基于DEA方法的西安市土地利用效率研究论文(PDF 55页）.pdf

分类号 F301 10710 2009127079 硕 士 学 位 论 文 基于 DEA 方法的西安市土地利用效率研究 姜建飞 导师姓名职称 李芹芳 教授 申请学位级别 硕士 学科专业名称 土地资源管理 论文提交日期 2012 年 5 月 5 日 论文答辩日期 2012 年 6 月 2 日 学位授予单位 长安大学 Study based on the DEA method of Xi an Land using efficiency A Dissertation Submitted for the Degree of Master Candidate Jiang Jianfei Supervisor Prof Li Qinfang Chang an University Xi an China I 摘 要 随着人口和经济的快速增长 建设用地需求的快速增长 农用地的快速减少 农用 地未得到充分合理 非农建设用地缺乏科学指导 土地浪费的现象严重 土地利用效率 不高 土地利用的生态环境遭到严重的破坏 后备土地资源数量有限 因此如何提高西 安市的土地利用效率是西安市目前在土地利用上所面临的主要问题之一 土地资源紧缺 的现状已经成为制约西安经济进一步发展的重要因素 从这个意义上说 西安继续依靠 大规模的土地投入来支撑经济增长既不现实 也不可能 提高有限土地的利用效率就成 为缓解西安市土地资源紧缺的重要途径 但是西安市土地的利用效率并不高 存在粗放 闲置 浪费等 低效 特征 科学的土地利用效率评价对提高土地利用效率是十分重要 的 那么 如何评价西安市的土地利用效率 西安市的土地利用效率究竟有多高是本文 关注的焦点 本文利用能解决多输入变量 多输出变量的数据包络分析 DEA 方法 对 2010 年西 安市各区县土地利用现状 从农用地和建设用地两个方面进行土地利用效率评价 并针 对评价结果提出政策建议 全文共分四部分 第一部分绪论主要阐述论文的选题背景 选题意义 并对国内外关于土地效率评价 研究和数据包络分析的研究作了归纳和概括 第二部分介绍了土地利用效率的相关概念 土地利用效率的计算方法 数据包络分 析 DEA 模型和相关概念的解释 第三部分运用数据包络分析 DEA 方法中对 2010 年西安市各区县农用地和建设用 地效率分析 并将非 DEA 有效的评价单元投影至生产前沿面 并发现存在的问题 通 过回归分析验证土地利用效率 第四部分对西安市土地利用效率进行总结 关键词 数据包络分析 土地利用效率 建设用地 农用地 II Abstract With the rapid growth of population and economy rapid growth in demand for construction purposes the rapid reduction of agricultural land agricultural land has not been fully justified lack scientific guidance of non agricultural construction land land wastage of the phenomenon seriously inefficient land use land use and ecological environment has been badly damaged a limited number of reserved land resources How to increase land use efficiency of Xi An on the land use are now one of the main problems facing Present situation of land resources has become an important factor restricting the development of Xi An economy further In this sense Xi An continues to rely on large scale investment in land is neither realistic nor to support economic growth Improve the efficiency of use of limited land became important way to alleviate the lack of land resource in Xi An city land use efficiency is not high there are extensive idle wasting less efficient feature Scientific evaluation of land use efficiency is very important to use land more efficiently So how to evaluate land use efficiency of Xi An city just how high land use