煤炭資源型城市土地利用效率評價及影響因素分析

馮藝越，王文昌，丁 一

(山西農業大學,山西 晉中 030801)

0 引言

長期以來，國家一直探索和推廣清潔能源的使用，并取得了一定的成效，但煤炭資源在一定時期內仍將發揮著重要的作用，這必然導致我國的經濟發展在未來一段時間內還需要依托煤炭型城市來保障。煤炭作為一種高耗能、高污染的能源，在生態文明時代受到越來越多的關注。煤炭開采之后產生的大量煤矸石堆積，造成了土地資源的嚴重浪費；同時，采煤沉陷區的出現也加劇了土地資源的浪費；又由于煤炭資源的不可再生性，存量有限，其取得的巨大經濟效益在未來是不可持續的，每開采一次，都將對整個城市未來的發展產生重要的影響，依靠傳統采掘工業發展經濟的道路難以為繼，必須尋求新的發展方向。城市的轉型升級離不開土地的支撐，因此，土地利用效率水平的高低將會對整個城市的經濟發展水平產生直接影響。此外，城市化進程的加快勢必導致建設用地擴張，存量建設用地難以滿足需求時，必然會轉向農用地，必然會對耕地保護構成嚴重威脅。提高城市土地利用效率，是緩解建設用地同耕地之間矛盾的一個主要途徑。中共十八大報告指出，國土是生態文明建設的空間載體，要珍惜每一寸國土?！豆澕s集約利用土地規定》明確規定：“在土地利用和管理中要遵循節約優先的原則；自然資源部多次強調要管住總量，嚴控增量，盤活存量?！笨梢?，提高土地利用效率，改進土地利用方式已然成為未來的發展方向。

土地利用效率是指單位面積土地投入與消耗在區域發展的社會、經濟與生態環境等方面,所實現的物質產出或取得的有效成果[1]。當前社會對煤炭型城市的研究更多關注綠色發展、轉型升級，而城市土地作為城市經濟與社會活動的物質載體[2]，科學評判土地利用效率現狀是探尋煤炭型城市發展新出路的前提，因此，對于城市土地利用效率的評價至關重要。

國外學者最先關注到城市土地利用效率，并作出重要貢獻，國內學者在此基礎上，側重于對土地利用效率的實證研究分析，研究內容主要集中在土地利用效率評價和影響機制2個方面[3]。研究區域涵蓋單個的地級市[4]、城市群[5]、省[6]以至全國各區域[7]。研究方法包括主成分分析法和加權法[8]、DEA模型[5，9]、Malmquist指數[10-11]、因子分析法[12]、回歸分析法[13]、綜合評價法[14]以及修正的Hybird-Meta-Frontier窗口模型[7]等，但近年來，學者們更多地使用DEA模型和Malmquist指數作為最有效的測度方法，如李崇明等[15]通過DEA中的C2模型對吉林省9個地市的城市土地利用效率進行了評價。楊奎等[16]通過DEA模型和Malmquist指數對長江經濟帶城市土地利用效率進行了評價。根據張雯熹等[3]的闡述，影響機制主要為土地利用結構[17-18]、城市經濟發展[19]、地方政府行為[20]以及綜合影響因素[5]，采用的方法有Tobit回歸分析[21]和灰色關聯度模型[22]。

目前，對于煤炭資源型城市土地利用效率動態分析的研究較少，本文依據國務院下發的《全國資源型城市可持續發展規劃(2013～2020年)》中提出的全國資源型城市名單(2013年)以及分類，選取了20個煤炭資源型城市，通過Malmquist指數，進行土地利用效率評價。通過探求近10年間煤炭資源型城市的土地利用效率發展趨勢，以期提出一些建議對策。

1 研究方法與指標體系的構建

1.1 研究方法

1.1.1 超效率DEA模型 數據包絡分析(DEA模型)是由Charnes等[23]在1978年提出的，主要是依據多指標的投入和產出對決策單元的有效性進行評價。當計算結果出現多個決策單元效率值均為1時，無法做出進一步的分析?；诖耍?995年Anderson[24]提出超效率DEA模型，該模型可以就同處于前沿面的多個決策單元進行更深層次的比較分析。此外，對于一段時間內決策單元效率值的動態變化情況及其產生原因的分析也有一定的作用[25]。數學表達式如下：

