基于GIS和DEA的城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益評價以重慶市南岸區(qū)為例

張曉娟,周啟剛,國洪磊

(重慶工商大學(xué) a.環(huán)境與資源學(xué)院;b.旅游與國土資源學(xué)院,重慶 400067)

張曉娟a,b,周啟剛a,b,國洪磊a,b

(重慶工商大學(xué) a.環(huán)境與資源學(xué)院;b.旅游與國土資源學(xué)院,重慶 400067)

以重慶市南岸區(qū)2000年、2004年、2007年、2010年、2014年的Landsat TM遙感影像作為數(shù)據(jù)源,在利用ArcGIS對城鎮(zhèn)建設(shè)用地進(jìn)行提取的基礎(chǔ)上,運(yùn)用象限分析法和擴(kuò)展指數(shù)分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地在時空上的擴(kuò)展特征;建立DEA模型,利用MatLAB計算城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)效益;利用一元線性回歸和DEA預(yù)測2026年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)果表明:2000—2014年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積在空間上擴(kuò)展的大小關(guān)系是：西南gt;東北gt;正西gt;西北gt;正東gt;正南gt;正北gt;東南方向,期間面積增加1938.29hm2;2000年和2014年城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益有效,2004年、2007年和2010年城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益為無效，預(yù)測出2026年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益有效。研究結(jié)果為南岸區(qū)和重慶市的可持續(xù)發(fā)展、城鎮(zhèn)建設(shè)用地的合理擴(kuò)展和經(jīng)濟(jì)效益的有效發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)。

城鎮(zhèn)建設(shè)用地;DEA模型;經(jīng)濟(jì)效益;回歸分析

1 前言

城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展是城市化發(fā)展的首要條件,城鎮(zhèn)建設(shè)用地在結(jié)構(gòu)和數(shù)量上的變化都會對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)收益帶來影響[1]。近年來,我國城市化發(fā)展十分迅速,城鎮(zhèn)化率一直處于增長趨勢,同時人地矛盾也不斷在加大[2],城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的健康與否直接關(guān)系到當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)劣。隨著中國城市化水平的不斷提高,對土地利用的需求不斷發(fā)生變化。然而在社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下,可利用的土地資源逐漸減少,尤其是近年來我國耕地、林地、草地等面積不斷減少,大量農(nóng)用地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地,使人地矛盾日益突出。

隨著地理信息系統(tǒng)(GIS)技術(shù)的發(fā)展,GIS技術(shù)逐漸成為了監(jiān)測城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展動態(tài)變化的有效方法和途徑,并逐漸成為一種趨勢[3,4]。對城市用地經(jīng)濟(jì)效益評價的研究在國外開展得較早,德國最早提出經(jīng)濟(jì)效益評價[5]。近年來,我國部分學(xué)者將數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型的理論與模型應(yīng)用于城市土地利用效率的評價中,取得了良好的效果,如朱紅梅、陳云、譚潔等利用DEA模型對長沙市城市用地經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了評價[6];宋戈、高楠利用DEA模型對哈爾濱市土地利用經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了分析[7];周偉、曹銀貴、王靜等利用GIS和DEA對三峽庫區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了評價[8]。本研究主要采用2000年、2004年、2007年、2010年、2014年五期Landsat TM遙感影像作為重慶市南岸區(qū)數(shù)據(jù)源,利用ERDAS 9.1軟件對遙感影像進(jìn)行4波段、3波段、2波段組合,采用人機(jī)交互的解譯方法獲取研究區(qū)的土地利用數(shù)據(jù)。通過對南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行評價,為南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)展程度和經(jīng)濟(jì)的高效發(fā)展提供參考依據(jù)。

2 研究區(qū)域概況

南岸區(qū)位于重慶市的西南部方向,地處東經(jīng)106°3′14″—106°47′2″、北緯29°27′2″—29°37′2″之間,區(qū)域東部、南部與巴南區(qū)接壤,西部瀕臨渝中區(qū)、九龍坡區(qū),北靠渝北區(qū)、江北區(qū)。南岸區(qū)四季分明、春秋季短、夏熱冬暖、熱量豐富、雨量充沛,地處亞熱帶季風(fēng)區(qū),濕度大、云霧多。2014年,南岸區(qū)戶籍人口為66.34萬人,轄區(qū)總面積為26309hm2,地區(qū)生產(chǎn)總值為6081368萬元。與2000年相比,南岸區(qū)第一產(chǎn)業(yè)減少了2332萬元,下降了4.96%;第二產(chǎn)業(yè)增加了408278萬元,增長了11%;第三產(chǎn)業(yè)增加了355151萬元,增長了15.28%。南岸區(qū)作為重慶市的主城區(qū)之一,經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分迅速,同時作為城鄉(xiāng)結(jié)合區(qū)域,具有一定的典型性與特殊性。研究南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)展程度和經(jīng)濟(jì)效益能,可為我國城鄉(xiāng)結(jié)合部城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展給經(jīng)濟(jì)帶來的效益影響評價提供借鑒。

