■ 辛婷業(yè)/張海峰/拜成龍/劉萌軒

（青海師范大學生命與地理科學學院，西寧 810008）

西寧市土地利用變化的社會經(jīng)濟關(guān)聯(lián)因子分析

■ 辛婷業(yè)/張海峰/拜成龍/劉萌軒

（青海師范大學生命與地理科學學院，西寧 810008）

文章以2000年、2005年和2010年西寧市土地利用相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用主成分－多元回歸分析法對西寧市土地利用與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系進行探討。結(jié)果表明：城市化、工業(yè)化以及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)對居民點及工礦用地、交通水利用地有一定的促進作用；而農(nóng)業(yè)發(fā)展滯后與耕地利用面積增減密切相關(guān)。

土地利用變化；關(guān)聯(lián)因子；主成分分析；多元回歸；西寧

0 引言

土地是人類賴以生存的基礎(chǔ)，人類利用土地的方式在不斷轉(zhuǎn)變，而土地也反過來對人類的生活和工作產(chǎn)生較大的影響。因此，要實現(xiàn)區(qū)域持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，首先要做的就是探尋土地與經(jīng)濟之間的關(guān)系?？萍嫉牟粩噙M步推動了經(jīng)濟的飛速發(fā)展，全球土地利用率都在不斷增加，土地所帶來經(jīng)濟效益也不斷擴大。近年來國內(nèi)外學者對土地利用變化和社會經(jīng)濟發(fā)展的研究已經(jīng)取得了很多成果，主要包括城市土地利用結(jié)構(gòu)的演變、驅(qū)動機制、影響因素、與社會經(jīng)濟的關(guān)系等。但是專門針對土地利用變化與社會經(jīng)濟因素相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)、定量的研究較少。Dennis Ojima等調(diào)查分析了亞洲東部土地利用變化的原因和主要驅(qū)動力，得出經(jīng)濟因素是土地利用變化的主要原因，以此為基礎(chǔ)，模擬土地利用變化過程，從而預測土地利用變化，找出未來土地利用的準確方向[1]。Harun Tanrivermis以土耳其地中海沿岸地區(qū)作為研究對象，也對此問題進行了分析和研究[2]。國外學者主要從經(jīng)濟發(fā)展對土地利用變化的影響以及政策影響對土地利用變化的視角進行了大量研究，其研究成果值得借鑒。國內(nèi)學者則從系統(tǒng)的角度出發(fā)，首先探討影響土地利用的驅(qū)動力，然后通過對特定區(qū)域進行分析，來衡量兩者之間的關(guān)系。歐聰對土地利用結(jié)構(gòu)的變化進行了研究，重點對其驅(qū)動機制進行了探討，從而得到了經(jīng)濟發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變是主動的驅(qū)動力[3]，同時還有其他的因素對土地利用產(chǎn)生影響，如人文因素。閆小培選取珠江三角洲巨型城市作為研究對象，對其土地利用的變化進行了分析，得出影響土地利用變化的因素，其中人文因素是最主要的因素[4]。另外，土地利用變化與社會經(jīng)濟的發(fā)展有莫大的關(guān)系，關(guān)偉等學者對它們之間的關(guān)系做了重點研究[5-6]。同樣西寧市近10年經(jīng)濟的快速增長也離不開以犧牲土地價值為代價，本文從影響土地利用最直接的經(jīng)濟因子出發(fā)，采用主成分-多元回歸方法對西寧市2000、2005、2010年的土地關(guān)聯(lián)因子做定量的分析評價，以期對相關(guān)研究和實務工作提供補充和參考。

1 研究區(qū)、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

西寧市是青海省省會，是青海省的經(jīng)濟、文化和貿(mào)易中心。西寧市地處青藏高原東北部，象征著青藏高原的東方門戶，“絲綢之路”正是從這里經(jīng)過，全市土地總面積為760678.17hm2，總?cè)丝?29.07萬人（截至2014年）。本文研究區(qū)包括西寧市轄四區(qū)（城東、城中、城西和城北）三縣（大通、湟中和湟源）。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)來源于青海省和西寧市統(tǒng)計年鑒，其中社會經(jīng)濟的數(shù)據(jù)主要選取了具有代表性和全面性的7個經(jīng)濟指標（表2）。在定量分析之前對變量進行標準化處理，使其量綱統(tǒng)一。（參見表1）

