2013年10月甘肃农业大学学报第48卷第5期130～136JOURNAL OF GANSU AGRICULTURAL UNIVERSI丁Y双月刊基于信息’脑的兰州市土地利用结构和产业结构的关系闰红磊1，孙鹏举2，刘学录1(1.甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃兰州730070;2.甘肃省国土资源规划研究院，甘肃兰州730000) 摘要：运用信息d腐、相关及回归分析的方法，研究了兰州市1996～2008年土地利用结构变化和产业结构调整的相互关系，结果表明：兰州市13a间的各用地比例与第兰产业比重之间存在一定的相关性，二者结构信息d腐呈现显著的负相关，相关系数为0. 969.从对二者的回归分析得出，交通运输用地比重的变化对产业水平发展的影响大于其他用地类型，而第一产业比重的变化是用地结构变化的主要驱动因素，说明土地利用结构变化与产业结构调整之间存在明显的相互影响．关键词：信息：情；产业结构；土地利用结构；兰州市中图分类号：F127 文献标志码：A文章编号：1003-4315(2013) 05-0130-07 Research on mutual relationship between land use structure and industry structure of Lanzhou City based on information entropy YAN Hong lei1 , SUN Peng j u2 , LIU Xue lu1 (1. College of Resources and Environmental Science,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China;Z. Land Resources Planning and Research Institute of Gansu Province, Lanzhou 730000,China) Abstract: Information entropy, correlation analysis and regression analysis were used to study the mu tual relationship between land use structural changing and industrial restructuring of Lanzhou City from 1996 to 2008.丁heresults showed that: proportion of various land and proportion of three industries of Lanzhou City in 13 years appeared a certain correlation. Information entropy of the two structures showed a significant negative correlation, and the correlation coefficient was 0. 969. The regression analysis of the two structures showed that the land for transportation affected the development of the industry level grea ter than other types of land did.丁headjustment of the first industrial structure was the main driving factor of land use structure changing. The research shows that there exist interaction between land use structure and industrial structure Key words: information entropy; industrial structure; land use structure; Lanzhou City 产业发展水平和产业结构决定着士地利用方式等［2］通过分析产业结构与用地结构之间的结构关与结构［口，而不同的士地利用结构也会对产业经济系、均量关系和复合关系，从一定视角揭示了两者之产生不同的作用．