基于PSR模型的邯鄲市城市土地集約利用評價(jià)

李立，王佳，章靜敏

（河北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，天津300401）

基于PSR模型的邯鄲市城市土地集約利用評價(jià)

李立，王佳，章靜敏

（河北工業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，天津300401）

以邯鄲市為例，從《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》收集相關(guān)數(shù)據(jù)，在已有研究的基礎(chǔ)上結(jié)合PSR模型，用主成分分析法、相關(guān)性分析法和熵值法建立了一個城市土地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系，并對邯鄲市進(jìn)行實(shí)證研究，分析每年的土地集約利用情況及其原因.結(jié)果發(fā)現(xiàn)邯鄲市的土地集約度不斷上升，城市土地壓力主要表現(xiàn)在人口與環(huán)境方面，狀態(tài)主要表現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)與民生方面，響應(yīng)與政府政策緊密相關(guān).證明邯鄲市的土地利用情況雖然不斷好轉(zhuǎn)，但是仍然有很大的提升空間，并且提出了加大工業(yè)技術(shù)整改力度、加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、保護(hù)環(huán)境、改善民生四方面建議.

城市土地；集約利用；PSR模型；熵值法；邯鄲市

0 引言

近年來，我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，進(jìn)而帶動了城市化進(jìn)程，城市人口不斷增長，人們活動范圍不斷擴(kuò)大，因此城市人口對土地的需求漸漸增加，人們也逐步認(rèn)識到土地資源的稀缺性[1].在這種情況下，實(shí)現(xiàn)城市土地的集約利用就成為了解決當(dāng)前問題的有效途徑，評估城市土地的集約利用情況成為十分重要課題.因此，建立合適的評價(jià)指標(biāo)體系，并用相關(guān)方法評價(jià)土地的集約利用情況，從而提出改進(jìn)建議對于城市的可持續(xù)發(fā)展是有重要意義的.

城市土地集約利用的研究在國外開始較早，現(xiàn)階段已有大量的綜合模型.近些年來，我國學(xué)者已經(jīng)用一些方法對城市土地集約利用情況進(jìn)行了評價(jià)，并分析總結(jié)了這些方法的優(yōu)缺點(diǎn).彭沖等人采用理論分析法和主成分分析法，使用經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)及產(chǎn)業(yè)用地指標(biāo)，研究了我國2003～2012年的城市土地集約利用的空間集聚化與分異[2]；楊靜從土地投入強(qiáng)度、產(chǎn)出效益和利用強(qiáng)度三方面建立評價(jià)指標(biāo)體系，采用熵值法對四川省的城市土地集約利用進(jìn)行了評價(jià)[3]；岳秋麗等利用經(jīng)濟(jì)類指標(biāo)以及各類人均用地指標(biāo)，采用熵值法研究了江蘇省的各個地區(qū)的城市土地集約利用情況[4].由近幾年的研究可以看出，我國學(xué)者主要是進(jìn)行了省、國家級的宏觀的土地集約研究，而對具體城市進(jìn)行分析的并不多.邯鄲是一座以工業(yè)為主，各種新興產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的城市.該市響應(yīng)國家號召，積極穩(wěn)妥地進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改善.近些年，邯鄲市的土地利用處于逐漸向集約利用過渡.

因此以邯鄲市為例，采用主成分分析以及熵值法，在文獻(xiàn)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合PSR模型建立一個客觀的城市土地集約利用的評價(jià)指標(biāo)體系，分析邯鄲市的城市土地集約利用現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)問題、提出建議，為政府制定城市土地利用方針政策提供參考.

1 相關(guān)理論

1.1 土地集約利用的概念

城市土地集約利用是以布局合理、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，通過整合規(guī)劃土地、出臺相關(guān)政策等途徑來滿足人們對土地的更多需求，并取得良好的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益[6].

1.2 PSR概念框架內(nèi)涵

PSR，即pressure-state-response（壓力-狀態(tài)-響應(yīng)）模型，是1種常用于評估生態(tài)系統(tǒng)是否健康的模型，主要用于環(huán)境質(zhì)量評估[7-9].近年來，學(xué)者逐漸將其用于土地集約利用度評估，反映土地壓力、狀態(tài)、響應(yīng)的相互影響[2-5].

PSR模型分為3類指標(biāo)，壓力指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)以及響應(yīng)指標(biāo)，其中，壓力指標(biāo)指的是人類活動對環(huán)境的影響，是反映環(huán)境由于人類活動的變化狀況的.狀態(tài)指標(biāo)指的是此時間段內(nèi)環(huán)境的狀態(tài)以及環(huán)境的變化情況.響應(yīng)指標(biāo)指的是社會和個人采取的相應(yīng)的改進(jìn)措施.PSR模型用這3類指標(biāo)回答了“是什么、為什么、怎么辦”的問題，幫助解決可持續(xù)發(fā)展問題[10].

1.3 城市土地集約利用的PSR框架

城市土地集約利用面臨的“壓力”主要是人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等對土地承載力的要求.土地的“狀態(tài)”主要指城市土地當(dāng)下所承載的各項(xiàng)人均指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r、以及環(huán)境情況.“響應(yīng)”主要指政府對于城市土地面臨的壓力以及狀態(tài)采取的相應(yīng)措施.

2 指標(biāo)的篩選及評價(jià)指標(biāo)體系的建立

2.1 主成分分析法篩選指標(biāo)

根據(jù)已有的研究成果[12-14]以及上述的概念內(nèi)涵，遵循評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建的基本原則，進(jìn)行指標(biāo)的初步選?。ㄒ姳?）.

然后在具體數(shù)據(jù)2的基礎(chǔ)上，運(yùn)用spss19.0進(jìn)行主成分分析，得出各主成分的方差貢獻(xiàn)率及特征值（見表2、表3），將主成分中小于0.1的指標(biāo)篩去，對剩下的指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析（見表4），并結(jié)合指標(biāo)涵義進(jìn)行篩選.

表3中第1主成分中，X9、X10、X6的系數(shù)均小于0.1，這表明這些變量對各自所在主成分影響可以忽略不計(jì)，因此可以從第1主成分中刪除.因?yàn)?個主成分的貢獻(xiàn)率分別為40.725%、35.892%、17.389%，所以在第1主成分中，我們選取4個指標(biāo)，分別為：X1、X4、X7、X5；在選取的指標(biāo)中，根據(jù)上述的主成分分類，將各個主成分挑選出來的指標(biāo)再用相關(guān)分析法做進(jìn)一步的篩選，相關(guān)系數(shù)如表4所示。

由表4分析可知，X1與X4高度相關(guān)，X1描述的是人口密度，X4描述的是人口增長率與建設(shè)用地增長率的關(guān)系，都是表述人口對土地的壓力，是以刪除X4；X7與X5相關(guān)度在檢測臨界值以內(nèi)，是以不做刪除.

根據(jù)上述方法，將壓力指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)和響應(yīng)指標(biāo)篩選出來，構(gòu)成評價(jià)指標(biāo)體系.

2.2 熵值法確定指標(biāo)權(quán)重

由熵值法計(jì)算指標(biāo)權(quán)重，公式為：1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理：

表1 指標(biāo)的初步選取Tab.1 Preliminary selection of indicators

表2 指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值及方差貢獻(xiàn)率Tab.2 Eigenvalue and variance contribution ratio of index correlation coefficient matrix

正向指標(biāo)：

負(fù)向指標(biāo)：

2）計(jì)算第i年份第j項(xiàng)指標(biāo)值的比重：

3）計(jì)算指標(biāo)信息熵：

4）計(jì)算信息熵冗余度：

5）計(jì)算指標(biāo)權(quán)重：

式中：Xij表示第i個年份第j項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的數(shù)值，min{Xij}和max{Xij}分別為所有年份中第j項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)的最小值和最大值，k=1/lnm，其中m為評價(jià)年數(shù)，n為指標(biāo)數(shù).

根據(jù)上述方法公式結(jié)合原始數(shù)據(jù)計(jì)算，得到評價(jià)指標(biāo)體系及各指標(biāo)權(quán)重（如表1所示）.

3 實(shí)例研究——邯鄲市

3.1 區(qū)域概況

邯鄲市是一座以工業(yè)為主，各種新興產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展的城市，政府積極響應(yīng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，逐漸過渡為以第三產(chǎn)業(yè)為主.2014年，第三產(chǎn)業(yè)GDP所占比重已達(dá)47.01%.市轄區(qū)土地面積達(dá)463平方千米，占全省的0.24%.2014年，邯鄲市轄區(qū)常住人口174.1萬人，地區(qū)生產(chǎn)總值793.731 7億元，以占全省0.24%的土地面積承載了全省2.36%的人口和2.70%的省生產(chǎn)總值.各項(xiàng)指標(biāo)在反映邯鄲市快速發(fā)展的同時，也顯示出它在土地、人口、環(huán)境等方面的約束性.因此以邯鄲市為例開展實(shí)證研究，全面認(rèn)識經(jīng)濟(jì)水平、人口增長、環(huán)境保護(hù)之間的相互影響，為政府制定土地集約利用方針政策提供參考至關(guān)重要.

3.2 評價(jià)結(jié)果分析

城市土地集約利用度是隨時間變化的，采用如下公式，結(jié)合表1評價(jià)指標(biāo)體系進(jìn)行計(jì)算城市土地集約利用的情況：

結(jié)果如表6，圖1所示.

在此式中，E表示的是城市土地集約利用的整體情況，WP、WS、Wr分別為壓力指標(biāo)、狀態(tài)指標(biāo)、響應(yīng)指標(biāo)的權(quán)重，Pi、Pj、Pk分別為各個單項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，W為指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化值.

表3 壓力指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣特征值（依照分量大小降序排列）Tab.3 The pressure index characteristic matrix of correlation coefficient values（in accordance with the size of components arranged in descending order）

表4 壓力指標(biāo)第一主成分壓力指標(biāo)相關(guān)系數(shù)Tab.4 The first principal component of pressure index

表5 基于PSR模型的城市土地集約利用評價(jià)指標(biāo)體系Tab.5 Evaluation index system of urban land intensive use based on PSR model

根據(jù)圖1，邯鄲市的城市土地集約度處于持續(xù)上升的狀態(tài)，在2013年達(dá)到最高水平，2014年的城市土地集約利用水平略微下降.

1）土地壓力分析

2011年期間，土地壓力狀況好于2010年，降低了0.057.原因在于：1）11年的市轄區(qū)人口由148.15萬人增長到148.8萬人，漲幅為0.44%，而城市的建成區(qū)面積由108 km2增長到118 km2，漲幅為9.26%，降低了一些人口帶來的壓力；2）建成區(qū)的人均道路面積增加了1.26 m2，城市的綠地覆蓋率增加了2.21%，降低了土地面臨的環(huán)境壓力；3）第三產(chǎn)業(yè)占GDP的比重增加了2.58，增長了土地的經(jīng)濟(jì)效益，城市人均居住面積增長了7.65%，人民生活水平改善.

2012年期間，土地壓力較于2011年增長了0.038.原因在于，市轄區(qū)的人口減少了0.7萬人，但是城市建成區(qū)面積減少了17 km2，因此導(dǎo)致城市的人口密度增加了123.26人/km2，造成了人口對土地壓力的提高.

表6 邯鄲市2010～2014年城市土地集約度情況表Tab.6 Urban land intensive degree of Handan city in 2010～2014

圖1 邯鄲市2010～2014年各個系統(tǒng)以及整體評價(jià)結(jié)果折線圖Fig.1 The line chart of Handan 2010～2014 system and the overall evaluation of the results

2013年期間，土地壓力較于2012年增長了0.032.分析人口壓力發(fā)現(xiàn)，城市人口較于2012年減少了8.7萬人，城區(qū)建成面積增加了46 km2，因此人口壓力有所減少.分析環(huán)境壓力發(fā)現(xiàn)，城市的綠地面積降低了2 825公頃，降幅為35.33%，工業(yè)廢水的排放量增加了1219萬噸，漲幅為20.64%.因此，環(huán)境的變化造成了土地壓力的增加.

2014年期間，土地壓力較于2013年增長了0.066.原因在于，市轄區(qū)的人口較2013年增長了34.7萬人，城市建成區(qū)面積基本沒變，因此城市的人口密度增加了748.81人/km2，人均住宅面積減少了6.94%，人均道路面積減少了4.69 m2，造成了土地人口壓力的增加.

2）土地狀態(tài)分析

2011年期間，土地狀態(tài)較于2010年增長了0.119.原因在于：1）市轄區(qū)GDP增長了121.798 1億元，漲幅為11.36%，第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重為43.66%，增長了2.74%，第一產(chǎn)業(yè)占GDP比重為1.03%，增長了0.86%，第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重為55.32%，下降了4.68%，經(jīng)濟(jì)效益提高，且產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)更加優(yōu)化；2）建成區(qū)的人均道路面積增加了1.26 m2，城市的綠地覆蓋率增加了2.21%，城市的環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)都有改善；3）2011年的土地壓力也較2010年減小，對土地狀態(tài)也起到了積極作用.

2012年期間，土地狀態(tài)比上一年增長了0.062.原因在于：1）市轄區(qū)GDP增長率為9.75%，第三產(chǎn)業(yè)占GDP百分比為45.38%，漲幅為3.94%，經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化；2）城市綠地面積增加了33公頃，城市公園面積增加了70公頃，城市污水處理率達(dá)到了97.51%，城市環(huán)境有很大改善，城市土地的狀態(tài)也得到改善；3）地均從業(yè)人員數(shù)增加96.974 7人/km2，人均道路面積增加0.65 m2，出行擁堵減少，土地利用集約性提高.

2013年期間，土地狀態(tài)比2012年增長了0.032.原因在于：1）市轄區(qū)GDP增長155.091億元，漲幅為23.49%；2）市轄區(qū)人均道路面積增加0.65 m2，人均建設(shè)用地增加7.8 m2，就業(yè)人數(shù)增加了7.7萬人，反映出人民生活水平的提高.

2014年期間，土地狀態(tài)較于2013年降低了0.075.原因在于：較于2013年，市轄區(qū)GDP減少了21.705億元，人均道路面積減少4.69 m2，人均建設(shè)用地減少15.58 m2，反映出土地經(jīng)濟(jì)效益有所下滑，人民生活水平下降.

3）響應(yīng)方面分析

2011年期間，政府響應(yīng)方面提高了0.13，漲幅為245.28%.分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，城市生活污水處理率達(dá)到97.48%，增長5.74%；一般工業(yè)固體廢物綜合利用率達(dá)到90.32%，增加了35%；城市維護(hù)建設(shè)資金投資比重比上年增長2.51%.2011年是邯鄲“十二五”規(guī)劃的開始之年，針對“十一五”期間的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，政府提出了加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)；加強(qiáng)生態(tài)文明建設(shè)，努力實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好的綠色發(fā)展；大力保障和改善民生，增加基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等政策.結(jié)果表明宏觀政策的驅(qū)動提高了土地利用效率，改善了人民生活，減少了環(huán)境污染.2012～2014年，數(shù)據(jù)顯示響應(yīng)方面基本變化不大，顯示出政策在這三年與2011年的執(zhí)行情況基本相似.說明宏觀政策的指引使土地利用集約保持在穩(wěn)定狀態(tài).

3.3 提出建議

上述分析發(fā)現(xiàn)，城市土地面臨的壓力主要是人口與環(huán)境方面的壓力，土地狀態(tài)的提升主要靠提升城市的經(jīng)濟(jì)效益、改善環(huán)境、提高人民生活水平來提高城市土地集約利用度.

1）邯鄲以重工業(yè)為主，主要生產(chǎn)煤炭、鋼鐵，有投入大產(chǎn)出少污染環(huán)境的缺點(diǎn)，因此政府要加大工業(yè)技術(shù)改善力度，減少投入與廢物輸出.2）加快力度進(jìn)行經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整，提高第三產(chǎn)業(yè)比重，鼓勵新興科技產(chǎn)業(yè)、服務(wù)業(yè)、金融業(yè)的發(fā)展，提高經(jīng)濟(jì)效益，同時提供更多的崗位改善民生.3）政府要注重城市的環(huán)境保護(hù)問題，增加城市的綠地、公園面積.4）改善民生方面，政府要注重基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，并且要穩(wěn)定房價(jià)，提高居民的人均居住面積.

4 結(jié)論

1）評價(jià)綜合結(jié)果顯示，邯鄲市城市土地集約利用度每年都有提高，2014年較2010年增長了124.73%，主要在于城市經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境的好轉(zhuǎn).評價(jià)結(jié)果基本上反映了當(dāng)?shù)爻鞘型恋丶s利用情況，說明建立的評價(jià)指標(biāo)體系和選擇的模型都是可用的.

2）通過分析各年土地壓力、狀態(tài)與響應(yīng)方面，發(fā)現(xiàn)土地壓力主要來源于人口與環(huán)境；土地狀態(tài)主要由經(jīng)濟(jì)狀況、環(huán)境狀況和基礎(chǔ)設(shè)施狀況反映；土地響應(yīng)跟政府政策息息相關(guān).

3）根據(jù)本文分析結(jié)果，提出加大工業(yè)技術(shù)整改力度、加快經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)調(diào)整、保護(hù)環(huán)境、改善民生四方面建議，期望能對城市的可持續(xù)發(fā)展提供參考.

4）本文僅對邯鄲市轄區(qū)進(jìn)行了研究，沒有涵蓋到邯鄲的其他地區(qū)，未來研究應(yīng)進(jìn)一步對其他地區(qū)進(jìn)行評價(jià)，分析各個地區(qū)與邯鄲市整體情況的關(guān)系，從而得到更準(zhǔn)確的結(jié)果，提出更具參考價(jià)值的建議.

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[責(zé)任編輯 田豐夏紅梅]

Evaluation of urban land intensive use of Handan based on PSR model

LI Li，WANG Jia，ZHANG Jingmin
（School of Economic and Management,Hebei University of Technology,Tianjin 300401,China）

In this paper,collecting the relevant data from the Chinese City Statistical Yearbook,according to existing research combined with the PSR model,principal component analysis method,correlation analysis method and entropy method,an index system of urban land intensive use evaluation was established.Then,we analyse the situation of land intensive use and causes by taking Handan as an example.Results show that the land intensive degree of Handan is rising, and urban land pressure is mainly in the population and the environment,and land state mainly in the economy and people's livelihood,and urban response is closely related to government policy.It is shown that Handan city land utilization is improving,but there is still much room for improvement,and we should put forward rectification efforts to increase industrial technology,accelerate the adjustment of economic structure,protect the environment and improve people's livelihood.

urban land;intensive utilization;PSR model;entropy method;Handan city

F301.24

A

1007-2373（2017）03-0112-06

10.14081/j.cnki.hgdxb.2017.03.020

2017-01-18

河北省自然科學(xué)基金（G2013202167）

李立（1968-），女，教授，博士，danmama95@sina.com．