基于DEA的忻州市土地利用效率分析

李 敏，王 瑾，畢如田

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

基于DEA的忻州市土地利用效率分析

李 敏，王 瑾，畢如田

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801）

選取忻州市2000，2003，2005，2008，2010年5 a的相關(guān)數(shù)據(jù)，利用DEA模型對忻州市的土地利用效率進(jìn)行分析。結(jié)果表明，忻州市各市縣的綜合技術(shù)效率差別較大；忻州市綜合技術(shù)效率總體上呈下降趨勢，并呈現(xiàn)波動變化；影響忻州市綜合技術(shù)效率的因素主要是規(guī)模效率。忻州市土地利用效率總體上呈降低趨勢，并呈現(xiàn)出波動變化；各市縣土地利用效率的內(nèi)部差異比較大。

土地利用效率；生態(tài)服務(wù)價值；CCR模型；BCC模型；忻州市

當(dāng)前，我國土地資源十分緊缺，土地利用效率成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素[1]。集約節(jié)約利用作為當(dāng)前土地利用的主要發(fā)展方向，已成為學(xué)者們研究的熱點(diǎn)。隨著土地利用多樣化的發(fā)展，提高土地利用效率是集約節(jié)約利用土地資源的重要途徑[2-3]。

國內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用不同方法對土地利用效率進(jìn)行了研究，包括單因素評價法、多元指標(biāo)綜合評價法、熵權(quán)法、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（Data Envelopment Analysis）以及GIS技術(shù)[4-7]。土地利用效率反映的是土地的投入產(chǎn)出關(guān)系[8]。最初對于土地利用效率的研究大多集中在經(jīng)濟(jì)效益方面，多選取建設(shè)用地面積和國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）作為投入產(chǎn)出指標(biāo)[9]。隨著研究的深入，對于土地利用效率的評價已經(jīng)不僅僅局限于經(jīng)濟(jì)效益，對于社會效益以及生態(tài)效益的綜合評價指標(biāo)體系開始出現(xiàn)[10]。在投入指標(biāo)方面，從業(yè)人口、固定資產(chǎn)投入被引入指標(biāo)體系[11-12]；在產(chǎn)出指標(biāo)方面，可支配收入、工業(yè)增加值、公共綠地面積等被納入體系[13-15]。

忻州市土地資源豐富，相對質(zhì)量較差。2000—2010年，忻州市從業(yè)人員經(jīng)歷了先增加后減少的一個過程，2000年達(dá)到1 074 680人，而2010年卻只有226 976人。忻州市的固定資產(chǎn)投入和建設(shè)用地面積均呈現(xiàn)上升趨勢，2010年比2000年分別增加了94.32%，14.74%；在此投入水平下，GDP和工業(yè)增加值2010年比2000年分別增長82.35%，94.08%。然而，忻州市的生態(tài)服務(wù)價值卻從2000年的76.395萬元下降到2010年的66.652萬元。在此背景下，對忻州市土地利用效率進(jìn)行評價研究具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。

本研究運(yùn)用DEA方法[16-17]，建立相對客觀的評價忻州市土地利用的指標(biāo)體系，旨在對忻州市14個市縣土地利用效率進(jìn)行評價，找出其土地利用效率差異形成的原因，并提出相關(guān)建議。

1 數(shù)據(jù)來源

本研究選取包括忻府區(qū)、原平市2區(qū)（市）以及定襄縣、五臺縣、代縣、繁峙縣、寧武縣、靜樂縣、神池縣、五寨縣、岢嵐縣、河曲縣、保德縣、偏關(guān)縣2000，2003，2005，2008，2010年5 a的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。各市縣的各項(xiàng)投入產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)據(jù)均來自忻州市這5 a統(tǒng)計(jì)年鑒的社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和土地變更數(shù)據(jù)庫，以2007年8月國土資源部頒布執(zhí)行的《土地利用現(xiàn)狀分類》國家標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。

另外，對于生態(tài)服務(wù)價值（ESV），采用冉圣宏提出的中國各種土地利用類型單元面積的生態(tài)價值估算方法進(jìn)行計(jì)算（表1）[18-19]。

