基于STIRPAT模型的土地擴張驅動力研究

陸冉

摘要：對皖江城市帶承接產業轉移示范區（以下簡稱皖江示范區）開發區土地面積進行測算分析，然后應用STIRPAT模型和SPSS軟件對人口總量、區域生產總值、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率、城鎮居民人均可支配收入這6個驅動因子進行定量分析。結果表明，皖江示范區開發區在2009—2015年土地面積增加了1.82倍。人口總量、區域生產總值、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率、城鎮居民人均可支配收入的增加是皖江示范區土地擴張量增長的主要原因。當這6個驅動因子每增加1%時，皖江示范區土地面積將分別會增加0.303%、0.064%、0.054%、0.089%、0.124%和0.184%。

關鍵詞：土地擴張；驅動力；皖江示范區；STIRPAT模型

中圖分類號：F293.2 文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2018）19-0067-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2018.19.014 開放科學（資源服務）標識碼（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世紀80年代以來，中國各省市城鎮化進程不斷加快，經濟也有了突飛猛進的發展，這些發展必然伴隨著城市規模的擴大。而城市規模擴大的主要表現就是土地的擴張。國務院頒布《皖江城市帶承接產業示范區規劃》后，皖江示范區經濟高速增長，2015年生產總值就達14 948.00億元。“十三五”規劃提出推動長江經濟帶發展，推進新型城鎮化，黨的十八大報告也指出，全面建成小康社會要促進新型城鎮化發展。而城鎮化是我們不可逾越的歷史過程，《2014年皖江城市帶承接產業轉移示范區發展報告》針對城鎮化率較低的皖江示范區提出“產城一體化”的發展思路[1]，旨在吸引城市人口集聚，推進城鎮化。在“產城一體化”過程中必然對土地有著更多需求，所以研究皖江示范區土地擴張驅動力，對促進安徽省、皖江城市帶的新型城鎮化有著現實意義。

在土地擴張驅動力的研究角度上，國內學者一方面從宏觀角度，研究分析一個區域或者全國城市土地的變化差異及其影響因素[2，3]；另一方面從微觀角度，分析個別城市土地擴張的驅動力[4，5]。劉濤等[6]提出了土地擴張驅動力研究的第三個視角，即將城市用地看作為土地利用的一種類型，探究這種土地類型的變化及其影響因素[7]。在土地擴張驅動力的分析上，談明洪等[8]基于對中國145個城市的調查，認為居民收入的增加是城市建設用地擴張的主要原因；王麗萍等[9]通過對江蘇省1991—2003年城市用地擴張的相關研究，認為政府出臺的相關政治經濟政策是城市用地擴張最好的解釋；還有學者認為固定資產投資額和城市人口的增加在一定程度上促使土地規模的不斷擴張，是土地擴張不容忽視的驅動因子[10-12]。但目前學術界還缺乏對皖江示范區土地擴張及其驅動力的研究。因此，以皖江示范區為研究區域，根據土地擴張的速度模型和土地利用動態模型，對皖江示范區開發區土地面積進行了測算分析。再利用STIRPAT模型和SPSS軟件計算出人口總量、區域生產總值、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率、城鎮居民人均可支配收入這6個驅動因子的彈性系數，有利于實現土地集約利用，皖江示范區可持續發展，安徽經濟增長和中部崛起并為制定城市發展戰略提供參考。

1 皖江示范區土地擴張測算分析

1.1 研究區域概況

皖江城市帶承接產業轉移示范區是國家級示范區，區域覆蓋整個安徽省的長江流域，包括合肥市、蕪湖市、馬鞍山市、銅陵市、安慶市、池州市、滁州市、宣城市和六安市的金安區及舒城縣，共59個縣（市、區）。區域總面積達7.6萬km2，2015年末示范區總人口是3 104.89萬人，區域總產值是14 948億元，占全省比重的67.93%。

