“两型社会”背景下湖北省城市建设用地利用效率及其影响因素——基于四阶段DEA的实证分析

胡银根 ， 廖成泉 ， 章晓曼 ， 王丹秋

(华中农业大学 公共管理学院，武汉 430070)

“两型社会”背景下湖北省城市建设用地利用效率及其影响因素
——基于四阶段DEA的实证分析

胡银根 ， 廖成泉 ， 章晓曼 ， 王丹秋

(华中农业大学 公共管理学院，武汉 430070)

以“两型社会”为背景，运用四阶段DEA法对2013年湖北省主要城市的建设用地利用效率予以评价。实证结果表明：(1)12个城市中只有荆门、孝感、咸宁三市建设用地利用效率相对偏低，其建设用地的资本、能源、劳动力、技术投入均存在不同程度冗余；(2)通过适度扩大人口规模，形成集聚效应，有利于减少资本、能源、技术、劳动力投入要素的松弛量，进而提高建设用地利用效率；(3)部分经济发展水平过高的地区加剧了各类资源的过度投入，最终导致建设用地利用效率下降；(4)产业结构向第三产业适度转移或人口密度过大会加剧建设用地资本和能源投入的过剩程度，但会遏制非农产业人数和技术投入过剩的趋势；(5)工业规模的扩大会加剧能源的过度消耗，但会遏制非农产业人数和技术投入过剩的趋势。

两型社会；四阶段DEA；建设用地利用效率；湖北省

0 引言

进入21世纪以来，资源和环境成为人们关注的焦点。中国作为一个资源相对稀缺的发展中国家，面临着资源、环境、发展等方面的压力，以“资源节约和环境友好”为目标的“两型社会”被寄予厚望[1]。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发展和人居环境建设[2]。其中，建设用地作为最重要的土地利用类型，在工业化和城镇化持续快速推进的过程中发挥着承载功能和资源功能等多重作用。然而，建设用地在创造巨额经济利益的同时，其纵向上的低效利用与横向上的粗放扩张不但导致原本稀缺的土地资源闲置浪费，更是引发以空气质量下降、水体污染等特征为主的区域生态环境恶化。面对这一严重的经济社会问题，人们对建设用地高效利用的诉求日趋强烈，但建设用地产出效益中生态效益始终表现失位或处于真空状态，亦即在生产要素堆积式发展模式下建设用地利用效率的提高并未向“人与自然和谐相处”靠拢，建设用地利用仍未凸显“资源节约与环境友好”的内涵。因此，建设用地利用方式及其效率评价准则不能仅停留在单一的经济效益上，必须紧扣“资源节约和环境友好”的主题，综合考虑经济、社会、环境效益，科学全面评价建设用地利用效率，为深入推进“两型社会”[3]建设奠定理论基础。学界围绕建设用地利用效率评价问题已开展了一系列有价值的研究。

有关评价建设用地利用效率的研究主要集中在以下方面：一是以指标体系的内涵构建效率评价的基点。对建设用地利用效率的研究主要以单纯的评价为目的，侧重于将建设用地作为一类经济要素，评价其投入规模对经济产出的效率[4-8]，或是以单一的评价指标揭示其在不同区域尺度上的效率差异[9-11]，进而引申出若干思考建议。二是以不同的分析方法为评价手段。宋家敬基于系统分析构建了东营市建设用地利用经济效率评价指标体系，通过对评价方法和模型进行比较，选取较为新型的数据包络分析方法进行经济效率评价[12]。张磊等利用变异系数法和多因素加权综合评价法对哈尔滨市的建设用地的经济效率进行了评价[13]。三是运用传统DEA方法对城市建设用地效率进行测度[14-19]。戴婷通过综合运用DEA的CCR模型和BCC模型对广西城市建设用地利用的经济效率进行评价[20]。梁红梅等也运用DEA-CCR模型测评了浙江省1996—2005年新增建设用地效率并进一步分析了空间差异及其原因[21]。

总之，国内学者对建设用地利用效率已有一些探索，但已有的研究大多是基于经济效益产出视角，对于生态因素或资源环境因素未有过多涉及，同时，在建设用地利用效率测度方面，从技术角度看，DEA的CCR和BCC等传统模型没有考虑外生变量和随机波动对效率值的影响，在效率评价上未能客观反映真实效率，而四阶段DEA法较好地修正了外生环境变量对效率评估所造成的偏误，使得DEA效率评估更为准确[22]。因此，本研究以“两型社会”为背景，以“资源节约和环境友好”为效率评价的重要内涵，基于四阶段DEA法对湖北省主要城市建设用地利用效率进行实证研究，以期为我国实现高效全面的建设用地集约利用模式提供参考。

