基于DEA模型的資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率實(shí)證研究

□傅利平 王中亞 [天津大學(xué) 天津 300072]

基于DEA模型的資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率實(shí)證研究

□傅利平 王中亞 [天津大學(xué) 天津 300072]

本文基于DEA方法中的C2R模型對我國34個典型資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率進(jìn)行實(shí)證研究。結(jié)果表明，石油和冶金城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率較高，而煤炭和森工城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率較低。我國很多資源型城市規(guī)模較小，沒有能夠真正發(fā)揮出區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展增長極作用。資源型城市要提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，必須在實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過程中不斷加大基礎(chǔ)設(shè)施投資力度，適度擴(kuò)大城市規(guī)模。

資源型城市；經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率；DEA；聚類分析

引言

資源型城市是因自然資源的開采而興起或發(fā)展壯大，資源型城市的興起和發(fā)展不僅加快了我國的城市化進(jìn)程，而且為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出了突出貢獻(xiàn)。近年來，面對科技革命帶來的新能源、新材料的強(qiáng)勁沖擊，長期以來堅持“資源立市”傳統(tǒng)模式的資源型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平每況愈下，很多新矛盾和新問題不斷出現(xiàn)，如資源枯竭、成本激增、效益滑坡、冗員增多等[1]。由于資源型城市依托的自然資源、地理區(qū)位、城市規(guī)模不同，這些城市的發(fā)展差別很大，分析不同資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的規(guī)律性，進(jìn)而揭示制約發(fā)展的因素，對資源型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義。如何評價資源型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率，如何制定相關(guān)政策，使眾多資源型城市在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中發(fā)揮“增長極”作用，是資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究中的重點(diǎn)和難點(diǎn)[2]。

本文在簡要介紹DEA方法及模型、聚類分析方法的基礎(chǔ)上，選取若干投入和產(chǎn)出指標(biāo)，利用《中國城市統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，對我國34個典型的地市級資源型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率進(jìn)行實(shí)證研究和聚類分析，進(jìn)而探討模型計算結(jié)果對資源型城市制定經(jīng)濟(jì)發(fā)展政策的啟示。

一、方法和模型簡介

（一）DEA方法和模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data Envelopment Analysis）簡稱DEA，是運(yùn)籌學(xué)、管理科學(xué)和數(shù)理經(jīng)濟(jì)學(xué)交叉研究的一個新的領(lǐng)域，它是由著名的運(yùn)籌學(xué)家Charnes、Cooper和Rhodes等人于1978年在“相對效率評價”概念的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是評價同類型決策單元相對有效性的一種系統(tǒng)分析方法[3]。

DEA方法的基本思想是建立一個線性規(guī)劃模型，對各個決策單元（Decision Making Unit，簡記為DMU）做出相應(yīng)的評價。作為一種效率評價方法，DEA方法能夠?qū)ν幌到y(tǒng)內(nèi)的各個決策單元的有效性進(jìn)行評價，它主要是根據(jù)系統(tǒng)的輸入和輸出指標(biāo)，建立相應(yīng)的評價模型，從而得到每個評價單元的效率評價值。DEA方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：相對的客觀性；不需要考慮量綱，進(jìn)而不需要進(jìn)行歸一化處理，簡化了評價工作的流程；全面評估DMU的生產(chǎn)狀況；為主管部門提供許多管理信息[4]。

實(shí)際上，DEA方法并非完美無缺，它也存在著一些局限性和問題：測量誤差和其他噪聲將會影響前沿的形狀及位置；異常值可能影響到結(jié)果；排除掉一個重要的投入或產(chǎn)出要素將會導(dǎo)致有偏結(jié)果；所獲得的效率值僅是對于樣本中的最佳廠商而言，增加其他廠商于樣本中將減少效率值等[5]。這提醒研究者在運(yùn)用這一模型評價決策單元效率時，必須十分謹(jǐn)慎，最好能把DEA評價和通常的相對指標(biāo)評價結(jié)合起來。

