | 林地面积 | 湿地面积 | 土地 总面积 | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 耕地面积 | 两季作物 耕地面积 | 一季作物耕地面积 | 农作物种植面积 | 复种指数 | |||||
| 雄县 | 35 800 | 11 620 | 24 180 | 47 421 | 1.32 | 12 798 | 2 880 | 970 | 52 448 |
| 容城县 | 21 660 | 19 978 | 1 682 | 41 638 | 1.92 | 7 242 | 2 058 | 591 | 31 551 |
| 安新县 | 38 355 | 33 230 | 5 126 | 71 585 | 1.87 | 11 030 | 4 820 | 17 865 | 72 070 |
| 合计 | 95 816 | 64 828 | 30 988 | 160 643 | 1.68 | 31 070 | 9 758 | 19 426 | 156 070 |
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4.2 建设用地空间特征与节约集约利用潜力
雄安新区现状建设用地尤其是农村建设用地节约、集约利用潜力较大。新区现有城乡建设用地310km2,占新区土地总面积的20%。其中,雄县、容城、安新三个县城的建成区（国有建设用地）面积之和约30.0km2,占新区建设用地面积的10%,县城常住人口共计24.3万人,人均建设用地面积123.5m2。农村（含乡镇）集体建设用地面积280km2,人口88.4万人,人均建设用地面积达317m2,农村建设用地节约集约利用潜力巨大。4.3 耕地空间分布与耕地质量区域差异
雄安新区的耕地面积占新区土地面积的60%以上,为人地关系调整提供了足够空间,但三县的耕地质量及其利用强度差异较大（图3）。容城、安新耕地质量较好,复种指数高,分别达1.92和1.87,大部分耕地以冬小麦、夏玉米轮作为主,利用强度较大。雄县耕地质量相对较差,复种指数明显偏低,仅为1.32,大部分土地仅种植夏季作物（以玉米、薯类为主）,冬小麦播种面积较小。雄安新区耕地质量的空间差异明显,在新区规划建设不得不占用耕地时,应当优先占用质量较差的耕地。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图3雄安新区耕地质量评价
-->Figure 3Arable land quanlity of Xiongan New Area
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4.4 湿地、林地分布及生态空间优化提升
雄安新区现有湿地面积194km2,其中约92%属安新县管辖。白洋淀是雄安新区湿地的主体,对于维系新区生态安全、提升景观多样性具有重要意义。但是,目前白洋淀主要依靠上游水库补水和跨流域调水维系,生态环境较为脆弱。另外,由于白洋淀地处大清河诸多支流汇水之地,历史上经常泛滥成灾。水资源短缺与洪涝灾害风险并存,已成为白洋淀湿地及新区长远发展的突出矛盾。雄安新区现有林地面积98km2,森林覆盖率仅为6.3%,且林种以速生杨树为主。从规划建设宜居城市的角度考虑,雄安新区未来提升森林覆盖率、优化林种结构的空间巨大。5 雄安新区起步区规划方案比选
雄安新区的规划建设是一个渐进的过程。从长远角度考虑,雄安新区的现有土地及周边县市的毗邻区域都是未来发展的潜在空间。从近期角度考量,选好起步区,对于快速启动新区规划与建设工作意义重大。5.1 起步区备选方案设置
雄安新区是未来集中承接北京非首都功能疏解和人口转移的区域[1,2]。起步区的选择,既要服务于中央对雄安新区的总体定位,又要遵循城市发展规律,合理把握开发节奏,积极贯彻生态文明和可持续发展理念。鉴于雄安新区规划起步区面积约100km2,综合考虑起步区的相对完整性、未来发展的可拓展性、与周边县市的兼顾性和防洪安全性,统筹权衡优质耕地保护和建设用地征收拆迁成本等因素,以10km×10km的正方形为起步区外边界,本文提出西、中、东三个可能的备选方案（图4,表2见第996页）。
显示原图|下载原图ZIP|生成PPT图4雄安新区起步区方案比选
-->Figure 4Comparision among potential start zones of Xiongan New Area
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Table 2
表2
表2雄安新区起步区三个备选方案的土地指标
Table 2Land use indicators of three potential start zones of Xiongan New Area （hm2）
| 项目 | 耕地 | 建设用地 面积 | 林地面积 | 湿地面积 | 总面积 | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 耕地面积 | 两季作物 耕地面积 | 一季作物 耕地面积 | |||||
| 西方案 | 6 893 | 6 267 | 626 | 2 384 | 713 | 10 | 10 000 |
| 中方案 | 6 977 | 6 098 | 879 | 2 069 | 853 | 101 | 10 000 |
| 东方案 | 6 916 | 3 493 | 3 423 | 2 249 | 830 | 5 | 10 000 |
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（1）“西方案”,位于容城县西南部及安新县西北部,主要包括容城县小里镇、安新县三台镇及周边区域。
