基于DEA的安徽省建設用地效率分析

張榮天，焦華富

（安徽師范大學 國土資源與旅游學院，安徽 蕪湖 241003）

隨著我國城鎮(zhèn)化、工業(yè)化快速推進,建設用地利用過程中所暴露的問題也日益凸現(xiàn)，一方面,我國基本國情及用地政策使得建設用地總供應量不斷趨緊,建設用地量的限制成為趨勢；另一方面，我國城市建設用地整體上仍處于快速、盲目擴張與低效、粗放利用的階段,總體利用效率不高,利用結(jié)構(gòu)相對不合理[1]。尤其是當前“新型城鎮(zhèn)化”建設成為我國發(fā)展主流，而建設用地效率是其重要核心內(nèi)容，因此研究區(qū)域建設用地利用效率在土地管理實踐及城鎮(zhèn)化建設中具有重要的現(xiàn)實意義。在梳理建設用地效率研究文獻基礎(chǔ)上，可以看出目前關(guān)于對建設用地利用效率的研究主要集中在評價方法、區(qū)域差異及影響因素等方面：杜官印等運用數(shù)據(jù)包絡分析C2R模型對1997～2007年各省份建設用地利用效率進行了分析[2]；何格等運用DEA方法對青島市1997～2004年建設用地的時空差異進行了研究,指出規(guī)模效率是影響建設用地效率的主要因素[3]；余小玲等運用數(shù)據(jù)包絡DEA模型，對重慶縣域尺度2000～2008年建設用地在經(jīng)濟增長中利用效率測度及評價[4]；王曉青等通過Jeffry模型揭示我國31個省份建設用地的配置效率與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、土地市場化、非國有經(jīng)濟發(fā)展、人均建設用地5個因素顯著相關(guān)[5]；王昱等從工業(yè)化和城鎮(zhèn)化2個視角來揭示我國建設用地效率的區(qū)域分異特征及規(guī)律[6]；孫平軍等從效率水平和人工復合生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)在耦合的視角，結(jié)合均方差賦權(quán)法對我國省域尺度建設用地效率實證探討[7]。研究方法上，DEA模型采用了最優(yōu)化的方法內(nèi)定權(quán)重，結(jié)果不受量綱影響，從而有利于對決策單元進行評價，避免了主觀賦值指標權(quán)重所帶來的不足，能夠指出非有效決策單元的調(diào)整方向，在分析生產(chǎn)函數(shù)及其規(guī)模經(jīng)濟等方面具有獨特優(yōu)勢[8]，較適合于運用在多投入多產(chǎn)出系統(tǒng)的區(qū)域建設用地利用效率的評價。

鑒于此，本文以安徽省為研究區(qū)，從投入和產(chǎn)出的視角構(gòu)建評價指標體系，運用DEA模型測度2000～2012年安徽省建設用地利用效率；其次基于GIS空間分析，運用Jenks斷裂點、趨勢面分析、局域G＊指數(shù)等方法對2000～2012年安徽省建設用地效率演變特征進行了初步地解析，以期為加深理解建設用地利用效率變化機理，推進新型城鎮(zhèn)化建設提供理論依據(jù)及實踐參考。

1 研究方法及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 DEA模 型 DEA （Data Envelopment Analysis）模型是由著名運籌學家 A.Charnes、W.W.Cooper和E.Rhodes于1978年最先提出的，主要是應用線性規(guī)劃理論評價決策單元的一種系統(tǒng)分析方法[9]。DEA模型中有n個決策單位DMU，且每個決策單位有m種輸入和s種輸出，則第i個DMU單元的輸入和輸出向量為xi=(x1i,x2i,…,xmi)T>0、yi=(y1i,y2i,…,ysi)T>0，引入松弛變量和費阿基米德無窮小后的DEA模型計算公式如下[10]：

式中，θ（0<θ≤1）為綜合效率；s-(s-≥0)為松弛變量；s+(s+≥0)為剩余變量；ε為非阿基米德無窮小量；s.t.代表限制性條件。

1.1.2 局域G＊指數(shù) 運用空間自相關(guān)模型的局域Gi*指數(shù)探索安徽省建設用地利用效率的熱點區(qū)（Hot Spots）及冷點區(qū)（Cold Spots）的空間分布，并依據(jù)結(jié)果對安徽省建設用地效率進行類型分區(qū)，基于局域Gi*指數(shù)的劃分模式打破行政界線的限制，使效率類型劃分更具科學性。局域Gi*指數(shù)計算公式如下[11-13]：

為方便解釋與比較，對其進行標準化處理：

式中，Wij為空間權(quán)重矩陣，空間相鄰為1，不相鄰為 0。E（Gi*）和Var（Gi*）分別為Gi*的數(shù)學期望及變異數(shù)。若Z（Gi*）為正且顯著，表明位置i周圍效率相對較高，屬效率高值空間集聚，即效率“熱點區(qū)”；反之，若為負且顯著，則表明位置周圍效率相對較低，屬效率低值空間集聚，即效率“冷點區(qū)”。

1.2 數(shù)據(jù)來源

文中的分析數(shù)據(jù)涉及兩部分：（1）統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來源于《安徽省統(tǒng)計年鑒（2001～2013年）》及安徽省各地級市統(tǒng)計年鑒（2001～2013 年）；（2）空間數(shù)據(jù)主要來源于《安徽省地圖》（2013年），經(jīng)掃描進行高精度配準后跟蹤矢量化獲取，并對行政區(qū)劃調(diào)整的區(qū)域進行合并處理，確保研究時段結(jié)果具有可比性。

2 建設用地效率測度分析

2.1 測度指標選取及構(gòu)建

建設用地利用效率是從建設用地投入產(chǎn)出角度出發(fā)，表現(xiàn)為投入一定的土地、資本、勞動等所得到的一定經(jīng)濟產(chǎn)出，若經(jīng)濟產(chǎn)出越大表明建設用地利用效率相對越高?；谶@點考慮，結(jié)合指標代表性、真實性、區(qū)域性、可獲得性等原則，從建設用地投入和產(chǎn)出2維度構(gòu)建效率測度指標體系：（1）DEA投入指標，選取城市建成區(qū)面積X1、第二、三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)X2、城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資X3、地方財政支出X4來反映建設用地利用的規(guī)模、人力、技術(shù)等方面投入；（2）DEA產(chǎn)出指標，選取建設用地土地產(chǎn)出率X5、第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值X6、地方財政收入X7作為反映建設用地利用的產(chǎn)出指標。

2.2 建設用地效率及分解

基于2000～2012年安徽省16個地級市的投入及產(chǎn)出指標，運用DEAP2.1軟件計算出2000～2012年安徽省建設用地利用效率值及其分解值（圖1所示），下面著重就從綜合效率、技術(shù)效率、規(guī)模效率3個維度來進行具體分析：（1）綜合效率方面，2000～2012年安徽省建設用地利用綜合效率呈現(xiàn)出持續(xù)上升的態(tài)勢，數(shù)值上從2000年0.398一直提升到2012年的0.523，近13年間綜合效率提升31.5%，總體上來看綜合效率上升的幅度相對不大；（2）技術(shù)效率方面，2000～2012年間安徽省建設用地資源利用技術(shù)效率變化也以上升為主要趨勢，但是整體上提升的幅度相對較小，數(shù)值上從2000年的0.578持續(xù)上升到2012年的0.672，隨著區(qū)域農(nóng)業(yè)科技水平不斷提高，建設用地利用技術(shù)效率也表現(xiàn)出上升趨勢，技術(shù)效率持續(xù)提升導致區(qū)域建設用地利用效率不斷提升；（3）規(guī)模效率方面，2000～2012年安徽省建設用地利用規(guī)模效率呈現(xiàn)出不斷上升演變趨勢，數(shù)值上從2000年的0.688上升到2012年0.778，總體上規(guī)模效率高于綜合效率和技術(shù)效率，規(guī)模效率的持續(xù)提升對區(qū)域建設用地效率的演變起到十分重要的促進作用，因此研究期間規(guī)模效率是區(qū)域建設用地效率演變的主導因素。

