不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素分析

魯春陽，高成全，楊慶媛，文 楓

(1.河南城建學(xué)院，河南平頂山 467001;2.西南大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，重慶 400715)

一直以來，城市土地利用結(jié)構(gòu)是城市土地利用及城市規(guī)劃研究的核心內(nèi)容之一［1－3］。目前，我國學(xué)者關(guān)于城市土地利用結(jié)構(gòu)的研究主要集中在結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)機(jī)制［4］、結(jié)構(gòu)利用效益［5］、結(jié)構(gòu)合理性［6－7］等領(lǐng)域，部分學(xué)者對全國、省域及城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)變化驅(qū)動(dòng)力［8－12］及模式［13－14］進(jìn)行了分析。但從城市性質(zhì)和職能的角度來探討城市用地結(jié)構(gòu)影響因素的還不深入、不系統(tǒng)。城市土地利用結(jié)構(gòu)受多種因素影響，其中，城市性質(zhì)和職能的差異是一個(gè)重要的因素，特別是對處于職能轉(zhuǎn)型的城市來說，合理的土地利用結(jié)構(gòu)是城市職能轉(zhuǎn)型的物質(zhì)基礎(chǔ)。本研究通過不同職能城市建設(shè)用地結(jié)構(gòu)影響因素分析，以期為我國不同職能城市用地結(jié)構(gòu)調(diào)控及優(yōu)化提供參考。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

城市土地利用數(shù)據(jù)來自《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)2007》，社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來自《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒2007》、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2007》以及各城市統(tǒng)計(jì)年鑒。研究對象為2007年全國地級以上規(guī)模城市，剔除樣本數(shù)據(jù)不全和異常數(shù)據(jù)的城市，研究范圍共包括261個(gè)城市。

1.2 研究方法

城市職能判斷分兩步進(jìn)行:第一步，對城市職能指標(biāo)進(jìn)行因子分析，計(jì)算主因子得分值;第二步，根據(jù)城市主因子得分值進(jìn)行聚類分析［15］，判斷城市職能類型。城市用地結(jié)構(gòu)影響因素分析采用主成分法和二元相關(guān)分析法［15］。利用主成分法厘定城市用地結(jié)構(gòu)主要影響因素，然后以信息熵［16］來表示土地利用結(jié)構(gòu)特征，采用二元相關(guān)分析法得出person相關(guān)系數(shù)，厘定各影響因素對城市用地結(jié)構(gòu)信息熵的相關(guān)性。

2 城市職能和用地結(jié)構(gòu)的影響因素

2.1 城市職能影響因素及指標(biāo)

關(guān)于城市職能的劃分，我國學(xué)者孫盤壽［17］、張文奎［18］，周一星［19］、田文祝［20］等從不同角度進(jìn)行了實(shí)證研究。影響城市職能的因素復(fù)雜多樣，且大部分城市又兼有幾種職能，因此，我國目前對城市職能的劃分尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。本研究從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、從業(yè)結(jié)構(gòu)、交通、環(huán)境5個(gè)方面選擇指標(biāo)對城市職能類型進(jìn)行劃分(表1)。

表1 城市職能分類指標(biāo)Tab.1 The index of urban function classification

從業(yè)結(jié)構(gòu)根據(jù)《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒2007》給出的勞動(dòng)力從業(yè)構(gòu)成統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對統(tǒng)計(jì)資料中的19個(gè)行業(yè)進(jìn)行剔除和歸并。其中，剔除了農(nóng)林牧漁業(yè)、水利環(huán)境和公共設(shè)施管理業(yè)、居民服務(wù)和其他服務(wù)業(yè)3個(gè)行業(yè);保留了建筑業(yè)、交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)、房地產(chǎn)業(yè)、公共管理和社會(huì)組織5個(gè)行業(yè);將采礦業(yè)、制造業(yè)、電力燃?xì)饧八纳a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)這3個(gè)行業(yè)合并為工業(yè);將批發(fā)零售業(yè)，住宿餐飲業(yè)，金融業(yè)，租賃和商務(wù)服務(wù)業(yè)，信息傳輸、計(jì)算機(jī)服務(wù)和軟件業(yè)5個(gè)行業(yè)合并為商貿(mào)零售業(yè);將教育業(yè)，衛(wèi)生、社會(huì)保障和社會(huì)福利業(yè)，文化、體育和娛樂業(yè)3個(gè)行業(yè)合并為科教文衛(wèi)業(yè)。