式中，θ表示決策單元的效率值；Xj和Yj分別為第j個決策單元的投入量和產出量；λj為第j個決策單元的權重；S-和S+均為松弛變量，分別表示投入過剩和產出不足；θ值越接近1，表示決策單元的效率值越優。

1.1.2 Malmquist指數 Malmquist指數模型是由Malmquist建立的，而后F?re等人將其與DEA模型進行結合、推廣。該指數是通過Shepard距離函數對不同時期的全要素生產率值即TFP進行動態衡量。假定規模報酬可變(VRS)，其公式如下：

式中，ECH表示技術效率的變化情況，當ECH>1時，表示t到t+1時刻DMU的技術效率提高，反之則技術效率降低。TCH表示技術進步的變化，當TCH>1時，表示t到t+1時刻DMU技術進步，反之則技術退步。ECH可以分解為純技術效率(PECH)和規模效率(SECH)，即：

當SECH或PECH大于1時，則表示t到t+1時刻DMU的規模效率或純技術效率得到改善，反之則退化。當TFP大于1時，則表示效率值提升，反之則退步。

1.2 指標體系的構建和數據來源

對于城市土地利用效率的評價，單純考慮經濟效益已經不能滿足評價結果的要求，尤其是煤炭資源型城市，更要關注生態環境效益。結合已有文獻的指標體系構建，本文將從投入和產出2個角度，同時考慮數據的可獲取性，基于科學性、全面性的原則，構建了基于DEA模型的煤炭型城市土地利用效率評價指標體系(表1)。

表1 煤炭型城市土地利用效率評價指標

研究中所使用的固定資產投資和原煤產量來自2007～2017年間各年份各地區的國民經濟與社會發展統計公報和統計年鑒，其余數據均來自2008～2018年《中國城市統計年鑒》。依據全國資源型城市名單，結合數據的可獲取性以及資源型城市類型，涵蓋東、中、西部地區，在全國范圍內選取20個城市進行分析研究(表2)。

表2 煤炭資源型城市樣本

2 煤炭型城市土地利用效率分析

2.1 土地利用效率靜態分析

基于上文構建的指標體系，運用DEAP 2.1軟件測算20個樣本城市的土地利用效率值，發現多個城市多年份的效率值為1，無法進行有效分析，因而，又采用EMS 1.3，基于產出角度的DEA模型分析2007～2017年20個城市的土地利用超效率值(表3)。

總體效率評價：(1)在資源型城市發展的4個階段中，2007～2017年間效率值由高到低分別為衰退型、成長型、再生型和成熟型，效率均值分別為1.016、0.985、0.919、0.916，除衰退型外，處于其他3個階段的城市效率均值都小于1，呈下降趨勢。而效率值在1以上的有8個城市，占總數的40%，其中有4座城市為衰退型城市。由此可見，大多數城市在開采初期，并不會關注土地利用效率，只有在煤炭資源幾近耗竭，需要尋求新出路、面臨轉型的情況下，才會關注土地資源的節約集約利用。在生態文明轉型的大背景下，國家出臺了多項法規政策，要求盤活存量，提高土地利用效率，因此，各地政府應當加大對土地利用的關注力度，有效盤活土地資源，充分發揮政策對土地利用效率的推動作用。

(2)從東、中、西3個地區來看(圖1)，其效率均值由高到低依次為東、中、西，可見，經濟發展水平將直接影響土地利用效率水平的高低。東部地區依靠長期的政策優勢，經濟發展和城鎮化水平明顯高于中部和西部地區，并長期保持土地資源的合理配置。中部地區的土地利用效率均值為0.962，接近于全國均值，且8座高效率城市中有5座城市都為中部地區，但相比于東部地區，仍有較大的提升空間。以山西為代表的老牌煤炭型城市多分布于中部，長期以來，我國經濟發展方式粗放，消耗了大量的煤炭資源，但其本身經濟并未獲得長足發展，在資源殆盡面臨轉型的時期，由于缺乏資金支持和新的思想理念，并不能迅速尋找到新的方向，仍在摸索中前進。各個城市在發展的過程中，應當結合自身的發展現狀，充分發揮資源儲量和政策的優勢，在獲得經濟效益的同時提高土地利用效率。西部地區土地利用效率水平最低，主要是因為該地區地廣人稀，自然環境惡劣，能被實際有效利用的廣袤土地較少。中部地區眾多煤炭型城市衰退的同時，國家實行西部大開發戰略，在政策、資金和人才的共同支撐下，西部地區豐富的資源儲量開始被發掘，得到人們的關注，但因為處于發展初期，還未能合理有效地配置土地資源，整體水平還有待提升。在未來，西部地區應當謀求經濟效益、生態效益相結合，不斷創新開采方式，提升技術水平，提高土地利用效率，推動資源永續利用。

