彭宇文 陳金雪

摘 要：本文以湖南省2004—2017年的時間序列數(shù)據(jù)為基礎，從選取的13個指標中篩選驅(qū)動力指標，采用主成分分析法和多元逐步回歸模型提取核心驅(qū)動因子，結(jié)果表明：社會經(jīng)濟因素、收入水平和政策因素是湖南省城市建設用地主要驅(qū)動力，農(nóng)業(yè)機械總動力和財政收入在所有驅(qū)動力因子中對城市建設用地的影響較為明顯，研究結(jié)果有利于從驅(qū)動因素著手指導城市規(guī)劃。

關鍵詞：城市建設用地;驅(qū)動力;主成分分析

中圖分類號：F299.23 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1671-0037（2019）7-29-6

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2019.07.004

隨著改革開放進程不斷深化、工業(yè)化進程不斷推進和城鎮(zhèn)化水平不斷提高，我國對城市建設用地的需求也在不斷增加，土地供需矛盾和土地資源短缺問題正逐漸成為我國關注的焦點。國家始終提倡堅持節(jié)約和集約利用土地，堅持可持續(xù)的發(fā)展道路，而城市建設用地作為土地資源的關鍵組成部分，如何實現(xiàn)其高效利用以及與新型城鎮(zhèn)化發(fā)展高度協(xié)調(diào)，對于促進社會—經(jīng)濟—生態(tài)—環(huán)境的協(xié)同發(fā)展具有重大意義。因此，節(jié)約和集約利用土地資源，促使城市建設用地理性擴張是解決經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境之間矛盾的必要措施。目前，湖南省正處于社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的階段，兩型社會試點、國家中部崛起戰(zhàn)略以及新興產(chǎn)業(yè)的崛起等都推動了湖南省的發(fā)展，但引發(fā)的問題也逐漸增多。因此，在有限的土地資源和資源環(huán)境容量的約束下，相關部門必須嚴格控制建設用地的擴張。

1 文獻綜述

總的來看，國外在相關方面的研究比國內(nèi)要早，在城市用地空間格局的演變和城市用地擴張的特征模式等方面也相對較成熟。國外許多經(jīng)濟學家都曾深入探討過城市用地的最佳規(guī)模與結(jié)構(gòu)，與此相關的城市建設規(guī)模擴張的研究也引起了學者的廣泛關注。Ewing認為城市規(guī)模擴張的外在表現(xiàn)是一種低密度的、分散的、獨立的、具有社會和環(huán)境雙重效應的特殊城市規(guī)模增長[1]。Anon和Gordon認為城市擴張會對社會和環(huán)境造成積極的作用，指出城市擴張?zhí)峁┝烁嗟淖》亢蜕羁臻g[2-3]。而Freeman則認為城市擴張會對社會、環(huán)境產(chǎn)生負面以及消極作用，主要體現(xiàn)在城市擴張會導致土地資源消耗過快、資源使用效率低下以及城市人口的增長與關鍵資源的消耗不成比例[4]。Ting Wei Zhang提出城市建設用地的擴張主要是對城市不合理的規(guī)劃、城市土地利用結(jié)構(gòu)不合理以及商業(yè)和工業(yè)項目的發(fā)展所導致的[5-6]。

