广西全要素土地利用效率评价及其时空变化格局

王浩林，周 兴，苏珍来，李丹婷

(南宁师范大学 自然资源与测绘学院，广西 南宁 530001)

0 引言

随着中国工业化与城镇化进程的进一步加快，城市用地需求急速扩大，土地资源利用的粗放和低效问题也与日俱增[1]。土地资源的有限性使得土地资源利用的矛盾愈演愈烈，是否能合理、有效利用土地资源是影响未来经济与城市发展的关键因素[2]。

从土地资源利用的总体结构来看，有效利用的土地资源可以分为农业用地与建设用地[3]。农用地利用效率的提高是我国粮食与农副产品供需平衡、社会稳定和经济可持续发展的重要保障[4]；建设用地利用效率的提高是我国工业化、城镇化程度提高的关键因素，是经济发展的载体，是解决建设用地供需矛盾的本源[5]。因此，在土地资源矛盾日益加剧的当下，提高农用地与建设用地的利用效率刻不容缓。

国外对城市土地利用效率的研究相对较早，研究主要集中在建立相关指标与评价模型对城市土地利用的合理优化配置、土地节约集约利用等方面[6]。国内大多研究则是选取DEA[7]或SBM[8]模型，挑选大到国家小至县域的研究区域，针对时间序列或空间角度对城市土地利用效率值的测算等[9]。但目前研究角度相对单一，以全要素、动态视角、多角度探究土地利用效率及其时空变化格局，能够相对全面地反映土地资源利用效率的研究仍较少。

本文以广西14个地级市为研究对象，选取相对性指标，根据研究区实际概况建立相适应的评价指标体系，结合DEA模型中Malmquist指数分别测算广西农用地与建设用地土地利用效率，并分析其时间变化特征，空间变化格局，综合评价结果得出结论与建议，为提高广西土地资源利用效率、制定土地利用政策及发展战略提供参考和依据。

1 全要素土地利用评价方法及数据来源

1.1 全要素生产率

全要素生产率(TFP)是指生产单位作为系统中的各个要素的综合生产率，主要反映资本、劳动力等所有投入要素的综合产出率，以区别于单要素生产率。全要素生产率等同于生产力，全要素生产率的提高就是产业升级与生产力的发展。在土地利用方面，通过测算土地利用全要素生产率及其分解的技术进步与技术效率可以更加全面地反映出综合土地利用效率；通过测算土地利用全要素生产率的增长率可以更清晰地反映土地利用效率的发展趋势[10]。

1.2 Malmquist指数方法

1953年，瑞典经济学家Sten Malmquist首次提出了Malmquist指数，往后该指数常常用于不同时期不同决策单元的生产效率变化情况研究。为了更直观地说明广西土地利用中全要素生产率的变动情况，利用Malmquist指数进行测算可对土地利用效率进行详尽的分析。该方法相对于其他方法，无需投入与产出的价格变量，且无需对主体以及目标行为做假设，并且最终能把全要素生产率(TFP)动态变化再细分为技术效率变化、纯技术效率变化、规模效率变化，而技术效率等于纯技术效率与规模效率的乘积。常见的DEA模型仅是对土地利用效率进行静态分析，为进一步研究其动态变化情况，本文通过DEA结合Malmquist指数的方法分析广西农用地与建设用地全要素生产率的动态变化过程[11]。

1994年Fare等基于DEA(数据包络分析)构建了DEA-Malmquist指数，DEA-Malmqiust指数基于t期和t+1期的条件下可以表示为[12]：

(1)

(2)

为了避免时期选择的随意性产生歧义，Caves等用Mt与Mt+1的几何平均数表示Malmqiust指数[13]：

Mt(xt,yt,xt+1,yt+1)=(Mt×Mt+1)1/2

(3)

式中，x表示投入变量，y表示产出变量。当M值大于1时，表示从t时期到t+1时期的全要素生产率上升，小于1时表示全要素生产效率下降，等于1时表示不变。该式还可以分解为技术效率变化指数(Effch)与技术进步指数(Techch)的乘积[14]：

(4)

与全要素生产效率相同，Effch值与Techch值围绕效率值1大于、小于和等于分别表示提高、降低与不变。其中，技术效率变化指数(Effch)还可以进一步分解为纯技术效率变动(Pech)和规模效率变动(Sech)，三者关系可以表达为：Effch=Pech×Sech[15]。

