（区域经济学专业论文）城市土地利用经济效率评价——基于DEA方法的实证研究.pdf

硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 摘要 本文首先简单介绍了国内外关于城市土地利用效率相关理论，在此基础上从宏 观的层面界定了城市土地利用的概念和内涵；其次通过对现有城市土地利用效率评 价方法的对比分析，选择数据包络分析法应用到城市土地利用效率评价中。本文研 究的城市土地利用效率是从投入、产出的角度出发，把城市的产出效率作为城市土 地利用效率的研究对象，从土地、资本、劳动力三个因素选择适当指标，运用数据 包络分析方法的c 2 r 模型对我国1 2 个城市在连续五年内的城市土地利用效率进行 了实证分析。本文先从横向的角度，比较了东、中、西部1 2 个城市在同一年份的 土地利用效率，分析了不同地区城市土地利用效率的区域差异；然后再进行纵向分 析，考察了每个城市这五年来的土地利崩效率的变化情况。通过横向分析发现，我 国城市土地利用效率区域差异比较明显，东部与西部城市_ l l 地利用效率差异较大， 中部城市土地利用效率比较高。从纵向对比分析可以看出，城市土地利用效率和政 策倾斜度关联性较高。 通过对我国不同地理位置典型城市土地利用效率的横向和纵向比较分析，可以 了解我国不同地区典型城市的土地利用情况，了解影响土地利用效率的具体因素， 为我国政府制定和调整相关政策、增大或减少投入量、优化资源配置、提高土地利 用效率提供有效依据。同时也可以深入了解城市发展中出现的问题，并且有针对性 的改善投资环境，提高资源利用效率。 关键词：城市土地城市土地利用效率数据包络分析c 2 r 模型 ab s t r a c t t h i st h e s i s ，b a s e do nr e l a t e dt h e o r i e sa n dr e s e a r c hm e t h o d so nt h ee f f i c i e n c yo fl a n d u t i l i z a t i o na th o m ea n da b r o a d ，d e f i n e st h ec o n c e p ta n dc o n n o t a t i o no fu r b a nl a n d u t i l i z a t i o ni nt h eb r o a ds e n s e ；c h o o s e sd a t ae n v e l o p m e n ta n a l y s i st oa p p r a i s et h e e f f i c i e n c yo fl a n du t i l i z a t i o nt h r o u g hc o m p a r a t i v e l ya n a l y z i n gt h ep r e s e n ta n a l y t i c t e c h n i q u eo ft h a t t h es t u d yo ft h ee f f i c i e n c yo fi a n du t i l i z a t i o ns t a r t sf r o mt h ee f f i c i e n c y o fi n p u ta n do u t p u t c o n f i n e st h ee 伍c i e n c yo fl a n du t i l i z a t i o nt op r o d u c t i o ne 箍c i e n c y , a n dd oe m p i r i c a la n a l y s i so nt h ee f f i c i e n c yo fl a n du t i l i z a t i o no ft w e l v ec h i n e s ec i t i e s i nf i v es u c c e s s i v ey e a r sw i t ht h ec 2 rm o d e lo fd a t ae n v e l o p m e n ta n a l y s i sw h i c hi s b a s e do nt h ei n d e xo ft h r e ea s p e c t s l a n d ，c a p i t a la n dl a b o rf o r e e a tf i r s t ，i tc o m p a r e st h e e 衔c i e n c yo fl a n du t i l i z a t i o no ft w e l v ec i t i e si nt h ee a s t ，c e n t e ro rw e s ! j nt h es a m ey e a r a n da n a l y s e st h er e g i o n a ld i f f e r e n c e so ft h o s ec i t i e s e f f i c i e n c yo fl a n du t i