中國城市土地利用效率空間分異特征及優(yōu)化路徑分析——基于 287個地級以上城市的實證研究

梁流濤，趙慶良，陳 聰

（河南大學環(huán)境與規(guī)劃學院，河南 開封 475004）

1 前言

隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化進程的加快，城市經(jīng)濟已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的重要載體。而城市土地又是城市經(jīng)濟活動的物質(zhì)載體[1]，城市用地的快速擴張成為現(xiàn)階段中國土地利用的重要特征[2]。城市土地利用效率狀況不僅影響到城市的發(fā)展質(zhì)量，同時也直接決定城市化對耕地的消耗水平和耕地保護政策的績效。因此，探討城市土地利用效率，分析其時空分異特征及變化源泉，一方面可以為調(diào)整城市發(fā)展戰(zhàn)略提供理論依據(jù)，另一方面也可以為土地資源的優(yōu)化配置、制定集約型城市土地利用模式提供參考。

關于土地利用效率的評價方法主要有：一是利用單項指標方法[3]，由于只考慮了單項投入和產(chǎn)出，不能全面反映土地利用中多項投入要素的效率；二是綜合評判方法[4-5]，可以彌補單項指標法的不足，但在確定指標權重時主觀性很大，容易造成評價結果的偏差；三是數(shù)據(jù)包絡分析方法（DEA），主要將土地利用過程視為一個投入—產(chǎn)出系統(tǒng)，不需要假設具體的生產(chǎn)函數(shù)形式和市場價格信息，可以有效避免因函數(shù)形式錯誤而造成的效率測度不準確[6-7]。國內(nèi)學者利用DEA模型評價城市土地利用效率的研究逐漸增多[8-10]，但存在明顯的缺陷：一是主要以某一類城市或者某一區(qū)域城市截面數(shù)據(jù)、時序數(shù)據(jù)作為研究對象，對全國范圍內(nèi)的城市土地利用效率的比較分析比較少見[1]，不能全面反映城市土地效率差異狀況；二是對DEA方法的研究只是簡單的數(shù)據(jù)描述，不能揭示土地利用效率變化的源泉，也沒有提出城市土地利用效率優(yōu)化路徑。

本文利用DEA方法評價城市土地利用效率，并進行擴展：（1）以中國287個地級以上城市為研究對象，考察全國城市土地利用效率空間分異特征；（2）將土地利用效率分解為純技術效率和規(guī)模效率，剖析城市土地利用效率變化的源泉；（3）對各個城市的土地利用效率作進一步分析，探討非有效城市在投入和產(chǎn)出上的改進方案。

2 研究方法與數(shù)據(jù)收集

2.1 研究方法

為測度中國地級以上城市土地利用效率，把每個城市視為獨立的生產(chǎn)決策單元（DMU）。運用由Fare改造的方法構造生產(chǎn)最佳前沿面[11]，將每一個城市的生產(chǎn)同前沿面進行比較，從而測度城市土地利用效率。落在生產(chǎn)最佳前沿面上的DMU的效率值為1，其他則稱為無效率的DMU，其效率值介于0—1。常用的DEA模型包括CRS模型和VRS模型[12]，二者的主要區(qū)別在于規(guī)模報酬的假設，前者是假設規(guī)模報酬是不變的，測度的是綜合技術效率（TE）；后者去掉了這個基本假設，測度的是規(guī)模報酬可變的條件下的純技術效率（PTE）。

利用圖1說明綜合技術效率（TE）的分解，OC線表示規(guī)模報酬不變的生產(chǎn)最佳前沿面，VV'線表示規(guī)模報酬可變的生產(chǎn)最佳前沿面，AT線表示產(chǎn)出不變的投入成本線。則綜合技術效率可表示為：，純技術效率表示為，規(guī)模效率表示為：。根據(jù)以上關系式，可將綜合技術效率（TE）變型為：

因此，綜合技術效率可以分解為純技術效率（PTE）和規(guī)模效率（SE）的乘積。純技術效率衡量的是生產(chǎn)領域中技術更新速度的快慢和技術推廣的有效程度。規(guī)模效率的變化反映投入增長對生產(chǎn)率變化的影響，還可以據(jù)此判斷各城市處在遞增或遞減的規(guī)模報酬區(qū)間。

