生態文明建設視角下資源型城市建設用地利用效率及驅動因素分析
——以山西省為例

丁一，郭青霞，杜軼，王海斌，陳水英

（山西農業大學資源環境學院，山西 晉中030801）

當前我國正處在城鎮化快速發展時期，其中資源型城市對于城鎮化水平的提升做出了重大貢獻[1]。但是需要指出的是，資源型城市在城鎮化過程中主要依賴區域資源，隨著資源的開采不僅會致使城市環境質量下降[2]，更會對城市土地利用造成不利的影響，由土地利用導致的生態風險極易發生，進而影響我國城鎮化質量[3]。在此背景下，結合生態角度研究資源型城市建設用地利用問題，實現資源型城市健康可持續發展已成為學者們關注的熱點問題。

國外學者一般通過城市經濟學、土地經濟學、土地利用規劃及其政策和法規探討城市土地集約利用問題[4]，一般認為城市越密集，土地利用效率越高[5]。近些年城市建設用地利用效率得到國內學者的普遍關注。在評價指標體系方面，現有文獻大多根據C-D生產函數，從土地、資本及勞動力方面考慮土地效率投入產出情況[6-7]，這些指標主要關注社會經濟效益，對生態效益重視不足，雖有一些學者研究土地利用中的生態壓力狀況，但其一般只是單一研究建設用地生態效率[8-9]。在研究方法上，數據包絡分析可以客觀地確定參數的權重，并從科學和系統的角度評價效率，是測算效率的有效方法[10-11]。另外，Malmquist生產力指數作為一種動態效率評價方法，可以將效率分解為綜合技術效率和技術進步，用于探索效率變化的具體原因比較可行[12-13]。Tobit回歸分析模型適用于分析影響土地利用效率的主要因素，借助此有利于發現提升利用效率的途徑[14]。但從已有研究可發現，資源型城市建設用地利用過程中往往忽視生態效益，當前從生態視角研究資源型城市建設用地利用效率問題并不多見。

因此，本文以建設用地利用與生態環境間的關系為切入點，構建基于生態視角的建設用地效率評價模型，利用數據包絡分析和Malmquist生產力指數分析資源型城市建設用地利用效率變化特征，其次基于Tobit回歸分析模型探索影響建設用地利用效率的驅動因素，以期豐富建設用地利用效率研究的理論體系，并為資源型城市轉型發展提供參考意見。研究選取山西省為研究區，其作為我國資源大省，除省會太原市外，其余10個地級市均為資源型城市。在產業轉型和城鎮化的大背景下，山西省建設用地利用與生態保護之間矛盾激烈，具有較為鮮明的代表性，以此為研究區具有重要的現實意義。

1 研究區概況

山西省位于 110°14′～114°33′E，34°34′～40°44′N，2016年全省城市建設用地面積為1129.04 km2，其中工業用地面積174.67 km2，約占全省城市建設用地總面積的15.47%。山西省作為我國煤炭資源大省，根據國務院公布的《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020）》，除省會太原市外，其余10個地級市（大同、朔州、忻州、陽泉、晉中、呂梁、臨汾、長治、運城和晉城）均為煤炭資源型城市，約占全國地級資源型城市的7.94%。依據資源型城市類型，其中朔州市為成長型，其他9市均為成熟型。2016年山西省工業增加值為3948.88億元，其中煤炭開采業增加值為2 025.90億元，占到工業增加值比重的50%以上。山西省各資源型城市由于過度依賴資源消耗，普遍存在產業結構相對單一，缺乏新興支柱產業，建設用地利用粗放低效等問題，同時生態環境在煤炭資源開采過程中也受到了嚴重破壞。加強生態文明建設，挖掘建設用地利用潛力，促進資源型城市產業轉型升級，已成為山西省城鎮化進程中迫切需要解決的重點任務之一。因此，本文以山西省資源型城市市轄區建設用地為具體研究對象，據此展開研究具有重要的現實意義。

