中國城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效的空間分異研究

張 琳，許 晶，王亞輝，李 娟

（大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，遼寧 大連 116024）

中國城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效的空間分異研究

張 琳，許 晶，王亞輝，李 娟

（大連理工大學(xué)管理與經(jīng)濟學(xué)部，遼寧 大連 116024）

研究目的：基于兩種發(fā)展情景假設(shè)，對中國城鎮(zhèn)化過程中土地資源尾效的全局和局部空間關(guān)聯(lián)性進行研究，以期揭示土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化發(fā)展制約的空間分布規(guī)律，并為土地資源的宏觀調(diào)控提供參考。研究方法：采用計量經(jīng)濟學(xué)和空間分析方法對中國31個省、市、自治區(qū)土地資源尾效的空間分異進行實證研究。研究結(jié)果：從全局空間分析來看，中國31個省、市、自治區(qū)的土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程的阻力具有較好的空間結(jié)構(gòu)性、關(guān)聯(lián)性和依賴性，呈現(xiàn)出“東高西低”的非均衡性分布格局。這說明總體上中國東部地區(qū)土地資源尾效高于中、西部地區(qū)。從局部空間分析來看，城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效表現(xiàn)出的局部空間差異性和集聚性較為顯著，即尾效高值集聚的地區(qū)相對來說經(jīng)濟比較發(fā)達，而尾效低值集聚的地區(qū)相對來說經(jīng)濟較為落后；從兩種不同的發(fā)展情景假定來看，情景2（土地資源數(shù)量有一定增長）可以緩解情景1（土地資源數(shù)量保持不變）假定下部分省、市、自治區(qū)土地資源對城鎮(zhèn)化進程的阻力。研究結(jié)論：將土地資源尾效研究與空間分析方法相結(jié)合可以揭示出土地資源稀缺制約城鎮(zhèn)化發(fā)展的空間分異特征及規(guī)律。

土地利用；城鎮(zhèn)化；尾效；空間分析

隨著中國城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，土地資源的稀缺性日益凸顯。在很多地方，尤其是經(jīng)濟較為發(fā)達地區(qū)，土地資源稀缺已經(jīng)成為城鎮(zhèn)化進程的重要制約因素。很多學(xué)者開始關(guān)注土地資源稀缺對經(jīng)濟發(fā)展的限制，即土地資源尾效的研究。新增長理論認為，經(jīng)濟發(fā)展過程中，任一國家或地區(qū)要以消耗資源為代價，而有限的資源勢必引起下一階段經(jīng)濟增長的投入，即經(jīng)濟增長的資源消耗“尾效”（growth drag）[1]。而“尾效”模型已經(jīng)成為度量土地和其他自然資源對經(jīng)濟增長影響程度的重要模型，國內(nèi)學(xué)者將“尾效”的研究方法，應(yīng)用于土地資源、能源以及水資源等自然資源領(lǐng)域，全面分析其對經(jīng)濟增長的制約效應(yīng)[2-6]。目前關(guān)于土地資源尾效的研究多集中對尾效值大小的研究，即土地資源稀缺對經(jīng)濟發(fā)展或者城鎮(zhèn)化進程所造成的限制程度的分析[7-10]，而對于尾效的空間分析卻鮮有涉及。中國土地資源稟賦和區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平差異巨大，從理論角度分析來看，隨著經(jīng)濟不斷發(fā)展，土地資源消耗越來越多，其邊際成本也將越來越高，土地資源的尾效值也應(yīng)該隨之增長。并且土地資源的尾效值因地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的不同而具有差異性。而對于不同發(fā)展情況的區(qū)域，應(yīng)該采取不同的政策來引導(dǎo)。

基于此，筆者在文獻研究和現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，將本人前期探索繼續(xù)推進深化[7]，對土地資源尾效進行區(qū)域分異的研究，深入剖析全國31個省、市、自治區(qū)（不含港、澳、臺地區(qū)）土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程影響的尾效差異以及空間分布規(guī)律，以期為中國土地資源的合理調(diào)控與規(guī)劃提供有益參考。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)獲取

