我國(guó)三大城市群土地利用效率及變化研究

黃九明　胡業(yè)翠　段曉艷　劉鵬舉

摘要：運(yùn)用超效率DEA模型、Malmquist指數(shù)、Tobit模型對(duì)2004—2013年京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角三大城市群共35個(gè)城市的土地利用效率、變化情況及其影響因素進(jìn)行研究。結(jié)果表明：（1）2013年三大城市群的土地利用效率高低表現(xiàn)為珠三角>京津冀>長(zhǎng)三角，珠三角各城市之間的土地利用效率差異大于京津冀和長(zhǎng)三角。（2）2004—2013年三大城市群土地利用效率總體上呈現(xiàn)小幅上升趨勢(shì)，具體為京津冀>長(zhǎng)三角>珠三角，期間土地利用效率均呈現(xiàn)增減交替式發(fā)展，技術(shù)變化對(duì)土地利用效率影響程度較深。純技術(shù)效率和規(guī)模效率對(duì)各個(gè)城市的影響基本上保持同步，由兩者共同決定的技術(shù)效率與技術(shù)變化不協(xié)調(diào)。（3）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)化水平、技術(shù)進(jìn)步對(duì)城市群土地利用效率有正向促進(jìn)作用，但土地投資強(qiáng)度呈阻礙作用，對(duì)外開放程度與京津冀土地利用效率存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，對(duì)長(zhǎng)三角和珠三角則呈現(xiàn)為較顯著的正相關(guān)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：土地利用;城市群;京津冀;長(zhǎng)三角;珠三角;DEA;土地利用效率;Malmquist指數(shù)

中圖分類號(hào)：F301.24 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2019）19-0265-05

收稿日期：2018-09-04

基金項(xiàng)目：高?；究蒲袠I(yè)務(wù)專項(xiàng)（編號(hào)：2652015175）。

作者簡(jiǎn)介：黃九明（1995—），男，河北滄州人，碩士研究生，研究方向?yàn)橥恋刭Y源管理。E-mail：292389919@qq.com。

通信作者：胡業(yè)翠，博士，教授，研究方向?yàn)閰^(qū)域土地利用與可持續(xù)發(fā)展。E-mail：huyc@163.com。

我國(guó)城鎮(zhèn)常住人口從1978年的1.7億人增加到2016年的7.9億人，城鎮(zhèn)化率也由17.9%上升至57.4%，城鎮(zhèn)化的過(guò)程對(duì)土地利用產(chǎn)生了顯著的影響。城市群是未來(lái)我國(guó)發(fā)展格局中最具潛力的典型地區(qū)，同時(shí)在生產(chǎn)力經(jīng)濟(jì)布局中起著戰(zhàn)略指導(dǎo)、增長(zhǎng)極點(diǎn)和潛力支撐點(diǎn)的作用[1]。改革開放以來(lái)，京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角等城市群率先形成了具有移動(dòng)影響力的空間組織，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展發(fā)揮了重要帶動(dòng)作用[2]。在當(dāng)前城鎮(zhèn)化模式迅速普及的發(fā)展背景下，城市群的土地利用面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展用地需求激增與有限的土地供應(yīng)之間的矛盾、土地資源的稀缺性與非集約狀態(tài)并存的矛盾[3]。城市應(yīng)該以提高效率為重點(diǎn)目標(biāo)，只有城市土地利用效率高，才能獲得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益[4]。

