陳士銀 馬智宇
摘要:土地利用效率是反映土地資源配置和實現(xiàn)程度的一個重要指標。通過構(gòu)建評價指標體系,應(yīng)用因子分析法與柯布-道格拉斯(Cobb-Douglas)生產(chǎn)函數(shù)從結(jié)構(gòu)效率和邊際效率2個方面對廣東省湛江市2007—2017年的土地利用效率進行評價。結(jié)果表明,湛江市土地利用效率綜合指數(shù)值呈兩段式分布,2007—2013年期間效率較低且相對穩(wěn)定,保持在0.415 1左右;2014—2017年期間的土地利用效率綜合指數(shù)值較高且呈總體增長態(tài)勢,效率值從0.628 4增長到1.000,而在區(qū)域分布上除市轄區(qū)外其他縣(區(qū))的土地利用效率都很低。根據(jù)評價結(jié)果提出了相應(yīng)的建議。
關(guān)鍵詞:土地利用效率結(jié)構(gòu)效率邊際效率湛江市
中圖分類號: F299.23文獻標志碼: A
文章編號:1002-1302(2020)18-0250-06
收稿日期:2019-11-05
基金項目:廣東省教育科學(xué)規(guī)劃課題(編號:2019GXJK080);廣東省哲學(xué)社會科學(xué)規(guī)劃項目(編號:GD19YYJ03)。
作者簡介:陳士銀(1967—),男,湖北仙桃人,博士,教授,主要從事土地利用規(guī)劃與評價研究。E-mail:13828247596@139.com。
通信作者:馬智宇,碩士,主要從事土地利用規(guī)劃與評價。E-mail:mzy0305@163.com。
土地作為一個國家經(jīng)濟、社會和文化的重要空間載體[1],其利用效率直接影響到國家社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。因此,如何提高區(qū)域土地利用效率成為解決區(qū)域發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵。近年來,國內(nèi)外許多學(xué)者對土地利用效率進行了大量的理論與實證研究。在測算方法的選擇上,主成分分析法、層次分析法、數(shù)據(jù)包絡(luò)模型、空間面板計量模型等被采用的頻率較高[2-6];在評價指標的選取上,從單位面積第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值[7],經(jīng)濟和社會的綜合效益[8]到社會、經(jīng)濟、環(huán)境綜合效益 [1,9-10],指標選擇越來越多、范圍也越來越廣;在研究尺度和對象上,既有對單一地區(qū)和多個地區(qū)[11-12]的研究,也有對都市圈、城市群或者全國范圍[13]的不同視角、尺度的研究;在時空格局和影響機制上,空間統(tǒng)計與計量分析工具被越來越多的學(xué)者使用[1-2]。本研究以廣東省湛江市為研究對象,采用土地利用邊際效率和結(jié)構(gòu)效率綜合的方法,研究土地利用效率及其分異規(guī)律,擬為湛江市的社會經(jīng)濟發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。
1?研究區(qū)概況
廣東省湛江市位于我國大陸最南端、廣東省西南部,東、南、西三面環(huán)海,是全國首批14個沿海開放城市之一,國家“一帶一路”海上合作戰(zhàn)略支點城市、北部灣城市群中心城市、粵桂瓊海洋經(jīng)濟圈的經(jīng)濟發(fā)展和科教創(chuàng)新中心、全國性綜合交通樞紐和廣東省域副中心城市,是粵西地區(qū)的經(jīng)濟文化中心。地理坐標為109°41′~110°58′E,20°07′N~21°57′N 之間,土地總面積為13 262.83 km2,海岸線為1 243.70 km。行政區(qū)包括徐聞、遂溪2個縣,雷州、廉江、吳川3個縣級市,赤坎、霞山、坡頭、麻章4個縣級區(qū)及一個國家級開發(fā)區(qū)(湛江市經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū))。2017年底,湛江市戶籍總?cè)丝跒?38.94萬人,國內(nèi)生產(chǎn)總值為2 806.88億元。改革開放以來,湛江市的社會經(jīng)濟發(fā)生了巨大的變化,土地利用結(jié)構(gòu)和利用效率也隨之而變,對土地的可持續(xù)利用影響較大,具有一定的代表性。因此,本研究以湛江市2007—2017 年的土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)和湛江統(tǒng)計年鑒為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),通過土地利用效率評價來分析湛江市及其各縣(市、區(qū))土地利用效率及分異規(guī)律。