2.2 土地利用結(jié)構(gòu)影響因素及指標(biāo)

城市土地利用結(jié)構(gòu)的影響因素很多，既有自然地理環(huán)境、也有社會(huì)經(jīng)濟(jì)、制度和政策等方面的因素，由于城市中各種生產(chǎn)和消費(fèi)活動(dòng)都是城市用地的需求者，都能引致城市用地結(jié)構(gòu)的變化。因此，城市用地結(jié)構(gòu)主要是由市場需求決定的。由于政策對土地利用結(jié)構(gòu)的影響會(huì)體現(xiàn)在其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，鑒于數(shù)據(jù)的可得性，本研究主要從社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、人口等方面選擇指標(biāo)，在指標(biāo)選擇的主導(dǎo)性、代表性和針對性等原則的基礎(chǔ)上，選擇人均GDP(X1)、固定資產(chǎn)投資額(X3)、社會(huì)消費(fèi)品零售額(X5)、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重(X7)、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重(X8)、城市人口(X9)、城市化率(X10)、人均城市道路面積(X26)、人均綠地面積(X27)、工業(yè)總產(chǎn)值(X29)、人均居住用地面積(X30)共11個(gè)指標(biāo)。

3 結(jié)果分析

3.1 城市職能分類結(jié)果

借助SPSS軟件中的因子分析和聚類分析功能，提取城市職能的主因子，根據(jù)因子得分值，采用歐式距離測度261個(gè)樣本城市間的距離，選用組平均法計(jì)算類之間的距離，對樣本城市進(jìn)行歸類。結(jié)果顯示，影響城市職能的主因子有5個(gè)(表2):(1)第一主因子主要與城市人口，交通運(yùn)輸、倉儲(chǔ)和郵政業(yè)從業(yè)人員比重，商貿(mào)餐飲業(yè)從業(yè)人員比重，房地產(chǎn)從業(yè)人員比重，科教文衛(wèi)從業(yè)人員比重，公共管理和社會(huì)組織業(yè)從業(yè)人員比重，社會(huì)消費(fèi)品零售額，限額以上批發(fā)零售貿(mào)易業(yè)商品銷售總額，房地產(chǎn)投資額等指標(biāo)密切相關(guān);這類城市可表達(dá)為區(qū)域綜合性城市。(2)第二主因子在第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員比重和第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重上的載荷系數(shù)較高，代表以第二產(chǎn)業(yè)為主的城市。(3)第三主因子與公路客運(yùn)量、客運(yùn)總量、貨運(yùn)總量直接相關(guān)，反映了以交通運(yùn)輸職能為主的城市。(4)第四主因子與人均城市道路面積、每百人公共圖書館藏書量、建成區(qū)綠化覆蓋率相關(guān)，可表達(dá)為以文化旅游職能為主的城市。(5)第五主因子在城市化率和人均工業(yè)總產(chǎn)值上的載荷相對較高，在其他指標(biāo)上的載荷相對較小，且差距不大，反映了正處于工業(yè)化和城市化加速發(fā)展的城市;這類城市可歸納為地方中心城市。

表2 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣Tab.2 Rotation loading matrix

根據(jù)主因子得分值，結(jié)合各城市發(fā)展實(shí)際，利用聚類分析法，將261個(gè)地級城市分為5類(表3):區(qū)域綜合性城市(39個(gè))，主要是省會(huì)城市和副省級城市;第二產(chǎn)業(yè)城市(90個(gè));交通運(yùn)輸城市(18個(gè));文化旅游城市(34個(gè));地方中心城市(80個(gè))。

3.2 不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)信息熵

表3 城市職能分類結(jié)果Tab.3 The results of urban function classification

表4 不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)信息熵指數(shù)差異Tab.4 Difference of urban land use information entropy for different function cities

