基于STIRPAT模型的土地扩张驱动力研究

陆冉

摘要：对皖江城市带承接产业转移示范区（以下简称皖江示范区）开发区土地面积进行测算分析，然后应用STIRPAT模型和SPSS软件对人口总量、区域生产总值、第二产业产值、第三产业产值、人口城镇化率、城镇居民人均可支配收入这6个驱动因子进行定量分析。结果表明，皖江示范区开发区在2009—2015年土地面积增加了1.82倍。人口总量、区域生产总值、第二产业产值、第三产业产值、人口城镇化率、城镇居民人均可支配收入的增加是皖江示范区土地扩张量增长的主要原因。当这6个驱动因子每增加1%时，皖江示范区土地面积将分别会增加0.303%、0.064%、0.054%、0.089%、0.124%和0.184%。

关键词：土地扩张；驱动力；皖江示范区；STIRPAT模型

中图分类号：F293.2 文献标识码：A

文章編号：0439-8114（2018）19-0067-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.19.014 开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Driving Force of Land Expansion Based on STIRPAT Model

——Taking the Demonstration Zone of Industrial Transfer in Wanjiang City as an Example

LU Ran

（School of Public Management，Hohai University，Nanjing 210098，China）

Abstract： The development land area of the zone of Wanjiang City with industrial transfer（hereinafter referred to as Wanjiang demonstration zone） is calculated and analyzed，then the STIRPAT model and SPSS software are applied to quantitative analysis on the 6 driving factors， such as total population，regional GDP，second industry output value，third industry output value，population urbanization rate and per capita disposable income of urban residents. The results show that the land area of Wanjiang demonstration zone increased 1.82 times times from 2009 to 2015. The main reasons for the growth of land expansion in Wanjiang demonstration area are population，GDP，second industry output，tertiary industry output，population urbanization rate and the increase of per capita disposable income of urban residents. When these 6 driving factors increase by 1%，the land area of the Wanjiang demonstration area will increase by 0.303%，0.064%，0.054%，0.089%，0.124% and 0.184% respectively.

Key words： land expansion； driving force； demonstration zone of Wanjiang city； Stirpat model

自20世纪80年代以来，中国各省市城镇化进程不断加快，经济也有了突飞猛进的发展，这些发展必然伴随着城市规模的扩大。而城市规模扩大的主要表现就是土地的扩张。国务院颁布《皖江城市带承接产业示范区规划》后，皖江示范区经济高速增长，2015年生产总值就达14 948.00亿元。“十三五”规划提出推动长江经济带发展，推进新型城镇化，党的十八大报告也指出，全面建成小康社会要促进新型城镇化发展。而城镇化是我们不可逾越的历史过程，《2014年皖江城市带承接产业转移示范区发展报告》针对城镇化率较低的皖江示范区提出“产城一体化”的发展思路[1]，旨在吸引城市人口集聚，推进城镇化。在“产城一体化”过程中必然对土地有着更多需求，所以研究皖江示范区土地扩张驱动力，对促进安徽省、皖江城市带的新型城镇化有着现实意义。

在土地扩张驱动力的研究角度上，国内学者一方面从宏观角度，研究分析一个区域或者全国城市土地的变化差异及其影响因素[2，3]；另一方面从微观角度，分析个别城市土地扩张的驱动力[4，5]。刘涛等[6]提出了土地扩张驱动力研究的第三个视角，即将城市用地看作为土地利用的一种类型，探究这种土地类型的变化及其影响因素[7]。在土地扩张驱动力的分析上，谈明洪等[8]基于对中国145个城市的调查，认为居民收入的增加是城市建设用地扩张的主要原因；王丽萍等[9]通过对江苏省1991—2003年城市用地扩张的相关研究，认为政府出台的相关政治经济政策是城市用地扩张最好的解释；还有学者认为固定资产投资额和城市人口的增加在一定程度上促使土地规模的不断扩张，是土地扩张不容忽视的驱动因子[10-12]。但目前学术界还缺乏对皖江示范区土地扩张及其驱动力的研究。因此，以皖江示范区为研究区域，根据土地扩张的速度模型和土地利用动态模型，对皖江示范区开发区土地面积进行了测算分析。再利用STIRPAT模型和SPSS软件计算出人口总量、区域生产总值、第二产业产值、第三产业产值、人口城镇化率、城镇居民人均可支配收入这6个驱动因子的弹性系数，有利于实现土地集约利用，皖江示范区可持续发展，安徽经济增长和中部崛起并为制定城市发展战略提供参考。

