湖南省建設用地變化及影響因素分析

●王 賽 汪 雄 蔣子良 李榮榮

一、引言

在新型城市化的背景下，經濟的穩步增長，城市建設用地的擴張和變化是必然的發展趨勢①。城市建設用地作為城市經濟活動的重要載體，其擴張和變化受多重因素的影響②。隨著城鎮化的進程的加快，盲目的城市擴張、低效浪費違背空間屬性的土地開發等現象造成了城市周邊耕地的減少、城市用地矛盾的日益突出、糧食安全和生態安全日漸受到威脅③④。對城市建設用地變化過程、特征、機理和擴張驅動力的研究有助于探明城市的內在演化規律,可為指導土地合理利用,控制建設用地規模,保護生態環境提供科學依據⑤⑥⑦。本文在借鑒前人研究成果的基礎上⑧⑨⑩,選取湖南省作為研究區域，采用相對變化率模型和動態度模型對建設用地的變化進行分析研究，借助Arcgis 平臺對其空間差異進行可視化表達，并在此基礎上運用SPSS 軟件的相關性分析和主成分分析探討城市建設用地變化的主要影響因素，以期為城市土地資源的可持續利用提供相關參考。

二、研究數據和方法

（一）數據來源

湖南省城市建設用地數據主要來源于《中國城市建設統計年鑒》（2005—2016），社會經濟指標來源于《湖南省統計年鑒》（2005—2016）。

（二）研究模型和方法

1.土地利用的變化動態度。

式中：Ua、Ub表示研究期初及研究期末的該類型用地數量，T為研究時段。如果T 為年時，則K 表示年變化率。

2.土地利用類型相對變化率。

式中：R 為單一土地利用類型相對變化率，Ka、Kb分別為區域某一特定土地利用類型研究期初及研究期末的面積，Ca、Cb分別為全研究區域某一特定土地利用類型研究期初和研究期末的面積。

3. 主成分分析法。主成分分析法是根據各指標之間的相互關系,利用降維的思想將多個指標轉換為少數幾個互不相關的指標,降低指標冗余度的一種統計方法?。影響城市建設用地的因素指標繁多,指標之間關系復雜,主成分分析方法可以將多個相關指標變量轉化為少數不相關的主成分通過主成分來代替指標的原始信息。

三、研究結果與分析

（一）湖南省城市建設用地變化整體分析

1.建設用地總量變化。

圖1 湖南省2006—2016年建設用地總量變化

如圖1 可知，湖南省城市建設用地總量2006—2016年總體上呈現增加趨勢，經歷了快速增加—波動增加—緩慢增加的過程，其建設用地面積從2006年的1191.89km2增加到2016年1511.06km2，年增加率為2.68%，總的增加幅度較大，增長趨勢基本保持平穩。其中2009年建設用地快速增加，年變化率高；2013-2016年城市建設用地面積增加緩慢，年變化率較小。

2.建設用地的總體特征與動態變化。表1 表明，在湖南省建設用地類型結構中，居住用地是最主要的建設用地類型，2006年居住用地面積占建設用地總面積的比例為28.35%，并以每年0.71%的速度增長，2016年占比達到35.42%。分階段來看，2006—2016年期間面積占建設用地面積比例增加的建設用地類型有居住用地、公用設施用地和公共管理與商業服務業用地，年均增長比例分別為0.71%、0.15%和0.11%。2006—2016年期間面積占建設用地面積比例減少的建設用地類型有工業用地、物流倉儲用地和道路交通設施、綠地及廣場用地，年均減少比例分別為0.65%、0.04%和0.28%。2006—2011年工業用地面積增加了24.48km2，到了2016年面積有減少到201.98km2；物流倉儲用地先增加了18.95km2后減少的面積為13.82km2；道路交通設施、綠地及廣場用地也是經歷了先增加后減少的過程，增加和減少的面積分別為69.04km2和27.4km2。2006—2011年，湖南省大部分城市處于工業化初期階段，城市經濟的主要帶動核心是工業，很多工業企業布局在城市中心，工業用地面積增加；隨著工業化階段不斷發展，第三產業成為拉動城市經濟的發展支柱產業，經濟結構日趨步入理性區間，產業的升級必然會導致城市地區的工業用地數量的減少，商服及公共設施用地的增加。

