基于PCA的龍口市土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)*

蘇晨晨，周 奧，潘玉翠，王璦玲

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，泰安 271018)

0 引言

土地資源是人類賴以生存發(fā)展的基礎(chǔ)，土地資源可持續(xù)利用是區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要保障，土地資源的可持續(xù)利用程度直接關(guān)系到區(qū)域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)[1]。21世紀(jì)以來，人口快速增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，人地矛盾日益突出，生態(tài)環(huán)境退化[2]，如何實(shí)現(xiàn)土地可持續(xù)利用和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展成為社會(huì)熱點(diǎn)。土地可持續(xù)性利用評(píng)價(jià)是土地可持續(xù)利用的基礎(chǔ)，只有了解土地資源可持續(xù)利用現(xiàn)狀及變化，發(fā)現(xiàn)存在的問題，才能科學(xué)地制定土地可持續(xù)利用政策和區(qū)域發(fā)展規(guī)劃與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

隨著持續(xù)利用土地思想的提出，學(xué)者們廣泛開展了土地可持續(xù)利用有關(guān)研究，主要從土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和評(píng)價(jià)方法兩個(gè)方面展開。評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建較多借鑒了PSR體系[3]、FELSM框架[4-5]以及社會(huì)—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)三分體系[6-8]包括城鎮(zhèn)化水平、人口密度、人均收入、地區(qū)生產(chǎn)總值、林地覆蓋率、化肥、農(nóng)藥使用量等指標(biāo)。我國人多地少、耕地相對(duì)不足，土地可持續(xù)利用應(yīng)考慮節(jié)約集約利用土地，在追求社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，盡量減少建設(shè)用地的消耗，實(shí)現(xiàn)人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地資源消耗的協(xié)調(diào)，但目前的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系沒有考慮。評(píng)價(jià)方法有綜合評(píng)價(jià)法[2-4]、三角模型評(píng)價(jià)法[5,9]、灰色關(guān)聯(lián)分析法[10]、生態(tài)足跡評(píng)價(jià)法[11]等，方法較先進(jìn)，但較多評(píng)價(jià)指標(biāo)難以避免相互之間共線性，指標(biāo)權(quán)重確定多采用層次分析法[1，]，帶有一定的主觀性。主成分分析法是采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，將多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，避免了評(píng)價(jià)指標(biāo)間的共線性和人為確定指標(biāo)權(quán)重的主觀性，在土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中應(yīng)用較少。龍口市是山東省經(jīng)濟(jì)第一縣市，其土地利用是否可持續(xù)直接影響其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)，對(duì)其他縣級(jí)市的可持續(xù)發(fā)展也有啟示作用。因此文章選取龍口市為研究區(qū)域，引入土地節(jié)約集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中能夠反應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建設(shè)用地消耗協(xié)調(diào)程度的人口、經(jīng)濟(jì)用地彈性系數(shù)，運(yùn)用主成分分析法，對(duì)2004—2015年龍口市土地可持續(xù)利用狀況進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)分析。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

龍口市位于東經(jīng)120°13′～120°44′，北緯37°27′～37°47′，地處山東東北部、膠東半島的西北部，轄8個(gè)鎮(zhèn)、5個(gè)街道辦事處、1個(gè)省級(jí)經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)、1個(gè)省級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)、1個(gè)濱海旅游度假區(qū)，總面積901km2，總?cè)丝?9.79萬人。2015年龍口市地區(qū)生產(chǎn)總值達(dá)1 041.306 7億元，其中二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值1 005.151 2億元，占總產(chǎn)值的96.53%，人均地區(qū)生產(chǎn)總值14.919 6萬元。2015年全國縣域經(jīng)濟(jì)與縣域基本競(jìng)爭(zhēng)力百強(qiáng)縣中龍口市排名第十位、山東省第一位。龍口市社會(huì)經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化水平發(fā)展迅速， 2004—2015年全市地區(qū)生產(chǎn)總值平均年增長(zhǎng)率為24.47%，城鎮(zhèn)化水平由2004年的26.21%上升到2015年的59.61%。龍口市在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，比較重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，獲得國家可持續(xù)發(fā)展實(shí)驗(yàn)區(qū)、全國生態(tài)保護(hù)與建設(shè)示范區(qū)等稱號(hào)，但還是對(duì)土地資源利用與生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了一些不利影響，人類活動(dòng)與土地資源利用的矛盾比較突出，對(duì)實(shí)現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)性發(fā)展造成了一定威脅。因此，進(jìn)行龍口市土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)，揭示其可持續(xù)利用水平及變化，對(duì)其社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)主要包括社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和土地利用數(shù)據(jù)。基于數(shù)據(jù)可獲取性，研究時(shí)段確定為2004—2015年。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來源于《龍口市統(tǒng)計(jì)年鑒(2004—2015年)》《煙臺(tái)市統(tǒng)計(jì)年鑒(2004—2015年)》和《山東省統(tǒng)計(jì)年鑒(2004—2015年)》。土地利用數(shù)據(jù)主要來源于龍口市國土資源局的土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)。因2009年“二調(diào)”前后的土地利用分類體系發(fā)生變化，為保持土地利用數(shù)據(jù)的一致性，將2009年以前的土地利用數(shù)據(jù)以“二調(diào)”土地利用分類進(jìn)行調(diào)整、統(tǒng)一數(shù)據(jù)口徑。

