技術進步、城市土地利用效率及反彈效應
-----------以江蘇省為例

聶 雷,邵子南

(1.山西財經大學 a.資源型經濟轉型協(xié)同創(chuàng)新中心;b.資源型經濟轉型發(fā)展研究院,山西 太原 030006;2.南京農業(yè)大學 土地管理學院,江蘇 南京 210095)

1 引言

城市土地作為城市經濟社會發(fā)展的重要載體,其利用效率直接影響到城市經濟社會發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設[1]。改革開放以來,隨著工業(yè)化和城市化的進一步發(fā)展,我國城市建設用地面積快速擴張,由1986年的6720km2增加到2013年的47108.5km2,年平均增加了7.5%。我國人均耕地只占世界平均水平的40%,中低產田約占耕地總量的65%[2]。建設用地的快速擴張導致耕地資源大量損失,1990—1999年建設占用耕地年均為16.8萬hm2[3]，2002—2014年這一數字增加到20.4萬hm2。我國城市土地利用效率相比發(fā)達國家或地區(qū)仍有顯著差距,適用于高強度城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的土地面積不到國土總面積的20%[4]。面臨著城市外延式擴張、農地非農化流失嚴重、耕地后備資源緊缺的狀況,客觀上要求我國必須提高城市土地利用效率。這對緩解我國用地計劃緊張、保護耕地資源和保障糧食安全戰(zhàn)略具有非常重要的意義。

目前,學術界對城市土地利用效率測度與影響機制進行了較深入的研究?，F(xiàn)有文獻采用單指標[5,6]、綜合指標體系[7,8]、計量模型[9,10]等方式與方法測算了城市土地利用效率，并構建回歸模型分析了影響土地利用效率的因素[11-13]。然而,學術界從技術角度分析對土地利用效率影響的研究依然較少。毋庸置疑,效率的提升離不開技術進步。一方面,技術進步促進產業(yè)結構優(yōu)化升級,實現(xiàn)要素集聚和要素替代,形成規(guī)模效應,促進單位土地上投入強度和產出效益增加[11],提升土地利用效率；另一方面,技術進步促進經濟的快速增長,擴大用地需求。此外,土地利用效率的提升降低了使用土地資源的邊際成本,導致生產過程中采用相對廉價的土地資源替代其他相對價格較高的服務或產品,從而增加對土地需求。假設土地資源具有完全彈性,那么土地消耗的實際減少與土地需求的增加比例將會出現(xiàn)失衡[14],因技術效率提升節(jié)約的土地被經濟增長帶來的土地消耗全部或部分抵消,即土地資源的反彈效應。

土地反彈帶來土地資源消費的增加量全部或部分抵消了技術進步對土地資源的節(jié)約,直接影響了技術因素對土地利用效率的提升[15,16],導致技術因素與土地利用效率關系的復雜化。那么,技術因素是否對提升土地利用效率具有積極作用？技術因素是否真的產生反彈效應而影響土地利用效率的改進？如果存在反彈效應,大小如何？基于這些問題,本文在測算城市土地利用效率的基礎上,分析了技術等因素對土地利用效率的演化作用,進而分析了技術進步是否會引起土地反彈效應。

2 城市土地利用效率的測度

2.1 研究方法

數據包絡分析法(DEA)是評價多輸入、多輸出決策單元(DMU)有效性的一種非參數方法。若要評價M個生產單元效率,假設評價體系中有K種投入指標,L種產出指標,設代表第m個單元的第k種資源投入量,代表第m個單元的第l種產出量,對第n個(n=1,2,…,M)城市的DEA模型為[17]:

(1)

2.2 指標選取與數據來源

城市土地利用效率反映了土地的投入—產出關系,投入要素主要包括土地、勞動力、資本等方面?？紤]到指標代表性、可獲取性和口徑統(tǒng)一性,借鑒已有研究成果[9,13],選用城市建設用地面積，第二、三產業(yè)從業(yè)人員數和第二、三產業(yè)固定資本存量作為投入指標,選用城市第二、三產業(yè)增加值作為產出指標。

各城市建設用地面積數據來源于2000—2013年江蘇省土地利用變更調查資料,城市第二、三產業(yè)從業(yè)人數，第二、三產業(yè)增加值與全社會固定資產投資額來源于2001—2014年的《江蘇省統(tǒng)計年鑒》。涉及到的價格指標均平減為2000年的不變價格(下同),城市第二、三產業(yè)固定資本存量采用永續(xù)盤存法,并借鑒張軍等[18]研究成果進行估算,經濟折舊率取9.6%。

2.3 計算結果與分析

本文采用MaxDEA軟件測算了2000—2013年江蘇省13個城市的土地利用效率,結果見表1。從表1可見:①總體來看,根據全省城市土地利用效率的均值數據,2000—2006年全省土地利用效率逐年降低,2007年以后又呈現(xiàn)出連年上升的態(tài)勢。②從時間變化趨勢來看,江蘇省各市土地利用效率呈現(xiàn)不同的變動情況。常州、鹽城土地利用效率呈遞升趨勢,南通、揚州、泰州、徐州、連云港、淮安呈“U”型分布,其他4市則呈連續(xù)波動分布態(tài)勢。江蘇省不同年份的城市土地利用效率差異較大的有鹽城、連云港、南京,其效率的標準差超過0.05,表明效率值出現(xiàn)了較大的波動[13]。③分區(qū)域來看,江蘇省城市土地利用效率總體上呈現(xiàn)“南高北低”的空間分布特點。蘇南地區(qū)大于蘇中地區(qū)且在效率均值之上,2000—2013年蘇南地區(qū)效率均值為0.948,表明蘇南地區(qū)土地投入產出的轉換能力高于其他兩個地區(qū);蘇北地區(qū)的效率均值為0.708,留存了29.2%的效率提升空間。江蘇省不同區(qū)域的土地利用效率空間分布狀態(tài)大致反映了區(qū)域經濟發(fā)展水平與土地資源利用能力的差異?？傮w而言,江蘇省蘇南地區(qū)擁有良好的經濟開放環(huán)境、政策創(chuàng)新環(huán)境、科技創(chuàng)新環(huán)境,利于吸引人才、吸納資源、提高生產效率、推動內部規(guī)模經濟和外部經濟,實現(xiàn)經濟快速發(fā)展和產業(yè)結構優(yōu)化升級,同時也為土地資源的高效利用提供保障；蘇北地區(qū)由于對外開放程度與市場化程度低、集聚效應不夠、要素配置不合理、經濟增長較慢,土地資源利用能力相對較低。此外,城市土地利用效率在區(qū)域內部的差距較小,區(qū)域之間的差異較大,進一步表明土地利用效率與經濟發(fā)展的相關性。④從城市個體差異來看,2000—2013年江蘇省無錫市的土地利用效率最高,一直位于生產前沿面上,常州市在2006—2013年位于生產前沿面上,這表明城市建設用地的投入合理;城市土地利用效率較低的有宿遷、淮安、連云港,其效率均值均低于0.7。此外,從2004年以后江蘇省土地利用變異系數在0.161—0.170之間變動,說明城市土地利用效率的差異性保持穩(wěn)定,盡管蘇北地區(qū)的城市土地利用效率有所提升,但相比發(fā)達的蘇南地區(qū)的城市土地利用效率仍有差距。

表1 2000—2013年江蘇省城市土地利用效率

3 影響城市土地利用效率因素的計量分析

根據已有研究[19,20],產業(yè)結構、經濟發(fā)展、人口規(guī)模、技術因素等對城市建設用地利用產生重要影響。結合數據可獲性與研究目的,構建計量經濟模型,選取技術技術、產業(yè)結構等因素,考察其對城市土地利用效率的影響情況。

3.1 模型設定與變量選取

由于測算出的城市土地利用效率值介于0—1之間,若采用普通最小二乘法會導致參數估計結果有偏與不一致[21]，因此采用受限的面板數據Tobit回歸模型來分析城市土地利用效率的影響因素,模型設定為:

(2)

