煤炭资源型城市土地利用效率评价及影响因素分析

冯艺越，王文昌，丁 一

(山西农业大学,山西 晋中 030801)

0 引言

长期以来，国家一直探索和推广清洁能源的使用，并取得了一定的成效，但煤炭资源在一定时期内仍将发挥着重要的作用，这必然导致我国的经济发展在未来一段时间内还需要依托煤炭型城市来保障。煤炭作为一种高耗能、高污染的能源，在生态文明时代受到越来越多的关注。煤炭开采之后产生的大量煤矸石堆积，造成了土地资源的严重浪费；同时，采煤沉陷区的出现也加剧了土地资源的浪费；又由于煤炭资源的不可再生性，存量有限，其取得的巨大经济效益在未来是不可持续的，每开采一次，都将对整个城市未来的发展产生重要的影响，依靠传统采掘工业发展经济的道路难以为继，必须寻求新的发展方向。城市的转型升级离不开土地的支撑，因此，土地利用效率水平的高低将会对整个城市的经济发展水平产生直接影响。此外，城市化进程的加快势必导致建设用地扩张，存量建设用地难以满足需求时，必然会转向农用地，必然会对耕地保护构成严重威胁。提高城市土地利用效率，是缓解建设用地同耕地之间矛盾的一个主要途径。中共十八大报告指出，国土是生态文明建设的空间载体，要珍惜每一寸国土。《节约集约利用土地规定》明确规定：“在土地利用和管理中要遵循节约优先的原则；自然资源部多次强调要管住总量，严控增量，盘活存量。”可见，提高土地利用效率，改进土地利用方式已然成为未来的发展方向。

土地利用效率是指单位面积土地投入与消耗在区域发展的社会、经济与生态环境等方面,所实现的物质产出或取得的有效成果[1]。当前社会对煤炭型城市的研究更多关注绿色发展、转型升级，而城市土地作为城市经济与社会活动的物质载体[2]，科学评判土地利用效率现状是探寻煤炭型城市发展新出路的前提，因此，对于城市土地利用效率的评价至关重要。

国外学者最先关注到城市土地利用效率，并作出重要贡献，国内学者在此基础上，侧重于对土地利用效率的实证研究分析，研究内容主要集中在土地利用效率评价和影响机制2个方面[3]。研究区域涵盖单个的地级市[4]、城市群[5]、省[6]以至全国各区域[7]。研究方法包括主成分分析法和加权法[8]、DEA模型[5，9]、Malmquist指数[10-11]、因子分析法[12]、回归分析法[13]、综合评价法[14]以及修正的Hybird-Meta-Frontier窗口模型[7]等，但近年来，学者们更多地使用DEA模型和Malmquist指数作为最有效的测度方法，如李崇明等[15]通过DEA中的C2模型对吉林省9个地市的城市土地利用效率进行了评价。杨奎等[16]通过DEA模型和Malmquist指数对长江经济带城市土地利用效率进行了评价。根据张雯熹等[3]的阐述，影响机制主要为土地利用结构[17-18]、城市经济发展[19]、地方政府行为[20]以及综合影响因素[5]，采用的方法有Tobit回归分析[21]和灰色关联度模型[22]。

目前，对于煤炭资源型城市土地利用效率动态分析的研究较少，本文依据国务院下发的《全国资源型城市可持续发展规划(2013～2020年)》中提出的全国资源型城市名单(2013年)以及分类，选取了20个煤炭资源型城市，通过Malmquist指数，进行土地利用效率评价。通过探求近10年间煤炭资源型城市的土地利用效率发展趋势，以期提出一些建议对策。

1 研究方法与指标体系的构建

1.1 研究方法

1.1.1 超效率DEA模型 数据包络分析(DEA模型)是由Charnes等[23]在1978年提出的，主要是依据多指标的投入和产出对决策单元的有效性进行评价。当计算结果出现多个决策单元效率值均为1时，无法做出进一步的分析。基于此，1995年Anderson[24]提出超效率DEA模型，该模型可以就同处于前沿面的多个决策单元进行更深层次的比较分析。此外，对于一段时间内决策单元效率值的动态变化情况及其产生原因的分析也有一定的作用[25]。数学表达式如下：

