基于DEA的安徽省建設用地效率分析

張榮天，焦華富

（安徽師范大學 國土資源與旅游學院，安徽 蕪湖 241003）

隨著我國城鎮化、工業化快速推進,建設用地利用過程中所暴露的問題也日益凸現，一方面,我國基本國情及用地政策使得建設用地總供應量不斷趨緊,建設用地量的限制成為趨勢；另一方面，我國城市建設用地整體上仍處于快速、盲目擴張與低效、粗放利用的階段,總體利用效率不高,利用結構相對不合理[1]。尤其是當前“新型城鎮化”建設成為我國發展主流，而建設用地效率是其重要核心內容，因此研究區域建設用地利用效率在土地管理實踐及城鎮化建設中具有重要的現實意義。在梳理建設用地效率研究文獻基礎上，可以看出目前關于對建設用地利用效率的研究主要集中在評價方法、區域差異及影響因素等方面：杜官印等運用數據包絡分析C2R模型對1997～2007年各省份建設用地利用效率進行了分析[2]；何格等運用DEA方法對青島市1997～2004年建設用地的時空差異進行了研究,指出規模效率是影響建設用地效率的主要因素[3]；余小玲等運用數據包絡DEA模型，對重慶縣域尺度2000～2008年建設用地在經濟增長中利用效率測度及評價[4]；王曉青等通過Jeffry模型揭示我國31個省份建設用地的配置效率與工業化、城鎮化、土地市場化、非國有經濟發展、人均建設用地5個因素顯著相關[5]；王昱等從工業化和城鎮化2個視角來揭示我國建設用地效率的區域分異特征及規律[6]；孫平軍等從效率水平和人工復合生態系統內在耦合的視角，結合均方差賦權法對我國省域尺度建設用地效率實證探討[7]。研究方法上，DEA模型采用了最優化的方法內定權重，結果不受量綱影響，從而有利于對決策單元進行評價，避免了主觀賦值指標權重所帶來的不足，能夠指出非有效決策單元的調整方向，在分析生產函數及其規模經濟等方面具有獨特優勢[8]，較適合于運用在多投入多產出系統的區域建設用地利用效率的評價。

鑒于此，本文以安徽省為研究區，從投入和產出的視角構建評價指標體系，運用DEA模型測度2000～2012年安徽省建設用地利用效率；其次基于GIS空間分析，運用Jenks斷裂點、趨勢面分析、局域G＊指數等方法對2000～2012年安徽省建設用地效率演變特征進行了初步地解析，以期為加深理解建設用地利用效率變化機理，推進新型城鎮化建設提供理論依據及實踐參考。

1 研究方法及數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 DEA模 型 DEA （Data Envelopment Analysis）模型是由著名運籌學家 A.Charnes、W.W.Cooper和E.Rhodes于1978年最先提出的，主要是應用線性規劃理論評價決策單元的一種系統分析方法[9]。DEA模型中有n個決策單位DMU，且每個決策單位有m種輸入和s種輸出，則第i個DMU單元的輸入和輸出向量為xi=(x1i,x2i,…,xmi)T>0、yi=(y1i,y2i,…,ysi)T>0，引入松弛變量和費阿基米德無窮小后的DEA模型計算公式如下[10]：

式中，θ（0<θ≤1）為綜合效率；s-(s-≥0)為松弛變量；s+(s+≥0)為剩余變量；ε為非阿基米德無窮小量；s.t.代表限制性條件。

1.1.2 局域G＊指數 運用空間自相關模型的局域Gi*指數探索安徽省建設用地利用效率的熱點區（Hot Spots）及冷點區（Cold Spots）的空間分布，并依據結果對安徽省建設用地效率進行類型分區，基于局域Gi*指數的劃分模式打破行政界線的限制，使效率類型劃分更具科學性。局域Gi*指數計算公式如下[11-13]：

為方便解釋與比較，對其進行標準化處理：

式中，Wij為空間權重矩陣，空間相鄰為1，不相鄰為 0。E（Gi*）和Var（Gi*）分別為Gi*的數學期望及變異數。若Z（Gi*）為正且顯著，表明位置i周圍效率相對較高，屬效率高值空間集聚，即效率“熱點區”；反之，若為負且顯著，則表明位置周圍效率相對較低，屬效率低值空間集聚，即效率“冷點區”。

1.2 數據來源

文中的分析數據涉及兩部分：（1）統計數據主要來源于《安徽省統計年鑒（2001～2013年）》及安徽省各地級市統計年鑒（2001～2013 年）；（2）空間數據主要來源于《安徽省地圖》（2013年），經掃描進行高精度配準后跟蹤矢量化獲取，并對行政區劃調整的區域進行合并處理，確保研究時段結果具有可比性。

2 建設用地效率測度分析

2.1 測度指標選取及構建

建設用地利用效率是從建設用地投入產出角度出發，表現為投入一定的土地、資本、勞動等所得到的一定經濟產出，若經濟產出越大表明建設用地利用效率相對越高。基于這點考慮，結合指標代表性、真實性、區域性、可獲得性等原則，從建設用地投入和產出2維度構建效率測度指標體系：（1）DEA投入指標，選取城市建成區面積X1、第二、三產業從業人數X2、城鎮固定資產投資X3、地方財政支出X4來反映建設用地利用的規模、人力、技術等方面投入；（2）DEA產出指標，選取建設用地土地產出率X5、第二、三產業產值X6、地方財政收入X7作為反映建設用地利用的產出指標。

2.2 建設用地效率及分解

基于2000～2012年安徽省16個地級市的投入及產出指標，運用DEAP2.1軟件計算出2000～2012年安徽省建設用地利用效率值及其分解值（圖1所示），下面著重就從綜合效率、技術效率、規模效率3個維度來進行具體分析：（1）綜合效率方面，2000～2012年安徽省建設用地利用綜合效率呈現出持續上升的態勢，數值上從2000年0.398一直提升到2012年的0.523，近13年間綜合效率提升31.5%，總體上來看綜合效率上升的幅度相對不大；（2）技術效率方面，2000～2012年間安徽省建設用地資源利用技術效率變化也以上升為主要趨勢，但是整體上提升的幅度相對較小，數值上從2000年的0.578持續上升到2012年的0.672，隨著區域農業科技水平不斷提高，建設用地利用技術效率也表現出上升趨勢，技術效率持續提升導致區域建設用地利用效率不斷提升；（3）規模效率方面，2000～2012年安徽省建設用地利用規模效率呈現出不斷上升演變趨勢，數值上從2000年的0.688上升到2012年0.778，總體上規模效率高于綜合效率和技術效率，規模效率的持續提升對區域建設用地效率的演變起到十分重要的促進作用，因此研究期間規模效率是區域建設用地效率演變的主導因素。

圖1 2000～2012年安徽省建設用地效率及分解

2.3 建設用地效率趨勢分析

基于GIS軟件平臺，運用趨勢分析法將2000～2012年建設用地效率值為高度屬性Z值，各地級市地理坐標為X、Y軸，將其旋轉到合理透視角度，形成三維透視空間圖，并對2個面上投影分布的趨勢進行擬合，其中，X、Y軸正方向分別代表正東與正北（圖2所示）。通過圖2可知：（1）總體分異上，安徽省建設用地效率呈現出東—西方向遞增，南—北方向“拱”形分布；（2）方向表征上，東—西向建設用地效率從西部的安慶、六安等不斷向東部的蕪湖、馬鞍山等遞增，而南—北向由皖南地區的黃山、宣城，逐步過渡到皖江地區的蕪湖、合肥等，進而到皖北地區的地區宿州、亳州等，其中，皖江地區的城市建設用地效率最高，布局在“拱”形谷峰位置；（3）變化趨勢上，隨著區域時間尺度不斷變化，南—北向“拱”形彎曲幅度表現出有所增大的態勢。