2 主成分分析原理與步驟

2.1 主成分分析原理

主成分分析法(Principal component analysis，簡(jiǎn)稱PCA)是利用降維的思想，在損失很少信息的前提下把多個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化為幾個(gè)綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法[13]。在進(jìn)行土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)時(shí)，為更全面地體現(xiàn)土地可持續(xù)性利用，需要考慮社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)3類因素，每類因素下又包括多個(gè)因子，因子間可能有信息重疊，引起指標(biāo)之間的共線性。主成分分析通過將原始指標(biāo)的線性組合來解釋原始指標(biāo)的絕大部分信息，且對(duì)指標(biāo)賦權(quán)，計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值，可降低評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)據(jù)維數(shù)，提高評(píng)價(jià)效率[14-15]和評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性。

2.2 主成分分析步驟

(1)建立m個(gè)年份n個(gè)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)矩陣X。

X=(xij)m*n，i=1， 2…，m，j=1， 2…，n； 其中，i代表研究年份，j代表評(píng)價(jià)指標(biāo)。

(2)標(biāo)準(zhǔn)化處理。為消除指標(biāo)量綱差異的影響，采用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化方法，對(duì)原始值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，計(jì)算公式如下：

(1)

(3)計(jì)算指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣Rn*n，求它的特征值λ、特征向量μ。

根據(jù)特征方程|R-λ|=0計(jì)算特征值λ，同時(shí)求得特征向量μ。

(4)計(jì)算方差貢獻(xiàn)率與累積方差貢獻(xiàn)率。取特征值大于1、累積方差貢獻(xiàn)率在80%以上的作為主成分。

(5)計(jì)算主成分載荷。因子載荷量是主成分與原始指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)。

(6)計(jì)算各主成分得分:

(2)

(7)以特征值方差貢獻(xiàn)率為權(quán)數(shù)，采用線性回歸方法，計(jì)算綜合得分，進(jìn)行綜合評(píng)價(jià):

Zi=∑FiPn

(3)

(4)

式(3)、(4)中，Zi為第i年的綜合得分，Pn為第n個(gè)主成分因子的方差貢獻(xiàn)率；Z′為百分制化后的綜合分值，Zmax為百分制化前各因素得分的最大值，Zmin百分制化前各因素得分的最小值。

3 土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

3.1 土地可持續(xù)利用內(nèi)涵分析

土地可持續(xù)利用思想最早于1990年國際土地持續(xù)利用系統(tǒng)研討會(huì)上提出，但對(duì)于具體內(nèi)涵，還沒有統(tǒng)一的定義。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)在《我們共同的未來》報(bào)告中提出可持續(xù)發(fā)展包括生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)3個(gè)關(guān)鍵要素[3]。1993年FAO頒布的《持續(xù)土地管理評(píng)價(jià)大綱》認(rèn)為土地可持續(xù)利用包括生產(chǎn)性、安全性、保護(hù)性、可行性和接受性等5個(gè)方面[16]。也有學(xué)者提出土地持續(xù)利用就是協(xié)調(diào)人類當(dāng)代與后代之間的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境方面的需求，同時(shí)維持與加強(qiáng)土地資源質(zhì)量[17]。中國人多地少、耕地相對(duì)不足，土地應(yīng)節(jié)約集約利用，尤其建設(shè)用地?cái)U(kuò)張應(yīng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展協(xié)調(diào)。綜合可持續(xù)發(fā)展和土地可持續(xù)利用觀點(diǎn)，考慮土地節(jié)約集約利用，該文認(rèn)為土地可持續(xù)利用是指通過土地資源的節(jié)約集約、合理利用，土地利用各子系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)，促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展。