2.2 指標選擇和數(shù)據(jù)來源

根據(jù)可比性、系統(tǒng)性、經(jīng)濟性的原則[13]，確定土地利用投入和產(chǎn)出指標。在產(chǎn)出指標方面，選用城市二三產(chǎn)業(yè)增加值（104元）來衡量。在投入指標方面，土地、資本和勞動力是重要的生產(chǎn)要素，主要從這三方面選擇。對于土地投入，建成區(qū)面積（hm2）是比較合理的指標。對于資本投入，一些學者選取固定資產(chǎn)投資額（104元）作為替代指標，計算結果可信性高。本文也選擇城市固定資產(chǎn)投資額作為資本投入的替代指標。對于勞動變量的選擇，用城市二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)量（104人）來表示勞動力投入。

各項指標的原始數(shù)據(jù)主要來源于2012年《中國城市統(tǒng)計年鑒》。由于個別城市數(shù)據(jù)不完整，最后統(tǒng)計出287個地級以上城市。這些樣本城市占中國地級以上城市總數(shù)的97.6%，分布在大陸地區(qū)除西藏以外的30個?。ㄊ小⒆灾螀^(qū)）。東部、中部和西部地區(qū)的城市個數(shù)分別為101、100和86個，50萬以下、50—100萬、100—200萬、200—1000萬和1000萬以上人口規(guī)模的城市數(shù)量分別為51、108、80、45和3個，有較好的代表性（圖2）。

圖1 DEA模型的效率分解Fig.1 Efficiency decomposition in DEA model

圖2 研究對象及其空間分布和人口規(guī)模Fig.2 Targeted cities, their spatial distribution and the population scale

3 城市土地利用效率分析

運用數(shù)據(jù)包絡分析軟件包DEAP 2.1[14]，測度2011年大陸地區(qū)287個市級以上城市的土地利用效率。

3.1 城市土地利用效率總體概述

2011年全國城市土地利用效率平均值為0.414，表明城市土地利用實際產(chǎn)出占理想產(chǎn)出的比例只有41.4%。根據(jù)效率值的大小，將全國地級以上城市分為5類：（1）高效率城市（效率值在（0.90，1]）：城市數(shù)量僅為9個，所占比例為3.1%；（2）效率較高城市（效率值在（0.70，0.90]）：城市數(shù)量有12個，比例為4.2%；（3）中等效率城市（效率值在（0.50，0.70]）：城市數(shù)量為33個，比例為11.5%；（4）效率較低城市（效率值在（0.30，0.50]）：城市數(shù)量達到了175，比例高達61.0%；（5）低效率地區(qū)（效率值小于0.30）：城市數(shù)量為58個，比例為20.2%。由此可見，大部分城市土地利用效率處于中低層次，投入產(chǎn)出轉(zhuǎn)化效率上還很低，有很大的提升空間。

3.2 城市土地利用效率的空間差異分析

在城市個體差異方面，最低的效率值只有0.151，不足前沿面效率值的1/6，可見城市土地利用效率空間差異較大。將各個城市土地利用效率與其經(jīng)濟發(fā)展水平進行對比，可以發(fā)現(xiàn)效率值較大的城市主要集中于經(jīng)濟發(fā)展水平較高的東部地區(qū)，而效率值較低的城市大都分布于經(jīng)濟發(fā)展水平較低的中西部地區(qū)?？赡艿慕忉屖牵簴|部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較高，擁有較好的區(qū)位條件和投資環(huán)境，在城市基礎設施建設和吸引投資方面具有絕對優(yōu)勢；產(chǎn)業(yè)結構也相對較為合理，企業(yè)前后向聯(lián)系更為緊密，通過集聚效應能夠大幅度降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。而中部和西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平相對較低，城市基礎設施建設不足，吸引投資的能力有限，產(chǎn)業(yè)結構還處于低層次，集聚效應不能得到充分發(fā)揮，造成了這些地區(qū)城市土地利用效率低下。另外，與城市土地利用效率的省際差異較大相比，省域內(nèi)的差異卻很小，進一步表明城市土地利用效率與經(jīng)濟發(fā)展水平的相關性。

