I蘭州市土地利用變化及成因分析摘要土地是人類賴以生存的重要資源，科學(xué)并合理地利用有限的土地資源是實(shí)現(xiàn)人類永續(xù)發(fā)展的前提，以達(dá)到最大限度發(fā)揮土地利用效益的目的，而化解逐漸突出的人地矛盾，促進(jìn)各區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。本文從自然因素、社會經(jīng)濟(jì)因素和政策因素三個角度出發(fā)，通過對影響蘭州市城市用地變動的因素進(jìn)行了主成分分析，得到了影響蘭州市城市土地利用變動的主要因素。本研究得出了以下結(jié)論：（1）蘭州市在2015-2021年度的土地變化趨勢：園地，林地變化為主，同時還存在著城市礦產(chǎn)資源的變化趨勢。森林資源向農(nóng)田轉(zhuǎn)化的主體是森林資源。其余用地則以向城市工礦、耕地、交通等用地轉(zhuǎn)變?yōu)橹?。?）在2015-2021年度，蘭州耕地，水域水利土地及其它土地利用下降，園地，林地，城市工礦、交通等土地利用上升。（3）蘭州市的用地結(jié)構(gòu)和布局主要受自然環(huán)境的影響。社會經(jīng)濟(jì)因素主要為人口及城鎮(zhèn)化水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及交通條件。這三個因素的作用程度存在差異性，從短期來看，由于自然因素的改變，對土地利用產(chǎn)生的影響較少，政策因素和社會經(jīng)濟(jì)因素對土地利用的影響是顯著的。（4）蘭州市2015-2021年土地利用結(jié)構(gòu)更加多樣化和均衡化。社會效益指數(shù)呈現(xiàn)穩(wěn)步提升態(tài)勢，生態(tài)效益指數(shù)呈波動上升趨勢，表明蘭州市土地利用效益不斷提高。關(guān)鍵詞：蘭州市；土地利用變化；驅(qū)動因素目錄第1章引言 11.1研究背景 11.2研究目的與意義 11.2.1研究目的 11.2.2研究意義 11.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.3.1國外研究現(xiàn)狀 11.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀 21.4研究內(nèi)容與方法 21.4.1研究內(nèi)容 21.4.2研究方法 2第2章研究區(qū)概況 32.1自然條件 32.1.1地理區(qū)位 32.1.2地形地貌 32.1.3氣候環(huán)境 32.1.4水資源狀況 32.1.5土壤資源 42.2社會經(jīng)濟(jì)條件 4第3章蘭州市土地利用變化分析 43.1土地利用現(xiàn)狀分析 43.1.1耕地變化 43.1.2園地變化 53.1.3林地變化 53.1.4城鎮(zhèn)村及工礦用地變化 63.1.5交通運(yùn)輸用地變化 63.1.6水域與水利設(shè)施用地變化 73.1.7其他土地變化 73.2土地利用動態(tài)度變化 8第4章蘭州市土地利用變化成因分析 94.1主成分分析法 94.2驅(qū)動因子選取與分析 10結(jié)論 14參考文獻(xiàn) 16致謝 17保定理工學(xué)院本科畢業(yè)論文第1章引言1.1研究背景土地一直是人們賴以生存的物質(zhì)條件，在現(xiàn)代的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中起著舉足輕重的作用。而與之對應(yīng)的，就是人們對各種類型的用地進(jìn)行合理配置，以滿足人們的需求。當(dāng)前，隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，世界各地的城鎮(zhèn)化速度越來越快，人口越來越多，人們對土地的開采和使用需求也越來越大，人地關(guān)系也越來越緊張。為了克服這一問題，世界上許多國家的學(xué)者都把注意力集中到了土地，特別是對耕地的研究上。1.2研究目的與意義1.2.1研究目的以蘭州市為例，通過對2015-2021年度區(qū)域內(nèi)的土地利用空間格局的調(diào)查，運(yùn)用主成分分析方法，對區(qū)域內(nèi)的土地利用空間格局進(jìn)行深入的探討，并在此基礎(chǔ)上，對區(qū)域內(nèi)的土地利用空間格局展開深入的探討。