3.2 土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是科學(xué)評(píng)價(jià)的關(guān)鍵。土地節(jié)約集約利用應(yīng)成為土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容，土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)應(yīng)考慮人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)建設(shè)用地占用的彈性，包括人口—建設(shè)用地彈性和經(jīng)濟(jì)—建設(shè)用地彈性。人口—建設(shè)用地彈性系數(shù)是在分析一定時(shí)期區(qū)域人口、建設(shè)用地的變化量、變化幅度相關(guān)關(guān)系的基礎(chǔ)上，判斷區(qū)域人口變化與建設(shè)用地增加的協(xié)調(diào)程度，而經(jīng)濟(jì)—建設(shè)用地彈性系數(shù)則是在分析區(qū)域地區(qū)生產(chǎn)總值、建設(shè)用地的變化量、變化幅度的基礎(chǔ)上判斷經(jīng)濟(jì)變化與建設(shè)用地增加的匹配程度，二者在一定程度上反映了建設(shè)用地消耗與自身社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展協(xié)調(diào)程度。因此在土地可持續(xù)利用內(nèi)涵界定基礎(chǔ)上，參考有關(guān)土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)和土地節(jié)約集約利用評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，并考慮相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲取性，結(jié)合龍口市特點(diǎn)，引入建設(shè)用地彈性系數(shù)，從社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境3個(gè)方面，選擇城鎮(zhèn)化水平等6個(gè)社會(huì)因子、地區(qū)生產(chǎn)總值等7個(gè)經(jīng)濟(jì)因子和林地覆蓋率等6個(gè)生態(tài)因子，構(gòu)建土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

指標(biāo)體系中，城鎮(zhèn)化水平、人口密度、人口用地彈性系數(shù)、教育財(cái)政支出比例等反映了社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r。地區(qū)生產(chǎn)總值、固定資產(chǎn)投資、經(jīng)濟(jì)用地彈性系數(shù)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、收入等反映了經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。林地覆蓋率、城鎮(zhèn)生活污水處理率、單位耕地化肥負(fù)荷等反映了生態(tài)環(huán)境狀況。社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境狀況共同體現(xiàn)了區(qū)域土地資源的可持續(xù)利用水平。與FAO土地可持續(xù)利用的生產(chǎn)性、安全性、保護(hù)性、可行性和接受性相比，社會(huì)發(fā)展指標(biāo)主要體現(xiàn)了可行性、接受性，經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)體現(xiàn)了生產(chǎn)性，生態(tài)環(huán)境體現(xiàn)了安全性和保護(hù)性。該研究創(chuàng)新提出的用地彈性指標(biāo)，也體現(xiàn)了土地可持續(xù)利用的保護(hù)性、接受性。

4 基于PCA的土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)

土地利用可持續(xù)包括社會(huì)發(fā)展可持續(xù)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)和生態(tài)環(huán)境可持續(xù)3方面。為了了解各因素可持續(xù)水平，首先分社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境3個(gè)因素，分別評(píng)價(jià)2004—2015年龍口市土地利用可持續(xù)水平。然后綜合評(píng)價(jià)2004—2015年龍口市土地可持續(xù)利用水平。

4.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

通過數(shù)據(jù)收集與初步計(jì)算，得到2004—2015年各指標(biāo)原始值。采用式(1)進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化，得到各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值(表2)。

