基于POI數(shù)據(jù)的城市群公園綠地規(guī)模效益評價
——以閩三角城市群為例

田潔玫

(華僑大學 政治與公共管理學院，福建 泉州 362021)

公園綠地是城市公共綠地的一種類型，住建部2017年公布的《城市綠地分類標準》將其定義為：以游憩為主要功能，兼具生態(tài)、美化和防災等作用，向公眾開放的城市公共活動場地[1]，其中包含4個中類和6個小類，一般可劃分為綜合性公園、社區(qū)公園和專類公園[2]。公園綠地兼具公共服務功能與生態(tài)維護作用，能夠節(jié)制過分都市化、緩和互相沖突的城市土地用途分區(qū)[3]。近年來，黨和國家做出“大力推進生態(tài)文明建設(shè)”的戰(zhàn)略決策，十分重視城市的綠色發(fā)展，公園綠地在生態(tài)文明建設(shè)中不可替代的地位，使其成為備受社會各界關(guān)注的熱點問題[4]。

公園綠地屬于城市綠地系統(tǒng)。根據(jù)資源優(yōu)化配置理論，公園綠地布局需要考慮區(qū)域自然稟賦、社會經(jīng)濟等方面因素[5]；由于存在比較優(yōu)勢，在資源配置過程中應依據(jù)區(qū)域比較優(yōu)勢來進行[6]?？梢?，公園綠地發(fā)展需要考慮其與所處區(qū)域的社會經(jīng)濟條件是否相符。根據(jù)規(guī)模經(jīng)營理論，公園綠地處于最優(yōu)規(guī)模時會產(chǎn)生邊際效用最大化，通過對規(guī)模效益的評價，可以判定公園綠地與所處區(qū)域發(fā)展的一致性[7]。因此，分析和評價公園綠地規(guī)模效益對城市管理相關(guān)研究將有所助益。

當今社會，城市群日益成為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展與國家參與全球競爭的重要地理單元。閩三角城市群是由廈門市、泉州市和漳州市共同組成的海灣型城市群[8]。閩三角城市群GDP總量常年接近福建全省的50%，是中國東部地區(qū)最具活力的經(jīng)濟區(qū)域之一，同時也是福建省經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的核心區(qū)與新型城鎮(zhèn)化的主體區(qū)，是中國經(jīng)濟重心轉(zhuǎn)移的承載地[9]。隨著“廈漳泉一體化”進程不斷推進，閩三角城市群也不斷受到社會各界的著重關(guān)注。通常認為，廈門是閩三角城市群的中心城市，泉州具有重要的經(jīng)濟支撐與文化積淀作用，漳州具備農(nóng)業(yè)經(jīng)營的優(yōu)越條件[10]。經(jīng)濟水平與自然條件上的優(yōu)勢性，使對該區(qū)域公園綠地規(guī)模效益的研究具有一定的理論與現(xiàn)實意義。本文在大數(shù)據(jù)背景下獲取與運用公園綠地POI數(shù)據(jù)，通過DEAP軟件的相關(guān)模型應用，實現(xiàn)多尺度的閩三角城市群整體與內(nèi)部區(qū)域公園綠地規(guī)模效益評價研究，并進一步探討整體與內(nèi)部一致性與差異性問題，以期為閩三角城市群生態(tài)文明建設(shè)與城市群公共資源均衡發(fā)展提供有益建議。

一 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來源

(一)研究區(qū)域概況

閩三角城市群位于福建省東南部，其是“十三五規(guī)劃”的19個城市群中海峽西岸城市群的重要組成部分，素有“閩南金三角”之稱。

圖1 閩三角城市群區(qū)位示意

研究區(qū)域從行政區(qū)劃上看包括廈門市、泉州市和漳州市3個設(shè)區(qū)市及所轄縣區(qū)，其中：廈門市下轄6個市轄區(qū)；泉州市下轄4個市轄區(qū)、5個縣(金門縣〔待統(tǒng)一〕)并代管3個縣市級；漳州市下轄2個市轄區(qū)，8個縣和1個縣級市。

