［提要］ 本文基于VAR模型，通过变量平稳性检验、协整分析和广义脉冲响应分析，利用乌鲁木齐市城市建设用地、经济发展和经济结构相关数据，分析三者之间的长期均衡关系及其动态性，并基于脱钩理论测度乌鲁木齐市建设用地与人均GDP的脱钩关系。结果表明：乌鲁木齐市城市建成区面积、人均地区生产总值与经济结构综合得分之间存在协整关系；格兰杰因果检验表明：城市建成区面积与人均生产总值存在双向因果关系，城市建成区面积与人均生产总值均不与经济结构综合得分存在格兰杰因果关系。城市建成区面积与人均生产总值存在短期关系，城市建成区面积主要与自身滞后1期的建成区面积有关，但对于人均生产总值而言，城市建成区面积的扩大可能会导致人均生产总值的减少。乌鲁木齐城市经济发展与城市建设用地间的脱钩状态呈现出一定的阶段性，但主要为弱脱钩，说明经济增长速度大于城市扩张速度，可以更有效地采用调整用地结构、优化土地利用率等方法，更好地控制城市无序扩张，提升城镇化质量。
关键词：城市建设用地；经济发展；经济结构；脱钩理论；乌鲁木齐
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：71563049）；国家自然科学基金项目（编号：71463054）
中图分类号：F29 文献标识码：A
收录日期：2018年12月4日
乌鲁木齐市地处天山北麓，属于典型的干旱区绿洲城市，东、西、南三面环山，由于受地形地貌及水资源条件的影响，城市呈现南北向狭长东西向窄的“T”字状。近年来，随着城市经济增长和人口增加等因素影响，城市扩张的速率也逐年加快，其主要扩展方向为沿西北向、西部山体北缘、东北向和沿老城区外缘的扩展。城市的快速扩张为人口、产业、资金的集聚奠定了基础，促进经济发展，但同时也暴露出一些问题，如外延式的城市扩张占用农地资源过多，造成水资源短缺、城市环境承载力下降等问题。当前，城镇化建设更看重的是城镇化质量的提升，城市发展也不再是以往“摊大饼”形式，而更注重内涵式发展。同时，随着经济发展方式的不断转变，城市扩张和经济发展也呈现出新的互动关系。鉴于此，本文从城市扩张、经济发展与经济结构间的关系入手，分析三者间长期均衡关系及其动态性，为准确认识城市发展规模和实体经济的结构调整，为增强城市空间拓展的合理性和经济增长的可持续性，为乌鲁木齐城市发展提供科学依据。
国外基于城市扩张与经济发展关系间的研究比较早，且多集中在城市扩张对经济增长的影响方面，Cormac Walsh研究了1990～2006年期间在人口和经济快速扩张下都柏林市区空间规划；Abdullah从社会发展角度对20世纪60年代以来马来西亚的发展进行了分析，指出城市扩张能够促进经济、社会、文化的进步，进而提升城市综合竞争力。IlariaZambon等利用土地分区和一个综合社会经济指标数据库，结合当地情况分析了西班牙加泰罗尼亚城市规模的空间方向和城市扩展的强度。
在研究城市扩张与经济发展的关系过程中，因地域差异的存在使得国内学者对不同区域进行针对性研究。在以省市为单位的研究中，多以山东省、江苏省、广州市、重庆市等经济发展较快的地区为例；在以国家政策和地理区位为划分标准的研究中，主要以长江经济带、西部地区、京津冀地区城镇化进程为例。以上研究主要运用动态关联、协整分析、库兹涅茨曲线、时空演变、脱钩分析和耦合协调等方法进行分析。同时，也有学者对中国城市扩张与经济做出计量分析。
在乌鲁木齐市城市扩张过程中，许多学者从城市地理和经济地理的角度对乌鲁木齐城市扩展的时空特征、城市化与水资源的利用关系、城乡用地转化以及经济、人口与环境的协调性等方面进行了广泛而深入的研究。已有研究对于城市建设用地规划配置、城市经济可持续发展具有重要意义，然而大多研究侧重于城市扩张与经济发展二者之间的关系，且研究对象多以全国或者中、东部发达省份为主，本文拟通过协整检验、格兰杰因果关系检验分析乌鲁木齐市城市扩张、经济发展与经济结构间的互动关系，进而运用向量自回归模型以及脱钩理论对乌鲁木齐市城市扩张与经济发展关系做出定量分析。
