技术进步、城市土地利用效率及反弹效应-----------以江苏省为例

聂 雷,邵子南

(1.山西财经大学 a.资源型经济转型协同创新中心;b.资源型经济转型发展研究院,山西 太原 030006;2.南京农业大学 土地管理学院,江苏 南京 210095)

1 引言

城市土地作为城市经济社会发展的重要载体,其利用效率直接影响到城市经济社会发展和生态环境建设[1]。改革开放以来,随着工业化和城市化的进一步发展,我国城市建设用地面积快速扩张,由1986年的6720km2增加到2013年的47108.5km2,年平均增加了7.5%。我国人均耕地只占世界平均水平的40%,中低产田约占耕地总量的65%[2]。建设用地的快速扩张导致耕地资源大量损失,1990—1999年建设占用耕地年均为16.8万hm2[3]，2002—2014年这一数字增加到20.4万hm2。我国城市土地利用效率相比发达国家或地区仍有显著差距,适用于高强度城镇化与工业化的土地面积不到国土总面积的20%[4]。面临着城市外延式扩张、农地非农化流失严重、耕地后备资源紧缺的状况,客观上要求我国必须提高城市土地利用效率。这对缓解我国用地计划紧张、保护耕地资源和保障粮食安全战略具有非常重要的意义。

目前,学术界对城市土地利用效率测度与影响机制进行了较深入的研究。现有文献采用单指标[5,6]、综合指标体系[7,8]、计量模型[9,10]等方式与方法测算了城市土地利用效率，并构建回归模型分析了影响土地利用效率的因素[11-13]。然而,学术界从技术角度分析对土地利用效率影响的研究依然较少。毋庸置疑,效率的提升离不开技术进步。一方面,技术进步促进产业结构优化升级,实现要素集聚和要素替代,形成规模效应,促进单位土地上投入强度和产出效益增加[11],提升土地利用效率；另一方面,技术进步促进经济的快速增长,扩大用地需求。此外,土地利用效率的提升降低了使用土地资源的边际成本,导致生产过程中采用相对廉价的土地资源替代其他相对价格较高的服务或产品,从而增加对土地需求。假设土地资源具有完全弹性,那么土地消耗的实际减少与土地需求的增加比例将会出现失衡[14],因技术效率提升节约的土地被经济增长带来的土地消耗全部或部分抵消,即土地资源的反弹效应。

土地反弹带来土地资源消费的增加量全部或部分抵消了技术进步对土地资源的节约,直接影响了技术因素对土地利用效率的提升[15,16],导致技术因素与土地利用效率关系的复杂化。那么,技术因素是否对提升土地利用效率具有积极作用？技术因素是否真的产生反弹效应而影响土地利用效率的改进？如果存在反弹效应,大小如何？基于这些问题,本文在测算城市土地利用效率的基础上,分析了技术等因素对土地利用效率的演化作用,进而分析了技术进步是否会引起土地反弹效应。

2 城市土地利用效率的测度

2.1 研究方法

数据包络分析法(DEA)是评价多输入、多输出决策单元(DMU)有效性的一种非参数方法。若要评价M个生产单元效率,假设评价体系中有K种投入指标,L种产出指标,设代表第m个单元的第k种资源投入量,代表第m个单元的第l种产出量,对第n个(n=1,2,…,M)城市的DEA模型为[17]:

(1)

2.2 指标选取与数据来源

城市土地利用效率反映了土地的投入—产出关系,投入要素主要包括土地、劳动力、资本等方面。考虑到指标代表性、可获取性和口径统一性,借鉴已有研究成果[9,13],选用城市建设用地面积，第二、三产业从业人员数和第二、三产业固定资本存量作为投入指标,选用城市第二、三产业增加值作为产出指标。

各城市建设用地面积数据来源于2000—2013年江苏省土地利用变更调查资料,城市第二、三产业从业人数，第二、三产业增加值与全社会固定资产投资额来源于2001—2014年的《江苏省统计年鉴》。涉及到的价格指标均平减为2000年的不变价格(下同),城市第二、三产业固定资本存量采用永续盘存法,并借鉴张军等[18]研究成果进行估算,经济折旧率取9.6%。

