基于PSR模型的邯鄲市城市土地集約利用評價

李立，王佳，章靜敏

（河北工業大學經濟管理學院，天津300401）

基于PSR模型的邯鄲市城市土地集約利用評價

李立，王佳，章靜敏

（河北工業大學經濟管理學院，天津300401）

以邯鄲市為例，從《中國城市統計年鑒》收集相關數據，在已有研究的基礎上結合PSR模型，用主成分分析法、相關性分析法和熵值法建立了一個城市土地集約利用評價指標體系，并對邯鄲市進行實證研究，分析每年的土地集約利用情況及其原因.結果發現邯鄲市的土地集約度不斷上升，城市土地壓力主要表現在人口與環境方面，狀態主要表現在經濟與民生方面，響應與政府政策緊密相關.證明邯鄲市的土地利用情況雖然不斷好轉，但是仍然有很大的提升空間，并且提出了加大工業技術整改力度、加快經濟結構調整、保護環境、改善民生四方面建議.

城市土地；集約利用；PSR模型；熵值法；邯鄲市

0 引言

近年來，我國經濟快速發展，進而帶動了城市化進程，城市人口不斷增長，人們活動范圍不斷擴大，因此城市人口對土地的需求漸漸增加，人們也逐步認識到土地資源的稀缺性[1].在這種情況下，實現城市土地的集約利用就成為了解決當前問題的有效途徑，評估城市土地的集約利用情況成為十分重要課題.因此，建立合適的評價指標體系，并用相關方法評價土地的集約利用情況，從而提出改進建議對于城市的可持續發展是有重要意義的.

城市土地集約利用的研究在國外開始較早，現階段已有大量的綜合模型.近些年來，我國學者已經用一些方法對城市土地集約利用情況進行了評價，并分析總結了這些方法的優缺點.彭沖等人采用理論分析法和主成分分析法，使用經濟類指標及產業用地指標，研究了我國2003～2012年的城市土地集約利用的空間集聚化與分異[2]；楊靜從土地投入強度、產出效益和利用強度三方面建立評價指標體系，采用熵值法對四川省的城市土地集約利用進行了評價[3]；岳秋麗等利用經濟類指標以及各類人均用地指標，采用熵值法研究了江蘇省的各個地區的城市土地集約利用情況[4].由近幾年的研究可以看出，我國學者主要是進行了省、國家級的宏觀的土地集約研究，而對具體城市進行分析的并不多.邯鄲是一座以工業為主，各種新興產業共同發展的城市.該市響應國家號召，積極穩妥地進行產業結構改善.近些年，邯鄲市的土地利用處于逐漸向集約利用過渡.

因此以邯鄲市為例，采用主成分分析以及熵值法，在文獻研究的基礎上，結合PSR模型建立一個客觀的城市土地集約利用的評價指標體系，分析邯鄲市的城市土地集約利用現狀，發現問題、提出建議，為政府制定城市土地利用方針政策提供參考.

1 相關理論

1.1 土地集約利用的概念

城市土地集約利用是以布局合理、結構優化和可持續發展為基礎，通過整合規劃土地、出臺相關政策等途徑來滿足人們對土地的更多需求，并取得良好的經濟、社會和生態效益[6].

1.2 PSR概念框架內涵

PSR，即pressure-state-response（壓力-狀態-響應）模型，是1種常用于評估生態系統是否健康的模型，主要用于環境質量評估[7-9].近年來，學者逐漸將其用于土地集約利用度評估，反映土地壓力、狀態、響應的相互影響[2-5].

PSR模型分為3類指標，壓力指標、狀態指標以及響應指標，其中，壓力指標指的是人類活動對環境的影響，是反映環境由于人類活動的變化狀況的.狀態指標指的是此時間段內環境的狀態以及環境的變化情況.響應指標指的是社會和個人采取的相應的改進措施.PSR模型用這3類指標回答了“是什么、為什么、怎么辦”的問題，幫助解決可持續發展問題[10].