efficiency is the focus of this article concerns Use this article to address multiple input variables output variables in Data Envelopment Analysis DEA for 2010 Xi An counties from agricultural land and land use aspects of land use efficiency assessment evaluation results and policy recommendations Full text is divided into four parts Part one introduction background of topics mainly on papers topics significance Study on efficiency evaluation on land at home and abroad and made a summary of data envelopment analysis and summary Part two describes the concepts of land use efficiency land use efficiency calculation and judging criteria Data Envelopment Analysis DEA models and concepts explained Part three application of data envelopment analysis DEA 2010 Xi An in the construction of county level agricultural land and land use efficiency analysis evaluation units and non DEA effective projection to the production frontier problems found and verified by regression analysis of land use efficiency Part four to Xi An overall analysis of the efficiency of land use finds the problem III propose countermeasures At the same time pointed out the deficiencies of this article Keyword Data Envelopment Analysis land use efficiency Construction Land Agricultural land IV 目目 录录 第一章 绪论 1 1 1 选题背景 1 1 2 选题意义 1 1 3 文献及相关研究综述 2 第二章 相关概念和理论 5 2 1 土地利用效率相关概念 5 2 1 1 土地利用效率 5 2 1 2 土地利用效率计算的方法 5 2 2 数据包络分析 DEA 方法 6 2 2 1 数据包络分析 DEA 方法简介 6 2 2 2 数据包络分析 DEA 方法的模型及其含义 7 2 2 3 数据包络分析 DEA 的效率指标 10 第三章 西安市土地利用效率评价 12 3 1 西安市概况 12 3 1 1 地理位置与行政区划 12 3 1 2 自然条件 13 3 1 3 社会经济条件 13 3 2 指标及数据的选取 15 3 2 1 指标选取的原则 15 3 2 2 指标的选取 16 3 3 西安市土地利用效率计算 17 3 3 1 2010 年西安市土地利用现状 17 3 3 2 2010 年西安市各区县农用地利用效率分析 18 3 3 3 对农用地利用效率未达到最优的区县进行投影分析 22 3 3 4 2010 年西安市各区县建设用地利用效率分析 27 3 3 5 对农用地利用效率未达到最优的区县进行投影分析 31 V 3 3 6 西安市土地利用效率的相关性分析 34 第四章 结论 37 参考文献 39 致谢 43 长安大学硕士学位论文 1 第一章 绪论 1 1 选题背景 土地是人类生产和生活的空间和场所 是重要的生产对象 是人类赖以生存的基础 生活资料 从上个世纪以来 人类对土地的开发利用进入了高速发展阶段 同时人类对 于土地资源问题的研究也进入了日益活跃的阶段 不合理的土地利用所带来的问题也开 始变得更加突出 西安市作为陕西省的省会城市 是西北地区的重要城市之一 由于人 口和经济的快速增长 建设用地的快速增长 耕地的快速减少 农用地未得到充分合理 非农建设用地缺乏科学指导 土地浪费的现象严重 土地利用效率不高 土地利用的生 态环境遭到严重的破坏 后备土地资源数量有限 因此如何提高西安市的土地利用效率 是西安市目前在土地利用上所面临的主要问题之一 1 2 选题意义 随着经济的快速增长 土地利用的问题日益凸显 继而有力地推动了土地利用科学 的快速发展 并且目前已经取得了一系列阶段性的重大成果 并已开始逐渐的改变人类 