因而，對其原因進(jìn)行分析，在理論上是有重要價(jià)值的。1.2.2研究意義選取蘭州市為研究對象，結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)以及政策因素，探究蘭州市土地利用變化因素，旨在為蘭州市國土空間規(guī)劃、土地利用結(jié)構(gòu)調(diào)整提供一定的參考價(jià)值，有助于促進(jìn)蘭州市土地利用合理布局，推進(jìn)社會、經(jīng)濟(jì)與自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1國外研究現(xiàn)狀在國外，關(guān)于土地利用的研究已經(jīng)開始了很長一段時間[1]，例如杜能農(nóng)業(yè)區(qū)位論，克里斯塔勒的中央用地論，韋伯工業(yè)區(qū)區(qū)位論等，這些都是與經(jīng)濟(jì)學(xué)密切聯(lián)系在一起的[2]。在數(shù)據(jù)獲得方面，重視與遙感技術(shù)的融合，利用衛(wèi)星數(shù)據(jù)展開大尺度范圍內(nèi)的土地利用研究[3]，其主要內(nèi)容具體包含了：土地利用的數(shù)量、過程以及利用方式[4]。與此同時，國外的土地利用研究還重視將各種學(xué)科融合起來，從自然和人文角度等多元分析。著重論述了土地利用和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系[5]。在此過程中，關(guān)于土地利用改變的原因，也取得了大量的結(jié)果。從知網(wǎng)上以“土地利用變化”為主題進(jìn)行檢索，共檢索出28568篇文章，從2001年開始，有關(guān)土地利用變化的研究逐漸增多，2016年達(dá)到暫時的頂峰，近幾年土地利用變化相關(guān)研究一直處于熱點(diǎn)狀態(tài)。土地利用變化研究可以通過多種方法從不同角度進(jìn)行研究，在GIS，驅(qū)動力，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，景觀分布與其動態(tài)，時間與空間的改變，土地利用的結(jié)構(gòu)與生態(tài)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行了深入的探討。1.3.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀可以將其歸納出來，一是地理學(xué)上的，其重點(diǎn)是對土地利用的時空變化以及驅(qū)動因素的分析。二是生態(tài)學(xué)層面，重點(diǎn)探討了景觀空間分布規(guī)律及生態(tài)功能。土地利用變化是土地利用最顯著的特征，目前許多研究人員已經(jīng)開始針對土地利用變化問題開展探究[6-7]，在土地利用時空變化方面，我國通過建立土地利用動態(tài)度模型[8]、土地利用程度[9]、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣[10]、重心移動[11]等定量化的方法，同時與GIS相結(jié)合，從時間和空間兩個維度來分析土地利用變化情況，這些方法為土地利用變化的定量研究奠定了基礎(chǔ)。另外，我國土地利用研究聚焦于不同區(qū)域和尺度，區(qū)域包括經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)、環(huán)境問題顯著的地區(qū)、城鎮(zhèn)邊緣區(qū)等[12-14]，尺度則包含整個流域、省、市、縣等[15-18]，探討不同區(qū)域不同尺度土地利用的變化特征及其影響因素。張帥華[19]通過Landsat影像分析了鄭州市土地利用的時空演變及驅(qū)動力。嚴(yán)祥等[20]對土地利用變化研究的尺度問題進(jìn)行了分析，不同的尺度研究結(jié)果可能會有差異。王玲[21]等對限制開發(fā)生態(tài)區(qū)的土地用變化及驅(qū)動機(jī)制進(jìn)行了探討。1.4研究內(nèi)容與方法1.4.1研究內(nèi)容本研究以蘭州市為研究區(qū)域，分析2015-2021年其土地利用階段變化規(guī)律，在此基礎(chǔ)上結(jié)合蘭州市實(shí)際情況，嘗試分析其土地利用變化成因，探索其土地利用與城市可持續(xù)發(fā)展的方式，并提出相關(guān)建議。