中国城市土地利用效率评价.docx
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中国城市土地利用效率评价
中国城市土地利用效率评价
吴得文
摘要：
城市土地利用效率状况直接影响城市的社会经济开展和人居环境建立。
基于数据包络法对全国655个城市土地投入产出效率和规模效率进展了分析，结果发现：
①目前中国城市土地投入产出效率普遍较低，呈现出东部地区高、中西部低的空间分布格局；存在规模等级递增效应，但小城市表现出明显的特殊性。
②影响中国城市土地投入产出效率较低的因素较多，其中，第二、三产业从业人员投入过多尤为突出，固定资产投资和建立用地也存在一定冗余，环境产出效益相对缺乏。
③中国大局部城市土地规模效率处于递增状态；城市土地规模效率空间分布亦呈现出东部地区高、中西部低的格局，且存在规模等级递减效应。
对不同空间尺度和不同规模等级城市土地利用效率评价及其影响因子分析，对各级政府制定城市开展政策具有重要的现实意义。
关键词：
城市土地；投入产出效率；规模效率；数据包络法；中国
1 引言
城市土地作为城市经济、社会和环境的空间载体，其利用效率状况直接影响到城市的社会经济开展和人居环境建立[1]。
因而，城市土地利用效率研究一直受到研究者的高度重视。
国外有关城市土地利用效率的理论研究，早期主要是生态学派采用描述性的历史形态方法直观识别城市土地利用类型的空间分布及演变，归纳出轴向模式、同心圆模式、扇形模式及多核模式等一般性的城市土地利用模式[2-6]。
与历史形态学派的描述和归纳方法不同，经济区位理论以市场平衡理论为根底，注重运用空间经济学理论和系统的数理分析方法来演绎和构建城市土地利用理论模型[4]，推导出竞标地租随距城市中心的距离增加而减少、不同土地利用类型在空间上趋向于自然别离、城市土地利用强度由中心向外缘逐渐降低的城市土地利用三大特点[7]，以及一个完全竞争性的土地市场不会形成一个高效的土地利用模式[8]和划定城市边界将会提高城市土地利用效率 [9]等理论至今仍对城市土地的优化配置和提高利用效率具有重要的理论指导价值。
另外，强调对人的研究，提倡把人的价值观、意识和能动性等非经济的社会动力因素纳入城市土地利用研究范畴的行为学派，以及运用政治经济学理论和方法提醒城市土地利用的内在动力机制、解释城市土地利用空间模式的政治经济学派[10]等理论，对理解城市土地利用的社会驱动力和提高城市土地利用效率的途径也作出了重要奉献。
近年来，对城市土地利用效率的研究主要集中在城市增长控制[11]，城市土地利用的优化配置[12]、集约利用[13]及城市土地利用效率的评价方法和应用上[14,15]。
国内学者在借鉴国外相关研究根底上，对中国城市土地利用效率进展了广泛深入研究。
研究内容主要包括城市土地利用效率的根本理论[16-18]，城市土地利用效率评价指标体系、模型构建与应用[19-22]，以及提高城市土地利用效率的途径[17,23,24]。
其中，评价指标的选取逐渐由反映城市土地利用经济效益的单指标[25]向经济、社会和环境多指标方向开展[20,26]；研究方法也日益多样化，主要包括协调度模型[27,28]、主成分分析法和加权法[23]、模糊综合评价法[19]、回归分析法[25]、数据包络法〔DEA〕[21,29-32]及系统分析和层次分析法[33]；研究对象主要是单个城市[19,34]、特大城市和省会城市[26,29,30,35]及地级以上城市[21,32]。
伴随着城市化的快速开展，中国城市建立用地迅速扩X，由1986年的6720km2，迅速增至2021年的39140.5km2，年均增长8.3%，高于城市人口增速的4.4%。
城市建立用地的增加主要来自对周边优质耕地的占用[36,37]。
1986~2021年建立占用耕地达393.9×104ha，占耕地流失的19.5%，仅次于生态退耕和农业构造调整。