2.3 计算结果与分析

本文采用MaxDEA软件测算了2000—2013年江苏省13个城市的土地利用效率,结果见表1。从表1可见:①总体来看,根据全省城市土地利用效率的均值数据,2000—2006年全省土地利用效率逐年降低,2007年以后又呈现出连年上升的态势。②从时间变化趋势来看,江苏省各市土地利用效率呈现不同的变动情况。常州、盐城土地利用效率呈递升趋势,南通、扬州、泰州、徐州、连云港、淮安呈“U”型分布,其他4市则呈连续波动分布态势。江苏省不同年份的城市土地利用效率差异较大的有盐城、连云港、南京,其效率的标准差超过0.05,表明效率值出现了较大的波动[13]。③分区域来看,江苏省城市土地利用效率总体上呈现“南高北低”的空间分布特点。苏南地区大于苏中地区且在效率均值之上,2000—2013年苏南地区效率均值为0.948,表明苏南地区土地投入产出的转换能力高于其他两个地区;苏北地区的效率均值为0.708,留存了29.2%的效率提升空间。江苏省不同区域的土地利用效率空间分布状态大致反映了区域经济发展水平与土地资源利用能力的差异。总体而言,江苏省苏南地区拥有良好的经济开放环境、政策创新环境、科技创新环境,利于吸引人才、吸纳资源、提高生产效率、推动内部规模经济和外部经济,实现经济快速发展和产业结构优化升级,同时也为土地资源的高效利用提供保障；苏北地区由于对外开放程度与市场化程度低、集聚效应不够、要素配置不合理、经济增长较慢,土地资源利用能力相对较低。此外,城市土地利用效率在区域内部的差距较小,区域之间的差异较大,进一步表明土地利用效率与经济发展的相关性。④从城市个体差异来看,2000—2013年江苏省无锡市的土地利用效率最高,一直位于生产前沿面上,常州市在2006—2013年位于生产前沿面上,这表明城市建设用地的投入合理;城市土地利用效率较低的有宿迁、淮安、连云港,其效率均值均低于0.7。此外,从2004年以后江苏省土地利用变异系数在0.161—0.170之间变动,说明城市土地利用效率的差异性保持稳定,尽管苏北地区的城市土地利用效率有所提升,但相比发达的苏南地区的城市土地利用效率仍有差距。

表1 2000—2013年江苏省城市土地利用效率

3 影响城市土地利用效率因素的计量分析

根据已有研究[19,20],产业结构、经济发展、人口规模、技术因素等对城市建设用地利用产生重要影响。结合数据可获性与研究目的,构建计量经济模型,选取技术技术、产业结构等因素,考察其对城市土地利用效率的影响情况。

3.1 模型设定与变量选取

由于测算出的城市土地利用效率值介于0—1之间,若采用普通最小二乘法会导致参数估计结果有偏与不一致[21]，因此采用受限的面板数据Tobit回归模型来分析城市土地利用效率的影响因素,模型设定为:

(2)

各解释变量数据主要来源于2001—2014年的《江苏省统计年鉴》,2000—2013年各市国民经济和社会发展统计公报,以及2000—2013年江苏省土地利用变更调查资料。

表2 Tobit回归结果

注:、＊＊、＊＊＊分别表示在10%、5%、1%的水平上显著，括号内为t 统计值。

3.2 回归结果

本文采用STATA12.0软件进行Tobit回归,模型通过了拟合优度检验,可解释城市土地利用效率的影响因素。从表2可知,产业结构、经济发展水平、人口规模与人均耕地面积都对城市的土地利用效率产生了比较显著的影响,技术因素则没有通过显著性检验。

