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        基于DEA模型的城市土地利用效率測(cè)度與評(píng)價(jià)

        2022-09-06 07:45:12張博航王琛
        科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào) 2022年12期
        關(guān)鍵詞:利用效率云南省土地利用

        張博航 王琛

        (西南林業(yè)大學(xué)生態(tài)與環(huán)境學(xué)院 云南昆明 650224)

        城市土地利用效率直接影響著城市的可持續(xù)發(fā)展,對(duì)于城市土地利用政策制定具有重要的價(jià)值[1]。目前,城市土地利用效率測(cè)度和評(píng)價(jià)研究得到了拓展和完善[2],定量評(píng)價(jià)方法體系基本形成[3-6]。21世紀(jì)以來(lái),中國(guó)城市土地利用規(guī)模加速增長(zhǎng),這導(dǎo)致一些城市土地利用效率低下,已成為制約城市可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此,綜合測(cè)度和評(píng)價(jià)中國(guó)城市土地利用效率并據(jù)此提出政策措施具有重要意義?;诖?,本文以云南省為對(duì)象,全面測(cè)度和評(píng)價(jià)云南省城市土地利用效率的變化特點(diǎn),由此為云南省制定土地利用政策提供科學(xué)依據(jù),也可為相關(guān)城市土地利用效率研究提供參考。

        1 方法和數(shù)據(jù)

        1.1 研究方法

        本文用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis,DEA)模型對(duì)云南省城市土地利用效率進(jìn)行綜合測(cè)度和評(píng)價(jià)。DEA 模型是衡量效率的經(jīng)典模型[7],CCR 和BCC模型是最為常用的兩種DEA模型。假設(shè)有n個(gè)城市,每個(gè)城市有m個(gè)投入指標(biāo)xij(j=1,…,m),有s種產(chǎn)出指標(biāo)yir(r=1,…,s),xij≥0,yir≥0,引入松弛變量s-和s+,CCR模型計(jì)算公式如下:

        式中,λi為各個(gè)城市在某一指標(biāo)上的權(quán)重,θ為城市綜合技術(shù)效率(TE)。當(dāng)在CCR模型中加入λi=1,即為BCC模型,此時(shí),θ為城市的純技術(shù)效率(PTE)。由于綜合技術(shù)效率包括純技術(shù)效率和規(guī)模效率(Scale efficiency,SE)兩部分,所以有:

        SE=TE/PTE

        當(dāng)TE為1且s-和s+都為0時(shí),城市土地利用效率達(dá)到了DEA綜合有效,技術(shù)和規(guī)模都有效。當(dāng)TE小于1時(shí),城市為DEA 無(wú)效。TE 值越接近1,表示城市土地利用效率越高,反之則越低。

        1.2 研究區(qū)和指標(biāo)數(shù)據(jù)

        云南省地處中國(guó)西南邊陲,下轄16 個(gè)地級(jí)城市。近年來(lái),云南城市土地利用規(guī)模日益擴(kuò)大,但這種規(guī)模擴(kuò)大帶來(lái)的效益如何尚沒(méi)有相關(guān)研究。因此,研究16個(gè)城市的土地利用效率特點(diǎn),將能為云南省制定城市土地利用政策提供依據(jù)。

        城市土地利用必然要投入一定的土地資源、人力資源和資本,通過(guò)投入資源的配置和利用得到經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的各項(xiàng)產(chǎn)出。選取城市建成區(qū)面積、城市就業(yè)人員、公共預(yù)算支出分別作為城市土地資源、人力資源和資本的投入指標(biāo),選取第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總值、社會(huì)消費(fèi)品零售總額、城市建成區(qū)綠化覆蓋率分別作為城市經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的產(chǎn)出指標(biāo)。收集云南省16個(gè)城市在2010—2019年內(nèi)的指標(biāo)數(shù)據(jù),所有數(shù)據(jù)均來(lái)源于《云南省統(tǒng)計(jì)年鑒》。

        2 結(jié)果分析

        研究首先分析云南省2010—2019年城市土地利用效率的動(dòng)態(tài)演變特征,其次以2019年靜態(tài)截面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),計(jì)算云南省城市土地利用效率的投入冗余和產(chǎn)出不足情況,由此從動(dòng)態(tài)、靜態(tài)兩個(gè)方面完成對(duì)云南省城市土地利用效率的綜合測(cè)度和評(píng)價(jià)。