國(guó)外學(xué)者對(duì)于土地利用效率的研究主要集中在土地優(yōu)化配置、區(qū)位競(jìng)爭(zhēng)、土地結(jié)構(gòu)以及城市土地利用效率的評(píng)價(jià)方法和應(yīng)用上[5-6]。國(guó)內(nèi)學(xué)者在借鑒相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，對(duì)我國(guó)城市土地利用效率進(jìn)行了深入研究，如方先知針對(duì)土地利用各種類型的特點(diǎn)、土地利用效率的不同問(wèn)題，提出了測(cè)度多種評(píng)價(jià)要求的土地利用效率指標(biāo)[7];張富剛等構(gòu)建城市土地利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采取定量模型方法對(duì)北京市18個(gè)區(qū)縣城市土地利用效率差別進(jìn)行研究[8];宋戈等用DEA方法對(duì)哈爾濱市城市土地利用經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了定量分析和評(píng)價(jià)[9];楊海泉等利用DEA模型測(cè)算了2001—2012年三大城市群土地利用效率[10];狄乾斌等采用SBM模型測(cè)度2005—2014年我國(guó)東部沿海地區(qū)53個(gè)城市的城市發(fā)展效率，并分析其時(shí)空差異特征及其影響因素[11];許建偉等結(jié)合DEA模型和Malmquist指數(shù)對(duì)長(zhǎng)三角16個(gè)城市土地利用效率及其變化進(jìn)行分析[12]。從以往研究來(lái)看，多數(shù)文獻(xiàn)利用協(xié)調(diào)度模型[13]、主成分分析和加權(quán)法[14]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[15]、回歸分析法[16]、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）[17]及系統(tǒng)分析和層次分析法對(duì)單個(gè)城市、城市群土地利用效率進(jìn)行實(shí)證研究，缺少對(duì)我國(guó)三大城市群內(nèi)部以及城市群之間的土地利用效率的比較分析。

土地利用效率是城鎮(zhèn)化質(zhì)量的重要維度之一，按照《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014—2020年）》的要求，新型城鎮(zhèn)化應(yīng)以提高土地利用質(zhì)量為核心，優(yōu)化土地效率，增強(qiáng)城市的可持續(xù)發(fā)展能力?；诖?，本研究以三大城市群為例，利用超效率DEA模型、Malmquist指數(shù)、Tobit模型對(duì)三大城市群的35個(gè)城市在2004—2013年的各決策單元面板數(shù)據(jù)進(jìn)行土地利用效率實(shí)證測(cè)算，分析我國(guó)三大城市群土地利用效率的時(shí)空分布特征、土地利用效率變化及其驅(qū)動(dòng)力，為城市群發(fā)展過(guò)程中的各類城市土地利用活動(dòng)提供參考，進(jìn)而提高城市群土地利用效率。

1 研究方法

1.1 超效率DEA模型

超效率DEA模型克服了傳統(tǒng)CCR模型無(wú)法對(duì)多個(gè)決策單元（DMU）作出進(jìn)一步比較和評(píng)價(jià)的缺陷，使有效決策單元，即TE=1的單元能夠進(jìn)行比較、排序。

超效率DEA模型的公式如下：

s.t.min[θ-ε（∑mi=1s-i+∑sr=1s+r）]=VD

∑nj=1，j≠j0Xijλj+s-i≤θX0

∑nj=1，j≠j0Yjλj-S+r=Y0

λj≥0，j=1，2，…，n，s+r≥0，s-i≥0。（1）

該模型假定有n個(gè)決策單元（DMU），每個(gè)決策單元（DMU）有m種輸入和s種輸出，令輸入向量為X[WTBZ]j=（X1j，X2j，…，xmj）T，輸出向量為Y[WTBZ]j=（Y1j，Y2j，…，Ymj）T。式中：Xij為第j個(gè)DMU的第i種投入量;Yrj為第j個(gè)DMU對(duì)r種輸出的產(chǎn)出量（j=1，2，…，n;i∈1，2，…，m;r∈1，2，…，s）;λj為投入產(chǎn)出的權(quán)向量;θ為評(píng)價(jià)的決策單元的有效值;ε為非阿基米德無(wú)窮小（取ε=10-10）;s-、s+為松弛變量，分別代表投入冗余和產(chǎn)出不足。

在超效率DEA模型中，無(wú)效的DMU得出的效率值與傳統(tǒng)模型得出的值是一樣的。但是對(duì)有效的DMU來(lái)說(shuō)，假設(shè)測(cè)算出北京的土地利用效率值為1.1，意味著北京假設(shè)投入再等比例增加10%，它仍然保持相對(duì)有效。超效率DEA值表示的是DMU在持續(xù)有效的情況下，能夠變化的最大范圍。

1.2 Malmquist指數(shù)模型

目前使用最普遍的Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)模型是由Farell（1957）和Fre（1992）構(gòu)建的，CRS代表規(guī)模報(bào)酬不變，VRS代表規(guī)模報(bào)酬可變[18]。