(二)研究數(shù)據(jù)來源

文中社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于統(tǒng)計資料，包括：福建省、廈門市、泉州市和漳州市的2018年統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)；2019年3月國家統(tǒng)計局發(fā)布的福建省、廈門市、泉州市和漳州市的2018年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報。行政區(qū)劃數(shù)據(jù)來自于中國科學院地理科學與資源研究所網(wǎng)站提供的行政邊界shp文件。

文中POI數(shù)據(jù)來源于2019年百度地圖，依據(jù)公園綠地的定義與分類，借由百度地圖開放平臺提供的地點檢索服務，從19個一級行業(yè)類型中選擇“旅游景點”，并在其包含的10個二級行業(yè)類型中選擇“公園”作為檢索條件，按照經(jīng)緯度范圍爬取到閩三角城市群區(qū)域內(nèi)所有公園類型的POI數(shù)據(jù)。其后對數(shù)據(jù)進行去重、篩選和匹配，并通過空間坐標糾正將BD09類型的加密百度坐標系轉(zhuǎn)為常用的WGS84國際經(jīng)緯度坐標系。最終取得的POI數(shù)據(jù)包含公園名稱、公園位置、經(jīng)度、緯度、所屬市(縣區(qū))等信息。

二 研究方法

數(shù)據(jù)包絡分析方法(Data Envelopment Analysis，簡稱DEA)，是由著名學者A.Charnes，W.W.Cooper和 E.Rhodes在1978年提出的，主要用來測度規(guī)模效益[11]。其基本原理是把每一個被評價單位作為一個決策單元(DMU)，再由眾多DMU構(gòu)成被評價群體，通過對投入和產(chǎn)出比率的綜合分析，以DMU的各個投入和產(chǎn)出指標的權(quán)重為變量進行評價運算，采用多目標線性規(guī)劃方法，確定有效包絡面(生產(chǎn)前沿面)(Production Technology Frontier)將數(shù)據(jù)包絡起來，依據(jù)包絡面計算出效率測度，并以每個DMU到有效生產(chǎn)前沿面的距離為度量,測定每個DMU是否為DEA有效。DEA無需將多目標函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閱文繕撕瘮?shù)，因此在操作上具有客觀性。

本文運用DEAP軟件，采取產(chǎn)出主導型測算方法，并引入兩個數(shù)據(jù)包絡模型，即規(guī)模收益不變的CRS-CCR模型和規(guī)模收益可變的VRS-BCC模型[12]。

由于閩三角城市群所處區(qū)域范圍內(nèi)自然稟賦差異較小，因此主要基于生產(chǎn)力三要素的角度，可以從投入和產(chǎn)出兩方面來反映城市群公園綠地規(guī)模效益情況，具體可分為4項指標：input1人口的投入用“區(qū)域人口”表示，單位為“萬人”；input2資本的投入用“區(qū)域GDP”表示，單位為“億元”；input3土地的投入用“區(qū)域面積”表示，單位為“km2”；output產(chǎn)出用“區(qū)域公園數(shù)”表示，單位為“座”。最終構(gòu)建出適用DEAP軟件的“三輸入，一輸出”城市群公園綠地規(guī)模效益評價指標體系。

(一)CRS-CCR模型

CRS-CCR模型是基于規(guī)模收益為常量的假設(shè)，即不考慮規(guī)模收益的模型。它判斷決策單元是否為“總體有效”(即技術(shù)和規(guī)模同時有效)，所謂“技術(shù)有效”既指在現(xiàn)有資源投入前提下決策單元實現(xiàn)了最大的產(chǎn)出；“規(guī)模有效”既指當各投入同時增加X倍，則產(chǎn)出也隨之增加X倍。