l i z a t i o n ；t h e n r e v i e w st h ec h a n g e so fe a c hc i t y se f f i c i e n c yo fl a n du t i l i z a t i o ni nt h ef i v ey e a r s f r o m t h ef o r m e ra n a l y s i s i ti sf o u n dt h a tt h e r ei sad i s t i n c tr e g i o n a ld i f f e r e n c eo ft h ee f f i c i e n c y o fl a n du t i l i z a t i o n ：ab i gd i f f e r e n c e sb e t w e e nt h ew e s t e r na n de a s t e r nc i t i e sa n dah i g h e r e 伍c i e n c yt h ec e n t r a lc i t i e s s e e nf r o mt h el a t t e ra n a l y s i s ，i ti sc l e a rt h a tt h ee f f i c i e n c yo f l a n du t i l i z a t i o ni sc l o s e l yr e l a t e dw i t ht h ep o l i c yi n c l i n a t i o n t h r o u g ht h ev e r t i c a l l ya n dh o r i z o n t a l l yc o m p a r a t i v ea n a l y s i so nt h ee f f i c i e n c yo f l a n du t i l i z a t i o no fg e o g r a p h y t y p i c a lc i t i e s ，i th e l p sh a v eag o o dk n o w l e d g eo fr e s o u r c e s u t i l i z a t i o nc o n d i t i o no fc i t i e s 讯d i f f e r e n tr e g i o n s ；b e n e f i t so u rg o v e m m e n tt of o r m u l a t e a n dr e g u l a t er e l a t e dp o l i c i e s ，o p t i m i z ea l l o c a t i o no fr e s o u r c e sa n di m p r o v et h ee f f i c i e n c y o fl a n du t i l i z a t i o n a t t h es a m et i m e ，i ti sh e l p f u lf o ru st o f u r t h e ru n d e r s t a n dt h e p r o b l e m si nt h ep r o c e s so fu r b a nd e v e l o p m e n ta n dp o i n t e d l ye n h a n c e i n v e s t m e n t e n v i r o n m e n ta n di m p r o v et h ee m c i e n c yo fr e s o u r c e su t i l i z a t i o n k e yw o r d s ：u r b a nl a n d ，t h ee f f i c i e n c yo fu r b a nl a n du t i l i z a t i o n ，d a t ae n v e l o p m e n t a n a l y s i s ，c 2 r m o d e l 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：刊 ，一、 日期：脚产月2 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同意华中 师范大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 作者张同状 神戡i 她习 日期：2 j o o 甲年月三日 日期： 蒂、6 月日 ， 本人已经认真阅读“c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程”中的 规定享受相关权益。回重途塞握交压进卮；旦坐生；旦二生；旦三生筮盔! 作者签名：旧托氐 日期：砷7 年月2 - 日 导师签名：媳阅 日期： 矽年月y 日 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 1 导论 1 1 选题背景及目的 1 1 1 选题背景 近年来，世界范围内的城市面积都迅速加大，这主要是由于科学技术的进步导 致社会生产力也快速发展，而城市是社会经济的聚集地。