長江中游城市群城市土地利用效率及影響因素

楊雪松 毛佳

摘 要：

本文以長江中游城市群36個地級市為研究對象，基于2000-2019年統計數據，運用非預期超效率SBM模型，綜合計算評估長江中游城市群的土地利用效率和效率分解，并構建空間杜賓模型分析其影響因素。研究結果表明，長江中游城市群土地利用效率并沒有實現聯動發展，湖北省在地區土地利用中獨自領先，湖南省和江西省既沒有在內部形成聚集，且與湖北省及其周邊城市也缺乏聯動。在空間杜賓計量模型分析中，外溢性較小的地區發展因素對土地利用效率推動最大，間接反映出長江中游城市群內部省際要素流動不太通暢，土地利用效率具有高度自我強化特性，現有高效利用的土地會進一步強化土地后續的高效率配置。

關鍵詞：土地利用效率；非預期超效率SBM模型；空間杜賓模式；長江中游城市群

作者簡介：楊雪松（1971—），男，湖北武漢人，武漢大學城市設計學院教授、博士生導師，主要從事城市與區域治理等相關研究；毛佳（1982—），女，湖北荊門人，武漢大學城市設計學院博士生，湖北省人居環境工程技術研究中心研究員，主要從事城市與區域治理等相關研究。

基金項目：湖北省長江國家文化公園建設研究（HCYK2022Y19）

中圖分類號：F293.2

文獻標識碼：A

文章編號：1000-2359（2024）03-0062-08

收稿日期：2023-06-05

一、引言

土地作為不可再生資源，既是經濟運行的關鍵投入要素，也是社會發展的根本承載主體，關系到城市高質量發展。改革開放以來，隨著我國快速城鎮化進程，土地要素的核心價值在很長一段時間內被忽視，土地開發利用中的效率問題愈發凸顯。在對土地利用效率進行綜合性評估的技術中，存在兩類同源的方法。一類是廣泛存在的指標體系構建法，如耦合協調度模型宋成舜等：《基于變異系數TOPSIS法的土地利用效益測度研究：以武漢城市圈為例》，《水土保持研究》，2015年第1期。、神經網絡模型和核密度分析盧新海，陳丹玲，匡兵：《區域一體化背景下城市土地利用效率指標體系設計及區域差異：以長江中游城市群為例》，《中國人口·資源與環境》，2018年第7期。、灰色預測模型周儀姜，李林：《長江中游城市群綜合承載力評價與預測》，《經濟地理》，2021年第9期。等，具體利用城市經濟社會產業各個維度的指標，集成為一個綜合性指標來綜合評價；另一種是相對客觀的數據包絡分析，通過評估每個生產單元產出和投入之間的比率關系建構評估效率指標，包括傳統的DEA模型、三階段DEA模型、SBM模型、超效率DEA模型等。對比來看，指標體系建構法是將不同維度的指標進行綜合排名來分析生產單位的效率，而數據包絡分析法則直接精準計算生產單位的生產效率值，相比更加準確和可信。有關土地利用效率問題的應用研究，大多聚焦于全國或者長三角、京津冀以及大灣區等發達城市群，對長江中游城市群的關注不夠。2022年國務院批復《長江中游城市群發展“十四五”實施方案》，明確將長江中游城市群定位為長江經濟帶發展和中部崛起的重要支撐。本文借助非預期的超效率SBM模型，綜合分析長江中游城市群發展中最核心的土地利用效率問題，歸納土地效率的空間相關特征，并通過構建空間計量模型進一步研究城市土地利用效率的影響因素。

二、研究方法

在一般化的SDM模型中，yit是因變量，Xit是自變量，β是帶估計自變量系數，W是空間權重矩陣，ui和γt為面板模型的空間固定效應和隨機效應，εit為誤差項，vit為誤差項εit剔除空間誤差后的特質項。同時模型中還包括滯后因變量yit-1和因變量的空間權重項Wyit-1，系數分別為τ和ψ。當λ和θ為0 時，模型退化為空間滯后模型（Spatial Lag Model，SLM）；當ρ和θ為0 時，模型退化為空間誤差模型（Spatial Error Model，SEM）；當θ為0時，模型退化為空間自相關模型（Spatial Autocorrelation Model，SAC）。

三、指標選取與數據來源

按照《長江中游城市群發展“十四五”實施方案》，選取湖北省武漢市等12個城市、湖南省長沙市等13個城市以及江西省南昌市等11個城市，共計36個重要節點城市的市轄區范圍作為分析對象。為了探究長江中游城市群土地利用效率，本文綜合考慮城市土地經濟產出及其對生態環境的負面影響，將土地要素納入生產函數，投入要素選取資本、勞動力和土地三方面，產出要素綜合考慮經濟、社會和環境三個方面，非預期產出環境污染選取PM2.5指數來代表。在時間上考慮回避疫情對經濟社會環境的影響，選取2000-2019年面板數據。投入和產出指標主要來自相應年份的《中國城市統計年鑒》，缺失部分從《中國城市建設統計年鑒》《中國國土資源統計年鑒》獲取，額外缺失部分采用線性擬合插值彌補。