TFP=TE（CRS）×TC（CRS）。（2）

式中：TFP為基于CRS的Malmquist生產(chǎn)率變化指數(shù);TFP為全要素生產(chǎn)率，表示決策單元在t到t+1時(shí)期生產(chǎn)率的變化，若TFP>1，表明效率改善，反之則表明效率衰退;TE為基于CRS的技術(shù)效率變化，當(dāng)TE>1，技術(shù)效率得到改善，TE<1為技術(shù)效率降低;TC為基于CRS的技術(shù)變化，當(dāng)TC>1，技術(shù)進(jìn)步，否則為退步。

而技術(shù)效率變化（TE）等于純技術(shù)效率變化（PTE）和規(guī)模效率變化（SE）的乘積，即：

TE（CRS）=PTE（VRS）×SE（CRS，VRS）;（3）

PTE（VRS）=Dtv（xt+1，yt+1）Dt+1v（xt，yt）。（4）

式中：PTE指的是基于VRS的純技術(shù)效率變化指數(shù)，反映被評(píng)價(jià)單元技術(shù)運(yùn)用水平的變化效果。若PTE>1，代表技術(shù)運(yùn)用水平的提高，反之則為下降。

SE（CRS，VRS）=Dtv（xt，yt）Dt+1c（xt，yt）×Dt+1c（xt+1，yt+1）Dt+1v（xt+1，yt+1）。（5）

式中：SE指的是基于CRS和VRS的規(guī)模效率變化指數(shù)，反映被評(píng)價(jià)對(duì)象是否在最合適的投資規(guī)模下進(jìn)行經(jīng)營(yíng)的規(guī)模效應(yīng)。若SE>1，代表規(guī)模的優(yōu)化，反之則為規(guī)模惡化。

TC（CRS）=[JB（[]Dtc（xt+1，yt+1）Dt+1c（xt，yt）×Dtc（xt，yt）Dt+1c（xt，yt）]1/2。（6）

式中：TC是在時(shí)間t和t+1期間技術(shù)變化指數(shù)[18];（xt，yt）和（xt+1，yt+1）分別表示t時(shí)期和t+1時(shí)期內(nèi)的要素投入和產(chǎn)出的向量指標(biāo);Dc和Dv分別基于CRS和VRS的距離函數(shù)，即基于投入的DEA模型的有效數(shù)值[19]。

當(dāng)TE、PTE、SE、TC>1時(shí)，表明其對(duì)提高TFP代表的生產(chǎn)率有正向作用，反之亦然[20]。

1.3 Tobit模型

Tobit回歸模型是一種基于因變量受限的回歸分析方法，利用DEA方法估計(jì)土地利用效率時(shí)，土地利用效率值被截?cái)?，普通的最小二乘法（OLS）不再適用，參數(shù)估計(jì)將有偏且不一致。Tobit模型能夠很好地解決受限制或者截?cái)嘁蜃兞康哪Ｐ蜆?gòu)建問(wèn)題[21]。因此，本研究采用Tobit回歸模型來(lái)定量分析土地利用效率的影響因素，該模型的公式如下：

Y=C+βiBi+μ。（7）

式中：Y為土地利用效率值向量;C為常數(shù)項(xiàng);βi為第i個(gè)自變量的回歸系數(shù);Bi為自變量向量;殘差μ～N（0～σ2）。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究數(shù)據(jù)主要來(lái)自于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005—2014）、《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》（2005—2014）、國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)（2013）以及國(guó)內(nèi)刊物公開發(fā)表的相關(guān)資料等。

本研究充分考慮研究對(duì)象和研究模型的特點(diǎn)，同時(shí)參考和借鑒其他學(xué)者的研究成果，結(jié)合三大城市群的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和環(huán)境狀況，選取土地利用效率評(píng)價(jià)指標(biāo)體系和影響因素指標(biāo)體系（表1、表2）。