式中，θ表示决策单元的效率值；Xj和Yj分别为第j个决策单元的投入量和产出量；λj为第j个决策单元的权重；S-和S+均为松弛变量，分别表示投入过剩和产出不足；θ值越接近1，表示决策单元的效率值越优。

1.1.2 Malmquist指数 Malmquist指数模型是由Malmquist建立的，而后Färe等人将其与DEA模型进行结合、推广。该指数是通过Shepard距离函数对不同时期的全要素生产率值即TFP进行动态衡量。假定规模报酬可变(VRS)，其公式如下：

式中，ECH表示技术效率的变化情况，当ECH>1时，表示t到t+1时刻DMU的技术效率提高，反之则技术效率降低。TCH表示技术进步的变化，当TCH>1时，表示t到t+1时刻DMU技术进步，反之则技术退步。ECH可以分解为纯技术效率(PECH)和规模效率(SECH)，即：

当SECH或PECH大于1时，则表示t到t+1时刻DMU的规模效率或纯技术效率得到改善，反之则退化。当TFP大于1时，则表示效率值提升，反之则退步。

1.2 指标体系的构建和数据来源

对于城市土地利用效率的评价，单纯考虑经济效益已经不能满足评价结果的要求，尤其是煤炭资源型城市，更要关注生态环境效益。结合已有文献的指标体系构建，本文将从投入和产出2个角度，同时考虑数据的可获取性，基于科学性、全面性的原则，构建了基于DEA模型的煤炭型城市土地利用效率评价指标体系(表1)。

表1 煤炭型城市土地利用效率评价指标

研究中所使用的固定资产投资和原煤产量来自2007～2017年间各年份各地区的国民经济与社会发展统计公报和统计年鉴，其余数据均来自2008～2018年《中国城市统计年鉴》。依据全国资源型城市名单，结合数据的可获取性以及资源型城市类型，涵盖东、中、西部地区，在全国范围内选取20个城市进行分析研究(表2)。

表2 煤炭资源型城市样本

2 煤炭型城市土地利用效率分析

2.1 土地利用效率静态分析

基于上文构建的指标体系，运用DEAP 2.1软件测算20个样本城市的土地利用效率值，发现多个城市多年份的效率值为1，无法进行有效分析，因而，又采用EMS 1.3，基于产出角度的DEA模型分析2007～2017年20个城市的土地利用超效率值(表3)。

总体效率评价：(1)在资源型城市发展的4个阶段中，2007～2017年间效率值由高到低分别为衰退型、成长型、再生型和成熟型，效率均值分别为1.016、0.985、0.919、0.916，除衰退型外，处于其他3个阶段的城市效率均值都小于1，呈下降趋势。而效率值在1以上的有8个城市，占总数的40%，其中有4座城市为衰退型城市。由此可见，大多数城市在开采初期，并不会关注土地利用效率，只有在煤炭资源几近耗竭，需要寻求新出路、面临转型的情况下，才会关注土地资源的节约集约利用。在生态文明转型的大背景下，国家出台了多项法规政策，要求盘活存量，提高土地利用效率，因此，各地政府应当加大对土地利用的关注力度，有效盘活土地资源，充分发挥政策对土地利用效率的推动作用。

(2)从东、中、西3个地区来看(图1)，其效率均值由高到低依次为东、中、西，可见，经济发展水平将直接影响土地利用效率水平的高低。东部地区依靠长期的政策优势，经济发展和城镇化水平明显高于中部和西部地区，并长期保持土地资源的合理配置。中部地区的土地利用效率均值为0.962，接近于全国均值，且8座高效率城市中有5座城市都为中部地区，但相比于东部地区，仍有较大的提升空间。以山西为代表的老牌煤炭型城市多分布于中部，长期以来，我国经济发展方式粗放，消耗了大量的煤炭资源，但其本身经济并未获得长足发展，在资源殆尽面临转型的时期，由于缺乏资金支持和新的思想理念，并不能迅速寻找到新的方向，仍在摸索中前进。各个城市在发展的过程中，应当结合自身的发展现状，充分发挥资源储量和政策的优势，在获得经济效益的同时提高土地利用效率。西部地区土地利用效率水平最低，主要是因为该地区地广人稀，自然环境恶劣，能被实际有效利用的广袤土地较少。中部地区众多煤炭型城市衰退的同时，国家实行西部大开发战略，在政策、资金和人才的共同支撑下，西部地区丰富的资源储量开始被发掘，得到人们的关注，但因为处于发展初期，还未能合理有效地配置土地资源，整体水平还有待提升。在未来，西部地区应当谋求经济效益、生态效益相结合，不断创新开采方式，提升技术水平，提高土地利用效率，推动资源永续利用。