对于土地利用研究的认识理念 同时土地利用被赋予了新的含义 土地利用的途经有两 条 一是扩大土地利用面积 提高土地利用率 即对未利用土地进行开发 增加可以利 用土地的面积 二是增加土地投入 不断提高土地集约利用程度 从而提高土地的产出 率 即提高土地利用效率 土地利用广度上的扩展 主要是在提高土地的利用率 开发 未利用地 作为早期的人类社会 由于人口较少 生产力水平低下 土地利用率不高 未开发土地广布 对土地资源的利用最好方法就是开发未利用地 但土地资源总量是有 限的 不可能无限开发 因此在开发至一定程度之后 人们开始从土地的深度上求发展 即如何提高单位面积土地上的产出 或者说如何让单位面积的土地起到最大程度的作 用 即提高土地的利用效率 从经济学的角度来讲 单位面积的建设用地的产值要高于单位面积的农用地的产 值 从而为了短时期内的单位面积的土地利用的产值的提高 人们会选择提高建设用地 的份额 减少农用地的份额 在农用地中 耕地是最容易被建设用地占用 原因在于耕 地地势平坦 并且分布在城镇和农村居民点周围 转化为建设用地成本最低 然而尽管 单位面积的建设用地的经济产值要高于单位面积的农用地经济产值 但是农用地具有一 第一章 绪论 2 些建设用地所不可替代的功能 比如保障粮食安全的功能 生态功能等等 土地利用总体规划是从区域整体土地利用出发 为实现区域可持续发展与土地的可 持续利用 合理安排各类用地而制定的战略性规划 土地利用总体规划的一个重要任务 就是如何控制各类用地的面积 调整土地利用的布局 因此土地利用效率对土地利用总 体规划具有十分重要的参考意义 土地利用总体规划是一个多投入 多产出的综合复杂 生产系统 因此评价其利用效率应该把多种产出与多种投入进行对比 考虑其综合效率 对于效率来说 本身并不具备有效和无效一说 效率是一个相对概念 只有通过对其他 相同单元的横向比较 才能真正比较出评价单位效率的高低 数据包络分析 DEA 作 为一种数学统计方法 在处理多投入多产出的问题上有绝对优势 传统统计方法的本质 是平均性 而数据包络分析 DEA 的本质则是最优性 数据包络分析 DEA 的这一 特点在研究经济学领域中的 生产函数 问题时 有其他数学统计方法所无法取代的优 越性 这是因为 回归统计方法把有效的和非有效的样本混在一起进行回归分析 得出 的 生产函数 实质上是 平均生产函数 是 非有效的 不符合经济学中关于生产 函数的定义 通过以上可以得知 运用数据包络分析 DEA 方法分析和研究土地利用 效率本身就具有一定的学术价值和实践意义 西安市是陕西省的省会城市 西北地区的重要城市之一 社会经济发展迅速 科学 合理优化土地资源配置显得尤为重要 西安市属于关中平原地区的中心城市 关中地区 是我国的主要的粮食生产地区之一 主要粮食产出为小麦和玉米 对我国粮食安全保障 具有重要意义 但是近年西安市耕地面积急剧减少 保护耕地资源迫在眉睫 西安的经 济快速增长 使得建设用地需求量快速急剧加大 加上国家对于关中 天水经济区的布 局 西咸新区的成立 使得建设用地突增 建设用地占用农用地的现象日益严重 同时 由于对秦岭及周边的生态环境的保护 要求西安市的经济发展必须走可持续发展的道 路 提高西安市的土地利用效率 节约集约用地 合理利用各类土地对经济发展具有重 要意义 因此 对西安市土地利用效率研究对促进区域经济可持续发展具有十分重要的 意义 1 3 文献及相关研究综述 土地利用效率是属于土地集约利用范畴内的一个重要概念 土地集约利用是由由大 卫 里卡多 David Ricardo 杜尔格 Ann Robert Jacques Turgot 安特生 James Anderson 魏斯特 Edward West 等古典政治经济学家在地租理论中首次提出 他们认为 长安大学硕士学位论文 3 土地集约利用是指在区域面积的土地上 集中地投入较多的生产活动和生产资料 使用 先进的技术和管理方法 以求在较小面积的土地上获得高额产量和收入的一种经营方 式 我国对于土地集约利用的研究起步比较晚 从上个世纪 90 年代以来 随着工业化 的加剧 城市化的进程的加快 使得我国农用地资源短缺和土地粗放低效利用的现象开 始凸现 因此 提高土地使用效率 集约利用土地引起学术界和政府的高度关注 土地 利用效率作为土地利用水平的度量指标 土地利用效率越高 土地价值就得到更好的实 现 说明土地配置更为合理 使用更加充分 因此 土地利用效率的评价研究也成为众 多学者研究的一个重要课题 郑瑞忠 2005 认为城市是人类活动的场所 是人类以空间集中形式进行生产和生 活消费的载体 城市化有利于土地利用效率的提高 分析了城市用地效率不只是一个资 源配置问题 它关系到人类的生活质量和可持续发展 找出我国在城市土地利用结构存 在缺陷 集约利用程度低 闲置严重 土地市场秩序混乱 土地收益流失严重 国家从 城市土地资产中获取的土地收益甚微并缺乏保障 同时对城市土地利用效率的提高 提 出了两方面的建议 一方面应满足土地利用主体追逐利润最大化的要求 另一方面应有 利于增加基于城市土地的人类生活乐趣 有利于自然资源和环境的保护 孙婷 2007 将数据包络分析方法应用到城市土地利用效率的评价中 针对数据包 络分析方法的 CCR 模型存在的若干限制 在特殊投入产出处理 权重取值限制和有效 决策单元排序二个方面进行了改进 