城轨以其低污染、大容量、高效率等特点吸引了国内外众多遭受交通拥堵困扰大城市的青睐.“十四五”规划中明确提出我国要加快建设交通强国,构建现代综合交通运输体系,推行功能复合、立体开发、公共交通导向的集约紧凑型发展模式.推进城市群都市圈交通一体化、轨道交通建设和TOD(Transit-Oriented Development,TOD)开发将会成为“十四五”时期现代综合交通运输体系体系发展规划的重要内容.以城轨为导向的TOD发展模式具有用地结构更加合理、功能更加混合、能源设施利用率更高、环境负荷更小等优点,并且在既有交通功能之下更加结合了对土地的综合利用.因此,其不仅是实现集约紧凑型发展的重要途径,更是实现城轨与土地利用一体化发展的关键.在TOD发展模式的指引下,结合绿色交通发展理念,城轨建设与土地利用可以有效整合,城轨的大力发展可以扩大居民对公共交通的需求,从而抑制潜在的机动车交通需求,提高了居民使用公共交通的意识,大多数居民选择公共交通出行,促进了交通设施的合理利用,使土地利用更加分散化,进一步改变城市发展格局、优化城市空间形态,同时,在一定程度上极大地缓解了“大城市病”问题.城轨系统与土地利用的互动关系如图1所示,土地利用是产生出行需求的源泉,促进了城轨的建设; 而随着城轨的建设运营又会改变用地结构、土地价值及城市空间结构.因此,本文基于城轨系统对土地利用的影响关系,选择从用地结构、土地价值及城市空间形态三方面对国内外关于城轨对土地利用影响的文献进行梳理评述,总结前人采用的相关研究方法,提出一些自己的观点和看法,以期能够为未来研究内容提供参考意见.

图1 城市轨道交通系统与土地利用互动关系示意图
Fig.1 Schematic diagram of interaction between urban rail transit system and land utilization

城轨对用地结构的影响常源于其对用地政策的影响,具体表现在以下三个方面:第一,城轨线路所经地区的土地利用强度比一般用地强度要高; 第二,城轨站点一般会形成集商业办公功能一体的综合开发模式; 第三,城市郊区在城轨的引导下得到大力开发,进而可以将中心城区居住人口疏散到不同地区.这种影响在不同城市、同一城市的不同区域、不同发展时期表现出不同的规律.在城轨对用地结构影响方面,国内外学者研究角度大致相同,主要是以城轨线路或者某一站点为切入,研究在城轨建设的整个周期内对其周边土地的结构将会产生怎样的影响.

在城轨站点层面,现有研究表明由于城轨的建设运营促使站点周边土地利用方式发生转变,影响过程较为复杂.站点周边土地利用与交通的协调性具有显著的空间自相关性^[1],土地利用变化规律具有明显的空间异质性^[2],且城轨各阶段(规划期、建设期、运营期)对土地影响不尽相同,但整体呈现引导土地利用开发向平衡模式转变的状态.姜莉等^[3]在“节点-场所”模型基础上引入可达性维度,建立基于空间耦合功能的TOD发展预测模型,研究发现深圳市城轨站点周边形成了近似TOD的TID(Transit Integrated Development, TID)或TAD(Transit Adjacent Development, TAD)开发模式.王夏^[4]以南京地铁1号线为例,研究发现城市中心区型站点对其周边0～200 m及200～500 m范围内的整体开发带来明显的促进趋势.而在城轨沿线用地层面,Sutapa Bhattacharjee等^[5]通过分析丹佛地铁周边10年间的土地利用变化情况,发现商业用地在10年间的变化最为显著,表现在功能更加多样化,用地更加集约化,其次是住宅用地.通过分析发现,影响该种变化的因素主要是轨道交通及城市居住人口、城市地理位置等.部分学者采用GIS分析法从时空间两个维度研究城轨沿线不同区段对用地结构产生的影响,分析城轨周边用地的面积、功能和形态等方面的特征变化^[6]; 由于城轨开发对城市外围区带来的区位条件改善更为明显,故其较城市中心区的土地利用结构更易发生较大的改变^[7]; 城市中心区地铁沿线土地功能结构则逐步趋于混合开发模式,开发强度逐渐增大^[8].何尹杰等^[9]基于“3S”技术(即GIS、GPS、RS)并结合POI数据(Point of Interest,POI),根据研究区域城市化水平情况划分不同等级的研究缓冲区,指出城轨沿线土地在城市建设不成熟区发生变化的表现更为明显.李俊芳等^[10]通过研究郊域轨道交通建设引起的土地利用变化规律(Land Utilization Change,LUC)发现,郊域线作为LUC的强驱动力,依靠提高出行可达性来影响人们的居住生活,进而吸引中心城市的人口向城市周边转移,缓解中心城市人口压力.