耕地的大量流失严重影响了我国的粮食平安[38-40]。
相对于农业构造调整、生态退耕和灾毁产生的耕地流失而言，建立占用耕地却是耕地生产能力的永久丧失，也是可控的[17,41]。
2021年我国人均耕地面积0.09ha，仅为世界人均量的40%。
严峻的土地资源形势，客观上要求提高我国城市土地利用效率，减少城市化对耕地的占用。
这不仅对保障粮食平安产生积极影响，对国家平安也具有举足轻重的政治意义。
因而，开展作为提高中国城市土地利用效率的根底性研究——城市土地利用效率评价具有重要意义。
城市土地利用效率是由包括众多自然、经济和社会因素构成的复杂系统共同作用的结果，对其评价理应选取由多个代表性指标构成的评价指标体系，选用适宜的评价方法来判定。
在众多的评价方法中，对评价指标权重确实定常带有一定的主观性，影响了评价结果的客观性[21]。
数据包络分析法〔DEA〕采用最优化方法内生确定各投入要素的权重，防止了投入产出关系的具体表达和各指标权重确定所带来的主观性，适合城市这个复杂综合体的效率评价[42]，在地理学界得到广泛应用[20,29,30]。
但由于各种原因，采用科学方法对全国全部城市土地利用效率的研究尚未开展，影响了中国城市土地利用效率规律的提醒。
基于上述原由，本文采用DEA对全国所有城市2021年的土地利用效率进展分析，进而提醒中国城市土地利用效率规律。
2数据包络分析法、指标选择及数据来源
2.1 数据包络分析法
数据包络分析法〔DEA〕是管理科学、系统工程和决策分析等领域处理复杂问题常用的一种重要而有效的分析工具[43]，其主要特点为：
①以相对效率评价为根底，根据多指标投入和多指标产出对同类型的部门或单位〔称为决策单元〕进展有效性评价；②从样本数据分析出样本集合中处于相对有效的样本个体作为最优参照系，内定权重，通过优化的权重显示指标调整的方向与调整量；③输入输出变量之间并不一定存在相对明确的显式关系，变量属性具有较大的随意性[32,43]。
DEA常用的主要有5种模型，即C2R、BC2、C2GS2、C2W及C2WH模型，适用范围各有不同，其中，C2R模型主要用于指标的有效性评价和奉献率测算[44]。
本文主要是对中国城市土地利用效率进展评价，共选取4个输入指标和4个输出指标，以2021年的数据来做研究分析，因此选用C2R模型较为适宜。
2.2 指标选取及数据来源
城市土地利用效率评价既要注重城市土地的经济效益，也应考虑社会和环境效益。
考虑到指标的量化、DEA模型作为评价系统相对效率的方法特点及本研究的主要目标是对全国所有城市土地的投入产出进展评价，在指标选取上，将土地、资本和劳动力作为投入指标，分别对应于城市建立用地面积、固定资产投资和第二、三产业从业人员数；将经济效益和环境效益作为产出指标，分别对应于第二、三产业增加值〔经济效益〕、绿地面积和城市建立维护资金〔环境效益〕。
环境效益是一个综合指标，由城市的空气、水、绿地等要素构成；同时，宜居城市不仅要有良好的生态环境，还要有便利的生活条件。
而这些条件是否具备与城市建立，尤其是城市建立维护资金的投入密切相关。
一般而言，城市建立维护资金投入多，城市环境治理相对较好、生活条件也更加便利，因而，城市建立维护资金是反映城市环境状况的一个重要指标。
为此，本文选用城市建立维护资金的投入作为环境效益产出指标。
为保持各变量统计范围的相对一致性，产出指标中仅选择城市第二、三产业增加值作为城市经济效益指标，根本上与投入指标中的城市建立用地、非农从业人员和固定资产投资相对应。
另外，从科学角度分析，城市土地效率评价指标的选取，还应考虑技术进步等因子及社会效益，但由于二者难以量化或指标数据获取困难，无法直接进入模型计算。
上述指标中，城市建立用地面积、绿地面积、城市建立维护资金数据均来自?
中国城市建立统计年鉴?
〔2021〕；城市全社会固定资产投资、第二产业从业人员、第三产业从业人员、第二产业增加值和第三产业增加值数据均来自?
中国城市统计年鉴?