        2.1 動(dòng)態(tài)變化分析

        應(yīng)用CCR、BCC模型,計(jì)算得到云南省城市土地利用效率的動(dòng)態(tài)變化結(jié)果如表1 和表2 所示。綜合技術(shù)效率是DEA的基礎(chǔ),反映了城市在要素配置利用和規(guī)模集聚上的效率情況。根據(jù)表1可知,近10年,云南省16 個(gè)城市中只有昆明、玉溪、西雙版納的綜合技術(shù)效率均值都為1,即均為DEA綜合有效,表明其在投入的基礎(chǔ)上各項(xiàng)產(chǎn)出已達(dá)最優(yōu)。另外13 個(gè)城市綜合技術(shù)效率均值均小于1,均為DEA 無(wú)效。根據(jù)表2,云南省城市土地利用的綜合技術(shù)效率、純技術(shù)效率、規(guī)模效率在研究期內(nèi)的均值分別為0.865、0.893 和0.969,呈現(xiàn)出明顯的“兩低一高”特點(diǎn),即綜合技術(shù)效率和純技術(shù)效率低,而規(guī)模效率高。在綜合技術(shù)效率上,僅有2010年大于0.900,其余年度均小于0.900,2015—2019年,連續(xù)5年均小于全省均值0.865。在純技術(shù)效率上,2010年、2011年、2013年和2019年共4年的值大于0.900,其余6年均小于0.900,2014—2018年,連續(xù)5年均小于全省均值0.893。而規(guī)模效率值則在10年中均大于0.900,均值更是高達(dá)0.969,僅有2012年、2013年和2019年小于全省均值?!皟傻鸵桓摺钡目傮w特點(diǎn)表明,云南省城市土地利用綜合效率較低的原因在于純技術(shù)效率較低,即在投入資源的配置、利用和管理上存在不足,未來(lái)具有較大提升空間。規(guī)模效率高表明在總體的技術(shù)水平下,云南省城市土地利用在投入、產(chǎn)出的規(guī)模集聚上已經(jīng)達(dá)到較高水平,但未來(lái)提升空間較為有限。顯然,云南省提高城市土地利用綜合效率的關(guān)鍵在于大力提升純技術(shù)效率,由此使技術(shù)和規(guī)模相適應(yīng),進(jìn)而提高城市土地利用的綜合技術(shù)效率。

        表1 云南省2010—2019年城市土地利用的綜合技術(shù)效率分析

        表2 云南省2010—2019年城市土地利用效率動(dòng)態(tài)變化分析

        云南省近10年的城市土地利用效率動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)如圖1所示。在各個(gè)年度上,規(guī)模效率值均最大,其次是純技術(shù)效率值,而綜合技術(shù)效率值則最小。綜合技術(shù)效率的變化態(tài)勢(shì)總體上呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài),可以分為3個(gè)階段,即2010—2013年的“V”型變化階段、2013—2017年的持續(xù)下降階段和2017年以后的緩慢上升階段。具體上,在“V”型變化的2010—2012年,綜合技術(shù)效率由0.908下降到0.865,下降了4.73%,而2013年則又升高到0.892,升高了3.12%。在持續(xù)下降階段,綜合技術(shù)效率由2013年的0.892持續(xù)下降到2017年的0.840,下降了5.83%,達(dá)到了近10年的最低值。2017年以后,綜合技術(shù)效率值觸底反彈呈緩慢爬升狀態(tài),達(dá)到了2019年的0.859,升高了2.26%??傮w上,云南省城市土地利用的綜合技術(shù)效率值從2010年的0.908 波動(dòng)下降到2019年的0.859,下降了0.049,降幅為5.39%,顯然,這不是理想的狀態(tài),表明云南省城市土地利用效率還存在著較大的改進(jìn)、提升和優(yōu)化空間。