总结分析历来学者对城轨对土地利用结构的影响研究发现,通常情况下城轨建设运营会使站点的用地更加集约化,功能更加多样化,性质更加偏向居住及商业化,而现有城轨沿线及站点周边用地结构逐步呈现高强度高密度开发的特征,这一演变过程也印证了TOD的相关理论.

然而现有研究对于区域缓冲区的划分,仍缺少更加精细成熟的模型加以支撑,尤其在一些除城轨外,还受其他因素如政策、社会、自然因素等影响的地区,如何划分更加合理的缓冲区仍需进一步研究.随着我国“十四五”以来对城轨建设的重视,为积极推动“站城一体化”建设,中央、地方层面等陆续出台了相关政策,进一步完善城轨综合开发机制的同时,也为城轨及用地结构协调开发利用提供了更新更全的政策保障,为今后的进一步深入探讨以城轨为导向的TOD模式下土地开发利用,促进土地集约化利用等研究奠定了坚实的基础.

在城轨建设运营对其沿线土地价值的影响研究上,国外最早可追溯到上世纪末,大多数学者通过城轨对房价的影响来反映土地价值的变化^[11-14],国内则主要是以具体的城轨线路或某一站点作为研究对象探讨其周边地价的变化特征^[15-18].现有研究多侧重于城轨与周边地价的关系,部分学者认为城轨对住房价格呈现负效应或无明显影响^[19-20].而随着研究内容的深入以及研究方法的改进,越来越多学者提出土地价值影响的空间异质性观点^[21-22].

不同用地类型及区位条件下,城轨溢价(增值)效应的影响范围和强度具有差异性.郑喆等^[23]从区域、经济、政策三方面因素定性分析了城轨对沿线土地价值的影响,通过建立特征价格模型实例验证说明城轨建设对土地的保值与提升存在显著的正相关特征; Gallo M^[24]研究目前和未来两种情况下那不勒斯地铁可能带来的外部利益,结果表明只有高频率地铁线路对房地产价值有显著影响; 王迎^[25]通过测算提出郊区较主城区的土地增值受城轨建设的影响更大,且在城轨开通5～10年内达到增值峰值; Kang C^[26]以韩国首尔为例,研究发现距地铁2 km范围内高客流量的城轨对房价有明显的提升,但由于拥挤、噪音等负面影响,过于靠近地铁站的房价溢价较低.学者研究发现,城轨线路对其沿线土地价值影响还存在明显的时空效应.张东方^[27]表示溢价效应整体呈正相关,空间上呈U型非匀质性特性; 张书婧^[28]表示新建线路对沿线居住用地房价具有显著正效应及空间异质性,同时还会对线网其他位置房价产生影响,即存在空间上的网络化效应; Yang L等^[29]通过构建地铁沿线小区价格模型,提出城轨对其附近房价具有正向影响且随着距城轨站点距离的增加而迅速减少,中转站对附近房价的影响大于常规站.

城轨开发利益影响范围计算方法如图2所示.合理的土地利用结构会优化人们的出行需求,而交通需求的时空分布及合理的设施布局又会在一定程度上影响土地价值.总结分析前人研究可知,城轨与其周边土地价值存在显著的空间效应和时间效应.在空间效应方面,其作用机理表现在可达性改善、土地用途改变、土地开发强度提高三方面; 在时间效应方面,现有研究更侧重于地铁沿线或某一站点在不同时段(规划期、建设期、运营期)对地价产生的动态影响变化过程.

图2 城市轨道交通开发利益影响范围计算模型示意图[30]
Fig.2 Schematic diagram of calculation model of influence scope of urban rail transit development interests

城轨建设除对房价的影响较为突出之外,对周边土地价值的影响也不可忽视.如图3中香港地铁的发展模式所示,对城轨站点周边进行高强度的开发,在增加城市空间资源的同时,也带来了沿线土地与物业价值的提升,进一步反哺城轨开发建设,从而实现资金平衡.而在国内外城市TOD发展模式中,该特点都有所体现.

