基于DEA的开发区典型企业用地投入与产出效率研究——以长春高新区为例

孙 博，李淑杰，郭 鑫，邢丽娟

(吉林大学 地球科学学院，吉林 长春 130061)

基于DEA的开发区典型企业用地投入与产出效率研究
——以长春高新区为例

孙 博，李淑杰*，郭 鑫，邢丽娟

(吉林大学 地球科学学院，吉林 长春 130061)

以长春高新区的典型企业为研究对象，基于近些年的土地利用数据，采用数据包络分析法(DEA)对长春市高新区典型企业用地效率进行了研究，对于引导高新区典型企业的经营行为以及不断提高土地要素参与经营的能力有重要的作用。结果表明：(1)高新区典型企业用地投入与产出的有效性总体不高；(2)长春高新区典型企业发展不平衡，土地利用状况存在差异；(3)不能根据有效性的强弱判断其对区域经济贡献率的大小；(4)根据规模效益评价系数k，可以看出近年来先进设备制造业的规模效益均基本有效，其他类型典型企业均呈现不同程度的规模效益递增或递减；(5)从研究方法来看，通过本研究可以看出DEA方法对于多目标评价对象非常适用。

土地集约利用；开发区典型企业；DEA；投入与产出效率

改革开放以来，长春高新技术产业开发区(以下简称“高新区”)凭借其强大的集聚效应和示范效应，成为吉林省的经济增长亮点。而典型企业和土地分别作为高新区经济建设的“领头羊”和重要的生产要素，两者的生产经营状况直接影响着高新区的发展壮大。因此，本文以高新区的典型企业为研究对象，基于Matlab软件平台，采用数据包络分析法对典型企业的土地投入与产出效率进行了分析，按量化指标判断典型企业土地管理的优劣，为典型企业改善土地经营模式、进行劳动力的合理配置等投资利用的各个方面提供了参考，促进了区域经济社会的可持续发展。

1 研究区域概况

高新区位于吉林省长春市的西南部，开发区面积达78.6 km2，是首批国家级高新区之一。借助得天独厚的区位优势和良好的创新环境，高新区已形成了先进装备制造业、生物与医药业、新材料新能源产业、光电子产业、精优食品加工业及高端生产性服务业六大支柱产业，其产品产值、工业收入和财政收入分别占长春市总收入的50.11%、43.25%和51.78%。高新区的飞速发展，对产业结构的优化、核心竞争力的提高以及区域经济的发展壮大等发挥了重要作用，已然成为吉林省乃至东北地区新型工业化的先行区。

2 研究方法简介

DEA(数据包络分析)以相对效率为基础，通过建立多投入、多产出的指标体系，根据真实有效的样本数据，利用数学规划模型对同类型决策单元的有效性进行了评判[1]。本文采用DEA方法中较常用的C2R模型，借助Matlab软件辅助完成评价。该模型认为，效率值应介于0和1之间，1表示DMU相对有效，其他数值均代表相对无效，且评估值越小，就表示DMU偏离有效前沿面的程度越大[2-5]。此外，C2R模型运用投影原理分析非DEA有效或弱DEA有效的DMU成因，确定与有效DMU相比，这些评价单元应改进的方向和程度，即扩大还是缩小，应改变多少较为适宜。DEA所给出的评价单元投入的规模效益分析结果，可作为制定规划的重要依据。

3 决策单元的选取

为更系统地比较高新区典型企业用地投入与产出的关系，本文按照《开发区土地集约利用评价规程(2014年度试行)》的具体要求选取了高新区多家典型企业作为研究对象，并进行了归类划分，大致分为先进装备制造业、光电子产业、生物与医药业、新材料新能源产业、精优食品加工业及高端生产性服务业六大产业集群。按照从主导产业中优先选取典型企业、选取各主导产业总产值排名前三的企业作为典型企业、当企业总数极少时从非主导产业中选取典型企业作为补充的原则[6]，最终确定高新区各年具体的典型企业。