由表4可知:(1)地方中心城市內(nèi)部差異較大，區(qū)域綜合性城市差異最小。(2)區(qū)域綜合性城市土地利用結(jié)構(gòu)信息熵屬于高級的城市比例最高，為35.90%，說明區(qū)域綜合性城市的土地利用類型齊全程度最高，城市功能較為完善;其次是交通運(yùn)輸城市(33.33%)、地方中心城市(23.75%)、第二產(chǎn)業(yè)城市(16.67%);文化旅游城市土地利用信息熵屬于高級的城市比例最小，僅為11.76%。(3)不同職能城市土地利用信息熵以處于中等水平為主，區(qū)域綜合性城市、第二產(chǎn)業(yè)城市、交通運(yùn)輸城市、文化旅游城市、地方中心城市中土地利用多樣性處于中等水平的城市比例分別為58.97%，65.56%，50.00%，64.71%，56.25%，說明我國地級以上城市土地利用類型多樣性還有很大的提升空間。(4)區(qū)域綜合性城市中土地利用信息熵屬于低級的城市較少，僅占5.13%;其他職能城市中近1/5的城市土地利用多樣化程度不高，土地利用信息熵均小于1.70。

3.3 不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素

3.3.1 區(qū)域綜合性城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素。由表5可知，影響區(qū)域綜合性城市土地利用結(jié)構(gòu)的主因子有4個(gè)。第一主成分在固定資產(chǎn)投資額、社會(huì)消費(fèi)品零售額、城市人口、工業(yè)總產(chǎn)值4個(gè)變量上的載荷系數(shù)較大，反映了土地利用結(jié)構(gòu)與投資水平、商業(yè)經(jīng)濟(jì)和城市人口的關(guān)系密切。第二主成分在二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重上的載荷最大，其載荷系數(shù)分別為0.951，－0.943，反映產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與土地利用結(jié)構(gòu)的關(guān)系。第三主成分與人均城市道路面積、人均綠地面積和人均GDP有較大關(guān)系，反映了城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對土地利用的影響。第四主成分與人均居住面積載荷系數(shù)最大，為0.841，反映城市居民生活水平對土地利用結(jié)構(gòu)的影響。從信息熵與4個(gè)主因子的相關(guān)系數(shù)看，土地利用信息熵與第一主成分和第三主成分呈正相關(guān)，與第二主成分和第四主成分呈負(fù)相關(guān)。在顯著性水平0.05下，反映城市居民生活水平的第四主成分對土地利用信息熵的影響最為顯著，其相關(guān)系數(shù)達(dá)到 －0.898。

3.3.2 第二產(chǎn)業(yè)城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素。由表6可知:第一主成分在工業(yè)總產(chǎn)值、社會(huì)消費(fèi)品零售額、固定資產(chǎn)投資額載荷系數(shù)分別為 0.927，0.940，0.939，反映城市的經(jīng)濟(jì)因素。第二主成分與二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重相關(guān)性最大，反映了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對土地利用的影響。第三主成分與人均城市道路面積、人均綠地的相關(guān)性較大，說明城市基礎(chǔ)設(shè)施水平對土地利用結(jié)構(gòu)的影響。第四主成分在人均居住用地面積上的載荷系數(shù)最大，為0.903。從各主成分與土地利用信息熵的相關(guān)系數(shù)看，經(jīng)濟(jì)因素、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)社會(huì)水平與土地利用信息熵的相關(guān)系數(shù)分別為 0.578，0.671，0.574。在顯著性水平0.01下，顯著相關(guān)只有以人均居住用地面積為代表的反映生活水平的第四主因子，其相關(guān)系數(shù)為－0.895。

表5 影響區(qū)域綜合性城市用地結(jié)構(gòu)的主因子及與信息熵相關(guān)系數(shù)Tab.5 The principal component of affecting urban land use structure and correlation coefficient with information entropy of regional comprehensive city