一是，梳理蘭州市區(qū)域概況，基于2015-2021年土地面積數(shù)據(jù)，分析其土地利用現(xiàn)狀。二是，從耕地面積數(shù)量方面分析蘭州市土地面積演化過程，并在此基礎(chǔ)上利用主成分分析法分析其變化影響因素。三是，基于以上結(jié)果，嘗試對蘭州市土地資源可持續(xù)利用提出一定參考建議。1.4.2研究方法第一種在土地利用動態(tài)度上，可分為單一土地利用動態(tài)度和綜合土地利用動態(tài)度。它是指在某一特定時間某一特定區(qū)域土地利用的數(shù)量上的變化。通過計(jì)算得出蘭州市各地類面積在研究時間段內(nèi)的演變。第二種是主成分分析法，它可以用來對統(tǒng)計(jì)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化。該算法將數(shù)據(jù)從原坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成新的坐標(biāo)系統(tǒng)，使得任何一組數(shù)據(jù)在新的坐標(biāo)系統(tǒng)中都能得到極大的投影方差變化。其中，第一個主成分是投影方差的最大方向，第二個主成分是第一個主成分豎直方向投影方差的次之大方向。在對數(shù)據(jù)進(jìn)行降低維數(shù)的過程中，通常會保留那些對方差有較大貢獻(xiàn)的特征。對實(shí)證問題的研究，必須將多種影響因素，也就是人們經(jīng)常說的指標(biāo)或者變量，并利用多元統(tǒng)計(jì)分析對問題展開全面系統(tǒng)的分析。每個變量反映了被考察對象的一定的信息，同時，各個指標(biāo)之間也存在著一定的關(guān)聯(lián)性。其結(jié)果是產(chǎn)生的統(tǒng)計(jì)數(shù)字有一定的交叉。用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法處理多變量時，如果使用的變量過多，會增加計(jì)算的工作量，增加分析的難度。因此，人們希望在量化分析的過程中，盡可能地減少使用的變量，從而得到更多的信息。主成分分析就是為適應(yīng)這種需要應(yīng)運(yùn)而生的,它是解決多變量問題的理想工具。第2章研究區(qū)概況2.1自然條件2.1.1地理區(qū)位蘭州市地處甘肅省中部，黃河上游，蘭州市和白銀市交界，東鄰寧夏定西市，南鄰寧夏臨夏回族自治州，是我國重要的國際貿(mào)易的一個主要地理位置。位于蘭白都市圈的核心地帶，是蘭西都市圈的重要一員，也是一帶一路的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，占地面積為13085.6平方公里，占全省面積的2.88%。2.1.2地形地貌蘭州市是一個多層次、多類型的、多形態(tài)的城市。它的地理位置比較狹窄，南北寬只有530多公里，而東西寬1655公里。整個城市可以粗略的劃分為六個主要的地理分區(qū)，每個分區(qū)都有自己的特色。蘭州地處西南高東北低，高達(dá)1450-3670米，黃河從上到下，在城市中構(gòu)成了峽谷與盆地地貌。2.1.3氣候環(huán)境蘭州市屬中溫帶大陸性氣候，常年降水量較少，總體上比較干旱，沒有太多的海洋溫濕氣流。由于受到季風(fēng)的控制，降雨以6-8月分為主，且時間和空間上的分布不均勻。春天和夏天的界限模糊，夏天時間短且氣溫高，秋天降溫較快和冬天漫長。年平均光照時間為2446個小時，年平均溫度為10.3度，年降水為327mm，有180天的無霜期。2.1.4水資源狀況蘭州市擁有的地表水很少，地下水的總量很少，平均地面水量只有2.39億立方米，整個城市的地下水量只有2.74億立方米，準(zhǔn)許開發(fā)的水量只有1.59億立方米，相對于其他地區(qū)來說，可使用的水資源比較少。黃河在蘭州地區(qū)總長152公里，城市地區(qū)45公里，是蘭州地區(qū)的主要生活和生產(chǎn)用水水源。近年，得益于黃河上游大中型水庫的調(diào)蓄，黃河流量才較為穩(wěn)定。2.1.5土壤資源蘭州市屬于多個適宜于農(nóng)事的丘陵區(qū)，以灰褐土、黑壚土、灰鈣土和黃綿土為主。