表1 西寧市2000、2005、2010年土地利用類型面積 單位：hm2

表2 土地利用關(guān)聯(lián)指標選擇表

1.3 研究方法

20世紀30年代，Hotellin首次提出了主成分分析這一概念[7]，他將評價指標做簡化處理，保留了影響程度較大的幾個綜合指標。多元回歸是確定一組數(shù)據(jù)與目標變量關(guān)系的一種有效方法。地理系統(tǒng)具有多要素性，而且各要素聯(lián)系緊密，借助于多元回歸分析法，可以從定量的角度分析土地面積變化與驅(qū)動因子之間的關(guān)系[8]。

主成分-多元回歸法主要步驟如下：①計算相關(guān)系數(shù)矩陣；②根據(jù)矩陣計算特征值和特征向量；③計算主成分的貢獻率和累積貢獻率；④計算主成分載荷；⑤根據(jù)主成分計算公式，求得關(guān)聯(lián)因子特征向量[9-10]；⑥計算主成分的綜合指數(shù)表達式；⑦以第一主成分和第二主成分作為自變量，選取不同類型土地的利用面積作為因變量，構(gòu)建回歸模型。相關(guān)操作可在SPSS軟件中完成。

2 研究結(jié)果

2.1 土地利用時間變化的社會經(jīng)濟關(guān)聯(lián)因子

2.1.1 土地利用變化關(guān)聯(lián)因子主成分提取

利用SPSS軟件進行分析后，可以得到矩陣的特征值、主成分的貢獻率和累計貢獻率（表3）。

從表3可以看到，前兩個主成分代表了所有因子，貢獻率分別達84.55%和15.45%，為得到不同因子的載荷，使用最大方差法進行分析。

由表4可以看出，旋轉(zhuǎn)前后的各因子載荷能進一步說明主成分與經(jīng)濟因子的相關(guān)情況。通過旋轉(zhuǎn)后，代表第一主成分的城市化、工業(yè)化、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與GDP、社會消費零售額、工業(yè)總產(chǎn)值、第一產(chǎn)業(yè)比重等因子高度相關(guān)，說明第一主成分促進經(jīng)濟增長。在研究其城市化與工業(yè)化的相關(guān)因子時對土地利用變化呈現(xiàn)快速增長的趨勢，而經(jīng)濟結(jié)構(gòu)對土地利用變化呈現(xiàn)遞減的趨勢；第二主成分與糧食產(chǎn)量相關(guān)度較高，這反映了研究區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展與土地利用的相關(guān)性很強。

表3 特征值及主成分貢獻率

2.1.2 土地利用變化關(guān)聯(lián)因子主成分指數(shù)分析

通過主成分分析，發(fā)現(xiàn)7個經(jīng)濟驅(qū)動因子可基本代表第一主成分和第二主成分，但這些驅(qū)動因子對土地利用的強度不容易直觀看出，從而求出關(guān)聯(lián)因子的指數(shù)，根據(jù)主成分公式，得出第一、第二和綜合主成分指數(shù)表達式：

根據(jù)主成分表達式與標準化后的因子值的乘積，得到研究期間各年份的土地利用變化關(guān)聯(lián)因子綜合得分（圖1）?？梢姡?000－2010年間，代表城市化、工業(yè)化和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的第一主成分指數(shù)增長迅速，呈直線上升，有力地推動了各類建設(shè)用地的增加；而第二主成分則是呈現(xiàn)先增后減的趨勢，這也就說明了在研究區(qū)農(nóng)業(yè)正處于衰退趨勢，這是由自身環(huán)境所造成的，也與第一主成分的迅速增加相關(guān)。

圖1 各年份主成分分值（2000-2010年）

2.1.3 各土地利用類型主成分回歸公式

以社會經(jīng)濟因子的兩個主成分為自變量（分別記為X1和X2），標準化的土地類型面積作為因變量，得到各土地利用類型的主成分回歸公式如下：

由以上公式可見，耕地、未利用地均與代表工業(yè)化、城市化以及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的第一主成分分析負相關(guān)，而與代表農(nóng)業(yè)發(fā)展的第二主成分正相關(guān)；林地、居民點及工礦用地、交通水利用地與第一主成分高度相關(guān)，而與第二主成分相關(guān)性較弱；牧草地和園地與兩個主成分均為負相關(guān)，主要是由于工業(yè)化和城市化會占用這類土地，以及與退耕還林、還草等政策有關(guān)。

3 結(jié)論及建議

土地利用格局的變化帶動了社會經(jīng)濟的發(fā)展，同時社會經(jīng)濟的發(fā)展也推動了土地利用的強度。使用主成分－多元回歸法，分析了西寧市2000－2010年間土地利用時空變化與社會經(jīng)濟之間的關(guān)系，結(jié)論及建議如下：