表6 影響第二產(chǎn)業(yè)城市用地結(jié)構(gòu)的主因子及與信息熵相關(guān)系數(shù)Tab.6 The principal component of affecting urban land use structure and correlation coefficient with information entropy of industrial city

3.3.3 交通運(yùn)輸城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素。如表7所示，影響交通運(yùn)輸城市土地利用結(jié)構(gòu)的主因子有3個(gè)。第一主成分在固定資產(chǎn)投資額、社會(huì)消費(fèi)品零售額、工業(yè)總產(chǎn)值的載荷系數(shù)分別為 0.937，0.967，0.891，反映土地利用結(jié)構(gòu)與城市經(jīng)濟(jì)因素較為密切。第二主成分在人均綠地面積、人均城市道路面積的載荷系數(shù)較大，說明城市基礎(chǔ)設(shè)施水平對土地利用的影響。第三主成分與人均居住用地面積、三產(chǎn)比重相關(guān)性較大，反映社會(huì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是土地利用結(jié)構(gòu)的影響因素。在顯著性水平0.01下，與土地利用信息熵顯著相關(guān)的是反映社會(huì)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的第三主成分，相關(guān)系數(shù)為－0.974。經(jīng)濟(jì)因素與基礎(chǔ)設(shè)施水平與土地利用信息熵的相關(guān)系數(shù)分別為 0.561，0.722。

表7 影響交通城市用地結(jié)構(gòu)的主因子及與信息熵相關(guān)系數(shù)Tab.7 The principal component of affecting urban land use structure and correlation coefficient with information entropy of transportation city

3.3.4 文化旅游城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素。由表8可知，影響文化旅游城市土地利用結(jié)構(gòu)的主因子有4個(gè)。第一主成分社會(huì)消費(fèi)品零售額、固定資產(chǎn)投資額、城市人口、工業(yè)總產(chǎn)值的載荷系數(shù)較大，分別為0.970，0.965，0.957，0.935，反映投資能力、商業(yè)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)化水平和城市人口對土地利用結(jié)構(gòu)的影響。第二主成分與二、三產(chǎn)業(yè)比重相關(guān)性較大，載荷系數(shù)分別為0.935，－0.977。第三主成分與人均居住面積直接相關(guān)，載荷系數(shù)為0.860。第四主成分與人均綠地相關(guān)，載荷系數(shù)為0.904。在顯著性水平0.05下，第三主成分與土地利用信息熵顯著相關(guān)，其person相關(guān)系數(shù)為－0.850。在顯著性水平0.01下，第二主成分與土地利用信息熵顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為－0.947。第一主成分和第四主成分與土地利用信息熵的相關(guān)系數(shù)分別為 0.547，－0.590。

3.3.5 地方中心城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素。由表9可知，影響地方中心城市土地利用結(jié)構(gòu)的主因子有3個(gè)。第一主成分主要與社會(huì)消費(fèi)品零售額、固定資產(chǎn)投資額、城市人口、工業(yè)總產(chǎn)值相關(guān)，載荷系數(shù)分別為0.911，0.844，0.857，0.769。第二主成分與人均城市道路面積、人均綠地面積、城市化率有較大關(guān)系，說明城市化水平和基礎(chǔ)設(shè)施水平對土地利用結(jié)構(gòu)的影響較大。第三主成分與二、三產(chǎn)業(yè)比重相關(guān)，載荷系數(shù)分別為0.820，－0.832?？傮w上，3個(gè)主成分與土地利用信息熵的person相關(guān)系數(shù)都沒有達(dá)到顯著性水平，其相關(guān)系數(shù)分別為 0.534，－0.624，0.655。

表8 影響文化旅游城市用地結(jié)構(gòu)的主因子及與信息熵相關(guān)系數(shù)Tab.8 The principal component of affecting urban land use structure and correlation coefficient with information entropy of culture and tourism city

表9 影響地方中心城市用地結(jié)構(gòu)的主因子及與信息熵相關(guān)系數(shù)Tab.9 The principal component of affecting urban land use structure and correlation coefficient with information entropy of local central city

