第22卷 第3期干 旱 区 资 源 与 环 境Vo.l22 N o.3 2008年3月Journal ofA rid Land Resources and Env ironm ent M ar.2008
文章编号:1003-7578(2008)03-075-06
建设用地扩张驱动力分析*
以甘肃省为例
王海鸿，常艳妮，杜茎深，齐飞
(兰州大学管理学院兰州730000)
提 要：近几年来，随着甘肃省社会经济稳步发展，耕地减少、建设用地增加，人地矛盾日
益突出。该研究采用较为翔实的资料，对甘肃省1997~2004年建设用地扩张的基本态势进行
分析的基础上，采用单因素分析法，系统的考察了人口、经济发展水平、产业结构调整与建设用
地规模扩张的关系，并在多因素分析中，引入灰关联度定量研究了5个驱动力因子对建设用
地的影响。结果表明：人口、经济发展水平是甘肃省建设用地扩张的主要驱动力，而产业结构
的调整则有利于用地优化。
关键词：建设用地扩张；驱动力；灰关联分析
中图分类号:F293.2      文献标识码:A
随着我国经济的迅速发展，城市化进程也将加快，伴随着人口的增长，人多地少的矛盾将更加突出，耕地保护与建设用地扩张之间的矛盾也将更加尖锐。因此，分析建设用地扩张的特点和驱动力，对于制定符合实际的土地利用规划，促进社会健康与可持续发展具有重大意义。
现行的建设用地研究方法主要是多因素回归分析和自回归趋势模型，或者是根据人口、GDP等单因素对建设用地情况进行分析。方法归纳起来主要有以下几种[1-2]:1)相关分析法：该法是以历年的某影响因子(X i)和建设用地面积(Y i)为原始数据，通过对相关系数的计算与检验来确定两者的相关程度。2)多元回归法。其原理是根据历年建设用地面积(Y i)、国内生产总值(x1i)、人口(x2i)、固定资产投资(x3i)的实际数，建立多元回归方程:Y=b0+b1x1+b2x2+b3x3，然后把x1i、x2i、x3i的值代入上述方程即得到建设用地(Y)与各要素之间具体的数量关系的数学模型。3)双因素理论预测法。邱道持、涂建军等提出了双因素理论来对城镇建设用地进行研究，该方法引进了人口和经济两个因素拉动城镇建设用地的增长。
在上述各种方法中，方法1)只是考虑到影响建设用地的某一个因素，但实际上，无论从理论上还是从实
践中讲，影响建设用地需求的因素不可能是单一的，而是诸多因素共同作用的结果。因此，只考虑单个因素，很难真实地反映出建设用地需求量的大小；方法2)是属于多元回归的范畴，根据多元统计的特点，此法对样本要求较高，而在实际工作过程中，由于我国的土地管理制度起步较晚，土地方面的很多数据还不齐全，因此，对所得出模型的精度也很难得到保证；方法3)虽然解决上述方法的缺点，但各种因素对建设用地的拉动作用大小(即贡献率)没有得到有效的解决[3]。
针对现行研究方法中所存在的优缺点，本文以甘肃省1997~2004年的相关数据为基础，采用单因素与多因素分析相结合的方法，并在多因素分析中引入灰系统理论中的关联度，从而不仅克服了样本资料不全的弊端，同时对影响建设用地扩张的各因素进行系统的综合考虑。在此基础上，提出几点集约建设用地的建议，旨在为甘肃省完善土地利用结构，合理配置土地资源，提高土地利用效率提供参考依据。
1 研究区概况
甘肃省地处西北内陆，黄河上游，位于中国大陆地理中心，面积45.44万k m 2
，居全国第七位。行政辖区呈东南 西北走向的条带状分布，为黄河上游中华民族古文化的发祥地之一。截至2004年底，甘肃
省总人口为2618.78万人，平均人口密度为49人/km 2；总的建设用地规模从1998年初的945018.1h m 2
增
加到2004年的963731.6hm 2
(根据 全国土地分类 规定，建设用地指居民点及工矿用地、交通运输用地、
水利设施用地)；其中居民点及工矿用地由863176.3h m 2增加到872979.6hm 2
，增幅为1.14%；交通运输用
地由54378.7hm 2增加到62558hm 2，增幅为15.04%；水利设施用地由27463.1hm 2增加到28193.9hm 2
，增
幅为2.66%[4]
。
作为西部边远地区的甘肃省，自改革开放，特别是近几年来，在国家"西部大开发"强劲东风的推动下，抓紧发展机遇、深化改革、扩大开放，确保了国民经济实现持续快速发展，提前一年实现"十五"计划确
定的主要宏观预期目标。表1概括描述了全省从1997~2004年人口、经济发展、产业结构、固定资产投资与建设用地的变化情况。
表1 甘肃省人口、经济发展、产业结构、固定资产投资与建设用地
