长江中游城市群城市土地利用效率及影响因素

杨雪松 毛佳

摘 要：

本文以長江中游城市群36个地级市为研究对象，基于2000-2019年统计数据，运用非预期超效率SBM模型，综合计算评估长江中游城市群的土地利用效率和效率分解，并构建空间杜宾模型分析其影响因素。研究结果表明，长江中游城市群土地利用效率并没有实现联动发展，湖北省在地区土地利用中独自领先，湖南省和江西省既没有在内部形成聚集，且与湖北省及其周边城市也缺乏联动。在空间杜宾计量模型分析中，外溢性较小的地区发展因素对土地利用效率推动最大，间接反映出长江中游城市群内部省际要素流动不太通畅，土地利用效率具有高度自我强化特性，现有高效利用的土地会进一步强化土地后续的高效率配置。

关键词：土地利用效率；非预期超效率SBM模型；空间杜宾模式；长江中游城市群

作者简介：杨雪松（1971—），男，湖北武汉人，武汉大学城市设计学院教授、博士生导师，主要从事城市与区域治理等相关研究；毛佳（1982—），女，湖北荆门人，武汉大学城市设计学院博士生，湖北省人居环境工程技术研究中心研究员，主要从事城市与区域治理等相关研究。

基金项目：湖北省长江国家文化公园建设研究（HCYK2022Y19）

中图分类号：F293.2

文献标识码：A

文章编号：1000-2359（2024）03-0062-08

收稿日期：2023-06-05

一、引言

土地作为不可再生资源，既是经济运行的关键投入要素，也是社会发展的根本承载主体，关系到城市高质量发展。改革开放以来，随着我国快速城镇化进程，土地要素的核心价值在很长一段时间内被忽视，土地开发利用中的效率问题愈发凸显。在对土地利用效率进行综合性评估的技术中，存在两类同源的方法。一类是广泛存在的指标体系构建法，如耦合协调度模型宋成舜等：《基于变异系数TOPSIS法的土地利用效益测度研究：以武汉城市圈为例》，《水土保持研究》，2015年第1期。、神经网络模型和核密度分析卢新海，陈丹玲，匡兵：《区域一体化背景下城市土地利用效率指标体系设计及区域差异：以长江中游城市群为例》，《中国人口·资源与环境》，2018年第7期。、灰色预测模型周仪姜，李林：《长江中游城市群综合承载力评价与预测》，《经济地理》，2021年第9期。等，具体利用城市经济社会产业各个维度的指标，集成为一个综合性指标来综合评价；另一种是相对客观的数据包络分析，通过评估每个生产单元产出和投入之间的比率关系建构评估效率指标，包括传统的DEA模型、三阶段DEA模型、SBM模型、超效率DEA模型等。对比来看，指标体系建构法是将不同维度的指标进行综合排名来分析生产单位的效率，而数据包络分析法则直接精准计算生产单位的生产效率值，相比更加准确和可信。有关土地利用效率问题的应用研究，大多聚焦于全国或者长三角、京津冀以及大湾区等发达城市群，对长江中游城市群的关注不够。2022年国务院批复《长江中游城市群发展“十四五”实施方案》，明确将长江中游城市群定位为长江经济带发展和中部崛起的重要支撑。本文借助非预期的超效率SBM模型，综合分析长江中游城市群发展中最核心的土地利用效率问题，归纳土地效率的空间相关特征，并通过构建空间计量模型进一步研究城市土地利用效率的影响因素。

二、研究方法

在一般化的SDM模型中，yit是因变量，Xit是自变量，β是带估计自变量系数，W是空间权重矩阵，ui和γt为面板模型的空间固定效应和随机效应，εit为误差项，vit为误差项εit剔除空间误差后的特质项。同时模型中还包括滞后因变量yit-1和因变量的空间权重项Wyit-1，系数分别为τ和ψ。当λ和θ为0 时，模型退化为空间滞后模型（Spatial Lag Model，SLM）；当ρ和θ为0 时，模型退化为空间误差模型（Spatial Error Model，SEM）；当θ为0时，模型退化为空间自相关模型（Spatial Autocorrelation Model，SAC）。

三、指标选取与数据来源

按照《长江中游城市群发展“十四五”实施方案》，选取湖北省武汉市等12个城市、湖南省长沙市等13个城市以及江西省南昌市等11个城市，共计36个重要节点城市的市辖区范围作为分析对象。为了探究长江中游城市群土地利用效率，本文综合考虑城市土地经济产出及其对生态环境的负面影响，将土地要素纳入生产函数，投入要素选取资本、劳动力和土地三方面，产出要素综合考虑经济、社会和环境三个方面，非预期产出环境污染选取PM2.5指数来代表。在时间上考虑回避疫情对经济社会环境的影响，选取2000-2019年面板数据。投入和产出指标主要来自相应年份的《中国城市统计年鉴》，缺失部分从《中国城市建设统计年鉴》《中国国土资源统计年鉴》获取，额外缺失部分采用线性拟合插值弥补。

