基于DPSIR模型的城市土地集约利用时空分异特征研究

李小敏 冯昌添

摘 要：随着城市规模不断扩张，城市土地利用问题日渐增加，开展城市土地集约利用评价，对提高城市土地利用效率和综合效益具有重要意义。本文以珠三角地区为例，运用“压力-状态-影响-响应”（DPSIR）模型和主成分分析法，分析城市土地集约利用的时空分异特征，以期为促进城市土地节约集约利用提供科学依据。

关键词：集约利用；DPSIR模型；城市土地；珠三角

Study on spatial and temporal diversity of urban land intensive use based on DPSIR model

— Taking the Pearl River Delta region as an example

Li Xiaomin1 Feng Changtian2

（1.Guangdong Map Institute，Guangzhou，Guangdong 510075）

（2.Guangdong Jiangmen City Land and Resources Bureau New Branch，Guangdong Jiangmen 529100）

Abstract：with the continuous expansion of urban scale，the problem of urban land use is increasing day by day，it is of great significance to evaluate the intensive use of urban land to improve the efficiency and comprehensive benefit of urban land use.Taking the Pearl river delta region as an example，this paper analyzes the spatial and temporal characteristics of intensive land use in order to provide scientific basis for promoting intensive land use.

Key words：intensive use；DPSIR model；Urban land；Pearl River Delta

1.引言

伴随着农地非农化及城镇建设用地的快速扩张，城市土地过度扩张与土地粗放利用的矛盾日益凸显。在日趋严厉的耕地保护压力下，城市扩张与城市土地稀缺的矛盾日益尖锐，但土地闲置和浪费现象却屡见不鲜[1]。当前土地集约利用研究的成果较为丰富，常用方法為指标综合评价法，主要从土地利用结构、强度、效益和可持续等方面构建评价指标，运用层次分析法、特尔斐法、主成分分析法、熵值法等确定权重，对城市土地集约利用情况进行综合评价。从研究尺度上，多以省、市[2]为研究对象，城市群层面的研究较为缺乏，同时土地集约利用评价指标与研究方法各异[3]，没有一个较为完备的指标体系。本文从“压力-状态-影响-响应”（DPSIR）四个层次构建评价指标体系，运用主成分分析法，并借助GIS软件，对珠江三角9个城市的土地集约利用时空分异情况进行综合分析，以期为珠三角城市土地集约利用提供理论依据。

2.研究区概况和研究方法

2.1研究区概况

珠江三角洲位于东经“111°59.7-115°25.3 ”、北纬“ 21°17.6-23°55.9 ”，下游毗邻港澳，与东南亚地区隔海相望，海陆交通便利，被称为中国的“南大门”。珠江三角洲地区中南部为三角洲平原，地势低平，河网密布，地处南亚热带，属亚热带海洋季风气候，雨量充沛，热量充足，气候温和，雨热同季。

2.2研究方法

DPSIR模型的基本内涵包括驱动力（Driving Force）、压力（Pressure）、状态（State）、影响（Impact）和响应（Response）五个部分。本研究的驱动力因素包括人均GDP、GDP增长率、第三产业占GDP比重、城市化率；压力因素包括建设用地年增长率、城市人口与用地弹性系数、城市人口密度；状态因素包括人均道路面积、地均GDP、绿地覆盖率；影响因素包括交通阻塞程度、工业废气排放量、工业固体废物产生量；响应因素包括地均固定资产投入、城市污水处理率。

3.数据处理与结果分析

3.1数据处理

3.1.1数据标准化

本文所使用的数据均来源于中国资讯行数据库及广东省省统计年鉴（2012—2016）。由于评价城市土地利用集约程度涉及到不同量纲的指标，它们之间的差异性将会影响到评价的结果，因此需对原始数据进行标准化，使其量纲保持一致。本文采用Z-Score标准化处理方法。

3.1.2主成分分析

主成分分析法简称PCA，旨在用于降维，其主要作用是在力保数据信息丢失最少的情况下，降低观测空间的维数，以获取最主要的信息。主成分分析方法通过坐标变换手段，将原来含有m个变量的Y i作线性变化，转化为另一组不相关的变量Fj：Fj=βj1Y1+βj2Y2+…+βjpYp（j=1，2…m）。（1）

F1，F2，…，Fn为原有变量的第1，2，…，n个主成分，其中，F1在总方差中占的比例最大，综合原有变量的能力最强，其余主成分在总方差中占的比例逐渐减少，即综合原有变量的能力依次减弱。主成分则选取前面n个方差最大的主成分，这样达到了因子分析减少变量个数的目的，同时又能够以较少的因子反映原有变量绝大部分信息。

（1）根据方差累计贡献率提取特征根

运用SPSS16.0对珠三角地区九个城市2016年里的15项指标数据构建因子分析矩阵，通过主成分分析法得到各主因子的方差贡献率，主成分F1、F2、F3、F4、F5的方差贡献率分别为28.224%、21.694%、19.251%、14.062%、8.844%，其累计贡献率占总方差的92.075%，因此前五项为主成分，即五个主成分包含了原始变量中92.075%的信息。