3 實(shí)證分析

3.1 2013年三大城市群土地利用效率

本節(jié)由技術(shù)效率表征土地的利用效率。由表3可知，2013年三大城市群的技術(shù)效率均值依次為1.096、0.604、1.405，珠三角的土地利用效率最高，京津冀次之，長(zhǎng)三角最低且低于珠三角數(shù)值的1/2。2013年土地利用效率相對(duì)有效城市共10個(gè)，其中京津冀包含秦皇島、承德、滄州、廊坊4個(gè)城市，長(zhǎng)三角只有舟山因純技術(shù)效率較高達(dá)到了效率相對(duì)有效，說(shuō)明大部分城市需要完善要素投入結(jié)構(gòu)，珠三角中深圳、珠海、肇慶、東莞、中山5個(gè)城市土地利用效率相對(duì)有效。2013年純技術(shù)效率相對(duì)有效的城市有19個(gè)，說(shuō)明這些城市在要素資源利用效果上達(dá)到了最佳，其中京津冀中占36.84%，長(zhǎng)三角占36.84%，珠三角占26.32%。雖然京津冀和長(zhǎng)三角城市數(shù)一致，但從占各自城市群的比例來(lái)看，長(zhǎng)三角明顯要低，說(shuō)明長(zhǎng)三角在資源利用上的粗放現(xiàn)象較為嚴(yán)重。2013年土地利用規(guī)模效率有效城市僅有5個(gè)，其中京津冀包含秦皇島和滄州市，珠三角包含深圳、珠海和東莞3個(gè)城市，而長(zhǎng)三角沒有規(guī)模有效城市，說(shuō)明長(zhǎng)三角在城市規(guī)模控制上需要加強(qiáng)。而規(guī)模效益遞增類型僅包含張家口、舟山、江門、肇慶、惠州和中山6個(gè)城市，其余均為規(guī)模收益遞減，需要減少投入規(guī)模。三大城市群不僅要繼續(xù)維持DEA有效城市的土地利用水平，同時(shí)也要通過(guò)合理搭配要素投入結(jié)構(gòu)來(lái)使得相對(duì)無(wú)效類型城市提升土地利用效率。

三大城市群技術(shù)效率的方差分別為0.296、0.215、0.696，反映出城市群的城市內(nèi)部之間的土地利用效率的差異情況，其中珠三角城市之間的差異最大，東莞表現(xiàn)為最優(yōu)，廣州效率值最低，兩者相差達(dá)2.887，但從技術(shù)效率均值水平可以看出珠三角整體土地利用技術(shù)效率較高。長(zhǎng)三角純技術(shù)效率方差最大且明顯高于珠三角和京津冀，說(shuō)明其16個(gè)城市之間的技術(shù)應(yīng)用和管理水平差異非常明顯。無(wú)錫純技術(shù)效率最高，為3.309，杭州最低，為0.191。三大城市群規(guī)模效率的方差分別為0.210、0.059、0.560，珠三角城市之間雖然差異最大，但從平均值來(lái)看，卻是規(guī)模效率整體水平最高，說(shuō)明珠三角在發(fā)展過(guò)程中，注重勞動(dòng)力、資本和土地的合理投入，要素利用方式較集約，而長(zhǎng)三角規(guī)模效率方差最低，但規(guī)模效率平均值整體最低，說(shuō)明有大部分城市應(yīng)該加強(qiáng)規(guī)模投入。

3.2 三大城市群土地利用效率變化

結(jié)合DEA模型與Malmquist指數(shù)對(duì)三大城市群35個(gè)城市2004—2013年10年的土地利用效率的變化情況（表4）進(jìn)行分解討論。

全要素生產(chǎn)率（TFP）表征土地利用效率，技術(shù)效率進(jìn)一步可以分解為純技術(shù)效率與規(guī)模效率。從全要素生產(chǎn)率的平均水平來(lái)看，2004—2013年間，三大城市群的土地利用效率整體表現(xiàn)為小幅度的上升，具體為京津冀>長(zhǎng)三角>珠三角。京津冀城市群由于純技術(shù)效率保持不變，土地利用的技術(shù)效率、技術(shù)變化和規(guī)模效率變化均大于1，帶來(lái)了最大比例的改善，其次是長(zhǎng)三角，而珠三角城市群技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率變化不大，因此土地利用效率變化不明顯。

分階段來(lái)看，三大城市群土地利用效率階段性上升或下降規(guī)律不明顯，呈現(xiàn)出增減交替式發(fā)展。技術(shù)效率和技術(shù)變化不協(xié)調(diào)，技術(shù)變化的進(jìn)步能彌補(bǔ)純技術(shù)效率、規(guī)模效率低下帶來(lái)的不足，使土地利用效率提升，而當(dāng)技術(shù)變化退步時(shí)，純技術(shù)效率和規(guī)模效率提升不能彌補(bǔ)土地利用效率的降低。大多數(shù)情況下全要素生產(chǎn)率的變化值較技術(shù)效率變化值來(lái)說(shuō)更貼近技術(shù)變化值，結(jié)合圖1可以發(fā)現(xiàn)，全要素生產(chǎn)率和技術(shù)變化折線走勢(shì)基本相似，因此可以判斷城市群土地利用綜合效率受技術(shù)變化影響程度較深。

