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目前，很多城市中心城区用地已饱和，政府为了继续扩大城市发展，以“摊大饼”的形式向中心城区四周扩张，私家车使用率随之不断提高，城市道路上交通设施的供给与交通需求之间的矛盾更加突出，造成了严重的道路拥堵和环境恶化.另一方面，土地是城市交通的载体，为了满足其发展需要，土地不断扩大供给用于交通基础设施建设.研究土地利用与城市交通两者之间的协调关系，能缓解供需矛盾，有利于将城市交通和土地利用进行合理规划，构建良好的城市空间组织，缓解交通问题，提高土地利用效率，促进城市的可持续发展.
国内外学者对土地利用与城市交通之间的关系进行了大量的理论和模型研究，取得了丰硕的成果[1-4].学者最初是把土地利用和城市交通看成是两个独立的个体进行研究[5]，或者只研究单一的城市交通用地对土地利用特征的影响[6].而后，开始研究两者的相互作用及其作用机制，如有学者研究土地使用和交通系统的交互关系[7]；有学者将模型用于空间模拟，选择土地利用与交通整合的最优方案[8-10].随着研究的深入，学者开始把重心转移到研究两者的协调关系上，评价现有的土地利用和城市交通模式是否合理[11-13]；也有学者建立土地利用与城市交通的一体化模型，从整体的角度研究两者的协调关系[14-15].如今，越来越多的学者倡导TOD(Transit-Oriented Development)模式与土地利用一体化结合，发展公共交通与集约式土地利用，摒弃土地细化单一的开发模式，提高土地的综合利用率，形成适合公共交通发展的土地利用结构. TOD模式极大地缩短了出行距离，能够有效缓解城市交通问题，是土地利用与城市交通相结合产生综合效益最佳的发展模式[16-17].
通过对比文献可发现，国外学者主要通过建模以及构建TOD社区研究土地利用与城市交通的协调关系；国内学者主要以研究理论为主，例如城市交通承载力理论、土地集约利用理论、耦合度理论、城市规模理论等，所进行的实证研究大多选择北京、上海、广州、深圳等经济发达地区，对西部城市如成都、重庆等研究略显不足，由于城市规模的差异所导致的土地利用和城市交通的分异，所以指标的选择略有不同，重庆作为全国交通的主要典型代表，应加强对其理论和实践的相关研究.此外，随着我国城市化的发展，大部分学者研究侧重于城市交通线对沿线房价地价的影响，忽视了对土地空间布局与利用的研究.本研究以重庆市主城区土地高密度利用为视角，结合当前的发展现状及影响因素，选取评价指标，对重庆市主城区土地利用和城市交通协调关系进行科学评价，为重庆市主城区土地利用动态监管、规划计划管理和发展方向提供政策导向.
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本研究以重庆市主城九区为研究对象，重庆市主城区是重庆市的政治、经济、文化中心，坐落于中梁山和铜锣山之间的丘陵地带，面积为5 472.68 km2.由于特殊的地形，土地利用结构以“自由式”为主，具体土地利用模式如图 1所示.随着城市化进程加快，城市用地总量不断增加，建成区范围不断扩大，但是城市用地依然紧张.重庆自1997年直辖以来，20年间土地利用变化率较快，年均变化率为3.32%，其中主城区建设用地面积增加了18 306.29 hm2，未利用地面积减少了8 991.18 hm2，这说明土地利用强度和开发强度都在不断提高.其中，建设用地中的交通运输用地的变化较大，达到11.74%，主城区与地形相对应，城市交通也为自由式道路网络布局.目前主城区共有公交客运车辆8 700辆，公交线路510条，线路重叠系数较大.截至2016年12月，重庆运行轨道交通有1、2、3(含空港线)、6(含国博线)号线共4条线路，总里程213.19 km，位居中国第六，中西部第一.根据《重庆市城乡总体规划》，至2050年，主城区预计建成城市轨道交通线路约780 km，轨道交通占机动化出行比例为45%，占公交出行比例为60%.
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在评价方法的选择上，主要有离散选择模型[7]、土地使用优化系统模型[8]、Logit模型[18]、GIS空间分析模型[19-21]等.此外，还有一些学者将方法进行整合，结合复合系统理论，将数据包络分析和模糊数学相结合，构建城市交通承载力理论与评价模型来测度土地使用与交通协调程度[22-23].本研究选择数据包络分析方法，该方法不需要对输入输出指标进行预处理，也不需要事先进行指标赋值，较为客观.该方法通过建立评价规模有效和技术有效的CCR模型，对DMU的有效性进行判断，可以分析无效决策单元的产生原因，提出合理化建议.另外，该模型的数据结果可以显示影响因素的累计值，更好地诠释影响土地利用系统与城市交通系统的关键因素.
DEA模型CCR：假设有n个具有可比性的决策单元DMU，每个DMU都有m种类型的投入，以及s种类型的产出.其中xij为DMUj对第i种投入的数量，xij＞0；yrj为DMUj对第r种产出的数量；vi为对第i种投入的重要性的权重；ur为对第r种产出的重要性的权重[24].
