環(huán)境約束下的甘肅省城市土地利用效率時(shí)空差異及其演進(jìn)特征

朱立祥, 雒占福, 王啟雯, 張 金

(西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 蘭州 730070)

土地是自然歷史過程的產(chǎn)物，是人類不可或缺和不能再生的自然資源，也是由眾多自然因素和人類活動(dòng)共同作用形成的自然—經(jīng)濟(jì)綜合體。土地資源在數(shù)量上的有限性、位置上的固定性與其供給上的稀缺性要求人們保護(hù)土地資源并努力提高土地資源的利用效率。城市土地是人類集中從事生產(chǎn)和生活消費(fèi)的物質(zhì)載體，其利用效率狀況直接影響到城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及城市生態(tài)文明的構(gòu)建[1]。改革開放以來，隨著國內(nèi)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)體制和經(jīng)濟(jì)增長方式的轉(zhuǎn)變，國內(nèi)人口基數(shù)逐漸增加，導(dǎo)致人地關(guān)系矛盾愈加突出。伴隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市建設(shè)用地迅速擴(kuò)張的過程中主要占用了周邊大量的耕地[2]，對土地資源的合理、節(jié)約和集約利用已成為我國土地利用的基本趨勢。因此，我國制定了“十分珍惜、合理利用土地和切實(shí)保護(hù)耕地”的基本國策，城市建設(shè)用地粗放式擴(kuò)張得到了有效控制并且保障了國家糧食和生態(tài)安全[3]。甘肅省在全國發(fā)展大格局中具有重要的戰(zhàn)略地位，處在加快發(fā)展的重要階段，為響應(yīng)國家最嚴(yán)格的耕地保護(hù)政策，于2010年修訂了《甘肅省土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)》，規(guī)劃將保護(hù)耕地、嚴(yán)格控制非農(nóng)建設(shè)用地規(guī)模作為重點(diǎn)，在一定程度上為其經(jīng)濟(jì)持續(xù)、快速和健康發(fā)展提供了土地保障。但由于區(qū)域間自然條件、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、制度環(huán)境等差異，甘肅省城市土地粗放利用的現(xiàn)象依然存在[4]。2016年末，甘肅省土地面積為42.58萬km2，其中城市建設(shè)用地面積為805.97 km2，較2005年末的525.41 km2增加了53.4%，部分地方主要依靠物質(zhì)資源消耗支撐經(jīng)濟(jì)增長。同時(shí)，隨著工業(yè)化和城市化的快速推進(jìn)，土地資源緊缺、生態(tài)環(huán)境污染嚴(yán)重等一系列資源環(huán)境問題不斷加劇的同時(shí)對城市土地造成了污染，而城市土地又是城市化運(yùn)行的物質(zhì)載體，提高城市土地利用效率(Urban Land Use Efficiency，ULUE)成為解決人地矛盾的關(guān)鍵。因此，有必要將城市環(huán)境污染因素納入研究范疇，從宏觀的角度在時(shí)間和空間維度上探究甘肅省城市和不同區(qū)域土地利用效率時(shí)空差異及動(dòng)態(tài)演進(jìn)特征，對改善城市環(huán)境、促進(jìn)城市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