1.2 數據來源

研究數據均來自于《安徽省統計年鑒》（2010-2016年），土地面積采用的是皖江示范區開發區土地面積。因國務院于2010年設區，故各社會經濟指標均采用設區以來的數據進行統計研究，另加入2009年的數據，與2010年形成對比，以加強研究的說服性。

1.3 土地擴張測算分析

1.3.1 測算方法

1）土地擴張速度模型[13]。表示在一定區域，一定時間段內，土地前后發生的變化速度。其計算公式為：

Vi=■ （1）

式中，Vi為一定時期內土地擴張速度；Ub和Ua是兩個時期內的土地面積；T1表示兩個時期的跨度。

2）土地利用動態度模型[13]。土地利用動態度表示在一定時間段內的特定研究區域，其土地利用類型的數量前后變化的過程。其表達式為：

K=■×■×100 （2）

式中，K表示研究區域土地動態變化度；Ua和Ub分別是某一土地利用類型在研究初期和研究末期的數量；T2是研究初期和研究末期的時間跨度。在本研究中，將時間段設定為年，K值就是皖江示范區土地擴張的年均變化速率。

1.3.2 測算分析 皖江示范區設區以來近7年的開發區土地面積變化如圖1所示，將其代入公式（1）（2）計算得到表1，進而分析皖江示范區土地面積變化情況。

1）從皖江示范區開發區土地擴張總量來看，圖1和表1反映出近年來開發區土地面積呈不斷上升趨勢。皖江示范區從2009年的1 100 km2到2015年的2 000 km2，7年內增長了近1.82倍，且自2011年以來，開發區面積每年都在以穩定速度在增長。其中，2009-2010年這個時間段增長最快，比前一年增加了0.36倍，達到了1 500 km2。

2）從土地擴張速度看，表1反映出2009—2010年年均擴張速度最大，達400 km2/年。這主要受益于國務院在2010年批準的《皖江城市帶承接產業轉移示范區規劃》，有了政策上的支持，皖江示范區經濟才能迅速發展，土地面積才會不斷擴張。2010—2015年土地面積每年都在以100 km2/年的速度在增加，維持穩定態勢。

3）從土地利用動態度來看，由表1可以看出，2009-2010年土地利用強度最大，年均達36.4%，“一年打基礎”是2010年設區之初的愿望與計劃，從2010年的土地利用動態度可以看出第一年的基礎打得非常牢，為皖江示范區的后期發展做了良好的鋪墊。2010—2015年的皖江示范區土地利用動態度相對于2009—2010年的動態度有所減弱，但利用度變化相對平穩。這說明自社區建設5年來，開發區土地利用類型變化幅度比較小，處于穩定發展階段。

2 基于STIPRAT模型的皖江示范區土地擴張驅動力分析

2.1 變量選擇與STIPRAT模型構建

通過借鑒國內學者選取土地擴張驅動因子的方法[14]，同時根據皖江示范區社會經濟發展的情況和相應數據，特選取土地擴張量為因變量，選取區域生產總值、人口總量、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率及城鎮居民人均可支配收入作為皖江示范區土地擴張的備選驅動因子。

生態學家和環境科學家于20世紀70年代提出了關于經濟增長與資源環境關系的IPAT模型，即I=PAT。隨后，又提出了人口、富裕和技術的隨機影響模型，即STIRPAT模型[15]，STIRPAT模型在生態足跡、碳排放、能源消費和耕地面積的研究應用十分廣泛，表達式為：

I=aPbAcT3 de （3）

式中，I表示環境壓力；P表示人口數量；A是富裕程度；T3代表技術水平；a是模型的系數；b、c、d則分別是人口、富裕度、技術的指數；e為模型殘差值；STRIPAT模型是分析人文因素對環境壓力影響的一種有效方法，因此，根據STIRPAT模型，可構建土地擴張與其驅動因子關系的計量模型，表達式為[16]：