各解釋變量數據主要來源于2001—2014年的《江蘇省統(tǒng)計年鑒》,2000—2013年各市國民經濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報,以及2000—2013年江蘇省土地利用變更調查資料。

表2 Tobit回歸結果

注:、＊＊、＊＊＊分別表示在10%、5%、1%的水平上顯著，括號內為t 統(tǒng)計值。

3.2 回歸結果

本文采用STATA12.0軟件進行Tobit回歸,模型通過了擬合優(yōu)度檢驗,可解釋城市土地利用效率的影響因素。從表2可知,產業(yè)結構、經濟發(fā)展水平、人口規(guī)模與人均耕地面積都對城市的土地利用效率產生了比較顯著的影響,技術因素則沒有通過顯著性檢驗。

根據以上分析，本文對技術進步、城市土地利用效率及反彈效應的具體分析為:①產業(yè)結構變量的估計系數顯著為正。一方面，產業(yè)結構升級促使資源密集型為主的重工業(yè)和傳統(tǒng)制造業(yè)向服務業(yè)和技術密集型產業(yè)轉換,高服務化、高知識化、高技術化、創(chuàng)新型產業(yè)在經濟結構中份額不斷提高,有利于土地利用結構優(yōu)化和單位土地產出率提高[11];另一方面,城市之間根據自身比較優(yōu)勢進行專業(yè)化生產深化了產業(yè)內或產業(yè)間分工,一些附加值低與用地粗放的企業(yè)向城市周邊與農村遷移,這不僅提高了城市土地單位用地效益,也促進了城市用地結構和空間布局的優(yōu)化調整。②經濟發(fā)展水平對城市土地利用效率產生了顯著的正向作用。經濟增長促進了生產要素向城市流動,帶動了高產出和高附加值行業(yè)的發(fā)展,資本、技術、管理等要素對土地資源替代作用加強,土地密集型產業(yè)逐漸成為主體,經濟發(fā)展由外延擴張轉向內涵提升。同時,經濟增長引致更多的用地需求,導致建設用地供需矛盾進一步加劇,市場和價格機制在資源配置中的作用加強,資源緊缺迫使地方政府提高用地強度和用地門檻,加大對存量土地的挖潛力度,促進用地效率提升。③人口規(guī)模變量對城市土地利用效率產生了顯著的負向作用?？赡艿脑蛑饕?城市化水平的提高帶來城市人口規(guī)模的增加,必然增加對居住、公園綠地、工業(yè)生產場所等生產、生活用地的需求,導致建設用地外延擴張以及帶來的土地粗放式利用[12]。當人口密度過大時,即使存在一些機制來遏制建設用地擴張,但過多的人口數量導致的巨大土地需求,從而弱化了政策的實施效果[22]。此外,通過農地非農化獲得城市土地的成本較低,城市發(fā)展熱衷于外延擴張,不利于存量建設用地挖潛以及土地投入強度與產出效益的提升。④人均耕地面積變量的估計系數顯著為負,表明人均占有耕地面積對城市土地利用效率提升形成了有效的外部約束。伴隨著城市擴張帶來的耕地和生態(tài)用地的大量損失,中央政府逐漸加大對地方政府在耕地資源保護方面的考核和建設用地規(guī)模的管控。城市建設用地增量主要來源于耕地,城市發(fā)展對建設用地需求一直居高不下,給耕地保護帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。在耕地占補平衡壓力逐年加大的背景下,耕地資源稀缺倒逼和促進土地利用方式轉變,帶動城市存量土地開發(fā),抑制閑置和低效用地,促進城市土地利用效率提高。⑤技術因素對城市土地利用效率的提升作用總體上不顯著。一方面,技術進步為城市土地立體開發(fā)提供支持,提高土地空間利用強度[23],促進工業(yè)企業(yè)技術改造與產業(yè)升級,提高單位土地產出，另一方面,技術進步可能對土地利用存在反彈效應,間接抑制了效率改善,導致技術因素對土地利用效率的作用呈現(xiàn)出較為復雜的情形。