圖1 研究區(qū)區(qū)位

3 數(shù)據(jù)源及研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來源

以2000年、2004年、2007年、2010年、2014年五期Landsat TM遙感影像數(shù)據(jù)作為南岸區(qū)影像數(shù)據(jù)源,所有影像數(shù)據(jù)采用Albers投影,中央經(jīng)線為東經(jīng)110°,雙標(biāo)準(zhǔn)緯線分別為北緯25°和47°。Landsat TM影像數(shù)據(jù)1波段、2波段、3波段、4波段、5波段、7波段的空間分辨率均為30m,6波段分辨率為120m[9],相關(guān)的社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于2000—2014年的《重慶市統(tǒng)計年鑒》[10]與《中國統(tǒng)計年鑒》[11]。

3.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

首先對遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,影像數(shù)據(jù)預(yù)處理方法主要包括對影像圖進(jìn)行輻射校正、幾何校正和鑲嵌處理;然后運(yùn)用ERDAS10.1軟件對南岸區(qū)2000年、2004年、2007年、2010年和2014年的LandSat TM遙感影像進(jìn)行4波段、3波段、2波段組合；再采用人機(jī)交互的解譯方法獲取研究區(qū)2000年、2004年、2007年、2010年、2014年五期Landsat TM遙感影像的土地利用數(shù)據(jù)。

3.3 研究方法

象限分析法:象限分析法是在對城鎮(zhèn)建設(shè)用地空間格局變化研究時常用的方法,這種方法能讓人直觀地了解到研究區(qū)域在不同時間、不同方位的擴(kuò)展進(jìn)程。通過對不同時期和不同方位的城鎮(zhèn)建設(shè)用地增減圖斑的疊加,分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地的空間擴(kuò)展特征[12]。

擴(kuò)展指數(shù):利用擴(kuò)展速度和擴(kuò)展強(qiáng)度指數(shù)都是為了描述城鎮(zhèn)建設(shè)用地的數(shù)量變化,表示南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地在不同時期擴(kuò)展的強(qiáng)弱程度。擴(kuò)展速度是指某一時期內(nèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地的平均擴(kuò)展面積,即絕對擴(kuò)展;擴(kuò)展強(qiáng)度是指某一時期內(nèi)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積的面積增長比率,即相對擴(kuò)展[13,14]。表達(dá)式為:

(1)

(2)

式中,V表示研究期城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展速度;R表示研究期城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展強(qiáng)度;Ub表示期末城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積(hm2);Ua表示期初城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積(hm2);T表示研究時間段(年)。

DEA模型的數(shù)學(xué)原理:DEA模型于1978年由著名的運(yùn)籌學(xué)家查恩斯、庫伯、羅茲首先提出,用于評價相同部門間的相對有效性(因此被稱為DEA有效)[15]。DEA模型相比其他評價模型具有多種優(yōu)勢,DEA模型適用于對多個輸入與輸出的有效性綜合評價,排除以往單個輸入與單個輸出模型的限制;DEA模型不需要單獨(dú)對因子賦權(quán)重,而是以決策單元輸入與輸出因子的實(shí)際數(shù)據(jù)求得最優(yōu)權(quán)重,排除了很多主觀因素,具有很強(qiáng)的客觀性;DEA方法并不直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合,因此決策單元的最優(yōu)效率指標(biāo)與投入指標(biāo)值、產(chǎn)出指標(biāo)值的量綱選取無關(guān),應(yīng)用DEA方法建立模型前無須對數(shù)據(jù)進(jìn)行無量綱化處理。

使用DEA模型時,設(shè)某個決策單元DMU在經(jīng)濟(jì)活動中的輸入向量值為x=(x1,x2,…,xm)T,輸出向量值為y=(y1,y2,…,ys)T,DMU的生產(chǎn)活動水平指標(biāo)集為(x,y)。假設(shè)共有n個DMU,其中第j個DMUi的輸入值為：xj=(x1j,x2j，…,xsj)T,輸出值為：yj=(y1j,y2j,…,ysj)T,j=1,2,…,n,則第j個決策單元的效率評價指數(shù)為:

(3)

式中,vi為第i項(xiàng)輸入指標(biāo)的權(quán)值;ur為第r項(xiàng)輸出指標(biāo)的權(quán)值;(x,y)為已知的數(shù)據(jù);vi和ur為未知的數(shù)據(jù)。

通過構(gòu)造C2R模型,可判斷決策單元DMU的有效性,滿足以下條件:

(4)

V=(v1,v2,v3)T≥0，u=(u1,u2,u3)T≥0

(5)

maxhj0=μTy0,s.t.wTxj-μTyj≥0 (j=1,2,…,n)

(6)

根據(jù)線性規(guī)劃對偶理論,引入松弛變量s+和剩余變量s-,則式(6)的對偶規(guī)劃為:

(7)

λj≥0,j=1,2,…,n；θ無約束s+≥0s-≥0

一元線性回歸:一元線性回歸分析法是根據(jù)樣本數(shù)據(jù)通過回歸分析所得到的數(shù)學(xué)表達(dá)式,它反映了一個變量(因變量)對另一個變量(自變量)的回歸關(guān)系[14]。其表達(dá)式為：

y=ax+b

(8)

式中,y表示因變量,x表示自變量,a表示斜率,b表示截距。利用最小二乘法求得a與b的計算式為:

(9)

4 結(jié)果分析

4.1 2000—2014年城鎮(zhèn)建設(shè)用地空間變化特征

以南岸區(qū)長生橋鎮(zhèn)為中心,將南岸區(qū)分為夾角成45°的8個象限,再與各時期建設(shè)用地的相關(guān)擴(kuò)展指數(shù)來分析南岸區(qū)2000—2014年間城鎮(zhèn)建設(shè)用地的擴(kuò)張趨勢及特征,其擴(kuò)張趨勢見圖2,利用ArcGIS統(tǒng)計可得南岸區(qū)各方向城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積,見表1。

圖2 重慶市南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地不同方位擴(kuò)展圖

變化情況期初期末變化總量年均變化東北方向209．52663．67454．1430．28東南方向48．3683．2834．922．33西北方向1171．981446．79274．8118．32西南方向1590．322097．41507．0933．81正北方向24．7374．3249．593．31正東方向46．37165．55119．187．95正南方向417．85512．9295．076．34正西方向2398．942802．42403．4826．90合計方向5908．077846．361938．29129．22

從表1可見,2000—2014年重慶市南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積總共增加了1938.29hm2,平均每年增加了129.22hm2,城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積由2000年的5908.07hm2增加到了2014年的7846.36hm2。在八個方位中,南岸區(qū)西南方向的面積由2000年的1590.32hm2增加到2014年的2097.41hm2,面積增加了507.09hm2,年均增加了33.81hm2;東北方向的城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積由2000年的209.52hm2增加到2014年的663.67hm2,面積增加了454.14hm2,年均增加30.28hm2;正西方向的城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積由2000年的2398.94hm2增加到2014年的2802.42hm2,面積增加了403.48hm2,年均增加26.90hm2;東南方向的城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積由2000年的48.36hm2增加到2014年的83.28hm2,面積增加了34.92hm2,年均增加2.33hm2。城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增加的大小關(guān)系為:西南gt;東北gt;正西gt;西北gt;正東gt;正南gt;正北gt;東南方向,增加面積最多的是西南方向，反映出15年中重慶市南岸區(qū)的主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展方向?yàn)槲髂戏较?最少的是東南方向的面積,說明東南方向區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展次于其他方向的區(qū)域。

4.2 2000—2014年城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展速度與強(qiáng)度