一、数据制备与研究方法
（一）变量选择与数据制备。在本研究中，对城市扩张、经济发展和经济结构三方面选取具有代表性指标变量进行计量分析。
1、城市扩张。城市经济对区域经济的发展会产生一定的影响，而城市建成区作为城市经济发展的载体，促进和带动地区经济的发展。同时，城市建成区面积的变化亦是对城市扩张的速度、规模和真实客观的反映。故选取城市建成区面积（UBA）作为城市扩张的指标，单位为平方公里。
2、经济发展水平。反映某一地区的经济发展水平，可以用地区生产总值、人均地区生产总值、经济发展速度等指标来体现。人均地区生产总值是区域经济与人民生活水平的综合指标，因此选用人均地区生产总值（PCG）来反映地区经济发展水平，单位为元。
3、经济结构。本文根据单晓娅、李变花总结的“经济增长质量综合评价指标体系”中设定的经济结构评价指标，利用变异系数法以及数据归一化方法，计算经济结构综合得分（R），并以此衡量乌鲁木齐市经济结构体系综合情况。相关指标具体如下：
（1）第三产业增加值占GDP比重（TAG）。该指标侧重于反映产业结构分类对于整体经济结构产生的影响，尤其是服务性产业对地区生产总值的影响。具体计算方法：TAG＝■。其中，△TAV为第三产业增加值，即第三产业地区生产总值与上一年度值的差，GDP为地区生产总值，单位为%。
（2）城镇化水平（UL）。城镇化水平也称为城镇化率，该指标是反映当地城市化进程的一个重要衡量指标，对城乡经济结构的优化产生一定的影响，用城镇人口占总人口的比重来衡量，单位为%。
（3）工业产品产销率（IPL）。工业产品产销率代表一定时期内工业企业已销售产品总量与可供销售产品总量之比，一定程度上体现了工业产业供给与需求结构是否平衡。本文选择乌鲁木齐市国有及规模以上非公有企业的工业销售产值与工业总产值的比重作为工业产品销售率，单位为%。
经济结构综合得分可表示为：
R＝?蒡｛af（x）+bg（x）+ch（x）｝ （1）
其中a、b、c分别为三个变量的权重，f（x）、g（x）、h（x）为经归一化处理后的、与权重相对应的数据。
本文提到的经济结构，侧重于从产业结构角度说明其与城市扩张的关系。本文通过变异系数法来衡量经济结构综合评价体系中包含的三个变量的具体权重。经计算得出，第三产业增加值占GDP比重的权重为0.7905，城镇化率的权重为0.1507，工业产品产销率的权重为0.0588。与产业结构相关的指标占经济结构综合评价体系权重的0.8493。
本研究数据来源于《乌鲁木齐统计年鉴》（1999～2017年）、《新疆统计年鉴》（1999～2017年）、政府工作报告以及乌鲁木齐相关公报。其中，为去除价格变动因素的影响，人均地区生产总值、第三产业地区生产总值、地区生产总值均是以1978年为基期，使用对应的价格指数计算得出。
（二）研究方法
1、格兰杰因果检验。格兰杰因果检验解决了x是否引起y的问题，可反映y能够在多大程度上被过去的x解释。若式（1）成立，则说明x可以引起y。其中，MSE表示预期的均方误差。通过格兰杰因果关系检验，可分析存在协整关系的变量间是否存在因果关系以及因果方向。
MSE［■（ym+n｜ym，ym-1，…）］=MSE［■（ym+n｜ym，ym-1，…，xn，xn-1，…）］ （2）
2、向量自回归模型。向量自回归（VAR）模型是将系统中每一个内生变量的滞后值的函数来构造模型，从而将单变量自回归模型推广到由多元时间序列变量组成的“向量”自回归模型。探讨城市扩张、经济发展、经济结构的关系问题，可建立如下VAR模型：