DEA方法包括很多模型，諸如C2R模型、C2GS2模型、C2W模型、C2WH模型、C2WY模型和逆DEA模型等[6]。

本文用來評價各個資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率的模型是DEA方法中的基于投入的具有非阿基米德無窮小 的C2R模型，它是原理比較簡單但運(yùn)用較為廣泛的一個模型。模型的表達(dá)式如下：

（二）聚類分析法

聚類分析是統(tǒng)計學(xué)中研究“物以類聚”問題的多元統(tǒng)計分析方法。聚類分析中，個體間的“親疏程度”是極為重要的，它將直接影響最終的聚類結(jié)果。對“親疏程度”的測度有兩個角度：一是個體間的相似程度，二是個體間的差異程度。個體間的相似程度通常可采用簡單相關(guān)系數(shù)或等級相關(guān)系數(shù)來衡量。個體間差異程度通常通過某種距離來測度。如果所涉及的變量全部為定距型變量，那么個體間距離的定義通常有以下幾種方式：歐氏距離、平方歐氏距離、切比雪夫距離、Block距離、明考斯基距離、夾角余弦距離等。

常見的聚類分析方法有層次聚類和K-Means聚類。層次聚類的聚類方式又分為兩種：凝聚方式聚類和分解方式聚類。而統(tǒng)計分析軟件SPSS16.0中的層次聚類采用的是凝聚方式[7]。本文中采用的是層次聚類法，進(jìn)行聚類分析的變量為依據(jù)DEA模型計算的資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率值θ和市轄區(qū)人均地區(qū)生產(chǎn)總值兩個指標(biāo)。

二、研究對象、指標(biāo)選取與模型計算結(jié)果

（一）研究對象

關(guān)于我國資源型城市的界定標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)量問題，學(xué)術(shù)界存在著一定的分歧，其中，張以誠、周海林、周德群、王青云等專家和學(xué)者的觀點(diǎn)具有代表性。據(jù)國家計委宏觀經(jīng)濟(jì)研究院課題組的研究成果（王青云執(zhí)筆），我國現(xiàn)有資源型城市118個[8,9]。本文選取其中34個典型的地市級資源型城市作為研究對象，其具體名稱和分布見表1所示。

（二）指標(biāo)選取及說明

為了統(tǒng)一口徑，同時也為了使數(shù)據(jù)具有可比性，借鑒參考文獻(xiàn)[2]的做法，本文重新篩選了資源型城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的投入和產(chǎn)出指標(biāo)。由于工業(yè)總產(chǎn)值是地區(qū)生產(chǎn)總值的一部分，所以工業(yè)總產(chǎn)值不宜與地區(qū)生產(chǎn)總值同時進(jìn)入DEA模型中的產(chǎn)出指標(biāo)體系。最終，本文選取市轄區(qū)勞動力就業(yè)人口數(shù)（x1）、建成區(qū)面積（x2）、市轄區(qū)全社會固定資產(chǎn)投資總額（x3）、市轄區(qū)科學(xué)教育支出（x4）作為資源型城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的投入指標(biāo)，它們代表了城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的各種要素投入。其中，建成區(qū)面積是指城市行政區(qū)內(nèi)實(shí)際已成片開發(fā)建設(shè)、市政公用設(shè)施和公共設(shè)施基本具備的區(qū)域。對于核心城市而言，它包括集中連片的部分以及分散的若干個已經(jīng)成片建設(shè)起來，市政公用設(shè)施和公共設(shè)施基本具備的地區(qū)。對于一城多鎮(zhèn)城市而言，它包括由幾個連片開發(fā)建設(shè)起來的，市政公用設(shè)施和公共設(shè)施基本具備的地區(qū)組成。建成區(qū)范圍，一般是指建成區(qū)外輪廓線所能包括的地區(qū)，也就是這個城市實(shí)際建設(shè)用地所達(dá)到的范圍。建成區(qū)面積反映一個城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的土地要素投入和城市規(guī)模大小。選取市轄區(qū)地區(qū)生產(chǎn)總值（y1）、市轄區(qū)社會消費(fèi)品零售總額（y2）、市轄區(qū)地方財政一般預(yù)算內(nèi)收入（y3）作為資源型城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的產(chǎn)出指標(biāo)，它們從不同角度描述了城市發(fā)展的成果。