早在1 8 世纪，第一次工 业革命和第二次工业革命不仅引发了社会科技的迅猛发展，由此还带动了社会经济 领域的大规模变革，而城市范围也随之快速增加。随着农业人口大量涌入城市，城 市面积迅速膨胀，由此而引发了一系列的社会问题，城市扩张的弊端也层出不穷， 上个世纪三四十年代西方最早接受工业革命影响的城市几乎陷入瘫痪状态。上世界 五十年代起，世界格局相对和平稳定，许多资本主义困家的经济在这个时期内都得 到了恢复和发展，产业结构和就业结构有了很大的调整，在经济得到复苏的同时， 城市土地的稀缺性成了制约经济发展的重要因素，城市化的矛盾也逐渐突出。 由于人口数量呈递增速度上升、资源耗费越来越大、人们生活居住环境越来越 差，导致社会经济技术的进步受到限制。因此，人口问题、资源问题、环境问题、 社会经济发展问题成为当今世界人民密切关注的四大问题。而土地资源是这四种要 素里最重要的自然资源，要实现土地、人口、环境、经济的可持续发展，土地问题 是重中之重。 我国的国情是地大物博、人口众多，相对于全球第三大国土面积，我国的人均 人均土地占有量却在全球排在百名之后。据最新调查显示，世晃人均国土面积为 4 4 5 亩，中国人均只有1 2 4 亩，不及世界人均土地水平的1 3 ；世界人均耕地面 积为4 8 亩，中国人均只有1 3 亩，只有世界人均水平的2 7 ，与俄罗斯、加拿大、 美国等国家相比差距更大。随着近年来工业化水平不断提高，城市人口迅速膨胀， 导致城市规模也越来越大，出现了很多特大城市、超大城市。我国城市扩张严重， 且基本走的都是向外扩张的道路，无限制的侵占农业用地，而城市土地利用效率极 低，出现了大规模的土地扩张和大范围的土地浪费并存的现象。我国政府多次在重 大会议中强调要坚持最严格的土地管理制度，合理利用土地资源，走土地集约化利 用的道路。我们目前面临的重大课题就是如何促进土地利用效率，实现经济、社会、 环境的可持续发展。 自从人类诞生之日至今，人类一直直接或间接的在土地上进行各种生产或技术 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 活动，土地是人类生存的基础和根源。人类基于一定的经济或社会目的使用土地， 并且这种使用过程是长期性的反复循环的。由于地球上土地的数量是一定的，而人 类的需求是无限的，因此要想满足人类对土地的需求，只有走可持续发展的道路。 人类经过漫长的生存演变逐步形成了城市。 土地利用效率不是一个简单的系统，许多因素都直接作用于土地利用效率，比 如当地经济发展状况、城市化程度、政府的政策、城市范围大小、人口增加量、社 会生产效率等等。对此，学术界的研究已颇为丰富。但是，学者们的研究大多是基 于主观判断和评价。因此，如何能更加客观地判断城市土地利用效率、如何能更精 确地分析出影响城市土地利用效率的因素，从计量分析的角度，客观给定结果和改 正方向，以便制定更加优化的城市发展战略显然成为一个非常有意义的论文研究题 目。 1 1 2 选题目的 目前，我国对于城市土地利用效率的研究还比较少，处于起步阶段。研究方法 主要有两种：从理论上，大多是采用地租理论、区位理论、规模收益理论、土地报 酬原理等进行分析；从实证上，主要是采用主成份分析法和层次分析法从经济、社 会、环境三个大因素来考量分析，而运用数量方法对城市土地投入产出经济效益的 关注和研究还相对较少，可借鉴的较为全面综合考察城市土地利用经济效率各个影 响凶素的实证分析更是风毛麟角。 近几年来随着我国城市化水平的不断提高，在城市化进程中城市的投入产出并 非是都有效率的，土地利用存在大量的浪费状态，而城市土地利用在哪些方面存在 浪费现象，哪些因素又制约了城市土地利用效率，这就需要对我国城市的土地利用 进行效率分析。因此，本文将采用数据包络分析法，以中国东、中、西部典型的1 2 个城市近五年的数据为样本，以城市土地上的投入、产出经济效益为研究要点，通 过科学选取城市土地利用经济效率的评价指标体系，评价分析近年来我国城市土地 利用效率，进而发现影响城市土地利用效率的因素，以达到为我国城市发展政策制 定提供一定参考依据的目的。 通过本文的研究，希望能达到以下几个目的： ( 1 ) 通过d e a 方法中的c 2 r 模型，利用m a t l a b 软件对我国东、中、西部典型 1 2 个城市( 直辖市或省会城市) 土地利用有效性进行时间和空间的评价。 ( 2 ) 根据这1 2 个城市连续五年的数据，对这些城市进行时间序列比较分析， 通过对连续五年d e a 有效值结果的分析，可以显示出该城市土地利用效率的发展现 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 状和趋势，并指出相关影响因素，为当地政府制定和调整相关政策提供理论基础， 是该城市土地利用效率有效的因素继续保持，制约土地利用效率的因素得以改善。 ( 3 ) 通过对我国东、中、西部典型城市的土地利用效率分析，可以大致了解我 国目前不同区域城市土地利用现状，为制定以后的方针政策提供有效的客观评价标 准。 ( 4 ) 选取恰当的输入、输出指标，初步建立城市土地利用经济效率的评价指标 体系，使分析结果更接近于客观事实。 1 2 文献综述 许多学者都对城市土地利用效率进行了研究，但是运用的方法不同、研究的角 度有所不同。如方先知( 2 0 0 4 ) 是最早一批研究城市土地利用效率的，他分析了土 地利用各种类型的特点，针对特点的不同研究其土地利用效率的不同，同时他还研 究了测度土地利用效率的多元指标评价方法，主要采用主成分分析法和加权法，对 多元指标体系进行评价，针对分析结果，提出了有效的土地利用测度指标，这些指 标可以很好的测度多项评价要求。 城市产业结构也直接作用于城市土地利用结构，一些学者尝试从土地产出角度 定量化研究土地利用效率，并进行了实证分析。如汪群芳等( 2 0 0 5 ) 对杭州市土地 利用结构进行了分析，从微观上评价了土地利用效率，并选取部分指标衡量城市工 业用地效率。 也有学者根据多因素综合评价原理建立城市土地利用效益评价体系，选取的指 标分别是社会、经济和生态三个方面与城市土地利用联系紧密的因素。如刘坚等 ( 2 0 0 5 ) 运用了层次分析法，数据样本是江苏省地级城市相关年份的数据，对江苏 省城市土地利用效益进行了分析。 在对城市土地利用效率评价方法中，数据包络分析( d e a ) 方法是最近才被部 分学者采用的。如郑新奇等( 2 0 0 4 ) 对城市土地利用的结构效率进行了分析比较， 他选取适量输入、输出指标，运用数据包络分析法，对收集到的用地结构资料进行 比例变换，利用各类用地面积的百分比参与计算，以便比较；其特征是将社会经济 数据同一量纲化后再进行计算。宋国军等( 2 0 0 5 ) 也运用数据包络分析方法对成都 市部分地区小城镇土地利用效率进行了实证分析，然后利用k r u s k a l w a l l i s 轶和 检验对d e a 分析结果进行了检验。何格等( 2 0 0 7 ) 利用数据包络分析模型，对青岛 市各区的城镇建设用地效率进行了评价，所不同的是，他还选取了1 9 9 4 年及2 0 0 4 年两年的数据进行了对比。 3 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 以上学者的研究，证明利用d e a 方法对土地利用效率进行评价是可行的，结果 也较为接近真实水平。但是可能由于选取指标不当，有的学者得出的结论有偏差， 而且，国内研究基本上都是对某地方或某省的城市进行研究。因此，本文将在前人 研究的基础上，选取适当指标，加入k 值来表示经济发展趋势，对东西部地区典型 城市进行评价分析，以便更直观地看到我国城市土地利用效率的发展方向。 1 3 研究内容和方法 1 3 1 研究内容 ( 1 ) 本文对城市土地利用理论进行了梳理和回顾，把握城市土地利用和城市土 地利用效率的内涵及核心所在。在理解前人关丁土地利用及利用效率内涵的基础 上，提出本文关于城市士地利用效率的内涵及界定。 ( 2 ) 回顾和分析城市土地利用效率评价方法。对目前采用的主成份分析法、层 次分析法和数据包络分析法进行比较分析，重点研究这三种评价方法的基本思想及 适用对象，对比三者的优缺点，选择数据包络分析法作为本文研究最适合的评价方 法。 ( 3 ) 数据包络分析方法有数种模型，通过对这几种模型的进行分析和研究，找 出适合本文研究目的的模型c 2 r 模型。根据一定原则选择模型指标，构建输入、输 出的经济指标体系。样本点的选择考虑到区域状况，选取东、中、西部十二个城市 ( 这十二个城市分别是：北京、天津、上海、广州、武汉、郑州、长沙、合肥、西 安、成都、重庆、昆明) 。再根据时间序列选取这十二个城市在2 0 0 3 年一2 0 0 7 年五 个年份数据作为样本。将这些相关数据运用m a t l a b 软件进行i ) e a 分析。在数据包 络分析结果的基础上，对这些城市从横向和纵向两个方向进行比较，研究这些城市 土地资源利用的有效程度。 1 3 2 研究方法 要进行有效的研究，首先要选择有效的研究路径。目前对于我国城市土地利用 效率的研究大多是从理论角度进行定性分析，其主观性因素较大，并不能准确地反 映出具体影响因素及影响大小。对于城市土地利用效率的评价方法主要是主成份分 析法、层次分析法和数据包络分析法。本文通过对比认为数据包络分析法更具有客 观性，能定量分析出制约城市土地利用效率的因素和影响量。因此本文选用数据包 络分析方法对城市土地利用效率进行分析 本文选取了我国东、中、西部典型城市近五年来的相关数据，运用c 2 尺模型， 4 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 利用包络原理，找出“最优”点集构成的包络面，通过数据和包络面比较，确定城 市的土地利用效率，并指出目前城市土地利用中存在的不足。 1 4 本文的创新与不足之处 1 4 1 创新之处 ( 1 ) 在研究方法上，本文采用的数据包络分析方法是一种比较新的方法，运用 此方法研究城市土地利用效率的文章还比较少。