首先，投入要素。利用Cobb-Douglas生產函數，資本、勞動力和土地三個要素分別選取資本存量產業結構從業人數和城市建成區面積作為投入要素。資本存量參照張軍張軍，吳桂英，張吉鵬：《中國省際物質資本存量估算：1952-2000》，《經濟研究》，2004年第10期。、單豪杰單豪杰：《中國資本存量K的再估算：1952～2006》，《數量經濟技術經濟研究》，2008年第10期。對固定資本形成的計算方法，即Kit=Kit-1（1-δ）+Ιit，其中δ為經濟折舊率，取9.6%，Kit-1為各地區上期資本存量，Iit為當期固定資產形成總額；勞動力計算公式為（市轄區單位從業人員+市轄區私營和個體從業人員）×（第二產業從業人員比重+第三產業從業人員比重）；土地為城市轄區建成區面積。其次，生產產出要素。選取經濟、社會和環境污染三個方面的指標，其中經濟和社會為預期產出指標，環境污染為非預期產出指標。經濟產出選取第二和第三產業產值，即產業結構增加值=市轄區GDP×（第二產業比重+第三產業比重）；社會產出選取城市轄區人口，綜合代表城市發展社會性程度；環境污染PM2.5指數從月度數據中取月均值計算平均值作為年度值。

四、長江中游城市群土地利用效率測算和評價

基于非預期超效率SBM模型計算得到長江中游城市群土地利用效率值（見表1）。整體來看2000-2019年的土地利用效率均值，其中湖北省最高，均值為0.615；江西省次之，為0.539；湖南省最低，為0.525。從時間維度看，土地利用效率從2000年到2019年出現下滑的城市中，湖北省共有7個，湖南省有10個，江西省有10個，說明大多數城市的土地利用效率在下降。在考慮PM2.5環境污染的非預期產出約束下，城市土地利用效率大打折扣。從城市均值排名前10位城市個數上看，湖北省綜合排名較多，有4個城市，湖南省和江西省次之，分別都有3個城市；從省會城市土地利用效率看，武漢市土地利用效率較高，排名第1位，南昌市排名第7位，長沙市排名第10位。

進一步對效率值進行分解發現（見表1），湖北省和湖南省效率分解模式較為相近。湖北省和湖南省均倚重生產技術變化促進全要素生產率增長，生產技術變化分別增長87.3%和78.7%，綜合技術效率分別增長56.6%和57.9%。進一步地，綜合技術效率主要來自純技術效率變化，規模效率變化較小。相比之下，江西省全要素效率分解較為均衡，綜合技術效率和生產技術效率變化分別增長80.1%和92.8%，綜合技術效率分解為純技術效率和規模效率的變化也較為平均，分別為35.1%和35.4%。

五、長江中游城市群土地利用效率的因素分析

（一）變量選取、樣本統計與平穩性檢驗

為了進一步分析長江中游城市群土地利用效率的影響因素，在進行文獻梳理和參考相關問題研究的基礎上周磊等：《極化與擴散：長三角在區域均衡發展中的作用：來自長三角與長江中游城市群的證據》，《長江流域資源與環境》，2021年第4期。聶雷等：《城市土地利用效率測度及其影響因素：基于中國十大城市群的實證分析》，《經濟問題探索》，2022年第2期。，選取城市財政壓力、產業結構、經濟外向度、城市基礎設施、地區經濟發展水平、地方房地產市場發展水平、商業發展程度以及地區經濟增長前景作為解釋變量（見表2），構建空間計量模型，探究其對長江中游城市群的土地利用效率的影響，并在靜態和動態、間接效應和直接效應兩個維度進行分解分析。由于經濟增速數據由GDP計算得到，所以數據跨度為2001-2019年，數據量較超效率SBM模型數據量減少36個。

（二）空間計量模型選擇

在進行空間計量模型選擇前，先對計算混合面板模型進行LM檢驗，從表3中可以看出，空間誤差LM-error和空間滯后LM-lag及其相應的穩健性指標都通過1%的統計檢驗，說明選擇空間杜賓模型會更加可靠。

