基于DEA模型的沿海城市土地利用效率研究

夏 露 許章華

（1.福州大學至誠學院，福建福州，350002；2.福州大學，福建福州，350108）

土地作為人類生存之本，對于當今社會經濟發展具有深刻的意義，城市土地的合理利用決定著城市的發展，而隨著我國近幾十年的迅猛發展，城市土地供給量與需求量之間的失衡已成為城市化進程巨大矛盾，我國城市土地資源利用普遍存在著城市用地結構不合理、城市規模外延擴張過快、土地市場秩序混亂、土地浪費嚴重、土地利用效率偏低等諸多問題，尤其在我國經濟實力良好的東部沿海城市中表現得更加突出，而這一問題必須從研究并提高城市土地利用效率，提高土地集約節約水平來解決，探討沿海城市實現土地資源集約利用有著不可估量的作用。[1-3]

本文通過融合地理學、區域經濟學、計量經濟學等多學科知識，考慮到沿海城市研究的迫切性與當前研究的不足，選取了沿海105個地級市為對象，基于投入導向的CCR、BCC模型與SE-DEA模型計算出各城市的土地利用效率值進行了空間差異分析并提出了相應的指導建議，愿對促進沿海城市的土地利用效率提升有所幫助。[4]

一、研究方法

（一）模型選擇

1978年由查理斯(Charnes) 和庫柏(Cooper) 等人創建的DEA方法（Data Envelopment Analysis）從早期在政府機構、非營利組織及服務行業的應用推廣到現在金融、經濟、項目評估等不同行業的應用，摒棄了主成分分析法及層次分析法等方法中人為因素的主觀干擾，有著一定客觀性與簡便性，它可將多項投入與產出變換成效率比率的分子與分母，對DMU進行績效評價，其中CCR、BCC、Malmquist等模型在土地利用效率研究得到了更多應用。[5,6]CCR和BCC模型分別是在CRS固定規模報酬不變模式和VRS變動規模報酬模式下評估效率，前者評估的是綜合技術效率而后者則評估純技術效率，CCR模型是基于當前投入條件下測算產出最大值，而長期情況投入可能會發生變動，所以研究土地利用效率應結合長短期即從CCR、BCC兩個模型進行測算。[7,8]這些模型可以分為基于Input-oriented投入導向與Output-oriented產出導向兩種模式，本次研究假設產出固定，目的在于投入最優DMU衡量其他決策單元與最優投入的距離，故采用投入導向模式進行測算。[9]因為CCR模型中DEA有效決策單元的效率值皆為1，對于有效決策單位沒有更多梯度出現，不利于進一步研究，而Super-Efficiency-DEA（SE-DEA）超效率模型可以重新計算推移有效決策單元生產前沿面，重新對有效決策決策單元排序使其效率值大于1。綜上，本文基于投入導向綜合CCR、BCC模型進行初步計算后采用SEDEA模型重新排序DEA有效決策單元，使得結果更具有梯度。

（二）指標選取與數據來源

由于研究目的、研究對象、研究模型等不同，當前土地利用效率的指標體系也有著較大區別。基于眾多文獻的研究，筆者總結出了較多學者使用的投入指標包含土地、資本和勞動投入三個層面，涉及到地方生產總值、地方財政收入、建成區面積和固定資產投資等指標，而產出指標有著較大不同，多數學者均有選擇經濟產出，有些學者除此之外還選取了社會、生態環境產出。[8,11]本文研究的土地利用效率為綜合效率，指標體系的構建主要參考楊海泉等與郭施宏提出的評價指標，將從土地投入、資本投入和勞動投入構建投入指標，細化指標分別為建成區面積、固定資產投資（第二三產業總和）、公共財政支出、第二三產業從業人員，從環境產出、經濟產出和社會產出構建產出指標，細化指標分別為建成區綠化覆蓋面積、第二三產業GDP、公共財政收入、社會消費品零售總額。[5,11]