近几年，我国学者对产业结构与士间的变化规律；王夏瑛等问对甘肃省1997～2004年地利用结构之间的关系已经有了一定的认识．张颖Sa的土地利用结构时空变化进行了研究，并分析了第一件者：闰红磊(1986－），男，硕士研究生，主要研究方向为土地利用与规划.E-mail: sdauyanhonglei@l26. com 通信作者：孙鹏举，博士，高级工程师，主要从事土地利用管理研究.Email: 550490919@qq. com 收稿日期：2013-03-12；修回日期：2013-04-09
第5期闰红磊等：基于信息d脑的兰州市土地利用结构和产业结构的关系131 影响甘肃省土地利用结构变化的驱动力，结果表明，为了便于时间序列的数据分析的可比性，本次社会经济、农业发展和人口因素是影响甘肃省土地研究在不同土地利用分类系统的基础上，结合研究利用结构变化的主要因素；李琴等四运用Spearman目的，对士地利用类型进行适当的调整，最终确定划秩相关和典型相关分析法对安徽省1996～2005年分为耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、居民点产业结构和用地结构进行动态相关分析，认为安徽及工矿用地、交通运输用地、水利设施用地和未利用产业结构与用地结构变化具有较普遍的同步增减趋地9个土地利用类型进行计算分析．势；靳瑞萍［5］从产业结构与用地结构的变化态势和2 研究方法变化率两个方面分析了产业结构与用地结构之间的关系；李冠等［的以南宁市为例，采用相关系数指标，2. 1 信息摘发现1996～2005年土地利用与产业结构之间呈明本次研究运用信息’脑模型，对士地利用结构与显相关性，且同步协调；孟援等［7］通过研究北京市产产业结构的变化趋势进行分析．’脑最初是物理学中业结构和土地利用结构关系研究得出：产业结构调的一个概念，后来被广泛运用于信息论、控制论等领整是提升土地集约利用水平的主要途径，集约用地域中，作为随机变量无约束程度的一种变量，即信息政策也是引导和约束产业结构调整的重要手段．’脑［8］.士地利用系统作为一个耗散结构体系，有序程综上所述，国内有关土地利用结构与产业结构度可以用信息摘进行描述和刻画［飞它能反映系统的研究取得了较一致的观点，即二者之间存在着相结构的状态特征，所以用信息d脑来描述士地利用结关关系，但就日前成果来看，两者关系的互动性研究构和产业结构的有序程度，总结二者的规律是可取还不够深入和全面，研究方法比较单一，定性研究较的．但在实际应用中，为了消除不同发展阶段土地职多，定量研究较少；另外，对于研究区域，主要集中在能数的差异，增加士地利用结构的信息’脑的可比性我国中东部发达地区，而对西部欠发达地区的研究较和直观性，引人均衡度的概念，即实际摘值与最大摘少．本文拟采用信息摘、结构变化率、相关性分析和回值之比口。］．信息’脑、均衡度的公式可以表述如下口l]: 归分析相结合的方法，对兰州市土地利用结构和产业(1) H= L:PJnP; 结构的变化情况和相互关系进行研究，以期为兰州市TT L:PJnP; 产业结构调整及土地利用结构优化提供依据．L＝二~＝（二L一一一一(2) Hm Inn 公式(1）、（2）中H为信息、恼，单位为奈特；L为均衡1 研究区概况及数据来源度，Hm为最大信息：摘值，pi为系统中各成分的比例．1. 1 研究区概况一般来说，信息’脑值越高，其系统有序度越低，系统兰州市位于我国大陆地理版图的几何中心，是越紊乱口2］.信息’脑的高低还可以反映士地利用结构甘肃省省会，下辖五区三县．截止到2008年底，全市的分异程度和各士地类型面积分布的均匀程度［时，土地面积为1310 304. 38 h时，土地利用类型多样，当该区域处于未开发时，其值为0，即Hmm=0C14J; 其中以牧草地为主；2008年全市生产总值 相反，当区域内各种士地利用类型的面积相等时，即亿元，比上年增长%；其中，第一产业实现增P1=P2= Pn = l/n时，摘值达到最大；Hmax= ln 加值亿元，增长%；第二产业实现增加值(n），各地类分布均衡，由此可得，土地职能类型越亿元，增长%；第二产业实现增加值多，各职能内的面积相差越小，则摘值越大[15－比］．同亿元，增长%.三产业比例为: 理，产业结构的信息’脑值越小，产业结构的有序程度47. 06=49. 62. 越高，产业水平发展越不均衡，反之亦然．1. 2 数据来源及处理 相关性分析本次研究采用的基础数据是由甘肃省国土资源本文采用Pearson相关性分析法来定性研究兰规划研究院提供的1996～2008年历年土地利用变州市1996～2008年土地利用结构和产业结构相互更调查数据和《兰州市统计年鉴》．关系的密切程度和变化趋势．