数据包络分析方法能对多个输入、 输出决策单元进行相对有效性判断，而土地利用在本质上就是一个多输入、多输出 的复杂生态结构，因此d e a 方法非常适合对土地利用效率的研究。本文将此方法运 用到城市土地利用效率评价中，通过选取适当参数和运用c 2 欠模型，不仅能计算出 每一个城市每一个年份土地利用的相对有效性，而且也能分析出非有效决策单元的 具体影响因素，并提出适当建议。 ( 2 ) 在评价因素的选择上，本文不仅采用了d e a 方法的有效值日作为评价标准， 还加入了反映规模收益的k 值，它可以很好地反映出城市经济发展趋势，从而构建 出较为合理、全面的评价指标体系。 ( 3 ) 在分析方法上，本文针对每个城市都进行了横向空间比较和纵向时间比较， 通过对比发现我国城市土地利用效率总体上呈东中高西部低的态势，并且城市土地 利用效率受政策法规影响较大，发展趋势不容乐观。 1 4 2 不足之处 目前国内直接研究城市土地利用效率的成果不多，可供借鉴的成果十分有限。 在已有研究城市土地利用效率的成果中，使用理论研究的成果较多，主要采用主成 份分析法和层次分析法，借助于相关理论进行研究。这两种分析方法的优点在于能 够从经济、环境、社会三个方面综合考量城市土地利用效率。本文所选取的o e a 方 法可以定量和客观地评价城市土地利用效率，但是根据选取指标的可操作性，只能 从经济投入产出角度进行评价。从而忽略了城市土地利用效率中的环境、社会因素。 实际上，城市不仅仅具有经济产出的功能，还是人类生活的重要场所，环境因素和 社会因素也是必不可少的，这是本文存在的不足。 硕士学位论文 m a s t e r st i t e s i s 2 城市土地利用效率的内涵及评价 2 1 城市土地利用理论 2 1 1 城市土地利用的概念 关于城市土地，不同学者从不同角度给出了很多不同的定义。孙新华( 1 9 9 7 ) 认为城市土地包括地上和地下的空间，其中陆地、水域等都是城市土地区域范围内 的组成部分。梁湖景( 2 0 0 3 ) 认为与农村是对立的概念即是城市，城市的主体是非 农业人口，城市的主要内容是工商业活动，它聚集着高度社会财富以一定地域为界 限，它创造着巨大经济和社会效益，因此城市也是享受着较高的物质文明和精神文 明的地域综合体。 对于土地利用也有很多不同的说法。周诚( 1 9 8 6 ) 认为在某一国家、某一地区、 某一单位的土地上，土地利用足根据社会不同需要、国民经济不同部门之间，在各 个不同项目上分配和使用。刘书楷( 1 9 8 8 ) 认为土地资源在特性、功能和经济目的 上是有所区分的，而土地利用是人们针对不同的情况对土地的使用、保护和改造。 郝晋民( 1 9 9 6 ) 认为人们为了某些目的，对土地进行一系列的生产经营活动即为土 地利用。换句话来说，即人们按照土地的自然属性和社会属性，根据目的的不同对 土地进行的开发、利用、整治和保护活动，如交通用地、工业用地、居住用地等都 是土地利用的概念。黄桐城等( 1 9 9 8 ) 认为城市土地是一个自然历史综合体，它包 括城市区域内的陆地、水面以及它们的上下一定空间。 宋春华等( 1 9 9 3 ) 认为城市土地利用是一个过程，劳动对象是城市土地，人类 通过一定的劳动，按照城市土地特性、方面和项目的不同，对城市土地进行分配和 使用，利用其来满足自身需求。指出城市土地利用工作主要包括土地资源的调查、 分类、土地利用的现状分析、土地的开发、土地利用规划( 布局) 及其实施等等。 在土地的利用过程中，人类的劳动对象是土地，人类的劳动表现为生产性活动 和非生产性活动两种，人类对土地利用的目的性很强。但不管其劳动性质如何，最 终目标就是要满足自身的需要。 2 1 2 城市土地利用的特征 ( 1 ) 城市土地供给的稀缺性 地球上的土地数量上有限的。城市土地供应在总量上虽然可以扩张侵占农业用 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 地，但由于农业用地的数量减少已经严重影响到世界粮食安全问题。城市各类用地 都具有无限扩展性，而土地自然供给资源短缺，导致城市土地总量经济供给的不足。 尤其是我国属于人均土地面积少的国家，土地资源十分宝贵和稀缺。由于人口的快 速增长和社会经济的发展，人类对土地的需求将不断增加，因此土地供给稀缺性的 矛盾也将日益突出。城市土地供给的稀缺特性主要表现为两个方面，一方面，城市 土地总量供给是有限的，随着我国1 8 亿耕地红线的出台，标志着城市用地已经不 可能无限量的向周边扩张，将农业用地改为非农业用地的机会甚微，因此只有充分 利用已经开放的土地或准备建成城市的土地，提高土地利用效率。另一方面，土地 的地理位置不变，导致土地供给的不均衡性，在城市某些中心地带，土地往往供不 应求，此时其他地段的土地则是不可能搬到此地解决供求问题的，此时便出现了垄 断地租，不同区位的城市土地通过博弈达到了最高使用效益。因此，城市十地供给 的稀缺性要求城市土地必须注意利用效率，要使土地价值达到最优化，通过土地级 差效益得以充分体现。 ( 2 ) 城市土地利用的综合性 城市土地是一个复杂的综合体，它承载了城市社会、经济、生活等各项活动， 也是生态经济系统的基础因素。