4 城市土地反彈效應的實證分析

4.1 模型設定

為了驗證與測算技術進步引起的土地反彈效應,本文采用生產函數計算技術進步貢獻率,推算技術進步引起的對土地資源減少量、增加量與反彈方面的效應。學界通常使用全要素生產率代表廣義的技術進步[24]。本文采用C-D生產函數估算技術進步貢獻率,建立了以下新古典三要素生產函數模型[24-26]:

(3)

兩邊同時取對數:

lnYit=lnAi+αlnKit+βlnLit+γlnCit+εit

(4)

式中,Yit、Kit、Lit、Cit分別表示地區(qū)i第t年的第二、三產業(yè)增加值，第二、三產業(yè)固定資本存量，第二、三產業(yè)從業(yè)人員數，城市建設用地面積;Ai為技術進步;α、β、γ分別表示資本、勞動、土地的產出彈性;εit為i地區(qū)第t年的非要素投入。

根據索洛余值法可得技術進步對經濟增長的貢獻率:

(5)

式中,gY、gK、gL、gC分別表示產出、資本、勞動、土地的增長率。在產出一定時,土地利用效率的提高可減少土地資源的投入,設EIt為第年的土地強度(即土地利用效率的倒數),則EIt=Ct/Yt、EIt-1=Ct-1/Yt-1,技術進步降低了土地強度而促進土地資源的節(jié)約量為:

Mt=(EIt-1-EIt)Yt

(6)

同時,技術進步也促進了經濟增長,引致更多的用地需求。根據技術進步對經濟增長貢獻率σt,則技術進步帶來的經濟增長為σt(Yt-Yt-1),由此帶來的土地消耗量為:

Nt=σt(Yt-Yt-1)EIt

(7)

因此,t年技術進步引起的土地反彈效應REt為[27,28]:

REt=Ni/Mt=σt(Yt-Yt-1)EIt/(EIt-1-EIt)Yt

(8)

4.2 計算結果

本文采用2000—2013年江蘇省13個地級市的第二、三產業(yè)增加值(Y)，固定資本存量(K)，第二、三產業(yè)勞動力投入(L)，城市建設用地面積(C)等指標構成的面板數據,采用固定效應模型計算得出的彈性系數α、β、γ分別為0.153、0.126、0.138。結合式(5),推算出技術進步貢獻率,從而利用式(6)—式(8)分別計算技術因素引起的土地資源節(jié)約量,帶動經濟增長引起的土地消耗量和反彈效應,具體的結果見表3。

表3 技術進步引致的土地節(jié)約量、增加量與反彈效應

從土地節(jié)約量來看,變化趨勢可分為兩個階段:第一階段(2001—2007年)土地節(jié)約量隨著土地強度的變化不穩(wěn)定性而呈現(xiàn)出波動狀態(tài)。廣義技術進步中的“軟”技術因為涉及到產業(yè)結構調整與產業(yè)轉移[24],土地利用效率提升緩慢;工業(yè)化生產與城鎮(zhèn)化推進帶來某些年份的土地需求量異常增多,對技術進步引致的節(jié)約量產生了一定沖擊。第二階段(2008—2013年)土地節(jié)約量總體呈現(xiàn)穩(wěn)步增加的狀態(tài)。這一期間第三產業(yè)比重從38.4%逐漸提高到44.7%,第二產業(yè)比重則從54.8%逐年降低到49.2%,產業(yè)結構不斷優(yōu)化,土地強度連年下降,土地利用效率提升帶來的土地資源節(jié)約量也逐年增加。

從土地需求來看,研究時段內江蘇省土地的年度增加量為30411.64—66477.21hm2,年平均增加了52094.93hm2。一方面,技術進步促進經濟增長從而增加了土地需求量;另一方面,技術進步帶動土地利用效率的提升,降低了單位產出的土地投入量。由于替代效應的存在,地方政府可能采取更多的土地來代替勞動力和資本投入,總體上控制土地資源消耗依然存在一定難度。節(jié)約集約利用土地還存在較大的不確定性,今后仍需加強對土地利用的宏觀調控,采取多種手段來降低土地資源消耗。

