安徽省建设用地空间格局差异及影响因素研究

郭雨云， 杨兴柱

(安徽师范大学 地理与旅游学院，安徽 芜湖 241002)

改革开放以来，中国经济飞速发展，工业化、城市化进入快速发展时期，建设用地规模也随之迅速扩张，人地关系日渐紧张、土地资源利用低效、生态环境逐步恶化等一系列资源环境代价问题也随之而来[1].因此，研究地区建设用地的分布规律、时空演变特征及其影响因素，对于工业化、城市化发展，制定科学合理的国土空间规划、生态环境保护等具有重要的理论和实践意义[2-3].近年来建设用地的空间格局不仅受到了政府的高度关注，也越来越引起国内外学术界的重视，国内关于空间格局的研究体系也逐步形成并完善[4].这些研究大多数借助定量或定性的方法，探讨研究区域经济发展与建设用地变化之间的定量关系，进而分析土地利用变化的影响因素[5].

由大量已有研究成果可知，从空间上研究建设用地扩张一般可分为三个层次，即全球、国家、大区、城市群、省域等宏观尺度；具体城市、县域的中观尺度；乡镇、社区或具体用地单位的微观尺度[6-10].李进涛[1]等采用多元线性回归和地理探测器等方法探究了京津冀地区城市建设用地时空演变特征和驱动因素，赵小凤[11]等以市为单位研究了全国建设用地规模的时空差异和影响因素，王雅竹[12]等运用核密度、地理探测器等方法探究了近30年江苏省建设用地扩张的时空特征、模式及驱动因素，朱从谋[13]等运用空间关联模型结合土地结构—功能协调模型对长三角城市群城乡建设用地时空关联特征进行了探究，韩丹杰[14]等通过构建指标体系探究了新疆建设用地适宜性和空间优化配置.现有研究多集中于地级市以及京津冀、长三角、珠三角等城市圈，县域角度的分析还不够丰富；县域作为社会经济发展的基本单元，更是发展新型城镇化、新型工业化以及建设社会主义新农村的重要空间单元[15].因此，本文以安徽省县市(区)为研究单元，采用2000年、2005年、2010年、2015年、2018年五期建设用地数据来分析21世纪以来安徽省建设用地的空间格局差异，并在此基础上，利用地形地貌、经济水平、产业结构、人口规模等社会经济指标定量分析造成这种差异的影响因素，以期为城市化可持续发展提供理论与实践依据.

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

安徽省位于中国大陆东部，地处长江、淮河中下游，毗邻江苏省、浙江省、湖北省、河南省、江西省和山东省.截至2018年末，安徽省包括61个县(市)和44个市辖区，结合自然地理和行政区划，以长江、淮河为界，将安徽划分为皖北、皖中和皖南三大区域.近些年安徽省区划调整频繁，考虑到数据的连续性和一致性，本研究中行政区划范围以《安徽统计年鉴—2020》中的数据为准[16].

随着安徽省社会经济发展速度的不断加快，城市常住人口规模逐渐扩大，建设用地面积随之增加.2000—2018年，安徽省城镇人口增加了1700万人，城镇化率提升了26个百分点，建设用地面积增加了3722 km2.2018年末，全省常住人口为6323.6万人，城镇化率为54.7%；全省GDP值为30006.82亿元，城市建设用地面积为14980 km2.

1.2 数据来源及处理

结合国内学者的研究经验[17-20]，根据数据获取的科学性、可操作性原则，社会经济数据主要来自《安徽省统计年鉴—2019》、2019年安徽省各市县等区域统计年鉴、安徽省人口普查资料等；自然地理因素中的平均海拔由地理空间数据云平台提供的30 m分辨率的DEM数据计算得到.

1.3 研究方法

1.3.1 标准差(S)和变异系数(Cv)

(1)

(2)

注:Xti代表第t年第i个县市(区)的建设用地面积，Xt代表第t年的各县市(区)的平均建设用地面积，通过计算各县市(区)的建设用地面积的和，然后将其平均而得到平均建设用地面积的值，n为省内县市(区)的个数，Cv为变异系数.