首先，投入要素。利用Cobb-Douglas生产函数，资本、劳动力和土地三个要素分别选取资本存量产业结构从业人数和城市建成区面积作为投入要素。资本存量参照张军张军，吴桂英，张吉鹏：《中国省际物质资本存量估算：1952-2000》，《经济研究》，2004年第10期。、单豪杰单豪杰：《中国资本存量K的再估算：1952～2006》，《数量经济技术经济研究》，2008年第10期。对固定资本形成的计算方法，即Kit=Kit-1（1-δ）+Ιit，其中δ为经济折旧率，取9.6%，Kit-1为各地区上期资本存量，Iit为当期固定资产形成总额；劳动力计算公式为（市辖区单位从业人员+市辖区私营和个体从业人员）×（第二产业从业人员比重+第三产业从业人员比重）；土地为城市辖区建成区面积。其次，生产产出要素。选取经济、社会和环境污染三个方面的指标，其中经济和社会为预期产出指标，环境污染为非预期产出指标。经济产出选取第二和第三产业产值，即产业结构增加值=市辖区GDP×（第二产业比重+第三产业比重）；社会产出选取城市辖区人口，综合代表城市发展社会性程度；环境污染PM2.5指数从月度数据中取月均值计算平均值作为年度值。

四、长江中游城市群土地利用效率測算和评价

基于非预期超效率SBM模型计算得到长江中游城市群土地利用效率值（见表1）。整体来看2000-2019年的土地利用效率均值，其中湖北省最高，均值为0.615；江西省次之，为0.539；湖南省最低，为0.525。从时间维度看，土地利用效率从2000年到2019年出现下滑的城市中，湖北省共有7个，湖南省有10个，江西省有10个，说明大多数城市的土地利用效率在下降。在考虑PM2.5环境污染的非预期产出约束下，城市土地利用效率大打折扣。从城市均值排名前10位城市个数上看，湖北省综合排名较多，有4个城市，湖南省和江西省次之，分别都有3个城市；从省会城市土地利用效率看，武汉市土地利用效率较高，排名第1位，南昌市排名第7位，长沙市排名第10位。

进一步对效率值进行分解发现（见表1），湖北省和湖南省效率分解模式较为相近。湖北省和湖南省均倚重生产技术变化促进全要素生产率增长，生产技术变化分别增长87.3%和78.7%，综合技术效率分别增长56.6%和57.9%。进一步地，综合技术效率主要来自纯技术效率变化，规模效率变化较小。相比之下，江西省全要素效率分解较为均衡，综合技术效率和生产技术效率变化分别增长80.1%和92.8%，综合技术效率分解为纯技术效率和规模效率的变化也较为平均，分别为35.1%和35.4%。

五、长江中游城市群土地利用效率的因素分析

（一）变量选取、样本统计与平稳性检验

为了进一步分析长江中游城市群土地利用效率的影响因素，在进行文献梳理和参考相关问题研究的基础上周磊等：《极化与扩散：长三角在区域均衡发展中的作用：来自长三角与长江中游城市群的证据》，《长江流域资源与环境》，2021年第4期。聂雷等：《城市土地利用效率测度及其影响因素：基于中国十大城市群的实证分析》，《经济问题探索》，2022年第2期。，选取城市财政压力、产业结构、经济外向度、城市基础设施、地区经济发展水平、地方房地产市场发展水平、商业发展程度以及地区经济增长前景作为解释变量（见表2），构建空间计量模型，探究其对长江中游城市群的土地利用效率的影响，并在静态和动态、间接效应和直接效应两个维度进行分解分析。由于经济增速数据由GDP计算得到，所以数据跨度为2001-2019年，数据量较超效率SBM模型数据量减少36个。

（二）空间计量模型选择

在进行空间计量模型选择前，先对计算混合面板模型进行LM检验，从表3中可以看出，空间误差LM-error和空间滞后LM-lag及其相应的稳健性指标都通过1%的统计检验，说明选择空间杜宾模型会更加可靠。