132 甘肃农业大学学报2013年 回归分析值，将耕地、园地、林地、牧草地、其他农用地、居民点本文将借助多元线性回归分析法，分别用产业结及工矿用地、交通运输用地、水利设施用地和未利用构信息脑作为因变量，各用地类型比例作为自变量和地分别用L1、Lz、L3、L4、Ls、Ls、L7、Ls、Lg来表示士地利用结构信息摘作为因变量，各次产业比例作为（表1).自变量来建立回归分析模型，定量研究兰州市1996～由表1可以看出，1996、1997年兰州市土地利2008年用地结构和产业结构内部的相互关联．用结构信息摘最小，为奈特，表明此时各地类面积分布的均匀程度较低，分布较集中，土地利用3 结果与分析结构的有序度较高，此后信息恼值逐年上升，到2008年达到最大值奈特，意味着此时各类土3. 1 土地利用结构信息摘变化趋势分析根据土地利用结构信息恼的公式计算出兰州市地的面积差最小，土地利用结构的复杂程度最高，有1996～2008年土地利用结构信息恼和均衡度的数序度最弱．表11996～2008年兰州市用地比例、土地利用结构信息摘及均衡度丁 Land ratio, information entropy and equilibriu日ldegree of Land use st且1cturein Lanzhou City from 1996 to 2008 用地比例／%信息：摘／年份均衡度奈特Li Lz L3 L4 Ls Lt; L1 Ls Lθ 1O1n1PuO4d1n4ud19oOiμnd9Lo2nμdLn92unnL2u门nnLu巧1ηnjLu8nuL6nuFLh4υnn9uLAμn7nU9L4A UE6 d4814O10d14o40d14Eo4D 31o户口。in。3nuuR2nUUP2EOυ2OAdh2QUd2n2J2 ηj。0。－0－1ti31PtFO431UAtE43υE3υp2nR3uρ3nugρJ12124nFu4Upnu62734zpJn034unpUnEupυnuρnuρ nuρnuρnupnupnu nunnunununu0n43n4u6n4u9n5u45u55U5 56 Untu也υ，白少Qdodo.............. .... .......3.. ..0..3. 6 ... 3 ............. .... .... 々々巧严问AAAAn严气LnL严ρ00ρ0O0P0OPOPO巧nunudRURUOLOLnudRURUUtooq年uμ1年j’。今i1i1itj1i1iυ年υ3. 72 9quqυ－－门严严问9严气严巧巧’’UAUEDEDEDED年。jηjηjηjotd000000000UυF年h内υ，FhυFhυυEFdhυzρdhuzρdhUzd3. 72 11门1111111i1i1i1i1111ηjηjη唱jn巧’u’0。00000000tiLJFUFUPOnJAU吐。。。。。υ，nunununununununUAU 3. 74 门。寸’寸’门A唱tiLooov1ioU吐3. 74 。门A且唱tiLU吐巧U7·14063. 76 。pbququ门巧111i1i9唱－－ti1t41t41t41t4白L9Ujt3. 79 qδA门门巧严气严巧9μ9μqU年jtvUυ3. 82 0. 52 9门门巧严气「严巧jauaUFUηJU主年吐DnunAtUAUvUυ3. 82 EdAeo9门7·宁o’o只门巧’’nu巧日’’巧’’巧严气，，巧严巧宁’只jU年t吃vU年UAhunυLn3Uq3. 84 0. 57 9门门－－。严气严严巧9巧’’UAUEDED年t吃v。UPOFUU年ηtηtυEdzdUuAnu3. 87 0. 57 门门1111phUAA唱LL。。。。。。tivU吐且ZA3. 91 0. 58 。门门。ηJ唱－－tiLLvU哇哇3. 98 由图1可得知，从总体变化趋势上看，信息’脑值息摘同步，从1996年增加到2008年的呈现出逐年上升的趋势，表明兰州市近13a的士地0. 656，呈现出逐年上升的趋势，表明兰州市士地利利用结构向相对无序状态发展．