2 研究方法與數據來源

2.1 研究方法

2.1.1 超效率DEA模型 1995年安德森（Anderson）基于數據包絡模型（DEA）[15]提出了超效率DEA模型（Super Ef fi ciency DEA），該模型可以比較分析同處于生產前沿面上的多個決策單元（簡稱“DMU”）[16]。此外，還可了解評價時期內DMU效率值的變化情況和產生變化的原因[17]。模型數學形式如下：

式中：θ表示綜合效率值；Xj為第j個DMU單元的投入量；Yj為第j個DMU單元的產出量；λj為第j個DMU單元的權重值；S-為松弛變量，S+為剩余變量。當θ=1時，表示DMU綜合效率最優。

2.1.2 Malmquist指數 Malmquist指數是瑞典經濟學家Sten Malmquist在1953年提出，用于分析消費變化，其可對面板數據進行分析[18]。1994年Fare等[19]定義了一個基于產出的Malmquist生產力指數：

式中：TFP為Malmquist生產力指數，表示DMU在t期到t+1期生產率變動程度；Dt(xt，yt)、Dt(xt+1，yt+1)分別表示以t期的技術為參考時，t期和t+1期的DMU投入距離函數；Dt+1(xt，yt)、Dt+1(xt+1，yt+1)分別表示以t+1期的技術為參考時，t期和t+1期的DMU投入距離函數。

TFP又分為綜合技術效率變化（EC）和技術變化（TC），EC又可分為純技術效率（PE）和規模效率（SE），表達式如下：

式中：EC表示綜合技術效率從t期到t+1期的貢獻度；PE表示生產管理水平從t期到t+1期的貢獻度，SE表示規模報酬從t期到t+1期的貢獻度，TC表示生產技術程度從t期到t+1期的貢獻度。

2.1.3 Tobit回歸模型 本文利用Tobit回歸模型分析建設用地利用效率的影響因素及其程度，以DEA模型評估出的資源型城市建設用地利用效率值作為被解釋變量，以影響利用效率的各因素為解釋變量，具體回歸模型如下：

式中：被解釋變量yit為城市i第t年的建設用地利用效率；解釋變量xit為城市i第t年的影響因素值；αit為城市i第t年的固定效應，為未知的確定常數；βT為未知參數；誤差項eit獨立且服從正態分布：eit～N（0，σ2）。Tobit回歸模型為截取回歸模型，被解釋變量yit受限制取值，yit≥0取實際的觀測值；當yit＜0時，觀測值均截取為0。

2.2 變量選取

本文基于已有研究發現，一般城市建設用地利用效率變量的選擇大多只單純考慮土地、資本及勞動力的投入產出情況，而根據資源型城市特點可知，其在土地利用過程中更易出現生態環境問題。因此，本文根據已有研究[6-7,20]和資源型城市特點，結合數據的可得性，構建資源型城市建設用地利用效率測算體系。其中投入變量選取建設用地面積、固定資產投資額、二三產業從業人員數和環境污染指數，產出變量選取二三產業產值、城市公共財政收入和建成區綠化覆蓋面積三個指標，分別表征經濟效益和環境效益產出。需要特別強調的是，本文認為城市建設用地利用效率指的是城市建設用地利用過程中對城市產業產生的影響程度，這種影響不僅局限于城市建設用地內部，也會涉及整個城市，另外環境污染方面相關數據暫時無法獲取市轄區相關數據，因此產生的影響應以考慮城市范圍為界限[13]。具體變量選取結果見表1。

表1 變量選取及說明Table 1 Variable selection and description

針對以往建設用地利用效率測算忽視生態效益的不足，本文為準確衡量生態建設與城市經濟發展之間的關系，選取工業廢水排放量、工業二氧化硫排放量和工業煙粉塵排放量三類環境指標數據，利用郭顯光[21]提出的改進的熵值法綜合確定環境污染指數。由于篇幅限制，具體計算步驟不再贅述。