本文基于全國范圍進行研究，空間尺度包括中國31個省（自治區(qū)、直轄市）（由于數(shù)據(jù)限制，不包括中國港、澳、臺地區(qū)），時間序列為2002—2012年。研究中所涉及的變量包括各省（自治區(qū)、直轄市）的產(chǎn)出、資本存量、勞動力、城鎮(zhèn)化水平和土地資源數(shù)量。由于研究對象為城鎮(zhèn)化的土地資源尾效，因此土地資源指標為各省建設(shè)用地數(shù)量，來自歷年《中國國土資源統(tǒng)計年鑒》，產(chǎn)出水平指標為二、三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值，其他指標包括二三產(chǎn)從業(yè)人員數(shù)、城鎮(zhèn)人口和總?cè)丝跀?shù)據(jù)，均來源于歷年《中國統(tǒng)計年鑒》。各地區(qū)資本存量采用永續(xù)盤存法進行計算。然后，通過改進的二級CES生產(chǎn)函數(shù)計算出中國各省、市、自治區(qū)城鎮(zhèn)化進程中的土地資源尾效值，將其作為研究變量進行空間分析。

2 研究思路與方法

本文中城鎮(zhèn)化進程中的土地資源“尾效”的概念為：存在土地資源約束和缺少土地資源約束的兩種假定下，城鎮(zhèn)化的推進速度降低的程度[11]。本文的研究思路是：首先通過計量分析得出中國各地區(qū)的土地資源對城鎮(zhèn)化進程的“尾效”值；然后利用Geoda軟件對其進行空間分析，首先進行全局空間自相關(guān)分析，揭示出城鎮(zhèn)化進程中中國土地資源尾效的空間特征，然后進行局部空間自相關(guān)分析，揭示出中國各地區(qū)在空間上與其周圍鄰近地區(qū)的土地資源尾效的相關(guān)性。

需要說明的是，為了更加全面地分析不同土地資源供給模式下對城鎮(zhèn)化進程的影響，本文在進行尾效計算時分兩種發(fā)展情景假設(shè)：發(fā)展情景1：可利用土地資源數(shù)量保持不變。基于土地資源經(jīng)濟學(xué)理論，從長期來說，土地的供給總量是固定的，即自然資源存量的供給曲線是無彈性的；為了保護土地資源，充分考慮資源稀缺性的限制，本文先假設(shè)目前已有的可利用土地資源數(shù)量保持不變，不考慮后備土地資源的補充。發(fā)展情景2：可利用土地資源數(shù)量有一定增長。由于目前中國還有部分的后備土地資源，從短期發(fā)展來看，可以為城鎮(zhèn)化進程起到一定的補充作用，即在短期內(nèi)有可能增加一定數(shù)量的土地資源供應(yīng)量。

2.1 土地資源“尾效”的模型建立

本文選用改進的二級CES生產(chǎn)函數(shù)作為研究的基礎(chǔ)模型，其模型為：

式1中，Y為產(chǎn)出；K為資本存量；T為土地資源數(shù)量；L為勞動力；λ為廣義的技術(shù)進步速率；A0eλt為由于技術(shù)水平的提高，產(chǎn)值隨著時間t的變化而增加的倍數(shù)。α、β為分配系數(shù)，0＜α＜1，0＜β＜1，且滿足α+β= 1；ρ、ρ1為替代系數(shù)，且滿足∞＞ρ＞-1，∞＞ρ1＞-1；m為規(guī)模報酬情況。

通過線性化處理式1得：

通過線性化處理該模型，推導(dǎo)出兩種不同的發(fā)展情景假定下的中國城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效的模型，即：