2?研究方法
2.1?標準化處理
通常統(tǒng)計評價指標按其作用趨向不同,可以分為正向指標、逆向指標和適度指標3類。正向指標是指那些數(shù)值越大越好的統(tǒng)計評價指標(也稱利潤型指標);逆向指標是指數(shù)值越小越好的評價指標(也稱成本型指標);而適度指標是指數(shù)值既不能太大也不能太小的指標。本研究選取的反映土地利用效率的指標主要是適度指標。因此,本研究采用比較法進行處理,公式如下:
X′=Xi/Xmax。(1)
式中:X′ 為標準化后的值;Xi為指標;Xmax為指標的最大值。
2.2?柯布-道格拉斯(Cobb-Douglas)生產(chǎn)函數(shù)
邊際效率主要是描述邊際資源投入量的產(chǎn)出能力,如土地資源在經(jīng)濟增長中的貢獻率或平均邊際產(chǎn)出等。本研究采用土地經(jīng)濟貢獻率來衡量區(qū)域土地利用的邊際效率。Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)測算土地投入量對經(jīng)濟增長的貢獻率公式如下:
Q=AKαLβLγr。(2)
式中:Q為區(qū)域全年GDP;A值為常數(shù)1;K表示資本投入額,本研究用全社會固定資產(chǎn)投資來表示;L為勞動力投入量,本研究用年從業(yè)人員總?cè)藬?shù)表示(從業(yè)人員指在勞動年齡內(nèi),有勞動能力、參加社會勞動并取得勞動報酬或經(jīng)常性收入的人口);Lr 表示土地資源的投入量,用可利用土地面積(農(nóng)用地+建設(shè)用地)來表示;α、β、γ分別是K、L、Lr三要素的產(chǎn)出彈性。
對式(2)取自然對數(shù),代入數(shù)據(jù)進行多元回歸分析,采用直接估計的方法,設(shè)截距為0,得出3 種要素的彈性,再將γ值代入下面的方程,得出不同年份的土地利用效率。
M=(ΔGDP/ΔLr)·γi。(3)
式中:M 是土地利用邊際效率;ΔGDP 為GDP 增量;ΔLr 為土地資源的投入量;γi為土地資源的彈性。
2.3?因子分析法
因子分析法是指把反映樣本某項特征的多個指標變量轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合變量的多元統(tǒng)計方法。由于選擇的土地利用效率各級評價因子之間可能存在著相關(guān)性,信息之間彼此重疊或相互影響,而且各因子對土地利用效率的影響程度也各不相同,如果忽略各因子之間可能的相關(guān)性和不同權(quán)重問題,勢必影響到分析結(jié)果的可信度。因而,借鑒相關(guān)研究方法,本研究選擇因子分析法構(gòu)建土地利用效率評價指標體系。分析步驟如下:
首先,確定待分析的原有變量是否適合作因子分析。先計算變量之間的相關(guān)系數(shù)矩陣,如果大部分相關(guān)系數(shù)都小于0.3并且未通過統(tǒng)計檢驗,那么這些變量就不適合作因子分析。
其次,構(gòu)造因子變量。主成分分析法是使用最多的因子分析法之一,本研究采用主成分分析法構(gòu)造因子變量,基本思想如下:
設(shè)有n個區(qū)域,選擇p個指標反映某個區(qū)域特征,主成分分析通過坐標變換手段將原有的p個相關(guān)變量xi作線性變化,轉(zhuǎn)換成另外一組不相關(guān)的變量Yi,而在數(shù)學(xué)變換中總體方差保持不變,即:
y1=u11x1+u12x2+…+u1pxp
y2=u21x1+u22x2+…+u2pxp
yp=up1x1+up2x2+…+uppxp。(4)
其中:u21k+u22k+…+u2pk=1(k=1,2,3,…,p)。
y1被稱為第1主成分,在總方差中占的比例最大,綜合原有變量的能力也最強;y2被稱為第2主成分,是方差第二大的新的組合變量;以此類推,其他主成分在總方差中所占的比例逐漸較少,即綜合原變量的能力依次減弱。主成分分析就是選取前幾個方差最大的主成分,這樣就可以達到用較少的因子反映原有變量絕大部分信息的目的。在區(qū)域差異分析中,通過對這幾個方差最大的主成分的進一步分析,就能夠達到對區(qū)域發(fā)展差異進行綜合分析與評價的目的。