（2）“中方案”,位于容城县东部,包括雄县西部边缘和安新县东北一隅。主要包括容城县大河镇、平王乡、晾马台镇、安新县大王镇及雄县西部部分区域。
（3）“东方案”,位于雄县北部,白沟与霸州之间。主要包括雄县昝岗镇、米家务镇、大营镇、北沙口乡及周边区域。
5.2 起步区比选及推荐方案
从区域完整性的视角分析,西、中、东三个方案地势皆开阔平坦,均能满足100km2（10km×10km）起步区建设的需要。从未来拓展性的视角考量,中方案易于向东、西两个方向扩展,未来发展的选择余地更大;西方案距离保定市区较近,向北有容城县城,向东有大王淀洼地阻隔;东方案偏居新区东北部,虽交通方便且易与白沟新城互动发展,但短期不利于带动雄安新区的整体发展。从三县兼顾性的视角分析,中方案可以兼顾容城、安新、雄县三个县级单元,西方案可兼顾容城、安新两县,东方案则全部位于雄县境内。从防洪安全性的视角考量,三个方案的平均海拔均位于9.5~10.0m之间,除“西方案”涉及大王淀的部分地区洪涝风险较大以外,大部分区域均高于白洋淀地区的正常洪水位。但是,如遇类似1963年8月的极端高洪水位（10.5m）,三个方案均有超过60%以上的面积存在洪涝风险,需要在规划建设中科学规避。
从尽量保护优质耕地的视角分析,东方案占用优质耕地最少,中方案次之,西方案占用优质耕地最多。从减少建设用地征收拆迁的视角考量,中方案涉及的建设用地拆迁面积最少,便于快速开展规划建设;东方案次之;西方案涉及的现有建设用地面积最大,征地拆迁的经济和时间成本可能更高（表3）。
Table 3
表3
表3雄安新区起步区三个方案的主要指标评价比选
Table 3Comparison among three potential start zones based on key indicators
| 评价指标 | 西方案 | 中方案 | 东方案 |
|---|---|---|---|
| 区域完整性 | 优 | 优 | 优 |
| 未来拓展性 | 中 | 优 | 中 |
| 三县兼顾性 | 中 | 优 | 差 |
| 防洪安全性 | 中 | 中 | 中 |
| 尽量保护优质耕地 | 差 | 中 | 优 |
| 减少建设用地拆迁 | 差 | 优 | 中 |
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综合以上六个方面的因素考量,本文推荐位于容城县东部、兼顾安新县和雄县的“中方案”作为起步区规划选址的优先方案。
6 结论与建议
6.1 研究结论
本文利用1993-2017年卫星遥感影像,分析了雄安新区土地利用的总体特征,重点研究了建设用地节约集约利用的潜力和耕地质量的区域差异,提出了雄安新区起步区的三个可能备选方案,在分析其各自利弊的基础上,提出推荐方案。研究表明:（1）耕地、建设用地、湿地是雄安新区现状主要土地利用类型,三者合计占新区总面积的90%以上。雄安新区现状建设用地占比在20%左右,农村建设用地节约、集约利用潜力较大。耕地面积占新区土地面积的60%以上,但耕地质量及利用强度的空间差异较大。容城、安新耕地质量好,复种指数高;雄县耕地质量较差,复种指数明显偏低。
（2）综合考虑功能区域的完整性、未来发展的可拓展性、与周边县市的兼顾性和防洪安全性,统筹权衡优质耕地保护和建设用地征收拆迁成本等因素,先期规划建设的100km2起步区可以有三种备选方案,位于容城县东部、兼顾安新县和雄县的“中方案”是现阶段作为起步区相对更为合理的方案。
6.2 政策建议
规划建设雄安新区是党中央、国务院的重大战略决定,新区规划建设既要考虑经济社会发展需求,又要秉承党的十八大以来确立的生态文明理念。针对新区土地利用特征和起步区选址规划,提出以下建议:（1）雄安新区建设所需建设用地,应优先通过农村（含乡镇）集体建设用地的征收与节约集约利用解决。在本文所列三个面积皆为100km2的起步区备选方案中,现有农村（含乡镇）集体建设用地面积分别为23.84km2、20.69km2和22.49km2,即通过征收集体建设用地的方式,可以获得20%以上的建设用地指标。
（2）新区建设不可避免会占用耕地,建议优先安排占用等级较低的耕地,尽量保护优质高产耕地。三个方案分别将占用耕地68.93km2、69.77km2和69.16km2,即起步区近70%的建设用地指标,需要通过征收集体耕地的方式解决。总体而言,雄安新区西部耕地质量较高,东部质量较低。西方案占用优质耕地最多,东方案占用优质耕地最少,中方案居中。
（3）新区近期起步区与中长期全面开发建设,是以土地资源的合理管控为前提的。由于新区刚刚设立,是以“休克式”方式进行土地短期管控的。考虑到新区规划建设是一个长期过程,建议合理确定土地征收与征用时序,分类施策。对于建设用地,可根据新区建设需求与相关利益主体协商后灵活确定;对于耕地,考虑到新区内以“冬小麦—夏玉米”为主的轮作模式,耕地征收与征用需要至少提前半年确定并告知征地的时间和空间范围。既要为新区建设提供充足的土地保障,又要努力避免大规模征用耕地后因“征而不用”导致的抛荒问题。
（4）雄安新区大部分地势相对较低,新区规划、选址和建设需要高度关注防洪排水问题。白洋淀作为大清河流域多条支流汇聚储水空间,已经初步建立了防洪体系。但目前的防洪体系是以保护天津为主要目标设计的,需要针对雄安新区的规划建设做出适当调整。新区境内的行洪通道和洼地可以规划建设为城市休闲游憩空间,作为新区各功能组团的自然分隔,不宜建设居住、商业、办公等大型永久性设施。
说明:本文主要研究结论和政策建议,已于2017年4月10日以“中科院专家关于雄安新区土地利用特征分析与起步区规划选址建议”为题,通过《中国科学院专报信息》上报中共中央办公厅,并于当日被中办采用。
The authors have declared that no competing interests exist.
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