國外學(xué)者對于城市土地利用的研究始于基礎(chǔ)理論，主要有20世紀(jì)20年代興起的生態(tài)學(xué)派[5]，20世紀(jì)60—70年代的經(jīng)濟(jì)區(qū)位學(xué)派[6]，20世紀(jì)70—80年代的政治經(jīng)濟(jì)學(xué)派[7]。目前理論體系已經(jīng)相對成熟，研究內(nèi)容較為完善，其對于如何提高ULUE具有重要的理論指導(dǎo)意義。近年來，國外學(xué)者對城市土地利用的研究內(nèi)容主要集中在城市土地?cái)U(kuò)張[8]、城市土地利用評(píng)價(jià)模型[9]，以及土地利用資源效率評(píng)價(jià)[10]；研究方法主要將統(tǒng)計(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、以及地理學(xué)等學(xué)科相關(guān)方法融合起來[11]。國內(nèi)學(xué)者對ULUE的研究趨于多樣化，主要集中在ULUE基本理論[12]，綜合效益評(píng)價(jià)[13]、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[14]、評(píng)價(jià)方法[15]、效率測度及評(píng)價(jià)[16-17]、單一因素對ULUE的作用[18]、多方法和多指標(biāo)的ULUE和影響因素[19]、環(huán)境約束下的ULUE[20]等多方面研究。首先，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取上向表征ULUE的社會(huì)、自然和經(jīng)濟(jì)多項(xiàng)指標(biāo)發(fā)展[21]；其次，在研究方法上不斷地豐富和優(yōu)化，主要包括協(xié)調(diào)度模型[22]、DEA模型[18]、超效率DEA模型[23]、向量自回歸模型[21]、隨機(jī)前沿生產(chǎn)函數(shù)模型(SFA)[3]、SBM-Undesirable模型[16]；同時(shí)，研究對象主要在省會(huì)城市、城市群、地級(jí)以上城市[18-19,24]。總體來看，我國學(xué)者在ULUE已有眾多研究成果，但是仍然存在幾點(diǎn)不足：(1) 多數(shù)學(xué)者只關(guān)注社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，忽視了土地利用過程中工業(yè)“三廢”排放以及生活垃圾帶來的環(huán)境污染，較難科學(xué)地評(píng)價(jià)土地利用效率；(2) 很少有學(xué)者對處于我國三大自然地理區(qū)域過渡帶欠發(fā)達(dá)的甘肅省長時(shí)間序列ULUE進(jìn)行測算；(3) 傳統(tǒng)DEA模型多是徑向的，沒有考慮到投入產(chǎn)出松弛性問題，產(chǎn)出指標(biāo)一般選擇期望產(chǎn)出，無法對包含非期望產(chǎn)出的指標(biāo)進(jìn)行精確測度。

鑒于此，本研究從單位建設(shè)用地面積上產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及環(huán)境效益進(jìn)行考慮，運(yùn)用包含窗口的SBM-Undesirable模型對甘肅省14個(gè)市州2005—2016年城市以及不同區(qū)域土地利用效率進(jìn)行測度，從時(shí)空分異特征揭示甘肅省ULUE演變規(guī)律，并運(yùn)用核密度估計(jì)從時(shí)間段上描繪出甘肅省ULUE的動(dòng)態(tài)演進(jìn)特征。優(yōu)化投入與產(chǎn)出要素的配置比例，為各區(qū)域促進(jìn)城市土地集約利用提供科學(xué)參考。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 變異系數(shù) 運(yùn)用變異系數(shù)來揭示甘肅省ULUE的變動(dòng)差異程度，其計(jì)算公式：

(1)

1.1.2 SBM-Undesirable模型 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)是以相對效率為基礎(chǔ)[25]。DEA模型的特殊優(yōu)勢是可以對多投入多產(chǎn)出的決策單元(DMU)進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，無須對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理，采用了最優(yōu)化方式確定各指標(biāo)的權(quán)重，避免了主觀影響[26]。目前已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，涉及到地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)以及醫(yī)療衛(wèi)生等多個(gè)學(xué)科研究。DEA為非參數(shù)前沿分析方法，如果DMU數(shù)量過少，很容易出現(xiàn)大部分甚至全部DMU均有效的結(jié)果，使DEA失去對DMU效率區(qū)分的能力。本研究DMU數(shù)量只有14個(gè)，因此選擇基于面板數(shù)據(jù)計(jì)算的窗口DEA模型，窗口寬度d選為3[27]。

(2)

(3)

1.1.3 核密度估計(jì) 核密度估計(jì)用連續(xù)的密度曲線描述隨機(jī)變量的分布形態(tài)，屬于非參數(shù)檢驗(yàn)的一種方法，其優(yōu)勢不僅具有函數(shù)預(yù)設(shè)的客觀性，而且能直觀地揭示出動(dòng)態(tài)演進(jìn)趨勢。其公式為：

(4)

式中：K為核函數(shù)；N為樣本數(shù)據(jù)觀測值的個(gè)數(shù)；h為帶寬。本研究選擇隨機(jī)變量x服從正態(tài)分布的高斯核函數(shù)對ULUE分布動(dòng)態(tài)演進(jìn)進(jìn)行估計(jì)[29]，即：

