基于主成分分析法的農村居民點土地集約利用評價
----------以山東省乳山市村莊地籍調查試點為例

李莎莎,王璦玲*,姜曙千,姜崢嶸

1.山東農業大學資源與環境學院,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村居民點土地集約利用評價
----------以山東省乳山市村莊地籍調查試點為例

李莎莎1,王璦玲1*,姜曙千1,姜崢嶸2

1.山東農業大學資源與環境學院,山東泰安271018 2.乳山市國土資源局,山東乳山264500

基于村莊地籍調查試點資料，評價農村居民點土地集約利用水平，提出土地集約利用建議，為開展農村居民點整治提供參考。以山東省乳山市10個村莊為研究對象，采用主成分分析法，評價研究區農村居民點土地集約利用水平。結果顯示，農村居民點土地集約利用水平總體較低，1個村粗放利用，2個村低度利用，7個村適度利用，無集約利用。在結果分析基礎上，提出了嚴格控制用地規模，科學合理進行村莊規劃；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，促進土地集約高效利用等建議。

土地評價;集約利用;主成分分析;農村居民點;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。但農村居民點由于缺乏規劃、傳統習慣等，土地利用結構和布局不合理，容積率較低，一戶多宅、宅基地閑置現象普遍，土地利用粗放。全國土地資源調查數據顯示，農村居民點面積達到1.47×107hm2，人均占地182 m2，遠遠高于國家標準規定的上限（150 m2/人[1]。為了加強農村居民點土地尤其是宅基地管理，推進地籍管理數字化建設，國土資源部于2010年開展了村莊地籍調查試點工作，基本查清了農村居民點各宗土地產權、建筑密度、建筑容積率等。基于村莊地籍資料，加強農村居民點土地集約利用評價研究，對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價結果的可靠性具有重要意義。

近年來，土地集約利用有關研究成為熱點[2-4]，尤其是農村居民點方面。許多學者針對不同區域，收集有關數據資料、構建評價指標體系、選取適宜的評價方法進行了農村居民點土地集約利用評價。由于村莊地籍尚未建立，多數研究基于《統計年鑒》[5]、土地利用變更數據[6]、實地調查數據[7]等，以縣市區或鄉鎮為評價單元，不能反映各村的土地集約利用水平。采用的評價方法有層次分析法[8]、多因素綜合評價法[9]、灰色關聯分析法[10]、和熵值法[11]等。主成分分析法是通過降維技術把多個變量轉化為少數幾個彼此不相關的主成分的統計方法，在城鎮[12]、開發區[13]和農用地[14]等土地集約利用評價中應用廣泛，但在農村居民點土地集約利用評價中應用較少。農村居民點集約利用應土地利用結構合理、土地利用強度較大和土地利用效益較高，但有關研究建立的指標體系未能充分反映集約利用內涵。

本研究以山東省乳山市村莊地籍調查試點的10個行政村為評價對象，以村莊地籍為基本數據源，從土地利用結構、強度和效益3方面建立評價指標體系，采用主成分分析法進行農村居民點土地集約利用評價研究，以期為開展農村居民點整治提供依據。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

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，暖溫帶季風氣候。該市資源充足，物產豐富，交通便利，區位條件優越。總面積1664.89 hm2，轄1個街道辦事處、14個鎮，共601個行政村。

2010年乳山市被列為國土資源部《2010年度城鎮土地利用現狀和潛力調查試點項目》，其中夏村鎮戰家夼村、育黎鎮南北山村、諸往鎮大龍口村等10個村莊列為村莊試點。本文研究對象為試點村莊，2010年10個村總戶數6335戶，總人口16578人，總面積278.06 hm2，其中建設用地面積227.24 hm2，宅基地面積134.87 hm2。

1.2 數據來源

基于《2010年度城鎮土地利用現狀和潛力調查試點項目》，本文收集了研究區土地利用現狀數據庫、村莊地籍數據庫、土地利用總體規劃、統計年鑒和戶籍資料等，得到農村居民點土地利用現狀、土地產權、建筑容積率、社會經濟和戶籍人口等資料。調查走訪鎮政府相關人員、村干部和農民群眾，了解研究區交通、基礎設施、宅基地居住及閑置等情況。

2 評價指標體系的構建

表1 農村居民點土地集約利用評價指標體系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、勞動和技術以提高集約度的土地利用方式。對農村居民點而言，不僅要提高土地集約利用水平，還應土地利用結構合理，滿足人們居住、交通、購物、教育等生活要求。因此農村居民點土地集約利用應土地利用結構合理、土地利用強度大和土地利用效益高。根據農村居民點土地集約利用內涵，綜合考慮研究區特點和資料數據獲取的難易程度，本研究從土地利用結構、土地利用強度和土地利用效益3個方面選取12個指標構建農村居民點土地集約利用評價指標體系（表1）。其中，容積率（C5）、建筑密度（C6）、道路網密度（C11）為正向型指標，宅基地面積比重（C1）、道路用地面積比重（C2）、公共設施用地面積比重（C3）、綠地率（C4）為適度型指標（依據《山東省村莊建設規劃編制技術導則》規定，并結合當地實際情況確定適度值分別為55%、20%、7%、3%），其余均為逆向型指標。