表3 2007～2017年20个城市的土地利用超效率值

图1 2007～2017年东、中、西部地区土地利用效率变化

(3)从时间序列来看，土地利用效率整体保持上升，均值在0.900～1.101之间，土地利用效率平均值为0.962，处于一个较高水平。主要原因是伴随着生态文明建设的开展，各个城市逐渐关注土地资源的节约集约与高效利用，对煤炭资源的长期开采，虽然地均生产总值得到了提高，但与此同时，经济的发展也对城市的土地利用提出了更高的要求，经济水平的提高加快了城市转型升级的步伐，这些都使得土地利用效率得以提升。

2.2 土地利用效率动态分析——Malmquist指数分析

Malmquist指数分析可以描述土地利用效率的动态变化。依据2007～2017年的面板数据，运用DEAP 2.1软件测算Malmquist指数(表4、表5),得到以下结果。

(1)总体来看，2007～2017年间,20个城市的TFP指数值为0.987，呈下降趋势，只有8个城市的TFP指数大于1，说明这几个城市的土地利用效率呈增长态势。从TFP分解来看，技术效率、纯技术效率和规模效率保持不变，技术进步出现衰退趋势，均值为0.987。由此可见，近10年间，煤炭型城市在煤矿开采加工方面大多仍采用原始粗放型的方式开采，而在技术更新升级方面关注较少。应通过加大技术投入，进而提高土地利用效率。

(2)从技术进步角度来看，呈现上升趋势的只有7个城市，且这些城市的土地利用效率值均大于1。说明技术的进步对土地利用效率水平的高低起到关键作用。在7座城市中，2座城市是成熟型，其余5座均为衰退型，说明在长期的发展过程中，衰退型城市已意识到自身发展的不足，积极寻求新的途径，推动技术进步，调整产业结构。其他煤炭型城市在发展过程中，应当时刻保持危机意识，加大煤炭采掘的技术创新与资金投入，尤其是在发展初期，要尽可能购进先进的技术设施与手段，推动土地利用效率的提升。

(3)从技术效率来看，技术效率=纯技术效率×规模效率，因此，对技术效率可以从以上2个方面进行分析。从规模效率来看，有14座城市的规模效率值保持不变，3座城市效率值升高，另外3座城市的效率值降低。说明煤炭型城市生产规模基本达到最优，生产要素结构和生产规模相匹配，试图通过扩大生产规模来推动土地利用效率水平提升的方案基本不可行。从纯技术效率水平来看，有16座城市的效率值为1，保持不变，效率值上升和衰退的均为2座城市，说明当前技术应用水平已经发展到很高的程度，生产管理水平相对较高，并不能够为土地利用水平的提升发挥出显著效果。

