基于非期望产出的农地城市流转效率测度及优化 ——以武汉城市圈为实证

黄 珂，任兰心，李会琴，刘晶晶，张 婷

（1.中国地质大学 经济管理学院，湖北 武汉 430074； 2.江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌 330045）

改革开放以来，中国进入了社会经济双重转型阶段，即从计划经济体制向社会主义市场经济体制转型，同时从传统农业社会向工业社会、现代化社会转型[1]。农业在国民经济中比例下降，第二产业、第三产业比例提高，农村社会向城镇转型是社会经济转型的必然趋势。2015年，我国第三产业增加值占GDP的比重超过了50%，这是现代工业化发展中的一个重要标志，表明我国已开始进入后工业化时代，但工业化还没有实现，距离建成制造业强国这个工业化目标差距甚远。我国的城镇化率从改革开放初城市化的低谷（1980年全国城镇化率约为19%），跃升到90 年代中期的30%，后进入快速城市化轨道，迅速地在2004 年超过40%，在2011 年超过50%，政府预期这一数字到 2025 年将会超过65%①http://www.nbd.com.cn/articles/2020-08-17/1483253.html。

随着建设步伐的加快，城镇区域进一步扩张，土地受到比较利益的驱使从低经济收益向高经济收益的利用方式和部门转换，发生农地城市流转[2]。一些地区在缺乏详细的未来发展定位和建设规模科学论证的前提下进行城镇建设，不顾资源环境承载能力，导致经流转由农用变为城市建设用途的土地资源利用效率低下。如果在农地城市流转决策时不考虑资源环境约束，不采取有效的控制措施，有可能引起新一轮的土地扩张，长此以往极有可能造成土地利用与经济社会发展失衡。因此，有必要对农地城市流转问题进行探索和研究，从而高效进行农地城市流转，避免城镇空间挤占过多的粮食主产区和生态安全空间。

武汉城市圈，作为“两型社会（资源节约型和环境友好型社会）”建设试验区，正由起步阶段向加速建设阶段过渡，发生农地城市流转不可避免；然而，该区域具备丰富的农业和环境资源，在国家粮食安全战略布局中具有举足轻重的地位。以武汉城市圈为实证研究区域，构建资源环境约束下的农地城市流转效率理论分析框架，准确测度农地城市流转效率，提出农地城市流转效率提升的制度安排与政策建议，避免城市圈成为一系列社会、环境问题高度集中且激化的敏感地区，既是保障土地稳定供给的重要方式，也是保障粮食安全、生态安全和社会安定的有效途径，具有重要的实际应用价值和现实意义。

一 文献评述

农地城市流转的研究视角从资源配置，随后的福利均衡，转到近年来探讨的更全面且更广泛的农地城市流转效率内涵定量研究。国外的农业、资源和环境学者首先将农地城市流转看作农地资源在农村和城市这两个部门间进行配置的问题，在完全竞争市场的假设下，根据各个部门间边际效益相等的资源配置原则来衡量农地城市流转效率，看其是否达到帕累托最优[3]。国内学者基于资源配置最优原则，测算衡量经流转由农用转为非农用的土地资源配置在代际、空间和配置方式等方面的效率与帕累托最优原则下的效率差距，并且得到过渡性的效率损失[4-5]。也有学者基于福利经济理论和公共政策理论的视角讨论了农地非农化配置效率实现机制和评价标准[6]。近年来，为寻求更加完善的农地城市流转效率内涵，学者们开始探索包含经济活动的外部性作用[7]、生态效益[8]、人际关系和社会伦理[9]等多层面的测度指标，从而扩充和拓展效率衡量体系。