3.3 驅(qū)動(dòng)力因素分析

運(yùn)用Eviews 8.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表5所示。

理論上，土地市場(chǎng)的活動(dòng)很大程度上能夠帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展水平，進(jìn)而促使土地利用效率朝正向轉(zhuǎn)變。根據(jù)表5回歸結(jié)果，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平這一指標(biāo)對(duì)三大城市群土地利用效率的正向影響微乎其微，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展水平可能會(huì)通過(guò)資本、技術(shù)、投資等一系列手段間接作用于土地，對(duì)土地的價(jià)格、供需水平等都產(chǎn)生一定影響。

回歸結(jié)果表明，土地投資強(qiáng)度對(duì)三大城市群的土地利用效率影響是一種阻礙作用，城市土地在現(xiàn)階段可能存在重復(fù)投資的現(xiàn)象，而且是低效率的重復(fù)投資，在一定程度上產(chǎn)生了大量的非期望產(chǎn)出，進(jìn)一步拉低城市群整體土地利用效率。

回歸結(jié)果顯示，城鎮(zhèn)化水平對(duì)土地利用效率具有顯著的促進(jìn)作用。理論上，由于城鎮(zhèn)化的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)總體規(guī)模不斷擴(kuò)大，到了一定高度，土地利用方式會(huì)由粗放型轉(zhuǎn)向集約型。在“新型”城鎮(zhèn)化的推廣下，土地集約高效利用就已然成為必須，否則未來(lái)可能會(huì)承受不可預(yù)計(jì)的建設(shè)成本。

技術(shù)進(jìn)步對(duì)土地利用效率具有較為顯著的促進(jìn)作用，說(shuō)明現(xiàn)階段三大城市群土地利用效率的提高尚處于要素需合理配置的階段。理論上，技術(shù)進(jìn)步具有兩面性，一方面技術(shù)進(jìn)步帶來(lái)的創(chuàng)新性成果會(huì)促使城市規(guī)模擴(kuò)大，建設(shè)用地占用大量農(nóng)業(yè)用地，致使城市“攤大餅”現(xiàn)象蔓延;另一方面，技術(shù)進(jìn)步的本身需要大量的資金和智力資源的投入，企業(yè)和人口的聚集必然影響土地的利用效率，帶來(lái)的成果轉(zhuǎn)化成為有利于城市發(fā)展的科技手段。

對(duì)外開放程度與京津冀土地利用效率存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，但影響程度不大，對(duì)長(zhǎng)三角和珠三角則呈現(xiàn)較為顯著的正相關(guān)關(guān)系，表明一定程度上城市群對(duì)外開放程度越高，土地利用效率越高。主要是因?yàn)檫@2個(gè)城市群開放的產(chǎn)業(yè)體系，外資的集聚，迅速拉動(dòng)了城鎮(zhèn)化的發(fā)展，從而正向影響土地的利用效率。

4 結(jié)論

（1）2013年三大城市群的土地利用效率均值依次為 1.096、0.604、1.405，珠三角土地利用效率最高，京津冀次之，長(zhǎng)三角最低。三大城市群土地利用效率值的方差分別為 0.296、0.215、0.696，珠三角各城市之間的土地利用效率差異比京津冀和長(zhǎng)三角要明顯。

（2）2004—2013年三大城市群土地利用效率出現(xiàn)了不同的小幅度上升，具體為京津冀>長(zhǎng)三角>珠三角。城市群土地利用效率均呈現(xiàn)增減交替式發(fā)展，技術(shù)變化對(duì)土地利用效率影響程度較深。純技術(shù)效率和規(guī)模效率對(duì)各個(gè)城市的影響基本上保持同步，由兩者共同決定的技術(shù)效率與技術(shù)變化出現(xiàn)了不協(xié)調(diào)。

（3）經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)化水平、技術(shù)進(jìn)步對(duì)城市群土地利用效率有正向促進(jìn)作用，但土地投資強(qiáng)度則形成阻礙作用，對(duì)外開放程度與京津冀土地利用效率存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，對(duì)長(zhǎng)三角和珠三角則呈現(xiàn)較為顯著的正相關(guān)關(guān)系。

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