1.3.2 多元线性回归模型的建立

假设某一因变量受k个自变量x1，x2，…，xk的影响，其n组观测值为(x1a，x2a，…，xka)，a=1，2，…，n.那么，多元线性回归模型的结构形式为：

ya=β0+β1x1a+β2x2a+…+βkxkaεa

(3)

式中：β0,β1,…,βk为待定参数；εa是误差项.

如果b0，b1，b2，…，bk分别为β0,β1,…,βk的拟合值，则回归方程为

现在回顾那次并购，或许也可称之为西王进军体育产业的先声。在魏桥集团投资乒超球队之后，县级市邹平又诞生了一家全国性的体育俱乐部。

y=b0+b1x1+b2x2+…+bkxk

(4)

式中：b0为常数；b1，b2，…，bk称为偏回归系数.

2 结果分析

2.1 安徽省建设用地空间格局整体特征分析

2000—2018年，随着社会经济的快速发展，工业化、城镇化水平的快速提高，安徽省建设用地面积持续增长，其增长率也呈现出缓慢上升的趋势.选取2000、2005、2010、2015、2018年五期的建设用地数据利用ArcGIS10.2分别作出其县域建设用地分布图(图1)，由图可知，安徽省建设用地空间分布整体上呈现出“北多南少、市辖区多于普通县市”的特征，县域空间格局差异极其明显且随时间的推移呈现出不断增强的趋势，整体地区差异很大且没有明显的改善，皖北、皖中地区建设用地规模一直以来都远远超过皖西、皖南地区；皖北地区的建设用地面积随时间增长较快，而皖南、皖西地区增长较慢，没有很大的变化；随着县域之间经济发展差距的逐渐增大，市辖区建设用地面积持续快速扩张，而普通县(市)的建设用地规模以及扩张速度明显小于市辖区.

图1 2000—2018年安徽省建设用地变化图

2.2 安徽省建设用地空间格局差异分析

2.2.1 省内建设用地空间格局差异总体分析

通过对安徽省2000—2018年5个时间段数据的标准差和变异系数的计算(表1)，时间上表现出全省各县市(区)建设用地规模总体差异很大.表征地区绝对差异的标准差在2018年达到了126.16，该年宿州市的埇桥区居全省首位，其建设用地面积达到了527 km2，而居末位的黄山市黟县的建设用地面积只有8 km2，前者是后者的60多倍.表征地区建设用地相对差异的变异系数也非常大，在最低的2018年也达到了0.884.这些都从整体上表明安徽省建设用地规模扩展是极不均衡的.

根据图2总结出安徽省各县市(区)建设用地规模差异的总体态势是：绝对差异在逐年增大，而相对差异在逐年减小，但二者的变动都略小.反映绝对差异的标准差从2000年的111.75增加到2018年的126.16，反映相对差异的变异系数在逐年降低，从2000年的1.042降低到2018年的0.884，这18年间，安徽省建设用地面积的变异系数均超过了0.5，这说明安徽省各县市(区)之间的建设用地规模差异非常显著，而且变异系数又以非常缓慢的速度减小.由此可见，县域之间建设用地规模差距整体上逐步缩小，但差距还是很大，建设用地空间格局变动不是很大.

表1 安徽省2000—2018年建设用地面积标准差与变异系数及其变化

图2 安徽省建设用地面积总体绝对差异和相对差异

2.2.2 省内建设用地空间格局差异区域分析

为探讨安徽省建设用地的空间分布特征，从县域层面对建设用地的绝对规模、相对规模和城乡建设用地三个方面来进行剖析[21].

(1)安徽省建设用地绝对规模整体分布“北多南少”，主要集中在皖北、皖中地区，即省内建设用地聚集的核心区域.本文尝试将各县市(区)建设用地绝对规模进行排名，可发现在前20位的县市(区)中，位于皖北地区的阜阳市占4个(分别是颍上县、太和县、阜南县、临泉县)，宿州市占4个(分别是埇桥区、灵璧县、泗县、萧县)，亳州市占4个(分别是谯城区、蒙城县、利辛县、涡阳县)，蚌埠、淮南、淮北各占1个；位于皖中地区的合肥市占3个(分别是长丰县、肥东县、蜀山区)，六安市和滁州市各占1个.这20个县市(区)辖区国土面积占安徽省整个区域的30.9%，建设用地面积却占到整个区域的建设用地面积的49.1%.而整个皖南地区34个县市(区)国土面积占到全省的30.74%，建设用地面积却只有全省的14.22%(图3).