T ab .1Popu l a tion ,ecno m ic deve l op m ent ,i ndustry struct ure ,fi xed asse t i nvest m ent and constucti ve land o f G ansu P rov i nce
年份
建设用地总人口城镇人口GDP 人均GDP 第二产业第三产业单位固定资产投资新增1亿元GDP 需(hm 2)
( 104人)( 104人)( 108元)(元)( 108元)( 108元)(万元/h m 2)
新增建设用地(hm 2)
1997945018.132494.20590.88781.343137
343.40248.152.789
39.7
1998948709.722519.37600.62869.753456382.00285.543.48941.51999952266.562542.58612.00931.983665423.79316.984.03357.22000954539.992556.89613.91983.363838439.88350.124.62444.22001955968.312575.24631.191072.514163481.07384.395.28716.020********.012592.58673.031161.434493530.36416.626.00631.62003959592.282603.34712.791304.605022607.62460.376.8275.72004963731.56
2618.78
749.23
1558.93
5970
758.18
519.35
7.845
16.3
资料来源: 甘肃年鉴 (1997~2004)甘肃省统计局编制中国统计出版社出版
本研究所用主要数据均反映全省从1997年~2004年间的状况。以GDP 、人均GDP 来反映经济发展
水平；产业结构的变化由第二、三产业产值、比重及固定资产投资来反映；用新增1亿元GDP 需新增建设用地来表示土地集约利用的变化。
2004年甘肃省不变价国内生产总值达1558.93 108元，总人口为2618.78 104
人，人均国内生产总
值为0.5970 104
元。2004年全省经济持续快速发展，国内生产总值比上年增长19.49%；第二产业比上年增长24.78%，第三产业比上年增长12.81%；第一、二、三产业在国内生产总值中的构成比例由1997年约为24.3 44.0 31.8调整为2004年的18.1 48.6 33.3。可见，二、三产业比重不断提高，第一产业比重逐渐下降，从长时间来看，这一趋势将会持续下去。
随着经济发展，全省人口、人均GDP 的不断升高，建设用地规模也在不断扩大，但是由于产业结构调整，二、三产业比值不断升高，新增1亿元GDP 需新增建设用地不断下降，土地利用集约度也在不断提高。表1中新增1亿元GDP 需新增建设用地就描述了1997年~2004年甘肃省土地利用集约度的变化。
2 甘肃省建设用地扩张驱动力分析
文献综述表明，人口、人均GDP 是研究建设用地规模的适宜变量，也有学者在研究中初步引入了第三产业、第二产业的发展等反映产业结构调整的变量。本研究将在此基础上将选择总人口、人均GDP 和第二、三产业产值、固定资产投资作为研究变量，通过对它们进一步的统计描述和定性分析、定量分析发现它们与建设用地规模的关系。2.1 单因素分析2.1.1 人口因素对建设用地扩张的影响
76 干 旱 区 资 源 与 环 境第22卷
活力的土地利用变化驱动力之一[5]
。人们通过改变土地利用的类型与结构，增强对土地这个自然综合体的干预程度，来满足你们对生存环境的需要。人口因素对建设用地变化的影响主要是人口数量。表1中甘肃省总人口和城镇人口由1997的2494.2万人、590.88万人增加到2004年的2618.78万人、749.23万人，年均增长15.57万人、19.8万人；城镇化水平 由1997的23.69%增加到2004年的28.61%。通过对1997~2004年间全省总人口、城镇化水平与建设用地总面积进行相关性分析发现：总人口与建设用地之
间呈高度线性相关(图1)，判定系数R 2=0.98；城镇化水平与建设用地之间的线性相关较差,R 2
=0.77,
其主要原因是目前甘肃省处于城镇化初期[6]
，城镇化水平较低使得城市用地规模有限。可见，人口因素
中总人口是衡量甘肃省建设用地扩张的重要指标。