(5)

參考Burkhauser等[30]的研究，根據(jù)Kernel密度估計(jì)圖得出ULUE分布形態(tài)、峰值和延伸性等方面的變化進(jìn)而描述ULUE的演進(jìn)特征。

1.2 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

孫新華[31]以地理區(qū)間和土地形態(tài)為基礎(chǔ)并將城市區(qū)域內(nèi)的水域、陸地以及其地上地下空間作為城市土地。城市建設(shè)用地作為經(jīng)濟(jì)社會(huì)活動(dòng)的空間載體，是助力城市發(fā)展的基礎(chǔ)，同時(shí)也是城市二三產(chǎn)業(yè)從事社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的直接依托。因此，本研究將城市土地定義為城市建設(shè)用地。本研究的建設(shè)用地利用效率定義為單位建設(shè)用地面積上的投入得到的最大產(chǎn)出。城市土地利用投入的要素資源主要包括資本、土地、勞動(dòng)力。其中，資本代表城市的物質(zhì)資金存量；土地代表可供利用的土地資源及其所涵蓋的其他資源；勞動(dòng)力是具有一定教育背景和健康水平以及技能的人。因此本研究選取土地、資本、勞動(dòng)力作為投入指標(biāo)，分別對應(yīng)城市建設(shè)用地面積、固定資產(chǎn)投資和二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)。建設(shè)用地是指城市用地中除水域與其他用地之外的各項(xiàng)用地面積，固定資產(chǎn)投資是指建造和購置市政公用設(shè)施的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員是指城市從事第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的人員數(shù)。

本研究從期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出兩個(gè)方面考慮，選取經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益作為產(chǎn)出指標(biāo)，其中環(huán)境效益既考慮了正面效益也考慮了負(fù)面效益。期望產(chǎn)出分別對應(yīng)二三產(chǎn)業(yè)增加值、城鎮(zhèn)職工平均工資和人均公園綠地面積。二三產(chǎn)業(yè)增加值是衡量城市土地利用經(jīng)濟(jì)效益好壞的一個(gè)重要指標(biāo)，城市土地可持續(xù)發(fā)展需要人力資源的保證、以及良好的生活條件和優(yōu)美的生態(tài)環(huán)境，城鎮(zhèn)職工平均工資是城市人力資源的重要保障，人均公園綠地面積是衡量城市環(huán)境狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。非期望產(chǎn)出主要從土地利用過程工業(yè)產(chǎn)生的三廢和生活垃圾兩個(gè)方面選取指標(biāo)，工業(yè)三廢主要選取了工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)二氧化硫排放量，生活主要選取了生活垃圾清運(yùn)量作為城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展過程中對環(huán)境造成負(fù)面影響的指標(biāo)。

本研究選取甘肅省12個(gè)地級(jí)市、2個(gè)自治州為研究對象。城市建設(shè)用地面積數(shù)據(jù)來源《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》；二三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員數(shù)據(jù)來源《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》；其余指標(biāo)數(shù)據(jù)來源《甘肅省統(tǒng)計(jì)年鑒》，部分環(huán)境污染數(shù)據(jù)來源各城市歷年統(tǒng)計(jì)年鑒，其中地級(jí)市數(shù)據(jù)為各城市市轄區(qū)數(shù)據(jù)。

2 甘肅省ULUE的特征分析

2.1 ULUE總體特征

根據(jù)窗口SBM-Undesirable模型，并運(yùn)用MaxDEA軟件計(jì)算得到2005—2016年甘肅省各ULUE值(表1)。根據(jù)潘竟虎等[32]關(guān)于城市發(fā)展效率的研究,基于2005—2016年甘肅省土地利用效率實(shí)際值，設(shè)定ρ*=1為高效率；0.8≤ρ*<1為中等效率；0.6≤ρ*<0.8為低效率；ρ*<0.6為無效率。