因子(主成分)分析使得筆者從錯綜復(fù)雜的經(jīng)濟關(guān)系中找出一些主要成分,能有效利用大量統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行經(jīng)濟分析,在研究經(jīng)濟問題中可能得到經(jīng)濟發(fā)展過程中深層次地一些啟發(fā),把經(jīng)濟研究引向深入。本研究用DPS軟件進行主成分分析,由于數(shù)據(jù)本身的相互關(guān)系自動生成它們在這一體系中的權(quán)重,避免了一些主觀因素干擾權(quán)數(shù)的確定,并且可以較好地剔除由于各指標重要程度不同和部分相互重合所造成的總體指標失真。
再次,因子變量的命名解釋。經(jīng)過主成分分析得到Y(jié)1、Y2 、……、Ym是對原變量的綜合,那么對原變量進行線性變換后,得到的新綜合變量物理含義主要是通過對載荷矩陣進行分析,得到因子變量和原變量的關(guān)系,從而對新的因子變量進行命名。載荷矩陣某一行中可能有多個值比較大,說明某個因子變量可能解釋多個原變量的信息,但它只能解釋某個變量的一小部分信息,這會使某個因子變量的含義模糊不清,從而需要因子矩陣的旋轉(zhuǎn)。
為了減少分析變量的個數(shù),計算主成分的權(quán)重需要計算方差貢獻率。如果用α表示主成分的方差貢獻率,則:αk=λk(∑pi=1λi)-1,αk表示第k個主成分方差貢獻率;λk表示相應(yīng)的特征根;前m個主成分的累積方差貢獻率為∑mi=1λi(∑pi=1λi)-1,主成分的選取個數(shù)一般要求其>80%。相應(yīng)地,主成分的權(quán)重為Wi=λi(∑mi=1λi)-1。
最后,計算因子得分和綜合評價值。因子變量確定后,對每一個樣本數(shù)據(jù),希望得到它們在不同因子上的具體數(shù)值,這些數(shù)值就是因子得分,它和原變量的得分相對應(yīng),計算公式如下:
yj=uj1x1+uj2x2+…+ujpxp(j=1,2,3,…,m)。(5)
綜合得分或指數(shù)值(F)為
F=W1y1+W2y2+…+Wmym。(6)
3?評價指標體系構(gòu)建
土地利用效率是反映土地資源配置和實現(xiàn)程度的一個指標,一般用既定生產(chǎn)力水平下土地投入量和產(chǎn)出量的對比關(guān)系來衡量。土地投入越小,產(chǎn)出越大,表明土地利用效率越高。本研究從結(jié)構(gòu)效率與邊際效率2個方面構(gòu)建土地利用效率評價指標體系(圖1)。
3.1?土地利用邊際效率指標
土地利用邊際效率的衡量指標采用土地經(jīng)濟貢獻率的計算方法:
K代表資本投入額,用全社會固定資產(chǎn)投資來表示;
L為勞動力投入量,用年從業(yè)人員總?cè)藬?shù)表示(從業(yè)人員指在勞動年齡內(nèi),有勞動能力參加社會勞動并取得勞動報酬或經(jīng)常性收入的人口);
Lr表示土地資源的投入量,用可利用土地面積(農(nóng)用地+建設(shè)用地)來表示。
3.2?結(jié)構(gòu)效率指標
本研究選取經(jīng)濟密度、人口密度、農(nóng)地利用效率、耕地利用效率、工業(yè)用地效率、建設(shè)用地效率、交通用地效率等7項指標為結(jié)構(gòu)效率指標。
(1)經(jīng)濟密度是區(qū)域生產(chǎn)總值與區(qū)域土地面積的比值,體現(xiàn)區(qū)域土地利用的總體效率水平;
(2)人口密度等于區(qū)域總?cè)丝诔詤^(qū)域土地面積,也是對區(qū)域土地利用的總體效率水平的體現(xiàn);
(3)農(nóng)地利用效率是農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值與農(nóng)業(yè)用地面積之比,反映區(qū)域農(nóng)業(yè)用地利用的總體效率水平;
(4)耕地利用效率可用耕地單位面積產(chǎn)值來衡量,等于農(nóng)業(yè)產(chǎn)值(主要是種植業(yè)部分)除以區(qū)域耕地面積;
(5)工業(yè)用地效率用工業(yè)用地邊際產(chǎn)出率進行評價,等于工業(yè)增加值增量除以區(qū)域工業(yè)用地增量,能反映工業(yè)用地效率的動態(tài)發(fā)展?jié)摿?