        圖1 云南省2010—2019年城市土地利用效率動(dòng)態(tài)變化圖

        和綜合技術(shù)效率基本一致,純技術(shù)效率也呈現(xiàn)出3個(gè)階段的波動(dòng)狀態(tài)。一個(gè)明顯的區(qū)別在于,2018—2019年純技術(shù)效率呈現(xiàn)強(qiáng)烈的逆勢(shì)反彈狀態(tài),從2018年的0.865 猛然增加到2019年的0.918,大幅度增加了6.13%,而同期的綜合技術(shù)效率僅增加了0.008,略微增加了0.94%??傮w上,云南省城市土地利用的純技術(shù)效率值從2010年的0.922波動(dòng)下降到2019年的0.918,僅僅下降了0.004,降幅僅為0.43%。規(guī)模效率的變化相對(duì)較為平緩,除2013年和2019年外,基本上呈現(xiàn)小幅浮動(dòng)的平緩變化態(tài)勢(shì)。2013年,規(guī)模效率從2010年的0.986連續(xù)下降到0.952,達(dá)到一個(gè)局部最小值,而后在2014年實(shí)現(xiàn)升高。2019年,規(guī)模效率從2018年的0.983 猛然下降到0.936,下降了0.047,降幅4.78%,并達(dá)到了近10年的最小值。總體上,云南省城市土地利用的規(guī)模效率值從2010年的0.986 下降到2019年的0.936,下降了0.05,降幅為5.07%。從研究期的首末兩端進(jìn)一步看,三者都呈現(xiàn)下降態(tài)勢(shì),其中,綜合技術(shù)效率降幅最大為5.39%,其次是規(guī)模效率的5.07%,而純技術(shù)效率則基本持平,降幅僅為0.43%,規(guī)模效率的較大幅度下降是導(dǎo)致研究期末綜合效率下降的主要原因。同時(shí),2013年和2019年是兩個(gè)重要節(jié)點(diǎn)。2013年,規(guī)模效率達(dá)到局部極小值,純技術(shù)效率則達(dá)到近10年的最大值0.937,綜合技術(shù)效率由此取得局部極大值。2019年,規(guī)模效率達(dá)到近10年的最小值0.936,而純技術(shù)效率則取得了局部極大值,兩者綜合后導(dǎo)致綜合技術(shù)效率也取得一個(gè)局部極大值。

        綜上可知,云南省城市土地利用的規(guī)模效率是高值變化,純技術(shù)效率是中值變化,而由兩者構(gòu)成的綜合技術(shù)效率則呈現(xiàn)低值變化的態(tài)勢(shì),這也再次表明云南省提高城市土地利用綜合效率的關(guān)鍵在于提高純技術(shù)效率,即要提高投入資源的配置、利用和管理水平,要和規(guī)模集聚水平相適應(yīng),讓投入資源盡可能地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)出,從而實(shí)現(xiàn)效率提升。