表3 2007～2017年20個城市的土地利用超效率值

圖1 2007～2017年東、中、西部地區土地利用效率變化

(3)從時間序列來看，土地利用效率整體保持上升，均值在0.900～1.101之間，土地利用效率平均值為0.962，處于一個較高水平。主要原因是伴隨著生態文明建設的開展，各個城市逐漸關注土地資源的節約集約與高效利用，對煤炭資源的長期開采，雖然地均生產總值得到了提高，但與此同時，經濟的發展也對城市的土地利用提出了更高的要求，經濟水平的提高加快了城市轉型升級的步伐，這些都使得土地利用效率得以提升。

2.2 土地利用效率動態分析——Malmquist指數分析

Malmquist指數分析可以描述土地利用效率的動態變化。依據2007～2017年的面板數據，運用DEAP 2.1軟件測算Malmquist指數(表4、表5),得到以下結果。

(1)總體來看，2007～2017年間,20個城市的TFP指數值為0.987，呈下降趨勢，只有8個城市的TFP指數大于1，說明這幾個城市的土地利用效率呈增長態勢。從TFP分解來看，技術效率、純技術效率和規模效率保持不變，技術進步出現衰退趨勢，均值為0.987。由此可見，近10年間，煤炭型城市在煤礦開采加工方面大多仍采用原始粗放型的方式開采，而在技術更新升級方面關注較少。應通過加大技術投入，進而提高土地利用效率。

(2)從技術進步角度來看，呈現上升趨勢的只有7個城市，且這些城市的土地利用效率值均大于1。說明技術的進步對土地利用效率水平的高低起到關鍵作用。在7座城市中，2座城市是成熟型，其余5座均為衰退型，說明在長期的發展過程中，衰退型城市已意識到自身發展的不足，積極尋求新的途徑，推動技術進步，調整產業結構。其他煤炭型城市在發展過程中，應當時刻保持危機意識，加大煤炭采掘的技術創新與資金投入，尤其是在發展初期，要盡可能購進先進的技術設施與手段，推動土地利用效率的提升。

(3)從技術效率來看，技術效率=純技術效率×規模效率，因此，對技術效率可以從以上2個方面進行分析。從規模效率來看，有14座城市的規模效率值保持不變，3座城市效率值升高，另外3座城市的效率值降低。說明煤炭型城市生產規模基本達到最優，生產要素結構和生產規模相匹配，試圖通過擴大生產規模來推動土地利用效率水平提升的方案基本不可行。從純技術效率水平來看，有16座城市的效率值為1，保持不變，效率值上升和衰退的均為2座城市，說明當前技術應用水平已經發展到很高的程度，生產管理水平相對較高，并不能夠為土地利用水平的提升發揮出顯著效果。