1.3 数据来源

本文以2008～2017年为研究的时间跨度，数据主要选自2009～2018年《广西统计年鉴》，部分数据来源于《南宁统计年鉴》、《钦州统计年鉴》、《防城港统计年鉴》等14个地级市统计年鉴及其《国民经济和社会发展统计公报》，空间数据来源于国家基础地理信息数据中心提供的1∶100万矢量数据。

2 广西全要素土地利用效率评价

2.1 广西农用地利用效率评价

农用地利用效率评价可以反映出农用地与各种投入之间的关系，体现出农用地配置是否合理，资源是否充分利用，农用地的价值是否得到提高。

本文选取2008～2017年的时序数据对广西农用地效率进行测算，以数据包络分析的方法通过产出的角度考察在投入量固定时产出量是否能进一步增加。考虑到指标数据的可获取性，指标选取较绝对指标更能表明事物相关程度、发展程度以及更具有可比性的相对指标。投入指标依据柯布道格拉斯生产函数，选取土地、资本与劳动力3个方面的投入指标，土地方面选取能够涵盖耕地与非耕地，表现出实际播种面积的人均农作物总播种面积，资本方面选取能够体现出农业资本投入程度的地均农业机械总动力，劳动力方面选取能够直接反映投入劳动力程度的第一产业从业人员占比。产出指标则选取能够基本涵盖土地资源产出的经济与社会方面的指标。经济方面选取第一产业生产总值占比，社会方面选取能够代表社会利益的农村居民人均纯收入(表1)。

表1 农用地利用效率指标体系

2.1.1 农用地利用效率时间变化特征 通过DEA-Malmquist指数方法对广西农用地利用指标进行测算可以得到2008～2017年广西年度农用地利用全要素生产率及其分解效率(表2)。由表可知，10年间广西农用地全要素生产率在0.9760～1.1330之间上下波动，全要素生产率从2008年的最低值0.9760缓慢上升，5年后到达2013年的顶峰1.1330，之后便下滑再缓慢回升，10年来平均值为1.0530，可以看出广西农用地利用效率在2013年达到10年来的最大效率，总体效率为稳定增长趋势。通过其分解效率可以看出，2008～2010年制约农用地利用效率的关键因素是技术进步，自2008年起，广西逐渐重视农用地利用技术进步方面的投入，全面推进科技兴农措施促使农用地利用技术进步的作用在2011年之后得到了发挥。另一方面，规模效率的下降导致2012年技术效率下降，表明2012年广西农用地利用的现有规模与最优规模之间存在差距，农用地利用的规模不够合理，现代农业资金投入较少，农业产业化程度偏低，规模较小难以大面积推广。2014年技术效率下降的原因除了农用地利用规模不合理之外还有纯技术效率方面的驱动因素，说明农用地利用的产业化、标准化程度不高，社会化服务水平偏低。

从图1可以更加直观地看出，10年间总体上带动农用地全要素生产率的是农业技术进步方面，在纯技术效率方面与规模效率方面围绕着效率值1上下浮动，仍存在纯技术效率与规模效率下降或者是增加幅度不大的问题。综上所述，广西农业今后发展应在保持技术进步投入稳定的同时提高纯技术效率与规模效率。

表2 2008～2017年广西年度农用地利用全要素生产率及其分解效率

2.1.2 农用地利用效率空间变化格局 通过DEA-Malmquist指数方法对广西农用地利用指标进行测算可以得到2008～2017年广西各市农用地利用全要素生产率及其分解效率(表3)。从表3可以看出2008～2017年有5个市的农用地利用效率下降，其中崇左市下降了4.2%，最为严重，来宾市下降了2.7%，其余9个市的农用地利用效率均上升，其中，柳州上升了18.7%，幅度最大，其次为上升了13.2%的南宁。通过分解效率可以看出纯技术效率与规模效率均值皆为1.0060，表明驱动全要素生产率上升的主要因素是技术进步方面的提升，但导致全要素生产率下降的主要因素也同样是技术进步方面的下降。结合表2可以看出，虽然技术进步方面在2010年之后开始处于增长趋势，且在2013年达到最高值，但总体上的增长是由少部分市强大的技术进步增长带来的。钦州、百色、贺州、河池、来宾和崇左仍然处于技术进步的下降状态。崇左市的纯技术效率与规模效率都处于相对最低值，这也是导致广西整体纯技术效率与规模效率下降的关键因素。