土地是相互连接在一起的，不能分割、不可移动。 每一块土地在利用时，不仅关系到本区域的经济效益、生态和社会效益，更重要的 是还影响到邻近区域甚至整个城市、整个国家的经济、生态和社会效益，因此土地 利用如果不慎会产生巨大的社会后果。城市土地利用的综合性体现在四个方面：一 是城市土地利用各种用地类型如居住、交通、商业、办公、基础设施等之间需要综 合协调；二是各种用地类型要与城市人口规模及其发展变迁相统一；三是城市地 利用在规划方面要有前瞻性；四是城市土地利用是经济、社会、生态等方面的综合， 要提高城市生活土地使用效率，在取得较好的经济效益的同时，而且要达到经济、 社会、生态效益的统一协调。 ( 3 ) 城市土地利用途径的多样性 土地有两大类基本用途：一是农业用地，作为农业的物质生产资料和生产要素： 二是城市用地，作为城市空间位置的活动场所。农村土地主要用于种植业，而城市 土地的用途是多样的，它是一个比农村土地结构复杂的多的系统。城市经济中土地 的利用是立体的、多维的，社会经济活动生产社会化程度更高，社会分工和专业化 协作也多种多样，包括建筑业、工业、服务业、商业、金融业、交通运输业、旅游 业以及市政管理等各个经济部门。这些部门之间相互联系、相互作用，它们是城市 地区内部各种利用结构的组成部分，被分配在不同的土地功能区域内。考虑到土地 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 利用方向既有多样性又有复杂性，这就要求人们在进行土地规划之前，首先要进行 周密的调查，经过研究论证才能对土地利用方向进行规划和实施，以避免因土地利 用不当出现错误。 ( 4 ) 城市土地利用的位置 在城市中，土地位于哪个区位是非常重要的。这是因为城市土地位于不同的位 置，它所获得的收益也有很大的不同。如果土地是否肥沃决定了农业用地的优劣， 那么土地的位置则决定了城市土地的好坏程度。土地的位置特征就是由土地所处环 境产生的集中经济效益、通车是否方便、是不是有基本的建筑环境和周围生态因素 好坏等因素组成的。 企业的经济利润直接受到城市土地位置的影响。对于从事商品买卖的企业来 讲，不管是不是经营同一种商品的商店相对集中在某一位置，就会产生集聚效益。 这是因为光顾商店的顾客越多，商店获得的利润也就越高。这也是为什么从事商品 买卖的企业愿意在商业集中的区域开设店铺的原因。对于生产性企业而言，一个区 域内聚集着多个生产性企业会使降低产品的生产成本、运输成本、劳动力成本等等， 提高每单位城市土地利用所获得的利润。有便利的交通条件，对产品的销售价格也 会产生重要影响，直接影响到工业企业的纯利润。对居住用途的住宅来讲，有一个 较方便的交通、较为优越的生态环境和周边地区较好的服务设施无疑是吸引居民选 择住宅的首要原则，因此房地产商如果能选择到较好的地理位置来建设住宅，那么 该房产就能卖到较好，房地产商也会因此获利较高。 ( 5 ) 城市土地利用手面积的制约因素较小 用于农业的土地，如果生产条件和技术水平不发生改变，则土地面积越大、农 业生产利润也就越高。但是在城市中，一定面积的土地可以受到多方面因素的影响， 比如技术水平、劳动力和资金等因素。每单位面积的城市土地如果受到的投资不同， 则获得的收益也会有很大差异。从这个角度上来讲，土地获得的利润高低受到面积 的制约作用较小。 2 2 城市土地利用经济效率的内涵 物理学概念上的效率( e f f i c i e n c y ) 最初被用来衡量机器在运动过程中损失能 量的多少。机器运动的整个过程内部损失的能量越多，则机器运动产生的能量和需 要能量的比值也就越大，因此其效率也就随着改变。从经济学的角度，效率是指生 产和劳动力条件能够在多大程度得以使用。因此，城市土地利用效率就是指城市土 地得够得到多大程度上的利用。土地利用效率与城市土地周围设施及其运用程度成 8 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 正比，当土地利用程度高时，土地获得的收益也就越大，则土地利用效率也随之增 古 同。 当前学者们对经济效益、土地利用经济效益的定义主要有以下几种： 张金锁( 2 0 0 3 ) 认为，经济效益是指在一项经济活动中，获得的收益与付出的 成本之间的比值。 土地经济学认为土地利用的经济效益指同一土地获得的有价值的产出与对该 土地的付出量的对比。 崔新恒( 1 9 8 6 ) 认为效益就是投入与产出的比值，城市总投入与城市总产出的 比较值则是城市经济效益，城市经济效益是经济、环境、社会三个方面综合效益的 总称。 陈洪博( 1 9 9 2 ) 也认为土地利用效益包括经济、社会、生态三种效益，是所有 土地利用所获得的各种效益的总和。并且他指出目前全面评价社会效益和生态效益 有一定难度，因为这两者难以用量化数字指标表示。 陈顺增( 1 9 9 1 ) 认为土地的利用效益中的利用效益可以用经济效益来替代，它 是土地利用的所得和在利用过程中的耗损等相关因素的综合，统一可以称为土地利 用的效益。 