提出了 CCRMP 模型和 DEA AHP 模型 并运用这 些模型对我国的 30 个省会城市和重庆江津区的城市土地利用效率进行了实证分析 徐理 2010 等在建立武汉城市圈土地利用效率评价指标体系的基础上 运用 PCA DEA 复合模型 借助 SPSS LINDO 软件 采用主成分分析法分别筛选出土地投入和 产出的主成分因子 运用 C2R DEA 模型对武汉城市圈土地利用效率进行评价 李娟 2010 等运用超 DEA 模型的分析方法 对成都市城市土地利用效率进行评价 对数据包络分析 DEA 方法运用于土地利用效率的测定方面提出了改进的方法 周璞 2011 等以北京市丰台区为例 采用 1997 2008 年的相关统计数据 对丰台区 土地利用效率水平进行了测度和评价 在对其动态变化过程进行研究的基础上 构建多元 线性回归模型 对其土地利用效率的影响机理进行了实证研究 并结合研究结论提出了促 进城乡结合部地区土地集约高效利用的一些对策与建议 徐磊 2012 等从交通的视角下建立社会效率 经济效率和环境效率共同影响的城 第一章 绪论 4 市圈土地利用评价指标体系 运用熵值法对各项指标的权重进行测定 利用协调理论来构 建城市圈土地利用效率协调度的模型 通过对土地利用协调度的分析 提出合理利用土地 的政策建议 缪磊 2012 等采用数据包络分析 DEA 方法对安徽省舒城经济开发区 45 家企业土 地利用的相对效率进行了评价 通过对评价结果进行分析 可知数据包络分析方法在开发 区企业土地利用效率评价上的运用是可行的 它可以使管理部门更好的了解开发区土地 资源的利用现状 为完善相应的政策和规划提供依据 长安大学硕士学位论文 5 第二章 相关概念和理论 2 1 土地利用效率相关概念 2 1 1 土地利用效率 在 土地基本术语 GB T19231 2003 中对土地利用效率 land use efficiecy 的定 义是 在土地利用过程中 以最低的土地成本产生最大的效益 从定义中可以看 提高 土地利用效率是人类对土地开发利用的最终目标 它要求土地利用所产出的成果是对人 类有用的 这种有用不仅体现在经济成果上 还体现在生态成果和社会成果上 可以是 短期的 也可以是从人类长远来看 土地利用效率应该是实现土地利用效益的手段 属 于经济学范畴 本文认为 土地利用效率是指人们在进行土地利用生产活动过程中 不 断提高生产技术水平 合理配置各种生产要素 提高土地利用水平 实现土地资源利用 的最大化 土地利用效率是一个动态过程 同时是一个相对概念 通过不断的调整各生 产要素和提高生产技术 可以不断提高土地利用效率 这里的土地利用效率包括两层含 义 一是在一定的投入下尽可能扩大产出 或者在产出不变下尽可能减少投入 这和大多 学者所测算的土地利用效率一样 即在单位面积的土地上尽可能扩大产出 产值 类似 土地生产率 二是合理配置各生产要素 以达到各生产要素之间的最优组合 2 1 2 土地利用效率计算的方法 目前 在土地利用效率评价的相关研究中 常用的评价方法主要有主成分分析法 加权平均法和数据包络分析 DEA 法 各方法分别介绍如下 1 主成分分析法 主成分分析 Principal Component Analysis 是利用降维的思想 把反映样本某项特征 的多个指标变量转化为少数几个综合变量的多元评价方法 其主要的目的是消除原始指 标间的信息冗余 使得新产生的指标不但实现了指标之间信息的独立 也实现了信息在 指标间的相对集中 该方法主要适用于样本指标均为定量指标 指标具有一定相关性 数据齐全 样本容量较大 通常样本数量为指标数量的 10 倍左右 的综合评价分析 2 加权平均法 加权平均法的实质是赋予每个指标一定权重 然后加权求和得出各样本评价值 是 第二章 相关概念和理论 6 一种使用最为普遍的比较评价方法 该方法中的两个关键环节是标准化方法和权重赋值 法的选择 数据标准化包括指标的一致化处理和无量纲化处理 权重赋值方法主要包括两类 主观赋权法和客观赋权法 前类主要根据专家群体对指标包含信息的认识程度进行赋 值 如德尔菲法和层次分析 AHP 法等 后类主要根据各指标间的相关关系或各项指标 值的变异程度客观赋值 如嫡值法 因子分析法 复相关系数法和变异系数法等等 比 较而言 前者的主观因素较强 不同的专家群体对同一指标的权重赋值可能存在较大差 异 而后者根据指标本身的统计特征进行赋值 更具有客观性和科学性 3 数据包络分析 DEA 法 数据包络分析 DEA 方法是一种非参数方法 只需投入指标和产出指标符合模型 公理体系就可以使用 这在实际应用中扩大了可采纳的数据范围 扩大了模型的适用性 具体而言 DEA 方法以各个评价单元的各输入 输出的权重作为变量 从最有利 于评价单元的角度进行评价 从而避免了确定各指标权重的问题 DEA 方法不必确定 输入 输出之间存在某种关系的显示表达式 既不必像生产函数法那样先利用回归分析 确定一个生产函数表达式 然后再估计在一定输入的条件下 能达到多大的产出 由于 这些特点使 DEA 方法排除了很多主观因素 如不用事先确定权重 也不需要一个预先 已知的带有参数的生产函数形式 因而具有很强的客观性 除此之外 相对其他统计方 法 DEA 方法致力于单个评价单元的优化问题 能够更好的测定规模收益 综上所述 DEA 方法不需要考虑各投入产出要素的权重 