在保證各市間相同指標數據統計口徑一致以及前后數據銜接的基礎上，本文以目前資料獲取能力范圍內的最新資料《2017年中國城市統計年鑒》的各項指標值作為考量對象，其中由于數據的部分缺失，廣州、佛山、河源市轄區建成區面積取自該地統計年鑒。

二、結果與分析

（一）效率評價

1. 測算結果

本次研究將105個地級市指標數據作為測算對象，借助軟件DEAP Version 2.1分別使用CCR和BBC模型進行基于投入導向的多階段DEA分析，得到了綜合效率值、松弛變量、純技術效率、規模效率與規模狀態，隨后通過EMS Version 1.3使用SE-DEA模型進一步分析CCR有效決策單元，最終根據超效率值大小，本文將105個城市分為以下4類：（1）高效率城市（超效率值≥1）：城市數量僅為29個，所占比例為27.62% ；（2）較高效率城市（0.90≤超效率值＜0.1）：城市數量有39個，比例為37.14%；（3）中等效率城市（0.80≤超效率值＜0.90）：城市數量為24個，比例為22.86%；（4）低效率地區（超效率值＜0.80）：城市數量為13個，比例為12.38%。[12]通過計算得出105個城市超效率平均值為0.98，大部分城市土地利用效率處于中高層次，這些城市注重經濟、社會、生態協調綜合發展，其中佛山市以2.7的高效率分值排名第一，而河池市、貴港市、云浮市、衡水市、賀州市等城市土地利用效率低下，其中賀州市在105個城市中分值墊底，僅為0.541。由于篇幅有限，僅列出前后10名城市。

2. 空間差異分析

（1）綜合效率空間特征分析

按各省城市土地利用效率平均值來算，平均得分從高到低分別為第一梯度遼寧、廣東、浙江，第二梯度江蘇、山東、福建以及第三梯度海南、河北、廣西，各梯度在空間分布上較為分散。根據測算共有29個城市為有效決策單位，即CCR土地利用綜合效率值等于1，SE-DEA土地利用超效率值大于等于1，其中廣東共有5個城市，占其評價城市的23.81%；遼寧共有4個城市，占其評價城市的50%；江蘇和浙江皆為3個城市，分別占其評價城市的23.08%和30%；山東共有2個城市，占其評價城市的11.76%；福建、廣西、河北皆為1個城市，分別占其評價城市的11.11%、7.14%和9.09%。遼寧省超效率均值位列榜首，雖然其省會沈陽由于缺乏部分數據沒能進入比較，但其還是領先第1名廣東省0.23的較大分值，9個評價單位中有一半為有效決策單元，超效率前6名中有4個城市都屬于遼寧省，這都說明了遼寧省城市土地利用效率總體上較優。廣東省有21個城市參與本次測算，省份間其決策單元最多，雖然效率平均值排名第2落后于遼寧省，但其有效決策單元數量最高，標桿次數也最多，達到了110次，這與評價單元數量之多直接相關，但佛山市、深圳市的良好發展也是驗證了其第1名和第3名的好成績，然而超效率排名倒數十名的城市中，廣東省也占據了3個城市，分別為汕尾市、清遠市和云浮市。而廣西壯族自治區超效率平均值為0.84，為沿海省份最低，超效率值排名前十的城市中未見出自廣西，廣西超效率最高值排名第1的崇左市位列105個決策單元第11名，而全部決策單元前50名中，廣西也僅有崇左市入列，但倒數十名中有4個城市出自廣西，分別為來賓市、河池市、貴港市、賀州市，都為相對內陸城市，總體上看廣西城市土地利用效率低下，有待提高。海南省因本身地級市數量較少加上部分城市數據缺失，僅有2個城市成為決策單元，即三亞市和海口市，超效率分值分別處于第44名和94名，一次都沒成為被借鑒的標桿城市，對于整個海南省也許不具有代表性，但海口市作為省會土地利用效率低下，排名倒數第12；三亞作為海南最發達的旅游城市，其土地利用效率也僅為中上，這也說明了海南省城市土地利用效率總體較差。

