山东省县级城市土地扩张效率评价及时空差异研究

陈柏成，王筱明

（山东师范大学地理与环境学院，山东 济南 250358）

城市土地是城市社会经济发展的空间物质载体，由于城市土地具有生产、生活和服务等功能，同时也是城市社会生产投入中最稀缺的资源，因此在城市发展中具有重要地位。伴随着城市化和工业化进程的不断推进，我国城市土地规模不断扩张，改革开放以来，我国城市化率从1978年的17.83%上升到2017年的58.52%，城市土地规模也从6 720 km2增长到58 455 km2，增长率高达769.87%。虽然城市土地规模的增加促进了社会经济发展，但是城市土地的无序扩张、粗放利用和闲置浪费等现象又成为制约社会经济可持续发展的瓶颈［1－3］。提高城市土地扩张效率，对于促进城市土地合理高效扩张和区域社会经济可持续发展具有重要意义。

目前，关于城市土地扩张的研究主要包括用地扩张模式、驱动机制、变化趋势等方面［4－6］，研究多集中于经济发达地区，研究尺度涉及宏观尺度的国家层面、中观尺度各城市群和省、地级市层面、微观尺度的县级层面［7－11］，3S技术的不断发展也极大地丰富和开拓了城市土地扩张研究的深度和广度［12］；在城市土地利用效率研究方面，研究内容主要涉及土地利用效率的测度和影响机制分析两方面［13，14］。但是，目前对于城市土地利用效率的定义与内涵并没有形成统一的标准，部分学者将城市土地利用效率定义为单位面积土地上的经济产出，用地均GDP或者地均二三产业产值来表示［15，16］；有学者认为土地利用效率是指以获取最高的经济价值为目标，最大化利用土地的程度，因此选择随机前沿法测算土地利用效率［17］；随着研究的不断深入，为了弥补单一指标研究方法的缺点，DEA方法［18－20］逐渐被应用于城市土地利用效率研究中。已有研究大多是对城市土地利用效率的静态测度，而城市土地扩张是一个动态变化过程，城市土地扩张效率比城市土地利用效率更能反映城市土地扩张的合理性和有效性，但目前对于城市土地扩张效率的研究还很少。另外，城市土地扩张不仅带来了经济效益，而且对城市社会发展也起到了积极的推动作用，因此，本研究将城市土地扩张和社会经济发展相结合评价城市土地扩张效率。

山东省位于我国东部地区，县级城市数量多，在山东省社会经济发展中发挥着重要作用。因此，本研究以山东省县级城市为基本单元，将社会经济发展与城市土地扩张相结合，在评价城市社会经济发展水平的基础上，构建城市土地扩张效率评价模型，计算城市土地扩张效率指数，分析山东省县级城市土地扩张效率的时空差异，针对不同类型城市，提出相应的城市土地利用建议，以期为合理配置土地资源，提高城市土地利用效率，促进区域社会经济可持续发展提供有益参考。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究对象与数据来源

本研究以山东省县级城市为对象，研究时间截面分别是2005、2009、2013、2017年。截止到2017年底，山东省共有县级行政区划138个，包括56个市辖区、26个县级市和56个县，由于大部分相邻市辖区之间社会经济发展水平差异较小、生产要素流动性较高，相似性高，所以本研究将同一地级市的相邻市辖区合并，作为一个研究单元，同时考虑到研究期行政区划调整等情况，最后确定研究对象包括17个市辖区、26个县级市和56个县共99个。数据来源于2006、2010、2014、2018年的《山东省城镇化发展报告》《山东省城市建设统计年报》以及各城市统计年鉴。

1.2 研究方法

1.2.1 构建评价指标体系 城市土地扩张不仅带来经济效益，对区域社会发展也起到积极作用。为了更加全面地反映区域社会经济发展水平，在参考相关文献［21，22］并征询有关专家意见后，选取固定资产投资、人均GDP、二三产业比重、经济密度、城镇化率、城镇居民人均可支配收入和人均建设用地面积共7个指标构建城市社会经济发展水平评价指标体系（表1）。其中，固定资产投资和人均GDP分别反映城市经济发展的投入和产出水平，二三产业比重反映城市产业结构，经济密度反映城市土地的经济效率；城镇化率、城镇居民人均可支配收入和人均建设用地面积用于评价城市社会发展水平，城镇化率反映了城市管理水平和组织程度，城镇居民人均可支配收入和人均建设用地面积则分别从城市居民获得空间和生活水平两方面反映城市发展水平。