进一步分析可以看用结构的均衡程度逐渐增强． 出，兰州市土地利用结构信息摘增加主要是因为农量要 业结构调整和建设占用耕地．耕地和牧草地比重分; 犯别从1996年的%、%下降到2008年的罪. 50%、%，居民点及工矿用地与交通运输用罢地比重分别从1996年的%和%增加到雪年的%和%.耕地与非农建设用地 L一一』一－φ，0i6飞0iOi飞0iOJ＇电φPJOi份。Rl'J,1;1t:I》吨。。飞~＼）I》飞。，＼）6圳、。快数量的此消彼长，一方面受农地产出效益低的影响；年份另一方面，城市化进程的推动使城镇规模扩展成为图11996～2008年兰州市土地利用结构信息蜻必然趋势．在二者的合力作用下，兰州市耕地资源总Fig. 1 Information entropy of land use structure in 量不断减少，人地矛盾日益加剧，土地自然生态系统Lanzhou City from 1996 to 2008 的紊乱度增加．由图2可以发现，均衡度的变化与信
第5期闰红磊等：基于信息d脑的兰州市土地利用结构和产业结构的关系133 波动上升趋势，并且在2005年，首次超过第二产业 制成为经济发展的主导产业．由图4可以发现，均衡度窘的变化与信息’脑同步，先上升后下降．整体看兰州市4军 士地利用结构的均衡程度逐渐减弱．这表明兰州市~ 年号。.625近13a的产业结构向相对有序状态发展，产业结构丁不断优化，集中度增强，使得兰产业结构偏离原来的 L」飞φbφ9、，c,%,cici·与1.:11:1＇））。。、份。、快。飞j.)1:1』份。知。b抖份。电均衡，造成信息’脑、均衡度减小．年份 圄21996～2008年兰州市土地利用结构均衡度 量. 2 Equilibrium degree of land use structure in ~ Lanzhou City from 1996 to 2008 靠刽产业结构信息蜻变化趋势分析礼根据产业信息’脑计算出兰州市1996～2008年 L一一」一产业结构信息恼和均衡度的数值（表2).φ，c,b扩φq电φ，c,ci份。。份。1份。、价。飞。。气。。飞j.)1:1＇气。。气份。电表21996～2008年兰州市三产业比重、信息摘年份及均衡度图31996～2008年兰州市产业结构信息摘丁 Proportion of three industries, information Fig. 3 Information entropy of industrial structure in entropy and equilibrium degree in Lanzhou City Lanzhou City from 1996 to 2008 from 1996 to 2008 第一产第二产第二产信息：摘／均衡度年份刨 比重／%比重／%比重／%奈特薯 1996 0. 786 4军 1997 5. 77 53. 22 41. 01 0. 788 骂0乃怔飞 5. 87 51. 79 42. 34 0. 793 1999 51. 74 42. 59 0. 789 妒气叭c,C)＇宅φ，c,ci份。。份。~＇）..1:11:1'J..份。飞j.)1:1》飞。，1:)0州、。。电2000 52. 65 42. 22 0. 778 年份2001 51. 99 43. 17 0. 773 2002 0. 767 圄41996～2008年兰州市产业结构均衡度2003 4. 18 52. 86 42. 97 0. 758 Fig. 3 Equilibrium degree of industrial structure in 2004 41. 43 0. 752 Lanzhou City from 1996 to 2008 2005 3. 90 0. 753 2006 50. 96 0. 747 土地利用结构和产业结构相关性分析2007 45. 87 50. 57 0. 747 借助统计软件，选择相关性分析中2008 3. 32 49. 62 0. 742 Pearson分析法计算士地利用结构与产业结构及二由表2可以看出，1998年兰州市产业结构信息者信息恼的相关系数．由表4计算结果显示：13a间摘最大，为奈特，表明此时各产业值分布的均兰州市各用地比例与产业比重呈现相关性，二者信衡度较高；此后信息摘值逐年下降，均衡度降低，产息’脑也呈现明显的相关性．业结构集中度增强，到2008年达到最小值奈除园地、水利设施用地外，其他各用地类型与第一产业变化呈显著的相关性，显著性水平都为特，此时各产业比例相差最大．由图3可得知，从总o. 01，其中，耕地、牧草地与第一产业呈高度正相体变化趋势上看，产业结构信息摘值呈现出先上升关，林地、其他农用地、居民点及工矿用地、交通运后下降的趋势，这期间，第一产业比重呈不断下降趋输用地、未利用地呈高度负相关；随着城市化和经势，第二产业比重呈波动下降趋势，第兰产业比重呈