4 构建评价模型及结果分析

4.1 指标体系构建

因高新区的典型企业每年均有所变化，且各典型企业的土地面积各不相同，因此在综合分析的基础上，构建了既能充分把握企业的实际情况，又可以深入体现出企业土地投入、产出特点的评价指标体系，本文选用地均指标构建评价体系，并在遵循全面性、代表性、精简性等原则的基础上，最终确定指标体系(表1)。

4.2 评价单元样本数据的处理

原始数据由于指标自身特性，会存在负值(如利润总额)，因此要对原始数据进行标准化处理，以保证标准化后的数据都处于[0.1,1.0]区间内。经标准化处理后的生产前沿面只会相应平移或按比例缩放，总体形状不会变化，即决策单元之间的相对关系不会改变，分析结果不会受到影响。标准化的具体步骤如下：设Zij为第i个企业第j项指标的值，MaxZij=b为所有典型企业中第j项指标的最大值，MinZij=a为所有典型企业中第j项指标的最小值，则某企业的某指标值Zij0=0.1+(Zij0-a)/(b-a)×0.9[7-9]。

表1 高新区典型企业土地投入产出效率评价指标体系

4.3 评价模型求解

基于C2R模型，本研究运用Matlab软件计算了长春高新区近年典型企业用地的投入产出效率，以2014年为例，具体模型运行结果见表2。

4.4 评价结果分析

4.4.1 高新区典型企业用地效率的横向比较 横向比较就是在同一时间点对相同层次的评价单元进行比较，对于本文来说，就是针对某年份的不同典型企业进行比较，主要是针对有效性及规模效益的评判。

4.4.1.1 关于有效性 当θ=1且si+=sr-=0时，为DEA有效，说明长春高新区典型企业平均土地利用程度较高，其优势能够得到充分利用，对区域经济的发展起到推动作用；当θ=1，但si+≠0或sr-≠0时，为DEA弱有效，即开发区典型企业土地利用规模的扩展相对于区域经济社会发展而言存在浪费，其输出指标不能反映出生产要素本身应达到的报酬水平，有必要加以改善。当θ<1时，为DEA无效，说明这些典型企业对区域经济发展总体有效性程度不高，开发区对区域经济发展的贡献率较低，其平均土地利用状况不能与当地的经济发展相适应，对区域经济的带动作用有限，土地利用结构尚待完善[10-12]。

另外，对DEA无效或弱有效的决策单元来说，模型解的差值还可以反映出该决策单元与DEA有效单元的差距，该差值越大，表明有效性越差。

4.4.1.2 关于规模效益 当k=1时，为规模收益不变，说明该DMU已达到最大的产出规模，其土地投入和产出能增加同样的倍数，也就是说该评价单元的土地投入量可视情况适当增加；当k<1时，为规模收益递增，说明该DMU产出增加的倍数大于投入增加的倍数，其值越小表明规模收益递增趋势越大，也就是说该评价单元上的土地投入可继续增加；当k>1时，为规模收益递减，说明该DMU投入增加的倍数大于产出增加的倍数，且数值越大，表明该评价单元规模收益递减的趋势越大，即在该评价单元上不应再增加投入。例如：根据2014年高新区典型企业土地投入与产出效率评价的模型运行结果，可以看出，先进设备制造业的有效性较高，处于规模收益不变状态，说明其土地利用程度较高，优势较明显，对高新区的经济发展起到推动作用。相反地，其他5种类型的典型企业均基本表现为无效，且规模收益基本处于不同程度的递增或递减状态，说明这些典型企业的土地利用结构存在问题，土地投入与产出不相适宜，对区域发展的贡献有限。

表2 2014年长春高新区典型企业土地投入与产出效率评价模型运行结果

4.4.2 高新区典型企业用地效率的纵向比较 纵向比较就是将某事物与其过去某个时间的状态进行对比，对于本文来说，就是不同年份典型企业大类之间的比较。比较结果见表3。

