煤炭資源型城市土地利用效率評價及影響因素分析

馮藝越，王文昌，丁 一

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué),山西 晉中 030801)

0 引言

長期以來，國家一直探索和推廣清潔能源的使用，并取得了一定的成效，但煤炭資源在一定時期內(nèi)仍將發(fā)揮著重要的作用，這必然導(dǎo)致我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展在未來一段時間內(nèi)還需要依托煤炭型城市來保障。煤炭作為一種高耗能、高污染的能源，在生態(tài)文明時代受到越來越多的關(guān)注。煤炭開采之后產(chǎn)生的大量煤矸石堆積，造成了土地資源的嚴(yán)重浪費；同時，采煤沉陷區(qū)的出現(xiàn)也加劇了土地資源的浪費；又由于煤炭資源的不可再生性，存量有限，其取得的巨大經(jīng)濟(jì)效益在未來是不可持續(xù)的，每開采一次，都將對整個城市未來的發(fā)展產(chǎn)生重要的影響，依靠傳統(tǒng)采掘工業(yè)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的道路難以為繼，必須尋求新的發(fā)展方向。城市的轉(zhuǎn)型升級離不開土地的支撐，因此，土地利用效率水平的高低將會對整個城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平產(chǎn)生直接影響。此外，城市化進(jìn)程的加快勢必導(dǎo)致建設(shè)用地擴張，存量建設(shè)用地難以滿足需求時，必然會轉(zhuǎn)向農(nóng)用地，必然會對耕地保護(hù)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。提高城市土地利用效率，是緩解建設(shè)用地同耕地之間矛盾的一個主要途徑。中共十八大報告指出，國土是生態(tài)文明建設(shè)的空間載體，要珍惜每一寸國土?！豆?jié)約集約利用土地規(guī)定》明確規(guī)定：“在土地利用和管理中要遵循節(jié)約優(yōu)先的原則；自然資源部多次強調(diào)要管住總量，嚴(yán)控增量，盤活存量?！笨梢姡岣咄恋乩眯剩倪M(jìn)土地利用方式已然成為未來的發(fā)展方向。

土地利用效率是指單位面積土地投入與消耗在區(qū)域發(fā)展的社會、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境等方面,所實現(xiàn)的物質(zhì)產(chǎn)出或取得的有效成果[1]。當(dāng)前社會對煤炭型城市的研究更多關(guān)注綠色發(fā)展、轉(zhuǎn)型升級，而城市土地作為城市經(jīng)濟(jì)與社會活動的物質(zhì)載體[2]，科學(xué)評判土地利用效率現(xiàn)狀是探尋煤炭型城市發(fā)展新出路的前提，因此，對于城市土地利用效率的評價至關(guān)重要。

國外學(xué)者最先關(guān)注到城市土地利用效率，并作出重要貢獻(xiàn)，國內(nèi)學(xué)者在此基礎(chǔ)上，側(cè)重于對土地利用效率的實證研究分析，研究內(nèi)容主要集中在土地利用效率評價和影響機制2個方面[3]。研究區(qū)域涵蓋單個的地級市[4]、城市群[5]、省[6]以至全國各區(qū)域[7]。研究方法包括主成分分析法和加權(quán)法[8]、DEA模型[5，9]、Malmquist指數(shù)[10-11]、因子分析法[12]、回歸分析法[13]、綜合評價法[14]以及修正的Hybird-Meta-Frontier窗口模型[7]等，但近年來，學(xué)者們更多地使用DEA模型和Malmquist指數(shù)作為最有效的測度方法，如李崇明等[15]通過DEA中的C2模型對吉林省9個地市的城市土地利用效率進(jìn)行了評價。楊奎等[16]通過DEA模型和Malmquist指數(shù)對長江經(jīng)濟(jì)帶城市土地利用效率進(jìn)行了評價。根據(jù)張雯熹等[3]的闡述，影響機制主要為土地利用結(jié)構(gòu)[17-18]、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展[19]、地方政府行為[20]以及綜合影響因素[5]，采用的方法有Tobit回歸分析[21]和灰色關(guān)聯(lián)度模型[22]。