市轄區(qū)勞動力就業(yè)人口數(shù)由市轄區(qū)年末單位從業(yè)人員數(shù)和城鎮(zhèn)私營個體從業(yè)人員數(shù)兩項指標(biāo)數(shù)值加總得到，它體現(xiàn)了資源型城市人力資源投入的數(shù)量。市轄區(qū)科學(xué)教育支出由市轄區(qū)科學(xué)支出和教育支出加總得到。選擇科學(xué)教育支出作為投入指標(biāo)的理由在于，知識經(jīng)濟(jì)時代，勞動力的投入不僅要關(guān)注量，更要關(guān)注質(zhì)，科學(xué)教育投入是人力資本投資的主要途徑之一[10]。在我國絕大多數(shù)資源型城市中，人力資源普遍存在著數(shù)量充裕與質(zhì)量較低的矛盾，所以必須加大對人力資本的投資力度[11]。

表1 典型地市級資源型城市及其分布

所有指標(biāo)原始數(shù)據(jù)均來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒2008》。

（三）模型計算結(jié)果

利用DEAP軟件求得不同資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的總體效率[12]，經(jīng)過整理的輸出結(jié)果，見表2所示，其中，為城市發(fā)展的效率；規(guī)模報酬分為規(guī)模報酬不變（CRS）、規(guī)模報酬遞增（IRS）和規(guī)模報酬遞減（DRS）三種情況。

以表2中的資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對效率值和《中國城市統(tǒng)計年鑒2008》中的各市市轄區(qū)人均地區(qū)生產(chǎn)總值為變量，利用SPSS16.0統(tǒng)計分析軟件中的聚類分析模塊，可以得到經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率從高到低的四個聚類：聚類I包括大慶和東營，聚類II包括盤錦、克拉瑪依、馬鞍山、銅陵和金昌，聚類IV包括雙鴨山、七臺河、淮南、淮北和鶴壁，其余城市屬于聚類III。借鑒參考文獻(xiàn)[8]的做法，本文把資源型城市分為四類，即石油城市、冶金城市（有色冶金城市和黑色冶金城市）、煤炭城市和森工城市。我國34個典型地市級資源型城市的發(fā)展效率聚類與城市類型的關(guān)系，如表3所示。

表2 典型資源型城市DEA模型計算結(jié)果

表3 典型資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率聚類與城市類型矩陣

三、結(jié)果分析

（一）效率分析

由表2的計算結(jié)果可知，2007年我國34個典型資源型城市中有13個處于總體效率的前沿面，它們是陽泉、晉城、朔州、撫順、盤錦、雞西、大慶、馬鞍山、銅陵、東營、平頂山、金昌和克拉瑪依。而雙鴨山、七臺河、淮北和鶴壁的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率很低，其經(jīng)濟(jì)效率值 均低于0.6，并且這4個城市均為煤炭資源型城市。雖然在34個資源型城市中，有13個經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率值為1，但這只是資源型城市內(nèi)部之間的比較，實(shí)際上，資源型城市與非資源型城市相比，資源枯竭城市與資源未枯竭城市相比，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率上差距依然很大。