2.3 數據來源

本文數據主要來源于2007—2017年《中國城市統計年鑒》、《山西省統計年鑒》和《中國國土資源統計年鑒》。

3 結果與分析

3.1 利用效率靜態分析

基于上述所選變量，本文首先利用Deap2.1軟件分析山西省資源型城市的建設用地利用效率，結果發現多個城市部分年份的效率值為1，致使這些城市無法進行排序比較，也無法分析在同一有效前沿面城市建設用地利用效率的變化。因此，為了實現有效分析效率值為1城市的利用效率，本文利用EMS1.3軟件，采用投入導向的超效率DEA模型分析山西省資源型城市2006—2016年的建設用地利用超效率值，結果見表2。

從全省層面來看，2006—2016年全省資源型城市建設用地利用效率處于上升水平，均值在0.670～1.198之間。這與國家近些年對生態文明建設的關注以及建設用地節約集約利用的廣泛施行等相關政策制度的推進均有著直接密切的關系。

從市級層面來看，各城市在2006—2016年的連續時間段內效率均值差異性比較顯著，可以按其均值將10個城市分為三個層級：相對高效率城市（朔州，其均值大于1）；中等效率城市（大同、陽泉、長治、晉中、臨汾、運城、呂梁，其均值在0.6～1之間）；低效率城市（晉城、忻州，其均值＜0.6）。

表22006—2016年山西省資源型城市建設用地利用超效率值Table 2 Super ef fi ciency value of the construction land use for those resource-based cities in Shanxi Province from 2006 to 2016

朔州作為山西省唯一一個成長型資源城市，在政策優勢利好下，朔州緊扣優化經濟結構和提升發展質量兩大任務，其經濟結構調整不斷深化，轉型升級步伐加快，伴隨著產業結構調整，生態環境得到改善，建設用地的投入產出效益明顯，這都使該市在保證生態環境質量的同時建設用地利用效率得到提高。未來應進一步加強在循環經濟、新興產業、特色農業和生態建設方面的重視程度，促進建設用地利用效率的不斷提升。大同、陽泉、長治、晉中、臨汾、運城、呂梁和晉城八市相對于朔州，仍然有較大的提升空間，各城市應依據自身特點結合國家、省的宏觀發展政策，在提高建設用地利用效率的同時保證生態效益穩步提升。尤其是呂梁和晉城，二市雖然利用效率排名居中，但其利用效率在2016年均呈現下降趨勢，因此需要加大生態治理和存量建設用地的盤活，保持其可持續發展。就利用效率相對較低的忻州而言，忻州作為山西省老工業城市，建設用地在利用過程中存在高污染、低產出的問題，該問題在2013年前較為突出，近幾年隨著《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020）》的推行和生態文明建設工作的加強，經濟發展質量正在改善，建設用地利用效率有所提高，但仍然面臨創新能力不強，生態文明建設的成效薄弱等問題，未來應重視資源和生態環境之間的協調發展，促進傳統行業轉型升級、綠色發展。

3.2 利用效率動態分析

為更好分析10個城市建設用地利用效率的變化趨勢，本文利用2006—2016年的面板數據，采用Deap2.1軟件測算Malmquist指數，得到10城市建設用地利用效率動態變化情況。

3.2.1 建設用地利用效率Malmquist指數年均變化分析 本文首先分析了各城市年均建設用地利用效率的Malmquist指數（表3）。從表3中可以看出，2007—2016年除長治、晉城和呂梁外，其他資源型城市的TFP值大于1，年均增長率為1.9%，山西省建設用地利用效率呈增長趨勢，但增長幅度較低。從TFP值的分解來看，綜合技術效率年均增長1.5%，技術進步年均增長0.4%，純技術效率年均增長0.5%，規模效率年均增長1.1%。由此可見，從生態角度看山西省資源型城市建設用地利用效率的增長，技術和規模均起到推動作用，但生產規模是促進其提高的主導因素，說明建設用地的利用規模接近最優，生產要素與規模匹配方面處于較優水平，但缺乏一定的技術創新能力，匱乏的科技資源，低弱的技術投入強度，不利于技術創新能力提升，進一步影響區域產業轉型升級，綠色產業發展，從而不易于生態文明建設下建設用地利用效率提升。