1 实证技术与变量选择

1.1 四阶段DEA模型

1.1.1 阶段一：DEA-BCC模型测算。选取投入导向型且规模报酬可变的DEA-BCC模型分析测算各投入要素的总松弛量。

1.1.2 阶段二：构建Tobit模型。根据第一阶段得到的投入松弛量可知，各项投入松弛量均不小于0，故被解释变量在0处被截取，为避免估计参数产生趋向0的偏误，故采用Tobit截断模型进行分析，构建I个Tobit回归模型(I为投入数量),模型定义如下:

Sik=αi+βiZik+ui,

(i=1,2,…,I,k=1,2,…,n) 。

式中：Sik表示第一阶段计算得到的第i个投入要素的总松弛量；Zik为外生环境变量向量；αi为常数项；βi为待估系数向量；ui为随机误差项。

1.1.3 阶段三：根据Tobit结果调整初始投入量。基于外生环境变量对研究对象的影响存在区域性，故必须根据外部环境的具体状况对初始投入量予以调整，以期得到更为准确的效率值。根据投入松弛量的拟合值Ŝik=∂i+βiZik调整初始投入变量，公式如下:

(i=1,2,…,I，k=1,2,…,n) 。

1.1.4 阶段四：调整投入变量后的DEA模型。利用调整后的投入量和初始产出量再次运用BCC模型测算得到新的效率值，此效率值反映了剔除环境因素影响后的各地区建设用地利用效率状况。

1.2 研究变量选择

1.2.1 投入产出变量的选择。基于投入产出角度和“两型社会”的内涵，依据指标数据的可获得性、可操作性、可比性、客观性、相关性原则，以劳动力、资本、技术、能源4类投入指标和经济效益、社会效益、生态效益3类产出指标，构建建设用地利用效率评价指标体系(表1)。投入变量方面，以地均固定资产投入作为资本投入，地均非农产业从业人数作为劳动力投入，地均技术投入作为技术投入，单位GDP能耗作为能源投入。产出变量方面，以地均非农产业产值衡量经济效益产出，以生态环境状况指数反映生态效益产出，以“三废”综合处理率和建成区绿化覆盖率反映社会效益和生态效益的综合效益产出。指标体系中，建成区绿化覆盖率、“三废”综合处理率、生态环境状况指数3项指标能够定量凸显地区的生态环境状况，这与“两型社会”的“环境友好”内涵契合；而单位GDP能耗则能定量反映地区资源消耗的合理程度，符合“两型社会”的“资源节约”内涵。

表1 建设用地利用效率评价指标体系Tab.1 Evaluation system of utilization efficiency of construction land

1.2.2 外生环境变量的选择。外生环境变量是对建设用地利用效率产生影响但又不在主观控制范围的因素。本研究基于变量数值选取的可行性和可量性以及“两型社会”的创建目标，选取以下5个因素作为外生环境变量：① 城市规模。城市是人口、经济、文化和科技等各类要素聚集形成的庞大体系，其最终结果是城市范围不断扩大，主要表现为城市建设用地扩张，因此，城市规模是城市建设用地利用效率的主要影响因素。衡量城市规模的指标包括城市人口规模与城市地域规模，通常选择城市人口规模作为衡量指标。② 产业结构。城市是由相互影响、相互关联的一系列产业构成，而建设用地是各个产业的经济活动载体。第三产业产值比作为产业结构等级的重要衡量指标，一般而言，第三产业产值比与地区产业等级呈正相关，故选择第三产业产值比作为影响城市建设用地利用效率的产业结构因素。③ 人口密度。人口密度的增大往往伴随着人口规模的扩大，且更易形成人口聚集，最终促进地区建设用地集约利用度，因此，人口密度可作为城市建设用地利用效率的影响因素。④ 工业规模。工业作为地区能源消耗的主要产业以及建设用地的重要承载对象，其规模大小能反映一定技术水平下资源的消费程度和利用效率，凸显了建设用地利用效率在“两型社会”背景下“资源节约”的内涵，故选择工业总产值作为影响城市建设用地利用效率的工业规模因素。⑤ 区域经济状况。经济增长是建设用地扩张的核心驱动力，评价建设用地利用效率时必须考虑经济因素[23]。建设用地具有高投入、高产出的特点，其利用方式与经济发展水平有着明显的阶段性特征和深刻的内在联系，城市建设用地投入量直接取决于经济发展水平的高低[24]。地区财政收入是地区经济状况的重要度量，故选取地均财政收入以反映地区经济发展水平，亦即将地均财政收入作为影响城市建设用地利用效率的经济因素。