1.3 城市土地集約利用的PSR框架

城市土地集約利用面臨的“壓力”主要是人口增長、經濟發展等對土地承載力的要求.土地的“狀態”主要指城市土地當下所承載的各項人均指標、經濟發展狀況、以及環境情況.“響應”主要指政府對于城市土地面臨的壓力以及狀態采取的相應措施.

2 指標的篩選及評價指標體系的建立

2.1 主成分分析法篩選指標

根據已有的研究成果[12-14]以及上述的概念內涵，遵循評價指標體系構建的基本原則，進行指標的初步選取（見表1）.

然后在具體數據2的基礎上，運用spss19.0進行主成分分析，得出各主成分的方差貢獻率及特征值（見表2、表3），將主成分中小于0.1的指標篩去，對剩下的指標進行相關性分析（見表4），并結合指標涵義進行篩選.

表3中第1主成分中，X9、X10、X6的系數均小于0.1，這表明這些變量對各自所在主成分影響可以忽略不計，因此可以從第1主成分中刪除.因為3個主成分的貢獻率分別為40.725%、35.892%、17.389%，所以在第1主成分中，我們選取4個指標，分別為：X1、X4、X7、X5；在選取的指標中，根據上述的主成分分類，將各個主成分挑選出來的指標再用相關分析法做進一步的篩選，相關系數如表4所示。

由表4分析可知，X1與X4高度相關，X1描述的是人口密度，X4描述的是人口增長率與建設用地增長率的關系，都是表述人口對土地的壓力，是以刪除X4；X7與X5相關度在檢測臨界值以內，是以不做刪除.

根據上述方法，將壓力指標、狀態指標和響應指標篩選出來，構成評價指標體系.

2.2 熵值法確定指標權重

由熵值法計算指標權重，公式為：1）數據標準化處理：

表1 指標的初步選取Tab.1 Preliminary selection of indicators

表2 指標相關系數矩陣的特征值及方差貢獻率Tab.2 Eigenvalue and variance contribution ratio of index correlation coefficient matrix

正向指標：

負向指標：

2）計算第i年份第j項指標值的比重：

3）計算指標信息熵：

4）計算信息熵冗余度：

5）計算指標權重：

式中：Xij表示第i個年份第j項評價指標的數值，min{Xij}和max{Xij}分別為所有年份中第j項評價指標的最小值和最大值，k=1/lnm，其中m為評價年數，n為指標數.

根據上述方法公式結合原始數據計算，得到評價指標體系及各指標權重（如表1所示）.

3 實例研究——邯鄲市

3.1 區域概況

邯鄲市是一座以工業為主，各種新興產業共同發展的城市，政府積極響應產業結構轉型，逐漸過渡為以第三產業為主.2014年，第三產業GDP所占比重已達47.01%.市轄區土地面積達463平方千米，占全省的0.24%.2014年，邯鄲市轄區常住人口174.1萬人，地區生產總值793.731 7億元，以占全省0.24%的土地面積承載了全省2.36%的人口和2.70%的省生產總值.各項指標在反映邯鄲市快速發展的同時，也顯示出它在土地、人口、環境等方面的約束性.因此以邯鄲市為例開展實證研究，全面認識經濟水平、人口增長、環境保護之間的相互影響，為政府制定土地集約利用方針政策提供參考至關重要.

3.2 評價結果分析

城市土地集約利用度是隨時間變化的，采用如下公式，結合表1評價指標體系進行計算城市土地集約利用的情況：

結果如表6，圖1所示.

在此式中，E表示的是城市土地集約利用的整體情況，WP、WS、Wr分別為壓力指標、狀態指標、響應指標的權重，Pi、Pj、Pk分別為各個單項指標的權重，W為指標標準化值.