假設(shè)對每個決策單元有N個投入、M個產(chǎn)出數(shù)據(jù)。對第i個決策單元，用pi和qi分別代表它的投入和產(chǎn)出。也就是說，Npi的投入矩陣P和Mqi的產(chǎn)出矩陣Q代表了I個決策單元的所有數(shù)據(jù)。則CRS-CCR模型可表示公式(1)為：

Minθ,λθ

(1)

(二)VRS-BCC模型

VRS-BCC模型基于規(guī)模收益可變的假設(shè)，它判斷決策單元在現(xiàn)有規(guī)模下的“純技術(shù)有效性”，即在現(xiàn)有的規(guī)模情況下，各項投入均達到最充分的利用，此模型可以避免技術(shù)有效性受規(guī)模有效性的影響。VRS模型如公式(2)所示，其中λ同樣是一個Npi的常數(shù)向量，σ為該決策單元的“純技術(shù)效率”。當σ=1時，表明在當前的規(guī)模效益水平下，投入和產(chǎn)出在技術(shù)上已經(jīng)達到最優(yōu)。

Minσ,λσ

(2)

式中：σ表示該決策單元的“純技術(shù)效率”，其他符號含義同公式(1)。當σ=1時，表明在當前的規(guī)模效益水平下，投入和產(chǎn)出在技術(shù)上已經(jīng)達到最優(yōu)。

(三)DEA規(guī)模效益模型

同時采用CRS-CCR和VRS-BCC的DEA方法可以對一個決策單元的規(guī)模效率進行測量。如果對同一個決策單元，CRS-CCR和VRS-BCC的技術(shù)效率值不同，就說明該決策單元存在規(guī)模無效率。在此基礎(chǔ)上還可進一步對決策單元的DEA“規(guī)模效率”ρ進行求解。模型如公式(3)。規(guī)模效率ρ=1說明規(guī)模相對最佳。若“綜合效率”=“純技術(shù)效率”=“規(guī)模效率”=1，則說明規(guī)模效益水平高。

(3)

式中：ρ表示“規(guī)模效率”；θ表示“綜合效率”；σ表示“純技術(shù)效率”。

最終的規(guī)模收益結(jié)果中會出現(xiàn)3種情況：(1)規(guī)模效益不變(-)，也即是在既定投入情況下和最佳規(guī)模效益水平下，可以獲得最大的產(chǎn)出效果；(2)規(guī)模收益遞減(drs)，也即是如果全部投入的數(shù)目以過小的百分比增加，使得產(chǎn)出增加的百分比相對于投入百分比減少，此時為非DEA有效；(3)規(guī)模收益遞增(irs)，也即是如果全部輸入的數(shù)目以過大的百分比增加，使得產(chǎn)出增加的百分比相對于輸入百分比增加，此時也非DEA有效。

三 分析與討論

(一)城市群整體公園綠地規(guī)模效益分析

1.針對地市級的整體分析

將閩三角城市群中廈門市、泉州市和漳州市整體的輸入輸出數(shù)據(jù)代入CRS-CCR和VRS-BCC模型，使用DEAP2.1軟件進行規(guī)劃求解，得到結(jié)果如下表1。

表1 閩三角城市群整體決策單元評價結(jié)果

泉州市和漳州市的規(guī)模性呈現(xiàn)相反態(tài)勢，泉州市為“drs”遞減狀態(tài)，而漳州市則是“irs”遞增狀態(tài)。從閩三角城市群整體上看，泉州市和漳州市公園綠地布局均有可改進的空間。泉州市公園綠地布局上產(chǎn)出的增加小于投入的增加，出現(xiàn)了資源投入冗余，在部分區(qū)域應盡量避免公園綠地的無序擴建，提高綠地資源的利用率；漳州市公園綠地布局的產(chǎn)出增加幅度大于投入的增加幅度，因此可以進一步加大公園綠地規(guī)模，滿足市民的實際需求。