比主成分分析法和加权 平均法在计算土地利用效率方面具有得天独厚的优势 用处也更广泛 因此基于 DEA 方法的土地利用效率评价多运用于城市土地利用效率的研究 但是目前对一个区域总体 土地利用效率的差异分析的文献较少 对于 2010 年西安市各县区土地利用效率研究的 文献也没有看到 因此本本文从 2010 年西安市各区县的农用地和建设用地两个方面运 用 DEA 方法来分析 2010 年西安市各区县土地利用效率 2 2 数据包络分析 DEA 方法 2 2 1 数据包络分析 DEA 方法简介 数据包络分析 Data Envelopment Analysis 简称 DEA 方法是数学 运筹学 数 长安大学硕士学位论文 7 0 0 2 1 1 max 1 1 0 0 0 uv njh st xv yu h j m i jii s r jrr j vu ir 理经济学和管理学的一个交叉领域研究出的方法 是近年来发展起来的一种效率分析的 方法 在计算土地利用效率计算中 估计有效生产前沿面 通常使用主成分分析方法 加权平均法或其他统计学方法 这些方法估计出的生产函数并没有表现出实际的前沿 面 得出得函数实际上是非有效的 因为这种估计是将有效评价单元与非有效评价单元 混为一谈而得出来的 在有效性的评价方面 除了 DEA 方法以外 还有其它的一些方 法 但是那些方法仅限于单输出的情况 相比之下 DEA 方法处理多输入 特别是多 输出的问题的能力是具有绝对优势的 并且 DEA 方法不仅可以用线性规划来判断评 价单元对应的点是否位于有效生产前沿面上 同时又可获得许多有用的管理信息 因此 它比其它的一些方法 包括采用统计的方法 优越 用处也更广泛 特别值得指出的是 DEA 方法是纯技术性的 非参数的统计分析方法 可以预言 这一方法在我们社会主 义国家也会得到广泛应用 2 2 2 数据包络分析 DEA 方法的模型及其含义 1 CCR 模型 关于数据包络分析的模型最开始是由著名的数学运筹学家 A Charnes W W Cooper 和 E Rhodes 三人在 1978 年提出来的 他们提出的第一个模型被命名为 CCR 模型 C2R 模型 从生产函数角度看 这一模型是用来研究具有多个输入 特别是具有多个输出 的 生产部门 同时为 规模有效 与 技术有效 的十分理想并且卓有成效的方法 对被评价的评价单元 2 1 0 0 njDMUj DEA 的基本模型 CCR 是 式中 0 j h 评价对象 j0评价单元的效率 0 ij x j0评价单元的第 i 种资源的输入量 0 ij y j0评价单元的第 r 种资源的输出量 第二章 相关概念和理论 8 i v 对第 i 种的输入资源的一种度量 权重 r u 对第 r 种的输出资源的一种度量 权重 j h 所有评价单元的效率 v 输入资源的权重向量 u 输出资源的权重向量 DEA 方法不需要对输入和输出变量之间的函数关系进行估计 而是运用线性规划 的原理计算所有评价单元 DMU 的生产前沿 然后根据各个评价单元与生产前沿面 的相对位置来判断各自的效率 位于生产前沿面上的评价单元就是有效率的 否则就是 弱有效率的 如图 1 1 所示一共有四个 DMU A B C D 假设每一个点都是一种投入和一 种产出的情况 利用 BCC 模型 则连接点 A B C 的曲线就是生产前沿面 也叫有效率 线 并且所有无效的点都是处在效率线或以下的区域 在这条线上的点都是 BCC 有效 率的 很明显 A B C 是 DEA 有效的 D 是无效的 假设 DEA 的模型是投入导向的 那么这条效率线就是指在一定的产出水平下 所有的投入量是最小的 即不能够在维持 现有的产出水平下 再减少投入 D 点与效率线的距离就是 D 点的无效率所造成的 那 么在投入导向的情况下 D 点的效率值就是 PR PD 如果是产出导向的话 D 点的效率就 是 TD ST 图 1 1 投入产出图 长安大学硕士学位论文 9 2 BCC 模型 前文介绍的 CCR 模型是研究基于评价单元规模收益不变情况下提出的 由于规模 收益概念在生产分析中的重要性 在 1984 年 R D Banker A Charnes 和 W W Cooper 在 对早期的数据包络分析的模型的基础上提出了另外一种被称为 BCC 的模型 BC2模型 BCC 模型的基本模型是 0 1 0 1 min 0 1 2 0 0 n jj j n jj j j st XsX YsY jn ss 符号说明 ij x 第j个评价单元对第i种输入的数据 0 ij x rj y 第j个评价单元对第r种输入的数据 0 ij y i 对第i种输入的一种度量 或权重 r u 对第r种输出的一种度量 权重 s 输入产品的松弛变量 s 输出产品的松弛变量 T jijmj Xxx T jijmj Yyy 这个模型的含义实际上是 保证所有的评价单元的效率不会比最大的效率还大的常 识性的条件下 选择适当的输入 v 和产出 u 使得 jn评价单元的效率达到最高 也就是 jn在最弱 最宽松的条件下 只要其他的评价单元不违背常识性的规律即可以 能够达 到的最大效率 那么它也就反映了该评价单元 竭尽全力 所能达到的效率 如果在这样 的条件下仍然没有能够得到最有效的境界 那就是这个评价单元本身的问题 它是低效 的 第二章 相关概念和理论 10 