發(fā)展情景（1可利用土地資源數(shù)量保持不變）下土地資源尾效的模型為：

發(fā)展情景2（可利用土地資源數(shù)量有一定增長）下土地資源尾效的模型為：

式3—式4中，μ為城鎮(zhèn)化的增長率；η為城鎮(zhèn)化對人均產(chǎn)出的彈性值；n為勞動力增長率；d為土地資源數(shù)量增長率。

2.2 全局空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)是一種空間統(tǒng)計方法，多用于判斷研究對象是否存在顯著的空間相關(guān)性，其度量方法包括Moran’sI、GeneralG、Geary’sC等[12]。其中，較為常用的空間自相關(guān)方法為Moran’sI指數(shù)，其公式為[13]：

式5中，Moran’sI為空間相鄰地區(qū)的土地資源尾效的相似程度；n表示樣本數(shù)，i、j表示省份；xi表示第i個省份的觀測值，xj表示第j個省份的觀測值，本文中表示該地區(qū)的土地資源尾效值；xˉ表示算數(shù)平均數(shù)；wij表示二進制的鄰接空間權(quán)值矩陣，當?shù)趇個地區(qū)與第j個地區(qū)相鄰時，wij= 1，當?shù)趇個地區(qū)與第j個地區(qū)不相鄰時，則wij= 0。Moran’sI指數(shù)的取值范圍在（-1，1）之間，Moran’sI＞0表示地區(qū)間呈現(xiàn)正的空間相關(guān)性；Moran’sI＜0表示地區(qū)間呈現(xiàn)負的空間相關(guān)性；Moran’sI= 0表示地區(qū)間不存在空間相關(guān)性。

2.3 局部空間自相關(guān)

與全局空間自相關(guān)不同，局部空間自相關(guān)則是用于描述在大的地區(qū)中兩個相鄰局部區(qū)域單元上相同的屬性值的空間關(guān)聯(lián)程度，其可用于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的空間異質(zhì)性[14]。本文采用局部空間關(guān)聯(lián)指標LISA集聚圖進行分析，其公式為[15]：

LISA的Z值檢驗為在給定顯著性水平下，當Ii顯著大于0時，說明i區(qū)域與其周邊地區(qū)之間存在較小的空間差異；當Ii顯著小于0時，說明i區(qū)域與周邊地區(qū)之間存在較為顯著的空間差異。LISA是由全局Moran’sI發(fā)展而來，本質(zhì)上將Moran’sI分解到各個區(qū)域單元。

3 實證結(jié)果分析

3.1 全局空間自相關(guān)分析

為了揭示出兩種發(fā)展情景假定下土地資源尾效在整個研究地區(qū)內(nèi)空間相關(guān)的程度，本文首先建立城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效的模型，并利用中國31個省、市、自治區(qū)2002—2012年的面板數(shù)據(jù)指標進行實證分析，計算出31個省、市、自治區(qū)的土地資源尾效值，在此基礎(chǔ)上得出全局Moran’sI值，并繪制出Moran散點圖，以此分析城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效的全局空間自相關(guān)現(xiàn)象。

3.1.1 發(fā)展情景1假定下的全局空間自相關(guān)分析 在發(fā)展情景1的假設(shè)下，通過運用Geoda軟件，在共同邊界定義的二分rook鄰近的空間權(quán)值矩陣基礎(chǔ)上計算出中國土地資源的尾效值的Moran’s I值為0.2513，位于第一、三象限的省份居多（圖1-a），說明存在較為顯著的正自相關(guān)性。因此，中國城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效值在空間上并非表現(xiàn)出完全隨機性，而表現(xiàn)出空間依賴性，即具有較高（低）土地資源尾效的省域與周圍具有較高（低）的省域在地理位置上相鄰，表現(xiàn)出“相近相似”的特征（圖1-a）。

圖1 兩種發(fā)展情景下中國城鎮(zhèn)化土地資源尾效值的Moran散點圖Fig.1 Moran scatter plots of land resource growth drag in China’s urbanization under two scenarios

