西宁市土地利用变化的社会经济关联因子分析

■ 辛婷业/张海峰/拜成龙/刘萌轩

（青海师范大学生命与地理科学学院，西宁 810008）

西宁市土地利用变化的社会经济关联因子分析

■ 辛婷业/张海峰/拜成龙/刘萌轩

（青海师范大学生命与地理科学学院，西宁 810008）

文章以2000年、2005年和2010年西宁市土地利用相关数据为基础，采用主成分－多元回归分析法对西宁市土地利用与经济发展之间的关系进行探讨。结果表明：城市化、工业化以及经济结构对居民点及工矿用地、交通水利用地有一定的促进作用；而农业发展滞后与耕地利用面积增减密切相关。

土地利用变化；关联因子；主成分分析；多元回归；西宁

0 引言

土地是人类赖以生存的基础，人类利用土地的方式在不断转变，而土地也反过来对人类的生活和工作产生较大的影响。因此，要实现区域持续稳定发展，首先要做的就是探寻土地与经济之间的关系。科技的不断进步推动了经济的飞速发展，全球土地利用率都在不断增加，土地所带来经济效益也不断扩大。近年来国内外学者对土地利用变化和社会经济发展的研究已经取得了很多成果，主要包括城市土地利用结构的演变、驱动机制、影响因素、与社会经济的关系等。但是专门针对土地利用变化与社会经济因素相关联的系统、定量的研究较少。Dennis Ojima等调查分析了亚洲东部土地利用变化的原因和主要驱动力，得出经济因素是土地利用变化的主要原因，以此为基础，模拟土地利用变化过程，从而预测土地利用变化，找出未来土地利用的准确方向[1]。Harun Tanrivermis以土耳其地中海沿岸地区作为研究对象，也对此问题进行了分析和研究[2]。国外学者主要从经济发展对土地利用变化的影响以及政策影响对土地利用变化的视角进行了大量研究，其研究成果值得借鉴。国内学者则从系统的角度出发，首先探讨影响土地利用的驱动力，然后通过对特定区域进行分析，来衡量两者之间的关系。欧聪对土地利用结构的变化进行了研究，重点对其驱动机制进行了探讨，从而得到了经济发展与产业结构转变是主动的驱动力[3]，同时还有其他的因素对土地利用产生影响，如人文因素。闫小培选取珠江三角洲巨型城市作为研究对象，对其土地利用的变化进行了分析，得出影响土地利用变化的因素，其中人文因素是最主要的因素[4]。另外，土地利用变化与社会经济的发展有莫大的关系，关伟等学者对它们之间的关系做了重点研究[5-6]。同样西宁市近10年经济的快速增长也离不开以牺牲土地价值为代价，本文从影响土地利用最直接的经济因子出发，采用主成分-多元回归方法对西宁市2000、2005、2010年的土地关联因子做定量的分析评价，以期对相关研究和实务工作提供补充和参考。

1 研究区、数据来源与研究方法

1.1 研究区概况

西宁市是青海省省会，是青海省的经济、文化和贸易中心。西宁市地处青藏高原东北部，象征着青藏高原的东方门户，“丝绸之路”正是从这里经过，全市土地总面积为760678.17hm2，总人口229.07万人（截至2014年）。本文研究区包括西宁市辖四区（城东、城中、城西和城北）三县（大通、湟中和湟源）。

1.2 数据来源

研究数据来源于青海省和西宁市统计年鉴，其中社会经济的数据主要选取了具有代表性和全面性的7个经济指标（表2）。在定量分析之前对变量进行标准化处理，使其量纲统一。（参见表1）

表1 西宁市2000、2005、2010年土地利用类型面积 单位：hm2

表2 土地利用关联指标选择表

1.3 研究方法

20世纪30年代，Hotellin首次提出了主成分分析这一概念[7]，他将评价指标做简化处理，保留了影响程度较大的几个综合指标。多元回归是确定一组数据与目标变量关系的一种有效方法。地理系统具有多要素性，而且各要素联系紧密，借助于多元回归分析法，可以从定量的角度分析土地面积变化与驱动因子之间的关系[8]。

主成分-多元回归法主要步骤如下：①计算相关系数矩阵；②根据矩阵计算特征值和特征向量；③计算主成分的贡献率和累积贡献率；④计算主成分载荷；⑤根据主成分计算公式，求得关联因子特征向量[9-10]；⑥计算主成分的综合指数表达式；⑦以第一主成分和第二主成分作为自变量，选取不同类型土地的利用面积作为因变量，构建回归模型。相关操作可在SPSS软件中完成。