为了运算方便 上面的基本模型用图 1 2 示意表示 曲线 ABC 代表最佳效率线 S 代表的就是投入的松弛变量 即是 D 点的投入和效率线的差距 S 代表产出的松弛变 量 代表 D 点的产出和效率线的差距 当 S 0 时 就是有效率的 图 1 2 投入产出松弛变量关系图 2 2 3 数据包络分析 DEA 的效率指标 由于在 DEA 方法的效率框架下 有三种效率指标 综合效率 技术效率 规模效率 本文的研究将对 2010 年西安各区县土地利用的综合效率 技术效率与规模效率作全面 的评价分析 技术有效 一般而言 当产出为 Y 时 如果相应的投入 x 不可能再减少时 这样的生产过程被称为是技术有效 规模有效 若对于投入规模 x0 当投入小于 x0时 均为规模效益递增状态 而当投入大于时则相反 x0 即就投入规模而言 无论大于还是 小于 x0 都不是最好的 称这样的 DMU x0 f x0 为规模有效 技术效率是指投入与产出之间的关系 如果用既定的投入生产出了最大的产量 或 者换个说法 要生产既定产量时用的投入最少 就实现了技术效率 1957 年英国剑桥大 学经济学家 M J Farrel 首次从投入的角度去提出技术效率 价格效率和效率生产函数的 概念 Farrel 认为技术效率就是在产出规模不变 市场价格不变的条件下 按照既定的 要素投入比例所能达到的最小生产成本占实际生产成本的百分比 把效率分析扩大到所 有产业领域 部分文献在测算土地利用效率时 通过单位面积上产出量 从产出方面反映土地利 用效率 实际上并是真正的效率 而是土地利用的生产率 生产率是指生产过程中产出 长安大学硕士学位论文 11 与所需投入之间的比率 考虑生产函数 Y f X f x1 x2 xn 投入的生产要素集合为 X x1 x2 xn T 其中 Y 代表产出变了 X 是所有的投入变量 那么单要素 n 1 土地生产率是指土 地投入和产出之间的关系 Y X 土地生产率表示为 LP Y X 多要素生产率则是对投 入要素根据一定的权重进行加总后得到的投入与产出之间的关系 即 EP Y X Y Wjxj 其中 Wj为权重 xj为第 j 个投入 规模效率是考虑生产函数 Y1 f X f x1 x2 xn 投入的生产要素集合为 X x1 x2 xn T 令 k 1 如果改变原生产要素的投入量 即现在投入为 kX kx1 kx2 kxn T 那么有产出 Y2 f kX f kx1 kx2 kxn 那么 Y1 f X 与 Y2 f kX 分别是投入为 X 以及增大 k 倍后的产出 对于生产函数为 f kX f kx1 kx2 kxn 如果 f X f kX 即投入增长 k 倍 产出增加大于 k 倍 则认为生产处于规模递增 状态 这时生产者应该扩大规模 如果 f X f kX 即投入增长 k 倍 产出增加等 于 k 倍 则认为生产处于规模不变状态 这时生产者应该保持现有规模 如果 f X f kX 即投入增长 k 倍 产出增加小于 k 倍 则认为生产处于规模递减状态 这时 生产者应该减少规模 第三章 西安市土地利用效率评价 12 第三章 西安市土地利用效率评价 3 1 西安市概况 3 1 1 地理位置与行政区划 西安市位于黄河流域中游 关中平原中部 地理坐标界于东经 107 40 109 49 和北纬 33 49 34 35 之间 北临渭河 南依秦岭 东达骊山 西至沣河 东 西长约 204 千米 南北宽约 116 千米 土地总面积 10108 02 平方公里 西安市是陕西省的省会城市 总人口 806 81 万人 是陕西省政治 经济 文化中心 西安市在全省的位置如图 3 1 所示 西安市下辖新城区 碑林区 莲湖区 灞桥区 未 央区 雁塔区 阎良区 临潼区 长安区 蓝田县 周至县 户县 高陵县 共九区四 县 图图 3 1 西安市在陕西省位置示意图西安市在陕西省位置示意图 长安大学硕士学位论文 13 3 1 2 自然条件 西安市位于黄河流域中部的陕西关中平原 东西长约 204 公里 南北宽约 116 公里 属东亚暖温带半湿润大陆性季风气候区 四季分明 气候温和 年均气温 13 2 年均 降水量 594 10 毫米 市区平均海拔 400 米 境内最高点海拔 3867 米 市域内南部多山 北部为平原 山 川 塬并存 地势总体南高北低 呈簸箕形状 境内河流有 54 条 主要有泾 渭 灞 浐 沣 滈 涝 氵矞河等 素有 八水绕长安 之誉 市域内动 植物资源丰富 有野生植物 138 科 681 属 2224 种 有鸟类 230 种 17 目 51 科 兽类 55 种 7 目 23 科 珍稀保护动物鸟类 8 种 兽类 8 种 土壤有 12 个土类 24 个亚类 50 个土属 181 个土种 境内矿产资源种类繁多 现已探明的矿产资源有 47 种 其中金属矿产 21 种 非金属矿产 12 种 能源矿产 2 种 其他矿产 2 种 金矿 建 材 地热和蓝田玉具有较大的开发前景 旅游资源得天独厚 国家级重点文物保护单位 41 处 省级文物保护单位 65 处 秦始皇陵和兵马俑被列入 世界遗产名录 西安市地处八百里秦川中部 按地貌形态 成因和物质组成不同 自北而南 可将 西安市主城区地貌分为渭河及其支流河谷阶地 黄土台塬两种地貌单元 从地形上分析 主城区东南部黄土台塬较高 渭河及其支流的 级阶地至 河漫滩依次降低 