134 甘肃农业大学学报2013年济发展，兰州市第一产业比重不断下降，而城市化点及工矿用地、交通运输用地面积的增长来实现的，过程必然导致建设用地占用农地，两者此消彼长，第兰产业的快速发展一方面得益于近些年兰州市实而又由于近些年兰州市第一产业结构内部的调施“退二进三”的产业政策，处于城市中心及其边缘整，使得林地、其他农用地比例不断增加，与第一的工业向外围或农村乡镇搬迁，使得市区的经济发产业比重呈负相关．展以金融业、保险业、批发零售业以及商务办公等土第二产业与耕地、牧草地呈现显著的正相关性，地产出附加值较高的服务业为主导产业；另一方面与居民点及工矿用地、交通运输用地呈现明显的负近些年第二产业用地的增加和产业结构的调整，使相关性，显著水平为.这表明兰州市第二产业原来比重较低的商业、金融业、住宅居民用地、服务比重的下降，主要表现在耕地、牧草地比重的减少，业用地所占比重明显升高．以及建设用地的增加上．进一步分析可知，第二产业由表1可知，兰州市土地利用结构信息恼与产各部门经济的发展主要以建设用地为依托，仅依靠业结构信息恼的相关性系数达到一，变化的显转变用地类型的粗放式发展，经济可能得到增长，但著相关性水平达到，表明二者存在高度的负相效益并不见得突出，产业结构得不到优化，因此，经关．即士地利用结构和产业结构向相反的状态方向济水平的发展还需要提高土地利用集约度，增加第发展（表。－反映出在13a间，兰州市的土地利用结二产业用地的产出水平．构正在向无序方向发展，各用地比例趋于均匀，土地第兰产业与林地、其他农用地、居民点及工矿用利用结构均衡度增加，复杂程度增强，而这期间正处地、交通运输用地呈现正相关，与耕地、牧草地呈现于兰州市重要经济转型期，产业结构不断调整，有序负相关，显著水平为.这说明以服务业为主的程度增高，产业结构由原来的“二三一”阶段升级到第兰产业的发展主要是依靠林地、其他农用地、居民2005年以后的“兰二一”阶段．表4土地利用结构和产业结构相关性分析丁 Correlation analysis between land use and industrial structures 相关系数产业结构Lg Li Lz L3 L4 Ls L6 L1 Ls 问0. 571赞0. 956养费0. 955养费0. 904养费0. 943养费0. 989养费0. 867养费第一产业 0. 731费提0. 804著提0. 707著提0. 638提0. 729著提0. 704著提第二产业0. 397 0. 519 费提0. 880著提0. 798著提0. 730著提0. 814著提0. 804著提 第兰产业 0. 623提费表示显著性相关（α二）概率水平为，娓娓表示极显著相关（α二). 土地利用结构和产业结构回归分析3. 4. 1 土地利用结构变化与产业结构信息蜻回归R2=0. 996,F=535. 257，经t检验，各观测值模型分析将产业结构信息摘作为因变量Y，将耕对应的显著性检验概率P<，拟合函数可以解地、园地、林地、牧草地、其他农用地、居民点及工矿释二者之间客观关系的%，拟合优度很高，在α用地、交通运输用地、水利设施用地和未利用地分别=O. 05的显著水平上，模型通过F和t的检验．由该作为自变量X1、X2、x3、x4、Xs、x6、x7、Xs、X9，借模型分析可以看出，产业结构信息恼与园地、林地、助统计软件进行多元线性回归分析；在耕地的比重呈正相关，与交通运输用地比重呈负相对回归模型进行检验时，发现回归方程和回归系数关．从回归系数的绝对值来看，交通运输用地对产业的显著性检验并不理想，对模型的贡献不大，因此采结构变化的影响力要大于其他用地类型．进一步分用向后筛选法，对多元线性回归方程中的变量进行析可知，13a间，兰州市产业结构不断调整，恼值不选取，对存在多重共线性的回归模型进行修复，达到断减小，使得耕地比重逐步减少，导致第一产业增加最优多元线性回归方程模型．最优模型为：值占GDP比重也在逐步减少，同时，交通运输用地Y= -0. 291X1十十十 + 属于第兰产业用地范畴，第三产业比重又对产业结