從技術進步指標來看，大于1的城市有6個，其中大同市增長率最高，為9.2%，近些年其在區位、社會文化環境和資本基礎方面的優勢明顯，這些保證了大同技術進步獲得較大提高；小于1的城市有4個，分別是晉中、長治、呂梁和晉城，說明這4個城市缺乏技術積累，在建設用地合理利用方面缺少必要的重視或技術支持，技術進步效果較差，如何通過技術創新提升建設用地利用效率，轉變生產方式，已成為促進區域發展亟待解決的關鍵問題。從純技術效率指標來看，僅有晉城增長率為負，其他城市均為正，說明各城市投入資源的使用是有效率的，而晉城市在未來需要考慮如何更好發揮其規模效益。從規模效率指標來看，大于1的城市有8個，小于1的城市有2個，分別是晉城和呂梁，這表明山西省大部分資源型城市生產要素和生產規模均較為匹配，生產規模接近最優水平。

表3 山西省資源型城市年均Malmquist指數及其分解Table 3 Annual average Malmquist index and its decomposition for those resource-based cities in Shanxi Province

利用自然斷點法繪制山西省資源型城市年均綜合技術效率（EC）、技術進步（TC）和Malmquist指數（TFP）空間分布圖，如圖1所示。從圖1中可以看出，EC高值城市在省內呈北、中、南各局其一，未來應積極探索高值城市效率優勢，從而帶動周邊城市發展；TC高值區域則主要分布在省內的北部和南部城市，中部城市TC值普遍偏低，太原市作為山西省省會同時也是中部城市一員，如何利用省會城市優勢促進中部城市整體協同發展，提高各城市產業轉型升級能力，也是提升中部城市建設用地利用效率的關鍵問題之一。從TFP值來看，增長率大于1的城市在山西省內已貫穿北、中、南部，可見北中南部城市在提升建設用地利用效率方面均作了較多努力，但是各城市增長率并不是很高，未來還有較大提升空間。如何在保護環境的前提下，促進建設用地利用效率的提高，實現城鎮、農業、生態用地合理配置，有待進一步探索研究。

圖1 山西省資源型城市年均Malmquist指數及其分解圖Fig. 1 Annual average Malmquist index and its decomposition for those resource-based cities in Shanxi Province

3.2.2 建設用地利用效率Malmquist指數動態變化分析 從山西省資源型城市10年的發展動態來看（表4），全要素利用效率的增長率TFP值呈現波浪式變化趨勢，2012年出現較大幅度增長，增長率為26.5%，但在2013年又出現大幅下降，下降幅度達48.5%。可見資源型城市建設用地利用效率一直處于不穩定狀態，尤其是經濟建設與生態保護之間問題突出，矛盾重重，未來如何在保證城市發展的同時加大生態建設力度，是資源型城市普遍應該關注的重點問題之一。

4 建設用地利用效率驅動因素分析

建設用地利用效率的演變受到多種因素相互作用影響，厘清影響建設用地利用效率變化的主要驅動因素，對提高建設用地利用效率具有積極的推動作用。本文綜合已有研究[22]并結合資源型城市特點，同時考慮生態狀況對建設用地利用效率的影響，主要選擇城鎮化水平、經濟發展水平、產業結構、科技水平、土地市場化和環境質量指數6個影響因素，具體見表5。為防止變量間存在較大程度的信息重疊，本文首先利用Stata進行變量間的多重共線性檢驗。經檢驗變量間相關系數均小于0.6，變量間共線性程度不顯著。其次利用Stata進行Tobit回歸分析，具體分析結果見表5。

表4 山西省資源型城市2007—2016年平均Malmuquist指數及其分解Table 4 Annual average Malmquist index and its decomposition for those resource-based cities in Shanxi Province from 2007 to 2016