根据以上分析，本文对技术进步、城市土地利用效率及反弹效应的具体分析为:①产业结构变量的估计系数显著为正。一方面，产业结构升级促使资源密集型为主的重工业和传统制造业向服务业和技术密集型产业转换,高服务化、高知识化、高技术化、创新型产业在经济结构中份额不断提高,有利于土地利用结构优化和单位土地产出率提高[11];另一方面,城市之间根据自身比较优势进行专业化生产深化了产业内或产业间分工,一些附加值低与用地粗放的企业向城市周边与农村迁移,这不仅提高了城市土地单位用地效益,也促进了城市用地结构和空间布局的优化调整。②经济发展水平对城市土地利用效率产生了显著的正向作用。经济增长促进了生产要素向城市流动,带动了高产出和高附加值行业的发展,资本、技术、管理等要素对土地资源替代作用加强,土地密集型产业逐渐成为主体,经济发展由外延扩张转向内涵提升。同时,经济增长引致更多的用地需求,导致建设用地供需矛盾进一步加剧,市场和价格机制在资源配置中的作用加强,资源紧缺迫使地方政府提高用地强度和用地门槛,加大对存量土地的挖潜力度,促进用地效率提升。③人口规模变量对城市土地利用效率产生了显著的负向作用。可能的原因主要是,城市化水平的提高带来城市人口规模的增加,必然增加对居住、公园绿地、工业生产场所等生产、生活用地的需求,导致建设用地外延扩张以及带来的土地粗放式利用[12]。当人口密度过大时,即使存在一些机制来遏制建设用地扩张,但过多的人口数量导致的巨大土地需求,从而弱化了政策的实施效果[22]。此外,通过农地非农化获得城市土地的成本较低,城市发展热衷于外延扩张,不利于存量建设用地挖潜以及土地投入强度与产出效益的提升。④人均耕地面积变量的估计系数显著为负,表明人均占有耕地面积对城市土地利用效率提升形成了有效的外部约束。伴随着城市扩张带来的耕地和生态用地的大量损失,中央政府逐渐加大对地方政府在耕地资源保护方面的考核和建设用地规模的管控。城市建设用地增量主要来源于耕地,城市发展对建设用地需求一直居高不下,给耕地保护带来了严峻挑战。在耕地占补平衡压力逐年加大的背景下,耕地资源稀缺倒逼和促进土地利用方式转变,带动城市存量土地开发,抑制闲置和低效用地,促进城市土地利用效率提高。⑤技术因素对城市土地利用效率的提升作用总体上不显著。一方面,技术进步为城市土地立体开发提供支持,提高土地空间利用强度[23],促进工业企业技术改造与产业升级,提高单位土地产出，另一方面,技术进步可能对土地利用存在反弹效应,间接抑制了效率改善,导致技术因素对土地利用效率的作用呈现出较为复杂的情形。

4 城市土地反弹效应的实证分析

4.1 模型设定

为了验证与测算技术进步引起的土地反弹效应,本文采用生产函数计算技术进步贡献率,推算技术进步引起的对土地资源减少量、增加量与反弹方面的效应。学界通常使用全要素生产率代表广义的技术进步[24]。本文采用C-D生产函数估算技术进步贡献率,建立了以下新古典三要素生产函数模型[24-26]:

(3)

两边同时取对数:

lnYit=lnAi+αlnKit+βlnLit+γlnCit+εit

(4)

式中,Yit、Kit、Lit、Cit分别表示地区i第t年的第二、三产业增加值，第二、三产业固定资本存量，第二、三产业从业人员数，城市建设用地面积;Ai为技术进步;α、β、γ分别表示资本、劳动、土地的产出弹性;εit为i地区第t年的非要素投入。

根据索洛余值法可得技术进步对经济增长的贡献率:

(5)

式中,gY、gK、gL、gC分别表示产出、资本、劳动、土地的增长率。在产出一定时,土地利用效率的提高可减少土地资源的投入,设EIt为第年的土地强度(即土地利用效率的倒数),则EIt=Ct/Yt、EIt-1=Ct-1/Yt-1,技术进步降低了土地强度而促进土地资源的节约量为:

Mt=(EIt-1-EIt)Yt

(6)

同时,技术进步也促进了经济增长,引致更多的用地需求。根据技术进步对经济增长贡献率σt,则技术进步带来的经济增长为σt(Yt-Yt-1),由此带来的土地消耗量为:

Nt=σt(Yt-Yt-1)EIt

(7)

因此,t年技术进步引起的土地反弹效应REt为[27,28]:

REt=Ni/Mt=σt(Yt-Yt-1)EIt/(EIt-1-EIt)Yt

(8)

4.2 计算结果

本文采用2000—2013年江苏省13个地级市的第二、三产业增加值(Y)，固定资本存量(K)，第二、三产业劳动力投入(L)，城市建设用地面积(C)等指标构成的面板数据,采用固定效应模型计算得出的弹性系数α、β、γ分别为0.153、0.126、0.138。结合式(5),推算出技术进步贡献率,从而利用式(6)—式(8)分别计算技术因素引起的土地资源节约量,带动经济增长引起的土地消耗量和反弹效应,具体的结果见表3。