我國對建設用地擴張及其驅(qū)動力的研究相對于國外較晚，大多數(shù)學者從建設用地擴張的特征和模式出發(fā)對擴張的動態(tài)過程進行實證研究。研究一般通過對特定時間段空間信息的對比，確定建設用地擴張的數(shù)量、速度和空間方向。如劉瑞、朱道林以山東德州為研究區(qū)域，以GIS和相關數(shù)理統(tǒng)計軟件分析了德州市近十年城市建設用地的擴張動態(tài)，總結(jié)了德州市1996年以來城市用地擴張?zhí)卣?，并使用Logistic回歸模型從空間角度上分析其城市建設用地擴張的驅(qū)動力[7]。李明財利用TM影像資料，獲取了天津市內(nèi)六區(qū)和環(huán)城四區(qū)近20年的土地利用變化數(shù)據(jù)，應用GIS空間分析方法和空間重心轉(zhuǎn)移模型分析了天津市建成區(qū)的擴張過程、擴張方向及其驅(qū)動力[8]。在分析了城市用地擴張的數(shù)量特征變化和空間演變格局之后，許多學者進一步探索了城市擴張的驅(qū)動力和核心驅(qū)動因子，研究城市建設用地擴張的影響因素。從普遍的研究結(jié)果來看，城市建設用地擴張的影響因素包括自然、社會和經(jīng)濟三大因素，其中主要是社會和經(jīng)濟因素的影響。王海鷗、趙可采用計量工具，系統(tǒng)分析了城市人口的增加、經(jīng)濟發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整等因素與城市建設用地規(guī)模擴張的關系，并且王海鷗在多因素分析中采用灰色關聯(lián)度探究驅(qū)動力因子對甘肅省建設用地擴張的綜合驅(qū)動力[9-10]。

2 湖南省城市建設用地擴張的驅(qū)動力機制

2.1 社會因素

人類作為城市活動的主體，人口因素對城市建設用地的擴張具有獨特性和綜合性，在土地利用變化過程中，人口因素是社會因素中的主要因素，也是最具活力的驅(qū)動力之一。據(jù)統(tǒng)計，湖南省城市人口從2004年的2 311萬人，增加到2017年的3 747萬人，年均增長速率為3.69%;而城市建設用地面積由1 086km2擴展到1 636km2，年均增長速率為3.20%，兩者的增長速率相差不大。城市人口和城市建設用地之間的Pearson相關系數(shù)為0.912，呈現(xiàn)出高度正相關關系。城市人口規(guī)模膨脹，使就業(yè)崗位、居住地、相應的娛樂休閑等需求也相應增加，從而刺激了二三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對城市建設用地的需求也相應增加?？梢?，人口因素中的城市人口是衡量湖南省城市建設用地擴張的重要指標。

2.2 經(jīng)濟因素

經(jīng)濟發(fā)展是城市建設用地擴張最根本、最直接的驅(qū)動因素。經(jīng)濟發(fā)展水平的提高能夠吸引外來企業(yè)和人口的流入，隨之對土地的需求也相應增大，從而加快了城市建設用地的擴張速度和強度。2004—2017年期間，湖南省社會經(jīng)濟發(fā)展有了進一步的提高。2004年湖南省地區(qū)生產(chǎn)總值為5 641.94億元，第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值分別占地區(qū)生產(chǎn)總值的38.83%和43.05%，財政收入為320.63億元。之后，湖南省經(jīng)濟迅速增長，地區(qū)生產(chǎn)總值達到33 902.96億元，年均增長速率為14.79%，第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)所占比例分別上升到41.72%和49.43%，財政收入在2017年達到2 757.82億元，年均增長速率為18%。第一產(chǎn)業(yè)從2004年的18.12%下降到2017年的8.84%，而第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)都有了一定的發(fā)展，大量資金和勞動力從第一產(chǎn)業(yè)向第二、三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，為了滿足二三產(chǎn)業(yè)用地需求必然會占用大量農(nóng)業(yè)用地。經(jīng)濟發(fā)展還離不開投資建設，投資是拉動經(jīng)濟發(fā)展的三駕馬車之一，在研究期內(nèi)，湖南省固定資產(chǎn)投資從2004年的2 072.56億元上升到2017年的31 959.23億元，年均增長23.42%。經(jīng)統(tǒng)計分析，湖南省城市建設用地面積與固定資產(chǎn)投資增加呈正相關關系，二者的相關系數(shù)為0.875。因此，湖南省城市建設用地隨固定資產(chǎn)投資的增加而相應增加。