(6)建設(shè)用地效率用建設(shè)用地邊際產(chǎn)出率來衡量,等于區(qū)域第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值增量除以區(qū)域建設(shè)用地增量;
(7)交通用地效率用公路貨運效能(公路貨運周轉(zhuǎn)量除以公路里程數(shù))和公路客運效能(公路旅客周轉(zhuǎn)量除以公路里程數(shù))計算。在公路里程數(shù)既定條件下,公路貨(客)運周轉(zhuǎn)量越大,說明公路的利用率就越高,從而表明交通用地的效率較高。
4?結(jié)果與分析
4.1?土地利用邊際效率
將湛江市2007—2017年及2017年各縣(市)的GDP、全社會固定資產(chǎn)投資額、全年從業(yè)人員總?cè)藬?shù)及可利用土地面積等要素代入柯布-道格拉斯(Cobb-Douglas)生產(chǎn)函數(shù),即公式(2)進行計算。計算軟件直接采用Excel 2010中的回歸分析功能,采用直接估計的方法,設(shè)截距為0,得回歸方程為
YQ=0.769 1xK+0.404 3xL+0.168 0xLr。
在99%的置信度水平下,R2=0.999 968,F(xiàn)=85 940.85,結(jié)果極顯著。因此,可得出資金、勞動力和土地的彈性系數(shù)分別為0.769 1、0404 3和0168 0,再將γ值(0.168 0)代入方程(3),即可得出湛江市2007—2017年及2017年各縣(市)的土地利用邊際效率(表1),同時還可得出湛江市的經(jīng)濟彈性系數(shù)為E=0.769 1+0.404 3+0168 0=1.341 4,即可代表不同區(qū)域比較的區(qū)位系數(shù)。
從表1結(jié)果來看,湛江市土地利用的邊際效率不高,年際間變化較大且呈總體上升態(tài)勢;2017年湛江市轄區(qū)的土地利用邊際效率最高,達到 0.617 2,其次是吳川,雷州最低,表明區(qū)域間土地利用邊際效率不均衡。
4.2?土地利用結(jié)構(gòu)效率
本研究應(yīng)用DPS統(tǒng)計分析軟件作為分析工具
研究土地利用結(jié)構(gòu)效率。由于這7個評價指標都是復(fù)合性指標,都須要進行相應(yīng)的計算,按照本研究中提出的各指標計算方法所得出的指標值見表2。
與DPS統(tǒng)計分析方法一樣,通過建立評價因子相關(guān)系數(shù)矩陣,求出矩陣的特征值和特征向量;產(chǎn)生主因子數(shù)M=3,這時3個主因子所包含的信息量占總體信息量的94.64%,相應(yīng)地得到因子載荷矩陣(表3)。這3個因子的特征值分別為4.777 9、1300 9、0.546 1,因此,采用各因子特征值的比重法可求得反映區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)效率的各主因子的權(quán)重,依次為0.721 2、0.196 4、0.082 4。為進一步簡化結(jié)構(gòu)進行方差極大旋轉(zhuǎn),得到因子載荷矩陣(表4),載荷矩陣方差為0.304 28。其中,第1主因子主要由x1和x7決定,主要代表經(jīng)濟密度;第2主因子主要由x3和x4決定,由農(nóng)用地代表其特征;第3主因子主要由x2決定,即人口密度。根據(jù)因子得分矩陣得出各主因子的得分方程,依次為
S1=0.841 86x1+0.395 70x2+0.258 09x3+0081 56x4+0.784 06x5+0.542 22x6+0.969 05x7;
S2=0.371 78x1+0.060 39x2+0.808 55x3+0961 51x4+0.418 25x5+0.667 68x6+0033 57x7;
S3=0.366 14x1+0.903 90x2+0.482 91x3-0111 39x4+0.419 39x5+0.292 26x6+0195 96x7。
則土地利用結(jié)構(gòu)效率指數(shù)值為S=0.721 2S1+0196 4S2+0.082 4S3。
將湛江市2007—2017年各年份和2017年各區(qū)域標準化的土地利用結(jié)構(gòu)效率各指標值代入上述方程即可得各年份、各區(qū)域的土地利用結(jié)構(gòu)效率指數(shù)得分(表5)。仍采用比較法進行評價指標值的標準化處理。