北部渭河 级阶地及河漫滩最低 总体呈东南向西北缓慢倾斜 除东 南及东部黄土塬高程较高外 区内无特别突出的高差变化 阶地高差在 20 40 米之间 西安市主城区主要位于黄土台塬前冲洪积平原及河流阶地 主要表现为 10 条狭长的黄 土梁和依次间隔的 10 条槽形洼地 3 1 3 社会经济条件 2010年西安市常住总人口847 41万人 城镇人口为584 71万人 城镇化率达到69 GDP 总量达到 3429 22 亿元 占到全省的 34 56 人均 GDP 值 38343 元 是全省人均 水平的 1 6 倍 在生产总值中 2010 年全市生产总值是 3241 69 亿元 第一产业 140 04 亿元 占 4 32 第二产业 1406 57 亿元 占 43 39 第三产业 1695 08 亿元 占 52 29 全年财政总收入 240 86 亿元 全年财政总支出 371 62 亿元 固定资产投资 3250 56 亿元 高新技术产业 现代装备制造业 旅游业 文化产业 现代服务业已成为全市五大主导 产业 自改革开放以来 西安市的各项经济指标均大幅提高 详见表 3 1 其中 2010 年 全社会生产总值是 1978 年的 128 倍 2010 年西安是固定资产投资为是的 979 倍 2010 第三章 西安市土地利用效率评价 14 年社会消费品零售总额是 1978 年的 1084 倍 2010 年人均 GDP 是 1978 年的 75 倍 2010 年城镇居民家庭人均可支配纯收入是 1978 年的 101 倍 2010 年农村居民家庭人均纯收 入是 1978 年的 94 倍 说明在经过改革开放 30 年的发展 人民生活水平有了大幅度的 提高 基础设施建设也有了长足的发展 地方经济实力得到了大幅提升 尤其是进入 21 世纪以来 各项指标均处于一个快速增长阶段 表表 3 1 西安市主要年份主要经济发展数据表西安市主要年份主要经济发展数据表 年份 生产总值 人均GDP 固定资产 投资 社会消费品 零售总额 城镇居民家庭人 均可支配纯收入 农村居民家庭人 均纯收入 亿元 元 人 亿元 亿元 元 元 1978 25 35 513 3 32 12 70 414 190 1990 116 51 1932 26 39 72 77 1518 610 2000 646 13 9484 232 37 360 42 6364 2344 2005 1313 93 16406 835 10 670 56 9628 3460 2006 1538 94 18890 1066 62 784 95 10905 3808 2007 1856 63 22463 1435 33 936 21 12662 4399 2008 2318 14 27794 1906 36 1176 58 15207 5212 2009 2724 08 32411 2500 13 1381 12 18963 6275 2010 3241 69 38343 3250 56 1637 04 22244 7150 图图 3 2 西安市主要年份主要经济发展西安市主要年份主要经济发展走势图走势图 长安大学硕士学位论文 15 3 2 指标及数据的选取 本文运用数据包络分析 DEA 方法对西安市进行土地利用效率进行分析 由于自 然灾害 土地利用结构等等各种事件的影响 各年份的差异较大 而 DEA 模型要求各 个评价单元具有同质性 因此本文采用 2010 年数据作为截面数据 对 2010 年西安市各 区县土地利用效率进行计算 将 2010 年西安市 13 个县级行政单位土地利用现状看作独 立的评价单元 Decision Making Unit 简称 DMU 其中包括 9 个区 4 个县 因为是 同一年份的西安市下辖行政单位 所以各个下辖行政单位之间具有很好的可比性 符合 DMU 选择的要求 本文所采用的土地数据来源于 2010 年西安市土地利用变更数据 经 济数据 环境数据等其他数据来源于西安市统计年鉴 土地利用效率测度的多元指标体系是指用来测度农用地 建设用地 未利用地等土 地类型的利用效益 结构等一系列指标构成的有机整体 用土地利用效率测度的多元指 标体系来对区域土地的利用情况进行定性 定量评估 可对该区域的土地利用情况作出 客观评价 从而为科学合理地制定针对性的对策提供科学的依据 3 2 1 指标选取的原则 土地经济学认为土地利用应坚持 统筹兼顾 农业优先 节约用地 集约经营 加 强管理 提高效益 永续利用 的原则 测度土地利用效率的指标体系是一个结构复杂 的系统 具有变量多且复杂的特点 为使建立的测度土地的指标体系具有可操作性 适 宜性及科学性 应当遵从科学性 系统性 区域性 可数据获取可行性原则 1 科学性原则 深入分析土地高效利用内涵及基本要求 设计反映土地利用效率 的指标 指标意义要明确 口径要规范一致 各个指标具有较高代表性 能够及时 准确 真实 全面地反映区域土地资源 环境 人口 经济和社会各方面整体发展的水 平 2 系统性原则 按照系统论的观点 全面系统地反映土地利用程度的各个方面 反映各子系统之间的相互协调和促进的关系 同时又要努力避免指标之间的重复与交 叉 3 区域性原则 对城乡土地利用效率的衡量 因城乡差异 城镇规模及地域差异 而侧重点不同 因此 土地利用效率评价指标体系的选择 应以具有普遍性的指标为主 