1.2.2 指标数值标准化 城市社会经济发展水平受多个指标的共同影响，由于不同指标的度量单位和性质不同，不能直接将其带入社会经济发展评价模型中，需要先对指标值进行标准化处理，将各个指标值转换成相同的度量标准。计算公式如下：

式中：xij和Xij分别为第i个城市第j个指标的原始值和标准化值；maxxij和minxij分别为第j个评价指标的最大值和最小值，α为指标适宜值，xij进行变换后的适度指标x′ij相当于一个正向指标，利用正向指标对应的公式进行标准化即可。

参考《城市土地分类和规划建设用地标准》并考虑到山东省城市土地集约节约利用的要求，将人均建设用地面积的适宜值确定为100m2／人。

1.2.3 计算指标权重 为了提高计算结果的准确性和科学性，避免数据异常波动和人为主观因素对计算结果的影响，本研究采用主客观相结合的方法计算评价指标权重值。首先分别采用熵权法和特尔斐法计算各评价指标的权重值，然后取平均值作为评价指标的权重值，指标权重计算结果见表1。

表1 山东省县级城市社会经济发展水平评价指标体系

1.2.4 建立社会经济发展水平评价模型 采用多因素综合评价法中的加权加和模型计算城市社会经济发展指数，公式如下：

式中：U为城市社会经济发展指数，Wj为第j个评价指标的权重，Xij为指标标准化值，n为评价指标个数。

1.2.5 构建城市土地扩张效率评价模型 城市土地扩张效率指数用社会经济发展指数增长率与城市土地面积增长率的比值来表示，比值越大，表明城市土地扩张效率越高，比值越小，表明城市土地扩张效率越低。城市土地扩张效率指数计算公式如下：

式中：E为城市土地扩张效率指数，Ut1、Ut2分别表示t1和t2时刻的城市社会经济发展指数，St1、St2分别表示t1和t2时刻城市土地面积。

根据山东省县级城市土地扩张效率评价结果，将城市土地扩张效率级别划分为高值区、中高值区、中值区和低值区4个级别，各级别城市土地扩张效率指数取值区间见表2。

表2 山东省县级城市土地扩张效率级别划分

2 结果与分析

2.1 不同时段县级城市土地扩张效率的空间分布特征

山东省不同时段县级城市土地扩张效率评价结果见图1，可以发现各时段县级城市土地扩张效率具有明显的空间分异特征。

图1 2005—2017年山东省县级城市土地扩张效率空间分布

2005—2009年山东省各县级城市土地扩张效率整体较高，且以高值区为主，扩张效率高值区城市占46.46%，从空间分布上看，高值区城市不仅数量多，还呈集中连片分布态势。其中，枣庄市、淄博市的所有县级城市均属于扩张效率高值区，这些城市社会经济发展处于全省中等水平，社会经济发展指数增长较快，但是土地扩张较慢，所以扩张效率较高；菏泽市、聊城市、临沂市的大部分县级城市也属于扩张效率高值区，这些城市受自然因素和区位因素的影响，虽然社会经济基础比较薄弱，发展水平相对较低，但2005—2009年城市社会经济发展快于土地增长，因此城市土地扩张效率也较高。扩张效率中高值区和低值区城市均占21.21%，且呈小范围集聚分布态势，其中，扩张效率中高值区城市主要分布在济南市、德州市、潍坊市以及烟台市的县级城市及其周边城市；扩张效率低值区城市主要分布在鲁西南的济宁市、鲁西北的滨州市、德州市以及鲁东沿海地区的烟台市和威海市等区域。扩张效率中值区城市数量最少，仅占8.08%，在济南市和东营市分布相对较多。

2009—2013年扩张效率高值区城市数量明显减少，低值区城市数量明显增加。扩张效率高值区城市占29.29%，呈空间小范围集聚分布特征，表现为在潍坊市、菏泽市和临沂市分布较为集中，而在其他地市中分布较少而且比较分散；中高值区城市占比19.19%，主要集中分布在济南市、泰安市、淄博市的县级城市及其周边区域。扩张效率中值区城市占比14.14%，但空间上较为分散，在聊城市、菏泽市、临沂市等地均有分布；扩张效率低值区城市占34.34%，分布范围明显增大，除了潍坊市和威海市，其他地市均有分布，在德州市、济宁市、青岛市分布较多。