表1 忻州市土地生態(tài)服務(wù)價值變化情況 萬元

表1結(jié)果顯示，2000—2010年，忻府區(qū)、五臺縣、代縣、繁峙縣、寧武縣、靜樂縣、神池縣、五寨縣、岢嵐縣、河曲縣、偏關(guān)縣、原平市等12個縣（區(qū)、市）的生態(tài)服務(wù)價值總體上呈下降趨勢。只有定襄縣和保德縣2個縣的生態(tài)服務(wù)價值呈增加趨勢。忻州市土地生態(tài)服務(wù)價值總體上經(jīng)歷了一個先增加后降低的過程，其中，2003年較高，2010年較低。

2 研究方法

2.1 土地利用效率評價DEA模型選擇

DEA（Data Envelopment Analysis）方法是以相對效率概念為基礎(chǔ)，根據(jù)多指標(biāo)投入和多指標(biāo)產(chǎn)出對相同類型的決策單位進(jìn)行相對有效性或效益評價的一種系統(tǒng)分析方法。其中，在固定規(guī)模報酬假設(shè)下提出的一種效率測度法，稱為CCR模式[20]；排除規(guī)模因素制約的情況下，更為準(zhǔn)確地反映所考察對象的經(jīng)營管理水平的修正模型稱為BCC模式[21]。本研究采用DEA 2.1軟件進(jìn)行忻州市土地利用效率測算。

假設(shè)某系統(tǒng)中有n個決策單元（Decision Marki ngUnits，DMU），每個DMU有m種投入指標(biāo)和s種產(chǎn)出指標(biāo)，并設(shè)xmj為DMUj第m種資源的投入量，ysj為DMUj第s種產(chǎn)出量，對于CCR模型而言，第j（j＝1，2，…，n）DMU有如下的DEA模型。

式中，θ為效率評價指數(shù)，λj為投入和產(chǎn)出的權(quán)向量。公式（1）計(jì)算得出的是純技術(shù)效率值，假設(shè)Σλj＝1，求解得出的則是綜合技術(shù)效率值。

當(dāng)約束條件加入Σλj＝1，該模型就變成了BCC模型。

2.2 土地利用效率評價投入產(chǎn)出指標(biāo)確定

根據(jù)DEA模型對指標(biāo)選取的準(zhǔn)則和依據(jù)的要求，選取了評價忻州市土地利用效率的投入產(chǎn)出指標(biāo)。其中，投入指標(biāo)為從業(yè)人口、固定資產(chǎn)投入、建設(shè)用地面積；產(chǎn)出指標(biāo)為生態(tài)服務(wù)價值（ESV），國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）和工業(yè)增加值（表2）。

表2 忻州市土地利用效率DEA評價指標(biāo)體系

3 結(jié)果與分析

3.1 忻州市土地利用效率測算結(jié)果

本研究運(yùn)用DEA模型對忻州市各市縣2000，2003，2005，2008，2010年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測算，得出這5 a忻州市14個市縣的綜合技術(shù)效率、規(guī)模效率和純技術(shù)效率。

從綜合技術(shù)效率角度分析，2000，2003，2005，2008，2010年忻州市各市縣綜合技術(shù)效率值相差較大，最大值為1，最小值僅為0.495（表3）。

從規(guī)模效率角度分析，5 a中各市縣規(guī)模效率值變化比較大，最大值為1，最小值為0.495（表4）。

從純技術(shù)效率角度分析可看出，2000，2003年忻州市14個縣（市、區(qū)）的純技術(shù)效率值都等于1；2005，2008年，除定襄縣的純技術(shù)效率為0.859和0.703外，其余各縣（市、區(qū)）都等于1；2010年，除河曲縣的純技術(shù)效率為0.997外，其余各縣（市、區(qū)）都等于1（表5）。

表3 忻州市土地利用綜合技術(shù)效率

表4 忻州市土地利用規(guī)模效率

表5 忻州市土地利用純技術(shù)效率

3.2 忻州市土地利用綜合技術(shù)效率14個市縣的比較

對2000，2003，2005，2008，2010年忻州市14個縣（市、區(qū)）的土地利用綜合技術(shù)效率值進(jìn)行測算發(fā)現(xiàn)，這5a忻州市各縣市的土地利用綜合技術(shù)效率平均值較高，分別為0.936，0.936，0.860，0.839，0.866。忻州市14個市縣綜合技術(shù)效率的市縣間比較如圖1所示。

