第 1 章 引言
1.1 研究背景和意义
1.1.1 研究背景
改革开放以来，中国工业迅猛发展，2016 年工业总产值达到了 1755.2 亿元，为国内生产总值贡献了 33.31%。城市工业用地面积在数量上呈大幅度上升趋势，在 2016 年中国工业用地面积已经是 10250.60 平方公里，与 2000 年相比，工业用地面积在数量上增加了 5409.06 平方公里，占城市建设用地面积的 19.43%，远超国外的 10%(高魏等，2013)。长期以来中国的经济增长主要采用粗放型的增长方式，依靠资源的大量投入和牺牲美好的环境，工业的发展依靠低价的工业用地价格吸引大量投入，工业用地存在大量的闲置浪费(陈伟等，2014)。各类型的工业园区和高新技术园区在全国各级大中城市普遍存在，而园区的城市工业用地无序利用现象非常严重，工业用地资源的浪费，使得工业用地利用效率十分低下(罗能生等，2016)。我国工业用地存在着效率总体偏低的现象，工业用地容积率在 0.5 左右，但是发达国家用地容积率一般达到 1.0(车娜，2012)。从总的来看，我国目前工业用地存在以下几个主要方面的问题。
第一，工业用地投入产出效率总体偏低。罗能生等(2016)认为利用简单比值法得到的城市工业用地利用效率能够较好反映城市工业利用情况，比值公式为该城市某年份的规模以上工业总产值与该城市的工业用地面积的比值，并得出中国各大中城市工业用地利用效率普遍不高，且城市工业利用效率低于发达国家水平的结果。
第二，工业污染在一定程度上降低了城市工业用地利用效率。李林(2016)运用数据包络分析方法(DEA)分别测算了 2012—2014 年广东省城市工业用地利用效率，模型中对比分析了考虑非期望产出即环境污染和不考虑非期望产出两种情形，结果分析显示，城市工业用地利用效率中考虑环境污染的情形和工业生产的现实更为吻合，不考虑环境污染得到的效率值偏高。
第三，工业用地利用效率存在明显的空间地域差异。熊强等(2013)运用 DEA 模型和曼奎斯特指数，对中国 29 个省际城市 2003—2009 年工业用地生产效率进行了差异分析，得出每个省际城市工业用地生产效率具有很大的差异，中西部地区与全国平均水平相比偏低，并远低于东部地区。
第四，大部分地区存在工业用地地价偏低造成工业用地粗放的现象。楚建群等(2014)对城市工业用地价格进行研究发现，工业用地地价过低导致寻租行为的发生，造成工业用地粗放利用，使工业用地需求量被放大。地方政府为了吸引投资，给大厂商以低廉的工业用地地价和广阔的工业用地空间，造成大企业工业用地存在浪费现象，工业用地面积大，居民住房面积小，导致房价偏高，房价偏高，进一步导致企业涉足房地产行业，造成居住用地供应不足，居民用地的扩张使得很多企业工业用地的不足。
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1.2 国内外研究综述
1.2.1 国外研究综述
国外对城市用地的研究早于国内，近年来主要集中城市土地利用格局演变、城市土地利用规划等。如 CM Almeida 等(2008) 运用人工神经网络和元胞自动机模型模拟和预测了巴州中西部中型城镇的空间土地利用格局演变；R White 等 (2016)建立了元胞自动机模型来模拟城市土地利用的空间格局演变；F Aguilera 等(2011)利用空间度量量化西班牙一个中等规模城市格拉纳达的增长模型的变化，并运用元胞自动机模型模拟了城市的聚集、压实、分散三个增长过程和聚集、线性、跨越、节点四个城市增长模式；JulianHagenauer 等(2012)利用人工神经网络和空间数据分析模拟了欧洲一些城市的空间模式演变和进行了空间异质性的实证分析。Y Sakieh 等(2015) 运用多指标综合评价方法，建立适合于农业、环境保护和城市化的评价指标体系，并在加权排除农业土地保护和环境保护两种情形的影响下，评价城市土地利用规划分散策略；R Mosadeghi 等(2015)运用层次分析法和模糊层析分析法界定大规模城市土地利用范围和规划城市利用情景。
近年来，国外对城市工业用地研究主要集中城市工业用地与城市的可持续发展、城市工业用地发展的影响因素等。NG Leigh 等(2012)通过总结 14 个城市近期的地方产业政策和 10 本以实践为导向的具有地方经济发展成分的智能增长出版书，采用明智的扩张包含策略，转换工业用地模式，可以实现工业可持续发展；S Fricke 等(2008)通过研究 1955-2006 年路易斯安那州新奥尔良市的城市发展与工业用地、工业设施、废弃物、污染物排放的关系，研究表明转换污染工业用地的主要用途，可以实现城市的可持续发展；K Chapple(2014)对旧金山湾地区四个城市的工业用地如何转换商业用地和土地扩张的动态研究，并结合国家建立时间序列和历史分区图这两个独特的数据集，采用多变量分析方法对城市工业用地与城市最佳发展进行研究。