基于PCA的漢中市土地利用變化驅動力分析

王啟名　楊昆　楊揚

摘 要：該文以漢中市1998—2012年土地利用變更調查數據為研究對象，運用土地利用變化的模型分析了漢中市15年間土地利用的變化趨勢，并用PCA的方法對漢中市土地利用變化的原因進行分析，為漢中市土地利用的合理性和規劃的科學性提供理論依據。

關鍵詞：土地利用；驅動力；漢中

中圖分類號 F301.24 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）17-0014-03

土地利用/土地覆蓋變化（簡稱LUCC）備受多學者關注，是全球環境變化和可持續發展的重要組成部分和核心主題之一，而土地利用驅動機制是土地利用變化的焦點和最核心研究部分，因而也成為現代地理學研究的熱點領域之一[1-3]。特別是近些年來，隨著中國經濟的騰飛帶來的工業化、城市化、大交通的快速發展，生態環境問題愈演愈烈，土地利用類型轉換幅度加大，特別是人為因素造成的土地供需矛盾加大，促使土地利用變化驅動力的研究成為必然性。隨著西漢、寶漢、十天、銀昆高速和西成客運專線等新交通線路形成，漢中市區域經濟位置發生了新的變化，處于關天、成渝、江漢三大城市圈的交疊處，漢中市土地利用趨勢也必然發生變化，所以本文選取經濟圈和交通圈疊加處的漢中為研究對象，分析驅動變化的原因，為土地的合理利用和規劃提供借鑒。

1 研究區域概況

漢中市位于秦嶺西段，陜西省西南部，北鄰寶雞市、西安市，東靠安康市，南達四川省，西接甘肅省，地理位置在東經105°30′50"～108°16′45"，北緯32°08′54"～33°53′16"。漢中中部海拔在500m左右，為良田好地，適宜居住，而四周被山體包圍，高度在500～2 500m，地質結構復雜，地貌類型多變，其中盆地僅占6%，淺山丘陵占36%，中高山區占58%。該區位于亞熱帶北部，氣候溫和濕潤，降水豐沛。全市土地總面積271萬hm2，管轄漢臺區和南鄭、城固、洋縣、勉縣、西鄉、略陽、寧強、鎮巴、留壩、佛坪11個縣區。

2 數據來源與研究方法

2.1 數據來源 本文以1998—2012年漢中市國土資源局土地變更調查數據及漢中市統計年鑒和社會經濟指標。根據第一次和第二次全國土地調查數據并結合漢中地域情況，將全區土地類型分為8個一級類，即耕地、園地、林地、草地、城鎮村及工礦用地、交通用地、水域用地和未利用土地，在該區土地利用變化的基礎上進行驅動力分析。

2.2 研究方法 運用模型分析和數理統計相結合，采用土地利用變化幅度、強度模型和速度模型[4-5]分析漢中市土地利用的變化趨勢，并運用目前驅動力分析較有效的方法，即主成分分析法，簡稱（PCA）對驅動漢中市土地利用變化的原因進行分析[6]。

3 土地利用變化趨勢

通過土地利用變化模型計算出變化幅度和強度、速度，結果見表1。從表1可以看出，土地利用的變化幅度和變化強度，變化趨勢基本一致，變化較大的是未利用土地、林地和耕地，未利用土地和耕地減少明顯，林地增加較多；土地利用速度變化趨勢明顯，其中增加較快的是交通用地和園地，減少較快的為未利用土地、水域及水利設施用地、草地、耕地。由以上變化可以看出，漢中市土地利用變化趨勢明顯，土地利用類型由未利用土地、耕地轉換為交通用地和園地趨勢。

4 驅動力分析

土地利用的類型變化是在自然環境和人類影響的驅動力作用下使土地利用的方式和目的發生了改變。自然因素較短的時間內相對穩定，本文主要分析人為因素。人文因素包括社會經濟因素和政策因素，社會經濟因素主要采用主成分分析法研究土地利用變化的社會經濟驅動力因子，而對政策因素則采取定性分析。