令ε＞0是一个非阿基米德无穷小量，借助该概念和方法，考虑有非阿基米德无穷小量ε的DEA模型：
将式(1)进行Charness-Cooper变换，得到：
式中：θ为城市交通与土地利用的协调发展指数；ε为非阿基米德无穷小量，ε是一个比任何正数都小的正数；s-为输入项的松弛变量；s+为输出项的松弛变量.
该模型的最优解为θ0，λj0 (j=1，…，n，s0+，s0-)，由非阿基米德无穷小ε的定理可知有以下3种情况：若θ0＜1，则DMUj0不为弱DEA有效；若
${\theta ^0} = 1, {e^T}{S^{0 - }} + {{\hat e}^T}{S^{0 + }} > 0$ ，则DMUj0为DEA有效；若${\theta ^0} = 1, \; {e^T}{s^{0 - }} + {{\hat e}^T}{s^{0 + }} > 0$ ，则DMUj0仅为弱DEA有效. -
为了分析每一个指标对土地利用系统和城市交通系统协调程度的影响力，需对模型的结果进行二次计算：
式中：Sj(i)为某个指标对土地利用系统的影响力；S′j(i)为某个指标对城市交通系统的影响力；θj(D)，θ′j(D)为第j个决策单元在指标集D下的协调指数；θj(Di)，θ′j(Di)为第j个决策单元在指标集Di下的协调指数.
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本研究选取重庆市主城区2003-2016年的人口数据、土地利用数据、交通数据等作为基本分析单元，构建土地利用评价系统和城市交通评价系统.原始数据来源于2003-2016年重庆市统计年鉴、重庆市交通规划院发布的重庆市主城区交通发展年度报告.
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根据郭源园等[4]对比国内外城市土地利用与城市交通的协调度指标，通过表 1可以看出4个典型指标体系的城市交通指标差别较大，但是选择的土地利用指标较为接近，其中选择较多的有人口密度、土地利用规模、土地利用布局等.着重介绍几个重要的指标：1)公交分担率，是指公共交通占总出行量的比率，这是衡量城市交通结构是否合理的重要指标；2)居民出行距离，这一指标可以影响交通运输业的发展；3)机动车保有量，这一指标可反映出私家车的使用强度，是解决城市拥堵问题的重要指标之一；4)人口密度，是一个既具有地理意义又包含经济意义的指标，可反映出人口对土地资源的压力大小；5)土地利用密度，这一指标可体现土地利用结构和土地利用类型是否高效.
笔者在选择城市交通指标上主要考虑到重庆市作为山地城市，居民的出行方式和出行时间有一定特殊性，选择的土地利用指标必须要能反映出重庆市主城区人口集聚、土地混合利用程度的特点，并能够与居民的出行时间和距离结合起来的指标，因此本研究选取了两类共8个指标，如表 2所示.
2.1. 研究方法与模型
2.2. 指标因子影响力
2.3. 数据来源
2.4. 评价指标选取
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根据指标选择的弱相关性原则，需对城市交通评价指标和土地利用指标进行相关系数检验.经检验，两指标相关系数为0.533(相关系数绝对值大于0.7为强相关)，故指标选取较为合理.
启动DEA-SOLVER软件，运用CCR模型，得到土地利用对城市交通协调发展指数θ和城市交通系统对土地利用协调指数θ′，将数据整理后得到表 3.
从表 3反映出2003-2016年重庆市主城区土地利用与城市交通间的关系有较强的规律性. 2003-2007年协调程度相对较好，协调指数较高，且出现双向DEA有效；2008-2014年两者发展相对不协调，相对协调指数均小于1，没有实现单项DEA有效和双向DEA有效；2015-2016年实现单项DEA有效，2015年开始两者有变协调的趋势，具体阐述如下：
2003年城市交通对土地利用的协调指数为0.973，协调指数较高但未能达到1，没有实现单项DEA有效. 2003年两者未实现有效协调发展，原因是常规公交运营里程不足，公交基础设施有待完善.重庆市政府为改善公共交通不完善的现状，在2003年开始启动区县公路联网建设和村镇公路建设，不断完善交通服务能力.
2004年和2005年两者实现了双向DEA有效，协调指数达到了1，说明这两年两者的协调性最好.这两年间，各项交通建设趋于完善，相关交通设施范围内的建设用地合理利用，两者协调性较好.
2006年以及2007年土地利用对城市交通的相对协调指数分别为0.986和0.929，处于较高的水平.但是，这两年只实现了单项DEA有效，未实现双向有效.交通建设完善之后，政府开始对交通用地周围的土地例如建设用地、住宅用地、绿地等进行相关设施配套建设，土地利用对城市交通协调指数未到达1也是在可以理解的范围之内.
2008年和2009年土地利用对城市交通的相对协调指数分别为0.899和0.936，虽然指数较高，但未达到1，城市交通对土地利用的相对协调指数也未达到1，说明两者在2008年开始出现不协调的趋势.