图1 广西年度农用地利用全要素生产率及其分解效率图

利用ArcGIS软件的自然间断点法对广西14个市选取2009、2013和2017年3个年度时间节点将其生产率指数以效率值1为中位点，效率值从低到高分为5个等级并以黄色渐变至红色来表示生产率指数的等级水平，分别将图例从上至下由黄色渐变到红色分别赋予“极低效率值阶段”“低效率值阶段”“中低效率值阶段”“中高效率值阶段”和“高效率值阶段”用以分析基于Malmquist生产率指数的各市全要素生产率时空变化格局(图2)。由图2可以看出，南宁、柳州、桂林、贺州、北海市农用地利用效率长期稳定在中高效率阶段之上。从整体布局看，以南宁市为核心的北部湾经济区也在南宁市稳定有增的农用地利用效率带领下，除了个别年份的个别地级市有极低效率值阶段的现象外，大部分处于中效率值以上。桂中东北部的农业发展较好，农用地利用效率基本领跑广西。桂西片区的河池、百色、崇左在3个时间节点上的农用地利用效率相对偏低，需亟加大力度优化农用地利用结构，引进吸收先进的农业科技，整合土地资源，节约集约用地，扩大农业生产规模，提高农用地利用技术效率。

表3 2008～2017年广西农用地利用全要素生产率

2.2 广西建设用地利用效率评价

建设用地效率评价可以反映出建设用地与各种投入之间的关系，本文从投入产出的角度分析了建设用地与其他资源配置的合理程度及其利用水平。

为了能够综合评价广西土地资源利用效率，选取与农用地利用效率相同的时序数据与方法对广西建设用地利用效率进行测算。土地方面选取能够直观体现人地关系的人均建设用地面积，资本方面选取能够体现出建设用地中资本投入程度的地均固定资产投资额，由于建设用地方面的利用效率测算不涉及农业，因此劳动力方面选取能够直接反映投入劳动力程度的第二、三产业从业人员占比。产出指标中的经济效益方面则选取与劳动力投入相对应的第二、三产业生产总值占比，社会效益方面选取能够直接体现建设用地中社会利益的城镇居民人均可支配收入。建设用地的凶猛扩张带来了许多环境问题，在生态文明建设为指导的背景下，本文还选取了城市绿化率的指标来反映环境效益(表4)。

图2 广西各市农用地全要素生产率时空变化格局图

表4 建设用地利用效率指标体系

2.2.1 广西建设用地利用效率时间变化特征 全要素生产率作为生产率的改变，表征土地利用效率的动态变化过程，通过DEA-Malmquist指数方法对广西建设用地利用指标进行测算可以得到2008～2017年广西年度建设用地利用全要素生产率及其分解效率(表5)。由表5可知，10年间广西建设用地全要素生产率在0.9300～1.0230之间波动，在2009年年均降幅7%，降至10年内最低值0.9300，其次为2015年4.6%的降幅。只有2013和2016年为增幅，DEA有效，其中2013年增长了2.3%，增长最为明显，10年内建设用地利用效率明显呈下降趋势，平均值为0.9740，总体下降2.6%。通过其分解效率可以看出，制约建设用地利用效率的关键是技术进步与规模效率，技术进步方面10年平均下降2.4%，规模效率方面10年平均下降0.3%。从技术进步方面看，只有2013与2016年技术进步方面处于增长姿态，说明广西在建设用地利用的扩张、规划与集约节约等方面缺乏科学合理的方法。从规模效率方面看，只有4年规模效率为增长态势，说明广西建设用地在利用规模方面存在不合理现象，城镇化程度长期处于中低水平阶段，建设用地利用规模效率仍有很大的提升空间。

由图3可以更直观地看出，图3中的折线由2008的“散乱”逐渐变化成2017年的“统一”。自2008年起，广西城镇化进程体现在技术进步与规模效率之间的差距越来越小，技术进步虽起点较低但出于不断增长的趋势，建设用地利用效率总体也体现为增长趋势。尽管总体上有所增长，但增长幅度大多处于波动型增长态势。