2.針對縣(市區(qū))級的整體分析

將閩三角城市群中廈門市、泉州市和漳州市28個縣(市區(qū))各自的輸入輸出數(shù)據(jù)代入CRS-CCR和VRS-BCC模型，使用DEAP2.1軟件進行求解，綜合效率θ、純技術(shù)效率σ、規(guī)模效率ρ(以堆積柱狀圖主坐標體現(xiàn))以及規(guī)模性(以散點圖次坐標體現(xiàn)，遞減狀態(tài)設(shè)置為-1，不變狀態(tài)設(shè)置為0，遞增狀態(tài)設(shè)置為1)結(jié)果如圖2所示。

圖2 閩三角城市群整體公園綠地規(guī)模效益評價

從閩三角城市群整體上看，公園綠地具備較強的規(guī)模效益遞增狀態(tài)，這說明對公園綠地的投入獲得了比正常情況更高的產(chǎn)出?；谝?guī)模報酬遞增理論，也說明從閩三角城市群整體規(guī)劃上看，未來進一步增加公園綠地的布局，對區(qū)域社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的發(fā)展都助益良多。

3.針對縣(市區(qū))級的改進

表2 閩三角城市群整體非DEA有效區(qū)域改進情況表

由表2可知，閩三角城市群整體上共有19個縣(市區(qū))需要改進。廈門市2區(qū)公園綠地規(guī)模效益主要改進因素是人口。泉州市豐澤區(qū)與石獅市需改進人口因素；德化縣何永春縣需改進土地狀況；安溪縣、惠安縣和南安市需要從人口和土地兩方面改進；泉港區(qū)需改進GDP狀況和土地投入；晉江市的情況最為復雜，人口、資本、土地因素均成為改進因素。漳州市東山縣、薌城區(qū)、云霄縣、詔安縣需改進人口因素；南靖縣、長泰縣需改進土地因素；龍海市、漳浦縣則需改進人口與土地兩項。

從閩三角城市群整體上看，人口與公園綠地之間的不均衡是最大的問題所在，公園綠地的占地不足情況也不容小視。

(二)城市群內(nèi)部公園綠地規(guī)模效益分析

1.廈門市內(nèi)部分析與改進

雖然從閩三角城市群整體來看，廈門市的公園綠地規(guī)模效益已達到均衡狀態(tài)，但仍有必要探究廈門市下轄6個區(qū)域內(nèi)部比較時，各自公園綠地的規(guī)模效益情況(圖3)。

圖3 廈門市內(nèi)部公園綠地規(guī)模效益評價

由圖3可知，廈門市公園綠地規(guī)模效益的內(nèi)部分析中，思明區(qū)、同安區(qū)和翔安區(qū)達到“強規(guī)模有效”，其規(guī)模效益和閩三角城市群整體分析時一致，仍為不變狀態(tài)，各投入指標能夠比較好的滿足公園綠地的規(guī)模效益需求。海滄區(qū)和湖里區(qū)的公園綠地規(guī)模效益雖然為遞增狀態(tài)，經(jīng)過改進模型的計算，不需要修正，但仍需預防區(qū)域未來公園綠地不足的傾向性。

廈門市的集美區(qū)公園綠地的規(guī)模性為遞增狀態(tài)，經(jīng)過計算需要進行非DEA有效的改進。改進后各項皆為DEA有效，結(jié)果如表3所示。

表3 廈門市非DEA有效區(qū)域改進情況

本文基于投入量可變的前提下，分析如何達到產(chǎn)出規(guī)模最優(yōu)?？芍?，集美區(qū)目前仍有22.183萬人無法很好地享受到公園綠地公共資源，應考慮加大投入并提高該區(qū)域公園數(shù)量，此時集美區(qū)公園綠地規(guī)模效益最優(yōu)，人口、GDP和土地與公園綠地布局可達成均衡狀態(tài)。

2.泉州市內(nèi)部分析與改進

考慮到從閩三角城市群整體來看，泉州市公園綠地的規(guī)模效益處于“drs”遞減狀態(tài)。從城市內(nèi)部分析，泉州市11個市(縣區(qū))的具體情況如圖4所示。

