資源、環(huán)境兩維視角下區(qū)域生態(tài)效率DEA評價

程曉娟

[摘 要]針對目前生態(tài)效率指標研究方面存在的問題，進行了生態(tài)效率指標體系的構(gòu)建研究。將生態(tài)效率指標區(qū)分為資源效率和環(huán)境效率兩個構(gòu)面，建立了由資源效率指標與環(huán)境效率指標構(gòu)成的投入產(chǎn)出指標體系。運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）方法，采用我國2010年31個省市自治區(qū)截面數(shù)據(jù)，進行了區(qū)域生態(tài)效率的評價，揭示了我國區(qū)域生態(tài)效率與經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律。

[關(guān)鍵詞]生態(tài)效率；區(qū)域； DEA

[中圖分類號]F124.5；F062.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2013）02-0063-06

一、引 言

生態(tài)效率的概念自1990年由德國學(xué)者Schaltegger和Sturm提出以來，得到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國外早期的研究，主要集中于生態(tài)效率概念的界定[1][2]，這些研究促使理論界將“生態(tài)效率作為評估環(huán)境經(jīng)濟績效重要標準”達成共識。此后，生態(tài)效率研究逐步拓展到指標體系的構(gòu)建[3][4]、評價方法的選擇[5]等方面，其應(yīng)用范圍也從企業(yè)[6]逐步延伸到行業(yè)[7]、區(qū)域[8]層次。國內(nèi)2005年之前關(guān)于生態(tài)效率的研究，多數(shù)停留在生態(tài)效率概念的介紹以及與我國實際情況相結(jié)合的探討中。近年來研究熱點轉(zhuǎn)向循環(huán)經(jīng)濟建設(shè)與度量[9][10]、生態(tài)工業(yè)園區(qū)[11][12]、企業(yè)生態(tài)效率評價[13][14]、區(qū)域生態(tài)效率評價[15][17]等領(lