基于主成分分析法评价南宁市区土地集约利用水平

黄天能　杨楠　莫柳妮

摘 要 利用主成分分析法，评价南宁市6个行政区土地集约利用程度，结果表明：各行政区土地集约利用程度相差较大。其中，良庆区、青秀区土地集约利用水平较高，西乡塘区次之，兴宁区、江南区和邕宁区土地集约利用水平较低；土地集约利用水平与土地利用强度呈正相关关系；土地集约利用水平与经济发展水平之间的关系具有两面性。

关键词 土地集约利用；主成份分析；广西南宁市

中图分类号：F293.2 文献标志码：B 文章编号：1673-890X（2015）18--03

土地是人类赖以生存的物质基础，随着现代社会工业化和城市化进程的加快，城市建设用地不断扩张，对耕地资源的威胁不断加大，城市存量土地粗放利用的现象也非常突出。因此，在人地矛盾异常突出的情况下，研究城市土地的集约利用，对合理优化配置有限城市土地资源，提高土地利用水平，引导城市土地利用方式由外延扩张向外延扩张与内涵挖潜相结合转化都具有重要的意义[1]。南宁市是广西壮族自治区的首府，随着城市化的快速发展，土地资源面临的压力很大，因此，对该区域进行土地集约利用程度的研究，能为区域性城市土地的集约利用、经济的协调发展、产业结构的调整以及区域政策的制定提供科学的依据。

1 研究区域概况

南宁市是广西的政治、经济、文化的中心，地处东经106°33〞～109 °36〞，北纬21°36〞～24°02〞，总面积2.28万km2，总人口686.8万，城区人口170多万，是广西政治、经济、信息、文化中心。南宁背靠大西南，面向东南亚，毗邻粤港澳，具有得天独厚的区位优势和地缘优势，是我国华南、西南和东南亚经济圈的结合部，是“南贵昆”经济区和环北部湾沿岸的重要经济中心城市，是我国大西南地区与粤、琼、港、奥以及整个东南亚的连结点和枢纽城市。全地区辖西乡塘区、青秀区、江南区、兴宁区、良庆区、邕宁区、横县、宾阳、上林、隆安、马山等县区（本文研究对象为市区内的6个行政区）。

2 研究方法

2.1 评价指标体系的建立

根据城市土地集约利用概念与内涵，遵循主导因素原则、系统性原则、层次性原则、可操作性原则、定性分析与定量分析相结合的原则建立评价指标体系[2]。从土地经济效益、土地利用程度、投入强度和可持续利用度等方面选取8个具体指标来构建南宁市土地集约利用评价指标体系。详见表1。

表 1 南宁市区土地集约利用评价指标体系

评价因子 指标定义

城市人口密度（X1） 城市总人口与建成区的面积比值

单位土地二三产业产值（X2） 单位城市建设面积产生的二三产业值

城市工业用地效益（X3） 工业用地单位面积上的工业产值

人均建设用地面积（X4） 城市人均拥有的建设用地面积

城市地均财政收入（X5） 建成区单位面积产生的财政收入

城市地均GDP（X6） 建成区单位面积产生的城市GDP

城市人均道路用地（X7） 城市道路面积与城市总人口之比

单位城市用地固定资产投资（X8） 单位城市建设面积上的固定资产投资额

2.2 指标标准化处理

收集指标数据进行计算求出各评价指标原始值，然后用标准差标准化方法对原始数据进行指标标准化处理，结果见表2，按公式（1）进行计算[3]：

（1）

式中：Zij为标准差标准化处理值，Xij为评价因子值，为评价因子均值，δj为标准差。

表2 指标标准化处理后数据

变量

行政区 ZX1 ZX2 ZX3 ZX4 ZX5 ZX6 ZX7 ZX8

兴宁区 -0.29 -0.74 -0.74 -0.17 -0.44 -0.76 0.47 -0.69

青秀区 0.02 0.29 0.17 -0.38 2.00 0.28 -0.36 1.92

江南区 -0.52 -0.83 -0.79 0.04 -0.54 -0.90 -0.33 -0.72

西乡塘区 0.38 -0.14 -0.10 -0.55 0.00 -0.24 -1.18 -0.05

邕宁区 1.69 -0.45 -0.44 -0.88 -0.46 -0.22 -0.34 -0.54

良庆区 -1.28 1.86 1.90 1.94 -0.56 1.85 1.74 0.09

2.3 构建相关系数矩阵

（2）

对上述标准化后的数据，将其带入公式（2）进行计算，得到相关系数矩阵，其结果详见表3。式中：rij表示相关系数值；xi、xj为算数平均值。

表3 相关系数矩阵

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 计算特征值和主成份贡献率

由相关系数矩阵，经SPSS软件计算特征值、各个主成份的贡献率与累计贡献率。按特征根大于1的原则和累计贡献率达到85%～95%的原则选取主成分，根据表4可知，第二主成分的累计方差贡献率为87.995%，说明前两个主成份可以反映出指标中所包含的信息，故只需求出第一、第二主成份ZX1、ZX2即可。计算结果详见表5。