图1 甘肃省人口与建设用地扩张相关图F ig .1Correlation bet ween the populati on and
const uctive l and expansi on i n G ansu 图2 甘肃省GDP 与建设用地扩张相关图F ig .2Corre l ation bet ween the GD P and const uctive l and expansi on i n G ansu
此外，人口的迅速增长，由于受到自然环境和经济发展水平等条件的影响，人口密度与流向呈明显的区域差异。大量的人口流向自然条件好、交通条件便利、经济发展迅速的城镇，人口密度变大；而自然条件差、交通不便、受传统经济束缚的乡镇是人口输出地区，人口密度变小。人口的流动一方面刺激了该
地经济的发展，居民消费水平随之提高；另一方面引起了土地利用结构变化，首当其冲的是居民点用地和交通
用地面积大量增加。甘肃省1997年居民点用地和交通用地面积为917555.02hm 2
，到2004年末增加到
935537.65hm 2，年平均增加2247.8hm 2
。2.1.2 经济发展对建设用地扩张的影响
经济增长是影响建设用地扩张的另一重要因素。建设用地的规模与扩展速度随着经济发展的波动而
变化，当经济处于快速发展阶段时，带来实际收入水平和建设投资的增加，从而加速建设用地的扩张[7]
。
国内生产总值(GDP)是反映国民经济发展状况的综合指标。通过对甘肃省人均GDP 与建设用地面
积之间的相关性分析(图2)，它们之间的相关性很高，判定系数R 2
=0.94。两者之间的关系可以用对数曲线:y=281311n(x)+720573(式中x ：全省人均国民生产总值指数;y ：建设用地总面积)来表示。  从表1和图3可看出，虽然1997年至2004年全省的GDP 和建设用地都呈现出持续增长的趋势,
但
图3 甘肃省GDP 与建设用地变化趋势图
F i g .3Changes o f t he GDP and const ucti v e land i n
G ansu 图4 甘肃省固定资产投资与建设用地变化趋势图
F i g.4Changes of t he fi xed asset i nvest ment
and const ucti v e land i n G ansu
77 第3期王海鸿等 建设用地扩张驱动力分析
31省新增24例输入GDP 的增速较快，建设用地的增速较慢，这说明建设用地的利用效率在逐年提高。1997年，新增1亿元的
GDP 需要新增建设用地39.7h m 2,1999年增加为57.2hm 2，以后逐年下降,2003年为5.7hm 2
,2004年为
16.3hm 2
。可见土地利用的集约度在逐年提高。2.1.3 产业结构调整对建设用地扩张的影响
产业结构一般指产业构成、发展水平及产业间的比例关系。产业结构的合理与否是经济能否较快发展的关键。只有在产业结构优化基础上的经济增长，才能真正促进经济的长期发展和总量的进一步增长。甘肃省正处在产业结构不断优化的中期工业化阶段 。随着产业结构转换，第一产业比重逐渐下降，腾出一部分农业用地，而二、三产业的发展将会占用更多的非建设用地，从而导致对建设用地的需求量增加。由表1可知,1997~2004年间全省第二、三产业产值年均增加85.75亿元，年均递增率为14.5%；单位建设用地第二、三产业产值年均增加0.875万元，年均递增率为1.75%。通过拟合建设用地总量与第二、三
产业产值发现：二者高度相关，判定系数R 2
=0.92，即随着经济发展以及产业结构升级，建设用地面积将不断增加。同时也显示出甘肃省土地利用方面的节约与集约的发展趋势。
二、三产业占GDP 比重的不断提高会伴随着二、三产业固定资产投资规模的扩大，不论是外延式扩张还是内涵式增长，都会增加对建设用地的需求。从表1的统计数据和图4中不难看出，全省建设用地与固定资产投资规模都呈现出增长趋势，而且具有较强的相关性。2.2 多因素分析
上述观点只是分别叙述了各个因素与建设用地扩张的关系，但是在实际运作中，自然系统中的气候、土壤、水文等与社会系统中的人口变化、经济发展、城市化、政经政策、技术发展等总是在不停的相互作用，我们很难将其中的某一个驱动因素独立出来解释它与用地扩张之间的复杂关系。在驱动力系统中，每一种驱动力都对用地扩展产生着一定的影响，但他们的影响不是独立发生的，而是受到众多其他驱动力的制
约。真正推动用地扩张的，不是一个个驱动力的单独作用，而是由这些驱动力的共同作用形成的合力[8