（二）經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率聚類分析

由表3的聚類分析結(jié)果可知，在所有的資源型城市，石油和冶金城市總體效率較高，而煤炭和森工城市總體效率較低。大慶市和東營市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率最高，二者均為石油城市；雙鴨山、七臺河、淮南、淮北和鶴壁的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率最低，它們皆為煤炭城市。這說明，資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率與其所依托的資源種類有密切關(guān)系，資源型城市發(fā)展必然受到資源儲量、國際能源結(jié)構(gòu)甚至居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)的影響。根據(jù)資源型產(chǎn)業(yè)的生命周期理論，資源型城市必須未雨綢繆，適時進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是資源型城市可持續(xù)發(fā)展的客觀要求[13]。無論是對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率較低的煤炭城市，還是對于經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率較高的石油城市，必須通過發(fā)展接續(xù)產(chǎn)業(yè)或者發(fā)展替代產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)所謂的“小轉(zhuǎn)型”或“大轉(zhuǎn)型”[14]。

（三）規(guī)模報酬分析

由表2可知，18個資源型城市處于規(guī)模報酬遞增階段，13個資源型城市處于規(guī)模報酬不變階段，3個城市處于規(guī)模報酬遞減階段，分別占被研究對象的52.94%、38.24%和8.82%。這說明我國很多資源型城市還沒有達(dá)到經(jīng)濟(jì)學(xué)上所講的“經(jīng)濟(jì)規(guī)?！薄＜哟蠊潭ㄙY產(chǎn)投資強(qiáng)度對于資源型城市提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率，進(jìn)而擺脫“資源詛咒”現(xiàn)象具有重要作用[15]。因此，對于大部分資源型城市而言，要真正發(fā)揮其在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的“增長極”作用，獲得規(guī)模經(jīng)濟(jì)，必須進(jìn)一步加快城市化進(jìn)程，以城市化促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，合理規(guī)劃，拉大城市框架，提升城市規(guī)模。

四、結(jié)束語

本文利用DEA方法中的C2R模型和多元統(tǒng)計分析中的聚類分析法，對我國34個典型資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率進(jìn)行了實(shí)證研究，并對計算結(jié)果進(jìn)行了初步分析。實(shí)踐證明，DEA方法在評價資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率方面是相當(dāng)有效的。若利用該方法和多年份統(tǒng)計數(shù)據(jù)，對資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率進(jìn)行動態(tài)研究，必將對揭示資源型城市發(fā)展規(guī)律大有裨益。此外，還可以通過計算各投入要素的影子價格來分析各種要素投入量是否充足。這為筆者下一步研究指明了方向。

由于每個城市在地理區(qū)位、資源稟賦和歷史基礎(chǔ)等方面不盡相同，導(dǎo)致目前我國資源型城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率存在明顯差異。這就要求資源型城市理性地看待發(fā)展過程中出現(xiàn)的各種困難和挑戰(zhàn)，不斷調(diào)整自己的發(fā)展戰(zhàn)略，提高城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率，盡量縮小與非資源型城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差距，從而最終實(shí)現(xiàn)全面、協(xié)調(diào)和可持續(xù)的發(fā)展。

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編輯 何 婧

Empirical Study on Economic Development Efficiency of RBC Based on DEA Model

FU Li-ping WANG Zhong-ya
(Tianjin University Tianjin 300072 China)

This paper makes demonstration analysis about economic development efficiency of 34 classical resource-based cities in China. The DEA model and cluster analysis are applied during the research. As a conclusion, it finds that the 34 RBC vary considerably in economic development efficiency. Generally speaking,the better petroleum cities and metal cities are, the worse coal cities and forest cities are. It is necessary for RBC to enlarge their economic scales. In the meantime, industrial conversion is of great importance for the Chinese RBC’s sustainable development in the future.

resource-based cities; economic development efficiency; DEA; cluster analysis

F290

A

1008-8105(2010)06-0020-04

2010 - 06 - 29

傅利平（1963 -）女，天津大學(xué)管理學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師；王中亞（1978 -）男，天津大學(xué)管理學(xué)院技術(shù)經(jīng)濟(jì)及管理專業(yè)博士研究生.