目前，對于煤炭資源型城市土地利用效率動態(tài)分析的研究較少，本文依據(jù)國務(wù)院下發(fā)的《全國資源型城市可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2013～2020年)》中提出的全國資源型城市名單(2013年)以及分類，選取了20個煤炭資源型城市，通過Malmquist指數(shù)，進(jìn)行土地利用效率評價。通過探求近10年間煤炭資源型城市的土地利用效率發(fā)展趨勢，以期提出一些建議對策。

1 研究方法與指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1 研究方法

1.1.1 超效率DEA模型 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA模型)是由Charnes等[23]在1978年提出的，主要是依據(jù)多指標(biāo)的投入和產(chǎn)出對決策單元的有效性進(jìn)行評價。當(dāng)計算結(jié)果出現(xiàn)多個決策單元效率值均為1時，無法做出進(jìn)一步的分析?；诖耍?995年Anderson[24]提出超效率DEA模型，該模型可以就同處于前沿面的多個決策單元進(jìn)行更深層次的比較分析。此外，對于一段時間內(nèi)決策單元效率值的動態(tài)變化情況及其產(chǎn)生原因的分析也有一定的作用[25]。數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

式中，θ表示決策單元的效率值；Xj和Yj分別為第j個決策單元的投入量和產(chǎn)出量；λj為第j個決策單元的權(quán)重；S-和S+均為松弛變量，分別表示投入過剩和產(chǎn)出不足；θ值越接近1，表示決策單元的效率值越優(yōu)。

1.1.2 Malmquist指數(shù) Malmquist指數(shù)模型是由Malmquist建立的，而后F?re等人將其與DEA模型進(jìn)行結(jié)合、推廣。該指數(shù)是通過Shepard距離函數(shù)對不同時期的全要素生產(chǎn)率值即TFP進(jìn)行動態(tài)衡量。假定規(guī)模報酬可變(VRS)，其公式如下：

式中，ECH表示技術(shù)效率的變化情況，當(dāng)ECH>1時，表示t到t+1時刻DMU的技術(shù)效率提高，反之則技術(shù)效率降低。TCH表示技術(shù)進(jìn)步的變化，當(dāng)TCH>1時，表示t到t+1時刻DMU技術(shù)進(jìn)步，反之則技術(shù)退步。ECH可以分解為純技術(shù)效率(PECH)和規(guī)模效率(SECH)，即：

當(dāng)SECH或PECH大于1時，則表示t到t+1時刻DMU的規(guī)模效率或純技術(shù)效率得到改善，反之則退化。當(dāng)TFP大于1時，則表示效率值提升，反之則退步。

1.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建和數(shù)據(jù)來源

對于城市土地利用效率的評價，單純考慮經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)不能滿足評價結(jié)果的要求，尤其是煤炭資源型城市，更要關(guān)注生態(tài)環(huán)境效益。結(jié)合已有文獻(xiàn)的指標(biāo)體系構(gòu)建，本文將從投入和產(chǎn)出2個角度，同時考慮數(shù)據(jù)的可獲取性，基于科學(xué)性、全面性的原則，構(gòu)建了基于DEA模型的煤炭型城市土地利用效率評價指標(biāo)體系(表1)。

表1 煤炭型城市土地利用效率評價指標(biāo)

研究中所使用的固定資產(chǎn)投資和原煤產(chǎn)量來自2007～2017年間各年份各地區(qū)的國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展統(tǒng)計公報和統(tǒng)計年鑒，其余數(shù)據(jù)均來自2008～2018年《中國城市統(tǒng)計年鑒》。依據(jù)全國資源型城市名單，結(jié)合數(shù)據(jù)的可獲取性以及資源型城市類型，涵蓋東、中、西部地區(qū)，在全國范圍內(nèi)選取20個城市進(jìn)行分析研究(表2)。

表2 煤炭資源型城市樣本

2 煤炭型城市土地利用效率分析

2.1 土地利用效率靜態(tài)分析

基于上文構(gòu)建的指標(biāo)體系，運用DEAP 2.1軟件測算20個樣本城市的土地利用效率值，發(fā)現(xiàn)多個城市多年份的效率值為1，無法進(jìn)行有效分析，因而，又采用EMS 1.3，基于產(chǎn)出角度的DEA模型分析2007～2017年20個城市的土地利用超效率值(表3)。