從表5中可以看出，經濟發展水平和環境質量指數對資源型城市建設用地利用效率產生了顯著的正向影響，而城鎮化水平、產業結構、科技水平和土地市場化對建設用地利用效率的影響不顯著。

經濟發展水平與建設用地利用效率呈顯著正相關，系數值為0.965，說明經濟增長在提升區域建設用地利用效率方面起到積極促進作用。近些年隨著城市經濟發展，其對區域經濟增長方式和產業結構轉型升級起到了顯著的帶動作用，從而使建設用地利用效率得到了提高。另外由土地特性可知，土地具有稀缺性，城市想要獲得長期穩定的經濟增長不能單純依靠城市土地擴張實現，而更應探索存量建設用地的內涵挖潛，實現土地集約高效利用。環境質量指數對建設用地利用效率產生顯著的正向影響，系數值為0.546。表明近些年隨著國家對生態文明建設的持續關注，區域環境質量得到不斷改善，這極大促進了區域建設用地利用效率的提升，而資源型地區建設用地利用效率的提高，也進一步修復了區域的環境狀況，二者相輔相成，共同發展，共同提高。

表5 變量說明及Tobit回歸分析Table 5 Variable description and the Tobit regression analysis

城鎮化水平對建設用地利用效率影響不顯著。主要是由于近幾年山西省資源型城市城鎮化發展較為緩慢，城鎮化水平變化起伏不大，其對建設用地利用效率提升影響有限。產業結構對建設用地利用效率的影響并不顯著，主要是由于山西省各資源型城市雖然在積極探索產業轉型升級，但經濟發展緩慢和新興替代產業不足等原因導致區域經濟發展依然以第二產業為主，產業結構變化并不明顯。科技水平對建設用地利用效率影響不明顯，未來區域應積極探索通過提升科學技術水平促進土地利用方式轉變的路徑，從而提高城市建設用地利用效率。土地市場化對建設用地利用效率影響不顯著，表明當前資源型城市通過市場機制發揮資源配置作用的效果不明顯，土地市場化水平未能有效促使建設用地利用效率的明顯提升。土地市場化作為實現土地合理利用的一種有效手段，如何推進土地的市場化配置，這是值得山西省資源型城市深入研究和探討的問題。

5 結論與討論

5.1 結論

針對現有資源型城市建設用地利用效率研究普遍忽視生態問題的缺陷，本文將綜合環境污染指數納入測算資源型城市建設用地利用效率的模型中，利用超效率DEA模型和Malmquist指數測算2006—2016年山西省10個資源型城市建設用地利用效率，并通過Tobit模型分析影響資源型城市建設用地利用效率的主要因素，得到如下結論。

1）2006—2016年，山西省資源型城市建設用地利用效率整體處于中等水平，呈上升趨勢。但省內各資源型城市建設用地利用效率存在較大差距，這直接與當地產業結構的調整以及區域經濟發展水平有較大關聯性。通過分析10個城市平均Malmquist指數，發現生產規模指數對TFP指數的促進作用更強，生產要素與規模匹配方面處于較優水平，但缺乏一定的技術創新能力。

2）利用Tobit模型分析影響資源型城市建設用地利用效率的主要因素。可以看出，經濟發展水平和環境質量指數是提高資源型城市建設用地利用效率的重要影響因素，而城鎮化水平、產業結構、科技水平和土地市場化對建設用地利用效率的影響不顯著。

5.2 討論

研究通過建立相關指標體系測算生態視角下山西省資源型城市建設用地利用效率，并分析主要影響因素，以期為資源型城市可持續發展提供一定的參考依據。但是，在建立資源型城市建設用地利用效率評價指標體系時雖考慮了生態因素，但體現資源型城市特點的生態指標仍需深入研究、補充；其次我國資源型城市眾多，同時類型較為多樣，論文僅研究山西省資源型城市建設用地利用狀況，還不能全面了解全部資源型城市發展現狀，未來還需擴大樣本進一步深入研究探討。