由表2分析可知:2000—2014年重慶市南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積逐年增長,擴(kuò)展強(qiáng)度與速度不斷提高,占土地總面積的比例不斷增加。南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積總共增加了1938.29hm2,擴(kuò)展強(qiáng)度由0.05%增加到5.49%,擴(kuò)展速度由0.27hm2/a上升到430.86hm2/a,占土地總面積的比例由22.51%增加到29.90%。2000年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為5908.07hm2,占土地總面積的22.51%;2004年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為5909.14hm2,占土地總面積的22.52%,比2000年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增加了1.07hm2,該五年城鎮(zhèn)建設(shè)用地平均增長速度為0.27hm2/a,擴(kuò)展強(qiáng)度為0.05%;2007年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為5996.38hm2,占土地總面積的22.85%,比2004年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增加了87.24hm2,該四年城鎮(zhèn)建設(shè)用地平均增長速度為29.08hm2/a,擴(kuò)展強(qiáng)度為0.48%;2010年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為6122.91hm2,占土地總面積的23.33%,比2007年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增加126.53hm2,該四年城鎮(zhèn)建設(shè)用地平均增長速度為42.18hm2/a,擴(kuò)展強(qiáng)度為0.69%;2014年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為7846.36hm2,占土地總面積的29.90%,比2010年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增加了1723.45hm2,該五年城鎮(zhèn)建設(shè)用地平均增長速度為430.86hm2/a,擴(kuò)展強(qiáng)度為5.49%。由南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積在擴(kuò)展速度與擴(kuò)展強(qiáng)度上的變化趨勢可見,近年來南岸區(qū)擴(kuò)展城鎮(zhèn)建設(shè)用地的力度不斷加大,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強(qiáng)度不斷提高。南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展態(tài)勢見圖3。

表2 南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積變化情況統(tǒng)計

圖3 重慶市南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展態(tài)勢

投入指標(biāo)產(chǎn)出指標(biāo)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積(X1)地區(qū)生產(chǎn)總值(Y1)固定資產(chǎn)投資總額(X2)第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(Y2)第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員(X3)第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值(Y3)第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員(X4)—

4.3 城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)效益評價

評價指標(biāo)的選取:對土地利用經(jīng)濟(jì)效益評價的投入指標(biāo)一般選取土地投入、資金投入和勞動力投入;土地利用經(jīng)濟(jì)效益評價產(chǎn)出指標(biāo)一般選取與投入指標(biāo)相對應(yīng)且關(guān)聯(lián)度較高的指標(biāo),用第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和財政預(yù)算內(nèi)收入來表示[16]。在對重慶市南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益評價中，將土地投入指標(biāo)確定為城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積;資金投入主要是通過固定資產(chǎn)投資總額來表示;勞動力投入用第二產(chǎn)業(yè)人員數(shù)量和第三產(chǎn)業(yè)人員數(shù)量來表示。城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出用重慶市南岸區(qū)的地區(qū)生產(chǎn)總值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值來表示[17],各項(xiàng)投入產(chǎn)出指標(biāo)見表3。

對決策單元(南岸區(qū)2000—2014年城鎮(zhèn)建設(shè)用地有效值)的計算過程,以2000年的輸入輸出為例:

minVD=θ

(10)

利用MATLAB求解DEA模型。通過編程計算式(10)得到各年份(決策單元)的效益值，見表4。

表4 2000—2014年決策單元松弛變量變化及效益值情況

規(guī)模效益分析:在對城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益的有效性分析之后,需要對其規(guī)模效益進(jìn)一步分析。通過表5可知,2000年Σλj=1(j=1,2,3,4,5),表明2000年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地處于規(guī)模效益不變階段,即城鎮(zhèn)建設(shè)用地投入與產(chǎn)出呈等量增加的最佳投入—產(chǎn)出狀態(tài); 2004年、2007年、2010年Σλjlt;1(j=1,2,3,4,5),則2004年、2007年和2010年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模效益處于遞增階段,即城鎮(zhèn)建設(shè)用地產(chǎn)出的增加比例大于投入增加比例;2014年Σλj=1(j=1,2,3,4,5),說明2014年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模效益處于規(guī)模效益不變階段,即城鎮(zhèn)建設(shè)用地投入與產(chǎn)出呈等量增加的最佳投入—產(chǎn)出狀態(tài)。

投入—產(chǎn)出的結(jié)構(gòu)調(diào)整分析:由以上分析可見,南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益并不是每年都是有效的,所以在無效的年份需要做出一些調(diào)整。本文建立了DEA模型,利用MATLAB軟件編程求解得出相關(guān)調(diào)整值見表5。