研究方法上，传统方式是借助C-D生产函数[10]，首先计算能够让经济产出达到最大化的即帕累托最优所要求的边际收益，再通过比较现实农地城市流转的边际效益与最优条件之差；或直接计算发生流转的土地要素对经济增长的贡献率来侧面反映农地城市流转效率[11]。近年来，随着生产前沿分析法在中国的发展，学界开始利用前沿分析法研究土地利用效率。采用的非参数前沿分析法主要是数据包络分析法（Data Envelopment Analysis，DEA）[12-14]；采用的参数前沿分析法主要是随机前沿分析法（Stochastic Frontier Analysis，SFA）[15]；以及DEA与SFA的联合使用[16]，使两种方法相互印证，得到内涵更加完整的农地城市流转效率测度结果。近年来，有部分学者将能源、碳排放、工业“三废”等纳入区域经济发展或土地利用的效率核算体系[17-18]，利用SBM-Undesirable（SBM）模型[19-21]进行测算，该方法在传统DEA 模型基础上形成非径向、非角度的松弛改进优化函数，同时能够将非期望产出纳入测度模型。针对农业用途转变为城市建设用途的流转土地效率，目前纳入非期望产出进行测度的研究不太充分，鲜有在农地城市流转效率研究中考虑资源环境约束。如果忽视环境代价即非期望产出，必然导致农地城市流转效率测度的偏误，而将非期望产出纳入后对测度结果将产生何种影响，这方面的比较研究还需完善。并且有必要基于效率测度结果对农地城市流转的效率改进方向和优化的具体幅度做定量分析，从而客观衡量与指导农地城市流转管控。

本研究将从以下方面进行突破：将武汉城市圈作为城镇集群或都市连片区的典型代表，研究城市扩张带来的农地占用即农地城市流转问题；将资源消耗与环境污染纳入SBMUndesirable模型，测度资源环境约束下的农地城市流转效率；比较纳入资源环境约束即非期望产出与否的效率测度结果，利用SBM-Undesirable模型解决传统模型效率测度存在的偏误；找寻效率影响因素，分析影响作用方向和大小；从社会经济生产过程中的要素投入和环境污染冗余方面探寻效率优化路径；综合数量和结构、时间和空间不同维度，从市场和政府双方视角提出效率改进策略。

二 研究方法与数据说明

（一）农地城市流转效率测度模型

农地城市流转效率研究的核心问题是在保证经济产出尽可能多或者维持现状不变的前提下，如何调整和减少由农业用途向城市建设用途流转的土地要素的投入比例。将社会经济生产过程类比于工业生产，经流转由农用转为城市建设用途的土地资源作为重要的生产要素，与其他要素共同作为生产投入参与生产，在产出既定、规模报酬可变的前提下，使各种要素的投入量最小化。

在资源环境问题中，生产过程除了创造具有经济价值的经济产出，伴随而来的还有对环境产生负面效应的污染排放物。在效率评价时，这一部分“附带产物”并非和经济产出一样，被期待为越多越好，反而与投入变量的性质类似，需要加以节约和控制，以使其最小化。根据非期望产出（Undesirable Output）的概念及特性，本文构建SBM-Undesirable模型。

假设总共要评估K个决策单元（城市）的农地城市流转效率，评价指标体系中有包含土地及其他生产要素共m种投入、q1种期望产出与q2种非期望产出，设xik代表第k个决策单元的第i种资源投入量，代表第k个决策单元的第r种产品的期望产出量,代表第k个决策单元的第t种产品的非期望产出量，对于某一特定的决策单元，可以将其效率测度模型表达为下列规划式：

式中：ρ为效率评价标准；xk为投入向量，X为投入矩阵；与分别为期望产出与非期望产出向量，Yg与Yb为期望产出和非期望产出矩阵；λk为权重向量λ的元素；为松弛投入（投入过度）向量S-的元素；为松弛期望产出（期望产出不足）向量Sg+的元素；为松弛非期望产出（非期望产出过度）向量Sb-的元素。

（二）农地城市流转效率影响因素分析模型

测算所得农地城市流转效率都为大于0的数，若采用普通最小二乘法直接回归，则参数估计值可能是存在偏误的。为解决这些问题，分析武汉城市圈农地城市流转效率的影响因素，本文采用截取回归模型（Tobit模型）来进行标准化回归分析。Tobit 模型运用极大似然估计法，用于受限因变量（Limited Dependent Variable）的回归模型，当因变量为截尾（Truncated）或删失（Censored）时可采用。本文的 Tobit 模型如下：

