基于主成分分析法評(píng)價(jià)南寧市區(qū)土地集約利用水平

黃天能　楊楠　莫柳妮

摘 要 利用主成分分析法，評(píng)價(jià)南寧市6個(gè)行政區(qū)土地集約利用程度，結(jié)果表明：各行政區(qū)土地集約利用程度相差較大。其中，良慶區(qū)、青秀區(qū)土地集約利用水平較高，西鄉(xiāng)塘區(qū)次之，興寧區(qū)、江南區(qū)和邕寧區(qū)土地集約利用水平較低；土地集約利用水平與土地利用強(qiáng)度呈正相關(guān)關(guān)系；土地集約利用水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的關(guān)系具有兩面性。

關(guān)鍵詞 土地集約利用；主成份分析；廣西南寧市

中圖分類號(hào)：F293.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1673-890X（2015）18--03

土地是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化和城市化進(jìn)程的加快，城市建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，對(duì)耕地資源的威脅不斷加大，城市存量土地粗放利用的現(xiàn)象也非常突出。因此，在人地矛盾異常突出的情況下，研究城市土地的集約利用，對(duì)合理優(yōu)化配置有限城市土地資源，提高土地利用水平，引導(dǎo)城市土地利用方式由外延擴(kuò)張向外延擴(kuò)張與內(nèi)涵挖潛相結(jié)合轉(zhuǎn)化都具有重要的意義[1]。南寧市是廣西壯族自治區(qū)的首府，隨著城市化的快速發(fā)展，土地資源面臨的壓力很大，因此，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行土地集約利用程度的研究，能為區(qū)域性城市土地的集約利用、經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整以及區(qū)域政策的制定提供科學(xué)的依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

南寧市是廣西的政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心，地處東經(jīng)106°33〞～109 °36〞，北緯21°36〞～24°02〞，總面積2.28萬(wàn)km2，總?cè)丝?86.8萬(wàn)，城區(qū)人口170多萬(wàn)，是廣西政治、經(jīng)濟(jì)、信息、文化中心。南寧背靠大西南，面向東南亞，毗鄰粵港澳，具有得天獨(dú)厚的區(qū)位優(yōu)勢(shì)和地緣優(yōu)勢(shì)，是我國(guó)華南、西南和東南亞經(jīng)濟(jì)圈的結(jié)合部，是“南貴昆”經(jīng)濟(jì)區(qū)和環(huán)北部灣沿岸的重要經(jīng)濟(jì)中心城市，是我國(guó)大西南地區(qū)與粵、瓊、港、奧以及整個(gè)東南亞的連結(jié)點(diǎn)和樞紐城市。全地區(qū)轄西鄉(xiāng)塘區(qū)、青秀區(qū)、江南區(qū)、興寧區(qū)、良慶區(qū)、邕寧區(qū)、橫縣、賓陽(yáng)、上林、隆安、馬山等縣區(qū)（本文研究對(duì)象為市區(qū)內(nèi)的6個(gè)行政區(qū)）。

2 研究方法

2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

根據(jù)城市土地集約利用概念與內(nèi)涵，遵循主導(dǎo)因素原則、系統(tǒng)性原則、層次性原則、可操作性原則、定性分析與定量分析相結(jié)合的原則建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[2]。從土地經(jīng)濟(jì)效益、土地利用程度、投入強(qiáng)度和可持續(xù)利用度等方面選取8個(gè)具體指標(biāo)來(lái)構(gòu)建南寧市土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。詳見(jiàn)表1。

表 1 南寧市區(qū)土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

評(píng)價(jià)因子 指標(biāo)定義

城市人口密度（X1） 城市總?cè)丝谂c建成區(qū)的面積比值

單位土地二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（X2） 單位城市建設(shè)面積產(chǎn)生的二三產(chǎn)業(yè)值