表1 長沙市2006年、2011年和2016年建設用地類型結構

圖2 湖南省2006—2011年、2011—2016年和2006—2016年建設用地動態度

圖2 描繪了2006—2016年湖南省城市建設用地各類型的動態度變化情況。從圖2 可知建設用地各類型的動態度變化不大，表明湖南省2006—2016年的建設用地利用是比較穩定的。建設用地的動態度中，各用地類型在各時段的變化差異相對較大。其中，居住用地、物流倉儲用地和道路交通設施、綠地及廣場用地2006—2011年的動態度的絕對值大于2011—2016年各類建設用地的動態度,2006—2011年城市建成區處于發展的快速增長期，居住用地等其他城市建設用地類型增加的數量較多，其動態度絕對值比較大。由于國家戰略上保證基本農田數量，確保不突破耕地紅線和生態紅線，增加的城市建設用地數量變小，所以動態度絕對值較小。工業用地、公用設施用地和公共管理與商業服務業用地2006—2011年的動態度的絕對值小于2011—2016年。物流倉儲用地雖然面積最小，但相對變化量大，尤其隨著經濟的快速發展，近些年來城市地租地價的增加，高附加值高收益的第三產業慢慢替代了產能過剩、效益較低的第二產業，城市中物流倉儲用地大量減少，商業、服務業和公共管理用地快速增加。湖南省城市建設用地中的居住用地變化幅度十分明顯，尤其是2006—2011年期間，湖南省各市州的房地產發展十分迅速，使得居住用地面積大量增加，近些年來隨著抑制房地產過度開發的政策的施行，城市居住用地的增加速度有所減緩，2006—2011年湖南省城市建設用地中居住用地動態度是2011—2016年動態度的4.09 倍。

（二）湖南省城市建設用地的空間差異分析

通過計算2006—2016年湖南省14 個地級市建設用地的相對變化率，借助ArcGis 軟件繪制出2006—2016年湖南省各市建設用地相對變化率的格局分異圖（圖略），運用自然斷點法將14個市州的建設用地相對變化率的值分為了四類。按照建設用地變化的劇烈程度分別命名為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類和Ⅳ類，從Ⅰ類到Ⅳ類建設用地變化的劇烈程度依次升高，建設用地相對變化率的值依次增加。

Ⅰ類：湘潭市和婁底市，這兩個市建設用地變化劇烈程度低，低于湖南省全區平均水平。湘潭作為國家一五時期重點投資建設的老工業基地，工業基礎好，工業用地面積占比大。2002年后，在湘潭市“退二進三”的戰略目標下，城市為新產業發展提供了空間，建設用地向外擴張，但以工業為主導，其他產業共同發展的產業結構導致湘潭市城市建設用地變化平緩。同時，長株潭一體化發展進程中作為省會城市的長沙市和交通樞紐的株洲市的快速發展一定程度上擠壓了湘潭市建設用地變化程度。婁底市礦產資源豐富，對農業的依存度較高，城鎮化水平較低，建設用地變化劇烈程度低。

Ⅱ類：岳陽市、衡陽市、永州市和懷化市，這四個市的建設用地變化劇烈程度中等，接近或者低于湖南省全區平均水平。環長株潭城市群輻射帶動岳陽市和衡陽市的發展，懷化市是通往中國大西南最重要的鐵路交通樞紐，東中西部地區經濟要素雙向流動的過渡地帶，但同時這些地區是湖南省的糧食主產區，城市擴張不得占用基本農田，所以建設用地變化劇烈程度較為平緩。