1 皖江示范区土地扩张测算分析

1.1 研究区域概况

皖江城市带承接产业转移示范区是国家级示范区，区域覆盖整个安徽省的长江流域，包括合肥市、芜湖市、马鞍山市、铜陵市、安庆市、池州市、滁州市、宣城市和六安市的金安区及舒城县，共59个县（市、区）。区域总面积达7.6万km2，2015年末示范区总人口是3 104.89万人，区域总产值是14 948亿元，占全省比重的67.93%。

1.2 数据来源

研究数据均来自于《安徽省统计年鉴》（2010-2016年），土地面积采用的是皖江示范区开发区土地面积。因国务院于2010年设区，故各社会经济指标均采用设区以来的数据进行统计研究，另加入2009年的数据，与2010年形成对比，以加强研究的说服性。

1.3 土地扩张测算分析

1.3.1 测算方法

1）土地扩张速度模型[13]。表示在一定区域，一定时间段内，土地前后发生的变化速度。其计算公式为：

Vi=■ （1）

式中，Vi为一定时期内土地扩张速度；Ub和Ua是两个时期内的土地面积；T1表示两个时期的跨度。

2）土地利用动态度模型[13]。土地利用动态度表示在一定时间段内的特定研究区域，其土地利用类型的数量前后变化的过程。其表达式为：

K=■×■×100 （2）

式中，K表示研究区域土地动态变化度；Ua和Ub分别是某一土地利用类型在研究初期和研究末期的数量；T2是研究初期和研究末期的时间跨度。在本研究中，将时间段设定为年，K值就是皖江示范区土地扩张的年均变化速率。

1.3.2 测算分析 皖江示范区设区以来近7年的开发区土地面积变化如图1所示，将其代入公式（1）（2）计算得到表1，进而分析皖江示范区土地面积变化情况。

1）从皖江示范区开发区土地扩张总量来看，图1和表1反映出近年来开发区土地面积呈不断上升趋势。皖江示范区从2009年的1 100 km2到2015年的2 000 km2，7年内增长了近1.82倍，且自2011年以来，开发区面积每年都在以稳定速度在增长。其中，2009-2010年这个时间段增长最快，比前一年增加了0.36倍，达到了1 500 km2。

2）从土地扩张速度看，表1反映出2009—2010年年均扩张速度最大，达400 km2/年。这主要受益于国务院在2010年批准的《皖江城市带承接产业转移示范区规划》，有了政策上的支持，皖江示范区经济才能迅速发展，土地面积才会不断扩张。2010—2015年土地面积每年都在以100 km2/年的速度在增加，维持稳定态势。

3）从土地利用动态度来看，由表1可以看出，2009-2010年土地利用强度最大，年均达36.4%，“一年打基础”是2010年设区之初的愿望与计划，从2010年的土地利用动态度可以看出第一年的基础打得非常牢，为皖江示范区的后期发展做了良好的铺垫。2010—2015年的皖江示范区土地利用动态度相对于2009—2010年的动态度有所减弱，但利用度變化相对平稳。这说明自社区建设5年来，开发区土地利用类型变化幅度比较小，处于稳定发展阶段。

2 基于STIPRAT模型的皖江示范区土地扩张驱动力分析

2.1 变量选择与STIPRAT模型构建

通过借鉴国内学者选取土地扩张驱动因子的方法[14]，同时根据皖江示范区社会经济发展的情况和相应数据，特选取土地扩张量为因变量，选取区域生产总值、人口总量、第二产业产值、第三产业产值、人口城镇化率及城镇居民人均可支配收入作为皖江示范区土地扩张的备选驱动因子。