由圖1可知，忻州市各市縣的綜合技術(shù)效率差別較大，大體在0.6～1.0，說明忻州市各市縣中的土地利用效率差別較大；代縣、寧武縣、靜樂縣、岢嵐縣的綜合技術(shù)效率較高；其次是河曲縣、保德縣和偏關(guān)縣，綜合技術(shù)效率值在0.95以上，定襄縣、五臺縣、繁峙縣的綜合技術(shù)效率值都在0.90左右，忻府區(qū)的綜合技術(shù)效率值在0.80左右，神池縣、五寨縣、原平市的綜合技術(shù)效率值較低，在0.80以下，其中，原平市最低，且原平市的規(guī)模效率總體呈遞減趨勢（表4）。

綜合表3，4，5數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，影響忻州市綜合技術(shù)效率的主要是規(guī)模效率。規(guī)模效率高的市縣（區(qū)），綜合技術(shù)效率也高；規(guī)模效率低的市縣（區(qū)），綜合技術(shù)效率也低。

3.3 忻州市土地利用綜合技術(shù)效率值年際變化

2000，2003，2005，2008，2010年5 a中忻州市的土地利用綜合技術(shù)效率總體呈下降趨勢，其中，2008年綜合技術(shù)效率達(dá)到了最低，之后又開始上升。與2010年相比，2008年的投入水平并沒有低很多，在產(chǎn)出指標(biāo)中，ESV和GDP也在一個正常的產(chǎn)出水平下。但是，工業(yè)增加值卻有較大的差距。2000—2008年，投入水平的增長速度大于產(chǎn)出水平的增長速度，從而導(dǎo)致土地利用效率逐年降低。

3.4 忻州市土地利用效率的影響因素

本研究選取從業(yè)人口數(shù)量、固定資產(chǎn)投入和建設(shè)用地面積為投入指標(biāo)，ESV，GDP和工業(yè)增加值為產(chǎn)出指標(biāo)，通過研究發(fā)現(xiàn)，投入指標(biāo)的大小與土地利用效率的高低成反比例關(guān)系，即從業(yè)人口越多，固定資產(chǎn)投入越多，建設(shè)用地面積越大，則土地利用效率越低，反之亦然；然而，產(chǎn)出指標(biāo)的大小與土地利用效率的高低成正比，即ESV越大，GDP越高，工業(yè)增加值越多，土地利用效率越高。

4 結(jié)論與建議

綜合各市縣年際變化情況來看，忻州市土地利用效率總體上降低，并呈現(xiàn)出波動變化；各市縣土地利用效率的內(nèi)部差異比較大。其中，代縣、寧武縣、靜樂縣、岢嵐縣土地利用效率高且穩(wěn)定；河曲縣、保德縣、偏關(guān)縣的土地利用效率除個別年份發(fā)生變化，總體上處于較高水平；定襄縣、五臺縣、繁峙縣一直處于較高水平的波動狀態(tài)；神池縣、五寨縣、原平市的土地利用效率都處于較低水平的波動狀態(tài)。

由于本研究是從投入角度分析土地利用效率的，即產(chǎn)出不變，使投入盡可能縮小。所以，從減少投入的角度建議：適當(dāng)減少固定資產(chǎn)的投入，使得規(guī)模報酬達(dá)到一個平衡狀態(tài)；合理配置各種土地利用類型，調(diào)整建設(shè)用地面積；在土地利用的過程中，注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，提高生態(tài)服務(wù)價值。

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Analysis of Land Use Efficiency in Xinzhou City Based on DEA

LI Min，WANGJin，BI Rutian
（College ofResources&Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

In the paper,the DEA model was used to analyze the land use efficiency of Xinzhou city in 2000,2003,2005,2008, 2010.The results showed that the comprehensive technical efficiency of Xinzhou was a big different.The comprehensive technical efficiency of Xinzhou showed a downward trend in general,and presents the fluctuation change.The main effect of the comprehensive technical efficiency of Xinzhou city was the scale efficiency.The land use efficiency of Xinzhou was decreasing,and chang of land use efficiencywas alsofluctuating.The internal difference ofland use efficiencyin cities and counties was relativelylarge.

land use efficiency;ecosystemservices value;CCR model;BCCmodel;Xinzhou city

F301.24

A

1002-2481（2016）06-0848-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.32

2016-02-08

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)博士科研啟動項(xiàng)目（412576）；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)博士后研究項(xiàng)目（614144）

李 敏（1995-），女，山西晉中人，在校學(xué)生，研究方向：土地生態(tài)與環(huán)境管理。王 瑾為通信作者。