表5 2000—2014年決策單元結(jié)構(gòu)調(diào)整變化情況

表6 2004年決策單元調(diào)整過程

表7 2000—2014年決策單元指標(biāo)調(diào)整結(jié)構(gòu)變化情況

從松弛變量和效益值來看,2000年和2014年效益值為1且為DEA有效,所以不需做調(diào)整。現(xiàn)保持產(chǎn)出不變,經(jīng)過調(diào)整實(shí)現(xiàn)DEA有效。2004年,其效益值小于1,為非DEA有效。南岸區(qū)應(yīng)將城鎮(zhèn)建設(shè)用地的面積減少到3868.12hm2,第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員減少到7.14萬人,第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員減少到5.88萬人,固定資產(chǎn)投資總額減少到787602.28萬元;2007年,其效益值小于1,為非DEA有效,南岸區(qū)應(yīng)將城鎮(zhèn)建設(shè)用地的面積減少到2525.03hm2,第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員減少到3.38萬人,第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員減少到4.63萬人,固定資產(chǎn)投資總額減少到1257532.01萬元;2010年,其效益值小于1,為非DEA有效,南岸區(qū)應(yīng)將城鎮(zhèn)建設(shè)用地的面積減少到5595.28hm2,第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員減少到7.43萬人,第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員減少到10.36萬人,固定資產(chǎn)投資總額減少到2848590.95萬元。現(xiàn)保持投入不變,經(jīng)過調(diào)整實(shí)現(xiàn)DEA有效。2004年需要將地區(qū)生產(chǎn)總值增加到1008720.70萬元,第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值保持不變,第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增加到288063.34萬元;2007年,地區(qū)生產(chǎn)總值保持不變,第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增加到957535.42萬元,第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值保持不變;2010年,需要將地區(qū)生產(chǎn)總值增加到3550800.62萬元,第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值保持不變,第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值增加到1346668.86萬元。

從規(guī)模效益看,2000年和2014年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模效益指數(shù)為1,故不需作調(diào)整。2004年、2007年、2010年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模效益指數(shù)都小于1,處于規(guī)模效益遞增階段。若該階段增加投入,就能極大地提高產(chǎn)出;2004年、2007年和2010年,南岸區(qū)應(yīng)增加固定資產(chǎn)投資總額、第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員和第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員的投入,使南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地獲得更多的經(jīng)濟(jì)收益。

城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測:由一元線性回歸分析法預(yù)測到2026年時南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積為8683.96hm2,固定資產(chǎn)投資總額為8756078.78萬元,第二產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員為14.54萬人、第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員為35.46萬人,地區(qū)生產(chǎn)總值為10120126.55萬元、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為6151051.34萬元、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為4051938.61萬元。該預(yù)測值與2014年各指標(biāo)值相比都有所增加,但這種投入與產(chǎn)出的增加是否對經(jīng)濟(jì)收益有效,需要進(jìn)一步得到驗(yàn)證。根據(jù)已求出的2026年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益評價指標(biāo)數(shù)據(jù)預(yù)測值,建立DEA模型,運(yùn)用MATLAB軟件編程求出2026年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展的經(jīng)濟(jì)效益見表8。

表8 南岸區(qū)2026年城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益評價指標(biāo)數(shù)據(jù)預(yù)測值

表9 2026年南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益值

5 結(jié)論

通過對重慶市南岸區(qū)2000—2014年土地資源利用結(jié)構(gòu)的分析可見,南岸區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展在取得一系列成就時,城鎮(zhèn)建設(shè)用地的利用仍然存在一些問題:城鎮(zhèn)建設(shè)用地需求增加較快,占用耕地、林地較多。期間城鎮(zhèn)建設(shè)用地增加最多,增加了1938.29hm2,平均每年增加161.58hm2;林地面積減少最多,共減少1751.90hm2,平均每年以116.79hm2的速度減少;耕地面積減少825.45hm2,平均每年減少55.03hm2。

在對南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,本文采用了適合當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益評價指標(biāo)體系,建立了DEA模型，運(yùn)用MATLAB求解得到:研究期間,南岸區(qū)2000年、2014年的城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)效益均為1,說明城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益為DEA有效;2004年、2007年、2010年的建設(shè)用地有效值分別為0.6546、0.5244、0.8076,說明城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益為無效。

通過對重慶市南岸區(qū)2026年城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展經(jīng)濟(jì)效益的預(yù)測,本文提出推進(jìn)南岸區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地合理擴(kuò)展的對策，主要包括以下幾方面:①合理規(guī)劃城鎮(zhèn)建設(shè)用地擴(kuò)展規(guī)模,避免盲目擴(kuò)展。②優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),提高產(chǎn)出效率。③提高人口綜合素質(zhì),注重勞動力資源合理配置。④合理調(diào)整城鎮(zhèn)建設(shè)用地經(jīng)濟(jì)投入結(jié)構(gòu),提高經(jīng)濟(jì)效益。⑤完善土地利用制度體系,強(qiáng)化政府監(jiān)督管理。

[1]王生.重慶市南岸區(qū)城市化過程中建設(shè)用地擴(kuò)展研究[D].重慶:西南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2008.