表3 技术进步引致的土地节约量、增加量与反弹效应

从土地节约量来看,变化趋势可分为两个阶段:第一阶段(2001—2007年)土地节约量随着土地强度的变化不稳定性而呈现出波动状态。广义技术进步中的“软”技术因为涉及到产业结构调整与产业转移[24],土地利用效率提升缓慢;工业化生产与城镇化推进带来某些年份的土地需求量异常增多,对技术进步引致的节约量产生了一定冲击。第二阶段(2008—2013年)土地节约量总体呈现稳步增加的状态。这一期间第三产业比重从38.4%逐渐提高到44.7%,第二产业比重则从54.8%逐年降低到49.2%,产业结构不断优化,土地强度连年下降,土地利用效率提升带来的土地资源节约量也逐年增加。

从土地需求来看,研究时段内江苏省土地的年度增加量为30411.64—66477.21hm2,年平均增加了52094.93hm2。一方面,技术进步促进经济增长从而增加了土地需求量;另一方面,技术进步带动土地利用效率的提升,降低了单位产出的土地投入量。由于替代效应的存在,地方政府可能采取更多的土地来代替劳动力和资本投入,总体上控制土地资源消耗依然存在一定难度。节约集约利用土地还存在较大的不确定性,今后仍需加强对土地利用的宏观调控,采取多种手段来降低土地资源消耗。

从反弹效应值来看,2004年是江苏省土地变化显著的异常年,主要是因为2003—2004年江苏省的土地强度几乎没有发生变化。如果剔除2004年的异常年份,研究时段内江苏省土地的平均反弹效应为125.75%,但反弹效应值年度差异较大,呈现出明显的波动状态。2011年之前,反弹效应值一直高于100%,平均值为142.28%,尽管土地政策带来的节约用地效果已初见成效,但技术进步引起的土地节约量低于经济增长带来的增加量,反弹效应未能得到有效控制。主要原因是这一时期江苏省正处于城镇化与工业化的推进期,区域战略规划与重点项目建设等导致建设用地的快速增长,尽管单位GDP土地消耗稳步下降,但经济发展对土地需求旺盛。2011—2013年江苏省的土地反弹效应明显下降,平均反弹效应值为76.15%,由于经济增速放缓,产业结构的进一步优化升级和技术水平的提高,土地反弹效应出现下降趋势,即由于技术进步提高的土地利用效率已表现为节约土地的特征。因此,技术进步会引起土地反弹效应,对土地资源消耗产生不均衡的影响,从而影响土地利用效率的时空演化特征,使节约集约利用土地面临更加复杂的局面。技术进步促进土地利用效率的提高,但由于有反弹效应的存在,导致经济增长中的土地边际消耗量更高[29],对技术进步存在较大的冲击,导致技术进步对土地利用效率提升受到影响,一部分降低的消耗量又被部分抵消。

5 结论与讨论

5.1 结论

本文采用DEA方法测算了2000—2013年江苏省13个地级市的城市土地利用效率,对影响城市土地利用效率的因素进行了计量检验,验证与计算了技术进步引起的土地利用反弹效应。主要结论为:①研究时段内,江苏省城市土地利用效率最高的是无锡市和常州市,较低的是宿迁市、淮安市、连云港市。江苏省城市土地利用效率的地区分布与经济发展水平存在着对应关系,效率值较大的城市往往分布在经济发达地区,空间分布呈现出“南高北低”的特点。总体上看,尽管苏北地区的城市土地利用效率有所提升,但相比发达的苏南地区的城市土地利用效率仍存在着一定的差距。②产业结构、经济发展、人均耕地面积等通过带动高产出、高技术、高附加值行业的发展,资源稀缺倒逼与促进城市用地结构、空间布局优化调整等作用来促进城市土地利用效率的提升。人口规模变量对城市土地利用效率产生了显著的负向作用,这与部分学者的研究结论不同[19,20],可能与研究区域与研究阶段的选择有关。③技术因素对提高土地利用效率具有积极的促进作用,但因为有土地反弹效应的存在而降低了技术因素的正向作用。在研究时段内的技术因素对经济增长贡献率不同,平均反弹效应值为125.75%。需要注意的是,2011年以后江苏省土地利用的反弹效应值低于100%,技术因素对经济增长贡献率增大,产业结构进一步优化,经济增长对土地消耗已经呈现明显的下降态势。

5.2 讨论

本研究的启示是:技术进步仍然是提高土地利用效率的有效途径,要加强技术创新能力与技术投入,促进技术在土地利用效率提升中的转化应用。但为了减轻反弹效应的冲击,在依靠技术进步的同时,政府应提高用地门槛和用地效益，加大存量建设用地挖潜的力度;加快推进产业结构优化升级,大力发展高附加值、高产出、低消耗的第三产业,提高土地的投入产出能力。