圖1 2000～2012年安徽省建設用地效率及分解

2.3 建設用地效率趨勢分析

基于GIS軟件平臺，運用趨勢分析法將2000～2012年建設用地效率值為高度屬性Z值，各地級市地理坐標為X、Y軸，將其旋轉(zhuǎn)到合理透視角度，形成三維透視空間圖，并對2個面上投影分布的趨勢進行擬合，其中，X、Y軸正方向分別代表正東與正北（圖2所示）。通過圖2可知：（1）總體分異上，安徽省建設用地效率呈現(xiàn)出東—西方向遞增，南—北方向“拱”形分布；（2）方向表征上，東—西向建設用地效率從西部的安慶、六安等不斷向東部的蕪湖、馬鞍山等遞增，而南—北向由皖南地區(qū)的黃山、宣城，逐步過渡到皖江地區(qū)的蕪湖、合肥等，進而到皖北地區(qū)的地區(qū)宿州、亳州等，其中，皖江地區(qū)的城市建設用地效率最高，布局在“拱”形谷峰位置；（3）變化趨勢上，隨著區(qū)域時間尺度不斷變化，南—北向“拱”形彎曲幅度表現(xiàn)出有所增大的態(tài)勢。

圖2 安徽省建設用地效率的趨勢面分析

3 建設用地效率空間分布

根據(jù)2000～2012年安徽省16個地級市的建設用地利用效率值，可以看出總體上安徽省建設用地利用效率空間分布呈現(xiàn)出“南高北低、東高西低”的基本格局，在效率總體格局分布的態(tài)勢下，建設用地效率局部呈現(xiàn)出什么樣的空間關(guān)聯(lián)模式？考慮到建設用地效率局部分布涉及到空間相鄰地域單元存在同質(zhì)化規(guī)律，根據(jù)空間自相關(guān)模型劃分建設用地效率空間分布關(guān)聯(lián)類型的思路，利用局域Gi*指數(shù)公式，通過GeoDa095軟件，測度2000～2012年安徽省各地級市建設用地效率的局域Gi*值；并基于ArcGIS9.3軟件分析平臺，通過Jenks自然斷裂法將2000～2012年安徽省建設用地效率局域Gi*值劃分成4個基本類型：效率H-H區(qū)、效率H-L區(qū)、效率L-H區(qū)、效率L-L區(qū)，并對效率4種類型區(qū)進行空間分布顯示，進而得到2000～2012年安徽省建設用地效率空間分布關(guān)聯(lián)格局圖（圖3所示）。（1）效率H-H區(qū)：2000～2012年間效率H-H區(qū)主要分布在蕪湖、馬鞍山、合肥、銅陵等城市，即為皖江地區(qū)。這一地區(qū)是安徽省經(jīng)濟發(fā)展水平最高，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程最快的區(qū)域，建設用地規(guī)模較大，建設用地的投入水平在整個安徽省最高，并且建設用地的經(jīng)濟產(chǎn)生水平也相對最高；（2）效率H-L區(qū)：2000～2012年間效率H-L區(qū)主要分布在蚌埠、滁州、淮南等城市，即為皖中地區(qū)。該區(qū)的城鎮(zhèn)化進程僅次于皖江地區(qū)，城鎮(zhèn)化發(fā)展速度也相對較快，建設用地的規(guī)模、人力、技術(shù)等投入也不斷顯著，且建設用地的經(jīng)濟產(chǎn)出也不斷上升，從而形成安徽省建設用地效率相對“高值區(qū)”；（3）效率 L-H 區(qū)：2000～2012年間效率L-H區(qū)主要分布在黃山、池州、宣城、安慶、六安等地，即為皖西南地區(qū)。該類型區(qū)城鎮(zhèn)化速度相對較慢，區(qū)域經(jīng)濟水平也較低，其區(qū)域建設用地效率較低，但周圍布局效率高的縣市，效率空間差異十分顯著，從而形成效率分布的“異質(zhì)區(qū)”；（4） 效率 L-L 區(qū)：2000～2012 年間效率 L-L 區(qū)主要分布在宿州、亳州、阜陽、淮北等地，即為皖北地區(qū)。該類型區(qū)是安徽省城鎮(zhèn)化水平最低的區(qū)域，建設用地產(chǎn)出水平最差，且地理位置上空間集聚分布，表現(xiàn)出建設用地利用效率的L-L布局空間格局，從而形成研究期間安徽省建設用地效率的“冷點區(qū)”。

