基于主成分分析法的農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)
----------以山東省乳山市村莊地籍調(diào)查試點(diǎn)為例

李莎莎,王璦玲*,姜曙千,姜崢嶸

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,山東泰安271018 2.乳山市國土資源局,山東乳山264500

基于主成分分析法的農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)
----------以山東省乳山市村莊地籍調(diào)查試點(diǎn)為例

李莎莎1,王璦玲1*,姜曙千1,姜崢嶸2

1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,山東泰安271018 2.乳山市國土資源局,山東乳山264500

基于村莊地籍調(diào)查試點(diǎn)資料，評(píng)價(jià)農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用水平，提出土地集約利用建議，為開展農(nóng)村居民點(diǎn)整治提供參考。以山東省乳山市10個(gè)村莊為研究對(duì)象，采用主成分分析法，評(píng)價(jià)研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用水平。結(jié)果顯示，農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用水平總體較低，1個(gè)村粗放利用，2個(gè)村低度利用，7個(gè)村適度利用，無集約利用。在結(jié)果分析基礎(chǔ)上，提出了嚴(yán)格控制用地規(guī)模，科學(xué)合理進(jìn)行村莊規(guī)劃；合理利用空閑地和閑置宅基地，提高土地利用效率；健全和完善宅基地使用制度，促進(jìn)土地集約高效利用等建議。

土地評(píng)價(jià);集約利用;主成分分析;農(nóng)村居民點(diǎn);乳山市

我國土地資源總量大，但由于人口眾多，人均土地、尤其人均耕地少，人多地少、人地矛盾突出的國情決定了我國必須集約利用土地。但農(nóng)村居民點(diǎn)由于缺乏規(guī)劃、傳統(tǒng)習(xí)慣等，土地利用結(jié)構(gòu)和布局不合理，容積率較低，一戶多宅、宅基地閑置現(xiàn)象普遍，土地利用粗放。全國土地資源調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，農(nóng)村居民點(diǎn)面積達(dá)到1.47×107hm2，人均占地182 m2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限（150 m2/人[1]。為了加強(qiáng)農(nóng)村居民點(diǎn)土地尤其是宅基地管理，推進(jìn)地籍管理數(shù)字化建設(shè)，國土資源部于2010年開展了村莊地籍調(diào)查試點(diǎn)工作，基本查清了農(nóng)村居民點(diǎn)各宗土地產(chǎn)權(quán)、建筑密度、建筑容積率等?；诖迩f地籍資料，加強(qiáng)農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)研究，對(duì)于了解土地集約利用水平、挖掘土地集約利用潛力和提高土地集約利用評(píng)價(jià)結(jié)果的可靠性具有重要意義。

近年來，土地集約利用有關(guān)研究成為熱點(diǎn)[2-4]，尤其是農(nóng)村居民點(diǎn)方面。許多學(xué)者針對(duì)不同區(qū)域，收集有關(guān)數(shù)據(jù)資料、構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、選取適宜的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行了農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)。由于村莊地籍尚未建立，多數(shù)研究基于《統(tǒng)計(jì)年鑒》[5]、土地利用變更數(shù)據(jù)[6]、實(shí)地調(diào)查數(shù)據(jù)[7]等，以縣市區(qū)或鄉(xiāng)鎮(zhèn)為評(píng)價(jià)單元，不能反映各村的土地集約利用水平。采用的評(píng)價(jià)方法有層次分析法[8]、多因素綜合評(píng)價(jià)法[9]、灰色關(guān)聯(lián)分析法[10]、和熵值法[11]等。主成分分析法是通過降維技術(shù)把多個(gè)變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)彼此不相關(guān)的主成分的統(tǒng)計(jì)方法，在城鎮(zhèn)[12]、開發(fā)區(qū)[13]和農(nóng)用地[14]等土地集約利用評(píng)價(jià)中應(yīng)用廣泛，但在農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)中應(yīng)用較少。農(nóng)村居民點(diǎn)集約利用應(yīng)土地利用結(jié)構(gòu)合理、土地利用強(qiáng)度較大和土地利用效益較高，但有關(guān)研究建立的指標(biāo)體系未能充分反映集約利用內(nèi)涵。

本研究以山東省乳山市村莊地籍調(diào)查試點(diǎn)的10個(gè)行政村為評(píng)價(jià)對(duì)象，以村莊地籍為基本數(shù)據(jù)源，從土地利用結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和效益3方面建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用主成分分析法進(jìn)行農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)研究，以期為開展農(nóng)村居民點(diǎn)整治提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