式中：ya为武汉城市圈内城市a的农地城市流效率测度值；Za为本研究所选取的环境影响因素变量；βT为待估系数；ea～N(0,σ2)为残差项。

（三）农地城市流转效率优化的原则及方式

运用数据包络分析的投影方法，可得到各城市群农地城市流转效率优化方案。效率优化方案包括投入优化和产出优化；投入优化主要是调整各城市无效的农地城市流转量投入，即对冗余的农地城市流转投入进行消减；产出优化是调整经济产出和环境污染。由于各年份武汉城市圈的经济产出和环境污染程度已成既定事实，被认定为不可调整的，所以各城市农地城市流转效率优化需从投入角度考虑，即通过调整生产要素投入量使农地城市流转效率达到最优。

农地城市流转效率优化建立在不考虑资源约束条件的前提之下，即现实的客观条件不约束社会经济生产过程中的投入的改变。对资本、劳动力、农地城市流转量和环境污染的冗余量进行分析，当冗余量不为0时，说明经流转由农用变为城市建设用的资本、劳动力、土地投入存在浪费，或污染排放过量，在保持经济产出不变的前提下，可一定程度减少要素投入和环境污染，降低效率损失，提高农地城市流转效率。

（四）数据说明

1.效率测算指标选取与数据来源

在利用式（1）SBM-Undesirable模型对武汉城市圈农地城市流转效率进行测度时，选取的投入产出变量分别为：资本投入、劳动力投入、土地投入，经济产出、非期望产出。具体采用的统计指标：资本用每年社会固定资产投资表示；劳动力用从业人员数量表示；土地变量即农地城市流转量，用城镇用地量每年的新增面积替代；经济产出用社会生产总值表示；非期望产出定位环境污染，用工业废水、废气和固体废弃物及其处理单价构成的环境污染综合指数[21]表示。由于农地经流转变为城市用地后，作为城市建设用地使用，其主要为第二、三产业的社会经济生产提供土地要素，所以各投入、产出指标均是在各市域范围指标基础上对二、三产业的部分进行剥离得出。

研究的时间序列为2010年至2019年共10年。以上数据分别来自2011—2020年《湖北省统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》《国土资源统计年鉴》及湖北省自然资源部门提供的土地利用数据。

2.效率影响因素指标选取与数据来源

农地城市流转效率的影响因素是指不在主观可控范围内，由于受到城市发展的背景环境，比如社会、经济、相关政策等方面的影响，对经流转由农用转为城市建设用途的土地参与社会经济生产的效率产生作用的各种因素。本文根据武汉城市圈社会、经济及土地管理方面的情况选取了如表1所示的对农地城市流转效率产生影响的因素变量。

表1 变量定义及说明

影响因素指标数据来源为：人均GDP、三产生产总值、耕地面积、建设用地面积、人口密度指标来源于2020年《中国区域经济统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》相关统计指标；一级市场出让土地宗数及建设用地供应总宗数指标来源于2020年《中国国土资源年鉴》，计算人口城镇化率指标的数据来源于2020年《中国人口和就业统计年鉴》。

三 效率测度结果及分析

（一）非期望产出加入与否效率结果对比

图1、图2所示为2010年至2019年间考虑非期望产出与否的武汉城市圈平均农地城市流转效率、各个城市在10年间效率均值分布情况。两组结果都反映出考虑了非期望产出的效率低于未考虑非期望产出的效率。说明在效率测度过程之中，忽略非期望产出会使效率测度结果有偏于现实情况，即产生效率的高估。

图1 2010—2019年考虑非期望产出与否的武汉城市圈农地城市流转效率

图2 2010—2019年考虑非期望产出与否的武汉城市圈农地城市流转效率均值

（二）效率的时空分异特征

1.时间趋势特征

利用SBM-Undesirable模型测度2010年至2019年考虑了非期望产出的武汉城市圈农地城市流转效率，得到综合效率、纯技术效率及规模效率的时间变化趋势（图3）。

2010年至2012年，为应对2008年爆发的全球金融危机对各行业发展所产生的负面影响，我国的土地政策进入第二轮参与宏观调控的阶段。在此期间，土地供应政策较为宽松，不再是以往的针对经济运行偏热过快的以控为主，而是以保增长、促发展为主要目的。2010—2013年在“4万亿”投资等一揽子计划的刺激下，城市土地扩张范围增大，同时经济发展增速；各要素配置和利用存在的不合理和低绩效问题在节能高效环保技术的作用下逐渐得到解决，农地城市流转效率得以提升。