在進行空間計量具體模型選擇上，采取從一般到特殊的策略，先后估計雙向固定和隨機的SDM模型，然后依次選擇雙向固定的SLM模型、雙向固定的SAC模型以及雙向固定的SEM模型，由表3中SDM模型適用性檢驗可知，Wald和最大似然比LR的空間滯后和空間誤差均拒絕SDM可以簡化為SLM、SAC和SEM的原假設，進一步說明選擇SDM模型更為合理。在選擇雙向固定還是隨機的SDM模型上，Hausman檢驗拒絕固定和隨機不存在差異性的原假設，因此，選擇固定效應SDM模型更優。

（三）長江中游城市群土地利用效率的空間效應分析

1.靜態空間效應分析

穩妥起見，本文分別選擇時間固定、空間固定和雙向固定的 SDM模型做對比分析。通過對數最大似然函數值（值越大越優）和赤池信息準則AIC和貝葉斯信息準則BIC（值越小越優）綜合判斷，還是雙向固定的SDM模型擬合更優（見表4）。

對SDM模型結果分析發現，解釋變量能較好地解釋土地利用效率變化（Landeff）。同時模型還就因變量對土地利用效率的直接效應和間接效應以及長期總效應進行分解。其中直接效應是自變量通過本地直接作用于土地利用效率的效應，間接效應是通過其他地區對本地區土地利用效率的作用影響。

（1）主模型結果分析。財政壓力、經濟外向程度、房地產市場情況、商業發展程度以及經濟增長都會對土地利用效率帶來正向影響，其中外商投資FDI對土地效率影響不顯著，可能與長江中游城市群整體經濟外向度不高有關，而財政壓力會促進地方政府以土地開發形式挖掘土地利用潛力，房地產市場高度發育和商業發達以及明確的經濟增長前景，都會帶來土地進一步精細化開發，同時提升土地利用效率；而第二產業、第三產業、基礎設施建設、人均GDP對土地利用效率的影響為負，表明在土地利用開發上存在惰性，不利于后續的土地效率進一步提升。

（2）空間效應分解。在空間直接效應上，財政壓力、經濟外向程度、房地產市場情況、商業發展程度和經濟增長都會直接對本地土地利用效率產生長期正向作用，可見房地產市場發展和商業發展是促進土地利用效率提高最大的兩個因素；在空間間接效應上，財政壓力、產業結構、地區經濟發展水平、房地產市場情況和商業發展程度都具有負向空間間接效應，表明周邊地區這些影響因素會拉低本地區的土地利用效率。這比較符合現實情況，周邊地區財政缺口大說明政府開發性項目開支大，不利于本地土地效率提升。在空間總效應上，財政壓力、經濟外向程度和經濟增長會在整體上促進本地土地利用效率提高，而產業結構、基礎設施、地區經濟發展水平、房地產市場開發和商業發展程度則會拉低本地土地利用效率。因此整體看來，當既往可能促進土地利用效率提升的影響因素，被放在空間分析框架下來考量時，會通過空間溢出效應對周邊地區產生影響，進而疊加累積產生不同的作用。

（3）空間效應的作用方向分析。進一步對空間直接和間接效應的作用方向分析發現，財政壓力、房地產市場情況和商業發展程度是正的直接效應和負的間接效應；基礎設施是負的直接效應和正的間接效應；經濟外向程度和地區經濟增長都是正的直接和間接效應；經濟結構、地區經濟發展水平都是負的直接和間接效應。由此可見，地方政府在推動提升土地利用效率上，選擇政策推動舉措時可以綜合考慮影響因素的直接、間接效應以及最終累加的總體效應結果。

2.動態空間效應分析

靜態分析中只能描繪解釋變量對土地利用效率的影響，但實際土地利用效率也存在自我的動態調整和擾動，為此加入被解釋變量的時間自回歸項、空間自回歸項以及時間空間雙自回歸項。依據最大似然函數、AIC和BIC標準選擇，時間自回歸和雙自回歸的SDM都是相對較優的模型選擇，從模型系數來看，兩者差別不大。同時，加入因變量的時間和空間滯后項后，自變量的影響還可以區分短期和長期效應。

（1）主模型結果分析。因變量的一期滯后項高度顯著，表明土地具有高度的自回歸正向影響，高效率的土地利用會進一步強化土地的高效利用，從對比空間自回歸和雙自回歸SDM模型中發現，土地效率時間滯后項高度顯著，而土地效率的空間滯后項并不顯著（見表5）。主模型結果與靜態SDM模型系數相差不大，在空間影響上，加入因變量的時間和空間滯后項后，自變量的空間影響被弱化，房地產市場情況和商業發展程度對土地利用效率的空間負向影響變得不太顯著，經濟外向程度開始發揮顯著正向作用，而地區經濟發展水平無論是在靜態還是動態SDM模型中，都是本地區空間土地利用效率的關鍵解釋因素，即地方經濟發展水平會對周邊城市土地利用產生虹吸效應，拉低土地利用效率。