東部、中部和西部地區(qū)的平均效率值分別為0.457，0.412和0.372。東部地區(qū)城市土地利用效率高于中部地區(qū)且在全國平均效率水平之上，表明東部地區(qū)城市土地利用的投入產(chǎn)出的轉(zhuǎn)換能力高于其他兩個區(qū)域，也就是說一定規(guī)模生產(chǎn)要素投入水平下的產(chǎn)出水平明顯高于其他兩個區(qū)域。中部地區(qū)略高于西部地區(qū)，二者均低于全國的平均水平，與前沿面的差距較大。

3.3 不同規(guī)模城市的土地利用效率差異分析

《中小城市綠皮書（2010年）》依據(jù)城市人口規(guī)?，F(xiàn)狀，提出了城市規(guī)模劃分的新標準：常住人口50萬以下的為小城市，50—100萬的為中等城市，100—200萬的為大城市，200—1000萬的為特大城市，1000萬以上的為巨大型城市。本文擬按照新標準對不同等級的城市進行劃分。巨大城市、特大城市、大城市、中等城市和小城市的土地利用效率平均值分別為0.558、0.486、0.432、0.380和0.347?？梢姡袊鞘型恋乩眯蚀嬖诿黠@的規(guī)模等級遞增效應，即城市規(guī)模等級越高，土地利用效率越高。但巨大城市表現(xiàn)出特殊性。上海經(jīng)濟發(fā)展條件較好、是中國的第一大城市以及具有國際大都市的特殊地位，注重城市現(xiàn)代化和國際化發(fā)展，能夠有效提高城市土地利用效率。另外兩個巨大城市北京和重慶的土地利用效率卻比較低，分別為0.475和0.387?？赡艿慕忉屖牵罕本┳鳛槭锥己腿珖恼巍⒔?jīng)濟和文化中心，在城市建設方面并非完全從效率方面來考慮，更多考慮樹立首都的良好形象，再加上中心城區(qū)人口限制和控制容積率等政策[15]，導致一部分效率的損失；重慶作為直轄市成立于1997年，城市發(fā)展中表現(xiàn)出非常明顯的城市空間快速擴張的特點[16]，并造成城市用地擴展過快過散與城市化人口滯后的矛盾，從而導致資源配置的低效和浪費。

土地利用效率的分布與規(guī)模等級之間的線性關系也基本得到體現(xiàn)（表1）。高等級城市在土地利用效率方面具有明顯優(yōu)勢，應有針對性地適度擴大城市規(guī)模，發(fā)揮城市規(guī)模聚集經(jīng)濟效應，提升城市土地利用效率。處于不同區(qū)域的同等級的城市，土地投入產(chǎn)出效率差異也較大，東部地區(qū)的大城市、特大城市土利用效率較大，中部地區(qū)整體不高，西部地區(qū)這兩個等級城市的土地投入產(chǎn)出效率更低。中部地區(qū)小城市土地利用效率的平均值高于東部和西部地區(qū)。可見，東部低級別城市、中部高級別城市和西部各級城市土地利用效率有待提高。

表1 不同等級城市的土地利用效率差異Tab.1 Land use efficiency in cities with different grades

4 城市土地利用效率分解

4.1 純技術效率的空間分異特征分析

2011年地級以上城市的純技術效率整體較低，平均值僅為0.567。近年來以生產(chǎn)技術、管理技術和規(guī)劃技術為主要內(nèi)容的城市管理技術體系總體上有所提高，但相對于城市發(fā)展的需求還有較大差距。同時純技術效率在空間分布上也表現(xiàn)出明顯的差異性，東部、中部和西部地區(qū)的純技術效率分別為0.547、0.648和0.521。

4.2 規(guī)模效率的時空特征分析

2011年間全國城市土地的平均規(guī)模效率為0.753。規(guī)模效率較高的城市主要集中在東部地區(qū)，規(guī)模效率較低的城市主要分布在中西部地區(qū)。主要是因為經(jīng)濟發(fā)展水平較高的城市對勞動、資本的吸引力較大，能夠形成較大的投入規(guī)模，規(guī)模效應得到了充分的發(fā)揮；而經(jīng)濟發(fā)展水平較低的城市在產(chǎn)業(yè)投資、基礎建設等方面不具有優(yōu)勢，城市發(fā)展的要素投入不足，規(guī)模效應很難發(fā)揮。