以上学者们对土地利用效益定义的表述虽然有所不同，但是其共同的特点就是 土地利用效益可以用投入、产出来衡量，或者是所得与耗损的比值，只是对付出和 回报的说法各有不同。城市土地产出也是一个复杂的系统，它不仅包括经济效益( 比 如财政收入、开发商利润等) ，还包括了社会效益和环境效益。城市是人居住的地 方，因此城市效益不仅要看创造利润的多少，更有关注人居住的环境和社会问题。 要做到以人为本的可持续发展，就要对城市土地利用的关注转移到贴近人的需求 上，这也是城市发展的真正内涵。而环境效益则是要求在改变和破坏自然的同时， 也要注意对环境的保护，维护生态平衡，尽可能少的改变自然环境，要充分意识到 非生产资料的价值，以实现自然资源的可持续发展。 根据上述学者们的研究基础，笔者认为效益基本等同于效率。因此本文的城市 土地利用的经济效率可以这样定义：将城市土地利用经济效率界定为城市的生产效 率，城市用地数量经过分区后对整个城市范围内的经济活动的影响，是整个城市范 围内经济的投入、产出的效率。 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 2 3 城市土地利用效率的评价方法 2 3 1 主成份分析法 主成份分析法是目前为止处理多变量、多指标因素采用的比较多的分析方法， 它把多个指标通过降维的数学技术简化为一个指标或几个指标，而简化后的少数几 个指标可以反映原来很多个指标的绝大多数问题。 主成份分析法能够较好的处理多个指标的综合评价问题，并且主成份分析法在 进行权数处理的过程是通过数学变换形成的，它减少了很多人为的主观因素，使评 价的结果更为客观。这也是主成份分析法广泛应用于目前综合评价多指标分析法的 原因之一。目前，主成份分析法的运用范围非常广泛，在城市土地利用效率、城市 土地利用潜力、城市土地集约利用和城市土地利用变化及驱动力的评价研究中都已 经有了很好的利用。 主成份分析法的主要缺陷在于通过多指标降为单一或少数几个指标的过程，它 只能反映综合评价结果和主要影响因素，并不能更加细致的反映出具体影响因素和 影响量。 2 3 2 层次分析法 层次分析法是我国评价城市土地利用效率运用最广泛的方法。层次分析法把要 分析的问题层次化。将问题分解一层层的逐级细分为不同的组合因素，它把系统分 析简化为逐层因素相对于上级因素的权重问题，或相对重要性的排序问题，以供决 策方案的最底层的权重经过加权综合得到相对于总目标的最高层的相对重要性权 重。在计算过程中，首先从判断出最高一层因素各自相对重要性权值；其次再判断 下一层因素相对于该因素对应的上一层因素的权值；最后再用上一层因素本身的权 重加权综合，即可计算出该层因素相对于上一层因素的相对重要性权重。这样，以 此类推就可以从上到小店计算出最底层因素相对于最高层因素的权重。这样，最终 决策者根据系统的数据显示重要性的分析，制定政策、进行方案的选择等等。 层次分析法的特点是简化了数学系统的分析和计算，它使运用者的思维过程在 使用过程中始终保持一致。层次分析法将复杂社会系统一步步分解为具体可量化的 具体指标，比原问题简化后的系统上进行逐步分析，它是利用数据化的形式反映了 人的主观思维的过程。优点是在细化问题的同时，使人的主观思维在使用前后保持 一致性，同时也能使使用者发现自身在看待某些问题时存在的前后矛盾的地方，可 以说它即是主观方法又是客观方法，它通过客观的数据体现了人的主观判断。 1 0 硕士学位论文 m a s t e r st t t e s i s 层次分析法从1 9 9 0 年之后广泛的在我国各种经济决策领域内运用。但是它的 缺点在于，该方法使用者的能力业务水平的高低决定了最终结果。人们的思维过程 完全反映在方法的应用上，由运用者自主选择元素和自行确定权重，如果该运用者 能力不够或看法不够完善时，会严重影响最终分析结果。 2 3 3 数据包络分析法 数据包络分析( d e a ) 是一种由几种学科交叉产生的领域，自1 9 7 8 年产生至今 已经有三十多年的历史了。d e a 方法扩展了工程效率概念里的单输入、单输出，把 它推广到了多输入、多输出的同类型决策单元( d e c i s i o nm a k i n gu n i t s ，简称d m u ) 的有效性评价中。由各个决策单元观察到的数据判断该决策单元是否是有效的，归 根结底是判断该决策单元是否与生产前沿面相切，如果相切则是有效的，如果相离， 则浚d m u 是兀效的，且与前沿面的距离就是该决策单元距离有效的差值。这罩的生 产前沿面，其实是指决策单元投入和产出数据在包络面单的有效部分。然后根据各 决策单元与有效生产前沿面的距离状况，确定各决策单元是否为d e a 有效；同时， 还可用投影方法指出非d e a 有效或弱d e a 有效的原因，以及应改进的方向和程度。 应用d e a 方法和模型可以确定生产前沿面的结构，因此又可以将d e a 看作是一种非 参数的统计估计方法。 d e a 方法不需要预先估计参数，因此d e a 方法能够很好的避免人为失误的情况， 并且能够减少误差、简化计算，这是d e a 方法的优点所在。尤其是当研究多输入、 多输出的生产函数理论时，d e a 方法的优越性表现的更加明显。 