在进行空间计量具体模型选择上，采取从一般到特殊的策略，先后估计双向固定和随机的SDM模型，然后依次选择双向固定的SLM模型、双向固定的SAC模型以及双向固定的SEM模型，由表3中SDM模型适用性检验可知，Wald和最大似然比LR的空间滞后和空间误差均拒绝SDM可以简化为SLM、SAC和SEM的原假设，进一步说明选择SDM模型更为合理。在选择双向固定还是随机的SDM模型上，Hausman检验拒绝固定和随机不存在差异性的原假设，因此，选择固定效应SDM模型更优。

（三）长江中游城市群土地利用效率的空间效应分析

1.静态空间效应分析

稳妥起见，本文分别选择时间固定、空间固定和双向固定的 SDM模型做对比分析。通过对数最大似然函数值（值越大越优）和赤池信息准则AIC和贝叶斯信息准则BIC（值越小越优）综合判断，还是双向固定的SDM模型拟合更优（见表4）。

对SDM模型结果分析发现，解释变量能较好地解释土地利用效率变化（Landeff）。同时模型还就因变量对土地利用效率的直接效应和间接效应以及长期总效应进行分解。其中直接效应是自变量通过本地直接作用于土地利用效率的效应，间接效应是通过其他地区对本地区土地利用效率的作用影响。

（1）主模型结果分析。财政压力、经济外向程度、房地产市场情况、商业发展程度以及经济增长都会对土地利用效率带来正向影响，其中外商投资FDI对土地效率影响不显著，可能与长江中游城市群整体经济外向度不高有关，而财政压力会促进地方政府以土地开发形式挖掘土地利用潜力，房地产市场高度发育和商业发达以及明确的经济增长前景，都会带来土地进一步精细化开发，同时提升土地利用效率；而第二产业、第三产业、基础设施建设、人均GDP对土地利用效率的影响为负，表明在土地利用开发上存在惰性，不利于后续的土地效率进一步提升。

（2）空间效应分解。在空间直接效应上，财政压力、经济外向程度、房地产市场情况、商业发展程度和经济增长都会直接对本地土地利用效率产生长期正向作用，可见房地产市场发展和商业发展是促进土地利用效率提高最大的两个因素；在空间间接效应上，财政压力、产业结构、地区经济发展水平、房地产市场情况和商业发展程度都具有负向空间间接效应，表明周边地区这些影响因素会拉低本地区的土地利用效率。这比较符合现实情况，周边地区财政缺口大说明政府开发性项目开支大，不利于本地土地效率提升。在空间总效应上，财政压力、经济外向程度和经济增长会在整体上促进本地土地利用效率提高，而产业结构、基础设施、地区经济发展水平、房地产市场开发和商业发展程度则会拉低本地土地利用效率。因此整体看来，当既往可能促进土地利用效率提升的影响因素，被放在空间分析框架下来考量时，会通过空间溢出效应对周边地区产生影响，进而叠加累积产生不同的作用。

（3）空间效应的作用方向分析。进一步对空间直接和间接效应的作用方向分析发现，财政压力、房地产市场情况和商业发展程度是正的直接效应和负的间接效应；基础设施是负的直接效应和正的间接效应；经济外向程度和地区经济增长都是正的直接和间接效应；经济结构、地区经济发展水平都是负的直接和间接效应。由此可见，地方政府在推动提升土地利用效率上，选择政策推动举措时可以综合考虑影响因素的直接、间接效应以及最终累加的总体效应结果。

2.动态空间效应分析

静态分析中只能描绘解释变量对土地利用效率的影响，但实际土地利用效率也存在自我的动态调整和扰动，为此加入被解释变量的时间自回归项、空间自回归项以及时间空间双自回归项。依据最大似然函数、AIC和BIC标准选择，时间自回归和双自回归的SDM都是相对较优的模型选择，从模型系数来看，两者差别不大。同时，加入因变量的时间和空间滞后项后，自变量的影响还可以区分短期和长期效应。

（1）主模型结果分析。因变量的一期滞后项高度显著，表明土地具有高度的自回归正向影响，高效率的土地利用会进一步强化土地的高效利用，从对比空间自回归和双自回归SDM模型中发现，土地效率时间滞后项高度显著，而土地效率的空间滞后项并不显著（见表5）。主模型结果与静态SDM模型系数相差不大，在空间影响上，加入因变量的时间和空间滞后项后，自变量的空间影响被弱化，房地产市场情况和商业发展程度对土地利用效率的空间负向影响变得不太显著，经济外向程度开始发挥显著正向作用，而地区经济发展水平无论是在静态还是动态SDM模型中，都是本地区空间土地利用效率的关键解释因素，即地方经济发展水平会对周边城市土地利用产生虹吸效应，拉低土地利用效率。