3.1.2 發(fā)展情景2假定下的全局空間自相關(guān)分析 在發(fā)展情景2的假設(shè)下，中國土地資源的尾效值的Moran’s I值為0.1809，位于第一、三象限的省份超過了總數(shù)的2/（3圖1-b），仍然存在較為顯著的正自相關(guān)性。這說明，在給予一定的土地增長空間的情況下，土地資源的尾效值依然表現(xiàn)出較為明顯的空間依賴性。

3.2 局部空間自相關(guān)分析

上文通過計算Moran’sI值表明中國土地資源的尾效值確實存在非隨機性的全局空間相關(guān)性，但是該統(tǒng)計量不能顯示局域地區(qū)的空間聚集性，這就需要用局域空間關(guān)聯(lián)指標來度量觀測單位的空間屬性及其與周邊觀測單位的正相關(guān)程度。因此，本文進一步分析了兩種模式下中國土地資源尾效的局部空間自相關(guān)現(xiàn)象。

3.2.1 發(fā)展情景1假定下的局部空間自相關(guān)分析 首先，根據(jù)中國各省域的土地資源尾效的Moran散點圖圖1-a），運用ArcGIS.10軟件繪制出中國各省域的土地資源尾效的空間自相關(guān)分布圖（圖2-a）。

由圖2-a可以看出，中國高高類型的省份主要分布于東部沿海，而低低類型的省份主要分布于中、西部地區(qū)。由于高高類型區(qū)域是指自身和周邊省市的土地資源尾效均較高；低低類型區(qū)域是指自身和周邊省市的土地資源尾效均較低。由此說明，中國土地資源尾效在空間上整體呈現(xiàn)出較為明顯的“東高西低”的非均衡性分布，即：土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程的阻力在東部沿海地區(qū)較大，中部地區(qū)次之，而西部地區(qū)整體上阻力最小。這與中國目前的經(jīng)濟發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀是相符的。

具體來說，天津、福建、上海、江蘇、海南、浙江、北京、江西和安徽9個地區(qū)位于第一象限（高高），說明這些地區(qū)土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化的阻力較大，并且與之相鄰的地區(qū)也處于高水平。湖北、黑龍江、遼寧、重慶、廣東位于第四象限，這5個地區(qū)土地資源尾效值也較高，但是與第一象限不同的是，與其相鄰的地區(qū)較低。位于第二象限（低高）和第三象限（低低）的省、市、自治區(qū)本身屬于土地資源尾效值較低的省、市、自治區(qū)，其分布大多集中于中部和西部地區(qū)。

Moran散點圖中表現(xiàn)出的局部區(qū)域單元的空間分布模式具有較為顯著的統(tǒng)計意義，可通過LISA集聚圖補充說明。圖2-b顯示了在p≤0.05的顯著水平下，顯著聚集的區(qū)域。

由圖2-b可知，在發(fā)展情景1假定下，整體來看，中國土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程的阻力程度具有明顯的局部空間差異性，但顯著性區(qū)域并不太多。在p≤0.05的顯著水平檢驗下，土地資源尾效高聚類中達到顯著水平的省市是天津，為尾效高聚核心區(qū)，這說明天津市是土地資源尾效高的熱點區(qū)域。相對于高聚類區(qū)，顯著的低聚類區(qū)范圍明顯更廣，其中達到顯著水平的區(qū)域主要分布在中國的西部地區(qū)，包括云南、西藏、青海和新疆。對于顯著的高低聚集區(qū)，達到顯著水平的省、市僅有四川，而顯著的低高聚集區(qū)則集中在海南。

圖2 發(fā)展情景1下中國城鎮(zhèn)化土地資源尾效的空間自相關(guān)分布圖和LISA集聚圖Fig.2 The spatial autocorrelation distribution map and the LISA concentration diagram of land resources growth drag in China’s urbanization under development scenario I