2 研究结果

2.1 土地利用时间变化的社会经济关联因子

2.1.1 土地利用变化关联因子主成分提取

利用SPSS软件进行分析后，可以得到矩阵的特征值、主成分的贡献率和累计贡献率（表3）。

从表3可以看到，前两个主成分代表了所有因子，贡献率分别达84.55%和15.45%，为得到不同因子的载荷，使用最大方差法进行分析。

由表4可以看出，旋转前后的各因子载荷能进一步说明主成分与经济因子的相关情况。通过旋转后，代表第一主成分的城市化、工业化、经济结构与GDP、社会消费零售额、工业总产值、第一产业比重等因子高度相关，说明第一主成分促进经济增长。在研究其城市化与工业化的相关因子时对土地利用变化呈现快速增长的趋势，而经济结构对土地利用变化呈现递减的趋势；第二主成分与粮食产量相关度较高，这反映了研究区的农业发展与土地利用的相关性很强。

表3 特征值及主成分贡献率

2.1.2 土地利用变化关联因子主成分指数分析

通过主成分分析，发现7个经济驱动因子可基本代表第一主成分和第二主成分，但这些驱动因子对土地利用的强度不容易直观看出，从而求出关联因子的指数，根据主成分公式，得出第一、第二和综合主成分指数表达式：

根据主成分表达式与标准化后的因子值的乘积，得到研究期间各年份的土地利用变化关联因子综合得分（图1）。可见，2000－2010年间，代表城市化、工业化和经济结构的第一主成分指数增长迅速，呈直线上升，有力地推动了各类建设用地的增加；而第二主成分则是呈现先增后减的趋势，这也就说明了在研究区农业正处于衰退趋势，这是由自身环境所造成的，也与第一主成分的迅速增加相关。

图1 各年份主成分分值（2000-2010年）

2.1.3 各土地利用类型主成分回归公式

以社会经济因子的两个主成分为自变量（分别记为X1和X2），标准化的土地类型面积作为因变量，得到各土地利用类型的主成分回归公式如下：

由以上公式可见，耕地、未利用地均与代表工业化、城市化以及经济结构的第一主成分分析负相关，而与代表农业发展的第二主成分正相关；林地、居民点及工矿用地、交通水利用地与第一主成分高度相关，而与第二主成分相关性较弱；牧草地和园地与两个主成分均为负相关，主要是由于工业化和城市化会占用这类土地，以及与退耕还林、还草等政策有关。

3 结论及建议

土地利用格局的变化带动了社会经济的发展，同时社会经济的发展也推动了土地利用的强度。使用主成分－多元回归法，分析了西宁市2000－2010年间土地利用时空变化与社会经济之间的关系，结论及建议如下：

从分析结果看，第一主成分指数增加，反映了工业化、城市化、经济结构的发展，推动了各类如居民点、工矿用地、交通水利用地等具有较高经济效益用地类型面积的增加，说明西宁市2000－2010年间城市化、工业化进程加快，城市基础设施和城市建设的投入，促进土地利用强度提升；反之代表农业发展的第二主成分指数先增后减，初期由于开垦农用地面积增加，随着国家西部大开发战略的实施和城乡一体化的发展，城市基础建设必然会占用耕地，导致耕地面积减少，建设用地的增加必然会促进社会经济的发展，但未来二者定会存在矛盾，因此西宁市应提高供应土地门槛，加强土地利用集约水平。

耕地、未利用地均与代表工业化、城市化以及经济结构的第一主成分负相关，而与代表农业发展的第二主成分正相关；林地、居民点及工矿用地、交通水利用地与第一主成分高度相关，而与第二主成分相关性较弱；牧草地和园地与两个主成分均为负相关，表明工业化和城市化主要会占用这类土地。因此西宁市要严格控制耕地占用面积，加强对基本农田的保护，实现耕地占补平衡，限制“产出小，投资大，占地大”的企业进入。

主成分分析与多元回归相结合更有利于解释土地利用变化与社会经济关联因子的相互关联程度，让人们正确认识土地生态保护与经济发展的关系，促进社会经济健康持续发展。

[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]欧聪,张坤.城市土地利用结构演变分析及其驱动机制研究——以长沙市为例[J].上海国土资源,2015(3):39-43.

[4]闫小培,毛蒋兴,普军.巨型城市区域土地利用变化的人文因素分析——以珠江三角洲地区为例[J].地理学报,2006(6):613-623.

[5]关伟,王雪.大连市土地利用变化的人文因素[J].地理研究,2009(7):990－1000.

[6]赖慧芳,陈凤桂.广州市土地利用变化趋势及驱动机制研究[J].热带地理,2008(5):455-460.

[7]陈鹤亭,朱孔来,王吉信.现代经济分析新方法[M].济南:山东省地图出版社,2006:455.

[8]甘红,刘彦随,王大伟.土地利用类型转换的人文驱动因子模拟分析[J].资源科学,2004,26(2):88-93.

[9]陈敏.上海市土地利用/覆被变化及人文驱动机制研究[D].上海:上海师范大学,2009.

[10]王芳.主成分分析与因子分析的异同比较及应用[J].统计教育,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

国家自然科学基金项目（41661038）；青海省软科学研究计划项目（2015-ZJ-602）

辛婷业（1991-），女，甘肃省天祝县人，青海师范大学生命与地理科学学院硕士研究生，主要研究方向为区域发展与规划管理。