(1) 甘肅省ULUE整體上處于中等水平。從整體來看，2005—2016年甘肅省ULUE平均值為0.830，達(dá)到最優(yōu)水平的83%。其中，2005—2007年效率值均處于中等水平，3 a均值為0.779，處于最優(yōu)水平的77.9%；2008—2016年效率值均處于高等水平，9 a均值為0.847，達(dá)到最優(yōu)水平的84.7%。從個(gè)體來看，2005年效率值為0.772，處于12 a間效率最低水平，僅達(dá)到最優(yōu)水平的77.2%。其中，白銀(0.286)、張掖(0.432)、平?jīng)?0.419)、定西(0.405)4個(gè)城市處于無效狀態(tài)，拉低了2005年甘肅省土地利用效率整體水平；2008年效率值為0.880，處于12 a間效率最高值，達(dá)到最優(yōu)水平的88%。其中，處于效率最優(yōu)的城市有蘭州、金昌、天水、武威等9個(gè)城市，處于中等效率的有嘉峪關(guān)(0.892)和酒泉(0.898)共2個(gè)城市，從而帶動(dòng)了2008年甘肅省土地利用效率。表明甘肅省2005—2016年土地利用效率處于中等水平。

表1 2005-2016年甘肅省ULUE值

(2) 甘肅省城市間土地利用效率差異顯著。2005—2016年甘肅省14個(gè)市州共168個(gè)城市，土地利用處于高效率、中等效率、低效率、無效率的城市分別有89，18，22，39個(gè)，占到總數(shù)的52.98%，10.71%，13.10%，23.21%，表明甘肅省ULUE差異較大。具體來看，2005—2016年合作土地利用效率均值為1，排名第1，且每年效率值都為1，屬于DEA有效；蘭州平均土地利用效率為0.994，排名第2，除了2012年效率值為0.932之外其余效率值都為1；慶陽平均土地利用效率為0.988，排名第3，除了2007年效率值為0.857之外其余效率值都為1；而白銀和平?jīng)鐾恋乩眯示捣謩e是0.625，0.462，排名第13，14，白銀除了2011年和2013年效率值為1外其余效率值小于1，而平?jīng)鲂手刀夹∮?，表明ULUE值差異明顯。

(3) 甘肅省城市間土地利用效率波動(dòng)較頻繁，整體呈現(xiàn)上升的趨勢。根據(jù)2005—2016年甘肅省城市土地利用效率均值圖(圖1)，可以看出甘肅省ULUE整體上呈現(xiàn)增加的態(tài)勢，均值由2005年的0.772增長到2016年的0.830，漲幅達(dá)到7.5%。2005年有蘭州、嘉峪關(guān)、天水、酒泉、慶陽、隴南、臨夏和合作8個(gè)城市效率值達(dá)到1；2010年有蘭州、嘉峪關(guān)、金昌、慶陽、定西和合作6個(gè)城市效率值為1；2016年有蘭州、嘉峪關(guān)、天水、威武、張掖、慶陽、定西、隴南和合作9個(gè)城市效率值達(dá)到1，屬于DEA有效。甘肅省城市土地利用變異系數(shù)由2005年的0.366下降到2008年的0.223，即12 a間的最大值和最小值，隨后不斷升降，到2016年達(dá)到0.276，總體減幅為24.48%。表明甘肅省城市間土地利用效率在波動(dòng)的變化，整體上呈現(xiàn)增加趨勢。

圖1 甘肅省城市土地利用平均效率

2.2 ULUE時(shí)空演變特征

為了更加直觀地表達(dá)甘肅省ULUE的空間分布特征，基于2005年、2010年、2016年ULUE數(shù)值，依照上文對效率值的分類，利用ArcGIS 10.2進(jìn)行可視化(圖2)。

(1) 甘肅省高效、中效、低效、無效率城市分別由2006年的8，0，1，5發(fā)展到2016年的9，0，2，3個(gè)城市，占其所有城市的比重分別為57%，0%，7%，36%與64%，0%，14%，22%。中效、低效與無效城市2006年、2016年分別占到了43%和36%，呈現(xiàn)下降趨勢。令人鼓舞的是中等效率以上的城市占比由57%上升到64%，高效率城市增長1個(gè)，低效率城市數(shù)由5個(gè)減少到3個(gè)。甘肅省城市土地利用低效和無效城市在減少，表明在快速城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，甘肅省積極推進(jìn)土地集約利用，優(yōu)化升級(jí)經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，ULUE不斷提升。