圖3 安徽省建設用地效率空間分布格局（2000～2012）

4 結(jié)論與建議

本文以安徽省為例，以2000～2012年作為實證時間段，從投入和產(chǎn)出的視角，運用DEA模型、GIS空間分析、局域G＊指數(shù)等方法對安徽省建設用地效率進行了分析，得出了幾點結(jié)論：（1）2000～2012年安徽省建設用地效率呈現(xiàn)出不斷上升的趨勢，近13年間效率上升了31.5%，規(guī)模效率是影響效率變化的主要因素；（2）2000～2012年建設用地效率演變趨勢上呈現(xiàn)出東—西向遞增，南—北向“拱”形分布；（3）根據(jù)局域G＊指數(shù)共劃分4種類型：H-H區(qū)、H-L區(qū)、L-H區(qū)、L-L區(qū)，其中H-H區(qū)主要集聚在皖江地區(qū)，而L-L區(qū)主要集聚在皖北地區(qū)，這種分析打破行政界線的限制，使得建設用地利用效率空間分布探討更具科學合理性；（4）需要指出的是，論文還存在一定的不足之處：第一，論文主要從經(jīng)濟的投入和產(chǎn)出角度進行評價，從而對建設用地利用的社會、生態(tài)效率有所忽略，需要深化DEA模型指標進一步選??；第二，論文還需要對區(qū)域建設用地利用效率演變的影響因素及驅(qū)動機制做重點分析及探討。

根據(jù)對2000～2012年安徽省建設用地利用效率的分析，為促進區(qū)域建設用地利用效率的提升，從以下3個方面提出對策建議：（1）控制總量盤活存量。嚴格控制區(qū)域城鄉(xiāng)建設用地規(guī)模，劃定區(qū)域城市空間生長邊界，不斷完善土地利用規(guī)劃，從而調(diào)控區(qū)域建設用地的總規(guī)模；同時不斷加快推進城中村、舊廠房等改造，推動區(qū)域低效土地資源再利用，從而盤活區(qū)域存量建設用地；（2）強化土地用途管制。構(gòu)建區(qū)域建設用地優(yōu)化和人口、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移互動協(xié)調(diào)新機制，推進以城市群（江淮、皖江）為主體、大中小城市協(xié)調(diào)布局的新型城鎮(zhèn)化格局；逐步建立以用途管制作為基礎(chǔ)、覆蓋地上、下的土地規(guī)劃體系，嚴格劃定區(qū)域基本農(nóng)田邊界線和建設用地邊界線，建立規(guī)范的土地用途性質(zhì)轉(zhuǎn)變的機制；（3）優(yōu)化城鎮(zhèn)用地結(jié)構(gòu)。根據(jù)生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀的要求，嚴格限制區(qū)域各類工業(yè)園區(qū)及新城區(qū)建設，不斷優(yōu)化城市工業(yè)用地布局；建立統(tǒng)一的城鄉(xiāng)土地市場，通過土地市場來調(diào)節(jié)城鎮(zhèn)土地供求，合理配置土地資源，優(yōu)化城鎮(zhèn)用地結(jié)構(gòu)，提高土地利用效益，從而保障安徽省新型城鎮(zhèn)化有序推進。

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