其特征是大多數(shù)農(nóng)田的有機(jī)物質(zhì)非常少，并且缺乏N、P元素，其中，中低產(chǎn)農(nóng)田所占的比例超過了70%。長久以來，對農(nóng)業(yè)的投資十分匱乏，造成了農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)建設(shè)相對薄弱，恢復(fù)力十分低下。2.2社會經(jīng)濟(jì)條件全市地區(qū)生產(chǎn)總值3231.29億元，同比增長6.1%，兩年來年均增長4.2%。其中第一產(chǎn)業(yè)增加值62.52億元，比上年增長7.4%。第二產(chǎn)業(yè)增加值1113.91億元，比上年增長5.6%。第三產(chǎn)業(yè)增加值2054.86億元，比上年增長6.4%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比1.9:4.4:7.3。按常住人口計(jì)算人均地區(qū)生產(chǎn)總值73807元，同比增長5.0%。年末，全市常住人口438.43萬人，比上年末多1.25萬人。其中，城鎮(zhèn)人口為366.35萬人，占常住人口比重（常住人口城鎮(zhèn)化率）為83.56%，比上年末提高0.46個百分點(diǎn)。年末本市戶籍人口336.28萬人，比上年末增加了2.28萬人。其中城鎮(zhèn)人口248.34萬人、鄉(xiāng)村人口87.94萬人。全年出生3.33萬人，出生率7.61%。死亡2.56萬例，死亡率5.84%。人口自然增長率1.77%。第3章蘭州市土地利用變化分析3.1土地利用現(xiàn)狀分析截至2021年蘭州市耕地260417.29公頃（390.63萬畝），林地148080.21公頃（222.12萬畝），草地710282.28公頃（1065.42萬畝），城市、村莊和工礦建設(shè)用地為74992.95公頃（112.49萬畝），交通運(yùn)輸用地23479.98公頃（35.22萬畝），水域和水利工程面積為8936.59公頃（13.40萬畝），較往年，林地、交通運(yùn)輸用地及園地面積增長幅度較大，蘭州市現(xiàn)主要開發(fā)其他用地，原因是受政策變化影響，蘭州為升新一線城市打基礎(chǔ)。依據(jù)2015-2021年度蘭州市土地利用變動情況，對蘭州市土地利用變動情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并對2015-2021年度不同土地利用的區(qū)域進(jìn)行了對比。以蘭州市為例，通過對不同時期的用地矢量資料進(jìn)行比較，得到了不同時期的土地利用類型圖。3.1.1耕地變化2015-2021年，蘭州市耕地面積呈現(xiàn)先減后增的態(tài)勢。其中2015-2016年和2018-2019年耕地面積持續(xù)減少，減少量逐年下降，2016-2017年耕地面積迅速增加，蘭州市耕地變化情況如圖3.1所示。圖3.1蘭州市2015年-2021年耕地面積變化3.1.2園地變化蘭州市2015-2021年園地面積總體上呈現(xiàn)上升趨勢,2020-2021年上升幅度最大，上升面積86.16公頃，如圖3.2所示。圖3.2蘭州市2015年-2021年園地面積變化3.1.3林地變化蘭州市2015-2021年林地面積呈上升趨勢，其中2020-2021年增加面積相對較大，林地保有量趨于穩(wěn)定。變化情況如圖3.3所示。圖3.3蘭州市2015年-2021年林地面積變化3.1.4城鎮(zhèn)村及工礦用地變化蘭州市2015-2021年城鎮(zhèn)村及工礦用地面積持續(xù)增加，如圖3.4所示，增加面積249.75公頃，從趨勢來看，增加的幅度逐漸增大。圖3.4蘭州市2015年-2021年城鎮(zhèn)及工礦用地面積變化3.1.5交通運(yùn)輸用地變化蘭州市2015-2021年交通運(yùn)輸用地面積持續(xù)增加，由2015年的168.98公頃增加到2021年的234.79公頃，共增加65.81公頃。交通用地面積持續(xù)增加的原因是蘭州市經(jīng)濟(jì)帶動迅速穩(wěn)居新二線城市，變化趨勢如圖3.5所示。圖3.5蘭州市2015年-2021年交通運(yùn)輸用地面積變化3.1.6水域與水利設(shè)施用地變化蘭州市2015-2021年水域與水利設(shè)施用地整體上呈現(xiàn)出了減少態(tài)勢，面積減少了34.97公頃，在這期間政府曾出臺黃河治理相關(guān)政策，對水域與水利設(shè)施用地變化影響巨大，如圖3.6所示。