表1 龍口市土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

目標(biāo)層準(zhǔn)則層指標(biāo)層指標(biāo)計(jì)算方法指標(biāo)屬性土地可持續(xù)利用社會(huì)發(fā)展城鎮(zhèn)化水平(C1)城鎮(zhèn)人口/總?cè)丝?人口密度(C2)總?cè)丝?土地總面積+人口—建設(shè)用地彈性系數(shù)(C3)[(t年總?cè)丝?t-1年總?cè)丝?/t-1年總?cè)丝赸/[(t年城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積-t-1年城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積)/t-1年城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積]+人均社會(huì)消費(fèi)品總額(C4)社會(huì)消費(fèi)品零售總額/總?cè)丝?教育財(cái)政支出比例(C5)教育財(cái)政支出/財(cái)政總支出+就業(yè)人口比重(C6)就業(yè)人口/總?cè)丝?經(jīng)濟(jì)發(fā)展固定資產(chǎn)投資(C7)—+地區(qū)生產(chǎn)總值(C8)—+經(jīng)濟(jì)—建設(shè)用地彈性系數(shù)(C9)[(t年地區(qū)生產(chǎn)總值-t-1年地區(qū)生產(chǎn)總值)/t-1年地區(qū)生產(chǎn)總值]/[(t年建設(shè)用地面積-t-1年建設(shè)用地面積)/t-1年建設(shè)用地面積]+經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率(C10)(t年地區(qū)生產(chǎn)總值-t-1年地區(qū)生產(chǎn)總值)/t-1年地區(qū)生產(chǎn)總值+財(cái)政總收入(C11)—+農(nóng)村居民人均純收入(C12)—+城鎮(zhèn)居民人均純收入(C13)—+生態(tài)環(huán)境城鎮(zhèn)生活污水處理率(C14)—+林地覆蓋率(C15)林地面積/土地總面積+單位耕地化肥負(fù)荷(C16)化肥折純量/耕地面積-單位耕地農(nóng)藥負(fù)荷(C17)農(nóng)藥使用量/耕地面積-單位耕地薄膜負(fù)荷(C18)農(nóng)用塑料薄膜使用量/耕地面積-工業(yè)廢氣排放達(dá)標(biāo)率(C19)—+

表2 2004—2015年龍口市指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值

指標(biāo)200420052006200720082009201020112012201320142015C1-2.55-0.39-0.36-0.36-0.48-0.480.660.660.670.810.960.86C2-1.62-0.260.641.651.320.94-1.12-0.74-0.53-0.560.34-0.05C30.112.611.41-0.22-0.87-0.46-0.44-0.44-0.41-0.46-0.23-0.60C4-1.27-1.09-0.97-0.80-0.56-0.310.010.310.630.991.331.73C5-1.27-1.72-1.45-0.24-0.130.110.330.410.990.971.001.00C6-1.33-0.91-0.87-1.15-0.70-0.380.181.071.051.490.840.70C7-1.39-1.16-0.97-0.88-0.52-0.120.360.410.410.871.281.70C8-1.48-1.23-0.96-0.66-0.47-0.240.090.410.721.061.311.46C91.061.871.30-0.86-0.79-0.80-0.94-1.040.440.47-0.50-0.22C101.041.751.400.10-1.20-0.21-0.240.64-0.52-0.64-0.99-1.12C11-1.19-1.05-0.91-0.73-0.58-0.44-0.160.230.621.091.371.75C12-1.29-1.13-0.97-0.77-0.54-0.36-0.060.360.761.151.551.28C13-1.34-1.15-1.01-0.79-0.53-0.29-0.030.440.851.231.301.32C14-2.57-0.53-1.220.030.080.580.600.600.680.690.380.69C15-1.15-0.92-0.80-0.87-0.84-0.890.011.051.071.091.111.13C160.630.29-0.10-0.98-2.670.12-0.180.410.360.391.320.41C171.100.670.861.050.44-0.07-1.37-0.08-2.310.02-0.28-0.02C180.580.130.39-0.95-0.08-2.35-0.770.310.290.260.481.73C190.370.370.370.370.370.37-0.65-3.040.370.370.370.37

4.2 分因素評(píng)價(jià)

利用SPSS20.0進(jìn)行主成分分析。對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)分析計(jì)算，得到各因素的特征值、方差貢獻(xiàn)率和累積方差貢獻(xiàn)率，按照累積方差貢獻(xiàn)率≥80%、特征值>1的原則，提取主成分(表3)。

表3 分因素特征值與方差貢獻(xiàn)率

由表3可知，社會(huì)發(fā)展因素前兩項(xiàng)成分的累積方差貢獻(xiàn)率為83.389%，超過80%，將其作為主成分因子； 經(jīng)濟(jì)發(fā)展因素第一個(gè)成分的方差貢獻(xiàn)率達(dá)到81.856%，將其作為主成分因子； 生態(tài)環(huán)境因素前3項(xiàng)成分的累積方差貢獻(xiàn)率為81.221%，但第3項(xiàng)成分特征值小于1，考慮到主成分需涵蓋原始數(shù)據(jù)的絕大部分信息，所以將前3項(xiàng)作為主成分因子。