图3 香港地铁TOD发展模式示意图[31]
Fig.3 Schematic diagram of TOD development model of Hong Kong metro

而纵观现有研究内容,在统筹考虑土地增值空间异质性、时间动态变化过程及用地类型差异化三方面的研究仍较为匮乏.同时,在城轨开发建设大力发展以及TOD发展模式的快速推进的背景下,城轨建设的成本与收益、城轨线路及站点周边的土地增值管理以及土地使用权获取方式等问题的研究也还需进一步加强.

城市空间需求的多样性导致城市交通具有复杂性,城轨的兴建为城市空间形态的演变带来了新的推动力.城轨与城市空间协调发展已历经两个阶段:第一阶段是在既定城市空间布局下,以疏散客流压力及优化土地利用结构为原则,选择与之相适应的线路走向和线网类型; 第二阶段是通过城轨的廊道效应,达到刺激沿线土地开发利用,加强城市内部空间结构联系的效果,进而对城市空间布局形态起到调整优化作用.近些年来,TOD模式的兴起带动区域联动发展,以城轨为中心的高强度开发,对城市有限空间进行重塑,在单位空间实现更多功能,有效的促进了城市发展形态的转变.

在关于城轨对城市空间形态的影响方面,国外学者主要着眼于整个城市交通系统,而国内学者则更多是从城轨线网的角度展开研究.Shirke C等^[32]通过评估孟买地铁沿线项目规划的TOD影响,发现在发展中国家的人口密度较大的城市,可以通过TOD模式实现有效发展; Christopher D Higgins^[33]提出一种量化TOD的方法,并采用该方法对多伦多地区372个站点进行了分类研究,揭示了10类站点在TOD投入和收益上的差异,为站点地区TOD发展的绩效评价与分类提供了一种潜在的分类方法; Sylvia Y等^[34]通过研究香港地铁新建线路对公共和私人住宅区的空间分布的影响发现,由于地铁网络扩展,香港的交通可达程度有所改善,吸引了私人住宅的发展; 丁锐等^[35]通过建立轨道交通拓扑网络模型,以贵阳为例研究线网演化对城市空间关联效应的影响,结果显示贵阳市各区间关联程度随线网节点的增加而不断加强.现有关于城轨与城市发展协同的研究多基于交通或土地利用的单向作用分析模型^[36],而要想深入探讨两者互动机制还需从综合视角出发^[37-38].张纯等^[39]提出城轨与城市空间发展存在失衡现象,通过构建模型探讨城轨在不同尺度下对城市空间的时空影响规律,提出城轨与城市的协同发展核心是空间上的匹配、时间上的同步和功能上的整合; 白同舟等^[40]引入莫兰指数Moran's I建立评价方法,研究指出城轨与城市空间协同发展存在差异性,且城轨客流分布与城市发展存在空间积聚特征.研究发现,城轨建设通过推动城市发展轴的形成,即对轨道沿线地区的土地开发起轴向拉动效应,从而促进城市多中心的出现^[41],影响城市空间形态.张志斌等^[42]通过建立可达性分析模型,研究指出随着城轨的建设运营,兰州市城市空间结构逐渐由扁椭圆状变为近似圆状,城市时空压缩效应明显,可达性得到显著提升; 王夏^[4]采用二维空间分析和三维空间分析两种形式,研究指出由于城轨带来的高强度物业开发,导致建筑形态及空间形态发生显著变化.

综上,城轨在用地、社会、经济等方面对城市形态发展演变均有引导作用,且存在时空效应.既有研究多以城轨线网或某一线路为研究对象,部分关注了按区位功能(居住、商业等)划分站点的特征差异性,较少针对不同空间范围特点细化站点层面作为研究对象.同时,由于前期城轨建设滞后于城市化发展进程,导致现行站城功能结合深度不足,故而单纯进行线网加密不足以有效优化改善前述问题.以城轨为导向的TOD发展模式,在克服过往困难的基础上,朝着多功能、全方位、立体化等发展方向全面建设,成为改变城市发展格局、优化城市空间形态的一大助力.当下,在都市圈、城市群大背景下的城轨TOD模式与城市空间的互动关系已然成为新的第三阶段研究课题.

在研究城轨对土地利用结构演变过程影响中,国内学者逐步从定性分析转为基于理论模型的定量分析,构建指标体系对二者影响关系进行评价.而国外则主要以理论模型为主,并以Node-Place 模型为代表.而Node-Place模型也被广泛应用在研究城轨与城市发展空间形态匹配性方面,通过总结该模型的评价方法与指标体系等,结合数据可获取性得到轨道交通与城市发展匹配性量化分析方法^[60].表1罗列了城轨与土地利用关系研究方法的相关文献.