2013—2017年，扩张效率高值区城市数量继续减少，占比下降至22.22%，且分布范围减小，主要分布在潍坊市、滨州市、德州市；扩张效率中高值区和中值区城市数量分别占17.17%和16.16%，中高值区在淄博市周边地区以及鲁南的临沂市、济宁市、菏泽市均有分布，而扩张效率中值区城市分布较为分散；低值区城市占32.32%，在除枣庄市的其他地市均有分布。

2.2 山东省县级城市土地扩张效率的时空变化分析

2.2.1 城市土地扩张效率的时序变化分析 总体来看，2005—2017年山东省县级城市土地扩张效率整体水平不高，且呈下降趋势（表3）。2005—2009、2009—2013、2013—2017年山东省县级城市社会经济发展指数增长率分别为48.362%、23.100%和16.263%，城市土地面积增长率分别为30.418%、25.850%和24.026%，二者均呈下降趋势，与城市土地面积增长率相比，社会经济发展指数增长率下降幅度更大，下降速度更快，由此导致城市土地扩张效率不断降低，2005—2009年城市土地扩张效率指数为1.590，处于中高值水平，而2009—2013年和2013—2017年两个时段则下降为0.894和0.677，分别处于中值和低值水平。

表3 不同时段山东省县级城市土地扩张效率

不同时段县级城市土地扩张效率的变异系数分别为3.69%、3.44%和1.75%，变异系数值不断减小，说明山东省县级城市土地扩张效率的离散程度不断减小，城市间差异逐渐减小。

从不同扩张效率等级的城市数量变化（表4）来看，城市土地扩张效率低值区和中值区城市数量呈增加趋势，分别增加了52.38%和100%；而高值区和中高值区城市数量呈减少趋势，分别减少了52.17%和19.05%。说明部分城市由扩张效率高值区和中高值区转变为扩张效率低值区和中值区，也反映了全省县级城市土地扩张效率不断降低的现实。另外，值得注意的是，2005—2017年有部分城市存在土地不扩张的情况，这类城市数量由3个增加到12个，增加明显，这些城市虽然土地规模没有变化，但是社会经济发展水平不断提高，说明城市土地利用效率不断提高，城市土地利用效果优于其他城市。

表4 2005—2017年不同扩张效率级别城市数量（个）

2.2.2 城市土地扩张效率变化的空间差异分析

总体来看，2005—2017年山东省县级城市土地扩张效率呈不断降低趋势，但由于山东省县级城市土地利用及社会经济发展具有区域差异，使得各县级城市土地扩张效率变化也呈现区域差异性。2005—2017年除了利津县城市土地面积没有变化，其他城市土地面积均有不同程度增加，分析各县级城市土地扩张效率的变化趋势，可以发现虽然城市土地扩张效率具有波动性，但其总体变化趋势可划分为4种类型，且具有明显的空间差异性（图2）。

图2 2005—2017年山东省县级城市土地扩张效率变化类型空间分布

（1）扩张效率显著升高型：该类城市共14个，2005—2017年这些城市土地扩张效率明显升高，空间分布范围较小，主要集中在滨州市和德州市。2005—2009年除了邹平县、乳山市和武城县处于扩张效率中值区以外，其他11个城市处于扩张效率低值区；2013—2017年城市土地扩张效率分别提升至高值区和中高值区，扩张效率平均值由0.55上升到了4.11，升高了7.47倍，均达到高效扩张水平。

该类城市社会经济发展较快，2005—2017年社会经济指数增长率为134%，同期城市土地面积增长率为45.6%，增长速度低于全省平均水平，社会经济的快速发展和城市土地低速扩张，促使城市土地扩张效率不断提高。目前，该类城市还处于社会经济发展中等水平，促进社会经济加速发展是该类城市的首要任务，增加城市土地供给对于社会经济发展的促进作用较强，因此，这类城市可以适度扩张城市土地规模，以满足社会经济发展的用地需求，同时，应该强化存量用地再开发，加强土地内涵挖潜，提高城市土地利用效率。

（2）高效扩张稳定型：该类城市数量较多，共37个，主要分布在鲁中和鲁南地区，分布范围较大。这类城市的特点是，2005—2017年城市土地扩张效率指数值较高且较稳定，始终保持在中高值区和高值区。