生态学家和环境科学家于20世纪70年代提出了关于经济增长与资源环境关系的IPAT模型，即I=PAT。随后，又提出了人口、富裕和技术的随机影响模型，即STIRPAT模型[15]，STIRPAT模型在生态足迹、碳排放、能源消费和耕地面积的研究应用十分广泛，表达式为：

I=aPbAcT3 de （3）

式中，I表示环境压力；P表示人口数量；A是富裕程度；T3代表技术水平；a是模型的系数；b、c、d则分别是人口、富裕度、技术的指数；e为模型残差值；STRIPAT模型是分析人文因素对环境压力影响的一种有效方法，因此，根据STIRPAT模型，可构建土地扩张与其驱动因子关系的计量模型，表达式为[16]：

Y=KP

两边取对数得：

lnY=lnK+a1lnP+a2lnG+a3lnT+a4lnS+a5lnR+a6lnI+lnε（5）

式中，Y为土地扩张量；K为常数；P为人口总量；G为区域生产总值；T为第二产业产值；S为第三产业产值；R为城镇化水平；I为城镇居民人均可支配收入；ε为模型随机项；a1、a2、a3、a4、a5、a6为弹性系数，表示当P、G、T、S、R、I每变化 1%时，分别引起Y的a1%、a2%、a3%、a4%、a5%、a6%变化。

2.2 偏相关分析

将土地扩张量Y作为因变量，人口总量P、区域生产总值G、第二产业产值T、第三产业产值S、城镇化水平R、城镇居民人均可支配收入I作为其解释变量，输入SPSS22.0软件中对上述影响土地扩张的相关指标与土地扩张的时间序列数据进行偏相关分析，结果如表2所示。从表2可以看出，6个指标与土地扩张量相关系数均在0.8以上，且双侧显著性检验在0.05水平上显著相关，故所选的6个影响皖江示范区土地面积扩张的指标均为土地扩张量驱动因子。

2.3 主成分分析

为消除驱动因子间量纲关系，使数据更具有可比性，故将表2中的6个驱动因子和土地扩张量原始时间序列数据同时取对数，运用SPSS22.0对其进行标准化处理，以ZY、ZP、ZG、ZT、ZS、ZR、ZI分别表示标准化后的数据，结果如表3所示。再应用SPSS22.0软件对ZP、ZG、ZT、ZS、ZR、ZI进行主成分分析，结果如表4所示。根据表4可以看出，通过对自变量ZP、ZG、ZT、ZS、ZR、ZI进行分析筛选后，提取到2个主成分（即综合变量），两个综合变量可解释原变量的99.323%，说明拟合程度非常好。以F1、F2分别表示主成分1和主成分2。

由表5可得F1、F2与原变量间的关系：

F1=-2.237ZP+1.135ZG+1.273ZT+0.783ZS+0.307

ZR-0.544ZI （6）

F2=2.7ZP-0.995ZG-1.147ZT-0.61ZS-0.086ZR+0.846ZI （7）

将因变量ZY作为被解释变量，综合变量F1、F2作为解释变量，将其输入SPSS22.0软件中，用普通最小二乘法（OLS）进行回归分析（表6）。

由表6知，模型复相关系数为0.957，被解释变量和解释变量的判定系数R2为0.915，调整后R2为0.873，说明拟合度非常高；方差分解及模型系数见表7、表8。

由表7方差分解可知，模型的F值为21.54，对应的P值为0.007，小于显著性水平0.05，说明解释变量和被解释变量的线性关系是显著的。根据表8模型系数，可得综合变量F1、F2与因变量ZY的方程式：