表3 壓力指標相關系數矩陣特征值（依照分量大小降序排列）Tab.3 The pressure index characteristic matrix of correlation coefficient values（in accordance with the size of components arranged in descending order）

表4 壓力指標第一主成分壓力指標相關系數Tab.4 The first principal component of pressure index

表5 基于PSR模型的城市土地集約利用評價指標體系Tab.5 Evaluation index system of urban land intensive use based on PSR model

根據圖1，邯鄲市的城市土地集約度處于持續上升的狀態，在2013年達到最高水平，2014年的城市土地集約利用水平略微下降.

1）土地壓力分析

2011年期間，土地壓力狀況好于2010年，降低了0.057.原因在于：1）11年的市轄區人口由148.15萬人增長到148.8萬人，漲幅為0.44%，而城市的建成區面積由108 km2增長到118 km2，漲幅為9.26%，降低了一些人口帶來的壓力；2）建成區的人均道路面積增加了1.26 m2，城市的綠地覆蓋率增加了2.21%，降低了土地面臨的環境壓力；3）第三產業占GDP的比重增加了2.58，增長了土地的經濟效益，城市人均居住面積增長了7.65%，人民生活水平改善.

2012年期間，土地壓力較于2011年增長了0.038.原因在于，市轄區的人口減少了0.7萬人，但是城市建成區面積減少了17 km2，因此導致城市的人口密度增加了123.26人/km2，造成了人口對土地壓力的提高.

表6 邯鄲市2010～2014年城市土地集約度情況表Tab.6 Urban land intensive degree of Handan city in 2010～2014

圖1 邯鄲市2010～2014年各個系統以及整體評價結果折線圖Fig.1 The line chart of Handan 2010～2014 system and the overall evaluation of the results

2013年期間，土地壓力較于2012年增長了0.032.分析人口壓力發現，城市人口較于2012年減少了8.7萬人，城區建成面積增加了46 km2，因此人口壓力有所減少.分析環境壓力發現，城市的綠地面積降低了2 825公頃，降幅為35.33%，工業廢水的排放量增加了1219萬噸，漲幅為20.64%.因此，環境的變化造成了土地壓力的增加.

2014年期間，土地壓力較于2013年增長了0.066.原因在于，市轄區的人口較2013年增長了34.7萬人，城市建成區面積基本沒變，因此城市的人口密度增加了748.81人/km2，人均住宅面積減少了6.94%，人均道路面積減少了4.69 m2，造成了土地人口壓力的增加.

2）土地狀態分析

2011年期間，土地狀態較于2010年增長了0.119.原因在于：1）市轄區GDP增長了121.798 1億元，漲幅為11.36%，第三產業占GDP比重為43.66%，增長了2.74%，第一產業占GDP比重為1.03%，增長了0.86%，第二產業占GDP比重為55.32%，下降了4.68%，經濟效益提高，且產業結構更加優化；2）建成區的人均道路面積增加了1.26 m2，城市的綠地覆蓋率增加了2.21%，城市的環境與基礎設施建設都有改善；3）2011年的土地壓力也較2010年減小，對土地狀態也起到了積極作用.

2012年期間，土地狀態比上一年增長了0.062.原因在于：1）市轄區GDP增長率為9.75%，第三產業占GDP百分比為45.38%，漲幅為3.94%，經濟持續發展，產業結構不斷優化；2）城市綠地面積增加了33公頃，城市公園面積增加了70公頃，城市污水處理率達到了97.51%，城市環境有很大改善，城市土地的狀態也得到改善；3）地均從業人員數增加96.974 7人/km2，人均道路面積增加0.65 m2，出行擁堵減少，土地利用集約性提高.

2013年期間，土地狀態比2012年增長了0.032.原因在于：1）市轄區GDP增長155.091億元，漲幅為23.49%；2）市轄區人均道路面積增加0.65 m2，人均建設用地增加7.8 m2，就業人數增加了7.7萬人，反映出人民生活水平的提高.

2014年期間，土地狀態較于2013年降低了0.075.原因在于：較于2013年，市轄區GDP減少了21.705億元，人均道路面積減少4.69 m2，人均建設用地減少15.58 m2，反映出土地經濟效益有所下滑，人民生活水平下降.