〔2021〕，其中地级市数据为各城市辖区数据，县级市数据由于统计范围为市域，为保持统计口径的一致性，本研究以每个省区为单元，用40%样本县级市城区的全社会固定资产投资，第二、三产业从业人员，第二、三产业增加值数据校正该省区的县级市相关数据，其样本数据来自各样本县级市的统计局。
数据处理主要通过编程借助Matlab完成。
3 中国城市土地投入产出效率
3.1 城市土地投入产出效率总体概况
根据投入产出有效性系数计算，中国城市土地投入产出效率普遍较低〔图1〕，投入产出有效性系数平均仅为0.524。
假设将全国城市土地投入产出有效性系数聚为5类，那么大局部城市主要集中于0.350~0.629之间〔占全国所有城市的58.63%〕〔表1〕，12.52%的城市属于0.630~0.839区间，7.63%的城市位于0.840~1.000区间，仅有5.34%的城市投入产出有效性系数为1。
由此可见，中国城市土地投入产出效率整体不佳，调整土地投入产出构造，将是提高城市土地利用效率急待解决的问题。
表12021年我国城市土地投入产出效率聚类
Tab.1Clustersofinput-outputefficiencyofurbanlandin China in2021
区间
城市个数
占城市总比重
0.140~0.349
139
21.22%
0.350~0.469
221
33.74%
0.470~0.629
163
24.89%
0.630~0.839
82
12.52%
0.840~1.000
50
7.63%
合计
655
100%
注：
为DEA模型中城市土地投入产出有效性系数，当 ＝1且 ＝ ＝0〔 和 为参加的松弛变量，其中， 为未利用资源变量， 为产出缺乏变量〕时，表示评价单元为DEA有效，即城市土地投入产出已达最优；当 ＝1且 ≠ ≠0时，那么该评价单元为DEA弱有效；当 ＜l时，评价单元为DEA无效， 越接近1，说明城市土地投入产出越接近有效。
由于资料所限，表中数据未包括港澳台。
同时，DEA模型分析说明，假设保持产出不变，经投入要素数量及构造调整，全国城市可节约建立用地面积542.0km2、固定资产投资3034.5×108元、非农就业人口1090.7×104人；假设保持投入不变，提高投入要素生产效率，全国可增加城市公共绿地面积2256.6×104m2、二三产业增加值396.7×108元〔表2〕。
可见，我国城市土地利用效率提升空间巨大。
图12021年中国城市土地投入产出效率空间分布
Fig.1Spatialdistributionofinput-outputefficiencyofurbanlandin China in2021
表22021年中国不同等级城市投入产出分析
Tab.2Input-outputanalysisofdifferenttiercitiesin China in2021
城市等级
工程
超大、特大城市
大城市
中等
城市
小城市
全国
合计
投入产出有效性系数
39.5
42.6
95.3
165.7
343.1
产出不变，可节约的要素
城市建立用地面积（km2）
39.9
267.9
117.7
116.5
542.0
固定资产投资（108元）
1737.3
143.5
533.7
620.0
3034.5
第二产业从业人员（104人）
203.2
149.5
113.1
83.5
549.3
第三产业从业人员（104人）
425.5
35.0
35.1
45.8
541.4
投入不变，可增加的要素
城市维护建立资金（104元）
17991.5
529.0
327.1
130.4
18978.0
公共绿地面积（104m2）
2216.2
22.1
15.0
3.3
2256.6
第二产业产值（108元）
19.8
45.4
89.5
160.9
315.7
第三产业产值（108元）
0
20.4
12.9
47.7
81.0
注：
由于资料所限，表中数据未包括港澳台。
3.2 城市土地投入产出效率空间差异
中国城市土地投入产出效率空间分布呈现出东部高、中西部低的格局〔图1〕[①]。
2021年东部地区城市土地投入产出有效性系数平均为0.544，中部地区为0.452，西部地区为0.484〔表3〕。
从城市土地投入产出有效性系数构成来看，东中西三地带中土地投入产出有效性系数属于0.700~1.000区间的城市分别有48个、18个和29个，分别占该地带城市总数的18.25%、7.93%和17.58%。
从城市土地投入产出有效性系数主要集中分布区间来看，东部63.14%的城市集中于0.354~0.639区间，中部68.01%的城市集中于0.140~0.471区间，西部59.02%的城市集中于0.175~0.451区间。
可见，东部地区大局部城市土地利用效率较高，中西部地区相对较低，东部与中西部相差较大，中西部相差较小且西部较中部高，说明城市土地投入产出效率既与经济开展水平有关，也受城市内部土地投入产出各要素配置的影响。