(2) 甘肅省2005年、2010年和2016年高效率的城市均有蘭州、嘉峪關(guān)、慶陽和合作4個(gè)城市，而處于無效率的城市均有白銀和平?jīng)?個(gè)城市。其中，平?jīng)鐾恋乩眯手底畹?，土地利用粗放，究其原因是其處于偏遠(yuǎn)的黃土丘陵溝壑區(qū)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力薄弱，對外交通不便，社會(huì)生產(chǎn)生活條件差。2005年、2010年和2016年張掖和定西這兩個(gè)城市土地利用水平提升明顯，其中定西從2006年的0.405上升到2010年的1，張掖從2006年的0.432上升到2010年的0.843再上升到2016年的1，這些城市位于隴?！m新線，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，對外交通便利，區(qū)位優(yōu)勢明顯，土地集約化利用趨勢明顯。

(3) 從地域上看，城市土地利用的空間分布變化顯著，高效、中效、低效和無效城市相間分布。歷年DEA高效率的城市主要有兩類：一類是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與城市化水平很高的省會(huì)城市(蘭州)、工業(yè)城市(嘉峪關(guān)、慶陽)，這類城市經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)好，在土地利用規(guī)劃的同時(shí)重視廢棄物排放監(jiān)管和生活垃圾處理，注重資源的合理配置和利用；另一類是在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)相對較弱和工業(yè)化程度低的城市(合作)，究其原因本研究考慮了非期望產(chǎn)出，這類城市環(huán)境污染較少，城市土地利用的產(chǎn)出和集約利用程度高。

圖2 2005年、2010年和2016年甘肅省ULUE空間分布

2.3 不同地區(qū)ULUE特征

根據(jù)胡雪瑤等研究成果[33]，依據(jù)城市經(jīng)濟(jì)區(qū)差異程度將甘肅省劃分為隴中、河西、隴東、隴南、南部民族地區(qū)5個(gè)，分別計(jì)算5個(gè)地區(qū)的平均值(表2)，進(jìn)一步揭示不同地區(qū)甘肅省ULUE特征。

表2 甘肅省不同地區(qū)ULUE值

(1) 甘肅省ULUE呈現(xiàn)南部民族>河西>隴東>隴中>隴南的等級(jí)差異特征。2005—2016年南部民族、河西、隴東、隴中、隴南地區(qū)ULUE均值分別為0.925，0.852，0.837，0.794，0.725，依次降低，表明南部民族地區(qū)ULUE最高。究其原因本研究考慮了非期望產(chǎn)出，南部民族地區(qū)城市發(fā)展過程中帶來的工業(yè)污染和生活垃圾少，有效地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境，效率最高；河西地區(qū)資源型城市多，自然條件較好，地勢平坦，城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，能夠很好地利用城市土地資源；隴東、隴中和隴南大多地區(qū)處于山地和黃土高原干旱區(qū)，地質(zhì)地貌復(fù)雜，自然條件差，多為甘肅省老工業(yè)基地，經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中帶來的環(huán)境污染嚴(yán)重，效率最低。

(2) 甘肅省不同地區(qū)ULUE差異顯著，呈現(xiàn)不同程度的上升和下降趨勢。2005—2016年波動(dòng)上升的為隴中和河西地區(qū)，隴中地區(qū)2005年效率值為0.564，2011年效率值為0.947，達(dá)到12 a間最高值，2016年效率值為0.857，比2005年上升了51.95%；河西地區(qū)2005年效率值為0.738，2008年效率值為0.958，為12 a間最高值，2016年效率值為0.871，漲幅了18.02%，表明2005—2016年隴中和河西地區(qū)ULUE有所提高。2005—2016年波動(dòng)下降的有隴南和南部民族地區(qū)，隴南地區(qū)2005年效率值為0.710，2012年效率值為0.658，為12 a間最低值，2016年效率值為0.681，下降了7.32%；南部民族地區(qū)2005年效率值為1，為DEA有效，土地利用效率高，2016年效率值為0.720，為12 a間最低值，下降了28%，表明2005—2016年隴東和南部民族地區(qū)ULUE有所下降。隴東地區(qū)2005年效率值為1，效率值最低為2012年的0.595，隨后又上升到2 016的1，效率達(dá)到最大值。