数据来源于《湖北统计年鉴2014》《2014年湖北省环境质量状况》和《中国城市统计年鉴2014》，研究对象为湖北省12个主要城市。地均固定资产投资=固定资产投入/建设用地面积，地均技术投入=技术改造投资/建设用地面积，地均非农产业从业人数=二三产业从业人数/建设用地面积，地均非农产业产值=二三产业产值/建设用地面积，“三废”综合处理率为污水集中处理率、生活垃圾无害化处理率、工业固体废物综合利用率的算术平均值，人口密度=常住人口数/土地面积，地均财政收入=财政收入/建设用地面积，其他变量值直接来源于统计数据。

2 实证结果与分析

2.1 效率值和投入冗余分析

根据初始DEA模型的投入产出量，运用Deap 2.1软件测算各城市的效率值(技术效率)和对应的投入松弛量，结合外生环境变量运用STATA 11.0进行Tobit回归，用投入松弛量的拟合值对初始投入变量调整，剔除外生环境因素影响，使各决策单元同处相同的外部环境，以调整后的投入量和初始产出量再次运用Deap 2.1软件计算效率值(表2)及其对应的投入冗余额。由表2可知，剔除外生环境因素后城市建设用地利用效率有不同程度的变化，表明初始DEA模型下湖北省主要城市“两型社会”下建设用地利用效率的低效一定程度上归因于外生环境因素的影响，且影响性质也各不相同。

表2 DEA一阶段和四阶段效率值Tab.2 Efficiency results of stage 1 and 4 of DEA

说明：TE1和TE4分别表示第一阶段和第四阶段的效率值。

调整前后结果显示，DEA有效的城市由5个增至9个，新增城市分别为黄石、十堰、宜昌、鄂州，表明传统DEA模型下以上四城市的建设用地利用效率被不同程度地低估，从效率的增幅来看，黄石的效率增幅最大，达20.34%，表明外生环境因素对该市建设用地利用效率的影响程度最大。此外，荆门、孝感、咸宁在剔除外生环境因素后建设用地利用效率有不同程度的下降，表明传统DEA模型下以上三城市的建设用地利用效率被不同程度地高估，从效率的降幅来看，孝感的效率降幅最大，达27.34%，表明外生环境因素对该市建设用地利用效率虚高的贡献程度最大。

2.2 外生环境变量的Tobit回归分析

在效率评价过程中，由于外生环境变量的影响，一阶段DEA模型的效率值尚未准确客观反映各地区的建设用地利用效率，因此，本研究运用四阶段DEA法，以各投入要素的松弛量和外生环境变量分别为被解释变量和解释变量构建Tobit回归模型予以分析，以过滤外部环境因素对效率值的影响，回归结果见表3。

表3 Tobit模型回归结果

说明： ***，**，*分别表示通过1%，5%，10%显著性水平检验。

Tobit回归结果显示，对外生环境变量中资本、能源、劳动力、技术4项投入的回归模型均能高效通过显著性检验，似然比检验的卡方统计值分别为-2.767，11.229，10.476，-1.899，对应的P值均不超过0.3%，表明外生环境因素对各城市建设用地投入松弛量影响显著，通过Tobit模型剔除外生环境因素的影响以测算建设用地利用效率很有必要。