首先，可以引導學生一邊學習理論知識、一邊優化實踐鍛煉。主要是因為僅掌握豐富的理論知識是難以順利、高效地完成各項工作的，必須要重視理論與實踐的有機整合，為今后的就業發展奠定良好基礎；其次，能夠引導學生提前了解社會。在應用工學結合這一模式之后，學生可以將所學知識真正應用到實踐當中，盡早地了解社會，懂得怎樣與員工和諧相處，也能夠為其辦事能力、性格品質等方面的進一步發展創造良好條件，為其成長計劃的制訂提供有力參考；最后，有助于學生制定更完善適合的職業目標。在實踐中，學生可以從不同層面來了解自己未來從事的行業，然后結合自身具體情況來制訂更適合自己的職業計劃，為自身價值的充分發揮提供有力支持[1]。

Ⅲ類：株洲市、常德市、邵陽市、張家界市和湘西土家族苗族自治州，這五個市的建設用地變化劇烈程度較高，高于湖南省全區平均水平。株洲市是國家級的鐵路樞紐，環長株潭城市群的核心城市，產業發展迅速，對建設用地數量需求高。張家界市和湘西土家族苗族自治州旅游資源豐富，在建設張吉懷精品生態文化旅游經濟帶的帶動下，結合地區自身優勢，旅游業發展迅速，建設用地擴張較快。

Ⅳ類：長沙市、益陽市和郴州市，這三個市的建設用地變化劇烈程度是最高的。長沙市是湖南省經濟、教育、文化的中心，城鎮化水平高,建設用地的需求量旺盛。益陽市東部緊靠省會長沙市，受到長株潭城市群輻射帶動效應最大，是承接長株潭地區產業和資本轉移的前沿陣地。郴州市位于湖南省東南部，緊鄰廣東省北部，郴州市積極參與“泛珠三角”區域經濟合作，很好地接受了“珠三角”的輻射，帶動了郴州產業和經濟的快速發展，建設用地擴張明顯。

四、湖南省建設用地變化的影響因素分析

（一）影響因素的選取

城市建設用地的變化是一個多因素共同作用的過程，影響城市建設用地變化的因素具有復雜性?。通過對大量相關文獻的研究分析可知，影響城市建設用地變化的因素主要包括地理環境因素、經濟發展因素、人口增長因素、交通基礎設施因素、社會文化和區域政策因素???。本文在綜合考慮湖南省各市州經濟的實際發展情況和數據的可獲取性，目標層選取了人口因素、經濟因素、交通因素和社會因素，指標層選取了14 個備選的因素影響指標。

通過相關性分析得出因變量和自變量的相關性，對上述的14 個備選的影響因素指標和因變量進行相關分析，得出兩者之間的相關系數，剔除相關系數較小的備選因素，最終得到10 個相關系數大于85%的顯著影響因子,包括城鎮人口（X2）、城鎮化率（X3）、GDP 總量（X4）、社會消費品零售總額（X5）、固定資產投資總額（X6）、進出口總額（X7）、一般公共預算收入（X8）、城市年末實有道路長度（X11）、城鎮居民人均可支配收入（X12）、房屋建筑施工面積（X13）。

（二）主成分分析

運用SPSS 軟件對上述指標進行主成分分析，表3 計算結果顯示，第一、第二和第三主成分的累積貢獻率達到92.511>85%，符合主成分分析要求。

通過計算各個影響因素的權重來表征在其建設用地變化中的相對重要程度，權重越高，則指標的重要性就越大，對于建設用地變化的影響就越高。由表4 可知，X2、X4、X5、X7、X11、X13的權重較高，是影響建設用地變化的主導因素。這六個因素反映了地區的經濟發達程度、城市居民人口及生活水平和道路的擴展，通過歸納總結，可以將影響建設用地變化的主要因素概括為城鎮人口數量增長及生活水平提高、經濟發展和城市道路或其他交通設施的建設等方面。

表2 湖南省城市建設用地變化影響因素

表3 特征值和主成分貢獻率

表4 顯著影響因素權重

（三）主要影響因素對建設用地變化影響的分析

1.經濟發展的影響。建設用地的變化與經濟發展關系密切。通過SPSS 軟件利用相關經濟指標進行相關分析可知（見表2），目標層經濟因素下的5 個指標的相關系數都超過了0.9，具有較強的正相關性。