2.4城市土地利用分解效率特征

為了能更好地描述甘肅省ULUE變化趨勢，進(jìn)一步揭示出驅(qū)動(dòng)ULUE變化的原因，本研究運(yùn)用MaxDEA軟件將技術(shù)效率分解為純技術(shù)效率和規(guī)模效率(圖3)。同時(shí)，為了清晰地反映純技術(shù)效率與規(guī)模效率對技術(shù)效率的貢獻(xiàn)度，本研究繪制了技術(shù)效率與純技術(shù)效率、技術(shù)效率與規(guī)模效率關(guān)系散點(diǎn)圖(圖4)。

圖3 2005-2016年甘肅省城市土地利用效率及其分解效率

(1) 甘肅省城市土地利用分解效率整體呈現(xiàn)上升趨勢，且規(guī)模效率突出。從圖3可以看出純技術(shù)效率和規(guī)模效率變化趨勢和技術(shù)效率變化趨勢一致，且呈現(xiàn)上升的趨勢。2005—2016年規(guī)模效率和純技術(shù)效率均值分別為0.904和0.830，規(guī)模效率均值高于純技術(shù)效率近8個(gè)百分點(diǎn)，且技術(shù)效率與規(guī)模效率的相關(guān)系數(shù)為0.957，高于技術(shù)效率與純技術(shù)效率的相關(guān)系數(shù)0.933，表明城市土地利用規(guī)模效率是城市土地利用技術(shù)效率的主要驅(qū)動(dòng)因素。

(2) 甘肅省城市土地利用技術(shù)效率受到兩種分解效率的影響，且規(guī)模效率的貢獻(xiàn)度較大。從圖4可以看出純技術(shù)效率和規(guī)模效率與技術(shù)效率分別呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，即隨著技術(shù)效率的增加純技術(shù)效率和規(guī)模效率也呈現(xiàn)增加的趨勢。各個(gè)ULUE與45°對角線不能很好的重合，說明城市土地利用技術(shù)效率受到純技術(shù)效率和規(guī)模效率的共同作用。由圖4A可以看出散點(diǎn)更接近45°對角線，擬合度高；而圖4B散點(diǎn)多位于頂端和偏上部，且偏離45°對角線的散點(diǎn)較純技術(shù)效率的更多，擬合度低，分解中的規(guī)模效率對技術(shù)效率的貢獻(xiàn)度更高于純技術(shù)效率，說明了甘肅省土地利用效率處于中等水平的主因是純技術(shù)效率不高造成的，進(jìn)一步解釋了技術(shù)效率變化是由規(guī)模效率變化引起的。因此各個(gè)城市在今后的土地利用過程中更應(yīng)該重視土地資源的配置和利用，重視技術(shù)進(jìn)步對ULUE的提升作用，提高土地利用水平，嚴(yán)格控制土地的低效和粗放使用，尤其是ULUE較低的隴東和隴南地區(qū)要結(jié)合自身發(fā)展實(shí)情，把技術(shù)創(chuàng)新作為提升ULUE的根本動(dòng)力。

圖4 甘肅省城市土地利用技術(shù)效率與各分解效率的關(guān)系

3 甘肅省ULUE的核密度估計(jì)

為了揭示ULUE的動(dòng)態(tài)演進(jìn)特征，本研究利用Eviews 8.0軟件對甘肅省2005年、2008年、2011年、2014年和2016年ULUE值進(jìn)行Kernel密度估計(jì)并繪制了動(dòng)態(tài)演進(jìn)圖(圖5)。從總體形狀上看，核密度函數(shù)中心向右移動(dòng)，變化區(qū)間基本保持不變，說明ULUE總體水平不斷提高，地區(qū)差距不斷加劇。從演變過程來看，核密度函數(shù)總體分布大致呈現(xiàn)“M”形雙峰，且波峰總體變陡，說明ULUE出現(xiàn)兩極分化的現(xiàn)象，比如出現(xiàn)合作效率高和平?jīng)鲂实偷那闆r；核密度函數(shù)呈現(xiàn)由寬峰向尖峰形發(fā)展，說明ULUE趨同；核密度函數(shù)雙尾延長度除2008年大幅度減小外其余年份都是小幅度增加，說明ULUE的差距基本上在擴(kuò)大。2005年、2008年、2011年、2014年和2016年主波峰都在右側(cè)，說明該期間ULUE都呈現(xiàn)高值聚集。