（2）空間短期效應分析。短期直接效應上（見表6），財政壓力、經濟外向程度、房地產市場情況、商業發展程度和地區經濟前景，都對土地利用效率帶來短期正向直接效應。產業結構、基礎設施和地區經濟發展水平對土地利用效率產生負向直接影響，自變量作用方向與在靜態模型下保持一致。短期間接效應上，只有經濟外向程度、基礎設施和經濟增長會在地區間產生正向外溢性，而財政壓力、產業結構、地區經濟發展水平、房地產市場情況、商業發展程度會產生負向外溢性。在空間短期效應的作用方向上，動態SDM與靜態SDM的作用方向和模式一致。

（3）空間長期效應分析。財政壓力、房地產市場情況和地區經濟增長為正的直接效應和負的間接效應；基礎設施為負的直接效應和正的間接效應；經濟外向程度和商業發展程度均為正的直接和間接效應；產業結構、地區經濟發展水平也均為負的直接和間接效應。

六、結論

本文從長江中游城市集群發展中最為核心的土地利用效率著手，首先利用非預期的超效率SBM模型對2000-2019年分地區土地利用效率進行測算、評估和分析，引入GML指數探究地區土地利用效率及其分解的時空演化及相關性特征。為了進一步厘清土地效率的影響因素，基于從一般到特殊的建模思路構建空間杜賓模式，采用靜態和動態兩個維度分析不同因素對城市土地利用效率的作用效應，得出以下結論：

第一，從土地利用效率靜態指標來看，在長江中游城市群中無論是在城市平均土地利用效率、城市效率排名均值，還是在省會城市土地效率排名上，湖北省都居于首位；江西省和湖南省在土地利用效率上旗鼓相當，其中江西省在土地利用效率均值和省會城市排名上優于湖南省。在效率分解上，湖北省和湖南省土地利用效率增進主要來自生產技術變化，而綜合技術變化主要來自純技術效率變化，而對規模效率倚重相對較小。

第二，在對土地利用效率影響因素的靜態分析中，財政壓力、經濟外向程度、房地產市場情況、商業發達程度以及經濟增長對土地利用效率具有正向作用，而第二產業占比、第三產業占比、基礎設施建設、人均GDP對土地利用效率的影響為負。進一步對空間進行直接效應和間接效應分解發現，財政壓力、房地產市場情況和商業發展是正的直接效應和負的間接效應，基礎設施是負的直接效應和正的間接效應，經濟外向程度和地區經濟增長都是正的直接和間接效應，而第二產業比重和第三產業比重、人均GDP都是負的直接和間接效應。

第三，進一步加入動態分析后，土地利用效率具有高度的自我強化性，高效率的土地利用會進一步強化土地的高效利用，且主要是通過本地區自身產生影響，而不是通過其他地區的地理因素施加作用。除此之外，財政壓力、經濟外向程度、房地產市場情況、商業發展和地區經濟增長，仍會對土地利用效率有正向作用，而房地產市場和商業發展的空間負向影響被弱化，經濟外向程度開始發揮顯著正向作用。動態空間影響中，短期和長期下各因素對土地效率的影響與靜態分析中保持不變。

［感謝中國地質大學（北京）經濟與管理學院戶詔一在本文中作出的貢獻］

Urban Land Use Efficiency and Influencing Factors of Urban Agglomeration in the Middle Reaches of the Yangtze River

——Based on Undesirable Super-Efficiency SBM Model and Spatial Econometric Analysis

Yang Xuesong，Mao Jia

（Wuhan University，Wuhan 430072，China）

Abstract：

This paper takes 36 prefecture-level cities in the Middle Reaches of the Yangtze River as the research object. Based on the statistical data from 2000 to 2019， this paper uses the undesirable super-efficiency SBM model to calculate and evaluate the urban land use efficiency comprehensively， efficiency decomposition of the Middle Reaches of the Yangtze River， and constructs the spatial Durbin model to analyze the influencing factors.The results showed that： There was no regional interactive development in the Middle Reaches of the Yangtze River with demonstrations of the characteristics of land use efficiency. Hubei was way ahead with agglomeration of its regions among three provinces， while Hunan and Jiangxi developed alone with lack of agglomeration inside and linkage with Hubei and its surrounding areas. With the spatial Durbin econometric model demonstration， the regional development influencing factors with less spillover promoted the land use efficiency the most. On the contrary， the factors with strong regional spillover did not play a leading role in improving the land use efficiency of the region， in which reflected indirectly the facts of poor inter-provincial factors mobility. Land use efficiency was highly self-reinforcing， on which efficient land use will further promote its use efficiency.

Key words：land use efficiency；undesirable super-efficiency SBM model；spatial Durbin model；the urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River

［責任編校 陳浩天］