基于PSR模型的邯郸市城市土地集约利用评价

李立，王佳，章静敏

（河北工业大学经济管理学院，天津300401）

基于PSR模型的邯郸市城市土地集约利用评价

李立，王佳，章静敏

（河北工业大学经济管理学院，天津300401）

以邯郸市为例，从《中国城市统计年鉴》收集相关数据，在已有研究的基础上结合PSR模型，用主成分分析法、相关性分析法和熵值法建立了一个城市土地集约利用评价指标体系，并对邯郸市进行实证研究，分析每年的土地集约利用情况及其原因.结果发现邯郸市的土地集约度不断上升，城市土地压力主要表现在人口与环境方面，状态主要表现在经济与民生方面，响应与政府政策紧密相关.证明邯郸市的土地利用情况虽然不断好转，但是仍然有很大的提升空间，并且提出了加大工业技术整改力度、加快经济结构调整、保护环境、改善民生四方面建议.

城市土地；集约利用；PSR模型；熵值法；邯郸市

0 引言

近年来，我国经济快速发展，进而带动了城市化进程，城市人口不断增长，人们活动范围不断扩大，因此城市人口对土地的需求渐渐增加，人们也逐步认识到土地资源的稀缺性[1].在这种情况下，实现城市土地的集约利用就成为了解决当前问题的有效途径，评估城市土地的集约利用情况成为十分重要课题.因此，建立合适的评价指标体系，并用相关方法评价土地的集约利用情况，从而提出改进建议对于城市的可持续发展是有重要意义的.

城市土地集约利用的研究在国外开始较早，现阶段已有大量的综合模型.近些年来，我国学者已经用一些方法对城市土地集约利用情况进行了评价，并分析总结了这些方法的优缺点.彭冲等人采用理论分析法和主成分分析法，使用经济类指标及产业用地指标，研究了我国2003～2012年的城市土地集约利用的空间集聚化与分异[2]；杨静从土地投入强度、产出效益和利用强度三方面建立评价指标体系，采用熵值法对四川省的城市土地集约利用进行了评价[3]；岳秋丽等利用经济类指标以及各类人均用地指标，采用熵值法研究了江苏省的各个地区的城市土地集约利用情况[4].由近几年的研究可以看出，我国学者主要是进行了省、国家级的宏观的土地集约研究，而对具体城市进行分析的并不多.邯郸是一座以工业为主，各种新兴产业共同发展的城市.该市响应国家号召，积极稳妥地进行产业结构改善.近些年，邯郸市的土地利用处于逐渐向集约利用过渡.

因此以邯郸市为例，采用主成分分析以及熵值法，在文献研究的基础上，结合PSR模型建立一个客观的城市土地集约利用的评价指标体系，分析邯郸市的城市土地集约利用现状，发现问题、提出建议，为政府制定城市土地利用方针政策提供参考.

1 相关理论

1.1 土地集约利用的概念

城市土地集约利用是以布局合理、结构优化和可持续发展为基础，通过整合规划土地、出台相关政策等途径来满足人们对土地的更多需求，并取得良好的经济、社会和生态效益[6].

1.2 PSR概念框架内涵

PSR，即pressure-state-response（压力-状态-响应）模型，是1种常用于评估生态系统是否健康的模型，主要用于环境质量评估[7-9].近年来，学者逐渐将其用于土地集约利用度评估，反映土地压力、状态、响应的相互影响[2-5].

PSR模型分为3类指标，压力指标、状态指标以及响应指标，其中，压力指标指的是人类活动对环境的影响，是反映环境由于人类活动的变化状况的.状态指标指的是此时间段内环境的状态以及环境的变化情况.响应指标指的是社会和个人采取的相应的改进措施.PSR模型用这3类指标回答了“是什么、为什么、怎么办”的问题，帮助解决可持续发展问题[10].

1.3 城市土地集约利用的PSR框架

城市土地集约利用面临的“压力”主要是人口增长、经济发展等对土地承载力的要求.土地的“状态”主要指城市土地当下所承载的各项人均指标、经济发展状况、以及环境情况.“响应”主要指政府对于城市土地面临的压力以及状态采取的相应措施.

2 指标的筛选及评价指标体系的建立

2.1 主成分分析法筛选指标

根据已有的研究成果[12-14]以及上述的概念内涵，遵循评价指标体系构建的基本原则，进行指标的初步选取（见表1）.

然后在具体数据2的基础上，运用spss19.0进行主成分分析，得出各主成分的方差贡献率及特征值（见表2、表3），将主成分中小于0.1的指标筛去，对剩下的指标进行相关性分析（见表4），并结合指标涵义进行筛选.