图3 广西年度建设用地利用全要素生产率及其分解效率

表5 2008～2017年广西年度建设用地利用全要素生产率及其分解效率

2.2.2 广西建设用地利用效率空间变化格局 通过DEA-Malmquist指数方法对广西建设用地利用指标进行测算可以得到2008～2017年广西各市建设用地利用全要素生产率及其分解效率(表6)。从表6中可以看出：2008～2017年有9个市的年均建设用地利用效率下降。其中南宁市下降了9.7%，下降最为严重，其次为贺州市，下降了8.4%。其余4个市的年均建设用地利用效率均上升，来宾市保持稳定，不增不减。通过分解效率可以看出纯技术进步与规模效率均值分别为0.9760与0.9970，分别下降了2.4%与0.3%。由此可知，导致全要素生产率下降的主要因素为技术进步与规模效率方面的下降。单从技术进步方面看，南宁市技术进步年均下降了9.7%，体现出南宁市在建设用地利用方面缺乏科学性与合理性。依托被列入国家级开发战略的广西北部湾经济区，建设用地利用效率在普遍下降的大环境下不减反增。

运用与农用地空间变化格局分析相同的方式，把效率值从低到高分为5个等级并以绿色至蓝色来表示生产率指数的等级水平，分别将图例从上至下由绿色到蓝色赋予其“极低效率值阶段”“低效率值阶段”“中低效率值阶段”“中高效率值阶段”和“高效率值阶段”，用以分析基于Malmquist生产率指数的各市全要素生产率时空变化格局(图4)。可以看出，桂中地区的建设用地利用效率长期处于中低以下效率阶段。桂东北相对较好，在2013年普遍能做到建设用地利用DEA有效，3个时间节点中也没有较低效率值阶段。桂西南相对不稳定，从2009年的普遍较低到2013年增长到普遍较高，但好景不长，2017年效率值再次普遍下降。南宁市作为广西首府，投入指标数值与产出指标数值在14个地市中是最高的，但其建设用地利用效率却长期处于中低水平。结合表6可知：南宁市纯技术效率与规模效率都达到了DEA有效，制约其建设用地利用效率的关键因素是技术进步方面。相比之下，广西的第二大城市柳州市的建设用地利用效率逐年提升，虽年均利用效率仍低于有效值，但截至2017年，柳州市的建设用地利用效率已经达到中高效率阶段。

综上所述，广西建设用地利用效率仍然相对不高，其原因主要来源于广西长期处于城市发展较为滞后的阶段，但部分城市的建设用地利用效率为逐步增长的趋势。相比于其他省份，广西作为沿海且沿边的省区，没有能够充分发挥好自身的区位优势，在城镇化发展过程中，忽视了提高建设用地利用效率的重要意义，在全区战略规划、总体发展政策与城镇化道路上没有先进且科学的方针，对于土地滥用方面没有合理的规划与监管，建设用地节约集约程度仍较低。

3 结论与建议

本文从土地资源利用总体结构中的两大类建设用地与农用地角度着手，选取了相对性指标，从社会、经济、土地、资本、劳动力和环境角度构建了建设用地与农用地利用效率评价的指标体系，结合各地级市发展情况，全面地测算与评价了广西土地利用效率，结合全要素生产率时空变化格局，综合分析得出结论。广西农用地利用效率总体处于增长趋势，一直以来农业较为发达的广西，加上综合农用地利用效率的提高，使得第一产业成绩突飞猛进，若能进一步加强农用地利用的技术进步，将会使广西农业的发展更加迅速。广西建设用地利用效率总体处于降低趋势，虽有部分城市建设用地利用效率在稳定增长，但广西总体水平不高，没能重视利用效率提高与建设用地规划管理不当是关键因素。

图4 广西各市建设用地利用全要素生产率时空变化格局图

表6 2008～2017年广西建设用地利用全要素生产率及其分解效率

结合分析的结论，提出以下相关建议：广西城市发展土地利用的总体方针是在稳定农用地利用效率不下滑的同时，采取措施提高建设用地利用效率。关于建设用地利用效率的提高可以分为3个方面：(1)进一步合理布局城市建设用地空间，提高单位建设用地上的产出率，做好建设用地利用情况调查，将目前较为粗放的建设用地利用形式转变为集约利用，提高城市的容积率，降低建设用地扩充速率，充分利用现有建设用地空间。(2)对于比老城区更具有可塑性的开发区应该着重于建设用地的科学合理规划。(3)应落实好生态文明建设的总体方针，建设用地的开发不能脱离环境效益的考虑因素，建设用地利用效率的高低也同样受环境效益的影响，在发展城市的同时应注重生态环境的建设。

总而言之，在土地利用矛盾日益增加的今天，广西在农用地利用效率方面形势大好，但在提高建设用地利用效率方面仍具有很大的发展潜力，重视广西城镇化发展，跟上全国城镇化步伐，提高建设用地利用效率是广西今后发展的关键。