R Nallathiga(2010)通过对孟买纺织厂所面临的机遇与挑战的分析，追踪孟买工业规划和政府政策的变化研究，发现政府的政策影响对城市工业用地的发展有着重要意义；JI Park 等(2017)利用美国国家机构时间序列数据，对佐治亚洲亚特兰大市外商直接投资创造的制造业就业的空间格局进行了研究，面板回归分析结果表明随着时间推移，中心城区城市工业用地的减少与外商直接投资制造业工作的郊区化相关。E Louw 等(2012)通过对荷兰工业用地空间生产力的计算和分析表明工业园区土地生产力存在巨大的区域差异，城市工业用地的空间生产力很高，并且随着城市化率的降低而降低。
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第 2 章 城市工业用地利用效率时空演变分析
2.1 研究区域概况
中部六省地理位置居于我国中间地区(如图 2-1)，包括 6 个省份：位于中部偏北的山西省和河南省、中部偏南的湖南省和江西省、中间地带的安徽省和湖北省(如表 2-1，本文把仙桃市、随州市、天门市归于荆州市，济源市归于驻马店市，神农架归于十堰市)。中部六省依靠是我国的人口大区，总人口占全国的将近 30%，也是我国重要的经济腹地，贡献了全国约 20%的 GDP，虽然只占全国 10.7%的土地，但在我国农业、工业、服务业占据重要市场。自 2006 年起，把中部崛起作为一项中央政策，大力推动中部地区经济发展，承接习近平总书记在改革开放 40 周年重要讲话，统筹西部大开发、东北全面振兴、中部地区崛起，东部率先发展，促进区域协调发展，至 2016 年底，中部地区城镇化率 53.44%，低于全国平均水平的 57.35%，2016 年中部六省工业生产总值为 20.98万亿元，占国内工业总产值的 20.69%。城市工业用地面积也在稳步增长，2016 年中部六省城市工业用地面积为 1812.56 平方公里，占中国城市工业用地面积的 17.68%。
从表 2-3 中可以看出，省会城市如合肥市、郑州市、长沙市、南昌市和武汉市的GDP 在 2009—2016 年间都增长了 1.5 倍左右，虽然太原市增长缓慢，但也增长了将近一倍，说明中部六省的经济发展取得了优异成绩。根据中部城市工业用地价格情况(表2-2)，和同期其他国民经济指标作对比(表 2-3)，可以发现在 2009—2016 年，合肥市的工业地价几乎没有发生变化，南昌市、郑州市、武汉市、长沙市的工业地价增长幅度远低于同期主要国民经济指标的增长速度，太原市的工业地价虽然增长幅度较大，但也低于同期其他主要指标。从这一方面可以看出，中部地级及其以上城市的工业地价存在不合理，工业用地存在粗放利用现象(彭政前，2008)。
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本文研究目的是为了计算中部六省地级及其以上城市的工业用地利用效率，以工业总产值为分子，以城市工业用地面积为分母，不考虑其他要素投入，计算工业用地产出效率。多指标加权评价法和因子分析法等在评价城市工业用地利用效率时，需考虑各种投入要素，如资本、土地、劳动力等，并考虑经济、社会、生态等方面的产出，偏离了本文主旨。基于投入—产出视角的效率评价方法有两种：计算参数的方法和不需要计算参数的方法。需要估计参数的方法需要事先对误差项做检验性的假设分布，并通过实际数据得到结果来检验假设的正确性，并且对生产过程中不可预测的状况难以描述，对随机干扰项也难以准确表达；非参数方法不需要事先对误差项进行预计假设，通过计算直接获得效率值，但是所得的效率是相对于某一年份最优结果的比较，具有相对性，并不能真实反映该地区的效率；且基于产出角度的评价方法简单易行、适用广泛，是评价绩效、效益的主要方法。因此，本研究选用罗能生等(2016)对城市工业用地利用效率的测算公式。其中，工业生产总值根据工业生产价格指数换算为 2006 年不变价。
城市工业用地利用效率=工业生产总值/城市工业用地面积 (2.1)
根据城市工业用地利用效率=工业生产总值/城市工业用地面积，计算出 2006—2016年中部六省及 82 个地级市城市工业用地的利用效率，并对结果进行整理(图 2-1)。从图中可以看出，在研究期间内中部六省的城市工业用地利用效率总体上呈上升趋势，增幅顺序为湖南>安徽>江西>湖北>河南>山西，工业用地利用效率平均值为河南>湖南> 江西>安徽>山西>湖北。
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第 3 章 城市工业用地利用效率空间异质性分析...............................24 3.1 探索性空间数据分析方法...............................24