第5期闰红磊等：基于信息d脑的兰州市土地利用结构和产业结构的关系135 构调整的影响远大于第一产业，所以交通用地等建与产业结构实现优化升级，需从引导用地结构与产设用地对产业水平发展的影响程度要大于农用地．业结构发展的规划出发，加强二者之间的互动配合．通过定量分析可知，假设其他用地类型比重不4) 在兰州市产业水平不断发展的过程中，合变，交通用地比重每提高1%，相应的产业结构信息理调整三产业比重，协调第一产业比重平稳下降，第摘将下降奈特，而耕地比重每下降1%，相应二产业比重适当调整，第三产业比重不断上升，产业的产业结构信息’脑将下降奈特．结构的优化和升级不能仅依靠转变用地类型来实3. 4. 2 产业结构变化与土地利用结构信息蜻回归现，更要提高第二、兰产业土地利用集约水平和产出模型分析将士地利用结构信息d脑作为因变量x,水平，同时，要合理调整各用地比例，保护耕地，落实将第一产业、第二产业、第三产业比重作为自变量士地利用总体规划，以达到合理利用士地的目的．Y1、毛、孔，借助SPSS17.。统计软件进行多元线性5) 充分注重士地利用结构调整和产业结构优化的协调互动，引导产业向已规划的用地区域布局，回归分析，采用向后筛选法，得出最优回归模型为：X= + 协调好各用地之间的关系，合理安排土地资源在各回归分析R2= 0. 956, F = 236. 262, t = 产业部门及各区域的布局，使土地利用结构系统和产业结构调整向健康有利的方向发展．-15. 371，拟合优度较高，在的显著水平上，模型通过F和t的检验．模型解释为士地利用结构信的本研究将“信息摘”模型引人到产业结构变息恼的增加表现在第一产业比重的下降．可以看出，化趋势研究中，丰富了研究方法，并且在研究士地利第一产业比重对土地利用结构的信息摘值有着显著用结构与产业结构二者发展的有序程度上取得了一的影响．第一产业比重与土地利用结构的信息摘值些具一定新意的研究成果．由于可供借鉴的资料和呈负相关，造成这种现象的主要原因是农地的减少数据的有限，笔者仅从时间序列上对士地利用结构和第一产业内部结构的调整．随着兰州市城市化进和产业结构变化趋势进行了研究，未从空间角度对其进行差异性分析，致使研究还不够深人，结果不够程，耕地和牧草地更多的被建设用地占用，因此，第全面，因此，笔者还将继续对土地利用结构与产业结一产业比重的高低是造成土地利用结构空间分异的构相互关系进行后续研究．主要驱动因素．第一产业比重每下降1%，相应的士地利用结构信息’脑将上升奈特．参考文献4 结论与建议[l] 冯年华．略论产业结构优化与土地利用结构调整口］.人文地理，1995'10(3): 64 67 1) 1996～2008年，兰州市土地利用结构与产[2] 张颖，王群，王万茂．中国产业结构与用地结构相互关业结构在变化趋势上呈现一定的相关性，二者的总系的实证研究[JJ.中国土地科学，2007,21(2）ι－11体变化特征及系统的有序程度存在显著地负相关，[3] 王夏族，刘学录．甘肃省土地利用结构变化及其驱动力分析[JJ.甘肃农业大学学报，2007,42(4):97102即两系统向相反的状态方向发展．表现在土地利用[4] 李琴，程久菌，樊小凤．安徽产业结构与用地结构变化结构向相对无序状态发展，土地利用结构的复杂程的相关性分析[J〕．科技和产业，2008，以3):32 35 度增加，均质性增强，产业结构向相对有序状态发[5] 靳瑞萍．深圳市产业结构与用地结构的互动关系研究展，产业结构集中度增强．[JJ.内蒙古师范大学学报2自然科学汉文版，2010,392) 13 a间兰州市士地利用结构变化与产业结(1) :59 65 构之间相互影响、相互作用；建设用地对产业水平的[6] 李冠，童新华，张亮．南宁市产业结构调整与土地利用影响大于农用地，而第一产业结构的调整又是用地结构变化相互关系研究[JJ.广东土地科学，2010,9 结构变化的主要驱动因素，直接表现为士地利用结( 4): 27 32 构信息’脑的增加表现在第一产业比重的下降．[7] 孟搓，张凤荣，蒋光辉，等．北京市产业结构与土地利用3) 由于士地利用结构与产业结构的变动存在结构的关系研究[JJ.地域研究与开发，2011,30(3): 相关关系，而且互相影响，因此为促进用地结构优化108 111
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