選取主成分后，計(jì)算各因素因子載荷矩陣(表4)。

表4 分因素因子載荷矩陣

社會(huì)發(fā)展12經(jīng)濟(jì)發(fā)展1生態(tài)環(huán)境123C10.8480.04C70.981C140.734-0.5620.095C2-0.1260.949C80.992C150.9480.1930.051C3-0.658-0.348C9-0.501C160.4720.5790.080C40.950-0.044C10-0.819C17-0.7750.313-0.290C50.9720.141C110.970C180.2870.8100.021C60.937-0.255C120.979C19-0.4340.0790.891C130.980

表4表明，社會(huì)發(fā)展因子中，城鎮(zhèn)化水平C1、人口—建設(shè)用地彈性系數(shù)C3、人均社會(huì)消費(fèi)品總額C4、教育財(cái)政支出比例C5和就業(yè)人口比重C6在主成分1中占較高的負(fù)荷，而人口密度的影響相對(duì)較弱，這表明城鎮(zhèn)化水平、居民生活水平的提高對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響是突出的。經(jīng)濟(jì)發(fā)展因子中，固定資產(chǎn)投資C7、地區(qū)生產(chǎn)總值C8、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率C10、財(cái)政總收入C11和農(nóng)村居民人均純收入C12、城鎮(zhèn)居民人均純收入C13有較高的負(fù)荷，而經(jīng)濟(jì)用地彈性系數(shù)的影響相對(duì)較小，這表明經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展對(duì)土地投入、產(chǎn)出水平的依賴較高。生態(tài)環(huán)境因子中，城鎮(zhèn)生活污水處理率C14、林地覆蓋率C15以及單位耕地農(nóng)藥負(fù)荷C17在主成分1中的作用較明顯，單位耕地化肥負(fù)荷C16、單位耕地薄膜負(fù)荷C18在主成分2中有較高負(fù)荷，這表明環(huán)境污染的處理能力和環(huán)境資源的壓力水平對(duì)生態(tài)環(huán)境資源持續(xù)發(fā)展有重要影響。

4.3 綜合評(píng)價(jià)

與分因素評(píng)價(jià)原理相同，利用SPSS20.0 軟件進(jìn)行處理，根據(jù)累積方差貢獻(xiàn)率≥80%、特征值>1的原則提取出前4項(xiàng)主成分，其特征值、方差貢獻(xiàn)率、累積方差貢獻(xiàn)率以及因子載荷矩陣見表5。

表5 綜合因素因子載荷矩陣

評(píng)價(jià)指標(biāo)主成分1主成分2主成分3主成分4評(píng)價(jià)指標(biāo)主成分1主成分2主成分3主成分4C10.857-0.011-0.0660.420C120.9780.1140.1340.000C2-0.121-0.7150.4320.336C130.9860.1010.0980.005C3-0.6140.5390.1070.525C140.801-0.378-0.1430.393C40.9730.1180.16-0.028C150.9360.295-0.073-0.009C50.960-0.207-0.016-0.091C160.3160.749-0.1080.100C60.9300.212-0.1650.071C17-0.650-0.0180.298-0.207C70.9750.0550.078-0.014C180.2730.6490.333-0.365C80.9910.0370.1050.014C19-0.210-0.0700.8600.118C9-0.4810.7310.3380.197特征值11.5962.9461.5341.025C10-0.7550.490-0.3090.225方差貢獻(xiàn)率/(%)61.03115.5048.0765.394C110.9570.1530.219-0.040累積方差貢獻(xiàn)率/(%)61.03176.53684.61190.005

圖1 2004—2015年龍口市土地可持續(xù)利用分值

4.3 可持續(xù)分值計(jì)算

根據(jù)各指標(biāo)的特征向量和標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，采用式(2)計(jì)算因素各主成分得分。然后根據(jù)因素主成分得分，以因素內(nèi)各主成分的方差貢獻(xiàn)率作為權(quán)重，采用式(3)計(jì)算因素綜合得分。為更直觀地反映龍口市評(píng)價(jià)時(shí)期內(nèi)土地可持續(xù)利用狀況，將因素綜合得分采用式(4)進(jìn)行百分制化，結(jié)果見圖1。