表1 城市轨道交通与土地利用关系研究方法
Tab.1 Research methods of the relationship between urban rail transit and land utilization

随着研究的深入,越来越多学者采用信息技术方法来进行数据的获取和整合,从而实现定性分析向定量分析的转变,如“3S”技术结合POI数据等在获取地铁沿线精细的土地利用信息方面被广泛应用,为进一步细化跟踪研究城市用地结构变化提供了数据支持.未来“3S”技术在这一领域的应用仍有较大的研究空间.

在城轨对土地价值影响研究方法方面,特征价格模型是最常用的方法^{[23,25,27-29]}.近年来,考虑空间依赖对回归模型估计结果影响的空间计量模型发展迅速,空间滞后模型^[57](Spatial Lag Model, SLM)、空间误差模型(Spatial Error Model, SEM)、空间杜宾模型^[55](Spatial Durbin Model, SDM)等克服了传统特征价格模型的缺点,较好地刻画城轨与土地的空间效应,得到广泛应用.此外,双重差分模型^[56]等高级计量分析模型,根据区位理论、城市经济空间理论和地租理论的交通成本模型^[58-59]等也逐渐在此领域被广泛应用.但综合来说,目前研究仍较多停留在传统的单影响因素分析的阶段,缺乏对研究结果较为深入的探讨和分析.同时,现有研究在数据模型的建立上缺少某些演化分析,如何运用科学的理论和方法进行定量分析仍需进一步深入研究探讨.

在城轨对城市空间形态影响研究方法方面,集中体现在用地、社会、经济等方面.用地及经济在渗透在上述研究方法中,而对于社会的影响,主要体现在城轨与城市空间协同发展存在的差异性以及由于可达性的提升形成的城市多中心的格局.通过轨道交通拓扑网络模型^[35]、基于交通或土地利用的单向作用分析模型^[36]以及可达性分析模型^[42]可以得到城轨与城市发展协同的相关规律.

本文从用地结构、土地价值、城市空间形态三方面总结分析了城轨对土地利用影响的研究内容,并梳理了相关的研究方法,主要结论有:

(1)当下研究方法正逐步从定性分析向定量分析过渡,但仍缺乏更加科学合理量化评估方法;

(2)城轨的开发建设,有效连接了郊区与市区,引导其周边土地利用结构逐步呈集约紧凑化发展演变,城轨与土地利用间的互动关系进入一种良性循环;

(3)合理的用地结构会优化人们的出行需求,而交通需求的时空分布又会影响土地价值.对站点周边地块的开发,不仅会增加城市空间资源,还会带来沿线土地及物业价值的提升,进而反哺城轨开发建设.目前,我国大部分城市仍难以实现资金循环畅通;

(4)城轨在用地、经济、社会等方面对城市空间形态均有引导作用.以城轨为导向的TOD发展模式,在改变城市发展格局、优化城市空间形态方面起到了强大的推动作用.

基于上述分析,本文对未来研究内容提出以下几点参考建议:

(1)在总结分析现有研究方法的基础上,结合实际需求探索改良更加科学合理的量化评估方法.例如,在研究城轨对土地利用价值影响研究方面,目前的研究较多停留在单因素影响阶段,建议未来研究内容可考虑纳入城轨发展对土地价值潜在影响等因素,以微观经济学的价值规律等理论进行研究;

(2)在交通规划向国土空间规划领域拓展背景下,考虑纳入生态环境因素、能源供给因素等方面的影响,进一步完善城轨与土地利用一体化协调发展模式,以期实现多空间层次站域一体化建设;

(3)强化土地储备开发机制,在城轨规划阶段由政府对沿线土地进行储备管理,防止土地增值收益外溢.在城轨建设运营阶段,授权其主体对站点及沿线土地进行综合开发,并开展相关物业经营管理,以期实现各阶段发展的有机统一;

(4)借鉴中国香港、日本、新加坡等先进轨道交通建设运营经验,与我国各城市发展理念及实际情况相结合,强化多方合作机制,因地制宜推进城轨建设与土地开发利用供给循环模式,实现开发利益共享,助力更多城市早日实现收支动态平衡;

(5)在不断完善的政策及法规制度的保障下,从空间匹配、时间同步及功能和谐等角度注重行政边界与区域交通融合,实现城轨规划与城市空间规划的统一衔接机制,保证未来建设发展的连续性和一致性.