乳山市位于山東半島東南端（121°10′19″～121°51′02″E，36°42′30″～37°09′05″N），低山丘陵地貌，暖溫帶季風(fēng)氣候。該市資源充足，物產(chǎn)豐富，交通便利，區(qū)位條件優(yōu)越?？偯娣e1664.89 hm2，轄1個(gè)街道辦事處、14個(gè)鎮(zhèn)，共601個(gè)行政村。

2010年乳山市被列為國土資源部《2010年度城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀和潛力調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目》，其中夏村鎮(zhèn)戰(zhàn)家夼村、育黎鎮(zhèn)南北山村、諸往鎮(zhèn)大龍口村等10個(gè)村莊列為村莊試點(diǎn)。本文研究對(duì)象為試點(diǎn)村莊，2010年10個(gè)村總戶數(shù)6335戶，總?cè)丝?6578人，總面積278.06 hm2，其中建設(shè)用地面積227.24 hm2，宅基地面積134.87 hm2。

1.2 數(shù)據(jù)來源

基于《2010年度城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀和潛力調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目》，本文收集了研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫、村莊地籍?dāng)?shù)據(jù)庫、土地利用總體規(guī)劃、統(tǒng)計(jì)年鑒和戶籍資料等，得到農(nóng)村居民點(diǎn)土地利用現(xiàn)狀、土地產(chǎn)權(quán)、建筑容積率、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和戶籍人口等資料。調(diào)查走訪鎮(zhèn)政府相關(guān)人員、村干部和農(nóng)民群眾，了解研究區(qū)交通、基礎(chǔ)設(shè)施、宅基地居住及閑置等情況。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

表1 農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Indexes system of the rural residential land intensive use evaluation

土地集約利用指在單位面積土地上投入較多的資金、物質(zhì)、勞動(dòng)和技術(shù)以提高集約度的土地利用方式。對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)而言，不僅要提高土地集約利用水平，還應(yīng)土地利用結(jié)構(gòu)合理，滿足人們居住、交通、購物、教育等生活要求。因此農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用應(yīng)土地利用結(jié)構(gòu)合理、土地利用強(qiáng)度大和土地利用效益高。根據(jù)農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用內(nèi)涵，綜合考慮研究區(qū)特點(diǎn)和資料數(shù)據(jù)獲取的難易程度，本研究從土地利用結(jié)構(gòu)、土地利用強(qiáng)度和土地利用效益3個(gè)方面選取12個(gè)指標(biāo)構(gòu)建農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。其中，容積率（C5）、建筑密度（C6）、道路網(wǎng)密度（C11）為正向型指標(biāo)，宅基地面積比重（C1）、道路用地面積比重（C2）、公共設(shè)施用地面積比重（C3）、綠地率（C4）為適度型指標(biāo)（依據(jù)《山東省村莊建設(shè)規(guī)劃編制技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定，并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況確定適度值分別為55%、20%、7%、3%），其余均為逆向型指標(biāo)。

3 農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)

3.1 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)中不僅有正向指標(biāo)，還有逆向指標(biāo)和適度指標(biāo)。在進(jìn)行主成分分析之前，為消除指標(biāo)數(shù)據(jù)的量綱和性質(zhì)不同，使各指標(biāo)具有可比性，需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本文采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式如下（1）、（2）。

式中，yij為標(biāo)準(zhǔn)化后某指標(biāo)值；xij為標(biāo)準(zhǔn)化前某指標(biāo)值；xi.max為標(biāo)準(zhǔn)化前某指標(biāo)的最大值；xi.min為標(biāo)準(zhǔn)化前某指標(biāo)的最小值。其中，正向指標(biāo)用（1）式計(jì)算，逆向指標(biāo)用（2）式計(jì)算。對(duì)于適度型指標(biāo)，假定最適值為a，指標(biāo)值離a偏差愈大越差，|a-xij|反映偏差大小，相當(dāng)于一個(gè)逆向型指標(biāo)，采取處理后，按正向型指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。在SPSS軟件中，系統(tǒng)會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)在此基礎(chǔ)上進(jìn)行二次標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化法，即，式中y'ij為二

_次標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)值，yj為yij的均值，σj為標(biāo)準(zhǔn)差。