2013年后，针对“十二五”规划纲要提出的以城市群作为未来中国经济增长的重要地域单元的要求，及2013年的中央城镇化会议、2015年的中央城市工作会议和《国家新型城镇化规划（2014—2020）》等一系列会议和文件把城市群作为推进国家新型城镇化的主体，武汉城市圈快速发展，农地城市流转效率在前期增长较快。然而，随着城市圈建设热潮的推进，城市范围继续扩张，各市争相扩大建设用地面积，大规模进行“造城”运动，导致农地城市流转规模与经济发展不相协调，以致农地城市流转效率在2013—2016年间波动较大，综合效率总体呈下降趋势。

图3 2010—2019年武汉城市圈农地城市流转效率变化趋势

2016年后，随着高新科技产业在武汉城市圈范围内集聚，城市建设更加合理有序，经济发展不断改革升级。社会资本及人力资源的不断汇聚、建设用地节约集约利用管理的加强、污染物产生和排放控制技术的推广和应用等，一系列促进社会经济生产效率提高的条件和举措在武汉城市圈内不断运用，使得农地城市流转的配置与城市圈经济发展需求更加协调，农地城市流转效率逐步提升。

2.空间分布特征

利用SBM-Undesirable模型测度考虑了非期望产出的武汉城市圈9个城市的农地城市流转效率，得到综合效率及其排名、纯技术效率及规模效率（表2）。

表2 武汉城市圈9市农地城市流转效率测度结果

就综合效率来看，武汉城市圈综合效率平均水平较高（大于0.8），排名前三位的是武汉、黄石和鄂州，说明这些城市的土地要素参与社会经济生产的效率较高；但城市间效率水平差距较大，排名最后的咸宁与最优效率城市武汉的效率值相差0.283。

纯技术效率方面，鄂州、潜江、武汉的效率值等于1，即达到了纯技术效率最优，说明这些城市拥有先进技术，利用包括土地资源在内的生产资料进行社会经济生产较为高效，同时对环境污染的控制好。而孝感和咸宁的纯技术效率较低，高新技术的研发和推广对提升这些城市的农地城市流转效率，减低社会经济生产过程中的环境污染的作用有限。

规模效率方面，武汉、黄石、黄冈、孝感、咸宁的规模效率较高（大于0.9），说明这些城市生产要素投入的规模较为合理，对包括土地资源在内的要素的利用程度相对较高，目前限制其农地城市流转效率进一步提升的主要因素是技术创新；而潜江和鄂州的规模效率排在最后2位，城市发展过程中可能存在城市用地粗放利用，无序扩张严重的情况。

四 效率影响因素分析

利用Tobit模型对所选取的武汉城市圈农地城市流转效率影响因素进行回归，得到各因素变量的系数估计值和显著性程度，结果如表3所示。

表3 环境影响因素的Tobit回归结果

由表3可知，本文选取的因素变量对农地城市流转效率的影响作用较为明显，在5%的显著性水平下，除土地市场交易程度变量没有通过检验，其余变量均通过检验。由于采用标准化回归分析，系数估计值能直接反映影响作用的大小。研究结果表明：在武汉城市圈中，城市经济发展水平和非农产业结构对农地城市流转效率影响作用较大，且为负向关系，即经济发展较快二、三产业较为发达的城市，其农地城市流转效率反而较低，对经流转由农用变为城市建设用途的土地存在较多粗放利用和浪费的情况，产业发展对土地要素的依赖程度高；反映城市社会发展状况的人口分布和城市化水平对农地城市流转效率有正向影响，即伴随我国新型城镇化进程的推进，武汉城市圈的极化作用不断显现，城市人口比重及密度的增大带来城市人地矛盾加剧，促使土地供应和利用向更节约合理的方向发展，带来农地城市流转效率的提升；相比其他作用因素，农地与非农用地比较利益变量对农地城市流转效率的影响较弱，且为正向关系，说明农地相比非农用地的比较利益提升，可使农用地转为非农用地的驱动力减弱，城市建设用地的供应来源减少，一定程度上可促进对现有农地城市流转资源的集约高效利用。