表3中第1主成分中，X9、X10、X6的系数均小于0.1，这表明这些变量对各自所在主成分影响可以忽略不计，因此可以从第1主成分中删除.因为3个主成分的贡献率分别为40.725%、35.892%、17.389%，所以在第1主成分中，我们选取4个指标，分别为：X1、X4、X7、X5；在选取的指标中，根据上述的主成分分类，将各个主成分挑选出来的指标再用相关分析法做进一步的筛选，相关系数如表4所示。

由表4分析可知，X1与X4高度相关，X1描述的是人口密度，X4描述的是人口增长率与建设用地增长率的关系，都是表述人口对土地的压力，是以删除X4；X7与X5相关度在检测临界值以内，是以不做删除.

根据上述方法，将压力指标、状态指标和响应指标筛选出来，构成评价指标体系.

2.2 熵值法确定指标权重

由熵值法计算指标权重，公式为：1）数据标准化处理：

表1 指标的初步选取Tab.1 Preliminary selection of indicators

表2 指标相关系数矩阵的特征值及方差贡献率Tab.2 Eigenvalue and variance contribution ratio of index correlation coefficient matrix

正向指标：

负向指标：

2）计算第i年份第j项指标值的比重：

3）计算指标信息熵：

4）计算信息熵冗余度：

5）计算指标权重：

式中：Xij表示第i个年份第j项评价指标的数值，min{Xij}和max{Xij}分别为所有年份中第j项评价指标的最小值和最大值，k=1/lnm，其中m为评价年数，n为指标数.

根据上述方法公式结合原始数据计算，得到评价指标体系及各指标权重（如表1所示）.

3 实例研究——邯郸市

3.1 区域概况

邯郸市是一座以工业为主，各种新兴产业共同发展的城市，政府积极响应产业结构转型，逐渐过渡为以第三产业为主.2014年，第三产业GDP所占比重已达47.01%.市辖区土地面积达463平方千米，占全省的0.24%.2014年，邯郸市辖区常住人口174.1万人，地区生产总值793.731 7亿元，以占全省0.24%的土地面积承载了全省2.36%的人口和2.70%的省生产总值.各项指标在反映邯郸市快速发展的同时，也显示出它在土地、人口、环境等方面的约束性.因此以邯郸市为例开展实证研究，全面认识经济水平、人口增长、环境保护之间的相互影响，为政府制定土地集约利用方针政策提供参考至关重要.

3.2 评价结果分析

城市土地集约利用度是随时间变化的，采用如下公式，结合表1评价指标体系进行计算城市土地集约利用的情况：

结果如表6，图1所示.

在此式中，E表示的是城市土地集约利用的整体情况，WP、WS、Wr分别为压力指标、状态指标、响应指标的权重，Pi、Pj、Pk分别为各个单项指标的权重，W为指标标准化值.

表3 压力指标相关系数矩阵特征值（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 压力指标第一主成分压力指标相关系数Tab.4 The first principal component of pressure index

表5 基于PSR模型的城市土地集约利用评价指标体系Tab.5 Evaluation index system of urban land intensive use based on PSR model

根据图1，邯郸市的城市土地集约度处于持续上升的状态，在2013年达到最高水平，2014年的城市土地集约利用水平略微下降.

1）土地压力分析

2011年期间，土地压力状况好于2010年，降低了0.057.原因在于：1）11年的市辖区人口由148.15万人增长到148.8万人，涨幅为0.44%，而城市的建成区面积由108 km2增长到118 km2，涨幅为9.26%，降低了一些人口带来的压力；2）建成区的人均道路面积增加了1.26 m2，城市的绿地覆盖率增加了2.21%，降低了土地面临的环境压力；3）第三产业占GDP的比重增加了2.58，增长了土地的经济效益，城市人均居住面积增长了7.65%，人民生活水平改善.

2012年期间，土地压力较于2011年增长了0.038.原因在于，市辖区的人口减少了0.7万人，但是城市建成区面积减少了17 km2，因此导致城市的人口密度增加了123.26人/km2，造成了人口对土地压力的提高.

表6 邯郸市2010～2014年城市土地集约度情况表Tab.6 Urban land intensive degree of Handan city in 2010～2014

图1 邯郸市2010～2014年各个系统以及整体评价结果折线图Fig.1 The line chart of Handan 2010～2014 system and the overall evaluation of the results

2013年期间，土地压力较于2012年增长了0.032.分析人口压力发现，城市人口较于2012年减少了8.7万人，城区建成面积增加了46 km2，因此人口压力有所减少.分析环境压力发现，城市的绿地面积降低了2 825公顷，降幅为35.33%，工业废水的排放量增加了1219万吨，涨幅为20.64%.因此，环境的变化造成了土地压力的增加.