表3 高新区各类典型企业土地利用状况对比情况

通过上述分析及图1～图3可以看出：

(1)近年来，在高新区的六大支柱产业中，先进设备制造业的典型企业经济贡献量逐年递增，且各年都占总产值的较大部分，说明该行业发展态势较好，且对高新区的发展贡献较大。相反地，光电子产业的典型企业经济贡献量大体上呈逐年递减状态，2012年的经济贡献量甚至为零，说明该行业发展态势较差，对于高新区贡献逐渐减少。除此之外的其他4种类别的典型企业近年来大体上保持增长状态，但偶有波动，其中，生物与医药业的经济贡献量相对较大。

(2)从平均有效值及平均规模效益系数来看，近年来高新区典型企业均表现为DEA无效，并且规模效益基本不适宜，除少数典型企业外，都为规模效益递减，也就是说企业产出增加的倍数小于投入增加的倍数，即在该评价单元上没有再增加投入的必要，应避免盲目投入问题。

根据以上模型运行结果及表4、图4和图5还可以看出各年典型企业的有效性及规模效益的整体情况。通过表4反映出的DEA有效比例以及规模不变比例可以看出：高新区典型企业各年的土地利用状况，DEA有效比例越大，表明高新区用地结构合理的典型企业越多，规模不变的比例越大，表明高新区规模合理的典型企业越多。因此，从整体上讲，近年来高新区典型企业有效性情况以及规模效益的适宜情况为2010年>2012年>2009年>2014年，即2010年高新区典型企业的有效性及规模效益的适宜性相对较高，土地利用情况较为合理，而2014年相对最差，土地投入与产出效率最低，土地利用结构问题较大，且近年来土地利用情况越来越粗放，利用效益大体上呈逐年递减趋势，从侧面反映出了高新区典型企业的土地监管力度和规划的合理性都存在问题。在这种情况下，高新区的典型企业不应盲目追加投资，应结合自身情况，向可持续发展看齐，合理控制土地投入，高效利用土地资源，防止浪费土地的情况发生。

图1 高新区典型企业平均有效值对比图

图2 高新区典型企业平均规模效益系数对比图

图3 高新区各类典型企业经济贡献量对比图

5 结论与讨论

本文综合分析了近年来高新区典型企业的基本现状，以容积率、地均固定资产投资等土地投入指标为输入指标，以单位面积产出、单位面积利润等土地产出指标为输出指标，建立了高新区典型企业土地利用状况评价模型，对高新区典型企业用地投入与产出的有效性及企业的规模效益进行了评价，主要得出以下结论。

表4 典型企业有效性及规模效益整体情况对比 %

图4 近年高新区典型企业有效性比例对比图

图5 近年高新区典型企业规模效益对比图

(1)高新区典型企业用地投入与产出的有效性程度总体不高，只有少数类型的典型企业表现为完全有效，而其他典型企业均存在不同程度上的无效。因土地面积是有限的，所以提高有效性不能依靠土地面积的扩展，应依靠土地资源的合理利用与产业结构调整。在发展过程中，高新区应注重以典型企业为区域经济发展的增长点，大力发展支柱产业和链条产业，发挥典型企业的引擎作用。

(2)高新区各类典型企业土地利用情况差异较大，发展较不平衡。其中，先进设备制造业和生物与医药业发展优势明显，而精优食品加工业和光电子产业发展势头较差。因此，考虑到经济社会背景、土地集约利用水平等方面的差异，不同类型典型企业的规模标准应有所不同，应以目前的区域贡献率为基础，把握增长率的合理范围，对各类典型企业的土地数量及规模进行总体控制。另外，要大力加强高新区的土地用途管制，并通过发展循环经济来增加各类企业之间的关联性，促进土地利用效率的提高，促进整个区域经济社会的发展，提高综合竞争力。