城市工業(yè)用地效益（X3） 工業(yè)用地單位面積上的工業(yè)產(chǎn)值

人均建設(shè)用地面積（X4） 城市人均擁有的建設(shè)用地面積

城市地均財(cái)政收入（X5） 建成區(qū)單位面積產(chǎn)生的財(cái)政收入

城市地均GDP（X6） 建成區(qū)單位面積產(chǎn)生的城市GDP

城市人均道路用地（X7） 城市道路面積與城市總?cè)丝谥?/p>

單位城市用地固定資產(chǎn)投資（X8） 單位城市建設(shè)面積上的固定資產(chǎn)投資額

2.2 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理

收集指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算求出各評(píng)價(jià)指標(biāo)原始值，然后用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果見(jiàn)表2，按公式（1）進(jìn)行計(jì)算[3]：

（1）

式中：Zij為標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化處理值，Xij為評(píng)價(jià)因子值，為評(píng)價(jià)因子均值，δj為標(biāo)準(zhǔn)差。

表2 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理后數(shù)據(jù)

變量

行政區(qū) ZX1 ZX2 ZX3 ZX4 ZX5 ZX6 ZX7 ZX8

興寧區(qū) -0.29 -0.74 -0.74 -0.17 -0.44 -0.76 0.47 -0.69

青秀區(qū) 0.02 0.29 0.17 -0.38 2.00 0.28 -0.36 1.92

江南區(qū) -0.52 -0.83 -0.79 0.04 -0.54 -0.90 -0.33 -0.72

西鄉(xiāng)塘區(qū) 0.38 -0.14 -0.10 -0.55 0.00 -0.24 -1.18 -0.05

邕寧區(qū) 1.69 -0.45 -0.44 -0.88 -0.46 -0.22 -0.34 -0.54

良慶區(qū) -1.28 1.86 1.90 1.94 -0.56 1.85 1.74 0.09

2.3 構(gòu)建相關(guān)系數(shù)矩陣

（2）

對(duì)上述標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)，將其帶入公式（2）進(jìn)行計(jì)算，得到相關(guān)系數(shù)矩陣，其結(jié)果詳見(jiàn)表3。式中：rij表示相關(guān)系數(shù)值；xi、xj為算數(shù)平均值。

表3 相關(guān)系數(shù)矩陣

Z（X1） Z（X2） Z（X3） Z（X4） Z（X5） Z（X6） Z（X7） Z（X8）

Z（X1） 1.00

Z（X2） -0.51 1.00

Z（X3） -0.52 1.00 1.00

Z（X4） -0.83 0.81 0.83 1.00

Z（X5） 0.08 0.10 0.05 -0.28 1.00

Z（X6） -0.43 0.99 0.99 0.78 0.09 1.00

Z（X7） -0.65 0.67 0.68 0.87 -0.31 0.68 1.00

Z（X8） -0.09 0.42 0.37 0.01 0.95 0.40 -0.07 1.00

2.4 計(jì)算特征值和主成份貢獻(xiàn)率

由相關(guān)系數(shù)矩陣，經(jīng)SPSS軟件計(jì)算特征值、各個(gè)主成份的貢獻(xiàn)率與累計(jì)貢獻(xiàn)率。按特征根大于1的原則和累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到85%～95%的原則選取主成分，根據(jù)表4可知，第二主成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率為87.995%，說(shuō)明前兩個(gè)主成份可以反映出指標(biāo)中所包含的信息，故只需求出第一、第二主成份ZX1、ZX2即可。計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表5。