ZY=0.567F1+0.582F2 （8）

将公式（6）、（7）代入公式（8）计算可得：

ZY=0.303ZP+0.064ZG+0.054ZT+0.089ZS+0.124

ZR+0.184ZI （9）

由（9）式可得2009-2015年皖江示范区开发区土地扩张驱动因子计量模型如下：

Y=KP0.303G0.064T0.054S0.089R0.124I0.184ε （10）

从（10）式中可以看出，皖江示范区土地扩张6个驱动因子的弹性系数a1、a2、a3、a4、a5、a6分别是0.303、0.064、0.054、0.089、0.124和0.184。这说明每当人口总量增加1%时，示范区土地扩张量增加0.303%；当区域生产总值增加1%时，土地扩张量增加0.064%；当第二产业产值增加1%时，土地扩张量会增加0.054%；当第三产业产值增加1%，土地扩张量增加0.089%；当人口城镇化率增加1%时，土地扩张量增加0.124%；当城镇居民人均可支配收入增加1%时，土地扩张量增加0.184%。

从上述分析结果得出，人口总量、区域生产总值、第二产业产值、第三产业产值、人口城镇化率及城镇居民人均可支配收入这6个驱动因子都对皖江示范区土地扩张量有正向影响。影响程度由大到小依次是人口总量、城镇居民人均可支配收入、人口城镇化率、第三产业产值、区域生产总值、第二产业产值。人口总量对示范区土地扩张的影响居于第一位。2009年末皖江示范区人口总量是3 071.22万，到2015年末人口就增长了近34万。而住宅是人们必不可少的栖居及基本生活用地，唯有土地面积的扩张才能满足人们的日常生活，维持社会稳定。而城镇居民人均可支配收入的弹性系数是0.184，对皖江示范区土地扩张的影响仅次于人口总量。人口城镇化率对土地扩张的影响在6个驱动因子中居于第三位，这可能是因为示范区响应了国家“人口向城镇集聚，发展新型城镇化”的号召，城市人口增加的同时，土地面积也会随之增加。第三产业产值对示范区土地扩张也有一定影响，这跟安徽省出台《关于加快培育战略性新兴产业的意见》以及启动“千百十工程”有关。皖江示范区在政策的指导下，第三产业有了突飞猛进的发展，原有的土地面积是不能满足供应的。区域生产总值和第二产业产值对土地扩张影响较小。但皖江示范区自设区以来，秉承“工业向开发区集聚”的原则对外承接产业转移。2012年年底，皖江示范区的GDP对安徽省经济增长贡献达到60.2%[1]，2015年皖江示范区生产总值达14 948.00亿元，经济高速增长。经济的发展、工业的集聚都对示范区土地面积提出了更多的需求。

3 小结及建议

3.1 小结

通过土地扩张的速度模型和土地利用动态模型对皖江示范区开发区土地面积进行测算分析，然后借鉴国内外学者的研究成果，选取了影响土地扩张的6个驱动因子，利用STIRPAT模型构建了皖江示范区土地扩张与其驱动因子关系的计量模型。再运用SPSS软件计算出人口总量、区域生产总值、第二产业产值、第三产业产值、人口城镇化率、城镇居民人均可支配收入这6个驱动因子的弹性系数，从而得出以下结论。

1）皖江示范区开发区土地面积在2009年到2015年之间一直呈不断增长的态势。在扩张总量上，2009—2010年是近几年土地面积增长最多的一年，增长了400 km2。这主要是因为政府在设区第一年打下坚定的基础，为后续发展铺开道路。从2010—2015年这5年间，土地总量每年都在以100 km2/年的速度在增加，2015年土地面积已达2 000 km2；在扩张速度上，2010年的扩张速度最快，一年就增长了0.36倍。2010年以后，土地面积每年都增加100 km2，扩张速度比较稳定；在土地利用动态度上，2010年为落实国家政策规划，土地利用变化最大，整改也最为全面。在2010年整改以后，一直到2015年土地利用动态度就有所减少，土地利用类型就相对稳定。