圖3 發(fā)展情景2下中國城鎮(zhèn)化土地資源尾效的空間自相關(guān)的分布圖和LISA集聚圖Fig.3 The spatial autocorrelation distribution map and the LISA concentration diagram of land resources growth drag in China’s urbanization under development scenario II

3.2.2 發(fā)展情景2假定下的局部空間自相關(guān)分析 同發(fā)展情景1一樣，本文對情景2模式下也進行局部空間自相關(guān)分析，結(jié)果見圖3-a。從圖3-a分析來看，情景2假設(shè)下的整體趨勢同情景1相似，即：中國各省域的土地資源的尾效總體上仍呈現(xiàn)“東高西低”的非均衡性的空間特征。

與情景1相比，情景2的不同之處在于假定了土地資源數(shù)量有一定增長，而空間分析結(jié)果，江西地區(qū)的土地資源尾效類型由高轉(zhuǎn)為低，與此同時，海南和安徽的鄰近地區(qū)的土地資源尾效類型也由高轉(zhuǎn)為低。這說明在發(fā)展情景2的假定下，部分省域增加的土地資源可以緩解其對城鎮(zhèn)化進程的阻力。

圖3-b顯示了在p≤0.05的顯著水平下，顯著聚集的區(qū)域。由圖可知，中國土地資源尾效高聚集區(qū)中心為天津，低聚集區(qū)中心為新疆、青海和西藏，高低聚集區(qū)中心為四川，低高集聚區(qū)中心為海南。與情景1相比，情景2下的土地資源尾效局部空間差異發(fā)生了一些變化。雖然情景2下低低關(guān)聯(lián)類型集聚中心的省份全都來自情景1下的低低關(guān)聯(lián)類型省份，但是數(shù)量從4個減少到3個（新疆、青海和西藏）。由此說明，情景2的假定緩解了情景1假定下的中國部分省、市、自治區(qū)土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程的阻力。綜合來看，集聚中心地區(qū)的數(shù)量減少說明了地區(qū)之間的集聚更加明顯。

4 主要結(jié)論

本文基于土地資源尾效的計算分析結(jié)果，分別在發(fā)展情景1（土地資源數(shù)量保持不變）和發(fā)展情景2（土地資源數(shù)量有一定增長）的假定下對中國城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效的空間分異進行了實證研究，得出以下結(jié)論：

（1）從全局空間自相關(guān)分析來看，31個省、市、自治區(qū)的土地資源尾效值具有較強的空間關(guān)聯(lián)性和顯著的鄰近效應(yīng)，呈現(xiàn)出顯著的空間集聚模式。在兩種發(fā)展情景的假定分析下均呈現(xiàn)出“東高西低”的非均衡性分布格局。這說明總體上中國東部地區(qū)土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程的阻力要明顯大于中、西部地區(qū)。基于土地經(jīng)濟學(xué)的理論分析，隨著城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，消耗的土地越來越多，其邊際成本也將越來越高，隨之，土地資源稀缺對于城鎮(zhèn)化進程的阻力也應(yīng)該是越來越高。而本文的實證研究結(jié)果恰好印證了理論分析假設(shè)，即：經(jīng)濟發(fā)達的東部地區(qū)土地資源尾效值要高于經(jīng)濟相對欠發(fā)達的中、西部地區(qū)。

（2）從局部空間自相關(guān)分析來看，城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效表現(xiàn)出較為顯著的空間異質(zhì)性和集聚性，其中較為顯著的高高關(guān)聯(lián)類型的區(qū)域主要出現(xiàn)在中國的東部地區(qū)，而低低關(guān)聯(lián)類型省份主要分布在中國中、西部地區(qū)。在兩種發(fā)展情景的假定下，土地資源尾效的集聚空間特征為：天津始終作為高值集聚中心，中西部地區(qū)的新疆、西藏和青海始終作為低值集聚中心。結(jié)合實際的經(jīng)濟發(fā)展情況，認為尾效高值集聚的地區(qū)相對來說經(jīng)濟比較發(fā)達，而尾效低值集聚的地區(qū)相對來說經(jīng)濟較為落后。同樣，該實證結(jié)果也印證了理論分析。