由表5可知,2007—2017年湛江市土地利用結(jié)構(gòu)效率呈明顯提高趨勢,土地利用結(jié)構(gòu)效率指數(shù)由2009年的 1.626 4 逐步提高到 2017年的 3.360 5,而從全區(qū)域的分布情況看,以市轄區(qū)的土地利用效率最高,效率指數(shù)達到3.586 2,其他市(縣)的土地利用效率普遍較低,尤其是雷州的土地利用結(jié)構(gòu)效率指數(shù)僅有0.794 8。
4.3?土地利用綜合效率
土地利用邊際效率和土地利用結(jié)構(gòu)效率都只是從不同的側(cè)面對區(qū)域土地利用效率進行的評價,為了全面評價區(qū)域土地利用效率,本研究將二者結(jié)果進行綜合。采用比較法對上述2個方面的結(jié)果標準化后,通過線性加權(quán)法求出區(qū)域土地利用效率綜合指數(shù)。權(quán)重的確定仍然采用專家打分法,經(jīng)過征求20位相關(guān)專家的意見,得出土地利用邊際效率與土地利用結(jié)構(gòu)效率的權(quán)重分別為0.461 8和 0538 2,湛江市2007—2017年及2017年各市(縣)的土地利用效率綜合指數(shù)見表6。
結(jié)果表明,湛江市土地利用效率總體呈提高態(tài)勢,2013年以前湛江市的土地利用效率較低,尤其是2009年的土地利用效率綜合指數(shù)僅為0.327 1,從2014年開始,土地利用效率有了較明顯的提高;其變化大致可以分為2個階段:2007—2013年,這一階段是一個相對穩(wěn)定的階段,2007年與2013年的土地利用效率綜合指數(shù)基本相等,土地利用效率綜合指數(shù)在平均值0.415 1上下波動;2014—2017年屬于相對快速增長期,且土地利用效率綜合指數(shù)整體水平較高,都大于0.6。
從土地利用效率綜合指數(shù)的區(qū)域分布上看(圖2),除湛江市轄區(qū)外,其他市(縣)的土地利用效率綜合指數(shù)極低,其中,雷州、徐聞的土地利用效率綜合指數(shù)僅為0.158 9和0.197 0。說明提高土地利用效率將是湛江市提高土地利用績效的最基本要求。根據(jù)2017年湛江市區(qū)域土地利用效率綜合指數(shù),將全市分為4個等級層次:市轄區(qū)的土地利用效率最高,為一等區(qū)域;吳川市為二等區(qū)域;廉江和遂溪為三等區(qū)域;徐聞和雷州為四等區(qū)域。各區(qū)域之間的土地利用效率綜合指數(shù)差別較明顯,在分布特征上,基本以市轄區(qū)為中心向四周輻射降低,東部高于西部、北部高于南部,表明區(qū)域土地利用效率與自然經(jīng)濟區(qū)位和土地資源自然條件存在一定的關(guān)系。
5?討論
根據(jù)土地利用效率評價的指標體系構(gòu)成及其影響因素和評價結(jié)果,可以得出區(qū)域土地利用效率主要受以下3個方面的影響:
(1)經(jīng)濟區(qū)位與土地自然條件。區(qū)域土地資源自然條件決定了土地的利用方式和強度,也就決定了土地的經(jīng)濟貢獻率,即土地利用邊際效率;而其他自然條件如光照、溫濕度、降水、地質(zhì)地貌等,直接影響土地利用的效果,人們會根據(jù)不同自然條件來配置土地利用類型及決定對土地利用的各種投入,包括勞動力投入,從而產(chǎn)生不同的土地利用效率。人們利用土地具有最大的經(jīng)濟驅(qū)動性,從而引導(dǎo)企業(yè)投資方向和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整趨勢,不同的區(qū)位由于具有不同的經(jīng)濟牽引力而產(chǎn)生明顯的投資差異。(2)土地利用總體規(guī)劃和計劃體系。土地利用總體規(guī)劃是區(qū)域土地利用的綱領(lǐng)性原則導(dǎo)向,土地利用總體規(guī)劃的確定及其實施狀況決定了土地利用的方向和程度,而土地利用年度計劃的實施則是產(chǎn)生土地利用效率差異的決定性因素,因為政府的供地區(qū)位和供地類型直接決定了土地利用類型及人們對土地投入的大小。(3)現(xiàn)行土地政策與制度。由于我國土地宏觀調(diào)控政策和土地征收、土地流轉(zhuǎn)等制度存在限制條件或制約性條件,人們對土地投資產(chǎn)生懷疑或已經(jīng)購買的土地因市場因素而降低開發(fā)力度;尤其是農(nóng)用地的被征而不用或因不能正常流轉(zhuǎn)而閑置,大大降低了土地利用效率。
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