從分析結(jié)果看，第一主成分指數(shù)增加，反映了工業(yè)化、城市化、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的發(fā)展，推動了各類如居民點、工礦用地、交通水利用地等具有較高經(jīng)濟效益用地類型面積的增加，說明西寧市2000－2010年間城市化、工業(yè)化進程加快，城市基礎(chǔ)設(shè)施和城市建設(shè)的投入，促進土地利用強度提升；反之代表農(nóng)業(yè)發(fā)展的第二主成分指數(shù)先增后減，初期由于開墾農(nóng)用地面積增加，隨著國家西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施和城鄉(xiāng)一體化的發(fā)展，城市基礎(chǔ)建設(shè)必然會占用耕地，導致耕地面積減少，建設(shè)用地的增加必然會促進社會經(jīng)濟的發(fā)展，但未來二者定會存在矛盾，因此西寧市應提高供應土地門檻，加強土地利用集約水平。

耕地、未利用地均與代表工業(yè)化、城市化以及經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的第一主成分負相關(guān)，而與代表農(nóng)業(yè)發(fā)展的第二主成分正相關(guān)；林地、居民點及工礦用地、交通水利用地與第一主成分高度相關(guān)，而與第二主成分相關(guān)性較弱；牧草地和園地與兩個主成分均為負相關(guān)，表明工業(yè)化和城市化主要會占用這類土地。因此西寧市要嚴格控制耕地占用面積，加強對基本農(nóng)田的保護，實現(xiàn)耕地占補平衡，限制“產(chǎn)出小，投資大，占地大”的企業(yè)進入。

主成分分析與多元回歸相結(jié)合更有利于解釋土地利用變化與社會經(jīng)濟關(guān)聯(lián)因子的相互關(guān)聯(lián)程度，讓人們正確認識土地生態(tài)保護與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，促進社會經(jīng)濟健康持續(xù)發(fā)展。

[1]Ojima D S,Kittel T G T,Rosswall T,et al.Critical issues for understanding globalchange effects on terrestrial ecosystems[J].Ecological Application,1991(1):316－325.

[2]Harun Tanrivermis.Agricultural Land use change and sustainable use of Land resources in the Mediterranean region of TurKey[J].Journal of Arid Envioronments,2003(54):553-564.

[3]歐聰,張坤.城市土地利用結(jié)構(gòu)演變分析及其驅(qū)動機制研究——以長沙市為例[J].上海國土資源,2015(3):39-43.

[4]閆小培,毛蔣興,普軍.巨型城市區(qū)域土地利用變化的人文因素分析——以珠江三角洲地區(qū)為例[J].地理學報,2006(6):613-623.

[5]關(guān)偉,王雪.大連市土地利用變化的人文因素[J].地理研究,2009(7):990－1000.

[6]賴慧芳,陳鳳桂.廣州市土地利用變化趨勢及驅(qū)動機制研究[J].熱帶地理,2008(5):455-460.

[7]陳鶴亭,朱孔來,王吉信.現(xiàn)代經(jīng)濟分析新方法[M].濟南:山東省地圖出版社,2006:455.

[8]甘紅,劉彥隨,王大偉.土地利用類型轉(zhuǎn)換的人文驅(qū)動因子模擬分析[J].資源科學,2004,26(2):88-93.

[9]陳敏.上海市土地利用/覆被變化及人文驅(qū)動機制研究[D].上海:上海師范大學,2009.

[10]王芳.主成分分析與因子分析的異同比較及應用[J].統(tǒng)計教育,2003(5):14-17.

Analysis on Social and Economic Correlative Factors of Land Use Change in Xining City

XIN Tingye, ZHANG Haifeng, BAI Chenglong, LIU Mengxuan
(College of Life and Geography, Qinghai Normal University, Xining 810008, China)

Based on the data of land use in Xining City in 2000, 2005 and 2010, the relationship between land use and economic development in Xining was discussed by method of principal component and multiple regression analysis.The result shows that urbanization, industrialization and economic structure have a certain effect on expansion of residential area, industrial and mining land and traf fi c and water conservation land.The lagging of agricultural development is closely related to the increase and decrease of cultivated land.

land use change; correlation factor; principal component analysis; multiple regression; Xining

F301.2；F062.1

：A

：1672-6995（2017）03-0048-04

2016-10-07；

2016-10-19

國家自然科學基金項目（41661038）；青海省軟科學研究計劃項目（2015-ZJ-602）

辛婷業(yè)（1991-），女，甘肅省天?？h人，青海師范大學生命與地理科學學院碩士研究生，主要研究方向為區(qū)域發(fā)展與規(guī)劃管理。