表4 主成份載荷

變量 主成份

z1 z2

x1 -0.707 0.201

x2 0.956 0.18

x3 0.958 0.13

x4 0.938 -0.297

x5 -0.017 0.971

x6 0.936 0.179

x7 0.828 -0.365

x8 0.291 0.947

表5 特征值及主成份貢獻(xiàn)率表

主成分 特征值 貢獻(xiàn)率/% 累積貢獻(xiàn)率/%

1 4.857 60.71 60.71

2 2.183 27.284 87.995

3 0.721 9.006 97.001

4 0.232 2.898 99.899

5 0.008 0.101 100

6 7.13E-17 8.91E-16 100

7 -5.21E-17 -6.51E-16 100

8 -4.44E-16 -5.55E-15 100

2.5 計(jì)算主成份載荷

對(duì)于特征值λ1=4.857，λ2=2.183分別求出其特征向量e1、e2，再用公式（3）計(jì)算各變量×1、×2，…，×8在主成分z1、z2上的載荷，結(jié)果詳見(jiàn)表5。

lij=p（zi，xj）=eij（i， j=1，2，…，p） （3）

從表5可以看出：第一主成分與單位土地二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值（X2）、城市工業(yè)用地效益（X3）、人均建設(shè)用地面積（X4）、城市地均GDP（X6）、城市人均道路用地（X7）有較大的正相關(guān)性，與城市人口密度（X1）有較大的負(fù)相關(guān)，是反映土地利用強(qiáng)度的指標(biāo)。第二主成份與城市地均財(cái)政收入（X5）、單位城市用地固定資產(chǎn)投資（X8）有較大的正相關(guān)，是反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)土地集約利用影響的指標(biāo)。結(jié)果表明，單位土地二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、城市工業(yè)用地效益、人均建設(shè)用地面積、城市人口密度、城市用地固定資產(chǎn)投資是土地集約利用程度的主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素。

2.6 計(jì)算主成分得分

計(jì)算各區(qū)在第一、二主成分上的得分，結(jié)果詳見(jiàn)表7。如果一個(gè)區(qū)域在某一主成分上的得分為正，則意味著這一區(qū)域的該主成分在平均發(fā)展水平之上；反之，得分為負(fù)則表明在平均水平之下。

表6 主成份得分系數(shù)矩陣表

第一主成份 第二主成份

y1 -0.1455 0.0920

y2 0.1968 0.0824

y3 0.1972 0.0594

y4 0.1931 -0.1360

y5 -0.0035 0.4449

y6 0.1927 0.0818

y7 0.1705 -0.1670

y8 0.0599 0.4340

表7 各區(qū)在主成份上的得分

第一主成份得分（F1） 第二主成份得分（F2）

興寧區(qū) -0.38705 -0.74531

青秀區(qū) 0.1141 1.89245

江南區(qū) -0.50705 -0.74246

西鄉(xiāng)塘區(qū) -0.46008 0.24906

邕寧區(qū) -0.72151 -0.19234

良慶區(qū) 1.96159 -0.46139

由主成份得分系數(shù)矩陣（表6）和標(biāo)準(zhǔn)化處理數(shù)據(jù)可以計(jì)算出第一主成分、第二主成分的分值，按公式（4）和（5）進(jìn)行計(jì)算 ，計(jì)算結(jié)果詳見(jiàn)表7。

F1=-0.1455×y1+0.1698×y2+0.1972×y3+0.1931×y4-0.0035×y5+0.1927×y6+0.1705×y7+0.0599×y8 （4）

F2=0.0920×y1+0.0824×y2+0.0594×y3-0.1360×y4+0.4449×y5+0.0818×y6-0.1670×y7+0.4340×y8 （5）

2.7 計(jì)算各行政區(qū)的集約度分值

在計(jì)算各行政區(qū)的集約度分值時(shí)，以第一主成份、第二主成份的貢獻(xiàn)率作為計(jì)算系數(shù)，按公式（6）進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)果詳見(jiàn)表8。