3.2 主成分分析

表2 特征值與方差貢獻(xiàn)率Table 2 Eigen values and variance devoting rate

以乳山市10個(gè)村為評(píng)價(jià)單元，極差標(biāo)準(zhǔn)化處理后的數(shù)據(jù)為樣本，利用SPSS17.0對(duì)其進(jìn)行主成分分析。通過運(yùn)算得到相關(guān)系數(shù)矩陣的特征值、方差貢獻(xiàn)率和各評(píng)價(jià)指標(biāo)在主成分上的載荷，按累積方差貢獻(xiàn)率≥80%的原則[15]，提取主成分。表2顯示4個(gè)主成分的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到88.654%，可以認(rèn)為涵蓋了原始數(shù)據(jù)資料的絕大部分信息。利用因子載荷矩陣所對(duì)應(yīng)的值除以對(duì)應(yīng)主成分特征值的平方根得到各主成分的系數(shù)（表3）。

表3 因子載荷矩陣與主成分表達(dá)式系數(shù)Table 3 Component matrix and factor of principal component expression

3.3 集約度分值計(jì)算

根據(jù)上述計(jì)算得到的各主成分因子的得分，以各主成分的方差貢獻(xiàn)率作為其權(quán)重，根據(jù)式（3）計(jì)算各主成分因子的綜合得分。為了更直觀的反映各農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用水平，將因子綜合得分根據(jù)式（4）進(jìn)行百分制化，即為各農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用綜合分值（表4）。

式中，Zi為第i個(gè)村的主成分因子綜合得分；Pn為第n個(gè)主成分因子的方差貢獻(xiàn)率；Z'為百分制化后的綜合分值；Zmax為百分制化前綜合得分最大值；Zmin為百分制化前綜合得分最小值。

3.4 集約利用類型劃分

參考相關(guān)研究評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀，進(jìn)行集約利用類型劃分，按綜合評(píng)價(jià)分值Z'≥80、60≤Z'＜80、40≤Z'＜60、Z'＜40劃分為4個(gè)類型，分別為集約利用、適度利用、低度利用和粗放利用。10村劃分結(jié)果如表4。

4 結(jié)果分析

由表4可以看出，10個(gè)村莊土地集約利用綜合分值在35.67～75.67分之間，平均60分，1個(gè)村莊粗放利用，2個(gè)村莊低度利用，7個(gè)村莊適度利用，無村莊集約利用，總體集約利用水平較低。

表4 農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 Evaluation results of the rural residential land intensive use

4.1 粗放利用類型

屬于粗放利用類型的是石頭圈村。該村的建筑容積率（0.48）和建筑密度（44.46%）為10個(gè)村中的最小值，戶均宅基地和人均建設(shè)用地面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過山東省規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)（200 m2/戶、120 m2/人），達(dá)到386.69 m2/戶、261.81 m2/人，為10個(gè)村中最大者。村莊內(nèi)土地閑置率和宅基地閑置率均較大。另外該村的道路網(wǎng)密度和公共設(shè)施用地面積比重較低，村莊內(nèi)道路通達(dá)度較低，基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施建設(shè)狀況較差，給村民生活、生產(chǎn)帶來不便。以上因素導(dǎo)致該農(nóng)村居民點(diǎn)土地粗放利用。

4.2 低度利用類型

屬于低度利用類型的有胡八莊和大龍口2個(gè)村。這2個(gè)村的建筑容積率較低，土地閑置率和宅基地閑置率高，其中大龍口的土地閑置率為10個(gè)村中最高，達(dá)到22.74%，一定程度上影響了農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用水平。2個(gè)村的綠地率均為0，村內(nèi)生態(tài)環(huán)境狀況亟待改善。道路網(wǎng)密度較低，村莊內(nèi)部道路錯(cuò)綜復(fù)雜未形成規(guī)則的道路網(wǎng)，道路通達(dá)性較低，給村民生活帶來不便。以上因素造成農(nóng)村居民點(diǎn)土地低度利用。

4.3 適度利用類型

屬于適度利用類型的為戰(zhàn)家夼、東家、南北山、西紀(jì)、曲水、汪水和南西屋等7個(gè)村。這7個(gè)村的土地閑置率相對(duì)較小。除汪水和南西屋外，其他村的建筑容積率相對(duì)較高，但仍低于山東省標(biāo)準(zhǔn)（0.8）。道路用地面積比重較高但道路網(wǎng)密度偏低，村內(nèi)未形成完善的道路網(wǎng)。另外，7個(gè)村內(nèi)均存在閑置宅基地，公共設(shè)施用地面積比重和綠地率均低于適度值。以上因素造成7個(gè)村農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用水平相對(duì)較高，為適度利用。