Y=KP

兩邊取對數得：

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

式中，Y為土地擴張量；K為常數；P為人口總量；G為區域生產總值；T為第二產業產值；S為第三產業產值；R為城鎮化水平；I為城鎮居民人均可支配收入；ε為模型隨機項；a1、a2、a3、a4、a5、a6為彈性系數，表示當P、G、T、S、R、I每變化 1%時，分別引起Y的a1%、a2%、a3%、a4%、a5%、a6%變化。

2.2 偏相關分析

將土地擴張量Y作為因變量，人口總量P、區域生產總值G、第二產業產值T、第三產業產值S、城鎮化水平R、城鎮居民人均可支配收入I作為其解釋變量，輸入SPSS22.0軟件中對上述影響土地擴張的相關指標與土地擴張的時間序列數據進行偏相關分析，結果如表2所示。從表2可以看出，6個指標與土地擴張量相關系數均在0.8以上，且雙側顯著性檢驗在0.05水平上顯著相關，故所選的6個影響皖江示范區土地面積擴張的指標均為土地擴張量驅動因子。

2.3 主成分分析

為消除驅動因子間量綱關系，使數據更具有可比性，故將表2中的6個驅動因子和土地擴張量原始時間序列數據同時取對數，運用SPSS22.0對其進行標準化處理，以ZY、ZP、ZG、ZT、ZS、ZR、ZI分別表示標準化后的數據，結果如表3所示。再應用SPSS22.0軟件對ZP、ZG、ZT、ZS、ZR、ZI進行主成分分析，結果如表4所示。根據表4可以看出，通過對自變量ZP、ZG、ZT、ZS、ZR、ZI進行分析篩選后，提取到2個主成分（即綜合變量），兩個綜合變量可解釋原變量的99.323%，說明擬合程度非常好。以F1、F2分別表示主成分1和主成分2。

由表5可得F1、F2與原變量間的關系：

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）

將因變量ZY作為被解釋變量，綜合變量F1、F2作為解釋變量，將其輸入SPSS22.0軟件中，用普通最小二乘法（OLS）進行回歸分析（表6）。

由表6知，模型復相關系數為0.957，被解釋變量和解釋變量的判定系數R2為0.915，調整后R2為0.873，說明擬合度非常高；方差分解及模型系數見表7、表8。

由表7方差分解可知，模型的F值為21.54，對應的P值為0.007，小于顯著性水平0.05，說明解釋變量和被解釋變量的線性關系是顯著的。根據表8模型系數，可得綜合變量F1、F2與因變量ZY的方程式：

ZY=0.567F1+0.582F2 （8）

將公式（6）、（7）代入公式（8）計算可得：

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

ZR+0.184ZI （9）

由（9）式可得2009-2015年皖江示范區開發區土地擴張驅動因子計量模型如下：

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

從（10）式中可以看出，皖江示范區土地擴張6個驅動因子的彈性系數a1、a2、a3、a4、a5、a6分別是0.303、0.064、0.054、0.089、0.124和0.184。這說明每當人口總量增加1%時，示范區土地擴張量增加0.303%；當區域生產總值增加1%時，土地擴張量增加0.064%；當第二產業產值增加1%時，土地擴張量會增加0.054%；當第三產業產值增加1%，土地擴張量增加0.089%；當人口城鎮化率增加1%時，土地擴張量增加0.124%；當城鎮居民人均可支配收入增加1%時，土地擴張量增加0.184%。