。在这个驱动力系统中，所有因素的结合与联系有着一定的规律和层次，存在着驱动力和非驱动力的区别[9]
。
这里主要以甘肃省1997年~2004年的序列资料作为基础数据，采用灰关联度尝试探索甘肃省建设用地扩张的综合驱动力。2.2.1 灰系统理论与模型建立
灰关联分析的基本任务是基于行为因子序列的微观或宏观几何接近，以分析和确定因子间的影响程度或因子对主行为的贡献程度。具体地说，灰关联分析是根据因素之间发展态势的相似或相异程度，来衡量因素之间的关联程度的一种系统分析方法。事物之间、因素之间关联性的"度量"称为关联度[10-11]。
灰关联分析的步骤如下[12-13]
。
(1)设定参考序列和比较序列。为了进行灰关联分析的需要，现设定参考序列为:X 0(t)={X 0(1),X 0(2), ,X 0(k), ,X 0(n)}
式中:t -表示时间;k-表示某一时刻;n-表示时刻数量。
设定的比较序列为:X i (t)={X i (1),X i (2), ,X i (k), ,X i (n)},i=1,2,  ,n 。n  表示比较序列中时间序列的个数。
(2)变换原始数据。为了消除原始数据量纲对各序列之间关系的影响，使各序列转换为可以进行比较的数列。这里采用初值化变换，即把一组序列中的每一个数分别去除相应序列中的第一个数，得到一组新的序列，称为初值化数列，初值化以后的数列消除了量纲对各序列的影响。
(3)计算关联系数。通过(2)的原始数据变换可以得到如下消除量纲的数列:X '0(t)={X '0(1),X '0(2), ,X '0(k), ,X '
0(n)};X 'i (t)={X 'i (1),X 'i (2), ,X 'i (k), ,X '
i (n)};
关联系数的通用计算公式为:r=( m in +q  max )/( i (k)+q  max ),k=1,2,  ,n 。
式中: i (k)=|X '0(k)-X 'i (k)|; m i n =m i n | i (k)|=m in |X '0(k)-X '
i (k)|;
m ax =m ax | i (k)|=m ax |X '
0(k)-X '
i (k)|;
78 干 旱 区 资 源 与 环 境第22卷
i (k)为k 时刻两序列比较的绝对差,q 为分辨系数，其值介于0~1之间。
(4)求关联度。两序列的关联度是两个序列各个关联系数的算术平均数，用R 值表示，公式如下:
R(i)=1N  N
i=1
r i
式中:N 为两个序列的数据个数;r i 为两个序列各个时刻的关联系数;R (i)为两个序列的关联度。2.2.2 建设用地扩张影响因素的灰关联分析
根据灰关联分析方法的思路和要求，以甘肃省1997~2004年序列资料作为基础，选建设用地面积为参考序列，以全省总人口、人均GDP 、第二产业产值、第三产业产值和固定资产投资总额作为比较数列X j (t)，记为X 1(t)、X 2(t)、X 3(t)、X 4(t)、X 5(t),j=1、2、3、4、5。式中j=1、2、3、4、5，分别表示总
人口、人均GDP 、第二产业产值、第三产业产值和固定资产投资总额的时间序列(表1)。表2为无量纲化后的初值化数列。
表2无量纲化数据表T ab .2Zero di m ens i on data sheet
数据年份
项目
19971998199920002001200220032004建设用地X 0  1.0000  1.00391.00771.01011.0116  1.0146  1.01541.0198总人口X 1  1.0000  1.01011.01941.02511.0325  1.0394  1.04381.0499人均GDP X 2  1.0000  1.10171.16831.22351.3271  1.4323  1.60091.9031第二产业产值X 3  1.0000  1.11241.23411.28101.4009  1.5444  1.76942.2079第三产业产值X 4  1.0000  1.15071.27741.41091.5490  1.6789  1.85522.0929固定资产投资X 5
1.0000
1.2520
1.4527
1.6693
1.9117
2.1870
2.4777
2.8595
分辨系数q=0.5，经过计算后得到各个关联度为:
R(1)=0.9818;R(2)=0.7651;R (3)=0.7241;R (4)=0.6911;R(5)=0.5888关联序为:R(1)>R(2)>R(3)>R (4)>R (5).