根據(jù)DEA模型原理，通過規(guī)模收益不變條件下效率和規(guī)模收益非增條件下效率的比較可以判定各個城市規(guī)模報酬所處的階段。結果表明，191個城市處于規(guī)模報酬遞增階段，占地級以上城市的比例為67.6%，這些城市的要素投入尚沒有達到最優(yōu)規(guī)模；87個城市處于規(guī)模報酬遞減階段，所占的比例為29.3%，這些城市的投入規(guī)模已經(jīng)超過了自身的消化能力；只有9個城市是規(guī)模報酬不變階段。可見，中國大部分城市處于規(guī)模收益遞增階段，可以通過擴大要素投入獲得更高的收益。從不同等級城市所處的規(guī)模報酬階段來看（表2），土地規(guī)模報酬遞增城市所占的比例隨城市規(guī)模等級增加而減少。也就是說處于規(guī)模報酬遞增階段的城市大都是等級較低的城市，而處于規(guī)模報酬遞減階段大都是等級較高的城市。

表2 不同等級城市所處的規(guī)模報酬階段Tab.2 The stages of different cities with different grades in terms of returns to scale

從不同區(qū)域城市所處的規(guī)模報酬階段來看（表3），規(guī)模報酬遞減的城市大多處于經(jīng)濟發(fā)展水平較高的東部地區(qū)，而規(guī)模報酬遞增的城市處于經(jīng)濟發(fā)展水平較低的中部和西部地區(qū)的較多。

表3 不同區(qū)域城市所處的規(guī)模報酬階段分析Tab.3 The stages of different regional cities in terms of returns to scale

4.3 純技術效率和規(guī)模效率對總效率的貢獻

為反映純技術效率和規(guī)模效率對綜合效率的貢獻，制作表征綜合效率與其分解效率之間的關系圖（圖3）。代表各城市土地利用效率的散點并不能很好地與45°對角線匹配，表明城市土地利用效率受兩種分解效率的共同影響。與純技術效率相比，有更多城市的規(guī)模效率達到有效狀態(tài)，并且規(guī)模效率整體大于純技術效率，所以有更多的點位于散點圖的頂端和偏上部，偏離45°對角線的程度較嚴重，而綜合效率與純技術效率構成的散點圖中的點更接近于45°對角線。這說明純技術效率對總效率的影響及制約能力略強于規(guī)模效率，而純技術效率整體偏小，城市土地利用效率低下主要是由純技術效率不高造成的。

圖3 分解效率對總效率的貢獻分析Fig.3 Contribution of efficiency decompositions on overall efficiency

5 土地利用效率優(yōu)化路徑分析

通過投入要素合理配置可以確保在土地產(chǎn)出既定條件下實現(xiàn)最小化的要素投入，消除投入冗余問題，最終使無效城市達到投入產(chǎn)出最佳狀態(tài)。據(jù)此可以得出不同城市土地利用投入產(chǎn)出的優(yōu)化方案。（1）固定資產(chǎn)投資（S1）需要減少的有57個城市，主要分布在東部地區(qū)，大多屬于大城市和特大城市。因為這些城市大都具有較好的投資環(huán)境，固定資本投資一直呈現(xiàn)高速增長趨勢，而資本利用效率在短期內(nèi)又難以快速提高，城市二三產(chǎn)業(yè)增加值的增長速度遠小于資本投入的增長速度。（2）勞動力（S2）要減少投入的城市數(shù)量有86個，東部、中部和西部地區(qū)所占的比例分別為33.7%、41.9%和24.4%。小城市、中等城市和大于100萬以上的高級別等級城市所占的比例分別為5.8%、32.6%和61.6%，可見勞動力的冗余主要分布在高級別的城市。（3）城市土地面積投入（S3）需要減少的城市數(shù)量達到了101個，主要分布在中部和西部地區(qū)。東部地區(qū)土地供需矛盾緊張，土地取得成本相對較高，土地集約利用水平較高；而中部和西部地區(qū)的城市近年來處于快速擴張狀態(tài)，用地成本較低，城市用地較為粗放。小城市、中等城市和大于100萬以上的高級別等級城市所占的比例分別為12.9%、20.8%和66.3%，高等級別城市所占的比例較高。綜合以上分析可知，投入要素冗余的城市數(shù)量比較多，資本、勞動和建設用地存在不同形式的投入要素的松弛，三者共同造成了城市土地利用效率低下。