（2）空间短期效应分析。短期直接效应上（见表6），财政压力、经济外向程度、房地产市场情况、商业发展程度和地区经济前景，都对土地利用效率带来短期正向直接效应。产业结构、基础设施和地区经济发展水平对土地利用效率产生负向直接影响，自变量作用方向与在静态模型下保持一致。短期间接效应上，只有经济外向程度、基础设施和经济增长会在地区间产生正向外溢性，而财政压力、产业结构、地区经济发展水平、房地产市场情况、商业发展程度会产生负向外溢性。在空间短期效应的作用方向上，动态SDM与静态SDM的作用方向和模式一致。

（3）空间长期效应分析。财政压力、房地产市场情况和地区经济增长为正的直接效应和负的间接效应；基础设施为负的直接效应和正的间接效应；经济外向程度和商业发展程度均为正的直接和间接效应；产业结构、地区经济发展水平也均为负的直接和间接效应。

六、结论

本文从长江中游城市集群发展中最为核心的土地利用效率着手，首先利用非预期的超效率SBM模型对2000-2019年分地区土地利用效率进行测算、评估和分析，引入GML指数探究地区土地利用效率及其分解的时空演化及相关性特征。为了进一步厘清土地效率的影响因素，基于从一般到特殊的建模思路构建空间杜宾模式，采用静态和动态两个维度分析不同因素对城市土地利用效率的作用效应，得出以下结论：

第一，从土地利用效率静态指标来看，在长江中游城市群中无论是在城市平均土地利用效率、城市效率排名均值，还是在省会城市土地效率排名上，湖北省都居于首位；江西省和湖南省在土地利用效率上旗鼓相当，其中江西省在土地利用效率均值和省会城市排名上优于湖南省。在效率分解上，湖北省和湖南省土地利用效率增进主要来自生产技术变化，而综合技术变化主要来自纯技术效率变化，而对规模效率倚重相对较小。

第二，在對土地利用效率影响因素的静态分析中，财政压力、经济外向程度、房地产市场情况、商业发达程度以及经济增长对土地利用效率具有正向作用，而第二产业占比、第三产业占比、基础设施建设、人均GDP对土地利用效率的影响为负。进一步对空间进行直接效应和间接效应分解发现，财政压力、房地产市场情况和商业发展是正的直接效应和负的间接效应，基础设施是负的直接效应和正的间接效应，经济外向程度和地区经济增长都是正的直接和间接效应，而第二产业比重和第三产业比重、人均GDP都是负的直接和间接效应。

第三，进一步加入动态分析后，土地利用效率具有高度的自我强化性，高效率的土地利用会进一步强化土地的高效利用，且主要是通过本地区自身产生影响，而不是通过其他地区的地理因素施加作用。除此之外，财政压力、经济外向程度、房地产市场情况、商业发展和地区经济增长，仍会对土地利用效率有正向作用，而房地产市场和商业发展的空间负向影响被弱化，经济外向程度开始发挥显著正向作用。动态空间影响中，短期和长期下各因素对土地效率的影响与静态分析中保持不变。

［感谢中国地质大学（北京）经济与管理学院户诏一在本文中作出的贡献］

Urban Land Use Efficiency and Influencing Factors of Urban Agglomeration in the Middle Reaches of the Yangtze River

——Based on Undesirable Super-Efficiency SBM Model and Spatial Econometric Analysis

Yang Xuesong，Mao Jia

（Wuhan University，Wuhan 430072，China）

Abstract：

This paper takes 36 prefecture-level cities in the Middle Reaches of the Yangtze River as the research object. Based on the statistical data from 2000 to 2019， this paper uses the undesirable super-efficiency SBM model to calculate and evaluate the urban land use efficiency comprehensively， efficiency decomposition of the Middle Reaches of the Yangtze River， and constructs the spatial Durbin model to analyze the influencing factors.The results showed that： There was no regional interactive development in the Middle Reaches of the Yangtze River with demonstrations of the characteristics of land use efficiency. Hubei was way ahead with agglomeration of its regions among three provinces， while Hunan and Jiangxi developed alone with lack of agglomeration inside and linkage with Hubei and its surrounding areas. With the spatial Durbin econometric model demonstration， the regional development influencing factors with less spillover promoted the land use efficiency the most. On the contrary， the factors with strong regional spillover did not play a leading role in improving the land use efficiency of the region， in which reflected indirectly the facts of poor inter-provincial factors mobility. Land use efficiency was highly self-reinforcing， on which efficient land use will further promote its use efficiency.

Key words：land use efficiency；undesirable super-efficiency SBM model；spatial Durbin model；the urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River

［责任编校 陈浩天］