Spatial-temporal evolution and driving factors of construction land transformation in the Beijing-Tianjin-Hebei Urban Agglomeration

doi:10.3969/j.issn.1004-9479.2025.07.20230744

Abstract

Abstract:

The study elaborates the theoretical connotation of construction land transformation and constructs a measurement system, applies the combined assignment TOPSIS model, global trend surface, center of gravity migration model and standard deviation ellipse to study the spatial and temporal evolution characteristics of construction land transformation in the Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration, and applies Geographic Detector to identify its driving factors. The results show: ① the construction land transformation is characterized by the "rapid rise-oscillatory fluctuation-smooth rise" stage; ② the construction land transformation is characterized by the pattern of northeast high-southwest low, regional synergy, and smooth rise; ③the center of gravity of the construction land transformation is located in the southeast of the geometric center of the Beijing-Tianjin-Hebei region and eventually shifted to the northeast, and the standard deviation ellipse shows obvious northeast-southwest directiona change, and the spatial distribution is relatively smooth; ④ the construction land transformation is driven by multiple factors and the interactions of the driving factors are all mutually reinforced, indicating that the interactions of the driving factors enhance the explanatory ability of the construction land transformation.

Key words: construction land transformation, land use system, standard deviation ellipse, Geographic Detector, Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration

摘要：

系统阐述建设用地转型的理论内涵并构建测度指标体系，运用组合赋权TOPSIS模型、全局趋势面、重心迁移模型与标准差椭圆方法揭示京津冀城市群建设用地转型时空演化特征，并借助地理探测器识别其驱动因素。研究结果如下：①建设用地转型时序演化表现为快速上升-震荡波动-平稳上升的阶段特征；②建设用地转型空间演化表现为东北高-西南低、区域协同、平稳提升的格局特征；③建设用地转型重心位于京津冀几何中心东南方位且最终向东北方向偏移，标准差椭圆具有明显的东北-西南方向性特征，空间分布较为平稳；④建设用地转型是由多核心因素驱动演化的，且驱动因素的交互作用均为增强关系，交互探测结果表现为非线性增强和双因子增强，说明驱动因素的交互作用增强了对建设用地转型时空演化的解释能力。

关键词: 建设用地转型, 土地利用系统, 标准差椭圆, 地理探测器, 京津冀城市群

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Figures/Tables 8

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系统	要素	属性	指标	单位	指标释义
建设用地转型	结构转型	生产结构	工业用地占比（X₁）	%	工业生产用地数量结构
		生产结构	物流及仓储用地占比（X₂）	%	物流仓储用地数量结构
		生活结构	居住用地占比（X₃）	%	居住生活用地数量结构
		生活结构	公共管理与公共服务用地占比（X₄）	%	公共管理与服务用地数量结构
		生态结构	人均公共绿地面积（X₅）	m²/人	公共绿地人均份额数量结构
		生态结构	建成区绿化覆盖率（X₆）	%	公共绿地占比份额数量结构
	功能转型	生产功能	地区生产总值增长率（X₇）	%	经济生产能力经济生产潜力
		生产功能	固定资产投资增长率（X₈）	%	经济生产能力经济生产潜力
		生活功能	城镇人均居住面积（X₉）	m²/人	生活保障功能
		生活功能	城镇人均道路面积（X₁₀）	m²/人	生活支撑功能
		生态功能	水土资源平衡系数（X₁₁)	m³/hm²	生态平衡功能
		生态功能	地均生态系统服务价值（X₁₂)	元/hm²	生态调节功能
	效益转型	生产效益	地均地区生产总值（X₁₃）	10⁴元//km²	地均生产效益
		生产效益	人均地区生产总值（X₁₄）	元	人均生产效益
		生活效益	城镇居民人均可支配收入（X₁₅）	元	居民收入的生活效益
		生活效益	城镇居民人均消费支出（X₁₆）	元	居民消费的生活效益
		生态效益	工业固体废物综合利用率(X₁₇)	%	工业固废利用的生态效益
			生活垃圾无害化处理率（X₁₈)	%	生活垃圾处理的生态效益
			污水集中处理率（X₁₉）	%	废水集中处理的生态效益