(3)精优食品加工业和光电子产业与其他类型典型企业相比，经济发展实力排名并不是特别靠前，但评价结果中却发现有效性较高，这说明DEA有效的评价单元不一定就是发展最好的，不能根据有效性的强弱判断其对区域经济贡献率的大小。

(4)根据规模效益评价系数k，可以看出近年来先进设备制造业的规模效益基本均有效，其他类型典型企业均呈现不同程度的规模递增或递减。归纳来讲，规模有效评价单元的土地产出与投入可按相同的倍数增加，即土地利用已达到最佳状态；规模递增评价单元的土地产出的增加倍数大于土地投入增加的倍数，此时可适当增加投入；规模递减评价单元的土地产出的增加倍数小于土地投入增加的倍数，即不应再继续增加投入。

(5)从研究方法来看，通过本研究可以看出DEA方法适用于此类多投入、多产出生产系统的研究。由于DEA方法要求指标数目不宜过多，为使结果更加准确，本研究在综合分析各指标的基础上，最终确定5个土地投入指标和3个土地产出指标，建立评价模型后从微观角度进行研究，更易于得出准确的、更具指导作用的结论。

[1] 余小玲.基于DEA的重庆市城镇土地利用效率评价研究[D].重庆：西南大学，2012.

[2] 朱志婉.基于DEA的企业土地投入与产出效率评价[D].杭州：浙江财经学院，2012.

[3] 刘叔杨.长春高技术产业开发区发展现状与对策研究[D].长春：东北师范大学，2009.

[4] 王缉慈.创新的空间:企业集群与区域发展[M].北京：北京大学出版社，2001.

[5] 陈利根，郭立芳.我国开发区土地利用现状、成因与对策[J].中国农业资源与区划，2004，25(3):1-5.

[6] 方福前，张平.我国高技术产业的投入产出效率分析[D].北京：中国人民大学，2009.

[7] 许玉明.中国高技术产业的科技进步贡献率分析[J].中国西部科技，2005(5A):10-12.

[8] 保文江.数据包络分析及其应用[M].北京:中国统计出版社，2002.

[9] 魏权龄.数据包络分析[M].北京:科学出版社，2006.

[10] 朱春波.DEA在电网企业投入产出绩效评价中的应用研究[D].重庆：重庆大学,2008.

[11] Mastotakis N E， Caraus L， Alexandra T. The DEA method in economical efficiency analysis (micro-level)[J]. Proceedings of the 11thWSEAS International Conference on Applied Mathematics， 2007： 103-107.

(责任编辑：管珊红)

Study on Input and Output Efficiency of Typical Enterprise Land in Development Zone Based on DEA:A Case Study of Changchun High-tech Zone

SUN Bo, LI Shu-jie*, GUO Xin, XING Li-juan

(College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China)

Based on the land use data of typical enterprises in high-tech development zone of Changchun city in recent years, we researched the input and output efficiency of typical enterprise land by adopting DEA method. The results showed that: (1) The input and output effectiveness of typical enterprise land in high-tech zone was not high in general; (2) The unbalanced development of typical enterprises existed in Changchun high-tech zone, and the land use status of these enterprises was different; (3) The contribution rate of enterprises to regional economy could not be judged by their land use efficiency; (4) According to the scale benefit evaluation coefficient k, the scale benefits of advanced equipment manufacturing industry were basically effective in recent years, but the scale benefits of other types of typical enterprises were inordinately increasing or decreasing; (5) DEA method was very suitable for the study of multi-target evaluation objects.

Land intensive utilization; Typical enterprises in development zone; DEA; Input and output efficiency

2016-12-28

国家自然科学基金项目(71303006)。

孙博(1994—)，女，硕士研究生，研究方向:土地经济与管理。*通讯作者：李淑杰。

F301.2

A

1001-8581(2017)06-0131-05