圖3.6蘭州市2015年-2021年水域與水利設(shè)施用地面積變化3.1.7其他土地變化蘭州市2015-2018年其他土地面積總體上減少151.76公頃，2018-2020年其他土地面積呈增加趨勢，如圖3.7所示。主要原因是沙地面積大量減少，這得益于蘭州市近年來實(shí)施的防沙治沙工程，另外土地整治將其他土地開墾為耕地，長期以來項(xiàng)目建設(shè)活動不斷對耕地進(jìn)行侵占，耕地資源越來越緊張，而通過土地整治的方式在一定程度上緩解了耕地緊缺的問題。圖3.7蘭州市2015年-2021年其他土地面積變化3.2土地利用動態(tài)度變化土地利用動態(tài)度是在一定時期內(nèi)，在土地利用類型數(shù)量上的變化，可以體現(xiàn)出不同地區(qū)的土地利用變化的激烈程度和速度。土地利用動態(tài)度主要表現(xiàn)在兩個方面：一是單一的土地利用動態(tài)度；也就是說，在一段時間里，土地利用的變化只會發(fā)生一次。二是用綜合土地利用動態(tài)度。（1）單一土地利用動態(tài)度：K=公式中K表示某一土地利用類型調(diào)查過程中的變化趨勢,Ua表示調(diào)查前期該類土地面積,Ub表示調(diào)查結(jié)束后該類土地面積,T則代表了研究時間長短。（2）綜合土地利用動態(tài)度：L其中，Lc為研究區(qū)整體土地利用動態(tài)度,LUi為調(diào)查開始時第i類用地面積,△LUi-j為調(diào)查期間第i類用地轉(zhuǎn)為第j類用地面積的區(qū)域面積絕對值，T表示調(diào)查時間。由表3.1和表3.2所示表3.1蘭州市各地類面積變化2015年2021年面積之差的絕對值耕地20526426041755153林地10629814808041782園地10390179507560城鎮(zhèn)及工礦用地596227499215370交通運(yùn)輸用地16898264796581水利與水域設(shè)施用地1243389363497其他土地581884464113547表3.2蘭州市各地類土地利用動態(tài)度單一土地利用動態(tài)度耕地3.84%林地5.62%園地10.39%城鎮(zhèn)及工礦用地3.68%交通運(yùn)輸用地5.56%水利與水域設(shè)施用地-4.02%其他用地-3.33%綜合土地利用動態(tài)度2.18%面積之和9381861434902015-2021年，這些圖表描述了蘭州市各種不同土地類型的動態(tài)度，其中園地面積動態(tài)度為10.39%，為最大；林地次之，動態(tài)度5.62%；交通用地動態(tài)度和耕地動態(tài)度分別為5.62%和3.84%；城鎮(zhèn)和工礦用地的動態(tài)度是3.68%；其余土地動態(tài)度為-3.33%；水資源和水域設(shè)施用地動態(tài)度為-4.02%?？偟膩砜矗瑥?015年到2021年，蘭州市綜合土地利用動態(tài)度呈持續(xù)增長趨勢。第4章蘭州市土地利用變化成因分析4.1主成分分析法1933年，Hotelling率先采用了主成分分析法對變量進(jìn)行降維，在科研過程中，涉及到的變量很多，而且彼此之間也有聯(lián)系，因此，采用了一些特定的方式，將大量的變量轉(zhuǎn)換成了少數(shù)的幾個綜合性的變量，進(jìn)而使得問題得以解決，我們將這些新的變量或指標(biāo)稱為主成分。假設(shè)存在n種樣本，且對于每種樣本均存在m種指標(biāo)變量，因此初始數(shù)據(jù)矩陣被表示成:通將向量X=（X1，X2，…，Xm，）作線性組合，表達(dá)式如下：其中：對系數(shù)規(guī)定如下：它的主要成分必須滿足向量（X1、X2、…、Xm）。在實(shí)踐中，主要成分的選擇是根據(jù)累積貢獻(xiàn)率進(jìn)行的，當(dāng)前t個主要成分的累積貢獻(xiàn)率超過87%時，即被視為所選擇的主要成分所含有的信息能夠滿足需求。4.2驅(qū)動因子選取與分析第一，確定一個自變量X與一個因變量Y。文章以蘭州市耕地面積作為因變量，以16項(xiàng)社會經(jīng)濟(jì)指數(shù)作為自變量，在選擇因素時應(yīng)遵循以下幾個基本原則：首先，以可獲得性作為因素選擇的基礎(chǔ)。