2014年期间，土地压力较于2013年增长了0.066.原因在于，市辖区的人口较2013年增长了34.7万人，城市建成区面积基本没变，因此城市的人口密度增加了748.81人/km2，人均住宅面积减少了6.94%，人均道路面积减少了4.69 m2，造成了土地人口压力的增加.

2）土地状态分析

2011年期间，土地状态较于2010年增长了0.119.原因在于：1）市辖区GDP增长了121.798 1亿元，涨幅为11.36%，第三产业占GDP比重为43.66%，增长了2.74%，第一产业占GDP比重为1.03%，增长了0.86%，第二产业占GDP比重为55.32%，下降了4.68%，经济效益提高，且产业结构更加优化；2）建成区的人均道路面积增加了1.26 m2，城市的绿地覆盖率增加了2.21%，城市的环境与基础设施建设都有改善；3）2011年的土地压力也较2010年减小，对土地状态也起到了积极作用.

2012年期间，土地状态比上一年增长了0.062.原因在于：1）市辖区GDP增长率为9.75%，第三产业占GDP百分比为45.38%，涨幅为3.94%，经济持续发展，产业结构不断优化；2）城市绿地面积增加了33公顷，城市公园面积增加了70公顷，城市污水处理率达到了97.51%，城市环境有很大改善，城市土地的状态也得到改善；3）地均从业人员数增加96.974 7人/km2，人均道路面积增加0.65 m2，出行拥堵减少，土地利用集约性提高.

2013年期间，土地状态比2012年增长了0.032.原因在于：1）市辖区GDP增长155.091亿元，涨幅为23.49%；2）市辖区人均道路面积增加0.65 m2，人均建设用地增加7.8 m2，就业人数增加了7.7万人，反映出人民生活水平的提高.

2014年期间，土地状态较于2013年降低了0.075.原因在于：较于2013年，市辖区GDP减少了21.705亿元，人均道路面积减少4.69 m2，人均建设用地减少15.58 m2，反映出土地经济效益有所下滑，人民生活水平下降.

3）响应方面分析

2011年期间，政府响应方面提高了0.13，涨幅为245.28%.分析数据发现，城市生活污水处理率达到97.48%，增长5.74%；一般工业固体废物综合利用率达到90.32%，增加了35%；城市维护建设资金投资比重比上年增长2.51%.2011年是邯郸“十二五”规划的开始之年，针对“十一五”期间的发展状态，政府提出了加快经济结构调整，发展新兴产业；加强生态文明建设，努力实现资源节约型、环境友好的绿色发展；大力保障和改善民生，增加基础设施建设等政策.结果表明宏观政策的驱动提高了土地利用效率，改善了人民生活，减少了环境污染.2012～2014年，数据显示响应方面基本变化不大，显示出政策在这三年与2011年的执行情况基本相似.说明宏观政策的指引使土地利用集约保持在稳定状态.

3.3 提出建议

上述分析发现，城市土地面临的压力主要是人口与环境方面的压力，土地状态的提升主要靠提升城市的经济效益、改善环境、提高人民生活水平来提高城市土地集约利用度.

1）邯郸以重工业为主，主要生产煤炭、钢铁，有投入大产出少污染环境的缺点，因此政府要加大工业技术改善力度，减少投入与废物输出.2）加快力度进行经济结构调整，提高第三产业比重，鼓励新兴科技产业、服务业、金融业的发展，提高经济效益，同时提供更多的岗位改善民生.3）政府要注重城市的环境保护问题，增加城市的绿地、公园面积.4）改善民生方面，政府要注重基础设施的建设，并且要稳定房价，提高居民的人均居住面积.

4 结论

1）评价综合结果显示，邯郸市城市土地集约利用度每年都有提高，2014年较2010年增长了124.73%，主要在于城市经济增长与环境的好转.评价结果基本上反映了当地城市土地集约利用情况，说明建立的评价指标体系和选择的模型都是可用的.

2）通过分析各年土地压力、状态与响应方面，发现土地压力主要来源于人口与环境；土地状态主要由经济状况、环境状况和基础设施状况反映；土地响应跟政府政策息息相关.

3）根据本文分析结果，提出加大工业技术整改力度、加快经济结构调整、保护环境、改善民生四方面建议，期望能对城市的可持续发展提供参考.

4）本文仅对邯郸市辖区进行了研究，没有涵盖到邯郸的其他地区，未来研究应进一步对其他地区进行评价，分析各个地区与邯郸市整体情况的关系，从而得到更准确的结果，提出更具参考价值的建议.

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[责任编辑 田丰夏红梅]

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

河北省自然科学基金（G2013202167）

李立（1968-），女，教授，博士，danmama95@sina.com．