2.1 ULUE总体特征
根据窗口SBM-Undesirable模型,并运用MaxDEA软件计算得到2005—2016年甘肃省各ULUE值(表1)。根据潘竟虎等[32]关于城市发展效率的研究,基于2005—2016年甘肃省土地利用效率实际值,设定ρ*=1为高效率; 0.8≤ρ*<1为中等效率; 0.6≤ρ*<0.8为低效率; ρ*<0.6为无效率。
(1)甘肃省ULUE整体上处于中等水平。从整体来看,2005—2016年甘肃省ULUE平均值为0.830,达到最优水平的83%。其中,2005—2007年效率值均处于中等水平,3 a均值为0.779,处于最优水平的77.9%; 2008—2016年效率值均处于高等水平,9 a均值为0.847,达到最优水平的84.7%。从个体来看,2005年效率值为0.772,处于12 a间效率最低水平,仅达到最优水平的77.2%。其中,白银(0.286)、张掖(0.432)、平凉(0.419)、定西(0.405)4个城市处于无效状态,拉低了2005年甘肃省土地利用效率整体水平; 2008年效率值为0.880,处于12 a间效率最高值,达到最优水平的88%。其中,处于效率最优的城市有兰州、金昌、天水、武威等9个城市,处于中等效率的有嘉峪关(0.892)和酒泉(0.898)共2个城市,从而带动了2008年甘肃省土地利用效率。表明甘肃省2005—2016年土地利用效率处于中等水平。
(2)甘肃省城市间土地利用效率差异显著。2005—2016年甘肃省14个市州共168个城市,土地利用处于高效率、中等效率、低效率、无效率的城市分别有89,18,22,39个,占到总数的52.98%,10.71%,13.10%,23.21%,表明甘肃省ULUE差异较大。具体来看,2005—2016年合作土地利用效率均值为1,排名第1,且每年效率值都为1,属于DEA有效; 兰州平均土地利用效率为0.994,排名第2,除了2012年效率值为0.932之外其余效率值都为1; 庆阳平均土地利用效率为0.988,排名第3,除了2007年效率值为0.857之外其余效率值都为1; 而白银和平凉土地利用效率均值分别是0.625,0.462,排名第13,14,白银除了2011年和2013年效率值为1外其余效率值小于1,而平凉效率值都小于1,表明ULUE值差异明显。
(3)甘肃省城市间土地利用效率波动较频繁,整体呈现上升的趋势。根据2005—2016年甘肃省城市土地利用效率均值图(图1),可以看出甘肃省ULUE整体上呈现增加的态势,均值由2005年的0.772增长到2016年的0.830,涨幅达到7.5%。2005年有兰州、嘉峪关、天水、酒泉、庆阳、陇南、临夏和合作8个城市效率值达到1; 2010年有兰州、嘉峪关、金昌、庆阳、定西和合作6个城市效率值为1; 2016年有兰州、嘉峪关、天水、威武、张掖、庆阳、定西、陇南和合作9个城市效率值达到1,属于DEA有效。甘肃省城市土地利用变异系数由2005年的0.366下降到2008年的0.223,即12 a间的最大值和最小值,随后不断升降,到2016年达到0.276,总体减幅为24.48%。表明甘肃省城市间土地利用效率在波动的变化,整体上呈现增加趋势。
2.2 ULUE时空演变特征
为了更加直观地表达甘肃省ULUE的空间分布特征,基于2005年、2010年、2016年ULUE数值,依照上文对效率值的分类,利用ArcGIS 10.2进行可视化(图2)。
(1)甘肃省高效、中效、低效、无效率城市分别由2006年的8,0,1,5发展到2016年的9,0,2,3个城市,占其所有城市的比重分别为57%,0%,7%,36%与64%,0%,14%,22%。中效、低效与无效城市2006年、2016年分别占到了43%和36%,呈现下降趋势。令人鼓舞的是中等效率以上的城市占比由57%上升到64%,高效率城市增长1个,低效率城市数由5个减少到3个。甘肃省城市土地利用低效和无效城市在减少,表明在快速城镇化进程中,甘肃省积极推进土地集约利用,优化升级经济和产业结构,ULUE不断提升。
(2)甘肃省2005年、2010年和2016年高效率的城市均有兰州、嘉峪关、庆阳和合作4个城市,而处于无效率的城市均有白银和平凉2个城市。其中,平凉土地利用效率值最低,土地利用粗放,究其原因是其处于偏远的黄土丘陵沟壑区,经济实力薄弱,对外交通不便,社会生产生活条件差。2005年、2010年和2016年张掖和定西这两个城市土地利用水平提升明显,其中定西从2006年的0.405上升到2010年的1,张掖从2006年的0.432上升到2010年的0.843再上升到2016年的1,这些城市位于陇海—兰新线,经济发展迅速,对外交通便利,区位优势明显,土地集约化利用趋势明显。