        2.2 DEA投影分析

        投影分析是DEA模型的另一個(gè)重要應(yīng)用,其通過(guò)計(jì)算投入冗余或產(chǎn)出不足而給出城市實(shí)現(xiàn)DEA 有效的投入產(chǎn)出優(yōu)化目標(biāo)。云南省2019年城市土地利用的投入冗余和產(chǎn)出不足值如表3所示。具體上,曲靖、昭通、麗江等7個(gè)城市在投入指標(biāo)上均存在冗余,在部分產(chǎn)出指標(biāo)上則存在不足。以曲靖為例,2019年其在建成區(qū)面積、城市就業(yè)人員、公共預(yù)算支出3個(gè)指標(biāo)上的投入冗余分別為108.266km2、30.860 萬(wàn)人和197.625億元,同時(shí),在社會(huì)消費(fèi)品零售總額、城市建成區(qū)綠化覆蓋率2 個(gè)指標(biāo)上的產(chǎn)出不足分別為129.544 億元和2.740%,如果在投入產(chǎn)出量上滿足這些要求,則曲靖市在2019年能實(shí)現(xiàn)DEA有效。從全省平均值看,2019年云南省7個(gè)城市在建成區(qū)面積、城市就業(yè)人員、公共預(yù)算支出3個(gè)指標(biāo)上的平均投入冗余分別為40.591km2、12.735 萬(wàn)人和125.829 億元,在第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值、社會(huì)消費(fèi)品零售總額和城市建成區(qū)綠化覆蓋率3 個(gè)指標(biāo)上的產(chǎn)出不足分別為19.253 億元、50.825億元和1.224%。進(jìn)一步,作為土地利用的核心指標(biāo),城市建成區(qū)面積直接反映了城市土地利用的規(guī)模,曲靖、楚雄、紅河3個(gè)城市建成區(qū)面積指標(biāo)的投入冗余高于全省平均值,其中,曲靖的投入冗余值最大為108.266km2,其次是紅河與楚雄的70.918km2和44.067km2。這就表明城市土地利用規(guī)模并不是越大越好,如果沒(méi)有充分合理的開(kāi)發(fā)利用則會(huì)帶來(lái)資源浪費(fèi)。特別是曲靖,其建成區(qū)面積投入冗余超過(guò)了100km2,按照目前的人地對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)(100m2/人),冗余值可以滿足108 萬(wàn)人的建設(shè)用地需求,這已經(jīng)是一個(gè)百萬(wàn)人口大城市的規(guī)模了。因此,曲靖應(yīng)特別重視土地資源的節(jié)約集約利用問(wèn)題,要從目前的單純擴(kuò)大城市用地規(guī)模的增長(zhǎng)路徑轉(zhuǎn)向存量?jī)?yōu)化的精明增長(zhǎng)之路,從而實(shí)現(xiàn)土地資源的可持續(xù)利用。

        表3 云南省2019年城市土地利用效率的投影分析

        總體上看,云南省7 個(gè)城市在投入指標(biāo)上都存在投入冗余,在部分產(chǎn)出指標(biāo)上存在不足現(xiàn)象,這再次說(shuō)明DEA無(wú)效的原因不是投入不足,而是因?yàn)檫^(guò)多地投入資源在配置、利用和管理上的技術(shù)水平低導(dǎo)致沒(méi)有有效地轉(zhuǎn)化為產(chǎn)出,這也意味著單純擴(kuò)大投入規(guī)模的城市土地利用模式并不能實(shí)現(xiàn)綜合有效。因此,在既有投入規(guī)模確定的前提下,只有盡可能提高資源配置、利用和管理的技術(shù)水平和技術(shù)含量,通過(guò)技術(shù)進(jìn)步讓投入資源得到最有效的開(kāi)發(fā)利用,走基于技術(shù)進(jìn)步的內(nèi)涵型增長(zhǎng)道路才是實(shí)現(xiàn)城市土地利用綜合有效的根本保證。

        3 結(jié)語(yǔ)

        應(yīng)用DEA 模型綜合測(cè)度了云南省2010—2019年的城市土地利用效率,結(jié)果顯示:近10年云南省城市

        土地利用的綜合技術(shù)效率和純技術(shù)效率低而規(guī)模效率高,綜合技術(shù)效率和純技術(shù)效率均呈現(xiàn)3 個(gè)階段變化態(tài)勢(shì),規(guī)模效率則呈現(xiàn)小幅度的波動(dòng)變化態(tài)勢(shì),2019年,有7 個(gè)城市存在明顯的投入冗余和產(chǎn)出不足現(xiàn)象。

        根據(jù)研究結(jié)果提出以下發(fā)展建議:首先,云南省要加大力度提高城市土地利用資源配置、利用和管理的技術(shù)水平,通過(guò)技術(shù)進(jìn)步讓投入更加有效地轉(zhuǎn)化為各項(xiàng)產(chǎn)出,由此盡可能改變目前“兩低一高”的不利局面。其次,云南省要堅(jiān)持走內(nèi)涵型、集約型的城市精明增長(zhǎng)道路,合理配置各種投入資源,優(yōu)化投入資源結(jié)構(gòu);要注意管控城市土地利用的面積規(guī)模,遏制單純擴(kuò)大城市用地規(guī)模的發(fā)展模式,力爭(zhēng)使規(guī)模和技術(shù)水平相適應(yīng),讓寶貴的土地資源發(fā)揮最佳的經(jīng)濟(jì)社會(huì)和環(huán)境效益,由此為實(shí)現(xiàn)DEA綜合有效奠定基礎(chǔ)。

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