5 結(jié)果分析

5.1 社會(huì)發(fā)展可持續(xù)水平

圖1表明， 2004—2015年龍口市土地社會(huì)可持續(xù)性水平逐年提高。土地社會(huì)可持續(xù)水平大致經(jīng)歷3個(gè)階段： 2004—2007年，社會(huì)發(fā)展可持續(xù)水平增長(zhǎng)較快， 2004年社會(huì)發(fā)展可持續(xù)水平相對(duì)最低， 2007年達(dá)到46.57分，年增長(zhǎng)率為11.64%； 2007—2009年，社會(huì)發(fā)展可持續(xù)水平發(fā)展遲緩，年均增長(zhǎng)率為3.83%， 2009年達(dá)到58.05分； 2009以后進(jìn)行快速增長(zhǎng)階段，年增長(zhǎng)率為10.32%， 2015年達(dá)到相對(duì)最高。

分析原始數(shù)據(jù)可知， 2004—2015年龍口市人均社會(huì)消費(fèi)品消費(fèi)總額、教育財(cái)政支出比例、就業(yè)人口比重指標(biāo)值整體上逐年增加， 2015年龍口市人均社會(huì)消費(fèi)水平達(dá)5.571 6萬元，教育財(cái)政支出比例29.41%，就業(yè)人口比重達(dá)56.96%，表明龍口市居民消費(fèi)能力水平逐漸提高，人口就業(yè)比率有所提高，且政府大力支持教育事業(yè)的發(fā)展，使得龍口市土地社會(huì)可持續(xù)利用水平不斷提高。而人口用地彈性系數(shù)由2007年的0.30，下降到2009年-0.01，人口呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)， 2007—2009年人口減少了1 340人，人口變化速度明顯低于城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)速度，人口變化與城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)不協(xié)調(diào)，從而造成2007—2009年土地社會(huì)發(fā)展可持續(xù)水平增長(zhǎng)緩慢。另外，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，龍口市城市人口不斷增長(zhǎng)、農(nóng)村人口不斷減少，但城鎮(zhèn)、村莊用地面積卻均逐年增加，農(nóng)村出現(xiàn)“一戶多宅”、宅基地閑置等現(xiàn)象，土地集約利用水平低，導(dǎo)致了土地社會(huì)可持續(xù)發(fā)展受到了限制。

5.2 經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)水平

龍口市土地經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)水平整體呈上升趨勢(shì)。2004、2005年土地經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)水平相對(duì)較低，分值分別為0.24分、0分。2005—2008年經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)水平快速增長(zhǎng)，由0分增長(zhǎng)至41.35分，年增長(zhǎng)率達(dá)到10.34%。2008—2009年經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展平衡，增長(zhǎng)不明顯。2009年后又進(jìn)入快速增長(zhǎng)時(shí)期，年增長(zhǎng)率為8.06%， 2015年達(dá)到相對(duì)最高。

分析發(fā)現(xiàn)， 2004年以來龍口市經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，固定資產(chǎn)投資不斷增加，地區(qū)生產(chǎn)總值逐年提高， 2015年龍口市固定資產(chǎn)投資總額與地區(qū)生產(chǎn)總值分別達(dá)到594.785 1億元、1 041.306 7億元，整體的經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶動(dòng)了居民收入的提高和土地經(jīng)濟(jì)可持續(xù)利用水平提高。2008、2009年受國際金融危機(jī)和國內(nèi)市場(chǎng)影響，龍口市固定資產(chǎn)投資、地區(qū)生產(chǎn)總值、財(cái)政總收入等均增長(zhǎng)較小，導(dǎo)致這2年土地經(jīng)濟(jì)可持續(xù)水平增長(zhǎng)不明顯。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建設(shè)用地占用增加，并且建設(shè)用地增長(zhǎng)快于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，尤其2004、2011年經(jīng)濟(jì)用地彈性系數(shù)分別為14.27、2.51，建設(shè)用地的消耗與經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)出不協(xié)調(diào)。2011年后情況有所改善。

5.3 生態(tài)環(huán)境可持續(xù)水平

龍口市土地生態(tài)環(huán)境可持續(xù)水平總體呈上升趨勢(shì)，但期間有較大波動(dòng)。2004年生態(tài)發(fā)展可持續(xù)分值為26.05分， 2005年有所增加，達(dá)到33.77分， 2005—2008年逐漸下降， 2008年達(dá)到相對(duì)最低值。2009—2012年呈快速上升趨勢(shì)，年增長(zhǎng)率達(dá)20%， 2012年達(dá)到相對(duì)最高值。2013年有所回落， 2014年開始又逐漸上升， 2015年土地生態(tài)環(huán)境可持續(xù)分值為97.23分。