3）響應方面分析

2011年期間，政府響應方面提高了0.13，漲幅為245.28%.分析數據發現，城市生活污水處理率達到97.48%，增長5.74%；一般工業固體廢物綜合利用率達到90.32%，增加了35%；城市維護建設資金投資比重比上年增長2.51%.2011年是邯鄲“十二五”規劃的開始之年，針對“十一五”期間的發展狀態，政府提出了加快經濟結構調整，發展新興產業；加強生態文明建設，努力實現資源節約型、環境友好的綠色發展；大力保障和改善民生，增加基礎設施建設等政策.結果表明宏觀政策的驅動提高了土地利用效率，改善了人民生活，減少了環境污染.2012～2014年，數據顯示響應方面基本變化不大，顯示出政策在這三年與2011年的執行情況基本相似.說明宏觀政策的指引使土地利用集約保持在穩定狀態.

3.3 提出建議

上述分析發現，城市土地面臨的壓力主要是人口與環境方面的壓力，土地狀態的提升主要靠提升城市的經濟效益、改善環境、提高人民生活水平來提高城市土地集約利用度.

1）邯鄲以重工業為主，主要生產煤炭、鋼鐵，有投入大產出少污染環境的缺點，因此政府要加大工業技術改善力度，減少投入與廢物輸出.2）加快力度進行經濟結構調整，提高第三產業比重，鼓勵新興科技產業、服務業、金融業的發展，提高經濟效益，同時提供更多的崗位改善民生.3）政府要注重城市的環境保護問題，增加城市的綠地、公園面積.4）改善民生方面，政府要注重基礎設施的建設，并且要穩定房價，提高居民的人均居住面積.

4 結論

1）評價綜合結果顯示，邯鄲市城市土地集約利用度每年都有提高，2014年較2010年增長了124.73%，主要在于城市經濟增長與環境的好轉.評價結果基本上反映了當地城市土地集約利用情況，說明建立的評價指標體系和選擇的模型都是可用的.

2）通過分析各年土地壓力、狀態與響應方面，發現土地壓力主要來源于人口與環境；土地狀態主要由經濟狀況、環境狀況和基礎設施狀況反映；土地響應跟政府政策息息相關.

3）根據本文分析結果，提出加大工業技術整改力度、加快經濟結構調整、保護環境、改善民生四方面建議，期望能對城市的可持續發展提供參考.

4）本文僅對邯鄲市轄區進行了研究，沒有涵蓋到邯鄲的其他地區，未來研究應進一步對其他地區進行評價，分析各個地區與邯鄲市整體情況的關系，從而得到更準確的結果，提出更具參考價值的建議.

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[責任編輯 田豐夏紅梅]

Evaluation of urban land intensive use of Handan based on PSR model

LI Li，WANG Jia，ZHANG Jingmin
（School of Economic and Management,Hebei University of Technology,Tianjin 300401,China）

In this paper,collecting the relevant data from the Chinese City Statistical Yearbook,according to existing research combined with the PSR model,principal component analysis method,correlation analysis method and entropy method,an index system of urban land intensive use evaluation was established.Then,we analyse the situation of land intensive use and causes by taking Handan as an example.Results show that the land intensive degree of Handan is rising, and urban land pressure is mainly in the population and the environment,and land state mainly in the economy and people's livelihood,and urban response is closely related to government policy.It is shown that Handan city land utilization is improving,but there is still much room for improvement,and we should put forward rectification efforts to increase industrial technology,accelerate the adjustment of economic structure,protect the environment and improve people's livelihood.

urban land;intensive utilization;PSR model;entropy method;Handan city

F301.24

A

1007-2373（2017）03-0112-06

10.14081/j.cnki.hgdxb.2017.03.020

2017-01-18

河北省自然科學基金（G2013202167）

李立（1968-），女，教授，博士，danmama95@sina.com．