重慶市土地利用結構效率的空間差異與影響因素探析①

李 娜，謝德體,2*，王 三

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重慶市土地利用結構效率的空間差異與影響因素探析①

李 娜1，謝德體1,2*，王 三1

(1 西南大學資源環(huán)境學院，重慶 400716；2重慶市三峽庫區(qū)農業(yè)面源污染控制工程技術研究中心，重慶 400716)

隨著經濟的快速發(fā)展和土地利用結構的變化，區(qū)域間用地效率的空間差異也日益顯著，本文以經濟快速發(fā)展中的重慶市為例，通過非期望產出模型、泰爾指數和空間自相關等分析方法研究了2004—2013年重慶市的土地利用結構效率及其空間差異和影響因素。結果表明：①在研究期內，重慶市的土地利用結構效率呈左斜“M”走向的變化趨勢，環(huán)境負產出對土地利用結構效率的提高有一定的負面影響，土地利用的純技術效率是導致技術效率變化的主要原因；②泰爾指數的整體走向與土地利用結構效率的走向剛好相反，呈斜向上的“W”趨勢，泰爾指數逐漸變大，表明土地利用結構效率在空間上的差距在擴大，組間差距的變大是變化的主要原因；③影響因素中除城鄉(xiāng)建設用地中的農村居民點用地與土地利用結構效率空間負相關外，經濟發(fā)展、產業(yè)結構、人口城鎮(zhèn)化以及土地城鎮(zhèn)化與土地利用結構效率均是空間正相關，表明土地的城鎮(zhèn)化能夠一定程度地實現城鄉(xiāng)建設用地結構的內部優(yōu)化。

非期望產出模型；泰爾指數；Moran’s I指數；空間差異；影響因素

改革開放以來，中國經濟高速發(fā)展，到2020年將基本實現并完成發(fā)達國家的快速工業(yè)化階段[1]。與此同時，在土地利用過程中也讓大量的農用地轉化為城鎮(zhèn)用地[2-3]，城市的快速發(fā)展使得土地利用結構不合理[4]、土地利用效率低效[5]、環(huán)境問題也日益嚴重[6]。土地作為不可或缺的生產要素，成為影響轉型時期中國經濟增長的重要因素[7]。因此，研究兼顧環(huán)境約束[8]下的土地資源的配置效率評價[9]、區(qū)域差異特征[10]以及可能產生的經濟效益[11]、社會效益[12]和生態(tài)效益[13]評估成為學界研究的熱點。

梳理相關文獻發(fā)現：①目前研究在土地利用結構效率的測度上，主要考慮經濟[14]、社會[15]、生態(tài)[16]等指標進行綜合測度；②在空間差異的對比上，一類是基于土地的異質性以及利用過程的差異性，會產生不同規(guī)模城市土地利用的差異化[17-18]；二類是基于土地利用不同劃分功能，基于功能與結構的不同進行空間差異的分析[19-20]；③在影響因素的分析上，主要考慮城鎮(zhèn)化(包括人口城鎮(zhèn)化和土地城鎮(zhèn)化)、經濟發(fā)展水平、產業(yè)結構[8,12,19,21]等。

綜上可以看出，已有的文獻較少涉及用地結構對土地利用效率的定量研究，考慮更多的是宏觀經濟的影響。本文基于已有文獻的成果，綜合考慮土地投入產出的期望與非期望的綜合評價，進而進行土地利用結構效率的空間差異化對比，以及可能的影響因素分析，特別是針對用地結構中可能的影響因素進行了探索。同時，本文以重慶市作為研究區(qū)，具有經濟發(fā)展快速、用地結構豐富、典型城市等特點，用于考察中西部地區(qū)內陸城市的土地利用效率情況以及空間差異化原因較典型。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

重慶市地處較為發(fā)達的東部地區(qū)和資源豐富的西部地區(qū)的結合部，是長江經濟帶的重要樞紐，總面積為8.24萬km2。2013年，全市建成區(qū)面積1 395.86 km2，地區(qū)生產總值達12 656.69億元，其中，第一產業(yè)值1 002.68億元，第二產業(yè)值6 397.92億元，第三產業(yè)值5 256.09億元，三次產業(yè)結構比為7.9︰50.5︰41.6。2017年重慶市依據各地的要素稟賦、產業(yè)結構、環(huán)境狀況及城區(qū)競爭力，將全市劃分為4大片區(qū)，即主城片區(qū)、渝西片區(qū)、渝東北片區(qū)、渝東南片區(qū)。

圖1 重慶市4大片區(qū)圖

1.2 基礎模型

1.2.1 非期望產出模型(SBM-Undesirable) 非期望產出模型(SBM-Undesirable)是在Charnes等[22]構建的傳統(tǒng)DEA(Data Envelopment Analysis數據包絡分析)模型的基礎上，Tone[23]構建的非徑向非角度的SBM模型，是同時加入非期望產出的模型。該模型克服了傳統(tǒng)模型徑向角度的缺點，將投入產出的松弛量加入目標函數，不僅解決了松弛變量無效的問題，同時也將非期望產出納入土地利用效率得以實現，使得評價更加全面[24]。模型原理具體如下：

根據定義可得到非期望產出的SBM-Undesirable模型如下：

1.2.2 泰爾指數模型 泰爾指數(Theil index)又稱泰爾熵標準(Theil’s entropy measure)是由泰爾提出，用信息理論中的熵概念來計算收入差異的指標[26]。現廣泛運用于衡量區(qū)域經濟發(fā)展差異[27]、城鎮(zhèn)化發(fā)展差異[28]、土地利用效率的地區(qū)差異[21]、能源消費區(qū)域差異[29]等諸多領域。該指標的優(yōu)點在于不僅能測度區(qū)域內整體的差異，還能將其分解為組間差異和組內差異，進而比較差異貢獻大小，具體方法如公式(4)~(7)：

Theil=Theilw+TheilB(4)

1.2.3 空間自相關 空間自相關分析方法，可認識與地理位置相關的數據間的空間依賴、空間關聯(lián)或空間自相關。其中檢驗全局空間自相關Moran’s I指數，最早由Moran[30]提出，它反映了在一個總的空間范圍內空間依賴的程度；1995年，Anselin[31]提出局部空間自相關檢驗方法，進一步揭示了空間異質性，它表示每個局部單元服從全局總趨勢的程度包括方向和量級，說明空間依賴是如何隨位置變化的，同時可以借助LISA聚類圖和Moran散點圖等方法，將局部空間相關的格局進行可視化，分析其空間分布規(guī)律。局部Moran’s I指數被定義為：

本研究采用探索性空間分析軟件Geoda1.6.7中的雙變量局部空間自相關模塊(Brivariate Local Moran’s I)進行效率值與影響因素之間的空間相關性分析。

1.3 數據來源及指標體系構建

1.3.1 數據來源及處理方法 本文的土地利用數據主要來源于2004—2013年重慶市土地利用變更調查，參考《土地利用現狀分類》和《土地利用現狀調查技術規(guī)程》等國家標準，得到8大類土地利用數據；經濟數據來源于主要來源于各年的《重慶市統(tǒng)計年鑒》以及各個區(qū)縣的政府公眾信息網；非期望產出數據來源于各年的《重慶市各區(qū)縣單位GDP能耗等指標公報》。為了保持數據前后的一致性，將研究期內的土地利用數據統(tǒng)一到《土地利用現狀調查技術規(guī)程》的8大類土地利用分類標準上；同時，為保持經濟數據的時間可比性，處理面板數據時用2004年基期數據對固定資產投資總額、地區(qū)生產總值以及財政收入進行修正[33]，部分少量缺失數據運用線性內插法進行插值補缺。

1.3.2 指標體系的構建 合理選取投入、產出指標是客觀評價城市土地利用效率的關鍵，產出效益不僅要兼顧經濟，也要兼顧社會及生態(tài)效益，同時考慮數據目標性、精簡性和可獲得性。參考已有文獻，綜合得到重慶市的投入、產出指標：①投入指標：選取土地利用類型的8大類面積(km2)以及固定資產投資作為投入指標：耕地1、園地2、林地3、牧草地4、居民點及工礦用地5、交通運輸用地6、水域7、未利用地8[24]、固定資產投資(億元)9；②期望產出指標：地區(qū)生產總值(億元)1、地方財政收入(億元)2、城鎮(zhèn)化率。(3)非農業(yè)人口占年末總人口之比(3)、森林覆蓋率(林地面積與土地總面積之比)4[34]；③非期望產出指標：單位GDP能耗(噸標準煤/萬元)1。

2 結果與分析

2.1 重慶市土地利用結構效率的動態(tài)測度

第一階段：2004—2008年，緩慢上升期。期間重慶市土地利用結構效率值由2004年的0.834上升至2007年的0.881，可能的原因為2007年重慶獲批“國家統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展綜合試驗區(qū)”，國家宏觀戰(zhàn)略的支持，使得重慶的發(fā)展越來越受矚目。基礎建設的步伐加快，大批開發(fā)商涌入重慶，房地產市場成交量與房價均創(chuàng)下歷史水平，主城片區(qū)商品住房銷售面積20.67 km2，比上年增長71.73%。土地利用結構上的變動主要表現在建設用地的增加與農用地、未利用地的減少。

第二階段：2008—2011年，緩慢下降期。2008年由美國的次貸危機引發(fā)全球金融危機，受宏觀調控滯后效應以及世界金融危機影響，重慶的經濟出現不同程度的萎縮，全市商品房銷售僅實現28.72 km2，同比下降19.2%，之前占用的土地新建的房屋開始在市場進行緩慢的消化過程，致使土地利用效率持續(xù)走低。

第三階段：2011—2013年，快速下降期。2011年重慶與上海試點開征房產稅，《重慶市個人住房房產稅征收管理實施細則》頒布，使得在2012年時土地利用結構效率陡降至0.649，主要由于市場對于新稅種的開征帶有不確定的因素，反映在市場上表現為投資、產出、消化同時放緩，致使土地利用結構效率由于純技術效率與規(guī)模效率同時走低，土地利用的技術效率更進一步縮減。

圖2 2004—2013年重慶市土地利用結構效率及分解

圖3 各分解效率與土地利用技術效率的關系

將技術效率進行純技術效率以及規(guī)模效率的分解(圖2)，并通過散點圖反映分解效率對技術效率的貢獻(圖3)，可以看出各區(qū)縣的土地利用分解效率的散點并不能與技術效率實現很好的對角線匹配，僅有少數區(qū)縣在對角線上，說明土地利用結構效率是在純技術效率與規(guī)模效率的共同作用下實現的。對分解效率進行差異化貢獻分析發(fā)現，純技術效率較規(guī)模效率更多地聚集在對角線附近，表現出的擬合度較規(guī)模效率更高，說明在研究期范圍內，純技術效率對于土地利用結構效率的影響大于規(guī)模效率，因此可以大致分析出影響土地利用結構效率低下主要由于純技術效率不高，主要表現在土地利用過程中的粗放以及用地結構不合理導致的管理水平、科技水平不高等，具體影響因素下文分析。

2.2 重慶市土地利用結構效率的空間差異

將上文測算的重慶市37個區(qū)縣在2004—2013年的土地利用結構效率值，按區(qū)域發(fā)展定位不同分為主城片區(qū)、渝西片區(qū)、渝東北片區(qū)、渝東南片區(qū)4個群組，進行泰爾指數的測算，結果見表1，并繪制相應的趨勢圖(圖4)。由圖4可見，泰爾指數的整體走向與土地利用結構效率的走向剛好相反，呈斜向上的“W”趨勢，其中經歷的兩個拐點為2007年、2011年，大致可分為3個階段：第一階段2004—2007年，泰爾指數出現緩慢減少的趨勢，由2004年的0.074 1減少至2007年的0.049 7，這期間主要貢獻的是組內差異，組間差異基本沒變化；第二階段為2007—2011年，泰爾指數呈振蕩變動趨勢，總體增加，2011年較2007年增加了0.026 4，在該階段組內、組間同時作用，但按貢獻度來看依然是組內貢獻為主；第三階段為2011—2013年，泰爾指數在該時期變動最為劇烈，從2011年的0.076 1增加至2013年的0.159 1，在該階段很明顯的可以看出組間貢獻占主要。

表1 2004—2013年重慶市各區(qū)縣的泰爾指數及其分解

如表1所示，2004—2013年組內差距貢獻度從95.75% 的縮減到44.21%，組間差距貢獻度也從4.25%提升至55.79%；組內差距和組間差距10 a間的平均貢獻度分別為81.44% 和18.56%，組內差距仍是影響地區(qū)差距的決定因素。將組內差距進一步分解，分片區(qū)看各片區(qū)的差距都在逐漸縮小，除主城片區(qū)以外的各片區(qū)縮減幅度最大，其中渝東南片區(qū)從13.34縮減至0.00，說明內部差距表現很明顯的縮小甚至消失的趨勢。從側面可以反映出重慶市進行的分區(qū)治理模式是比較有效的，組內發(fā)展趨于協(xié)調，差距逐漸縮小。但從總體的泰爾指數進行分析可以發(fā)現，在研究期內從0.074 1增長到0.159 1，差距超2倍地拉大，主要的增加來源于組間差距的擴大，這種格局在2012年開始形成，表明各片區(qū)間的發(fā)展差距逐漸擴大，未來的政策應該更多地關注在統(tǒng)籌各片區(qū)之間的協(xié)調發(fā)展上。

圖4 2004—2013年重慶市的泰爾指數及其分解

2.3 重慶市土地利用結構效率的影響因素

上文研究表明，重慶市土地利用結構效率空間差異性明顯，參考已有研究成果對于空間差異形成的原因分析，本研究采用空間自相關分析方法探討重慶市土地利用結構效率空間差異的主要原因。

城市土地利用結構效率作為衡量城市發(fā)展的重要標準，受到各種因素的影響，有外部環(huán)境的影響也有自身內部的影響，如何更好地識別這些因素的影響力是提高用地效率的關鍵。結合重慶土地利用的實際，甄別出可能的影響因素主要有：①城鎮(zhèn)化水平：人口城鎮(zhèn)化率(RKCZH)，即城鎮(zhèn)人口占常住人口比重；②產業(yè)結構：工業(yè)化水平(GYZB)，即工業(yè)產值占GDP比重；第二、三產業(yè)產值占GDP比重(23CYZB)；③經濟發(fā)展水平：人均GDP(RJGDP)；④土地利用結構：土地城鎮(zhèn)化[35]，包括城鎮(zhèn)用地占城鄉(xiāng)建設用地比重(CZYDZB)、農村居民點占城鄉(xiāng)建設用地比重(NJDZB)、采礦用地占城鄉(xiāng)建設用地比重(CKYDZB)。

