基于DEA的忻州市土地利用效率分析

李 敏，王 瑾，畢如田

（山西農業大學資源環境學院，山西太谷030801）

基于DEA的忻州市土地利用效率分析

李 敏，王 瑾，畢如田

（山西農業大學資源環境學院，山西太谷030801）

選取忻州市2000，2003，2005，2008，2010年5 a的相關數據，利用DEA模型對忻州市的土地利用效率進行分析。結果表明，忻州市各市縣的綜合技術效率差別較大；忻州市綜合技術效率總體上呈下降趨勢，并呈現波動變化；影響忻州市綜合技術效率的因素主要是規模效率。忻州市土地利用效率總體上呈降低趨勢，并呈現出波動變化；各市縣土地利用效率的內部差異比較大。

土地利用效率；生態服務價值；CCR模型；BCC模型；忻州市

當前，我國土地資源十分緊缺，土地利用效率成為影響經濟發展的重要因素[1]。集約節約利用作為當前土地利用的主要發展方向，已成為學者們研究的熱點。隨著土地利用多樣化的發展，提高土地利用效率是集約節約利用土地資源的重要途徑[2-3]。

國內外學者運用不同方法對土地利用效率進行了研究，包括單因素評價法、多元指標綜合評價法、熵權法、數據包絡分析法（Data Envelopment Analysis）以及GIS技術[4-7]。土地利用效率反映的是土地的投入產出關系[8]。最初對于土地利用效率的研究大多集中在經濟效益方面，多選取建設用地面積和國內生產總值（GDP）作為投入產出指標[9]。隨著研究的深入，對于土地利用效率的評價已經不僅僅局限于經濟效益，對于社會效益以及生態效益的綜合評價指標體系開始出現[10]。在投入指標方面，從業人口、固定資產投入被引入指標體系[11-12]；在產出指標方面，可支配收入、工業增加值、公共綠地面積等被納入體系[13-15]。

忻州市土地資源豐富，相對質量較差。2000—2010年，忻州市從業人員經歷了先增加后減少的一個過程，2000年達到1 074 680人，而2010年卻只有226 976人。忻州市的固定資產投入和建設用地面積均呈現上升趨勢，2010年比2000年分別增加了94.32%，14.74%；在此投入水平下，GDP和工業增加值2010年比2000年分別增長82.35%，94.08%。然而，忻州市的生態服務價值卻從2000年的76.395萬元下降到2010年的66.652萬元。在此背景下，對忻州市土地利用效率進行評價研究具有理論和現實意義。

本研究運用DEA方法[16-17]，建立相對客觀的評價忻州市土地利用的指標體系，旨在對忻州市14個市縣土地利用效率進行評價，找出其土地利用效率差異形成的原因，并提出相關建議。

1 數據來源

本研究選取包括忻府區、原平市2區（市）以及定襄縣、五臺縣、代縣、繁峙縣、寧武縣、靜樂縣、神池縣、五寨縣、岢嵐縣、河曲縣、保德縣、偏關縣2000，2003，2005，2008，2010年5 a的相關數據進行分析。各市縣的各項投入產出指標數據均來自忻州市這5 a統計年鑒的社會經濟數據和土地變更數據庫，以2007年8月國土資源部頒布執行的《土地利用現狀分類》國家標準為依據。

另外，對于生態服務價值（ESV），采用冉圣宏提出的中國各種土地利用類型單元面積的生態價值估算方法進行計算（表1）[18-19]。

表1 忻州市土地生態服務價值變化情況 萬元

表1結果顯示，2000—2010年，忻府區、五臺縣、代縣、繁峙縣、寧武縣、靜樂縣、神池縣、五寨縣、岢嵐縣、河曲縣、偏關縣、原平市等12個縣（區、市）的生態服務價值總體上呈下降趨勢。只有定襄縣和保德縣2個縣的生態服務價值呈增加趨勢。忻州市土地生態服務價值總體上經歷了一個先增加后降低的過程，其中，2003年較高，2010年較低。

2 研究方法

2.1 土地利用效率評價DEA模型選擇

DEA（Data Envelopment Analysis）方法是以相對效率概念為基礎，根據多指標投入和多指標產出對相同類型的決策單位進行相對有效性或效益評價的一種系統分析方法。其中，在固定規模報酬假設下提出的一種效率測度法，稱為CCR模式[20]；排除規模因素制約的情況下，更為準確地反映所考察對象的經營管理水平的修正模型稱為BCC模式[21]。本研究采用DEA 2.1軟件進行忻州市土地利用效率測算。

假設某系統中有n個決策單元（Decision Marki ngUnits，DMU），每個DMU有m種投入指標和s種產出指標，并設xmj為DMUj第m種資源的投入量，ysj為DMUj第s種產出量，對于CCR模型而言，第j（j＝1，2，…，n）DMU有如下的DEA模型。

式中，θ為效率評價指數，λj為投入和產出的權向量。公式（1）計算得出的是純技術效率值，假設Σλj＝1，求解得出的則是綜合技術效率值。

當約束條件加入Σλj＝1，該模型就變成了BCC模型。

2.2 土地利用效率評價投入產出指標確定

根據DEA模型對指標選取的準則和依據的要求，選取了評價忻州市土地利用效率的投入產出指標。其中，投入指標為從業人口、固定資產投入、建設用地面積；產出指標為生態服務價值（ESV），國內生產總值（GDP）和工業增加值（表2）。

表2 忻州市土地利用效率DEA評價指標體系

3 結果與分析

3.1 忻州市土地利用效率測算結果

本研究運用DEA模型對忻州市各市縣2000，2003，2005，2008，2010年的相關數據進行測算，得出這5 a忻州市14個市縣的綜合技術效率、規模效率和純技術效率。

從綜合技術效率角度分析，2000，2003，2005，2008，2010年忻州市各市縣綜合技術效率值相差較大，最大值為1，最小值僅為0.495（表3）。

從規模效率角度分析，5 a中各市縣規模效率值變化比較大，最大值為1，最小值為0.495（表4）。

從純技術效率角度分析可看出，2000，2003年忻州市14個縣（市、區）的純技術效率值都等于1；2005，2008年，除定襄縣的純技術效率為0.859和0.703外，其余各縣（市、區）都等于1；2010年，除河曲縣的純技術效率為0.997外，其余各縣（市、區）都等于1（表5）。

表3 忻州市土地利用綜合技術效率

表4 忻州市土地利用規模效率

表5 忻州市土地利用純技術效率

3.2 忻州市土地利用綜合技術效率14個市縣的比較

對2000，2003，2005，2008，2010年忻州市14個縣（市、區）的土地利用綜合技術效率值進行測算發現，這5a忻州市各縣市的土地利用綜合技術效率平均值較高，分別為0.936，0.936，0.860，0.839，0.866。忻州市14個市縣綜合技術效率的市縣間比較如圖1所示。

由圖1可知，忻州市各市縣的綜合技術效率差別較大，大體在0.6～1.0，說明忻州市各市縣中的土地利用效率差別較大；代縣、寧武縣、靜樂縣、岢嵐縣的綜合技術效率較高；其次是河曲縣、保德縣和偏關縣，綜合技術效率值在0.95以上，定襄縣、五臺縣、繁峙縣的綜合技術效率值都在0.90左右，忻府區的綜合技術效率值在0.80左右，神池縣、五寨縣、原平市的綜合技術效率值較低，在0.80以下，其中，原平市最低，且原平市的規模效率總體呈遞減趨勢（表4）。

綜合表3，4，5數據可以發現，影響忻州市綜合技術效率的主要是規模效率。規模效率高的市縣（區），綜合技術效率也高；規模效率低的市縣（區），綜合技術效率也低。

3.3 忻州市土地利用綜合技術效率值年際變化

2000，2003，2005，2008，2010年5 a中忻州市的土地利用綜合技術效率總體呈下降趨勢，其中，2008年綜合技術效率達到了最低，之后又開始上升。與2010年相比，2008年的投入水平并沒有低很多，在產出指標中，ESV和GDP也在一個正常的產出水平下。但是，工業增加值卻有較大的差距。2000—2008年，投入水平的增長速度大于產出水平的增長速度，從而導致土地利用效率逐年降低。

3.4 忻州市土地利用效率的影響因素

本研究選取從業人口數量、固定資產投入和建設用地面積為投入指標，ESV，GDP和工業增加值為產出指標，通過研究發現，投入指標的大小與土地利用效率的高低成反比例關系，即從業人口越多，固定資產投入越多，建設用地面積越大，則土地利用效率越低，反之亦然；然而，產出指標的大小與土地利用效率的高低成正比，即ESV越大，GDP越高，工業增加值越多，土地利用效率越高。

4 結論與建議

綜合各市縣年際變化情況來看，忻州市土地利用效率總體上降低，并呈現出波動變化；各市縣土地利用效率的內部差異比較大。其中，代縣、寧武縣、靜樂縣、岢嵐縣土地利用效率高且穩定；河曲縣、保德縣、偏關縣的土地利用效率除個別年份發生變化，總體上處于較高水平；定襄縣、五臺縣、繁峙縣一直處于較高水平的波動狀態；神池縣、五寨縣、原平市的土地利用效率都處于較低水平的波動狀態。

由于本研究是從投入角度分析土地利用效率的，即產出不變，使投入盡可能縮小。所以，從減少投入的角度建議：適當減少固定資產的投入，使得規模報酬達到一個平衡狀態；合理配置各種土地利用類型，調整建設用地面積；在土地利用的過程中，注重生態環境保護，提高生態服務價值。

［1］郭艷桃.生態效率：評價土地利用生態效益的新視角[J].中國集體經濟，2010（12）：71-72.