2. 城鎮人口數量增長及生活水平提高的影響。2006年—2016年，湖南省城鎮人口由2455 萬人增加到3599 萬人，同期城鎮居民人均可支配收入飛速增加，從2006年的人均10504.7 元到2016年的人均31284 元，增幅達到197.81%。城鎮人口的增加和城鎮居民生活水平的提高對于建設用地的變化有顯著的影響，隨著城鎮居民收入的增加，生活水平的提高，人們對居住條件和環境提出了更高的要求，在一定程度上促進了城區居住用地和公園綠地面積的增加，此外還能推動居住用地向郊區延伸，擴展了建設用地的面積。城鎮化進程不斷加快，城鎮人口大量增加，造成人口的高度集聚，從而提高了對商服居住、文化休閑和娛樂設施等用地的需求，進而推動了建設用地的增加。

3. 城市道路完善的影響。經濟的發展和居民對于出行可達性和快捷性的需求促進了交通基礎設施的建設和完善，公路、鐵路、地鐵等多種交通干線的完善，會改變城市的交通條件，將促進城市交通干線建設用地的開發。2006年湖南省城市道路長度為6600 公里，2016年增加到12300 公里，增加了5700 公里，增幅為86.36%。城市道路的擴展，城市道路體系的完善，推動了建設用地面積的增加和范圍的擴大。

五、結論

本文采用土地利用動態度模型和相對變化率模型，并在此基礎上借助SPSS 軟件，綜合相關性分析和主成分分析等方法，對湖南省2006—2016年建設用地變化及其影響因素進行探討分析。結論如下：（1）從建設用地擴展規模來看，湖南省2006—2016年間建設用地面積增加了319.17km2，年平均增加31.92km2，經歷了快速增加—波動增加—緩慢增加的過程；從建設用地結構來看，居住用地、公用設施用地和公共管理與商業服務業用地占建設用地比例逐年增加，其中居住用地占建設用地比例最大，年平均增加率最高，達到0.71%。而工業用地、物流倉儲用地和道路交通設施、綠地及廣場用地占建設用地比例逐年減少。（2）湖南省建設用地變化劇烈程度存在明顯的區域差異，建設用地變化劇烈程度較高的地區受環長株潭城市群和“泛珠三角”區域輻射效應強，與承接經濟發達地區產業和資本轉移的示范區有較好的重合性。（3）湖南省建設用地變化主要受經濟發展、城鎮人口數量增長及生活水平提高和城市道路完善等因素的影響。

注釋：

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②劉瑞,朱道林,朱戰強,楊文治.基于Logistic 回歸模型的德州市城市建設用地擴張驅動力分析[J].資源科學,2009,31(11)：1919- 1926

③童陸億,胡守庚.中國主要城市建設用地擴張特征[J].資源科學,2016,38(01)：50- 61

④劉紀遠,劉文超,匡文慧,寧佳.基于主體功能區規劃的中國城鄉建設用地擴張時空特征遙感分析[J].地理學報,2016,71(03)：355- 369

⑤張潔,蔡逸濤,楊強,何立恒,曹新晴,侯莉莉,周墨.基于CA- SVM模型的莆田市城市擴張特征研究[J].南京林業大學學報(自然科學版),2018：1- 5

⑥陳江龍,高金龍,徐夢月,陳雯.南京大都市區建設用地擴張特征與機理[J].地理研究,2014,33(03)：427- 438

⑦舒幫榮,李永樂,曲藝,雍新琴,李鑫.不同職能城市建設用地擴張及其驅動力研究——基于中國137 個地級以上城市的考察[J].南京農業大學學報(社會科學版),2014,14(02)：86- 92

⑧趙可,張安錄,徐衛濤.中國城市建設用地擴張驅動力的時空差異分析[J].資源科學,2011,33(05)：935- 941

⑨許婧婧,陶文星,包廣靜,李智國.我國特大城市建設用地影響因素的地區差異[J].經濟地理,2006(S1)：152- 156

⑩張雪茹,尹志強,姚亦鋒,胡美娟,洪永勝.安徽省城市建設用地變化及驅動力分析[J].長江流域資源與環境,2016,25(04)：544- 551

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