∑F=0.6071×F1+0.27284×F2 （6）

表8 南寧市各行政區(qū)土地集約利用水平的主成份得分

第一主成份得分 第二主成份得分 綜合得分 位次

興寧區(qū) -0.38705 -0.74531 -0.43833 4

青秀區(qū) 0.11410 1.89245 0.58561 2

江南區(qū) -0.50705 -0.74246 -0.51040 6

西鄉(xiāng)塘區(qū) -0.46008 0.24906 -0.21136 3

邕寧區(qū) -0.72151 -0.19234 -0.49051 5

良慶區(qū) 1.96159 -0.46139 1.06500 1

從表8可以看出，第一主成分得分最高的是良慶區(qū)，分值為1.961 59，其次為青秀區(qū)，分值為0.114 10；第二主成份得分最高的是青秀區(qū)，分值為1.892 45，其次為西鄉(xiāng)塘區(qū)，分值為0.249 06；綜合主成份得分在平均土地集約水平之上的為良慶區(qū)和青秀區(qū)，西鄉(xiāng)塘區(qū)則位于平均水平，江南區(qū)、興寧區(qū)和邕寧區(qū)土地集約利用水平最低。若將這6個(gè)行政區(qū)的土地集約利用水平分為三個(gè)等級(jí)，則良慶區(qū)、青秀區(qū)為集約利用，西鄉(xiāng)塘區(qū)為中度集約利用，興寧區(qū)、江南區(qū)和邕寧區(qū)為粗放集約利用。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

經(jīng)主成分分析結(jié)果顯示，良慶區(qū)、青秀區(qū)土地集約利用水平較高，西鄉(xiāng)塘區(qū)次之，興寧區(qū)、江南區(qū)和邕寧區(qū)土地集約利用水平較低。土地集約利用水平與土地利用強(qiáng)度有較大的正相關(guān)關(guān)系。當(dāng)對(duì)某一區(qū)域的固定資產(chǎn)投資加大時(shí)，會(huì)改善該區(qū)域的基礎(chǔ)設(shè)施水平，提高其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，進(jìn)而提高單位土地的產(chǎn)出效益，提高土地集約利用水平。

土地集約利用水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的關(guān)系具有兩面性。一方面，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展直接導(dǎo)致土地需求的增加，盲目擴(kuò)張、土地閑置等一系列問(wèn)題；另一方面，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為人類進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用城市土地提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和資金保障，為提高土地的集約利用水平提供了可能[4]。

3.2 建議

3.2.1 加強(qiáng)土地集約利用意識(shí)

南寧市人多地少，后備土地資源匱乏，面對(duì)日益加劇的土地供需矛盾，政府部門應(yīng)按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，切實(shí)增強(qiáng)節(jié)約、集約用地的責(zé)任感和自覺(jué)性，牢固樹(shù)立“只有依法集約用地，才能保障發(fā)展用地”的新觀念，通過(guò)內(nèi)涵挖潛、提高利用強(qiáng)度、控制用地規(guī)模等途徑，合理配置有限的土地資源，不斷提高土地利用效率和經(jīng)濟(jì)效益，全面實(shí)現(xiàn)土地利用從粗放型向集約型方式的根本轉(zhuǎn)變[5]。

3.2.2 合理調(diào)整用地布局

嚴(yán)格按照生產(chǎn)力布局規(guī)劃、土地利用總體規(guī)劃和城市建設(shè)總體規(guī)劃，合理調(diào)整用地布局，優(yōu)化土地資源配置。加快工業(yè)項(xiàng)目向經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)和工業(yè)功能區(qū)集中、人口向城鎮(zhèn)集中、住宅向社區(qū)集中，最大限度地發(fā)揮土地的集聚效應(yīng)。

3.2.3 清理閑置土地，盤活存量土地

政府部門應(yīng)加大力度開(kāi)展存量土地的調(diào)查清理盤活工作，重點(diǎn)加大對(duì)已出讓土地的清理力度。

3.2.4 加強(qiáng)舊城改造工作，提高基礎(chǔ)設(shè)施水平

對(duì)舊城區(qū)的交通、水利等基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造，提高居民的生活水平，改善基礎(chǔ)設(shè)施的完善程度，拆舊建新，合理布局，重新規(guī)劃，提高土地集約利用水平。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)任編輯：劉昀）