實現(xiàn)土地利用效率優(yōu)化在對策選擇上主要是投入要素的控制和合理配置，促進產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化升級，提高固定資產(chǎn)使用效率，適當控制城市用地規(guī)模，優(yōu)化勞動力配置。同時還需要根據(jù)不同區(qū)域城市、不同等級城市投入要素的冗余特點采取差別化的措施。（1）東部地區(qū)應優(yōu)化資本投資結構，積極培育高科技產(chǎn)業(yè)和新興的第三產(chǎn)業(yè)，提升城市經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量。中部地區(qū)應加快產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級，以城市群為依托促進產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展，全面系統(tǒng)地優(yōu)化生產(chǎn)要素配置，強化城市增長邊界控制，提升城市土地節(jié)約和集約水平。西部地區(qū)應加強投資環(huán)境軟件和硬件建設，促進產(chǎn)業(yè)升級和更新，提高產(chǎn)業(yè)對城市化人口的吸納能力，實施城鄉(xiāng)建設用地的統(tǒng)籌規(guī)劃和管理，強化城市用地的高效利用。（2）對于小城市來說，主要是加大固定資產(chǎn)投資力度、合理布局和規(guī)劃城市用地；對于中等城市來說，主要是強化固定資產(chǎn)投資、提高勞動力在不同產(chǎn)業(yè)的配置效率和增加勞動力素質(zhì)、建立城市土地節(jié)約集約考核標準，注重城市用地的內(nèi)涵挖潛；對于大于100萬的高級別等級城市，主要是提高固定資產(chǎn)投資利用率，通過產(chǎn)業(yè)升級優(yōu)化勞動力配置，同時加強城市增長邊界控制、合理配置土地資源、嚴格控制城市用地規(guī)模。

6 結論和啟示

（1）2011年全國城市土地利用效率的平均值為0.414，并且大部分城市效率值處于中低層次，同時城市土地利用效率表現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異。城市土地利用效率與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展存在著對應關系，效率值較大的城市多數(shù)分布在經(jīng)濟發(fā)展水平較高的東部地區(qū)。另外，不同等級城市的土地利用效率也差異較大，中國城市土地利用效率存在明顯的規(guī)模等級遞增效應，城市規(guī)模等級愈高，土地利用效率愈高，而巨大城市表現(xiàn)出明顯的特殊性。

（2）純技術效率對總效率的影響及制約能力略強于規(guī)模效率，而純技術效率整體偏小，這在很大程度上降低了土地利用效率，因此提高城市土地利用效率的關鍵是提高純技術效率。因此，要加快城市管理技術更新速度、提高技術推廣的有效程度，可以通過城市合作、人才流動等方式實現(xiàn)對現(xiàn)有高技術水平的追趕。

（3）中國大部分城市處于規(guī)模報酬遞增階段，但不同等級和不同區(qū)域的城市所處的規(guī)模報酬階段又有所不同。等級較低的城市大都處于規(guī)模報酬遞增階段，等級較高的城市處于規(guī)模報酬遞減階段的數(shù)量較多。因此，應有針對性地嚴格控制巨大城市、適當控制部分特大城市及合理擴大中小城市規(guī)模。在區(qū)域差異方面，經(jīng)濟發(fā)展水平較高的地區(qū)，處于規(guī)模報酬遞減階段的城市較多，而經(jīng)濟發(fā)展水平較低的中部和西部地區(qū)的城市大都處于規(guī)模報酬遞增階段。因此，應制定差別化的城市發(fā)展戰(zhàn)略，對于東部地區(qū)來說，應適當控制城市規(guī)模；對于中部和西部地區(qū)來說，大部分城市都有擴大規(guī)模獲取規(guī)模報酬的空間，應適度擴大城市規(guī)模。

（4）中國城市土地利用中要素投入冗余現(xiàn)象比較嚴重，這也為確立城市土地利用效率的優(yōu)化路徑提供了依據(jù)，可以通過合理配置投入要素方式提升土地利用效率。

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