图3 2018年安徽省县域建设用地绝对规模和相对规模

(2)相对规模排名靠前的县市(区)大多分布于皖北地区以及合肥市.相较于绝对规模的排名分布，相对规模(即密度，表征为绝对规模与所在行政区国土面积的比值)排名靠前的县域单元则更为分散，主要以市辖区为主.其中建设用地相对规模最大的合肥市瑶海区密度达到87.06%，而全省相对规模最小的安庆市岳西县仅为0.4%(图4).

图4 2018年安徽省建设用地绝对规模和相对规模前20位县市(区)

(3)分类型建设用地分布特征.建设用地包括城镇建设用地、农村居民点和工矿建设用地三大类.其中城镇建设用地是城镇人口活动的主要空间，其产业以服务业为主，该类用地在安徽省内各市(区)分布较均匀分散，大都集中在市辖区及各个县市中心.农村建设用地主要用来承载农村的居住、劳作和基本的公共服务活动，其分布为平原多、山区少.该类用地在安徽省内区域差异非常明显，皖北、皖中的大部地区多平原，地势平坦，农村居民点较为集中成片，农村建设用地面积相对较大；而皖南以及皖中的六安地区多山地丘陵，农村建设用地面积相对较小.工矿建设用地是承载工业发展的主体，对水源的需求较大，因此工矿用地多分布于河湖周围，整体规模较小(图5).

图5 2018年安徽省三大类型建设用地分布

3 安徽省建设用地空间格局差异的影响因素分析

为定量判断和评估自然、社会经济等诸多驱动因素对于安徽省建设用地空间差异的影响，参考国内学者相关研究[22-26]，并依据安徽省县域的实际情况和数据的可获取性原则，本文以2018年安徽省各县市(区)的建设用地面积为因变量，自变量选取平均高程代表自然因素，2018年安徽省各县市(区)的GDP、人均GDP、三产比例、财政收入、农林牧渔业总产值、粮食产量、常住人口、人口密度、城镇化率等因子表征其社会经济因素.利用SPSS19.0软件对数据进行共线性诊断，筛选出平均高程(X1)、GDP(X2)、人均GDP(X3)、第二产业所占比例(X4)、财政收入(X5)、粮食产量(X6)、常住人口(X7)、城镇化率(X8)、人口密度(X9)，随之进行多元线性回归分析(表2).

从表1可以看出，2018年安徽省各县市(区)建设用地面积与9个影响因子之间的相关系数分别是-0.404、0.225、-0.172、-0.070、0.341、0.886、0.888、-0.395、-0.084，可见各因素与安徽省建设用地空间差异具有明显的相关性.可决系数R2=0.905，调整后的可决系数R2=0.896，统计量F=100.627，模型的各常数项系数都能通过t检验和F检验，表明模型的拟合效果较好，影响因子中除X3、X4、X9未能通过显著性检验外，其余因子的显著性检验概率均小于0.05，表明模型中各驱动因子的标准回归系数是显著的.从各因素对安徽省各县市(区)建设用地规模的影响程度来看，其中平均高程(X1)与城镇化率(X8)2个因素与建设用地规模存在明显的负相关，可见随着海拔高程的增加，一定程度上限制了城市的发展，农村居民点和城市等建设用地随之分布较少，反之，地形平坦的地区，建设用地分布规模较大；而城镇化率高的地区多数位于市辖区，由于市辖区总面积较小，因此其建设用地规模相对普通县市来说较小.其余4个因子包括GDP(X2)、财政收入(X5)、粮食产量(X6)以及常住人口(X7)和建设用地面积存在明显的正相关关系，表明经济发展水平、财政收入的提高，常住人口的增加都会促进安徽省县市(区)建设用地规模的增大，即一个地区的GDP、财政收入越高，常住人口越多，一定程度上其建设用地的规模就越大；粮食产量的多少也可以从侧面反映出一个地区农村居民点范围的大小.由模型模拟的结果得知，地形地势和经济发展水平以及常住人口的差异一定程度上成为安徽省建设用地空间格局差异的主要影响因素.多元线性回归模型的拟合结果如下：

Y=15.012-0.082X1+0.157X2+0.013X5+0.509X6+0.389X7-0.052X8.