結果表明：2004—2013年重慶市的土地利用結構效率與影響因素的空間關系較為明晰(表2)，其中表示城鎮(zhèn)化水平的RKCZH、產業(yè)結構中的23CYZB、經濟發(fā)展水平的RJGDP、土地利用結構中的CZYDZB都與土地利用結構效率值表現出較為穩(wěn)定的空間正相關趨勢，表明城市的城鎮(zhèn)化進程能夠一定程度地提高土地利用結構效率。代表工業(yè)化水平的GYZB在時間序列上與土地利用結構效率值空間正相關效應逐步減弱，在2013年變?yōu)槿蹩臻g負相關，表明在城市進程中完成工業(yè)化后需要進一步進行產業(yè)結構的調整，特別是對于產能過剩的工業(yè)，更需要“去產能、調結構”優(yōu)化供給結構，實現城鎮(zhèn)化的可持續(xù)發(fā)展；土地利用結構中的采礦用地占比(CKYDZB)對土地利用結構效率值影響的空間效應變動趨勢大致與GYZB一致，這也進一步說明產業(yè)結構的調整與用地結構的調整密不可分，對于采礦用地今后的調整應結合用地結構以及當地地理條件有條件地進行礦山復墾工作。唯一一個在研究時序范圍內與土地利用結構效率值呈空間負相關的是用地結構中的農村居名點占比(NJDZB)，這也反映了我國城鎮(zhèn)化進程矛盾就是大量農民涌入城市務工，使得農村的房屋、土地大量荒廢，導致農用地效率不高、農村居民點大量閑置，許多原始村落里僅有一、兩戶人家實際居住著；在農村人口絕對量減少，而農村居民點用地不減反增的大背景下[36]，表明區(qū)縣的農村居民點有不同程度的閑置和浪費現象；而宅基地的使用效率隨著城鎮(zhèn)化的加快而降低，導致農村“空心化”的現象也日益凸顯，國家層面提出“宅基地有償退出”的辦法，能夠一定程度地實現用地結構的內部優(yōu)化，進一步提高土地利用結構效率。

表2 2004—2013年重慶市各區(qū)縣的土地利用結構效率與影響因素間的Moran’s I指數

從LISA 圖(圖5)可以看出，影響因素RKCZH、GYZB、CZYDZB的局部空間相關性，反映各區(qū)縣與其相鄰區(qū)域的空間聯(lián)系。2004—2008年主要以低–低值為主的具有顯著的正向空間自相關區(qū)域分布在渝東北片區(qū)，由于受到地理位置以及自然條件的限制，導致經濟發(fā)展緩慢，技術要素水平不高，土地利用效率相對粗放，總體呈現低–低值聚集狀態(tài)；從2009年起相關性較強的空間正向相關的高–高值開始集中在主城片區(qū)，主要因為依托長江經濟帶上經濟發(fā)展水平較好的輻射作用，形成生產、分工、協(xié)作、技術帶動等聯(lián)動發(fā)展地區(qū)經濟，實現要素利用的提質增效的同時，提高了土地的利用效率；其中GYZB在2013年時高–高值聚集從主城片區(qū)轉移到渝東南片區(qū)，表明主城片區(qū)經濟發(fā)展的產業(yè)結構從低層次逐步被高層次集約型所替代；在研究期內，主要以低–高值為主的負向空間自相關主要集中在渝東南片區(qū)和渝西片區(qū)，即表現為區(qū)域值低而周圍區(qū)域高的空間異質，進一步印證空間差異特征分析模塊中區(qū)域發(fā)展的不協(xié)調性，即主城片區(qū)的高值與鄰接發(fā)展區(qū)的低值形成空間異質。NJDZB在2008年以前主要以負向的空間自相關的低–高值和高–低值為主，主要表現在渝東北片區(qū)的高值以及主城片區(qū)的低值，表明經濟發(fā)展較好的地區(qū)在土地利用的過程中對于利用率低的農村居民點用地區(qū)域值低，在2009年以后主要以低–高值、高–高值、高–低值為主，其中關聯(lián)性強的高–高值主要分布在渝東南片區(qū)，表明在該區(qū)域的農村居民點用地存在不同程度的閑置、荒廢，而且存在空間上規(guī)模集聚粗放利用特點。