1 9 8 6 年，我国出现了第一片介绍d e a 的文章。1 9 8 8 年由魏权岭教授所编著的 评价相对有效性的d e a 方法是我国第一本系统介绍d e a 方法的专著，有利的推 动和促进了国内学者们了解和使用d e a 方法。在经济学领域，d e a 方法的最有力的 优势在于它解决多输入、多输出的边界生产函数问题，因此可以利用d e a 方法研究 与边界生产函数有关的问题。d e a 方法不仅在经济领域有着广泛的运用，且它在很 多方面已经成为一个必不可少的分析工具，比如在管理领域和决策分析领域等。 土地利用具有多个投入因素和多个产出因素，是一个复杂的生产系统，而数据 包络分析方法( d e a ) 的优势就是能够很好的处理多输入和多输出问题，因此d e a 方 法是进行土地利用评价最好的选择。此外，数据包络分析法基本不需要人们的主观 判断，除了需要人为的选取指标，其他步骤基本不需要主观分析，这就使得数据包 络分析的结果更具有客观性，也更切合实际。因此本文选择数据包络分析方法作为 分析工具。 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 3 数据包络分析( d e a ) 的模型 当今最具代表性的“经典”d e a 模型，有c 2 尺模型、b c 2 模型、f g 模型和s t 模型，这四个模型之下的d e a 有效性具有各自的经济含义，下面将详细介绍这四种 模型。 3 1c 2 尺模型 在一个经济系统或一个生产过程中，假设有r 1 个决策单位d m u ( 即d e c i s i o n m a k i n gu n i t ，简称d m u ) ，d m u 。、d m u ：、d m u 。、d m u 。每个d m u 都有m 种类型 的输入( 表示该决策单元的投入量) 和s 种类型的输出( 表示该决策单元的产出量) 。 对输入和输出的理解是：输入越小越好，而输出越大越好。则d m u 。的输入和输出向 量分别为： x j = “_ ，嘞，x 珂) r , y l = ( 乃_ ，y 2 j ，y 。j ) r ，= l ，2 ，刀 d m u j 。的输入、输出为( 。，乃o ) ，这里简记为( x o ，y o ) ，评价啷。相 对有效性的c 2 尺模型为： u 。 i r k q x 一 七x i 豇璺1 s 1 i 土 x j 1 1 0v 0 其中v = ( v l ，吃，v 卅) r 为m 种输入的权系数，= ( 一，鲍，以) r 是s 种输出的权 系数。利用c h a r n e s c o o p e r 变换： 1 t = = 1 ，。而 c o = n ， 1 2 可将分式规划模型转化为等价的线性规划模型 fn 】觚# t y o - h o ) 象一如孔户坛川 【国0 o 其对偶模型为： ( d c 2 r ) r a i n 0 “xj 九j + s - = o x o = l y j _ 一s + = y o j = l 乃o ，j = l ，2 ，1 1 ，口耳 由于应用模型( 乞：足) 和( 4 ：r ) 评价d m u 是否为d e a 有效时并不直接，而且计算 也很繁琐。1 9 5 1 年，c h a ；n e s 在处理线性规划的退化问题时，就在非a r c h i m e d e s 域上引入了非a r c h i m e d e s 无穷小的概念。对于模型( d c ：r ) ，c h a r n e s 和c o o p e r 给 出了相应的具有非a r c h i m e d e s 无穷小量的模型： ( 尺) t m i n o c ( ej 一+ p r s + ) 】 旺_ 乃+ s 一= o x o = l 一 乃乃一广= = l 允，o ，j = l ，2 ，l ，0 e 耳，s + o ，s 一o 册 其中，占= ( 1 ，1 ，1 ) 7 e r a , 口= ( 1 ，1 ，1 ) r e 。，口7 s 一+ p7 s + = s 一，+ z s + ，；假设上式 ，；l r = l 线性规划球的的最优解为矿，a ，s “，s 。，则基本结论如下： 1 3 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s ( 1 ) 0 = 1 ，勘“= o ，s 。= 0 ，则决策单元d m u i 为c 2 r 模型下d e a 有效。 矿 1 ， 0 ，。，则决策单元 。为cr模型下deajls s0 d m - c f j弱有效。o c 2 r d e a ( 2 ) 规模收益计算：设k 为该d e u 的规模收益值( 后= 罗旯，e ) 。其经济含义 为：当k ( 1 时，表示该d m u 的规模收益递增；当k = l 时，表示该d m u 的规模收 益不变；当k l 时，表示该d m u 的规模收益递减。 3 2b c 2 模型、f g 模型和s t 模型 l m 专 设n 个决策单元的输入、输出数据由下表给出： 12 j x、x! ”x j“x ， x tx 1 ”x jx n 1 9 8 4 年，b a n k e r ，c