（3）從兩種不同的發(fā)展情景假定來看，情景2的假定緩解了情景1假定下的中國部分省市土地資源稀缺對城鎮(zhèn)化進程的阻力。說明如果從土地的短期供給來看，每年一定量的后備土地供給可以為城鎮(zhèn)化進程起到一定程度的補充作用，從而緩解土地資源稀缺帶來的阻力。但是，從理論分析可知，長期來看，土地資源的長期供給曲線是無彈性的，后備土地資源也是有限的。因此，要想緩解城鎮(zhèn)化進程中土地資源稀缺帶來的阻力，不能僅寄希望于后備土地資源的供給，從長期來看，還是應(yīng)該著重于內(nèi)部挖潛，提高土地的利用效率，才能保證經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。否則，由于土地資源的區(qū)位固定性特點，無法依靠要素流動滿足市場需求，那么加快推進城鎮(zhèn)化進程，尾效值高的地區(qū)會朝著其相鄰的區(qū)域擴張，進而導(dǎo)致相鄰區(qū)域的土地資源尾效也隨之增加。因此，未來要繼續(xù)加強土地的高效集約利用，從而緩解和減弱城鎮(zhèn)化進程中土地資源的尾效。

總之，本文嘗試使用空間分析方法來深入探索城鎮(zhèn)化進程中土地資源尾效，研究所得的實證結(jié)果與中國的經(jīng)濟發(fā)展態(tài)勢和土地利用現(xiàn)狀可以較好地吻合，并且印證了相關(guān)的理論推斷。可見，通過尾效研究與空間分析的結(jié)合，較好地揭示出土地資源尾效的空間分異規(guī)律，可為土地的宏觀調(diào)控與可持續(xù)利用提供參考。

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（本文責(zé)編：郎海鷗）

Study on the Spatial Differentiation of the Growth Drag Effects of Land Resource in China’s Urbanization

ZHANG Lin, XU Jing, WANG Ya-hui, LI Juan
（Faculty of Management and Economics, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China）

The purpose of the study is to analyze the overall and locally spatial correlation of the growth drag effect of land resource in the process of urbanization in the 31 Provinces of China, which was based on two kinds of development scenarios assumption, so that we can reveal the trend of spatial distribution tendency of land resource growth drag effects in the process of urbanization and provide a reference for macro-control of land use in China. Econometric analysis method and spatial analysis was employed to study the spatial differentiation of land resource growth drag effect. Results show that one obvious consequence is that the analysis has a strong spatial correlation and significant neighbor effects in the overall spatial analysis. Furthermore, it has a common feature of unbalanced distribution patterns, i.e., the east has higher and the west has lower effect. Growth resistance of China’s urbanization driven by land resource in eastern region is greater than the central and western regions. Meanwhile, if from the perspective of local spatial analysis, the growthresistance of China’s urbanization that affected by land resource shows also obvious locally spatial differences. The area of higher growth drag effect is relatively more developed, while the lower area is comparatively underdeveloped. From two different development scenarios, scenario II (the number of land resource has a certain growth) can relieve the scenario I (the number of land resource remain the same) under the assumption of some provinces and cities in China meeting the resistance of land resource during urbanization. The paper concludes that we can reveal the status and spatial-temporal characteristics of growth drag effects of land resource through combining the study of land resource growth drag with spatial analysis.

land use; urbanization; growth drag; spatial analysis

F301.2

A

1001-8158（2014）06-0030-07

2013-03-18

2014-03-14

教育部人文社科項目（12YJC790267）。

張琳（1978-），女，黑龍江雞西人，博士，講師。主要研究方向為土地資源經(jīng)濟學(xué)與區(qū)域經(jīng)濟學(xué)。E-mail:zhanglintg@126.com