表32021年我国三大经济地带不同等级城市土地投入产出效率差异
Tab.3Input-outputefficiencydiscrepancyoflandindifferenttiercitiesofthreelargeregionsof China in2021
地 区
城市等级
城市个数
（等级平均）
（地区平均）
东部地区
超大城市
18
0.653
0.544
特大城市
20
0.542
大城市
43
0.527
中等城市
101
0.491
小城市
81
0.597
中部地区
超大城市
9
0.483
0.452
特大城市
6
0.445
大城市
34
0.427
中等城市
89
0.398
小城市
89
0.512
西部地区
超大城市
6
0.376
0.484
特大城市
5
0.581
大城市
16
0.417
中等城市
63
0.411
小城市
75
0.561
注：
为城市土地投入产出有效性系数。
由于资料所限，表中数据未包括港澳台。
3.3 城市土地投入产出效率规模等级差异
中国城市土地投入产出效率存在明显的规模等级递增效应。
2021年我国人口大于200万的超大城市土地投入产出有效性系数为0.556，人口在100~200万的特大城市为0.530，大城市为0.472，中小城市分别为0.438和0.549，说明城市规模等级愈高，土地投入产出效率愈高，而小城市表现出明显的特殊性。
这一规律在我国三大地带内也根本得到同样表达〔表3〕。
同时，表3也说明东部地区超大城市土地投入产出效率凸显，中部地区整体上偏低；西部地区超大城市土地投入产出效率极为不佳，然而，其特大城市土地投入产出效率较高，在全国同级别城市中表现最优。
因而，从土地投入产出效率角度而言，高等级城市优势较为明显，是未来开展的重点；同时，西部地区超大城市和中部地区各级城市土地投入要素急待优化调整，提高利用效率。
3.4 中国城市土地投入产出效率影响因子分析
城市土地投入产出效率影响因子总体分析
造成全国城市土地投入产出效率较低的因素较多，从所选的指标分析中不难发现，众多城市的投入无效和产出缺乏是造成中国城市土地投入产出效率较低的主要原因。
在投入方面，第二、三产业从业人员投入过多尤为突出，固定资产投资和建立用地也存在一定冗余，四者投入无效的城市分别占46.41%、34.72%、20.34%和14.62%；在产出方面，61.04%的城市在城市维护建立资金、41.25%的城市在公共绿地面积、6.71%的城市在第二产业增加值及4.21%的城市在第三产业增加值均产出缺乏〔图2〕。
由此可见，加快产业构造调整，促进工业构造优化升级，大力开展第三产业，增加非农业产值，提高固定资产使用效率，适当控制建立用地规模，将是提高中国城市土地利用效率的重要途径；同时，增加城市维护建立资金和公共绿地面积，不仅有利于提升城市环境，也是构建和谐城市的内在要求。
图22021年三大地带及全国投入无效和产出缺乏的城市比例
Fig.2Occupationalsharesofcitieswithinputinefficiencyandoutputdeficiencyinthreelargeregionsandnationwidein2021
城市土地投入产出效率影响因子空间差异分析
在三大地带中，东部地区城市土地投入产出效率最高。
在投入方面，土地和劳动力使用相对有效，建立用地、第三产业从业人员投入无效的城市分别占该地带城市总数的6.91%和27.41%，低于全国平均水平的7.71%和7.31%；在产出方面，城市维护建立资金和第二产业增加值也有一定的优势，二者产出缺乏的城市占整个地带的53.83%和4.45%，低于全国平均水平的7.21%和2.26%〔图2〕。
中部地区城市土地投入产出效率最低，主要是由于其投入无效和产出缺乏的城市比率大多高于全国平均水平，仅有固定资产投资利用效率较高，其投入无效城市比率仅为9.72%，低于全国平均水平的10.62%〔图2〕。
相对中部而言，西部地区城市土地投入产出效率略显优势。
其中，固定资产投资、城市维护建立资金、公共绿地面积等投入产出因子均在全国具有一定的优势，第三产业产出优势更为明显，其产出缺乏的城市比率仅为0.63%，低于全国平均水平的3.58%〔图2〕。
值得一提的是，东部地区城市固定资产投资利用效率较低，投入无效的城市占该地带的30.82%，是全国平均水平的1.52倍；第三产业产出缺乏的城市也明显偏高，达5.46%。
西部地区城市除建立用地和第三产业从业人员利用效率较低外，第二产业产出也存在较大缺乏，有10.21%的城市第二产业产出缺乏，是全国平均水平的1.52倍。
由此可见，提高固定资产投资利用效率，积极培育新兴第三产业，增加经济产出，将是东部地区当前提高城市土地利用效率的战略重点。
在保持现有优势的根底上，加快工业优化升级，促进产业集群化开展，提升工业经济效益；大力拓展传统效劳业网点，增加新兴业态，促进效劳业对城市化人口的吸纳，以及强化建立用地的高效利用，将是西部地区当前提高城市土地利用效率的战略重点；全面系统地优化生产要素配置，加大投入强度，将是改变中部地区城市土地利用效率较低现状的战略重点。