［2］易秋圓.土地利用功能分類與評價研究進展[J].貴州農業科學，2013，41（2）：188-191.

［3］Xin L.The differential analysis on intensive use efficiency of construction land [J].Journal of Agricultural Science，2012，4（6）：19-26.

［4］鮑新中.城市土地利用效率的綜合評價[J].城市問題，2009（4）：46-50.

［5］Dong Z J，Ran R P.Evaluation on input-output efficiency of land consolidation project based on DEA：Acase studyofland consolidation project in chongyang county，Hubei province[J].Asian Social Science，2012，8（2）：72-79.

［6］王筱明.基于熵權法的濟南市土地利用效益評價研究 [J].水土保持研究，2008，15（2）：96-98.

［7］秦奮.3S技術在土地利用規劃中的應用[J].河南農業科學，2006（3）：72-76.

［8］馬才學，郭玲霞.武漢城市圈土地資源優化配置研究[J].天津農業科學，2009，15（2）：20-23.

［9］王筱明.數據包絡分析在城市土地利用評價中的應用 [J].山東師范大學學報：自然科學版，2005，20（1）：48-51.

［10］楊海泉.2001—2012年中國三大城市群土地利用效率評價研究[J].地理科學，2015，35（9）：1095-1100.

［11］許心宇.基于DEA和Malmquist模型的甘肅省城市效率及其變化[J].干旱區資源與環境，2013，27（9）：12-17.

［12］李春華，李寧.基于DEA的長沙市土地集約利用效率評價及路徑優化[J].中國農學通報，2011，27（1）：313-317.

［13］申成磊.基于數據包絡分析的分水鎮農村土地利用效率評價[J].中國土地科學，2011，25（1）：16-21.

［14］馬琳.上海市郊區土地利用效率評價研究：基于DEA模型的實證分析[J].內蒙古農業大學學報：自然科學版，2014，35（5）：59-62.

［15］吳得文.中國城市土地利用效率評價 [J].地理學報，2011，66（8）：1111-1121.

［16］游和遠，吳次芳，林寧，等.基于數據包絡分析的土地利用生態效率評價[J].農業工程學報，2011，27（3）：309-315.

［17］鄭新奇，王筱明.城鎮土地利用結構效率的數據包絡分析[J].中國土地科學，2004，18（2）：34-39.

［18］蔣力，徐霞，劉穎慧，等.基于土地利用-生態系統耦合模型的生態系統服務價值評估：以中國北方農牧交錯帶為例[J].天津農業科學，2014，20（1）：74-84.

［19］孫慧蘭.新疆伊犁河流域生態服務價值對土地利用變化的響應[J].生態學報，2010，30（4）：887-894.

［20］羅艷.基于DEA方法的指標選取和環境效率評價研究 [D].北京：中國科學技術大學，2012.

［21］蔣金平.對忻州市土地利用生態系統服務價值估算[J].華北國土資源，2014，4（4）：63-65.

Analysis of Land Use Efficiency in Xinzhou City Based on DEA

LI Min，WANGJin，BI Rutian
（College ofResources&Environment，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

In the paper,the DEA model was used to analyze the land use efficiency of Xinzhou city in 2000,2003,2005,2008, 2010.The results showed that the comprehensive technical efficiency of Xinzhou was a big different.The comprehensive technical efficiency of Xinzhou showed a downward trend in general,and presents the fluctuation change.The main effect of the comprehensive technical efficiency of Xinzhou city was the scale efficiency.The land use efficiency of Xinzhou was decreasing,and chang of land use efficiencywas alsofluctuating.The internal difference ofland use efficiencyin cities and counties was relativelylarge.

land use efficiency;ecosystemservices value;CCR model;BCCmodel;Xinzhou city

F301.24

A

1002-2481（2016）06-0848-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.32

2016-02-08

山西農業大學博士科研啟動項目（412576）；山西農業大學博士后研究項目（614144）

李 敏（1995-），女，山西晉中人，在校學生，研究方向：土地生態與環境管理。王 瑾為通信作者。