LNUBAt=?琢0+?琢1UBAt-1+…+?琢kUBAt-k+?茁0+?茁1PCGt-1+…+?茁kPCGt-k+?酌0+?酌1zRt-1+…+?酌kRt-k+χtLNPCGt=?啄0+?啄1UBAt-1+…+?啄kUBAt-k+?着0+?着1PCGt-1+…+?着kPCGt-k+?灼0+?灼1Rt-1+…+?灼kRt-k+ψtLNRt=η0+η1UBAt-1+…+ηkUBAt-k+θ0+θ1PCGt-1+…+θkPCGt-k+ι0+ι1Rt-1+…+ιkRt-k+ωt（3）
式中，UBA、PCG、R分别代表城市扩张、经济发展与经济结构；α、β、γ、δ、ε、ζ、η、θ、ι为各变量的待估计参数；χ、ψ、ω为各方程的随机扰动项。
3、脱钩理论。脱钩现象反映了两变量间离合情况。如果变量间的依赖关系随时间演变出现了阻断现象，则可认定它们实现了脱钩，否则认定为耦合。本文的脱钩指数模型函数表达式如式（4）所示：
λ＝■ （4）
其中，λ表示脱钩弹性系数；UBA代表城市扩张；PCG代表经济发展；△UBA表示与上一年相比，当前城市面积的变动；△PCG是人均地区生产总值变化情况。
依据Tapio对脱钩弹性系数和模型中对分子分母符号的判断，脱钩类型分为八类，以此对城市扩张与经济发展的关系进行衡量。表1为脱钩状态衡量表。（表1）
二、城市扩张与经济发展、经济结构关系分析
（一）乌鲁木齐城市建成区面积、人均GDP与经济结构关系分析。从1998年至2016年乌鲁木齐城市建成区面积、人均GDP与经济结构综合得分情况的分布可看出，城市建成区面积与经济结构发展态势和人均GDP与经济结构发展态势基本一致；大致可分为两种情况：（1）经济结构高于建成区面积或人均GDP的发展水平，大致分布在1998～1999年、2002～2007年、2011～2012年；（2）经济结构低于建成区面积或人均GDP的发展水平，主要年份为2000～2001年、2008～2010年、2013～2016年。（图1、图2）
自2001年12月中国加入WTO以及西部大开发政策逐步实施以来，乌鲁木齐市不断加快经济结构调整，加大对工业企业的扶持力度，使得工业企业自2001年起转亏为盈，企业发展初具规模。在稳固发展国有企业的同时，注重非公有制经济，尤其是民营经济的发展与改革，在2002年，新疆中泰化学股份有限公司成立、东风新疆汽车股份有限公司成立、新疆“百花村”软件园挂牌开园、位于乌鲁木齐市龙泉街的新疆民街试营业等，力求全社会综合全面发展。城市基础设施和资源环境建设多为在原有基础上的改扩建，基本实现道路交通网络体系以及系统的污水处理工程。故在2002～2007年，乌鲁木齐市经济结构综合得分整体呈上升趋势，城市建成区面积增长较平缓。
2008年世界范围内的金融危机对乌鲁木齐的经济发展以及经济结构优化升级产生一定影响。旅游业、金融业以及房地产等行业经济发展缓慢，第三产业生产总值占总产值比重较高但缺少支柱型产业，政府通过落实优惠性政策支持产业发展。在2009年乌鲁木齐市经济结构综合得分为近几年最低分，约为13.85分。通过政府的扶持性政策，受金融危机影响的各个行业逐步迈入正轨，产业结构调整有条不紊地进行，2011年乌鲁木齐市地区生产总值较2010年增长17%，在经济发展方式、城市现代化水平、生态文明建设和民生改善工程中均有巨大突破，城市经济结构综合得分快速回升并达到最高值。在2011年以后的产业结构中，高新技术产业、战略新兴产业和先进装备制造业等工业产业增加值逐年上升，深入推进“信息化和工业化高层次深度结合”，现代服务业呈聚集趋势发展，但由于经济结构形态尚未成熟，市场经济体制不断发展，企业仍在探索适合本企业的发展道路，故经济结构综合得分呈下降趋势。