3.2 城市工业用地利用效率总体空间格局演变....................................25
3.3 城市工业用地利用效率局部空间格局演变....................................26
第 4 章 城市工业用地利用效率影响因素实证分析..................................29
4.1 变量选取与数据来源..................................29
4.2 城市工业用地利用效率影响因素模型选定..........................31
第 5 章 基于 DEA 模型的城市工业用地利用效率分析..................................35
5.1 DEA 模型..............................35
5.2 城市工业用地利用效率分析............................36
第 5 章 基于 DEA 模型的城市工业用地利用效率分析
5.1 DEA 模型
数据包络分析法(Date Envelopment Analysis Method，DEA)也称为非参数方法，是测算“多投入-多产出”效率的方法。DEA 模型由于无需事先设定具体模型形式与估计参数，有效避免了人为确定指标权重的主观影响，评价结果具有内在客观性，是目前应用最为广泛的相对效率评价方法。DEA 模型包括固定规模收益模型(CRS-DEA)和可变规模报酬模型(VRS-DEA)，效率值介于 0~1 之间，属于截尾数据。考虑到需要进一步对评价单元规模和技术进行差异性分析，故选取 VRS-DEA 进行评价。通过建立 VRS-DEA模型可以得到综合技术效率、纯技术效率和规模技术效率，综合技术效率=纯技术效率×规模技术效率。其中，当综合技术效率越接近于 1，表明决策单元的土地利用综合效率越高；综合效率为 1 时，表明对应农业土地利用综合效率达到生产前沿面上，投入产出达到最优组合。
将每个设区市作为一个决策单元，假设有 n 个决策单元 DUMj (j=1, 2, … , n), 每个决策单元(DUM)都有 m 种投入 xi (i=1, 2, … , m), 以及 s 种产出 yr (r=1, 2, … , s), 当前要评价的 DUM 记作 DUMk，那么第 j 个设区市在锥性、凸性、无效性和最小公理性假设下，基于可变规模报酬的模型(即 VRS-DEA 模型)，如下所示：
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第 6 章 结论、讨论与建议
6.1 研究结论
本文根据城市工业用地利用效率=工业增加值/城市工业用地面积等式，测算出 2005—2016 年中部六省 82 个地级市的城市工业用地利用效率，并运用空间自相关模型进行时空差异分析，最后运用面板空间计量模型对中部六省省级层面的城市工业用地利用效率做影响因素实证分析，得出以下结论：
(1)在研究期间内中部六省的城市工业用地利用效率总体上呈上升趋势，增幅顺序为湖南>安徽>江西>湖北>河南>山西，工业用地利用效率平均值为河南>湖南> 江西>安徽>山西>湖北。中部六省各城市工业用地面积的利用效率除新余市外在研究期内都呈上升趋势。
(2) 从空间来看，低水平区域随着经济的发展呈缩减趋势；中间水平区域由无到有并呈进一步扩增趋势，由中部地区的偏北地带向中部、南部移动；高水平区域由无到有，主要分布在中部六省的河南、湖南境内；中间水平和高水平区域大部分处于中部六省的边界处。
(3) 根据全局空间自相关分析，中部六省 82 个地级市城市工业用地利用效率具有空间正相关，即城市工业用地利用效率较高的地级市趋于邻近，城市工业用地利用效率低的地级市趋于相邻。
(4) 在研究期内，中部六省 82 个地级市城市工业用地利用效率空间集聚性总体上呈减弱趋势，而空间异质性逐渐增强，城市工业用地利用效率的差异在扩大，大部分地级市城市工业用地利用效率“空间极化不明显，处于较低水平均衡状态”。
(5) 工业化程度在 2006 年对城市工业用地利用效率具有显著的正向作用，在 2011年具有显著的负向作用，在 2016 年又具有显著的正向作用；土地市场化水平在 2006年和 2011 年对城市工业用地利用效率具有显著的正向作用，在 2016 年具有显著的负向作用；工业固定资产投入在 2006 年对城市工业用地利用效率具有显著的负向作用，在2011 年和 2016 年具有显著的正向作用；工业用地投入在 2006 年对城市工业用地利用效率具有显著的正向作用，在 2011 年和 2016 年具有显著的负向作用。
参考文献（略）