由表3可知，不同外生环境因素对不同投入要素松弛量表现出不同的影响性质。人口规模对四类投入要素松弛量均呈负相关，且均通过1%的显著性检验，表明适度扩大人口规模有利于减少各投入要素的松弛量，从而提高建设用地利用效率，避免有限的建设用地资源低效利用，符合“资源节约型”的社会建设目标；地均财政收入对各投入要素松弛量的回归系数均为正，且均通过5%的显著性检验，表明部分经济发展水平过高的地区加剧了各类资源的过度投入，表现为“资源不节约”，从而降低建设用地利用效率；就第三产业产值比和人口密度两类外生环境变量而言，二者对地均固定资产和单位GDP能耗投入松弛量的回归系数均为正，且至少通过10%的显著性检验，然而对地均非农产业从业人数和技术投入松弛量的回归系数却均为负，且也均在10%水平下显著，表明增加第三产业产值比或扩大人口密度会加大地均固定资产和单位GDP能耗投入的过剩，但却会减少地均非农产业人数和技术投入的过剩，也就是说，产业结构向第三产业适度转移或人口密度过大会加剧建设用地的资本和能源投入的过剩程度，即加剧资本、能源两类投入资源的“不节约”程度，但会遏制非农产业人数和技术投入过剩的趋势，即削弱劳动力和技术两类投入资源的“不节约”程度。就工业总产值而言，该指标对单位GDP能耗、地均非农产业从业人数、地均技术3项投入松弛量通过至少10%的显著性检验，其中对单位GDP能耗呈正相关，而对地均非农产业从业人数和技术投入呈负相关，表明工业总产值的增加会加大单位GDP能耗投入的过剩，但却会减少地均非农产业人数和技术投入的过剩，换言之，工业规模的扩大会加剧能源的过度消耗，这种能源消费程度超出了工业发展的合理需求，导致能源供给出现相对过剩，各类资源过度透支，但是工业规模的扩大会遏制非农产业人数和技术投入过剩的趋势，因为工业的发展需要劳动力资源和产业技术的注入和支撑。

3 结论与讨论

3.1 结论

(1)“两型社会”背景下湖北省12个主要城市中9个城市的建设用地利用有效，利用低效的是荆门、孝感和咸宁三市。此外，消除外生环境因素影响后有荆门、孝感和咸宁三市在建设用地利用过程中资本、能源、劳动力、技术四方面投入均存在不同程度冗余。

(2)通过适度扩大人口规模，形成集聚效应，有利于减少资本、能源、技术、劳动力投入要素的松弛量，进而提高建设用地利用效率。

(3)部分经济发展水平过高的地区加剧了各类资源的过度投入，最终导致建设用地利用效率下降。

(4)产业结构向第三产业适度转移或人口密度过大会加剧建设用地的资本和能源投入的过剩程度，但会遏制非农产业人数和技术投入过剩的趋势。

(5)工业规模的扩大会加剧能源的过度消耗，但会遏制非农产业人数和技术投入过剩的趋势。

3.2 讨论

利用比传统DEA模型更为准确的四阶段DEA法对“两型社会”内涵下的建设用地利用效率及其影响因素进行客观的实证研究，受数据获取难度所限，研究仍存有一定缺陷。第一，建设用地利用效率的外生环境因素未能予以全面考虑，忽视了人地关系、政策制度等重要因素。第二，外生环境变量的选取仅立足于宏观角度，而没有中观和微观角度的探讨。第三，建设用地的利用是一个极为复杂的深层次系统，本研究构建的建设用地利用效率评价指标体系难以给出最为客观的评价结果。

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Utilization Efficiency of Urban Construction Land and Relevant Influencing Factors of Hubei Province under the Background of “Two-oriented” Society: An Empirical Analysis Based on Four-stage DEA

Hu Yingen , Liao Chengquan , Zhang Xiaoman , Wang Danqiu

(College of Public Management， Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China)

Based on the background of “two-oriented” society, the paper uses four-stage DEA method to assess the construction land use efficiency of the main cities of Hubei Province in 2013. Construction land use efficiency of merely three cities of Jingmen, Xiaogan and Xianning are relatively low. The agglomeration effect of appropriate expansion of the population is conducive to reduce the redundant amount of capital, energy, technology, labor input factors, and then improve the construction land use efficiency. Part of the developed areas intensified the excessive input of various resources, eventually leading to the construction land use efficiency decreased. Moderate third industry level or excessive population density intensified land construction capital and energy inputs excess degree, but will contain the non-agricultural industry and the number of technology into the trend of excess. Excessive consumption of industrial scale expansion will exacerbate the energy, but it will curb the non-agricultural industry and the number of technology into the trend of excess.

“two-oriented” society; four-stage DEA; construction land use efficiency; Hubei Province

2015-05-04；

2016-02-05

国家自然科学基金项目(41271191，41130748)；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2662015RW015)

胡银根(1970-)，男，安徽怀宁县人，副教授，博士后，硕士生导师，主要从事土地利用管理与土地信息研究，(E-mail)hyg@mail.hzau.edu.cn。

廖成泉(1988-)，男，湖北赤壁市人，硕士研究生，主要从事土地利用规划与管理研究，(E-mail)15007141636@163.com。

F127

A

1003-2363(2016)02-0119-04