其次，指標(biāo)能否被定量。比如，在現(xiàn)實(shí)生活中，這個因素對農(nóng)田的影響很大，但卻很難被定量，所以，我們一般都不會選擇。最后，被選擇因子與因變量應(yīng)有很強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系。第二，驅(qū)動因子選取，以蘭州市的土地利用現(xiàn)狀為依據(jù)，以蘭州市的統(tǒng)計(jì)年鑒為依據(jù)，從諸多社會經(jīng)濟(jì)因素中選擇具有代表性的16項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)建了驅(qū)動因子指標(biāo)體系，覆蓋了人口、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)水平、總用水量、交通、政策因素這幾個方面。驅(qū)動因子見表4.1。表4.1驅(qū)動因子選取序號驅(qū)動因子X1年末常住人口(萬人)X2地均GDP(萬元)X3城鎮(zhèn)化率(%)X4第一產(chǎn)業(yè)占GDP比重(%)續(xù)表4.1驅(qū)動因子選取X5第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重(%)X6第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重(%)X7農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值(萬元)X8固定資產(chǎn)投資(億元)X9社會消費(fèi)品零售總額(億元)X10農(nóng)田有效灌溉面積(萬公頃)X11糧食產(chǎn)量(萬噸)X12總用水量(億立方米)X13公路里程數(shù)(公里)X14水資源政策影響程度(%)X15生態(tài)環(huán)境政策影響程度(%)X16生態(tài)移民政策影響程度(%)（1）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化通過標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化處理指標(biāo)相關(guān)問題，利用SPSS25.0軟件包，對數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理與歸類，蘭州市的各項(xiàng)指標(biāo)均列于表4.2中。表4.2蘭州市社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果指標(biāo)2015201620172018201920202021X1-0.430.130.47-0.98-1.59-0.470.14X2-1.80-1.28-0.460.340.000.430.98X3-1.65-1.35-0.430.17-0.010.350.63X41.580.10-0.16-1.18-1.20-0.35-0.77X50.370.771.060.660.71-0.21-0.16X6-0.79-0.87-1.13-0.44-0.490.320.36X7-1.35-1.05-0.350.30-0.020.701.13X8-1.460.15-0.321.480.320.701.04X9-1.45-0.81-0.86-0.21-0.520.480.82X10-0.98-0.79-1.070.35-0.120.820.94X11-1.87-1.09-0.570.520.160.880.75X121.601.220.88-0.390.03-0.81-1.02X13-1.53-1.41-0.610.32-0.220.490.97X141.921.080.54-0.53-0.18-0.87-0.74X15-1.56-1.22-0.900.37-0.070.821.05X161.641.470.47-0.400.08-0.54-0.89（2）特征值與貢獻(xiàn)率主成分分析所得總方差解釋表見表4.3.主成分?jǐn)?shù)目按特征值大小確定。如果特征值超過1，則表示其對上述16個變量有很好的解釋力，因此可以將其當(dāng)作主成分來進(jìn)行降維。