表4 主成份载荷

变量 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 特征值及主成份贡献率表

主成分 特征值 贡献率/% 累积贡献率/%

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 计算主成份载荷

对于特征值λ1=4.857，λ2=2.183分别求出其特征向量e1、e2，再用公式（3）计算各变量×1、×2，…，×8在主成分z1、z2上的载荷，结果详见表5。

lij=p（zi，xj）=eij（i， j=1，2，…，p） （3）

从表5可以看出：第一主成分与单位土地二三产业产值（X2）、城市工业用地效益（X3）、人均建设用地面积（X4）、城市地均GDP（X6）、城市人均道路用地（X7）有较大的正相关性，与城市人口密度（X1）有较大的负相关，是反映土地利用强度的指标。第二主成份与城市地均财政收入（X5）、单位城市用地固定资产投资（X8）有较大的正相关，是反映经济发展水平对土地集约利用影响的指标。结果表明，单位土地二三产业产值、城市工业用地效益、人均建设用地面积、城市人口密度、城市用地固定资产投资是土地集约利用程度的主导驱动因素。

2.6 计算主成分得分

计算各区在第一、二主成分上的得分，结果详见表7。如果一个区域在某一主成分上的得分为正，则意味着这一区域的该主成分在平均发展水平之上；反之，得分为负则表明在平均水平之下。

表6 主成份得分系数矩阵表

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 各区在主成份上的得分

第一主成份得分（F1） 第二主成份得分（F2）

兴宁区 -0.38705 -0.74531

青秀区 0.1141 1.89245

江南区 -0.50705 -0.74246

西乡塘区 -0.46008 0.24906

邕宁区 -0.72151 -0.19234

良庆区 1.96159 -0.46139

由主成份得分系数矩阵（表6）和标准化处理数据可以计算出第一主成分、第二主成分的分值，按公式（4）和（5）进行计算 ，计算结果详见表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 计算各行政区的集约度分值

在计算各行政区的集约度分值时，以第一主成份、第二主成份的贡献率作为计算系数，按公式（6）进行计算，其结果详见表8。

∑F=0.6071×F1+0.27284×F2 （6）

表8 南宁市各行政区土地集约利用水平的主成份得分

第一主成份得分 第二主成份得分 综合得分 位次

兴宁区 -0.38705 -0.74531 -0.43833 4

青秀区 0.11410 1.89245 0.58561 2

江南区 -0.50705 -0.74246 -0.51040 6

西乡塘区 -0.46008 0.24906 -0.21136 3

邕宁区 -0.72151 -0.19234 -0.49051 5

良庆区 1.96159 -0.46139 1.06500 1

从表8可以看出，第一主成分得分最高的是良庆区，分值为1.961 59，其次为青秀区，分值为0.114 10；第二主成份得分最高的是青秀区，分值为1.892 45，其次为西乡塘区，分值为0.249 06；综合主成份得分在平均土地集约水平之上的为良庆区和青秀区，西乡塘区则位于平均水平，江南区、兴宁区和邕宁区土地集约利用水平最低。若将这6个行政区的土地集约利用水平分为三个等级，则良庆区、青秀区为集约利用，西乡塘区为中度集约利用，兴宁区、江南区和邕宁区为粗放集约利用。

3 结论与建议

3.1 结论

经主成分分析结果显示，良庆区、青秀区土地集约利用水平较高，西乡塘区次之，兴宁区、江南区和邕宁区土地集约利用水平较低。土地集约利用水平与土地利用强度有较大的正相关关系。当对某一区域的固定资产投资加大时，会改善该区域的基础设施水平，提高其经济发展水平，进而提高单位土地的产出效益，提高土地集约利用水平。

土地集约利用水平与经济发展水平之间的关系具有两面性。一方面，经济的发展直接导致土地需求的增加，盲目扩张、土地闲置等一系列问题；另一方面，经济的发展为人类进一步开发利用城市土地提供了物质基础和资金保障，为提高土地的集约利用水平提供了可能[4]。

3.2 建议

3.2.1 加强土地集约利用意识

南宁市人多地少，后备土地资源匮乏，面对日益加剧的土地供需矛盾，政府部门应按照科学发展观的要求，切实增强节约、集约用地的责任感和自觉性，牢固树立“只有依法集约用地，才能保障发展用地”的新观念，通过内涵挖潜、提高利用强度、控制用地规模等途径，合理配置有限的土地资源，不断提高土地利用效率和经济效益，全面实现土地利用从粗放型向集约型方式的根本转变[5]。

3.2.2 合理调整用地布局

严格按照生产力布局规划、土地利用总体规划和城市建设总体规划，合理调整用地布局，优化土地资源配置。加快工业项目向经济开发区和工业功能区集中、人口向城镇集中、住宅向社区集中，最大限度地发挥土地的集聚效应。

3.2.3 清理闲置土地，盘活存量土地

政府部门应加大力度开展存量土地的调查清理盘活工作，重点加大对已出让土地的清理力度。

3.2.4 加强旧城改造工作，提高基础设施水平

对旧城区的交通、水利等基础设施进行改造，提高居民的生活水平，改善基础设施的完善程度，拆旧建新，合理布局，重新规划，提高土地集约利用水平。

参考文献

[1]李兰，朱红梅.基于主成份分析法的吉首经济开发区土地集约利用评价研究[J].江西农业学报，2010，22（4）：201-203.

[2]周伟，王秀兰.节约和集约用地评价指标体系研究[J].安徽农业科学，2007，35（2）：491-493.

[3]宋松.南京市近五年城市土地集约利用评价—基于PSR模型和主成份分析法[A].中国土地学术年会论文集[C].2008：1445-1450.

[4]周伟，杨峰.区域土地集约利用影响因素研究[J].资源与产业，2010，12（4）：71-77.

[5]黎一畅，周寅康，吴林，等.城市土地集约利用空间差异研究—以江苏省为例[J].南京大学学报：自然科学版，2006，42（3）：309-315.

（责任编辑：刘昀）