圖5 甘肅省城市土地利用效率的動(dòng)態(tài)演進(jìn)

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

土地是由多種自然因素和人類活動(dòng)共同作用形成的自然—經(jīng)濟(jì)綜合體，甘肅位于西北內(nèi)陸，土地總面積大，但土地生產(chǎn)力水平低下，人均耕地不足，用地矛盾突出，本研究也揭示出甘肅省土地利用效率不高且呈現(xiàn)兩極分化和空間非均衡性。與以往相關(guān)研究相比[4]，在研究角度、方法以及研究的系統(tǒng)性有了一定的改進(jìn)，本研究從土地、資本、勞動(dòng)力與經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境產(chǎn)出以及產(chǎn)生的負(fù)面效益作為ULUE的指標(biāo)選取，盡可能考慮城市土地利用投入產(chǎn)出的共性指標(biāo)。雖然在該共性指標(biāo)下的研究結(jié)論具有較好的整體性，比較符合當(dāng)前甘肅省城市土地利用的現(xiàn)狀，但部分城市的土地利用仍然存在偏差，從而使得部分ULUE與實(shí)際感知有一定的出入。如白銀、平?jīng)龅萓LUE水平低的結(jié)論，表明ULUE研究除了加強(qiáng)共性因素外，也要考慮不同個(gè)體城市建設(shè)用地類型、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、城鎮(zhèn)化水平以及政府干預(yù)等綜合因素影響。研究發(fā)現(xiàn)甘肅省ULUE不高的主因是純技術(shù)效率較低，因此各城市在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)需要進(jìn)一步加強(qiáng)資源要素配置、利用等能力，進(jìn)一步加大改善環(huán)境質(zhì)量的力度，限制城市建設(shè)規(guī)模向外擴(kuò)張的速度，開發(fā)閑置土地。甘肅省應(yīng)以“一帶一路”經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)為契機(jī)，充分發(fā)揮本地獨(dú)特的優(yōu)勢，加強(qiáng)交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，創(chuàng)新發(fā)展思路，尤其是ULUE較低的隴南地區(qū)，以提高ULUE。此外，由于數(shù)據(jù)的可獲取性，目前分析尺度限于地級(jí)市州，城市土地利用過程中環(huán)境負(fù)面效益只考慮了工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)二氧化硫排放量和生活帶來的垃圾。未來，對影響甘肅省ULUE的內(nèi)在機(jī)理有待深入研究。

4.2 結(jié) 論

(1) 甘肅省ULUE整體處于中等水平。城市間土地利用效率差異顯著，呈波動(dòng)上升的趨勢，空間分布上具有區(qū)域非均衡分布特征，高效、中效、低效和無效城市相間分布，中高效率城市不斷增加且主要分布在隴海—蘭新線經(jīng)過的省會(huì)城市和工業(yè)城市。

(2) 甘肅省不同地區(qū)ULUE差異同樣顯著，呈現(xiàn)南部民族>河西>隴東>隴中>隴南的區(qū)域差異特征。同時(shí)不同地區(qū)呈現(xiàn)不同程度的升降趨勢。

(3) 甘肅省城市土地利用技術(shù)效率受到兩種分解效率的影響，技術(shù)效率及其分解效率均呈現(xiàn)上升趨勢，且規(guī)模效率>技術(shù)效率>純技術(shù)效率。規(guī)模效率是技術(shù)效率的主要驅(qū)動(dòng)因素。

(4) 甘肅省ULUE在地域空間上呈現(xiàn)兩極分化的特征，且差異不斷擴(kuò)大，呈現(xiàn)“增加—減小—增加”的變化趨勢，聚集類型呈現(xiàn)高值聚集。