圖4 泉州市內(nèi)部公園綠地規(guī)模效益評價

由圖4可知，作為泉州市主城區(qū)的鯉城區(qū)、豐澤區(qū)、洛江區(qū)，以及石獅市和永春縣均處于規(guī)模效益不變狀態(tài)，這些區(qū)域的公園綠地分布與各項資源投入狀況產(chǎn)生了強有力的“規(guī)模有效性”。而經(jīng)過改進模型的計算，非DEA有效的區(qū)域則包括，處于遞增狀態(tài)的泉港區(qū)和德化縣，處于遞減狀態(tài)的惠安縣、安溪縣和南安市。其改進情況如下表4所示。

表4 泉州市非DEA有效區(qū)域改進情況

由表4可知，泉州市主要改進因素在人口和土地兩個方面。遞增狀態(tài)的區(qū)域中，泉港區(qū)比較特殊，其區(qū)域GDP有冗余。相較于泉州市其他區(qū)域，泉港區(qū)的GDP水平并不算最高，但就目前經(jīng)濟的貢獻情況來說，未來需增加向公園綠地的資本投入量，增加該區(qū)域公園綠地布局水平，才能與GDP的發(fā)展相適應。

3.漳州市內(nèi)部分析與改進

考慮到從閩三角城市群 整體來看，漳州市公園綠地的規(guī)模效益處于“irs”遞增狀態(tài)。從城市內(nèi)部分析，漳州市11個市(縣區(qū))的具體情況如圖5所示。

由圖5可知，作為漳州市城市中心區(qū)域的龍海市、龍文區(qū)、薌城區(qū)以及平和縣、長泰縣均處于規(guī)模效益不變狀態(tài)，這些區(qū)域的公園綠地分布與區(qū)域資源配比情況均衡，產(chǎn)生了較強的“規(guī)模有效性”。而經(jīng)過改進模型的計算，非DEA有效的區(qū)域包括：處于遞增狀態(tài)的云霄縣和詔安縣，處于遞減狀態(tài)的南靖縣和漳浦縣。其改進情況如表5所示。

圖5 漳州市內(nèi)部公園綠地規(guī)模效益評價

表5 漳州市非DEA有效區(qū)域改進情況

規(guī)模性 區(qū)域區(qū)域人口/萬人區(qū)域GDP/億元區(qū)域面積/km2遞減狀態(tài)南靖縣0.0000.000-727.413漳浦縣-24.4780.000-6.582遞增狀態(tài)云霄縣-8.3010.0000.000詔安縣-22.9970.0000.000

由表5可知，漳州市主要改進因素在人口和土地兩個方面。遞增狀態(tài)的區(qū)域中，云霄縣和詔安縣通過未來加大對公園綠地的投入，可以收獲更高效的公園綠地資源配置效益，滿足更多居民的需求。

(三)城市群公園綠地規(guī)模效益比較分析

1.城市群整體與部分一致情況

無論是基于閩三角城市群整體28個縣(市區(qū))公園綠地規(guī)模效益的評價，或是基于閩三角城市群內(nèi)部3個城市各自縣(市區(qū))的情況，某些區(qū)域總是處于規(guī)模效益的某一階段，這說明該區(qū)域公園綠地布局情況與閩三角城市群總體的協(xié)調(diào)度一致，也可以從側(cè)面反映出其在城市群中的標桿地位。

公園綠地規(guī)模效益水平呈現(xiàn)“強規(guī)模有效”、規(guī)模效益為“不變”狀態(tài)且不需進行改進的區(qū)域共有4個：廈門市占3個(翔安區(qū)、同安區(qū)、思明區(qū))，漳州市占1個(平和縣)。這4個區(qū)域公園綠地布局本身社會經(jīng)濟發(fā)展、人口與土地需求和區(qū)域的公園綠地數(shù)量相吻合，因此，其布局達到了DEA規(guī)模效益。