從反彈效應值來看,2004年是江蘇省土地變化顯著的異常年,主要是因為2003—2004年江蘇省的土地強度幾乎沒有發(fā)生變化。如果剔除2004年的異常年份,研究時段內江蘇省土地的平均反彈效應為125.75%,但反彈效應值年度差異較大,呈現(xiàn)出明顯的波動狀態(tài)。2011年之前,反彈效應值一直高于100%,平均值為142.28%,盡管土地政策帶來的節(jié)約用地效果已初見成效,但技術進步引起的土地節(jié)約量低于經濟增長帶來的增加量,反彈效應未能得到有效控制。主要原因是這一時期江蘇省正處于城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的推進期,區(qū)域戰(zhàn)略規(guī)劃與重點項目建設等導致建設用地的快速增長,盡管單位GDP土地消耗穩(wěn)步下降,但經濟發(fā)展對土地需求旺盛。2011—2013年江蘇省的土地反彈效應明顯下降,平均反彈效應值為76.15%,由于經濟增速放緩,產業(yè)結構的進一步優(yōu)化升級和技術水平的提高,土地反彈效應出現(xiàn)下降趨勢,即由于技術進步提高的土地利用效率已表現(xiàn)為節(jié)約土地的特征。因此,技術進步會引起土地反彈效應,對土地資源消耗產生不均衡的影響,從而影響土地利用效率的時空演化特征,使節(jié)約集約利用土地面臨更加復雜的局面。技術進步促進土地利用效率的提高,但由于有反彈效應的存在,導致經濟增長中的土地邊際消耗量更高[29],對技術進步存在較大的沖擊,導致技術進步對土地利用效率提升受到影響,一部分降低的消耗量又被部分抵消。

5 結論與討論

5.1 結論

本文采用DEA方法測算了2000—2013年江蘇省13個地級市的城市土地利用效率,對影響城市土地利用效率的因素進行了計量檢驗,驗證與計算了技術進步引起的土地利用反彈效應。主要結論為:①研究時段內,江蘇省城市土地利用效率最高的是無錫市和常州市,較低的是宿遷市、淮安市、連云港市。江蘇省城市土地利用效率的地區(qū)分布與經濟發(fā)展水平存在著對應關系,效率值較大的城市往往分布在經濟發(fā)達地區(qū),空間分布呈現(xiàn)出“南高北低”的特點。總體上看,盡管蘇北地區(qū)的城市土地利用效率有所提升,但相比發(fā)達的蘇南地區(qū)的城市土地利用效率仍存在著一定的差距。②產業(yè)結構、經濟發(fā)展、人均耕地面積等通過帶動高產出、高技術、高附加值行業(yè)的發(fā)展,資源稀缺倒逼與促進城市用地結構、空間布局優(yōu)化調整等作用來促進城市土地利用效率的提升。人口規(guī)模變量對城市土地利用效率產生了顯著的負向作用,這與部分學者的研究結論不同[19,20],可能與研究區(qū)域與研究階段的選擇有關。③技術因素對提高土地利用效率具有積極的促進作用,但因為有土地反彈效應的存在而降低了技術因素的正向作用。在研究時段內的技術因素對經濟增長貢獻率不同,平均反彈效應值為125.75%。需要注意的是,2011年以后江蘇省土地利用的反彈效應值低于100%,技術因素對經濟增長貢獻率增大,產業(yè)結構進一步優(yōu)化,經濟增長對土地消耗已經呈現(xiàn)明顯的下降態(tài)勢。

5.2 討論

本研究的啟示是:技術進步仍然是提高土地利用效率的有效途徑,要加強技術創(chuàng)新能力與技術投入,促進技術在土地利用效率提升中的轉化應用。但為了減輕反彈效應的沖擊,在依靠技術進步的同時,政府應提高用地門檻和用地效益，加大存量建設用地挖潛的力度;加快推進產業(yè)結構優(yōu)化升級,大力發(fā)展高附加值、高產出、低消耗的第三產業(yè),提高土地的投入產出能力。