從上述分析結果得出，人口總量、區域生產總值、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率及城鎮居民人均可支配收入這6個驅動因子都對皖江示范區土地擴張量有正向影響。影響程度由大到小依次是人口總量、城鎮居民人均可支配收入、人口城鎮化率、第三產業產值、區域生產總值、第二產業產值。人口總量對示范區土地擴張的影響居于第一位。2009年末皖江示范區人口總量是3 071.22萬，到2015年末人口就增長了近34萬。而住宅是人們必不可少的棲居及基本生活用地，唯有土地面積的擴張才能滿足人們的日常生活，維持社會穩定。而城鎮居民人均可支配收入的彈性系數是0.184，對皖江示范區土地擴張的影響僅次于人口總量。人口城鎮化率對土地擴張的影響在6個驅動因子中居于第三位，這可能是因為示范區響應了國家“人口向城鎮集聚，發展新型城鎮化”的號召，城市人口增加的同時，土地面積也會隨之增加。第三產業產值對示范區土地擴張也有一定影響，這跟安徽省出臺《關于加快培育戰略性新興產業的意見》以及啟動“千百十工程”有關。皖江示范區在政策的指導下，第三產業有了突飛猛進的發展，原有的土地面積是不能滿足供應的。區域生產總值和第二產業產值對土地擴張影響較小。但皖江示范區自設區以來，秉承“工業向開發區集聚”的原則對外承接產業轉移。2012年年底，皖江示范區的GDP對安徽省經濟增長貢獻達到60.2%[1]，2015年皖江示范區生產總值達14 948.00億元，經濟高速增長。經濟的發展、工業的集聚都對示范區土地面積提出了更多的需求。

3 小結及建議

3.1 小結

通過土地擴張的速度模型和土地利用動態模型對皖江示范區開發區土地面積進行測算分析，然后借鑒國內外學者的研究成果，選取了影響土地擴張的6個驅動因子，利用STIRPAT模型構建了皖江示范區土地擴張與其驅動因子關系的計量模型。再運用SPSS軟件計算出人口總量、區域生產總值、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率、城鎮居民人均可支配收入這6個驅動因子的彈性系數，從而得出以下結論。

1）皖江示范區開發區土地面積在2009年到2015年之間一直呈不斷增長的態勢。在擴張總量上，2009—2010年是近幾年土地面積增長最多的一年，增長了400 km2。這主要是因為政府在設區第一年打下堅定的基礎，為后續發展鋪開道路。從2010—2015年這5年間，土地總量每年都在以100 km2/年的速度在增加，2015年土地面積已達2 000 km2；在擴張速度上，2010年的擴張速度最快，一年就增長了0.36倍。2010年以后，土地面積每年都增加100 km2，擴張速度比較穩定；在土地利用動態度上，2010年為落實國家政策規劃，土地利用變化最大，整改也最為全面。在2010年整改以后，一直到2015年土地利用動態度就有所減少，土地利用類型就相對穩定。

2）人口總量、區域生產總值、第二產業產值、第三產業產值、人口城鎮化率、城鎮居民人均可支配收入這6個驅動因子與皖江示范區土地擴張量的關系均正相關。當這6個驅動因子每增加1%時，皖江示范區土地面積將分別會增加0.303%、0.064%、0.054%、0.089%、0.124%和0.184%。

3.2 建議

基于以上結論，考慮皖江示范區發展的實際情況，在中國人多地少的大背景下，響應國家集約經濟、土地集約利用的號召，特提出以下幾點建議。

1）推進新型城鎮化。黨十八大報告和“十三五”規劃都提出要推進新型城鎮化，不能再走以往的“造城”路線，盲目擴大城市空間規模，要做到真正的人口城市化。一方面要提高城市化質量，合理布局皖江城市帶的大小城市，推進各市、各縣農業轉移人口市民化，另一方面加強基礎設施建設，推動新型城鎮化，促進皖江示范區經濟平穩發展。

2）推動皖江示范區產業升級。在影響皖江示范區土地擴張的6個驅動因子中，第二產業產值、第三產業產值、區域生產總值都對土地擴張量有正向影響，近年來，各產業經濟都有所發展，但是經濟質量還有待提升。要提高自主創新水平，提升主導產業核心競爭力，從而提升土地的綜合利用率。

3）建立用地供應與監管機制。隨著經濟發展，用地需求的增長與土地的有限性相矛盾，所以要堅持土地集約節約利用的原則，提高土地利用效率。但又隨處可見占而不用、多占少用，土地閑置、荒蕪的現象。為此要建立示范區用地供應與監管機制，達到經濟發展與土地節約集約利用的雙重目標。

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