2004—2015年，龍口市城鎮(zhèn)生活污水處理率、林地覆蓋率總體呈提高趨勢(shì)， 2015年分別達(dá)到100%、55.60%，工業(yè)廢氣排放達(dá)標(biāo)率除2010、2011年為99.70%、99.00%，其余各年均達(dá)到100%，這為土地生態(tài)環(huán)境可持續(xù)利用提供了基本保障。但2006年，城鎮(zhèn)生活污水處理率較2005年有較大下降，由87.89%下降為80.99%， 2005—2008年影響生態(tài)環(huán)境的負(fù)向指標(biāo)單位耕地化肥增加較快， 2008年達(dá)到最大值2771.27kg/hm2，對(duì)生態(tài)環(huán)境帶來較大影響，造成土地生態(tài)可持續(xù)利用水平降低。2013年土地生態(tài)可持續(xù)發(fā)展水平下降同樣與單位耕地農(nóng)藥負(fù)荷有關(guān)系，可見其對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響比較突出。

5.4 綜合可持續(xù)利用水平

龍口市土地綜合可持續(xù)利用水平總體呈上升趨勢(shì)，土地資源可持續(xù)利用狀況不斷改善。龍口市土地可持續(xù)利用水平大致分為兩個(gè)階段：第一階段(2004—2009年)，穩(wěn)定發(fā)展階段，由圖1可知， 2004—2009年土地可持續(xù)利用水平穩(wěn)定增長(zhǎng)，年均增長(zhǎng)率為6.07%， 2009年土地可持續(xù)利用水平達(dá)到36.40分； 第二階段(2009—2015年)快速上升階段，其中2009—2012年綜合得分由36.40上升到83.78，上升速度幅度較快， 2012年后上升趨勢(shì)有所減緩。

2004年以來，龍口市人們社會(huì)生活水平不斷提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展成果顯著，生態(tài)保護(hù)意識(shí)逐步提高，不斷加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)，從而提高了土地可持續(xù)利用整體水平。但龍口市還存在人口增長(zhǎng)與城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)不協(xié)調(diào)、建設(shè)用地消耗與經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出不協(xié)調(diào)、單位耕地農(nóng)藥化肥負(fù)擔(dān)較高等問題。今后需在城鄉(xiāng)建設(shè)用地增長(zhǎng)、耕地農(nóng)藥化肥施用等加強(qiáng)管制，從而不斷提高土地可持續(xù)利用水平，促進(jìn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展。

6 結(jié)論與建議

6.1 結(jié)論

(1)該文以山東省龍口市為研究區(qū)，創(chuàng)新引入建設(shè)用地彈性系數(shù)，構(gòu)建包括社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境3個(gè)因素、19個(gè)因子的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，基于主成分分析法(PCA)，客觀評(píng)價(jià)2004—2015年龍口市土地可持續(xù)利用狀況與變化。

(2)2004年以來龍口市土地利用可持續(xù)發(fā)展綜合水平逐年提高，其中社會(huì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)水平持續(xù)上升，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)水平整體呈上升趨勢(shì)但波動(dòng)較大。到2015年，龍口市土地社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)利用水平達(dá)到相對(duì)最高值，發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)利用水平有待提高。

(3)人口變化與城鄉(xiāng)建設(shè)用地的增加不協(xié)調(diào)、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與建設(shè)用地的消耗不協(xié)調(diào)以及耕地環(huán)境污染可能成為目前龍口市土地可持續(xù)利用的制約因素。

6.2 建議

(1)強(qiáng)化“一戶一宅”制度，加強(qiáng)農(nóng)村宅基地登記管理，開展村莊用地整治及城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤，對(duì)閑置宅基地、閑置房屋進(jìn)行整治，加大村莊建設(shè)用地的“減量”力度，提高村莊用地集約度。

(2)繼續(xù)加大單位面積土地的投入程度，提高土地的產(chǎn)出效率，適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，全面優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加快經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。

(3)加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)建設(shè)，倡導(dǎo)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，合理進(jìn)行化肥、農(nóng)藥、塑料薄膜的使用，提高化肥農(nóng)藥利用率，鼓勵(lì)農(nóng)民增施有機(jī)肥，減少對(duì)耕地資源的污染，進(jìn)一步提高生態(tài)環(huán)境可持續(xù)性。