總體效率評價：(1)在資源型城市發(fā)展的4個階段中，2007～2017年間效率值由高到低分別為衰退型、成長型、再生型和成熟型，效率均值分別為1.016、0.985、0.919、0.916，除衰退型外，處于其他3個階段的城市效率均值都小于1，呈下降趨勢。而效率值在1以上的有8個城市，占總數(shù)的40%，其中有4座城市為衰退型城市。由此可見，大多數(shù)城市在開采初期，并不會關(guān)注土地利用效率，只有在煤炭資源幾近耗竭，需要尋求新出路、面臨轉(zhuǎn)型的情況下，才會關(guān)注土地資源的節(jié)約集約利用。在生態(tài)文明轉(zhuǎn)型的大背景下，國家出臺了多項法規(guī)政策，要求盤活存量，提高土地利用效率，因此，各地政府應(yīng)當(dāng)加大對土地利用的關(guān)注力度，有效盤活土地資源，充分發(fā)揮政策對土地利用效率的推動作用。

(2)從東、中、西3個地區(qū)來看(圖1)，其效率均值由高到低依次為東、中、西，可見，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平將直接影響土地利用效率水平的高低。東部地區(qū)依靠長期的政策優(yōu)勢，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城鎮(zhèn)化水平明顯高于中部和西部地區(qū)，并長期保持土地資源的合理配置。中部地區(qū)的土地利用效率均值為0.962，接近于全國均值，且8座高效率城市中有5座城市都為中部地區(qū)，但相比于東部地區(qū)，仍有較大的提升空間。以山西為代表的老牌煤炭型城市多分布于中部，長期以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式粗放，消耗了大量的煤炭資源，但其本身經(jīng)濟(jì)并未獲得長足發(fā)展，在資源殆盡面臨轉(zhuǎn)型的時期，由于缺乏資金支持和新的思想理念，并不能迅速尋找到新的方向，仍在摸索中前進(jìn)。各個城市在發(fā)展的過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的發(fā)展現(xiàn)狀，充分發(fā)揮資源儲量和政策的優(yōu)勢，在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時提高土地利用效率。西部地區(qū)土地利用效率水平最低，主要是因為該地區(qū)地廣人稀，自然環(huán)境惡劣，能被實際有效利用的廣袤土地較少。中部地區(qū)眾多煤炭型城市衰退的同時，國家實行西部大開發(fā)戰(zhàn)略，在政策、資金和人才的共同支撐下，西部地區(qū)豐富的資源儲量開始被發(fā)掘，得到人們的關(guān)注，但因為處于發(fā)展初期，還未能合理有效地配置土地資源，整體水平還有待提升。在未來，西部地區(qū)應(yīng)當(dāng)謀求經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益相結(jié)合，不斷創(chuàng)新開采方式，提升技術(shù)水平，提高土地利用效率，推動資源永續(xù)利用。

表3 2007～2017年20個城市的土地利用超效率值

圖1 2007～2017年東、中、西部地區(qū)土地利用效率變化

(3)從時間序列來看，土地利用效率整體保持上升，均值在0.900～1.101之間，土地利用效率平均值為0.962，處于一個較高水平。主要原因是伴隨著生態(tài)文明建設(shè)的開展，各個城市逐漸關(guān)注土地資源的節(jié)約集約與高效利用，對煤炭資源的長期開采，雖然地均生產(chǎn)總值得到了提高，但與此同時，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也對城市的土地利用提出了更高的要求，經(jīng)濟(jì)水平的提高加快了城市轉(zhuǎn)型升級的步伐，這些都使得土地利用效率得以提升。

2.2 土地利用效率動態(tài)分析——Malmquist指數(shù)分析

Malmquist指數(shù)分析可以描述土地利用效率的動態(tài)變化。依據(jù)2007～2017年的面板數(shù)據(jù)，運用DEAP 2.1軟件測算Malmquist指數(shù)(表4、表5),得到以下結(jié)果。