表1 城市土地利用效率評價指標體系

表2 基于SE-DEA模型的超效率值前后10名城市列表

圖1 土地利用效率值空間分布圖

（2）規模效率空間特征分析

規模收益也叫做規模報酬，其遞增或遞減皆表示效率未達到規模有效，只有不變時才為規模有效，在研究的105個城市中，規模有效城市達到36個，占比34.29%，而無效的69個城市中，22個遞減占比20.95%，47個遞增占比44.76%，說明處于規模收益遞增的城市較多，而這47個城市目前處于經濟快速發展階段，具有較強的發展潛力，其增加投入所帶來的產出增長比例會大于投入增長比例，應增加土地投入來促進城市發展，尤其是海南僅有的2個城市以及廣西14個城市中占比78.57%的11個城市，都為規模遞增，說明這些城市急需加大投入。[8,13]

（3）投入與產出分析

在保持相對產出不變的情況下，投入浪費最多的是固定資產投資（第二三產業總和），合計浪費了11236.54億元，占投入的8.67%，其中海南省投入冗余率高達34.24%，這也是海南省城市土地利用效率較低的主要原因。投入浪費最少的是建成區面積，僅有56.94平方公里被無效利用，冗余率僅0.29%，而福建、廣東、廣西、海南、江蘇、浙江六個南方省份冗余率為0，說明開發較為充分，而北方省份河北、遼寧、山東皆有少量冗余，其中山東冗余率最高，達到1.20%，但總體來說建成區面積大部分都能有效利用。保持相對投入不變的情況下，產出不足的主要表現為公共財政收入，其中福建省其產出不足864.40億元，不足率高達58.23%，說明公共財政收入有待提高，除了公共財政收入不足，第二三產業GDP不足也是產出不足的主要原因，其中海南省第二三產業GDP還可以提高418.28億元，不足率高達26.10%。產出最為理想的為建成區綠化覆蓋面積，不足率僅為0.58%，其中有5個省份不足率為0，不足率最高的為北方省份河北省達到4.89%，說明總體上沿海省份綠化情況較為良好。

表3 各省份效率值、標桿次數及排名

表4 各省份城市所處的規模報酬階段

表5 各省份投入冗余及產出不足值

表6 各省份投入冗余及產出不足率

三、 結論與建議

第一，105個城市中，大部分城市土地利用效率處于中高層次，說明總體上土地利用效率較高，各省份平均得分排名依次是遼寧、廣東、浙江、江蘇、山東、福建、海南、河北、廣西，空間分布較為分散，并無明顯規律，而較多城市處于規模收益遞增狀態，當前為經濟快速發展階段，急需增加投入來促進發展。

第二，基于對松弛變量的研究，發現固定資產投資（第二三產業總和）投入浪費最多，而產出不足的主要表現為公共財政收入，說明投資浪費嚴重，而公共財政收入還有一定提升空間。

第三，分析土地利用效率排名前10名與后10名的城市可見各城市土地利用效率差異較大，其中廣西的來賓市、河池市、貴港市、賀州市等相對內陸的城市都列入后10名的范圍，而廣東省內部這兩種占比都相對較多，說明其發展不均衡，建議在發展的時候加大對落后城市的土地利用開發，增加其固定資產投資。

第四，各城市應充分開發和利用城市存量土地，嚴格控制城市盲目擴張，杜絕粗放式利用避免浪費，尤其加大閑置土地的再利用，可進一步優化與升級產業結構，大力引進能耗低污染小、投入產出比高的工業和環保型產業，提高高新技術產業比例，引進高素質就業人才并且加大服務業升級，達到投入產出比最優化，實現城市的可持續發展。