2010-2014年这5年土地利用对城市交通的相对协调指数分别为0.801，0.715，0.790，0.925，0.917，水平都处于低值；在2010-2014年这5年中城市交通对土地利用的协调性水平处于不稳定状态，2012年出现最低值0.672，2014年较高为0.982.造成这5年两者不协调的原因有两个：一是小汽车保有量的增加，2012年、2013年和2014年这3年重庆市的小汽车保有量猛增，特别是2013年拥有汽车总量399.8万辆，一年之内猛增70万辆跃居全国第二仅次于北京，导致公共交通建设步伐逐步放慢，公交分担率低；二是就业岗位与居住人口之比偏低，伴随着重庆市主城九区经济快速发展，吸引了大量的就业人口，中心城区房价随之增长.为规避主城区中心地带高房价压力，部分居民选择城镇郊区购房居住，导致就业岗位与居住地分离，形成钟摆式交通.
2015年和2016年分别实现了单项DEA有效，2015年时城市交通对土地利用的协调指数为1，2016年则相反，土地利用对城市交通的相对协调指数为1，说明两者有向变协调的方向发展.但是，这两年就业岗位与居住人口之比偏低仍然是两者不协调的主要原因，CBD模式现在广为城市规划所运用，市中心地价房价居高不下，越来越多的居民选择城市周边居住，居民出行的时间和距离都会受到影响，加剧了居民的出行负担.
本研究进一步采用表 3得出的结果运用式(3)进行2次计算得出每个指标的影响作用程度，如表 4所示.
表 4可以看出，在土地利用系统投入指标中，累计值最大的是就业岗位与居住人口比1.002，人口密度指标值0.830位于第二，两者的数值都较大，说明影响力较高.其中，就业岗位和居住人口比指标值越大，表明职住分离越失衡.同时，也说明土地的混合利用程度低，土地利用不合理，不利于构建新型的TOD模式.人口密度影响因素指标值越大说明人口过于密集，造成土地资源负荷较重，增加了交通压力，也拉低了城市土地利用与交通系统协调程度.另外，两指标相互关联，互为因果，即由于人口的过度集中或者房租等压力，部分居民不得不搬到城郊结合部地区居住，造成就业岗位与居住地分离，从而导致城市交通更加拥堵，造成严重的潮汐交通问题.
表 4中城市交通系统产出人均出行距离、平均换乘时间、公交分担率、城市交通运营里程4个指标值依次为1.182，1.028，0.910和0.596，人均出行距离的累计值最大，说明土地利用系统的投入指标对人均出行距离的贡献最大.
对土地利用的协调性，从城市交通系统的投入指标来看累计值依次为城市交通运营里程1.027、公交分担率0.946、平均换乘时间0.408、人均出行距离0.380.说明城市交通运营里程少、公交出行承担率低是制约两者协调发展的主要问题.
在土地利用系统产出指标中，交通用地面积的影响最大(1.762)，这表明城市交通依赖于土地规划利用的影响较大，土地对城市交通用地投入的不足将直接破坏两者的平衡.城市交通的承载力已经达到限值，但是土地开发建设还没有完善，就会出现交通拥堵问题，影响城市的可持续发展.
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重庆市主城区土地利用和城市交通两者的协调性经历了协调-较不协调-相对协调的变化过程.影响协调性的第一因素为就业岗位和居住人口比，重庆市主城区职住分离严重失衡，通勤强度增加；同时也表现出土地的混合利用程度低，没有按照TOD模式中混合各种性质用地的形式规划，违背了缩短出行距离这一原则，不利于构建新型TOD模式.人口密度过大是影响重庆市主城区土地利用与城市交通两者协调性的第二因素，目前主城区交通压力过大，土地资源承载力负荷较重.另外，公交分担率低也是一个制约因素，重庆市主城区最主要的交通工具是轻轨，虽然主城区内轻轨铺设较为全面，但仍有部分地区未涉及到，公交跨区出行时间较长，换乘次数较多.最后一个影响因素是土地投入不足，土地规划对交通用地投入的不足会加重现有交通系统的负担，造成交通建设时序与土地开发时序脱节，不利于土地利用和城市交通的协调发展.这为从土地利用的角度研究交通问题提供了新的视角和证据.
重庆市主城区人口数量截至2017年6月已达到851.8万人，为保证各类用地在空间上相对集中，以及交通分布能够在小范围内实现均衡，把发展承载力高、容量大的公共交通作为实现土地集聚利用的重中之重，是我国城市土地利用与城市交通可持续发展的必经之路.同时应加大对公共交通系统的投入，形成覆盖全区域的交通网络，坚持推行TOD模式，逐步提高骨干交通网络的覆盖范围.在土地用地规划和城市规划中应在发展较成熟的公共交通线路周边进行改造，建设多功能综合体.
目前，各大城市城市交通与土地利用的关系问题是城市发展的重要问题，笔者认为在本研究基础上，从两者的指标体系、关联机制、政策结合等方面，可以跨学科、分领域、多视角等深入研究.将TOD模式和策略与土地利用一体化相结合，促进环境可持续发展和土地高效率利用，在城市高密度开发下，优化交通与土地布局，让城市健康合理发展.