3.3.6 小結(jié)。從不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)的主要影響因素可以看出以下特征。(1)經(jīng)濟(jì)因素是影響土地利用結(jié)構(gòu)的主要因素和根本動(dòng)力。經(jīng)濟(jì)總量的不斷增加在促使城市規(guī)模不斷擴(kuò)張的同時(shí)，城市內(nèi)部用地結(jié)構(gòu)也在不斷進(jìn)行重組，這些都引致工業(yè)用地、商業(yè)用地、交通用地等需求量增加和空間布局的變遷。其中，第二產(chǎn)業(yè)城市和交通運(yùn)輸城市與工業(yè)的關(guān)聯(lián)強(qiáng)于其他職能城市。(2)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響土地利用結(jié)構(gòu)的直接動(dòng)力。城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展實(shí)際上是通過城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷變革與升級完成的。由于不同產(chǎn)業(yè)對土地區(qū)位有不同的需求，在產(chǎn)業(yè)置換的過程中，原有的產(chǎn)業(yè)由于在土地競爭中的劣勢而在外圍選擇聚集效應(yīng)較高、地租和勞動(dòng)力便宜的地區(qū)，最終對城市用地結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)在驅(qū)動(dòng)。從主成分分析的結(jié)果可知，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對交通運(yùn)輸城市和地方中心城市的影響排在第3位，而其他職能城市影響土地利用結(jié)構(gòu)的第2個(gè)主要因素均是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。(3)基礎(chǔ)設(shè)施水平也是影響土地利用結(jié)構(gòu)的重要因素，城市快速交通及軌道交通等不僅提高了人們出行的效率，同時(shí)也影響城市用地結(jié)構(gòu)變化。如在軌道交通停站點(diǎn)周圍一定范圍內(nèi)，極大地帶動(dòng)了居住用地、商服業(yè)及公共設(shè)施用地的發(fā)展。(4)城市人口對土地利用結(jié)構(gòu)的影響體現(xiàn)在人口的增長對住房、交通、公共設(shè)施等用地需求量的增加方面。城市發(fā)展的最終目標(biāo)是為城市居民提供宜居的生產(chǎn)和生活環(huán)境，其中，人均居住用地和人均綠地面積增加說明城市發(fā)展過程中社會(huì)文明進(jìn)步的程度。

4 結(jié)論

(1)根據(jù)城市職能主因子得分，結(jié)合城市規(guī)劃及城市發(fā)展實(shí)際，可以把地級以上城市分為區(qū)域綜合性城市、第二產(chǎn)業(yè)城市、交通城市、文化旅游城市和地方中心城市5類。(2)不同職能城市土地利用信息熵以中等水平為主。區(qū)域綜合性城市土地利用信息熵指數(shù)較高，且內(nèi)部差異小，而地方中心城市內(nèi)部差異較大。不同職能城市土地利用類型多樣性還有很大的提升空間。(3)不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素的次序和影響程度異質(zhì)性顯著。經(jīng)濟(jì)因素是影響土地利用結(jié)構(gòu)的主要因素和根本動(dòng)力;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是影響土地利用結(jié)構(gòu)的直接動(dòng)力;交通設(shè)施水平、城市人口及社會(huì)進(jìn)步等因素都對城市土地利用結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

本研究對不同職能城市土地利用結(jié)構(gòu)影響因素的分析，得出的結(jié)論對城市用地調(diào)控具有一定的參考意義。但由于只分析了地級以上的城市，沒有涉及到縣城，且研究以靜態(tài)分析為主，沒有從動(dòng)態(tài)發(fā)展角度對不同職能城市用地結(jié)構(gòu)影響因素的演變規(guī)律進(jìn)一步地挖掘。即使同一職能類型城市，由于受自然條件、經(jīng)濟(jì)水平等因素的影響，土地利用結(jié)構(gòu)的差異也較大，說明影響土地利用結(jié)構(gòu)的因素較為復(fù)雜，今后還需進(jìn)一步地深入研究，為我國城市用地結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)制定及用地結(jié)構(gòu)調(diào)控提供科學(xué)、準(zhǔn)確的依據(jù)。

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