一致處于規(guī)模效益“遞增”狀態(tài)的區(qū)域共有9個：廈門市占3個(海滄區(qū)、湖里區(qū)、集美區(qū))，泉州市占2個(德化縣、泉港區(qū))，漳州市占4個(東山縣、華安縣、云霄縣、詔安縣)。

一致處于規(guī)模效益“遞減”狀態(tài)的區(qū)域共有5個：泉州市占4個(安溪縣、惠安縣、晉江市、南安市)，漳州市占1個(漳浦縣)。

2.城市群整體與部分差異情況

研究中出現(xiàn)閩三角城市群中某些區(qū)域，依據(jù)整體進行分析時呈現(xiàn)一種規(guī)模效益情況，而依據(jù)內(nèi)部城市進行分析時呈現(xiàn)出另一種情況，這說明該區(qū)域公園綠地布局情況存在很強的內(nèi)部特征，與閩三角城市群整體的協(xié)調(diào)度不高，為了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，應在未來著重控制調(diào)整。

泉州市豐澤區(qū)、鯉城區(qū)、洛江區(qū)、石獅市、永春縣在城市內(nèi)部范圍看均屬于不變狀態(tài)，然而從閩三角整體上看均處于遞增狀態(tài)，說明泉州市以上區(qū)域公園綠地布局的內(nèi)在動力不足，為了適應閩三角城市群整體發(fā)展，還需不局限眼光，找好標桿，持續(xù)發(fā)力，推動城市生態(tài)文明建設(shè)。

漳州市龍海市在城市內(nèi)部看屬于不變狀態(tài)，然而放在閩三角城市群的視角下，則處于遞減狀態(tài)，說明對于漳州市核心城區(qū)的公園綠地布局已臻完善，應放更多力量加強其他區(qū)域。龍文區(qū)、薌城區(qū)、長泰縣在城市內(nèi)部看屬于不變狀態(tài)，但在閩三角城市群整體情況下，則處遞增狀態(tài)，說明這三個區(qū)域是漳州未來公園綠地布局的重點所在，規(guī)模效益能極大發(fā)揮正向作用。南靖縣的悖論情況則充分反映出漳州市內(nèi)部公園綠地的不均衡發(fā)展。

四 結(jié)論與討論

基于POI數(shù)據(jù)和DEA方法開展以閩三角城市群為例的城市群公園綠地規(guī)模效益研究，通過從城市群整體與城市群內(nèi)部兩個維度展開分析并加以比較討論，可以得出結(jié)論如下：

使用DEA方法進行城市群公園綠地規(guī)模效益的分析，可以從一個側(cè)面了解城市群發(fā)展的協(xié)調(diào)統(tǒng)一情況，根據(jù)不同區(qū)域公園綠地在城市群整體和內(nèi)部規(guī)模效益的不同反映，可以推斷出該城市在城市群中的地位。

處于城市群整體與內(nèi)部一致“遞增”狀態(tài)的區(qū)域應加大各項投入力度，切實發(fā)揮其規(guī)模效益，從而創(chuàng)造更多生態(tài)效益，為市民生活謀福利。而處于一致性“遞減”狀態(tài)的區(qū)域則應考慮投入過剩情況，避免資源浪費。處于一致性“不變”狀態(tài)的區(qū)域則宜保存目前情況，發(fā)揮最大效益。

對于城市群整體與內(nèi)部的差異情況，應充分考慮區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展目標，未來內(nèi)部的公園綠地布局應更多著眼大局，依據(jù)城市群的考量標準做進一步調(diào)整與細化。特別對于內(nèi)部為“不變”狀態(tài)，而整體呈現(xiàn)“遞增”狀態(tài)的區(qū)域，還應考慮增加公園綠地的相應投入，提高城市群整體協(xié)調(diào)度。

本文中指標使用了較新的POI數(shù)據(jù)，但也存在其他指標未盡完善的情況，未來可嘗試增刪指標，以期更好的進行區(qū)域人口、資源與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的相關(guān)研究。