（2）根据特征根的贡献率大小进行加权平均计算综合得分

通过SPSS软件计算出珠三角9个城市的5个因子的得分，5个公因子分别从不同的方面反映了城市用地集约利用的总水平，但单独的某一公因子并不能对城市用地集约利用水平做出综合的评价，因此，以各公因子对应的方差贡献率为权数，计算综合得分V，具体公式为：

V=λ1F1+λ2F2+…+λnFn（2）

其中，V为因子分析样本综合分值，F1，F2，…，Fn为提取的n个公共因子，λ1，λ2，…，λn为相应公共因子的特征根。2016年珠三角地区土地集约利用综合得分如表1所示。

由表1可以看出，深圳市的土地集约利用水平最高，其中驱动力和状态指标体系的得分相对较高，说明城市经济产出、土地投入以及土地使用效率强度与土地集约利用高度相关，是城市土地集约利用的强大推动力。驱动力指标体系中，深圳的得分最高，也表明其城市经济发展高效迅速，效益良好，又反向表明城市中建设用地逐渐扩张，人地矛盾的压力在无形中增加；而压力指标体系中惠州的分数最低，即相比较其他城市而言，惠州市的土地利用压力相对较小，其发展能较好地维持在人地和谐的基础上。

（3）快速聚类

通过SPSS软件的聚类分析功能对珠三角9个城市2012-2016年的城市土地集约利用均值进行快速聚类，分为3类，即Ⅰ类为一级集约地区；Ⅱ类为二级集约地区；Ⅲ类为三级集約地区，具体情况如图1所示。

3.2结果分析

珠三角城市整体土地集约利用程度较高，但城市之间土地节约集约利用程度存在显著的时空差异：

从空间上看，珠三角城市土地集约利用程度呈现明显的空间差异。深圳、珠海位于珠三角经济区的核心区域，享受较多的国家优惠政策，经济发展机遇大，城市土地集约利用程度逐渐提高；广州处于整个广东省的核心位置，各层面的压力不言而喻，虽然未达到最高土地利用集约度，但城市规划和建设方面的工作在土地利用集约度的增长幅度上有了体现；而惠州、江门、肇庆等城市则在珠三角外围地区，与经济发展相对落后的东西两翼和粤北山区相连，土地面积未能得到充分利用，在政策区位方面也不具有优势，土地集约利用程度难免较低。肇庆、惠州和江门位于珠三角外围或者边缘地区，工业化和城市化水平不高，呈现较粗放的土地使用方式。

时间上，从各城市2012-2016年土地集约利用增长幅度的角度来看，各城市总体上土地集约利用程度仍呈不断上升趋势。江门、肇庆、惠州等珠三角外围地区的土地利用集约程度变化幅度比较明显，其中惠州市土地利用集约度的增长幅度最大，中山市的变化最小，深圳、广州、东莞和佛山等珠三角相对核心地区的土地集约利用程度增长率不高，甚至呈现负增长的现象。

4.结束语

本文采用 DPSIR 模型构建土地集约利用指标体系，对珠三角地区的城市土地集约利用情况进行评价，分析近五年来的时间、空间变化特征及其影响因素，根据各城市现状提出适合珠三角土地可持续利用的政策建议：

（1）从整体上看，珠三角地区整体的城市土地集约利用水平是呈上升趋势，但具体的各个城市间的集约利用程度存在着明显的差异。从空间的角度看，珠三角城市土地利用可以分为一级集约城市、二级集约城市和三级集约城市三种类型，集约水平呈现出从核心区向外围区、边缘区不断扩散衰减的空间特征，并与该城市的区位条件、经济发展水平、产业结构等条件密切相关；从时间的角度看，珠三角土地利用集约水平呈现缓慢增长的趋势，区域内部差异逐渐降低，随着近年来资金、技术、人才等要素的流动，各城市在促进经济增长的同时也都在通过产业结构、用地结构的优化，政策的改进等方式，朝着土地可持续利用的方向发展。

（2）本文探讨了具有代表性的珠三角地区的城市土地集约利用状况，其中影射出在我国普遍存在的土地利用粗放现象，大部分是由于人为因素和土地管理法律法规不健全等政策因素所造成的。目前我国城市土地集约利用研究尚处于探索阶段，面临着一系列新问题和新方向，有待于拓宽研究领域。政府要积极为土地集约利用提供政策支撑，进一步规范土地市场，坚持推行土地拍卖制度，全面推进土地市场化进程，进而提高城市土地的集约利用效率。

参考文献

[1]叶浩，庄大昌，杨蕾.广东省城市土地集约利用水平评价——基于计量经济学的研究[J].自然资源学报，2015，30（10）：1664-1674.

[2]赖光宝，赵勇.新型城镇化背景下河北省土地利用的问题及对策[J].城市问题，2016（4）：88-95.

[3]崔鸽，刘晓慧，唐玉辉等.河北省新型城镇化建设调研及对策研究[J].河北企业，2015（1）：30-31.

作者简介：

李小敏（1983-），女，汉族，广东佛冈，学士，测绘工程师，主要研究方向为摄影测量与遥感、地理信息技术应用。

冯昌添（1978-），男，汉族，广东阳西，学士，测绘工程师，主要研究方向为地籍测绘、土地管理及数字城市建设。