2）人口总量、区域生产总值、第二产业产值、第三产业產值、人口城镇化率、城镇居民人均可支配收入这6个驱动因子与皖江示范区土地扩张量的关系均正相关。当这6个驱动因子每增加1%时，皖江示范区土地面积将分别会增加0.303%、0.064%、0.054%、0.089%、0.124%和0.184%。

3.2 建议

基于以上结论，考虑皖江示范区发展的实际情况，在中国人多地少的大背景下，响应国家集约经济、土地集约利用的号召，特提出以下几点建议。

1）推进新型城镇化。党十八大报告和“十三五”规划都提出要推进新型城镇化，不能再走以往的“造城”路线，盲目扩大城市空间规模，要做到真正的人口城市化。一方面要提高城市化质量，合理布局皖江城市带的大小城市，推进各市、各县农业转移人口市民化，另一方面加强基础设施建设，推动新型城镇化，促进皖江示范区经济平稳发展。

2）推动皖江示范区产业升级。在影响皖江示范区土地扩张的6个驱动因子中，第二产业产值、第三产业产值、区域生产总值都对土地扩张量有正向影响，近年来，各产业经济都有所发展，但是经济质量还有待提升。要提高自主创新水平，提升主导产业核心竞争力，从而提升土地的综合利用率。

3）建立用地供应与监管机制。随着经济发展，用地需求的增长与土地的有限性相矛盾，所以要坚持土地集约节约利用的原则，提高土地利用效率。但又随处可见占而不用、多占少用，土地闲置、荒芜的现象。为此要建立示范区用地供应与监管机制，达到经济发展与土地节约集约利用的双重目标。

参考文献：

[1] 杨善琳.2014皖江城市带承接产业转移示范区发展报告[M].北京：科学出版社，2014.

[2] 鲍丽萍，王景岗.中国大陆城市建设用地扩展动因浅析[J].中国土地科学，2009（8）：68-72.

[3] 肖 倩.皖江城市带建设用地变化驱动力分析[J].安徽理工大学学报，2012（3）：46-49.

[4] 银 杰，南 灵.城市建设用地扩展特征及驱动力分析——以西安市为例[J].公共管理，2013（7）：150-154.

[5] 盛 凯，毛蒋兴，刘焕原.南宁市城市土地扩张与驱动力分析[J].广西师范学院学报，2009（2）：59-63.

[6] 刘 涛，曹 忠.城市用地扩张及驱动力研究进展[J].地理科学进展，2010（8）：927-934.

[7] 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.

[8] 谈明洪，李秀彬，吕昌河.20世纪90年代中国大中城市建设用地扩张及其对耕地的占用[J].中国科学，2004（12）：1157-1165.

[9] 王丽萍，周寅康，薛俊菲.江苏省城市用地扩张及驱动力机制研究[J].中国土地科学，2005（6）：26-29.

[10] 徐 娟，鲁成树，张亭亭，等.安徽省经济增长与建设用地扩张的脱钩分析[J].湖北农业科学，2016，55（18）：4870-4875.

[11] 舒帮荣，李永乐，曲 艺，等.不同职能城市建设用地扩张及其驱动力研究[J].南京农业大学学报，2014（2）：86-95.

[12] 崔雪竹，王要武.城市用地扩张的社会人文驱动机制——以上海市为例的实证研究[J].土木工程学报，2012（2）：306-312.

[13] 胡天宇，任婉竹.长春市土地利用空间扩张及其驱动力研究——基于1990-2010年数据的空间分析模型与主成分分析[J].经济研究导刊，2013（21）：245-267.

[14] 陈 凤，张安明.重庆市城市用地扩张特征及驱动机制研究[J].中國农村小康科技，2010（9）：3-9.

[15] 张乐勤，李荣富，陈素平，等.安徽省1995年—2009年能源消费碳排放驱动因子分析及趋势预测——基于STIRPAT模型[J].资源科学，2012（2）：316-327.

[16] 焦文献，陈兴鹏.基于STIRPAT模型的甘肃省环境影响分析 ——以1991-2009年能源消费为例[J].长江流域资源与环境，2012（1）：106-112.