[2]朱艷莉.重慶市南川區(qū)土地利用變化及效益分析研究[D].重慶:西南大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009.

[3]韓濤.遙感監(jiān)測土地覆蓋變化的方法及研究進(jìn)展[J].干旱氣象,2004,22(2)∶76-81.

[4]張炳智,張繼賢.土地利用動態(tài)遙感監(jiān)測中多源遙感影像融合方法比較研究[J].測繪科學(xué),2000,25(3)∶46-50.

[5]楊志榮,吳次芳,靳相木,等.基于DEA模型的城市用地經(jīng)濟(jì)效益比較研究[J].長江流域資源與環(huán)境,2009,18(1)∶14-18.

[6]朱紅梅,陳云,譚潔,等.基于DEA模型的長沙市城市用地經(jīng)濟(jì)效益評價[J].農(nóng)業(yè)科技管理,2013,32(2)∶11-13.

[7]宋戈,高楠.基于DEA方法的城市土地利用經(jīng)濟(jì)效益分析——以哈爾濱市為例[J].地理科學(xué),2008, 28(2)∶185-188.

[8]周偉,曹銀貴,王靜,等.基于GIS和DEA的三峽庫區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化與效益評價[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2010, 29(11)∶1420-1426.

[9]李建輝,周啟剛,陳倩.等.基于RS和GIS的建設(shè)用地變化研究----以重慶市主城九區(qū)為例[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012，(29)∶76-90.

[10]重慶市統(tǒng)計局.重慶市統(tǒng)計年鑒[M].重慶：2000-2014.

[11]國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒[M].北京：2000-2014.

[12]王福海.特大山地城市建設(shè)用地擴(kuò)展及其遙感地表特征參量響應(yīng)研究[D].重慶：重慶工商大學(xué)碩士學(xué)位論文,2015.

[13]王厚軍,李小玉,張祖陸,等.1979—2006年沈陽市城市空間擴(kuò)展過程分析[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2008,19(12)∶2673-2679.

[14]李飛雪,李滿春,劉永學(xué),等.建國以來南京城市擴(kuò)展研究[J].自然資源學(xué)報,2007,22(4)∶524-535.

[15]魏權(quán)齡.數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(第三版)[M].北京：科技出版社,2004∶5-9.

[16]李文亮,邱三平.一元線性回歸模型在經(jīng)濟(jì)預(yù)測中的應(yīng)用[J].濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2003,2(2)∶34-36.

[17]馮達(dá),黃華明,張毅,等.湖南省城市土地利用效率DEA分析[J].國土資源科技管理,2007,24(1)∶51-54.

ZHANG Xiao-juana,b,ZHOU Qi-ganga,b,GUO Hong-leia,b

(Chongqing Technology and Business University,a.Tourism and Land Resources School;b.College of Environment and Resources,Chongqing 400067,China)

Taking 2000,2004,2007,2010,2014 Landsat TM of the Nan′an District of Chongqing City as the data source,this paper based on using the ArcGIS to extract the urban construction land,using the quadrant analysis method and the expansion index to analyze the urban construction land in temporal propagation characteristics,establishing the DEA model and using MatLAB to analyze the urban construction land expansion economic benefits,using the method of linear regression and DEA to predict the effective value of the economic benefit of urban construction land expansion in the Nan′an district in 2026.The results showed that in 2000-2014 period,by quadrant analysis method to realize Nan′an District urban construction land relationship between the magnitude of the expansion area in space was southwestgt;northeastgt;westgt;northwestgt;eastgt;southgt;northgt;southeast direction,urban construction land area increased 1938.29 hectares,urban construction land of 2000 and 2014 with valid values were efficient,in 2004,2007 and 2010 were invalid.It was predicted that the economic benefit of the urban construction land of the Nan′an District in 2026 were effective.The research results provided the theoretical and practical support for the sustainable development of the Nan′an District of Chongqing City,the rational expansion of urban construction land and the effective development of economic benefits.

urban construction land;DEA model;economic benefit;regression analysis

2016-11-17；

2016-12-18

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號:41101503)。

張曉娟(1993-),女,貴州省仁懷人,碩士研究生,主要從事環(huán)境規(guī)劃與管理究。

周啟剛(1976-),男,重慶市銅梁人,博士,教授,主要從事3S理論與土地利用研究。

F293.2；F224.12

A

1005-8141(2017)01-0014-06