在主成分解釋表中，有三個成分具有比1更大的特征值，即：第一成分的特征值為10.899，方差的貢獻(xiàn)率為46.454%，第二成分的特征值為3.436，對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為27.523%，第三成分的特征值為1.029，對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為22.047%，這三個成分的累計(jì)方差貢獻(xiàn)率高達(dá)96.024%，表明前三個成分能夠較好地解釋這16個驅(qū)動因子。在此基礎(chǔ)上，本文選取了三個成分對蘭州市城市用地的影響因素進(jìn)行系統(tǒng)的實(shí)證研究。表4.3主成分特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率成分初始特征值提取載荷平方和旋轉(zhuǎn)載荷平方和總計(jì)方差百分比累計(jì)%總計(jì)方差百分比累計(jì)%總計(jì)方差百分比累計(jì)%110.89968.12268.1221089968.12268.1227.43346.45446.45423.43621.47389.5943.43621.43789.5944.40427.52373.97731.0296.42996.0241.0296.42996.0243.25822.04796.02440.3181.98798.01150.1981.23999.25060.0730.45799.70770.0260.16399.87080.0210.130100.00095.727E-163.580E-15100.000103.845E-162.403E-15100.000112.432E-161.250E-15100.000121.691E-161.057E-15100.00013-2.904E-17-1.815E-15100.00014-2.356E-16-1.472E-15100.00015-5.215E-16-3.259E-15100.00016-1.271E-15-7.943E-15100.100從圖4.1中可以直接對每一個初始特征進(jìn)行分析，能夠得出1、2、3成分的波動現(xiàn)象較為突顯，4成分逐漸平緩。因此，表明1、2、3成分有較高的特征值，可以將其用來解釋原有變量的變化信息。圖4.1碎石圖（3）主成分載荷主成分載荷矩陣體現(xiàn)每個變量作用于全部變量上的載荷大小，載荷值絕對值越大，說明該成分可以更好地解釋這些變量。在本文中，我們利用Kaiser標(biāo)準(zhǔn)后的正交旋轉(zhuǎn)方法，將原變量按因子旋轉(zhuǎn)，使其經(jīng)過6個循環(huán)，旋轉(zhuǎn)后的主成分載荷與旋轉(zhuǎn)后的主成分載荷矩陣見表4.4。從旋轉(zhuǎn)后的主成分載荷表格中我們可以看到，第一主成分與農(nóng)田有效灌溉面積、糧食產(chǎn)量、總用水量、公路里程數(shù)、水資源政策影響程度、生態(tài)移民政策影響程度、生態(tài)環(huán)境政策影響程度具有明顯相關(guān)性。第二主成分與地均GDP、城鎮(zhèn)化率、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值有較強(qiáng)的相關(guān)性，第三主成分與年末常住人口、第一產(chǎn)業(yè)占GDP比重、固定資產(chǎn)投資與土地利用也存在很強(qiáng)的相關(guān)性。綜合各項(xiàng)指標(biāo)，可得蘭州市土地利用變化主要有政策，經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人口與城鎮(zhèn)化水平等動因。