4.1 社會經濟因素 近年來，隨著社會經濟的快速發展，社會經濟因素對土地利用變化的影響越來越明顯，而且成為影響土地利用變化的主要因素。本文主要基于SPSS19.0軟件利用相關分析和主成分分析法探討影響漢中市土地利用變化的社會經濟因素。

4.1.1 主成分分析的變量選擇 依據數理統計中主成分分析方法的原則和思路，結合漢中市1998—2012年漢中市統計年鑒的社會經濟指標，從社會經濟指標中選取15個影響土地利用變化的因子，分別并標記為：總人口（萬人）—X1、非農業人口（萬人）—X2、國內生產總值（億元）—X3、第二產業總值（億元）—X4、第三產業總值（億元）—X5、交通運輸郵電業（億元）—X6、批發餐飲零售業（億元）—X7、城鎮固定資產投資（億元）—X8、房地產開發（億元）—X9、糧食（萬t）—X10、年末牛存欄數（萬頭）—X11、年末豬存欄數（萬頭）—X12、城鎮居民可支配收入（元）—X13、農民人均純收入（元/人）—Xl4、社會消費品零售總額（億元）—X15。

4.1.2 計算結果與分析 運用統計分析軟件SPSS19.0對15個社會經濟指標進行主成分的因子分析，得到因子的特征值及主成分貢獻率（表2）、主成分載荷矩陣（表3）。

由表2可以看出，提取的主成分的特征值大于1且累計貢獻率大于85%的有2個，且這2個主成分的累計貢獻率已達97.021%，完全符合提取對應主成分的特征值大于1的的主成分和累積貢獻率達85%以上的標準[7-8]，充分反映了漢中市土地的驅動力的有效因子。利用特征向量計算出的主成分載荷矩陣，第1主成分與X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X13、X14、X15有較強的正相關，達0.92以上，可以概括為重工業的生產能力的提高、交通的大發展、服務業和旅游業等第三產業崛起、城市化進程加快、農業生產能力的提高和經濟發展的影響。第2主成分與X11有很強的相關性，在0.92以上，可概括為畜牧業的快速發展。由此可以看出，土地利用變化的主要驅動力為大交通、旅游業、城市化和工業化的快速發展、產業結構的調整。

4.2 政策因素 政策是政府部門根據土地利用的幅度、強度、速度等的利用程度而制定出的一系列對生態環境和土地規劃有益的一些建議和措施，是政府調控土地利用的一種宏觀政策[9]。在《中共中央關于制定國民經濟“十二五”規劃建議》明確指出：“完善土地管理制度，強化規劃和年度計劃管控，嚴格用途管制，健全節約土地標準，加強用地節地責任和考核。”漢中市政府根據國家土地政策，認真貫徹落實最嚴格的耕地保護制度和節約集約用地制度，調整農業土地結構，加大土地開發復墾力度，嚴格控制建設用地占用，堅持“墾多少、占多少”的原則，堅持“占補平衡”，以實現全市耕地總量動態平衡任務。可以看出，政策對于漢中土地利用的宏觀調控和土地類型的穩定發展起著至關重要的作用。

5 結論

本文利用漢中市1998—2012年土地利用變更調查數據分析顯示：漢中市土地利用變化趨勢明顯，土地利用類型由未利用土地、耕地轉換為交通用地和園地趨勢。通過對漢中15a來土地利用變化的原因進行分析，可發現影響漢中土地變化的因素有：大交通、旅游業、城市化和工業化的快速發展、產業結構的調整及政策的驅動。為了更有效合理地實現土地資源的可持續利用，須掌握土地利用變化的特征及驅動力因子，進而用來合理確定土地利用類型的比例，嚴格保護耕地，重視對土地資源的保護與修復，加大土地利用開發強度，大力推進土地節約集約利用，提高土地利用率，實現土地資源的可持續發展。

參考文獻

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（責編：張長青）