綜上所述，煤炭型城市的純技術效率和規模效率已經發展到較高水平的穩定階段，在未來提高土地利用效率水平的主要途徑應該以技術進步為切入點。

表4 20個煤炭資源型城市各年份

表5 2007～2017年煤炭型城市土地利用效率分解

從近10年的發展變化來看，全要素利用效率的增長率TFP值有增有減，呈波浪式變化。其中，2008、2009、2013和2016年土地利用效率變化指數未超過1，說明20個煤炭型城市在這幾年間相對于前1年，其土地利用效率沒有增長。2009～2011年有一個顯著增長，增長幅度為11.4%，隨后又開始下降，2012年小幅下降，在2013年大幅下降，達19.9%，全要素生產率為近10年間的最低值，這也是近10年間的最大變化幅度，而后，在2014和2015年又有所回升?？梢姡Y源型城市的土地利用效率一直處在不穩定的狀態，近幾年變化加劇。究其原因，主要是因為2013年以來，國家高度重視生態環境保護，積極推動高污染、高耗能的企業轉型。煤炭型城市順應生態文明發展的大趨勢，在2013年迎來艱難的轉型升級之年，經濟與環境難以同時兼顧，其土地利用效率較低，經過長期的探索，科技水平提高，產業結構布局趨于合理，各地市尋求出一條符合新時代發展要求的綠色之路，經濟快速發展，土地利用效率水平提高，環境污染的危機也有所緩解?？梢姡鞘性谖磥韼啄甑陌l展過程中，必須重點關注環境保護、資源節約、經濟發展以及資源永續利用之間的關系，尋求最大的平衡點。

3 資源型城市土地利用效率的影響因素分析

城市土地利用效率受多重因素的共同影響，厘清影響城市土地利用效率的各影響因素，有助于提高城市土地利用效率。本文從煤炭資源型城市的特點出發，選取城市生態環境——人均綠地面積、經濟發展水平——GDP、人口利用強度——人口密度、土地市場化——國有建設用地出讓成交價款、科技水平——科學技術支出、產業結構——二三產值占GDP比重作為影響因素。首先，運用Stata進行多重共線性檢驗，經檢驗，VIF指數均小于10，因而變量之間不存在顯著的共線性。隨后用Stata進行Tobit回歸分析，結果如表6所示。

表6 Tobit回歸結果

由表6可以看出，只有GDP和二三產業產值占GDP比重對土地利用效率產生顯著影響，即城市土地利用效率顯著地受經濟發展水平和產業結構影響，而城市生態環境、人口利用強度、土地市場化和科技水平均沒有產生顯著的影響。

經濟發展水平與土地利用效率呈負相關關系，這一結論同預期的設想一致。主要原因在于煤炭型城市的特殊性，該類型城市的經濟發展是依靠大規模的無序開采，被開采后的土地即被丟棄，并沒有采取任何的整治措施，嚴重阻礙了土地價值的實現，影響了土地利用效率水平的提升。產業結構與土地利用效率呈正相關關系。主要原因是粗放的煤炭開采在很大程度上推動了城市經濟發展，在快速城市化的大背景下，多地探索轉型升級，發展新興產業，而面對有限的土地面積，不得不提高土地利用效率以承擔更多的經濟活動。

城市生態環境對土地利用效率沒有產生顯著影響，主要原因是在生態文明時代，各地一直在探索清潔、高效的開采方式，推行綠色礦山，但是城市生態環境的改善并非一朝一夕所能完成的，仍需不懈努力才能提升整個城市環境質量。土地市場化對土地利用效率的影響也不顯著，表明隨著國家對小煤窯的關停，煤礦都處于國家的有效監管之下，市場這只“隱形的手”所能發揮的作用有限，土地市場化并沒有能顯著提高城市土地利用效率[22]。人口利用強度同土地利用效率之間也不存在顯著的相關關系，主要是因為煤炭資源的開采對周邊環境污染嚴重，除礦區工作熱源外，人口流入比較少，人口密度并不會發生顯著的變化?？萍妓揭矝]有顯著地提高城市土地利用效率，可見提高各地的創新能力與創新水平仍然是未來工作的重中之重，務必引起各地的重視。

4 結論

本文從東、中、西3個地區和資源型城市發展的4個階段，選取20個煤炭型城市，依據2007～2017年的數據，通過計算Malmquist指數，進行動態的土地利用效率評價，得出以下結論。

(1)從時間序列來看，2007～2017年間，土地利用效率均值為0.987，在2017土地利用效率達到最高水平。區域分布來看，東部和中部的土地利用效率都呈增長趨勢，東部、中部地區土地利用水平明顯高于西部地區。從資源型城市發展的4個階段來看，土地利用水平的高低程度依次為衰退型、再生型、成熟型和成長型。從土地利用效率的分解來看，技術效率、純技術效率和規模效率的值均為1，顯然，土地利用效率值主要是受技術進步的影響。

(2)通過建立Tobit回歸可以看出，經濟發展水平和產業結構對城市土地利用效率產生顯著影響，而城市生態環境、人口利用強度、土地市場化和科技水平的影響均不顯著。