视不同区域和对象而调整 如在小城镇 其城镇土地利用效率评价 应侧重于城镇土地 的经济效益和使用效率 第三章 西安市土地利用效率评价 16 4 数据获取可行性原则 在研究的时候 需要切实的了解到 数据的获取的可行 性 指标体系应避免繁琐 尽量利用现有统计资料及有关城乡建设的规范 做到简洁明 了 并考虑数据获得的难易程度 保证具体指标全面反映土地利用效率的各种目标 根据以上原则 同时考虑应用 DEA 方法对投入产出指标的选取的需求 选择正确 的投入产出指标对确保结果的有效性和科学性至关重要 DEA 方法在分析评价单元时 追求的 DMU 有效实际上就是求在投入最小而产出最大 所以对于投入产出指标的选取 来说 我们总是希一望投入越小越好 而产出越大越好 3 2 2 指标的选取 由于土地利用效率的差异分析 综合的分析土地利用效率 需要从农用地 建设用 地和未利用地三方面进行考虑 由于未利用地尚未开发 故计算未利用地的土地利用效 率 不能直接的反应现阶段的未利用地的利用情况 因此本为主要从农用地和建设用地 两方面运用 DEA 方法来分析 2010 年西安市各区县土地利用效率 采用的是 2010 年西安市各区县农用地面积 而没有选用农业播种面积的原因是西 安市各地耕作制度相似 农用地面积能够较为真实反映各区县对农用地的利用效率 农 用地资金投入主要选取与农业生产有直接联系的投入指标 主要有农业机械总动力 劳 动力反映了是反映土地利用效率的另一个重要要素 选取的代表性细化指标为第一产业 从业人员 耕地利用效率产出指标选用第一产业产值 粮食总产量 农村居民家庭人均 纯收入 土地利用效率的一个重要指标就是土地的投入量 由于建设用地的与经济直接相关 的是建设用地 因此本文以建设用地的投入量作为指标进行分析 建设用地投入选取的 指标有财政支出 财政支出的主要用途是政府建造和购置固定资产 即固定资产再生产 主要通过建造和购置固定资产的活动 使国民经济不断采用先进技术装备 进一步调整 经济结构和生产力的地区分布 建立新兴部门 增强经济实力 对土地利用特别是建设 用地利用产生重要影响 财政支出是反映政府部门对于社会公共事业的投入 劳动力反 映了是反映土地利用效率的另一个重要要素 选取的代表性细化指标为非农业人口总 量 建设用地的重要产出指标国民生产总值 财政总收入以及城镇居民家庭人均可支配 收入 国民生产总值是建设用地产出的直接衡量指标 而另一个衡量指标是财政收入 城镇居民家庭人均可支配收入是反映建设用地产出的一个重要指标 长安大学硕士学位论文 17 各项投入产出评价指标见表 3 2 所示 表 3 2 土地利用投入产出变量指标表 投入变量 产出变量 农用地利用效率指标 耕地总面积 粮食总产量 农业从业人口 第一产业产值 农业机械总动力 农村家庭人均收入 建设用地利用效率指标 建设用地量 国内生产总值 非农业从业人口 城镇家庭人均收入 财政支出 财政收入 3 3 西安市土地利用效率计算 3 3 1 2010 年西安市土地利用现状 根据西安市 2010 年土地变更调查 全市农用地面积 8410 55 平方公里 占总面积的 81 08 建设用地面积 1686 25 平方公里 占总面积的 16 26 未利用地面积 276 71 平方公里 占总面积的 2 67 1 农用地 农用地 8410 55 平方公里 其中 耕地 3169 07 平方公里 占土地总面积的 31 35 园地 267 85 平方公里 占 2 65 林地 4263 91 平方公里 占 42 18 牧草地 125 52 平方公里 占 1 24 其它农用地 198 43 平方公里 占 1 97 2 建设用地 建设用地 1686 25 平方公里 其中 城镇村及工矿用地 1210 26 平方公里 占建设 总面积的 83 36 交通用地 198 85 平方公里 占 13 70 水利设施用地 27 40 平方公 里 占 1 89 其他建设用地 15 38 平方公里 占 1 06 3 未利用地 未利用地 941 49 平方公里 其中 荒草地 633 90 平方公里 占土地总量的 6 27 公益性水域 223 33 平方公里 占 2 21 其他未利用地 84 26 平方公里 占 0 83 第三章 西安市土地利用效率评价 18 城镇村及 工矿用地 83 36 交通运输 用地 13 70 水利设施 用地 1 89 其他建设 用地 1 06 其他 2 95 图 3 3 2010 年西安市土地利用结构图 3 3 2 2010 年西安市各区县农用地利用效率分析 根据西安市 2010 年土地变更调查 西安市的农用地面积 8410 55 平方公里 占西安 市土地总面积的 81 08 是西安市的主要土地利用类型 因此本文先计算 2010 年西安 市各区县农用地利用效率 表表 3 3 2010 年西安市各区县年西安市各区县农用地农用地统计统计表表 行政辖区 辖区总面积 农用地 面积 占辖区总面积的比例 平方公里 平方公里 新城区 31 14 0 10 0 32 碑林区 24 42 0 00 0 00 莲湖区 39 25 0 00 0 00 灞桥区 324 50 191 81 59 11 未央区 264 41 93 46 35 35 雁塔区 151 44 32 39 21 39 阎良区 244 55 175 51 71 77