排序结果分析：建设用地面积与各影响要素之间的灰关联度都大于0.5，因此，它们之间相互关联、相互制约程度明显；人口因素与建设用地扩张的关联度最大，说明它们之间的关系最为密切，即就是人口对建设用地的拉动作用最明显；其次是人均国内生产总值和第二产业产值，其关联度分别为0.7651、0.7241；以固定资产投资因素的关联度为最小，说明甘肃省目前建设用地的扩张主要还是靠人口因素拉动的，这与实际情况基本一致。
3 结论与建议
3.1 结论
(1)从1997~2004年，甘肃省建设用地面积以年均约2339.18hm 2
速度增长，扩张趋势线逼近直线。人口因素是影响建设用地扩张的直接因子，它是土地扩张的重要指标。随着经济的迅速发展，甘肃省城市人口也将迅速增长。
(2)通过单因素及多因素分析得出：每一种驱动力因素都对建设用地扩展产生一定的影响，但它们的影响不是孤立的，而是由这些驱动力共同作用的结果。在引入灰关联度分析后，理清了主要驱动力和次要驱动力，即人口增长与经济发展是主要的驱动力，产业结构调整次之。3.2 建议
(1)严格执行城市总体规划，节约用地。面对飞速发展的城市建设和城镇化进程的加快，对土地资源不合理利用的现象时有发生。土地管理部门应该按照 中华人民共和国土地管理法 的有关规定，在不对建设项目的功能产生影响的前提下，严格掌握设计定额，控制建筑密度，发展节约土地的建设方式，充分利
用地上地下空间[14]
。同时加强土地利用总体规划与城市总体规划的协调，切实保护土地资源，减少土地资源的浪费。
(2)继续推动产业结构调整。甘肃省进入90年代以来，第二产业一直在产业结构中占据主要地位。
79 第3期王海鸿等 建设用地扩张驱动力分析
产业，从而更为有效的集约利用土地，促进全省社会经济稳步发展。
(3)整理农村建设用地，加强旧城改造。根据甘肃省国土资源厅土地利用变更资料，全省2004年农
村居民点用地213m 2/人，远远超过国家规定的人均150m 2
/人的标准。目前，农村居民点建设存在的主要问题是：一方面处于无规划指导的自发建设状态，注重增量土地的发展，忽视存量土地挖潜，布局分散凌乱，普遍造成"空心村"等现象，致使村庄出现成批空置房和大量的闲置宅基地；另一方面，由于村庄用地布局零散，基础设施不配套，生活环境较差。针对这些问题提出一些措施：首先严格控制土地规模，科学合理进行规划。加强土地利用总体规划中有关城乡居民点布局规划的科学性和可操作性，同时，以村为单位，制定农村集镇和村庄的详细建设规划，促进村庄由农村型聚居过渡成为经济发展规划布局合理、基础设施配套环境整洁优美的多层次单元式城镇型空间聚居点；其次，开展土地整理，搞好"空心村"改造，使
自然村得到逐步归并集中[15]
。
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Analysis on Dri vi ng Forces
of Constructive Land Expansion
A Case Study of G ansu Prov i nce
WANG H a i-hong ,CHANG Y an-n,i DU Ji ng-shen ,Q I Fei
(Schoo l ofM an age m en t Lanzhou Un i versit y ,Lan z hou Gan s u 730000,C h i na )
A bstract
In the last fe w years ,w it h the steady developm ent o fGansu Prov i n ce s 'society and econo m y ,the far m land reduced ,constuctive land increased the anti n o m y is increasing l y ou tstanding .The processes of const u ctive l a nd expansi o n and its re lationsh i p w ith populati o n g ro w th ,econo m ic deve l o pm en,t industrial str ucture duri n g t h e last 8years ana l y zed using si n g le factor and m
u ltifactor ana l y sis approaches .The results sho w ed t h at the total con  stuctive land are linearl y i n creased ,and h i g hly related to t h e gro w th o f populati o n and GDP .The population and GDP are the str ongest driv i n g f o rces .M eanw hile ,the adjust m en t o f the i n dustrial structure is good to opti m izi n g t h e constucti v e land uses .  K ey w ords :constuctive land expansion;dri v i n g force ;gray dyna m ic analysis
80 干 旱 区 资 源 与 环 境第22卷