2.3 政策因素

政策因素雖然難以量化，但政府制定的土地政策是城市建設用地擴張的根本原因。對土地的總體利用規(guī)劃和城市的總體發(fā)展規(guī)劃是政府指導土地利用與城市布局的重要手段。土地利用和城市規(guī)劃能影響城市建設用地的擴張方向、擴張速度和擴張規(guī)模。政府針對目前存在的土地利用問題明確提出應當控制建設用地大規(guī)模增長、保護耕地和生態(tài)環(huán)境、增加綠化覆蓋率、實施總量平衡原則。

2.4 自然因素

在湖南省城市建設用地擴張的進程中，相對于社會、經(jīng)濟和政策因素來說，自然因素對城市建設用地的擴張影響較小，對土地變化的影響還不是很明顯，需要更長的時間才能夠體現(xiàn)出來。在某種程度上，耕地面積的變化也會推動建設用地的擴張。這是由于土地供給總量保持不變，城市建設用地的擴張會擠占其他土地資源，城市建設用地單位面積上所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益比單位面積上耕地產(chǎn)生的經(jīng)濟效益更大，受到經(jīng)濟發(fā)展的推動作用，新增的城市建設用地也會增加。

3 城市建設用地擴張驅(qū)動力的實證分析

3.1 指標體系的建立

在借鑒相關文獻的基礎上，參考指標的可獲得性，選取4個維度13個指標來反映湖南省城市建設用地擴張的驅(qū)動因子。本文選取了2004—2017年的各指標數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源為湖南省統(tǒng)計年鑒、中國統(tǒng)計年鑒等。所構(gòu)建的指標體系表1所示。

3.2 主成分分析法下的湖南省建設用地擴張的驅(qū)動力

本文運用SPSS20.0對數(shù)據(jù)先進行標準化處理，消除變量指標間量綱和數(shù)量級不同的影響，并對影響城市建設用地擴張的各相關變量進行降維處理。運用主成分分析法之前，先對各變量之間進行相關性分析，通過KMO檢驗和Bartlett球形檢驗，判斷其是否適合主成分分析法[13]。

通過SPSS22.0，對所選指標進行KMO和Bartlett球形檢驗，結(jié)果如表2所示。KMO值=0.750>0.7，偏相關系數(shù)較大，基本適合采用主成分分析方法;Bartlett的球形度檢驗的相伴概率Sig.=0.000<0.05顯著水平，表明通過了Bartlett的球形度檢驗，說明所選的13個指標適合做主成分分析。在確定了可以進行主成分分析以后，使用標準化處理的數(shù)據(jù)計算特征值和特征向量，得出累計方差貢獻率和因子載荷矩陣等，如表3所示。

如表3所示，將13個指標劃分為3個主成分，3個主成分解釋的累計方差達到99.075%，說明這3個主成分對這13個因子的解釋能力已經(jīng)達到了99.075%，即本文提取出的3個主成分基本能夠解釋原來所有變量所包含的大部分信息。

對主成分因子采用標準化的正交旋轉(zhuǎn)法進行旋轉(zhuǎn)，在5次迭代后收斂，得出旋轉(zhuǎn)后載荷矩陣，如表4所示。

從表4可以看出，城市人口（X1）、人均GDP（X2）、城鎮(zhèn)居民人均消費支出（X5）、進出口總額（X6）、社會消費品零售總額（X7）、財政收入（X8）、全社會固定資產(chǎn)投資（X9）、機械總動力（X10）、道路長度（X11）、建成區(qū)綠化覆蓋率（X12）在第一主成分F1中有較高的載荷，其特征值為10.864，貢獻率達到83.567%，說明第一主成分可以基本反映出“社會經(jīng)濟發(fā)展”和“收入水平”是影響城市建設用地擴張的主要驅(qū)動力。

在第二主成分中，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重（X4）和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重（X5）有絕對值較大的負荷系數(shù)，其特征值為1.728，貢獻率為13.289%，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級是影響城市建設用地擴張的次要驅(qū)動力。