五 武汉城市圈农地城市流转效率优化

将非有效的决策单元（城市群）按其农地城市流转冗余量经过适当的修正后，提高其相对效率，使其成为一个有效的决策单元，为土地资源的合理配置提供了调整思路和途径。依照此方法得出有效的要素投入量和环境污染排放量，由最优投入值和实际投入值可以得出改进幅度，得到2010—2019年武汉城市圈各市社会经济生产过程中的各项生产要素及非期望产出冗余率的年均水平（表4），即可改进程度。

表4 要素投入及非期望产出冗余率

结果显示除武汉市作为比较效率最优参照项无需进一步改进外，武汉城市圈的其余城市在社会经济生产的过程中生产要素的配置及利用、环境污染的控制方面均存在改进空间。

针对要素投入，农地城市流转量的冗余率要高于资本和劳动力的冗余率，说明在经济产出已定的前提下，由于科技应用、管理水平和生产规模等方面的原因，参与社会生产的土地存在过度投入，且浪费程度大于资本和劳动力。就武汉城市圈来看，产业发展过程中土地节约集约程度有待较大幅度提升。

针对环境污染产出，武汉城市圈环境污染需调整幅度平均为6.98%。武汉、黄石、孝感、潜江城市环境污染冗余率较小，低于平均水平，说明这4个城市在利用土地等生产要素进行社会经济生产的过程中能够较为合理地控制污染物的产生并能采取有效措施处理污染物。咸宁、仙桃的城市环境污染冗余率较大（大于10%），说明这些城市在土地利用过程中对环境污染物排放的控制有待进一步加强，大力发展占地更少且环境污染更小的技术密集型产业是这些城市未来的发展趋势。

六 结论与启示

本文基于非期望产出视角，测度武汉城市圈农地城市流转效率，分析效率时空特征，找寻效率影响因素，探讨效率损失及优化，得到以下结论，并对应提出资源环境约束下武汉城市圈农地城市流转效率提升的政策建议。

第一，将非期望产出即环境污染纳入农地城市流转效率衡量体系是合理且必要的。如果忽略非期望产出，会造成农地城市流转效率测度结果的高估，从而放大农地城市流转对经济增长的贡献作用，政策导向可能引致农地城市流转过度。

第二，时序上，2010—2019年武汉城市圈农地城市流转效率平均水平较高。综合效率呈现波动趋势，2010年为最低值点0.771，在2013年达到最大值0.850，其后有短期波动下降，在2016年后回升。技术进步和经营规模调整对效率起到提升作用，但二者的主导地位随时间变动：2010—2013年，农地城市流转规模扩大所带来的规模效应占主导；2013年后，科学技术的进步及推广、应用则变为效率提升的主导因素。针对时序上的变化规律，应从纯技术效率和规模效率两方面来实现农地城市流转综合效率的提升。政府应持续鼓励自主创新能力建设，在城市圈中努力营造利于创新成果产生和应用的环境，借助高新技术来提升农地城市流转技术效率，增强对城市土地的合理利用。针对农地城市流转规模效率低的城市，如潜江和鄂州等城市，应调整生产要素投入的数量和比例结构，在现有农地城市流转规模水平下，鼓励节能环保技术的推广运用，优先发展地均产值高且能耗少、排污少的产业，提高城市圈土地投入要素的利用程度。

第三，空间上，应当根据武汉城市圈农地城市流转效率的空间差异，综合考虑区域间的经济与城市化发展水平，因地制宜地制定出适合各城市群的土地利用政策。对于发展较为成熟的、拥有优越发展条件的城市应防止中心城市用地面积过度扩张，以防对其粮食安全和生态环境产生威胁；对于具备独特资源禀赋条件，有发展潜力但尚不够成熟的城市，可采取土地差别化管理策略，寻求多样化的发展路径，引导城市农地城市流转供给与产业发展用地需求更好地匹配，充分发挥武汉城市圈集聚和辐射的经济效应。

第四，武汉城市圈各市普遍存在资源投入过剩而经济产出不足、污染排放超量的情况。形成这种情况的主要原因是武汉城市圈所处的自然、社会、经济等发展环境对经流转由农用变为城市建设用途土地的合理配置和利用的促进作用还不够明显，投入社会经济生产中的各种生产要素的数量和比例还需进一步调整。根据农地城市流转影响因素作用分析结果，可通过发展现代农业提升农地比较利益，降低城市发展对土地要素的依赖程度，提升城市土地市场化供给的规范性，从而减缓农地城市流转过度的状况。