圖2 安徽省建設用地效率的趨勢面分析

3 建設用地效率空間分布

根據2000～2012年安徽省16個地級市的建設用地利用效率值，可以看出總體上安徽省建設用地利用效率空間分布呈現出“南高北低、東高西低”的基本格局，在效率總體格局分布的態勢下，建設用地效率局部呈現出什么樣的空間關聯模式？考慮到建設用地效率局部分布涉及到空間相鄰地域單元存在同質化規律，根據空間自相關模型劃分建設用地效率空間分布關聯類型的思路，利用局域Gi*指數公式，通過GeoDa095軟件，測度2000～2012年安徽省各地級市建設用地效率的局域Gi*值；并基于ArcGIS9.3軟件分析平臺，通過Jenks自然斷裂法將2000～2012年安徽省建設用地效率局域Gi*值劃分成4個基本類型：效率H-H區、效率H-L區、效率L-H區、效率L-L區，并對效率4種類型區進行空間分布顯示，進而得到2000～2012年安徽省建設用地效率空間分布關聯格局圖（圖3所示）。（1）效率H-H區：2000～2012年間效率H-H區主要分布在蕪湖、馬鞍山、合肥、銅陵等城市，即為皖江地區。這一地區是安徽省經濟發展水平最高，城鎮化、工業化進程最快的區域，建設用地規模較大，建設用地的投入水平在整個安徽省最高，并且建設用地的經濟產生水平也相對最高；（2）效率H-L區：2000～2012年間效率H-L區主要分布在蚌埠、滁州、淮南等城市，即為皖中地區。該區的城鎮化進程僅次于皖江地區，城鎮化發展速度也相對較快，建設用地的規模、人力、技術等投入也不斷顯著，且建設用地的經濟產出也不斷上升，從而形成安徽省建設用地效率相對“高值區”；（3）效率 L-H 區：2000～2012年間效率L-H區主要分布在黃山、池州、宣城、安慶、六安等地，即為皖西南地區。該類型區城鎮化速度相對較慢，區域經濟水平也較低，其區域建設用地效率較低，但周圍布局效率高的縣市，效率空間差異十分顯著，從而形成效率分布的“異質區”；（4） 效率 L-L 區：2000～2012 年間效率 L-L 區主要分布在宿州、亳州、阜陽、淮北等地，即為皖北地區。該類型區是安徽省城鎮化水平最低的區域，建設用地產出水平最差，且地理位置上空間集聚分布，表現出建設用地利用效率的L-L布局空間格局，從而形成研究期間安徽省建設用地效率的“冷點區”。

圖3 安徽省建設用地效率空間分布格局（2000～2012）

4 結論與建議

本文以安徽省為例，以2000～2012年作為實證時間段，從投入和產出的視角，運用DEA模型、GIS空間分析、局域G＊指數等方法對安徽省建設用地效率進行了分析，得出了幾點結論：（1）2000～2012年安徽省建設用地效率呈現出不斷上升的趨勢，近13年間效率上升了31.5%，規模效率是影響效率變化的主要因素；（2）2000～2012年建設用地效率演變趨勢上呈現出東—西向遞增，南—北向“拱”形分布；（3）根據局域G＊指數共劃分4種類型：H-H區、H-L區、L-H區、L-L區，其中H-H區主要集聚在皖江地區，而L-L區主要集聚在皖北地區，這種分析打破行政界線的限制，使得建設用地利用效率空間分布探討更具科學合理性；（4）需要指出的是，論文還存在一定的不足之處：第一，論文主要從經濟的投入和產出角度進行評價，從而對建設用地利用的社會、生態效率有所忽略，需要深化DEA模型指標進一步選取；第二，論文還需要對區域建設用地利用效率演變的影響因素及驅動機制做重點分析及探討。

根據對2000～2012年安徽省建設用地利用效率的分析，為促進區域建設用地利用效率的提升，從以下3個方面提出對策建議：（1）控制總量盤活存量。嚴格控制區域城鄉建設用地規模，劃定區域城市空間生長邊界，不斷完善土地利用規劃，從而調控區域建設用地的總規模；同時不斷加快推進城中村、舊廠房等改造，推動區域低效土地資源再利用，從而盤活區域存量建設用地；（2）強化土地用途管制。構建區域建設用地優化和人口、產業轉移互動協調新機制，推進以城市群（江淮、皖江）為主體、大中小城市協調布局的新型城鎮化格局；逐步建立以用途管制作為基礎、覆蓋地上、下的土地規劃體系，嚴格劃定區域基本農田邊界線和建設用地邊界線，建立規范的土地用途性質轉變的機制；（3）優化城鎮用地結構。根據生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀的要求，嚴格限制區域各類工業園區及新城區建設，不斷優化城市工業用地布局；建立統一的城鄉土地市場，通過土地市場來調節城鎮土地供求，合理配置土地資源，優化城鎮用地結構，提高土地利用效益，從而保障安徽省新型城鎮化有序推進。

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