(3)从地域上看,城市土地利用的空间分布变化显著,高效、中效、低效和无效城市相间分布。历年DEA高效率的城市主要有两类:一类是在经济发展水平与城市化水平很高的省会城市(兰州)、工业城市(嘉峪关、庆阳),这类城市经济基础好,在土地利用规划的同时重视废弃物排放监管和生活垃圾处理,注重资源的合理配置和利用; 另一类是在经济基础相对较弱和工业化程度低的城市(合作),究其原因本研究考虑了非期望产出,这类城市环境污染较少,城市土地利用的产出和集约利用程度高。
图2 2005年、2010年和2016年甘肃省ULUE空间分布
2.3 不同地区ULUE特征
根据胡雪瑶等研究成果[33],依据城市经济区差异程度将甘肃省划分为陇中、河西、陇东、陇南、南部民族地区5个,分别计算5个地区的平均值(表2),进一步揭示不同地区甘肃省ULUE特征。
(1)甘肃省ULUE呈现南部民族>河西>陇东>陇中>陇南的等级差异特征。2005—2016年南部民族、河西、陇东、陇中、陇南地区ULUE均值分别为0.925,0.852,0.837,0.794,0.725,依次降低,表明南部民族地区ULUE最高。究其原因本研究考虑了非期望产出,南部民族地区城市发展过程中带来的工业污染和生活垃圾少,有效地保护了生态环境,效率最高; 河西地区资源型城市多,自然条件较好,地势平坦,城镇经济发达,能够很好地利用城市土地资源; 陇东、陇中和陇南大多地区处于山地和黄土高原干旱区,地质地貌复杂,自然条件差,多为甘肃省老工业基地,经济发展过程中带来的环境污染严重,效率最低。
(2)甘肃省不同地区ULUE差异显著,呈现不同程度的上升和下降趋势。2005—2016年波动上升的为陇中和河西地区,陇中地区2005年效率值为0.564,2011年效率值为0.947,达到12 a间最高值,2016年效率值为0.857,比2005年上升了51.95%; 河西地区2005年效率值为0.738,2008年效率值为0.958,为12 a间最高值,2016年效率值为0.871,涨幅了18.02%,表明2005—2016年陇中和河西地区ULUE有所提高。2005—2016年波动下降的有陇南和南部民族地区,陇南地区2005年效率值为0.710,2012年效率值为0.658,为12 a间最低值,2016年效率值为0.681,下降了7.32%; 南部民族地区2005年效率值为1,为DEA有效,土地利用效率高,2016年效率值为0.720,为12 a间最低值,下降了28%,表明2005—2016年陇东和南部民族地区ULUE有所下降。陇东地区2005年效率值为1,效率值最低为2012年的0.595,随后又上升到2 016的1,效率达到最大值。
2.4城市土地利用分解效率特征
为了能更好地描述甘肃省ULUE变化趋势,进一步揭示出驱动ULUE变化的原因,本研究运用MaxDEA软件将技术效率分解为纯技术效率和规模效率(图3)。同时,为了清晰地反映纯技术效率与规模效率对技术效率的贡献度,本研究绘制了技术效率与纯技术效率、技术效率与规模效率关系散点图(图4)。
图3 2005-2016年甘肃省城市土地利用效率及其分解效率
(1)甘肃省城市土地利用分解效率整体呈现上升趋势,且规模效率突出。从图3可以看出纯技术效率和规模效率变化趋势和技术效率变化趋势一致,且呈现上升的趋势。2005—2016年规模效率和纯技术效率均值分别为0.904和0.830,规模效率均值高于纯技术效率近8个百分点,且技术效率与规模效率的相关系数为0.957,高于技术效率与纯技术效率的相关系数0.933,表明城市土地利用规模效率是城市土地利用技术效率的主要驱动因素。
(2)甘肃省城市土地利用技术效率受到两种分解效率的影响,且规模效率的贡献度较大。从图4可以看出纯技术效率和规模效率与技术效率分别呈现正相关关系,即随着技术效率的增加纯技术效率和规模效率也呈现增加的趋势。各个ULUE与45°对角线不能很好的重合,说明城市土地利用技术效率受到纯技术效率和规模效率的共同作用。由图4A可以看出散点更接近45°对角线,拟合度高; 而图4B散点多位于顶端和偏上部,且偏离45°对角线的散点较纯技术效率的更多,拟合度低,分解中的规模效率对技术效率的贡献度更高于纯技术效率,说明了甘肃省土地利用效率处于中等水平的主因是纯技术效率不高造成的,进一步解释了技术效率变化是由规模效率变化引起的。因此各个城市在今后的土地利用过程中更应该重视土地资源的配置和利用,重视技术进步对ULUE的提升作用,提高土地利用水平,严格控制土地的低效和粗放使用,尤其是ULUE较低的陇东和陇南地区要结合自身发展实情,把技术创新作为提升ULUE的根本动力。
图4 甘肃省城市土地利用技术效率与各分解效率的关系