年末耕地面積（X13）在第三主成分中有較大的負荷系數(shù)，可以認為自然因素是影響城市建設用地擴張的驅(qū)動力之一。

最后運用SPSS22.0對城市建設用地與3個主成分進行回歸分析，結(jié)果如表5。

由表5可知，R=0.945，R2=0.894，接近于1，說明擬合程度較好。

由表6可知，Sig.=0.000<0.05，通過顯著性水平檢驗，回歸關系成立。

由表7可知，F(xiàn)均通過顯著性水平檢驗，建設用地與3個主成分的回歸方程為：

Y=0.89F1+0.231F2+0.222F3-2.342*10-16 ? ? （1）

通過該回歸模型可知，湖南省城市建設用地的擴張與F1的相關系數(shù)為0.89，也就是說城市建設用地的擴張受到社會、經(jīng)濟發(fā)展和收入水平的影響較大，且呈正相關關系，表明經(jīng)濟發(fā)展快、生活水平提高能夠促進城市建設用地的擴張;與F2的相關系數(shù)為0.23，說明城市建設用地變化會受產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的影響，二三產(chǎn)業(yè)的比重加大會促進城市建設用地的擴張;與F3的相關系數(shù)為0.222，表明受到自然因素的驅(qū)動程度較小，這與理論相符。所以，研究湖南省城市建設用地擴張的驅(qū)動力應該將重點放在社會、經(jīng)濟發(fā)展以及人民生活收入水平因素上。

3.3 核心驅(qū)動因子分析

借助SPSS軟件，對各驅(qū)動因子與標準化后湖南省城市建設用地的數(shù)據(jù)進行多元逐步回歸分析，提取出核心驅(qū)動因子并探究湖南省建設用地與核心驅(qū)動因子之間的關系，得到以下結(jié)果：僅有農(nóng)業(yè)機械總動力（X10）和財政收入（X8）兩個指標進入回歸方程，得到的城市建設用地與各變量間的系數(shù)如表8。

由表8中的系數(shù)，湖南省城市建設用地與其核心驅(qū)動因子的關系可以表達為：

Y=-1.831e15+2.018X10-1.087X8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （2）

從上述方程可知，財政收入（X8）和農(nóng)業(yè)機械總動力（X10）是2004—2017年湖南省城市建設用地擴張的核心驅(qū)動因素。湖南省城市建設用地變化與機械總動力呈正相關關系，與財政收入預算數(shù)呈負相關關系，各因子間的驅(qū)動作用大小為：農(nóng)用機械總動力（X10）>財政收入（X8）。

[7] 劉瑞，朱道林，朱戰(zhàn)強，等.基于Logistic回歸模型的德州市城市建設用地擴張驅(qū)動力分析[J].資源科學，2009（11）：1919-1926.

[8] 李明財，郭軍，熊明明.基于遙感和GIS的天津建成區(qū)擴張?zhí)卣骷膀?qū)動力[J].生態(tài)學雜志，2011（7）：1521-1528.

[9] 王海鴻，常艷妮，杜莖深，等.建設用地擴張驅(qū)動力分析：以甘肅省為例[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境，2008（3）：75-80.

[10] 趙可，張安錄，徐衛(wèi)濤.中國城市建設用地擴張驅(qū)動力的時空差異分析[J].資源科學，2011（5）：935-941.

Abstract： Based on the time series data of Hunan Province from 2004 to 2017， the driving force indicators were selected from the chosen 13 indicators， and the core driving factors were extracted by principal component analysis and multiple stepwise regression model. The results showed that socio-economic factors， income level and policy factors were the main driving forces of urban construction land in Hunan Province. The total power of agricultural machinery and financial revenue had significant impacts on urban construction land among all the driving factors. The research results were conducive to guiding urban planning from the driving factors.

Key words： urban construction land; driving force; principal component analysis