(1)總體來看，2007～2017年間,20個城市的TFP指數(shù)值為0.987，呈下降趨勢，只有8個城市的TFP指數(shù)大于1，說明這幾個城市的土地利用效率呈增長態(tài)勢。從TFP分解來看，技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率保持不變，技術(shù)進(jìn)步出現(xiàn)衰退趨勢，均值為0.987。由此可見，近10年間，煤炭型城市在煤礦開采加工方面大多仍采用原始粗放型的方式開采，而在技術(shù)更新升級方面關(guān)注較少。應(yīng)通過加大技術(shù)投入，進(jìn)而提高土地利用效率。

(2)從技術(shù)進(jìn)步角度來看，呈現(xiàn)上升趨勢的只有7個城市，且這些城市的土地利用效率值均大于1。說明技術(shù)的進(jìn)步對土地利用效率水平的高低起到關(guān)鍵作用。在7座城市中，2座城市是成熟型，其余5座均為衰退型，說明在長期的發(fā)展過程中，衰退型城市已意識到自身發(fā)展的不足，積極尋求新的途徑，推動技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。其他煤炭型城市在發(fā)展過程中，應(yīng)當(dāng)時刻保持危機意識，加大煤炭采掘的技術(shù)創(chuàng)新與資金投入，尤其是在發(fā)展初期，要盡可能購進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)設(shè)施與手段，推動土地利用效率的提升。

(3)從技術(shù)效率來看，技術(shù)效率=純技術(shù)效率×規(guī)模效率，因此，對技術(shù)效率可以從以上2個方面進(jìn)行分析。從規(guī)模效率來看，有14座城市的規(guī)模效率值保持不變，3座城市效率值升高，另外3座城市的效率值降低。說明煤炭型城市生產(chǎn)規(guī)?；具_(dá)到最優(yōu)，生產(chǎn)要素結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)規(guī)模相匹配，試圖通過擴大生產(chǎn)規(guī)模來推動土地利用效率水平提升的方案基本不可行。從純技術(shù)效率水平來看，有16座城市的效率值為1，保持不變，效率值上升和衰退的均為2座城市，說明當(dāng)前技術(shù)應(yīng)用水平已經(jīng)發(fā)展到很高的程度，生產(chǎn)管理水平相對較高，并不能夠為土地利用水平的提升發(fā)揮出顯著效果。

綜上所述，煤炭型城市的純技術(shù)效率和規(guī)模效率已經(jīng)發(fā)展到較高水平的穩(wěn)定階段，在未來提高土地利用效率水平的主要途徑應(yīng)該以技術(shù)進(jìn)步為切入點。

表4 20個煤炭資源型城市各年份

表5 2007～2017年煤炭型城市土地利用效率分解

從近10年的發(fā)展變化來看，全要素利用效率的增長率TFP值有增有減，呈波浪式變化。其中，2008、2009、2013和2016年土地利用效率變化指數(shù)未超過1，說明20個煤炭型城市在這幾年間相對于前1年，其土地利用效率沒有增長。2009～2011年有一個顯著增長，增長幅度為11.4%，隨后又開始下降，2012年小幅下降，在2013年大幅下降，達(dá)19.9%，全要素生產(chǎn)率為近10年間的最低值，這也是近10年間的最大變化幅度，而后，在2014和2015年又有所回升?？梢姡Y源型城市的土地利用效率一直處在不穩(wěn)定的狀態(tài)，近幾年變化加劇。究其原因，主要是因為2013年以來，國家高度重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)，積極推動高污染、高耗能的企業(yè)轉(zhuǎn)型。煤炭型城市順應(yīng)生態(tài)文明發(fā)展的大趨勢，在2013年迎來艱難的轉(zhuǎn)型升級之年，經(jīng)濟(jì)與環(huán)境難以同時兼顧，其土地利用效率較低，經(jīng)過長期的探索，科技水平提高，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局趨于合理，各地市尋求出一條符合新時代發(fā)展要求的綠色之路，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，土地利用效率水平提高，環(huán)境污染的危機也有所緩解?？梢?，城市在未來幾年的發(fā)展過程中，必須重點關(guān)注環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及資源永續(xù)利用之間的關(guān)系，尋求最大的平衡點。