5 農(nóng)村居民點(diǎn)土地集約利用建議

5.1 嚴(yán)格控制用地規(guī)模，科學(xué)合理進(jìn)行村莊規(guī)劃

研究區(qū)的農(nóng)村居民點(diǎn)占地規(guī)模較大，土地利用結(jié)構(gòu)不盡合理。10個(gè)村的戶均宅基地和人均建設(shè)用地面積普遍超標(biāo)，村內(nèi)建筑容積率、公共設(shè)施用地比重和綠地率偏低。今后應(yīng)科學(xué)進(jìn)行村莊建設(shè)規(guī)劃，嚴(yán)格控制用地規(guī)模，優(yōu)化功能分區(qū)，引導(dǎo)農(nóng)民建設(shè)新型農(nóng)村社區(qū)，鼓勵(lì)多層建筑，降低宅基地用地比重，將節(jié)余出的部分土地用作其他建設(shè)，完善道路網(wǎng)，增加公共設(shè)施和綠地面積，提高村民生活質(zhì)量，改善農(nóng)村生態(tài)環(huán)境。

5.2 合理利用空閑地和閑置宅基地，提高土地利用效率

研究區(qū)10個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)內(nèi)普遍存在空閑地和閑置宅基地，應(yīng)根據(jù)其所處位置及再利用條件，進(jìn)行合理利用。建設(shè)新型農(nóng)村社區(qū)或安排新增宅基地時(shí)可優(yōu)先考慮這部分土地，也可規(guī)劃為公共設(shè)施用地或綠地，以改善村民生活狀況和環(huán)境質(zhì)量。對(duì)于土地質(zhì)量狀況較好且靠近大田的空閑地和閑置宅基地，可以通過土地整理、復(fù)墾作為農(nóng)用地，增加的指標(biāo)可用于城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤。

5.3 健全和完善宅基地使用制度，促進(jìn)土地集約高效利用

研究區(qū)10個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)的宅基地廢棄現(xiàn)象比較嚴(yán)重。由于當(dāng)前許多農(nóng)村住戶已在城鎮(zhèn)購房或者租房就業(yè)，很少回農(nóng)村，其在農(nóng)村的宅基地常年閑置。我國現(xiàn)在對(duì)宅基地的合理流轉(zhuǎn)缺少制度規(guī)定和政策指導(dǎo)，應(yīng)完善宅基地使用和管理制度，出臺(tái)宅基地流轉(zhuǎn)辦法。允許農(nóng)村宅基地進(jìn)入土地交易市場(chǎng)，使閑置的宅基地得到充分利用，促進(jìn)土地集約高效利用。

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Evaluation on Rural Residential Land Intensive Use Based on Principal Component Analysis ----------Acase study of village cadastral survey in Rushan City Shandong Province

LISha-sha1,WANGAi-ling1*,JIANG Shu-qian1,JIANG Zheng-rong2
1.College of Resources and Environment,Shandong Agricultural University,Tai'an 271018,China 2.Rushan Bureau of Land and Resources,Rushan 264500,China

The purpose of this paper is to evaluate the land use intensity,then propose suggestions for land intensive use and provide reference to the regulation of rural residential areas based on the village cadastral survey.The method of principal component analysis was employed in this paper.The results indicated that the village land intensive use level of studied areas was low,with one village in extensive utilization,two in low utilization,seven in moderate utilization and none in intensive utilization.Based on the evaluation result analysis,suggestions for the land intensive use were put forward,such as control the land use scale strictly and make village planning scientifically and reasonably,use the idle land and idle homestead rationally and improve the land use efficiency;perfect the system of homestead and promote the land intensive utilization.

Landevaluation;intensiveutilization;principalcomponentanalysis;ruralresidentialareas;RushanCity

F301.2

A

1000-2324(2014)03-0387-06

2012-10-12

2012-11-20

2010年度城鎮(zhèn)土地利用現(xiàn)狀和潛力調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目;山東省自然科學(xué)基金(ZR2013DM006)

李莎莎(1988-),女,碩士研究生,從事土地規(guī)劃與利用研究.E-mail:mysha888@163.com

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:ailingwang@sdau.edu.cn