(5)

表2 安徽省建设用地空间差异影响因子回归分析

综上所述，安徽省建设用地空间格局差异是由自然和社会经济两大因素共同作用的结果.结合数据和安徽省地形图分析得知，地形地貌的空间分布差异与建设用地县域之间的差异有着很明显的相关性，首先，皖北地区以淮北平原为主，地势平坦，地形广阔，农村居民点分布较多，因而农村建设用地分布密集，规模较大；皖中地区以平坦的台地、低岗丘陵以及低洼平原为主，土地开发难度较低，建设用地分布相对较广.然而，皖西地区多山地，以六安市的大别山最为突出，建设用地规模随之减小；皖南地区多丘陵山地，地势较高，地形起伏明显，土地开发难度较大，土地利用程度较低，人口分布较少，建设用地规模也相应地减小.其次，在皖南长江两岸、皖北淮河两岸工矿建设用地分布面积较大，而其他地区工矿建设用地零星分布，工业、采矿业等工业的发展对水源的需求较大，大多分布在河湖周围，因此，河流、湖泊也是影响建设用地空间分布差异的影响因素.GDP和财政收入是衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志，经济发展主要以追求GDP增长为目标，对土地的需求不断增加，尤其对居住用地、商业用地、工业用地的需求更大，参照2019年《安徽省统计年鉴》的县及县级市GDP排名发现，皖中、皖北的大部分地区的生产总值较高，最高的是蜀山区，达到了2692.12亿元；而皖南和皖西地区GDP值相对较低，最低的是石台县，仅有26.5亿元，因此，GDP是影响建设用地空间格局差异的一项重要指标.各县市(区)粮食产量的不均衡性也侧面反映其农村居民点需求的差异，从而导致安徽省地区之间建设用地的空间差异.常住人口也是表示城市发展水平的一个主要因素，即常住人口越多，城市发展水平相对越高，对建设用地的需求量越大，因此，常住人口规模的差异导致了地区建设用地空间格局差异，常住人口规模大的县市(区)，其建设用地面积较大.

4 结论与讨论

本文以安徽省县市(区)为研究单元，利用标准差和变异系数对研究区域建设用地空间格局差异进行整体和区域分析，然后通过建立多元线性回归模型来剖析影响建设用地空间分布格局的影响因素.主要结论与讨论如下：

(1)通过计算2000-2018年安徽省县市(区)的建设用地面积的标准差和变异系数得出，从2000年到2018年，安徽省建设用地空间格局绝对差异在逐年增大，而相对差异在逐年减小，但二者的变动都很小，时间上地区之间建设用地规模总体差异依然很大.通过比较各县市(区)建设用地的绝对规模和相对规模，得出皖北、皖中地区大部分县市(区)建设用地规模较大，而皖西、皖南地区的大部分县市的(区)建设用地规模较小.通过对比城镇建设用地、农村建设用地和工矿建设用地的分布特征得出城镇建设用地集中分布于市辖区及县(市)中心，农村居民点的分布呈现出很明显的“北多南少”差异，而工矿建设用地多分布于河流湖泊周围.

(2)基于SPSS构建多元回归方程模型，重点探讨自然和社会经济因素对建设用地空间格局差异的影响因素，结果发现自然地形条件、经济发展水平以及常住人口规模与安徽省建设用地空间格局差异有着明显的相关性.

(3)结合安徽省基本地形地貌图与其土地利用类型分布图分析，海拔高度与建设用地空间分布之间联系最为密切，因此本研究仅选用平均高程来表征自然因素；本文以2018年为代表年份探究安徽省县市(区)建设用地空间格局差异的影响因素.综上，随着研究的深入，河流、公路铁路等交通路线、县域中心辐射作用等要素如何对建设用地空间格局差异产生影响，相关影响因子是否随时间而变化以及如何变化都将是今后关注并探究的重要内容.