3 資源型城市土地利用效率的影響因素分析

城市土地利用效率受多重因素的共同影響，厘清影響城市土地利用效率的各影響因素，有助于提高城市土地利用效率。本文從煤炭資源型城市的特點出發(fā)，選取城市生態(tài)環(huán)境——人均綠地面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平——GDP、人口利用強度——人口密度、土地市場化——國有建設(shè)用地出讓成交價款、科技水平——科學(xué)技術(shù)支出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)——二三產(chǎn)值占GDP比重作為影響因素。首先，運用Stata進(jìn)行多重共線性檢驗，經(jīng)檢驗，VIF指數(shù)均小于10，因而變量之間不存在顯著的共線性。隨后用Stata進(jìn)行Tobit回歸分析，結(jié)果如表6所示。

表6 Tobit回歸結(jié)果

由表6可以看出，只有GDP和二三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重對土地利用效率產(chǎn)生顯著影響，即城市土地利用效率顯著地受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響，而城市生態(tài)環(huán)境、人口利用強度、土地市場化和科技水平均沒有產(chǎn)生顯著的影響。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與土地利用效率呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，這一結(jié)論同預(yù)期的設(shè)想一致。主要原因在于煤炭型城市的特殊性，該類型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展是依靠大規(guī)模的無序開采，被開采后的土地即被丟棄，并沒有采取任何的整治措施，嚴(yán)重阻礙了土地價值的實現(xiàn)，影響了土地利用效率水平的提升。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與土地利用效率呈正相關(guān)關(guān)系。主要原因是粗放的煤炭開采在很大程度上推動了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在快速城市化的大背景下，多地探索轉(zhuǎn)型升級，發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)，而面對有限的土地面積，不得不提高土地利用效率以承擔(dān)更多的經(jīng)濟(jì)活動。

城市生態(tài)環(huán)境對土地利用效率沒有產(chǎn)生顯著影響，主要原因是在生態(tài)文明時代，各地一直在探索清潔、高效的開采方式，推行綠色礦山，但是城市生態(tài)環(huán)境的改善并非一朝一夕所能完成的，仍需不懈努力才能提升整個城市環(huán)境質(zhì)量。土地市場化對土地利用效率的影響也不顯著，表明隨著國家對小煤窯的關(guān)停，煤礦都處于國家的有效監(jiān)管之下，市場這只“隱形的手”所能發(fā)揮的作用有限，土地市場化并沒有能顯著提高城市土地利用效率[22]。人口利用強度同土地利用效率之間也不存在顯著的相關(guān)關(guān)系，主要是因為煤炭資源的開采對周邊環(huán)境污染嚴(yán)重，除礦區(qū)工作熱源外，人口流入比較少，人口密度并不會發(fā)生顯著的變化?？萍妓揭矝]有顯著地提高城市土地利用效率，可見提高各地的創(chuàng)新能力與創(chuàng)新水平仍然是未來工作的重中之重，務(wù)必引起各地的重視。

4 結(jié)論

本文從東、中、西3個地區(qū)和資源型城市發(fā)展的4個階段，選取20個煤炭型城市，依據(jù)2007～2017年的數(shù)據(jù)，通過計算Malmquist指數(shù)，進(jìn)行動態(tài)的土地利用效率評價，得出以下結(jié)論。

(1)從時間序列來看，2007～2017年間，土地利用效率均值為0.987，在2017土地利用效率達(dá)到最高水平。區(qū)域分布來看，東部和中部的土地利用效率都呈增長趨勢，東部、中部地區(qū)土地利用水平明顯高于西部地區(qū)。從資源型城市發(fā)展的4個階段來看，土地利用水平的高低程度依次為衰退型、再生型、成熟型和成長型。從土地利用效率的分解來看，技術(shù)效率、純技術(shù)效率和規(guī)模效率的值均為1，顯然，土地利用效率值主要是受技術(shù)進(jìn)步的影響。

(2)通過建立Tobit回歸可以看出，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對城市土地利用效率產(chǎn)生顯著影響，而城市生態(tài)環(huán)境、人口利用強度、土地市場化和科技水平的影響均不顯著。