表4.4原始成分載荷和旋轉(zhuǎn)后成分載荷指標(biāo)原始成分矩陣旋轉(zhuǎn)后成分矩陣成分1成分2成分3成分1成分2成分3年末常住人口0.3320.8080.1270.0750.2940.8280.0地均GDP0.978-0.0510.1790.6880.7170.053城鎮(zhèn)化率0.9650.1140.1640.6630.6970.215第一產(chǎn)業(yè)占GDP比重-0.2180.940-0.188-0.204-0.2840.919第二產(chǎn)業(yè)占GDP比重-0.705-0.6810.086-0.516-0.340-0.765第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重0.8290.513-0.0490.6170.4430.622農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值0.713-0.1330.6490.2150.944-0.099固定資產(chǎn)投資0.299-0.9010.0490.3430.218-0.859社會消費(fèi)品零售總額0.9440.2860.0690.6750.6070.391農(nóng)田有效灌溉面積0.740-0.223-0.6170.948-0.067-0.080總用水量-0.8920.1390.113-0.873-0.4830.010公路里程數(shù)0.9910.0330.0680.7510.6340.146水資源政策影響程度-0.9360.2760.157-0.882-0.4210.147生態(tài)環(huán)境政策影響程度0.980-0.129-0.1290.8800.4690.001生態(tài)移民政策影響程度-0.9860.039-0.086-0.747-0.647-0.073續(xù)表4.4原始成分載荷和旋轉(zhuǎn)后成分載荷從自然因素、社會經(jīng)濟(jì)因素以及政策因素三個角度，研究了蘭州市2015-2021年度土地利用變化的原因，其中自然因素在短期之內(nèi)發(fā)生了不大的改變，并且對其產(chǎn)生了很小的作用，所以定量地研究了社會經(jīng)濟(jì)因素以及政策因素。研究發(fā)現(xiàn)，蘭州市土地利用結(jié)構(gòu)和布局主要受自然環(huán)境的影響。蘭州市2015-2021年間的土地利用變動主要是由政府和社會經(jīng)濟(jì)兩個方面引起的，其中政策因素對黃河的控制作用最大、易地扶貧搬遷工程、空間規(guī)劃等，社會經(jīng)濟(jì)因素主要為人口及城鎮(zhèn)化水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及交通條件。這三個因素的作用程度存在差異性，從短期來看，主要是由于自然條件的改變不大，因此對土地利用的影響不大，但政策和社會經(jīng)濟(jì)因素作用較為顯著。結(jié)論本文以蘭州市為例，通過對2015-2021年度城市土地利用結(jié)構(gòu)的動態(tài)調(diào)查，并對其影響因素進(jìn)行了初步的探討。本研究從三個角度，包括土地利用類型轉(zhuǎn)換，土地利用動態(tài)及土地利用程度為指標(biāo)，探討了該地區(qū)土地利用的時空分布特征，并對其演變過程進(jìn)行了探討。即以土地利用類型轉(zhuǎn)換，土地利用動態(tài)及土地利用程度為指標(biāo)，研究蘭州市土地利用時間與空間格局，探索其變化規(guī)律。接著以蘭州市為例，運(yùn)用定性方法從自然因素，社會經(jīng)濟(jì)及政策三方面進(jìn)行分析，運(yùn)用主成分定量分析城市用地主要影響因素。以蘭州市城市土地利用為研究對象，發(fā)現(xiàn)影響城市土地利用存在顯著因素。研究表明:（1）在2015-2021年度，蘭州市耕地、水域與水利設(shè)施以及其他用地的數(shù)量有所下降，而城市、工礦、交通等土地利用的數(shù)量有所增長，土地的使用總體上呈現(xiàn)出增長的態(tài)勢，說明該地區(qū)的土地使用正處在一個不斷增長的時期。（2）蘭州市的土地利用結(jié)構(gòu)和布局中自然環(huán)境對土地利用的影響受到研究者的關(guān)注。2015-2021年間，蘭州市的土地利用變化主要受政策因素和社會經(jīng)濟(jì)因素的驅(qū)動。政策因素主要為黃河治理、易地扶貧搬遷工程、空間規(guī)劃等，社會經(jīng)濟(jì)因素主要為人口及城鎮(zhèn)化水平、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及交通條件。這三個因素的作用程度存在差異性，從短期來看，自然因素的改變對該地區(qū)的土地利用狀況的影響小。與此相對，政策與社會經(jīng)濟(jì)的影響更為顯著。

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