（二）平稳性检验。本文采用ADF根检验对数据进行了平稳性检验。建立零假设，H0：序列是不平稳的，否则拒绝零假设，认为序列是平稳的（H1）。同时，为消除异方差对结果的影响，更便捷的进行参数估计，因而对城市建成区面积、人均GDP和经济结构综合得分的时间序列做了对数转换，分别用LNUBA、LNPCG和LNR表示。表2为ADF单位根检验结果，检验结果表明LNUBA、LNPCG和LNR序列在显著水平为10%的条件下是平稳的。因此，两个序列都属于单整序列，即LNUBA～I（0）、LNPCG～I（0）、LNR～I（0）。（表2）
（三）协整检验。为衡量序列之间的长期均衡关系，本文运用Johansen提出的变量协整检验方法来检验变量间的协整关系。建立零假设，H0：没有协整关系。通过表3的Johansen协整检验结果可得，在5%的显著水平下，迹统计量的值与最大特征值均大于临界值，表明变量间有协整关系的存在，协整方程为：
LNUBA=-0.333550LNR+1.123473LNPCG-3.713540
从协整方程中可以看出，人均GDP增加1%，城市建成区面积增加1.12%，故人均GDP对城市建成区面积变动会产生一定的正向影响。而城市建成区面积与经济结构综合得分存在微弱的负相关关系。（表3）
自2016年乌鲁木齐积极落实《乌鲁木齐市工业经济稳定增长调结构增效益“一企一策”工作方案》等方案以来，经济发展结构在不断升级，工业经济逐步转型，现代服务业发展迅猛，主要体现在：煤炭产业淘汰8家效益落后企业、财政补贴下的房地产企业去库存工作成效显著、软件信息及网上金融等企业形成的高新技术产业圈已初具规模、旅游美食等特色产业发展迅速。以上种种因素说明了城市经济发展水平不断上升，促进了民生市政工程的顺利开展，对城市规划有一定积极意义；现代服务业越来越偏向于互联网经济，除旅游业等特定产业外，企业或实体店对办公面积并无太多限定，且现代服务业多集中于市区、商业圈和住宅区等人口密集处，与城市扩张的关系较弱。
（四）格兰杰因果关系检验。根据AIC与SC两项准则的判定标准，模型在滞后二期时的数值同时达到最小，由此确定最优滞后期为2期。格兰杰因果检验结果如表4所示。（表4）
通过格兰杰因果检验得出：LNUBA与LNR互不为对方的格兰杰原因，LNR与LNPCG亦不是对方的格兰杰原因，LNUBA是LNPCG的格兰杰原因，LNPCG不是LNUBA的格兰杰原因的相伴概率接近于0.05，暂认为LNPCG是LNUBA的格兰杰原因。
（五）向量自回归模型。向量自回归（VAR）模型是基于数据的统计性质而建立的，分析内生变量间的动态关系。根据格兰杰因果检验结果，建立LNPCG与LNUBA的VAR模型。估计结果如表5所示。（表5）
从模型可看出，LNUBAt方程中t统计量不如LNPCGt的显著，这与格兰杰因果检验的结果有关，但两个方程校正后的拟合优度值较高，此模型整体拟合程度较好。
（六）脉冲响应函数。脉冲响应函数不仅能确定时滞，而且可反映多个变量间的相互影响关系和影响方向及程度，体现了一个内生变量的冲击对另一个内生变量的动态影响。图3为变量在一个标准差变化下的脉冲响应函数。其中，实线表示随着滞后期数的增加，一个变量对于另一变量的冲击影响。虚线表示两侧正负2倍标准差的区间。（图3）
1、LNUBA一个标准差的变化对各序列的冲击影响。当期LNUBA对自身一个标准差变化的影响立刻有较强的反应，且在第1期达到最大值，在滞后期内的冲击影响一直为正数，但呈总体下降趋势，在第四期为最小值，5～10期变动平缓。说明随城市建设用地的不断扩展，其受自身的影响也越来越小，从第6期起趋近平稳。LNUBA发生变动时，自第二期起对LNPCG产生正向影响，在第三期达到峰值。随着城市扩张面积的增加，城市管理费用会降低城市扩张对经济发展水平的影响，但其对LNPCG一直保持正向影响。