城市土地投入产出效率影响因子规模等级分析
超大城市土地投入产出效率在不同等级城市中最高，与其城市建立用地利用高效，第二、三产业产出率高密不可分。
所有超大城市的建立用地投入和第三产业产出均为有效，第二产业产出缺乏的城市也仅有2.92%，低于全国平均水平的3.79%。
然而，超大城市土地投入产出效率仍未达理想值，主要是由于其固定资产投资、第二、三产业从业人员投入无效的城市比例明显偏高，分别是全国平均水平的1.49倍、1.18倍和2.18倍〔图3〕。
其中，固定资产投资效率相对较低主要是由东部地区和中部地区超大城市投入无效所致，两者无效城市分别达50.23%和11.15%；第二、三产业从业人员投入无效率高是超大城市的共性〔表4〕。
特大城市土地投入产出效率较高。
4个投入指标中无效城市比例均较全国平均水平低；产出指标中所有城市第三产业产出均为有效，第二产业产出缺乏的城市也仅为3.22%，低于全国平均水平的3.49%〔图3〕。
虽然特大城市投入产出的整体状况较好，但空间上也存在一定差异。
中部地区特大城市的建立用地投入过多，有50%的城市投入无效，是全国同等级城市平均水平的3倍多；西部地区特大城市固定资产投资和第二产业产出缺乏均表现不佳，两者无效城市分别达40.00%和20.00%，是全国同等级城市平均水平的2.1倍和6.2倍〔表4〕。
相对而言，大城市土地利用的突出优势在固定资产投资利用和第二、三产业产出效率上，三者无效城市仅占该等级城市的4.30%、1.07%和1.07%，分别低于全国平均水平的16.04%、5.64%和3.14%〔图3〕；但建立用地投入明显偏高，无效城市高达25.81%，主要是由中部地区和东部地区大城市建立用地投入偏高所推动。
同时，大城市的第二、三产业从业人员也存在投入过多的缺乏〔表4〕。
可见，上述三类城市土地投入产出的经济效益相对较好，但都面临着环境效益不佳的现况。
城市维护建立资金和公共绿地面积2项环境产出指标均低于全国平均水平，尤其是，所有超大城市和西部地区特大城市的公共绿地面积均产出缺乏〔表4〕。
图32021年不同等级投入无效和产出缺乏的城市比例
Fig.3Occupationalsharesofcitieswithinputinefficiencyandoutputdeficiencyindifferenttiercitiesin2021
表42021年三大地带不同等级投入无效和产出缺乏的城市比例
Tab.4Occupationalsharesofciteswithinputinefficiencyandoutputdeficiencyindifferenttiercitiesofthreegreatregionsin2021
城市
等级
地区
建立用地面积
固定资产投资
第二产业从业人员
第三产业从业人员
城市维护建立资金
公共绿地面积
第二产业产值
第三产业产值
超大
城市
东部地区
0
50.23%
44.44%
66.67%
88.89%
100.00%
0
0
中部地区
0
11.15%
55.56%
77.78%
66.66%
100.00%
11.11%
0
西部地区
0
0.00%
83.34%
100.00%
100.00%
100.00%
0
0
全国
0
30.38%
54.62%
75.77%
84.85%
100.00%
2.92%
0
特大
城市
东部地区
5.00%
15.00%
45.00%
30.00%
60.00%
72.00%
0
0
中部地区
50.00%
16.67%
66.67%
50.00%
80.00%
80.00%
0
0
西部地区
0
40.00%
40.00%
20.00%
66.67%
100.00%
20.00%
0
全国
12.91%
19.36%
48.38%
32.26%
65.79%
76.32%
3.22%
0
大城市
东部地区
11.63%
9.30%
41.86%
16.28%
27.91%
39.53%
2.33%
2.33%
中部地区
52.94%
0
85.00%
64.71%
89.76%
79.41%
0
0
西部地区
6.25%
0
87.50%
87.50%
81.25%
56.25%
0
0
全国
25.81%
4.30%
70.96%
46.24%
67.74%
56.99%
1.07%
1.07%
中等
城市
东部地区
4.95%
31.02%
41.58%
16.83%
49.44%
33.66%
0.99%
0.99%
中部地区
14.61%
6.01%
38.21%
31.46%
71.01%
31.46%
3.37%
3.37%
西部地区
22.22%
7.98%
41.27%
36.
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