2005—2017年，该类城市社会经济指数增长率为135%，而城市土地增长率仅为37.92%，城市土地扩张效率平均值为3.56，高于其他类型城市且始终保持在相对稳定水平。该类城市社会经济发展水平较高且增长较快，城市土地利用集约高效，未来城市发展的重点应该是不断提升社会经济发展质量，可以通过人才培养和引进战略、创新驱动战略和现代化产业发展战略不断完善现代化产业体系，优化产业结构，推动传统产业高端化，新兴产业规模化，不断提高土地利用效益，同时也要控制新增城市土地的规模，避免土地浪费。

（3）低效扩张稳定型：该类城市共16个，分布范围较小且比较集中，主要分布在鲁西南的济宁市，鲁东沿海地区的烟台市、威海市以及鲁北地区的东营市和滨州市。2005—2017年该类城市土地扩张效率等级始终保持在低值区和中值区，扩张效率指数较小且较稳定。

该类城市虽然社会经济发展水平高于全省平均值，但是2005—2017年城市土地增长速率快于社会经济发展速率，社会经济发展指数增长率为107%，而城市土地增长率为130%，导致该类城市土地扩张效率仅为0.82。该类城市虽然社会经济发展水平较高，增长速度较快，但是城市土地扩张存在一定的不合理性，降低了城市土地利用效益，存在土地浪费现象。因此，对于这类城市应该制定合理的城市土地供应计划，控制新增城市土地规模，大力挖掘存量土地，通过控制用地增长倒逼经济发展方式的转型升级，促进产业结构优化升级，提高经济发展质量，提高城市土地利用效率。

（4）扩张效率显著降低型：该类型城市有32个，数量较多且具有明显的空间集聚特征，形成了以泰安市辖区、莒县、平度市和鄄城县为中心的四个集聚分布集团。2005—2017年，这些城市土地扩张效率明显降低，扩张效率平均值由2.71下降为0.39，其中广饶县、日照市、高密市和沂水县从扩张效率高值区下降为中值区，其他城市均从扩张效率高值区和中高值区下降到扩张效率低值区。

该类城市社会经济发展水平一般，城市土地扩张效率不断下降的原因是城市土地扩张速度不断加快而社会经济发展速度却呈下降趋势，2005—2009年和2013—2017年社会经济指数平均增长率由62.00%降低到14.00%，城市土地面积增长率由22.9%上升到35.6%，城市土地快速扩张导致土地利用效率低。对于这类城市应该严格控制新增城市土地规模，降低城市土地扩张速度，防止城市土地无序扩张导致土地资源浪费，同时，加大力度挖掘存量土地，逐步淘汰低效用地的落后工业产业，通过控制用地增长倒逼产业结构优化升级，提高土地利用效率，促进社会经济高效可持续发展。

3 讨论与结论

城市土地扩张是一个动态变化的过程，与以往单纯依靠地均产出反映土地利用效果的静态评价方法相比，本研究从增量城市土地入手，将城市社会经济发展与土地扩张相结合，构建城市土地扩张效率评价模型，评价城市土地扩张效率，能够更好地反映城市土地扩张的合理性和有效性。基于山东省县级城市土地扩张效率的时空特征及变化差异，本研究提出了相应的土地利用建议，对于控制城市土地不合理增长、提高新增城市土地利用效率具有现实意义。另外，考虑到指标的可获取性和可量化性，本研究初步构建了城市土地扩张效率评价指标体系，该指标体系虽能够反映城市土地扩张对社会经济发展的影响，但仍有待进一步完善。

本研究以山东省县级城市为对象，从城市土地扩张动态变化的角度评价城市土地扩张效率，结论如下：

（1）2005—2017年山东省县级城市土地扩张效率整体水平不高，且总体呈下降趋势，城市间差异不断减小。城市社会经济发展对城市土地扩张存在较强的依赖性，高效合理的城市土地扩张模式尚未形成。

（2）2005—2017年山东省县级城市土地扩张效率高值区城市数量不断减少，低值区和中值区城市数量不断增加，中高值区城市数量比较稳定。从空间分布上看，不同时段各城市土地扩张效率具有明显的空间差异性。

（3）城市土地扩张效率的变化受社会经济指数增长率和城市土地增长率变化的共同影响，而社会经济指数和城市土地面积变化的快慢并不同步，虽然山东省县级城市土地扩张效率具有波动性，但各城市土地扩张效率的变化趋势存在明显差异。为了合理配置土地资源，提高城市土地利用效率，应结合不同类型城市发展和用地扩张特点，采取相应的城市土地利用对策。