2、LNPCG一个标准差的变化对各序列的冲击影响。LNPCG对自身一个标准差变化的影响立刻有较强的反应，在滞后期内，函数值有回落趋势，但下降趋势并不明显。LNPCG从第二期开始对LNUBA产生较强影响，至第五期达到最大值，随后对LNUBA的影响呈缓慢下降趋势，但在短期内依旧对LNUBA产生正向影响。
三、城市建成区面积与人均地区生产总值的脱钩分析
通过格兰杰因果检验与脉冲响应可看出，LNUBA与LNPCG间存在一定的关联性，为更直观的说明城市扩张与经济发展的关系，采用脱钩弹性系数分析方法，分析1998～2016年乌鲁木齐市城市建成区面积与人均地区成产总值及其趋势（如图4、图5所示），研究乌鲁木齐市城市建成区面积与人均地区生产总值之间的脱钩关系。（图4、图5、表6）
结合图4、图5和表6可知：（1）城市建成区面积逐年增长，近两年增长趋于平稳。城市建成区面积变化率在2008年之前起伏较大，2008年之后浮动范围缩小，这主要是通过产业结构不断调整，城市建成区的功能逐步从“扩大面积、发展经济”向“提高土地利用率，积极打造市民满意的居住环境”转变；（2）实际人均总值稳定增长，自“十二五”以来，实际人均总值变化率逐年降低，说明在经济发展的基础上，乌鲁木齐市实际人均收入差异逐渐减小，城乡居民收入总体提高；（3）自1998年以来，乌鲁木齐市城市建成区面积与人均地区生产总值间的脱钩状态有以下四种情况：弱脱钩、增长负脱钩、强脱钩和增长连接。从乌鲁木齐市脱钩状态可看出，主要呈现弱脱钩状态，说明乌鲁木齐市主要处于经济增长速度大于城市扩张速度这一发展阶段，但不能忽视在某几个年份出现的经济增长速度大于城市扩张速度的情况。乌鲁木齐市在2012年达到发展最理想的状态，即在经济不断增长的同时，城市扩张不断下降，这与政府倡导的惠民工程、政策补贴等有密不可分的关系。
综上，乌鲁木齐市城市脱钩状态总体表现为在经济发展的同时，土地扩张速率较低的可观情形。但发展进程尚有可改进之处，可持续发展依旧是发展过程中的长期目标。同时，脱钩状态主要与城市建成区面积变化率有关。通过调整用地结构、优化土地利用率来控制城市建成区面积等方法，也会对城市的脱钩状态产生积极影响。
四、结论与讨论
通过对乌鲁木齐1998～2016年城市扩张、经济发展与经济结构之间的关系研究，主要得到如下结论：（1）乌鲁木齐城市建成区面积、人均地区生产总值与经济结构综合得分之间存在协整关系，即存在长期均衡关系；（2）格兰杰因果检验表明城市建成区面积与人均生产总值存在双向因果关系。而城市建成区面积与人均生产总值均不与经济结构综合得分存在格兰杰因果关系，但这并不能说明经济结构对城市扩张和经济发展不产生影响，只能说明乌鲁木齐现阶段的经济结构对城市扩张和经济发展的影响不显著；（3）通过VAR模型可知，城市建成区面积与人均生产总值存在短期关系，模型整体拟合程度较好。城市建成区面积主要与自身滞后1期的建成区面积有关，说明城市面积扩张的方向与强度，也与本区域当前土地面积与功能区划分存在密切联系。在乌鲁木齐市产业结构不断升级的过程中，经济发展对城市扩张的作用，会作为城区面积扩张的参考意见。对人均生产总值而言，城市建成区面积滞后2期的t值优于建成区面积滞后1期的结果，说明城市建成区面积的扩大可能会导致人均生产总值的减少；（4）脱钩分析表明，自1998年起，乌鲁木齐市脱钩状态主要为弱脱钩，这表明经济发展在一定程度上依旧受城市扩张的影响，二者并不处于最理想的发展状态。同时，乌鲁木齐市经济发展与城市建设用地间的脱钩状态呈现出一定的阶段性，“十五”至“十二五”的主要脱钩状态为弱脱钩-增长负脱钩-弱脱钩。在“十一五”期间，脱钩状态表现良好，城市扩张对经济发展的影响力减弱。通过梳理乌鲁木齐市历年脱钩状态，对正确把握城市扩张与经济发展间的关系有着十分积极的意义。
（作者单位：新疆财经大学统计与信息学院）
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