圖5 2004—2013年重慶市土地利用結構效率與部分影響因素的LISA聚類圖

3 結論

本文通過非期望產出模型、泰爾指數分解和空間自相關等分析方法研究了重慶市各區(qū)縣在2004—2013年的土地利用結構效率的空間差異和影響因素。結果表明：

1)土地利用結構效率分析顯示：2004—2013年重慶市土地利用結構平均效率值呈左斜“M”走向的變化趨勢，環(huán)境負產出對土地利用結構效率的提高有一定的負面影響，且分別在2007年、2011年出現降低的拐點；從效率分解來源來看，土地利用的純技術效率是導致技術效率變化的主要原因，主要表現在土地利用過程中的粗放以及用地結構不合理導致的管理水平、科技水平不高等。

2)土地利用結構效率空間差異分析顯示：2004—2013年泰爾指數的整體走向與土地利用結構效率的走向相反，呈斜向上的“W”趨勢且經歷的拐點時點一致。在研究期內，泰爾指數逐漸變大，表明土地利用結構效率在空間上的差距在擴大，從泰爾指數分解來看，組內差距變化趨勢不明顯，變化的主要原因是組間差距的變大，組間差距的貢獻度從4.25% 提高到55.79%，組內差距貢獻度從95.75% 降低到44.21%，且隨著時間的變化，組間差距的變化越來越大，成為重慶市土地利用結構效率空間差距變化的主要原因。

3)影響土地利用結構效率因素分析顯示：經濟發(fā)展(RJGDP)、產業(yè)結構升級(23CYZB)、土地城鎮(zhèn)化(CZYDZB)和人口城鎮(zhèn)化(RKCZH)對于重慶市土地利用結構效率具有空間正向作用，同時土地利用結構中的農村居民點占比(NJDZB)與用地效率空間負相關，反映出土地的城鎮(zhèn)化能夠一定程度地實現城鄉(xiāng)建設用地結構的內部優(yōu)化，通過宅基地復墾產生的建設指標用于城鎮(zhèn)建設，這也是重慶特有的地票模式，使土地資源能夠在空間上自由流動成為可能，進而實現土地的有效配置。

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Spatial Difference of Land Use Structure Efficiency and Influential Factors in Chongqing

LI Na1, XIE Deti1,2*, WANG San1

(1 College of Resource and Environment, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2 Chongqing Engineering Research Center for Agricultural Non-point Source Pollution Control in the Three Gorges Reservoir Area, Chongqing 400716, China)

The rapid development in economy and the change in land use structure can lead significant spatial differences in regional land use efficiencies. In this paper, Chongqing City was taken as the study area, the spatial differences and the influential factors in land use structure efficiencies from 2004 to 2013 were analyzed by using SBM-Undesirable model, Theil index and Moran’s I index. The results showed that: 1) Average efficiency of land use structure showed a trend of left-oblique "M", environmental negative output had a negative effect on land use structure efficiency, pure technical efficiency was the main cause for the change of technical efficiency; 2) Theil index showed an adverse trend as land use structure efficiency, obliquely upwards "W", its gradual increase indicated the enlarging spatial gap of land use structure efficiency, mainly due to the change in group gap; 3) Land use structure efficiency had spatial positive correlations with economic development, industrial structure, population urbanization and land urbanization, but spatial negative correlation with rural residential land, indicating the promotion of land urbanization on the internal optimization of urban and rural construction land structure.

SBM-Undesirable model; Theil index; Moran’s I index; Spatial disparity; Influential factor

國家自然科學基金項目(41371301)和中央高校基本業(yè)務費專項資金項目(XDJK2016E157)資助。

(xdt@swu.edu.cn)

李娜(1993—)，女，貴州貴陽人，碩士研究生，主要研究方向為土地利用規(guī)劃。E-mail：920839915@qq.com

10.13758/j.cnki.tr.2018.04.021

F301.2

A