综上所述，煤炭型城市的纯技术效率和规模效率已经发展到较高水平的稳定阶段，在未来提高土地利用效率水平的主要途径应该以技术进步为切入点。

表4 20个煤炭资源型城市各年份

表5 2007～2017年煤炭型城市土地利用效率分解

从近10年的发展变化来看，全要素利用效率的增长率TFP值有增有减，呈波浪式变化。其中，2008、2009、2013和2016年土地利用效率变化指数未超过1，说明20个煤炭型城市在这几年间相对于前1年，其土地利用效率没有增长。2009～2011年有一个显著增长，增长幅度为11.4%，随后又开始下降，2012年小幅下降，在2013年大幅下降，达19.9%，全要素生产率为近10年间的最低值，这也是近10年间的最大变化幅度，而后，在2014和2015年又有所回升。可见，资源型城市的土地利用效率一直处在不稳定的状态，近几年变化加剧。究其原因，主要是因为2013年以来，国家高度重视生态环境保护，积极推动高污染、高耗能的企业转型。煤炭型城市顺应生态文明发展的大趋势，在2013年迎来艰难的转型升级之年，经济与环境难以同时兼顾，其土地利用效率较低，经过长期的探索，科技水平提高，产业结构布局趋于合理，各地市寻求出一条符合新时代发展要求的绿色之路，经济快速发展，土地利用效率水平提高，环境污染的危机也有所缓解。可见，城市在未来几年的发展过程中，必须重点关注环境保护、资源节约、经济发展以及资源永续利用之间的关系，寻求最大的平衡点。

3 资源型城市土地利用效率的影响因素分析

城市土地利用效率受多重因素的共同影响，厘清影响城市土地利用效率的各影响因素，有助于提高城市土地利用效率。本文从煤炭资源型城市的特点出发，选取城市生态环境——人均绿地面积、经济发展水平——GDP、人口利用强度——人口密度、土地市场化——国有建设用地出让成交价款、科技水平——科学技术支出、产业结构——二三产值占GDP比重作为影响因素。首先，运用Stata进行多重共线性检验，经检验，VIF指数均小于10，因而变量之间不存在显著的共线性。随后用Stata进行Tobit回归分析，结果如表6所示。

表6 Tobit回归结果

由表6可以看出，只有GDP和二三产业产值占GDP比重对土地利用效率产生显著影响，即城市土地利用效率显著地受经济发展水平和产业结构影响，而城市生态环境、人口利用强度、土地市场化和科技水平均没有产生显著的影响。

经济发展水平与土地利用效率呈负相关关系，这一结论同预期的设想一致。主要原因在于煤炭型城市的特殊性，该类型城市的经济发展是依靠大规模的无序开采，被开采后的土地即被丢弃，并没有采取任何的整治措施，严重阻碍了土地价值的实现，影响了土地利用效率水平的提升。产业结构与土地利用效率呈正相关关系。主要原因是粗放的煤炭开采在很大程度上推动了城市经济发展，在快速城市化的大背景下，多地探索转型升级，发展新兴产业，而面对有限的土地面积，不得不提高土地利用效率以承担更多的经济活动。

城市生态环境对土地利用效率没有产生显著影响，主要原因是在生态文明时代，各地一直在探索清洁、高效的开采方式，推行绿色矿山，但是城市生态环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个城市环境质量。土地市场化对土地利用效率的影响也不显著，表明随着国家对小煤窑的关停，煤矿都处于国家的有效监管之下，市场这只“隐形的手”所能发挥的作用有限，土地市场化并没有能显著提高城市土地利用效率[22]。人口利用强度同土地利用效率之间也不存在显著的相关关系，主要是因为煤炭资源的开采对周边环境污染严重，除矿区工作热源外，人口流入比较少，人口密度并不会发生显著的变化。科技水平也没有显著地提高城市土地利用效率，可见提高各地的创新能力与创新水平仍然是未来工作的重中之重，务必引起各地的重视。

4 结论

本文从东、中、西3个地区和资源型城市发展的4个阶段，选取20个煤炭型城市，依据2007～2017年的数据，通过计算Malmquist指数，进行动态的土地利用效率评价，得出以下结论。

(1)从时间序列来看，2007～2017年间，土地利用效率均值为0.987，在2017土地利用效率达到最高水平。区域分布来看，东部和中部的土地利用效率都呈增长趋势，东部、中部地区土地利用水平明显高于西部地区。从资源型城市发展的4个阶段来看，土地利用水平的高低程度依次为衰退型、再生型、成熟型和成长型。从土地利用效率的分解来看，技术效率、纯技术效率和规模效率的值均为1，显然，土地利用效率值主要是受技术进步的影响。

(2)通过建立Tobit回归可以看出，经济发展水平和产业结构对城市土地利用效率产生显著影响，而城市生态环境、人口利用强度、土地市场化和科技水平的影响均不显著。