3 農村居民點土地集約利用評價

3.1 數據標準化

農村居民點土地集約利用評價中不僅有正向指標，還有逆向指標和適度指標。在進行主成分分析之前，為消除指標數據的量綱和性質不同，使各指標具有可比性，需對數據進行標準化處理。本文采用極差標準化法對原始數據進行標準化處理，公式如下（1）、（2）。

式中，yij為標準化后某指標值；xij為標準化前某指標值；xi.max為標準化前某指標的最大值；xi.min為標準化前某指標的最小值。其中，正向指標用（1）式計算，逆向指標用（2）式計算。對于適度型指標，假定最適值為a，指標值離a偏差愈大越差，|a-xij|反映偏差大小，相當于一個逆向型指標，采取處理后，按正向型指標進行標準化處理。在SPSS軟件中，系統會對數據在此基礎上進行二次標準化處理，采用標準差標準化法，即，式中y'ij為二

_次標準化后的指標值，yj為yij的均值，σj為標準差。

3.2 主成分分析

表2 特征值與方差貢獻率Table 2 Eigen values and variance devoting rate

以乳山市10個村為評價單元，極差標準化處理后的數據為樣本，利用SPSS17.0對其進行主成分分析。通過運算得到相關系數矩陣的特征值、方差貢獻率和各評價指標在主成分上的載荷，按累積方差貢獻率≥80%的原則[15]，提取主成分。表2顯示4個主成分的累積貢獻率達到88.654%，可以認為涵蓋了原始數據資料的絕大部分信息。利用因子載荷矩陣所對應的值除以對應主成分特征值的平方根得到各主成分的系數（表3）。

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

3.3 集約度分值計算

根據上述計算得到的各主成分因子的得分，以各主成分的方差貢獻率作為其權重，根據式（3）計算各主成分因子的綜合得分。為了更直觀的反映各農村居民點土地集約利用水平，將因子綜合得分根據式（4）進行百分制化，即為各農村居民點土地集約利用綜合分值（表4）。

式中，Zi為第i個村的主成分因子綜合得分；Pn為第n個主成分因子的方差貢獻率；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

參考相關研究評價標準，結合研究區土地利用現狀，進行集約利用類型劃分，按綜合評價分值Z'≥80、60≤Z'＜80、40≤Z'＜60、Z'＜40劃分為4個類型，分別為集約利用、適度利用、低度利用和粗放利用。10村劃分結果如表4。

4 結果分析

由表4可以看出，10個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個村莊粗放利用，2個村莊低度利用，7個村莊適度利用，無村莊集約利用，總體集約利用水平較低。

表4 農村居民點土地集約利用評價結果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個村中的最小值，戶均宅基地和人均建設用地面積遠遠超過山東省規定的標準（200 m2/戶、120 m2/人），達到386.69 m2/戶、261.81 m2/人，為10個村中最大者。村莊內土地閑置率和宅基地閑置率均較大。另外該村的道路網密度和公共設施用地面積比重較低，村莊內道路通達度較低，基礎服務設施建設狀況較差，給村民生活、生產帶來不便。以上因素導致該農村居民點土地粗放利用。

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個村。這2個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個村中最高，達到22.74%，一定程度上影響了農村居民點土地集約利用水平。2個村的綠地率均為0，村內生態環境狀況亟待改善。道路網密度較低，村莊內部道路錯綜復雜未形成規則的道路網，道路通達性較低，給村民生活帶來不便。以上因素造成農村居民點土地低度利用。

4.3 適度利用類型

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

5 農村居民點土地集約利用建議

5.1 嚴格控制用地規模，科學合理進行村莊規劃

研究區的農村居民點占地規模較大，土地利用結構不盡合理。10個村的戶均宅基地和人均建設用地面積普遍超標，村內建筑容積率、公共設施用地比重和綠地率偏低。今后應科學進行村莊建設規劃，嚴格控制用地規模，優化功能分區，引導農民建設新型農村社區，鼓勵多層建筑，降低宅基地用地比重，將節余出的部分土地用作其他建設，完善道路網，增加公共設施和綠地面積，提高村民生活質量，改善農村生態環境。

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10個農村居民點內普遍存在空閑地和閑置宅基地，應根據其所處位置及再利用條件，進行合理利用。建設新型農村社區或安排新增宅基地時可優先考慮這部分土地，也可規劃為公共設施用地或綠地，以改善村民生活狀況和環境質量。對于土地質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、復墾作為農用地，增加的指標可用于城鄉建設用地增減掛鉤。

5.3 健全和完善宅基地使用制度，促進土地集約高效利用

研究區10個農村居民點的宅基地廢棄現象比較嚴重。由于當前許多農村住戶已在城鎮購房或者租房就業，很少回農村，其在農村的宅基地常年閑置。我國現在對宅基地的合理流轉缺少制度規定和政策指導，應完善宅基地使用和管理制度，出臺宅基地流轉辦法。允許農村宅基地進入土地交易市場，使閑置的宅基地得到充分利用，促進土地集約高效利用。

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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年度城鎮土地利用現狀和潛力調查試點項目;山東省自然科學基金(ZR2013DM006)

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

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