系统	要素	属性	指标	单位	指标释义
建设用地转型	结构转型	生产结构	工业用地占比（X₁）	%	工业生产用地数量结构
		生产结构	物流及仓储用地占比（X₂）	%	物流仓储用地数量结构
		生活结构	居住用地占比（X₃）	%	居住生活用地数量结构
		生活结构	公共管理与公共服务用地占比（X₄）	%	公共管理与服务用地数量结构
		生态结构	人均公共绿地面积（X₅）	m²/人	公共绿地人均份额数量结构
		生态结构	建成区绿化覆盖率（X₆）	%	公共绿地占比份额数量结构
	功能转型	生产功能	地区生产总值增长率（X₇）	%	经济生产能力经济生产潜力
		生产功能	固定资产投资增长率（X₈）	%	经济生产能力经济生产潜力
		生活功能	城镇人均居住面积（X₉）	m²/人	生活保障功能
		生活功能	城镇人均道路面积（X₁₀）	m²/人	生活支撑功能
		生态功能	水土资源平衡系数（X₁₁)	m³/hm²	生态平衡功能
		生态功能	地均生态系统服务价值（X₁₂)	元/hm²	生态调节功能
	效益转型	生产效益	地均地区生产总值（X₁₃）	10⁴元//km²	地均生产效益
		生产效益	人均地区生产总值（X₁₄）	元	人均生产效益
		生活效益	城镇居民人均可支配收入（X₁₅）	元	居民收入的生活效益
		生活效益	城镇居民人均消费支出（X₁₆）	元	居民消费的生活效益
		生态效益	工业固体废物综合利用率(X₁₇)	%	工业固废利用的生态效益
			生活垃圾无害化处理率（X₁₈)	%	生活垃圾处理的生态效益
			污水集中处理率（X₁₉）	%	废水集中处理的生态效益

年份	重心经度坐标	重心纬度坐标	长轴标准差/km	短轴标准差/km	方位角/°
2005	116°18′59″	39°3′16″	249.40	129.14	47.01
2010	116°14′58″	39°2′44″	247.06	135.67	47.14
2015	116°22′35″	39°7′54″	251.54	137.31	50.08
2020	116°20′1″	39°5′7″	251.60	132.13	48.50

年份	重心经度坐标	重心纬度坐标	长轴标准差/km	短轴标准差/km	方位角/°
2005	116°18′59″	39°3′16″	249.40	129.14	47.01
2010	116°14′58″	39°2′44″	247.06	135.67	47.14
2015	116°22′35″	39°7′54″	251.54	137.31	50.08
2020	116°20′1″	39°5′7″	251.60	132.13	48.50

驱动因素	2005年	2010年	2015年	2020年
工业用地占比（X₁）	0.046	0.279	0.380	0.142
物流及仓储用地占比（X₂）	0.568	0.726	0.434	0.316
居住用地占比（X₃）	0.153	0.334	0.302	0.157
公共管理与公共服务用地占比（X₄）	0.659	0.565	0.377	0.071
人均公共绿地面积（X₅）	0.476	0.464	0.120	0.300
建成区绿化覆盖率（X₆）	0.046	0.715	0.173	0.223
地区生产总值增长率（X₇）	0.422	0.326	0.208	0.367
固定资产投资增长率（X₈）	0.449	0.410	0.169	0.234
城镇人均居住面积（X₉）	0.344	0.111	0.189	0.230
城镇人均道路面积（X₁₀）	0.453	0.201	0.056	0.528
水土资源平衡系数（X₁₁)	0.496	0.526	0.513	0.503
地均生态系统服务价值（X₁₂)	0.470	0.574	0.293	0.328
地均地区生产总值（X₁₃）	0.834	0.290	0.326	0.640
人均地区生产总值（X₁₄）	0.519	0.237	0.123	0.845
城镇居民人均可支配收入（X₁₅）	0.224	0.172	0.466	0.675
城镇居民人均消费支出（X₁₆）	0.199	0.582	0.270	0.410
工业固体废物综合利用率(X₁₇)	0.473	0.294	0.821	0.371
生活垃圾无害化处理率（X₁₈)	0.658	0.683	0.158	0.418
污水集中处理率（X₁₉）	0.497	0.397	0.387	0.609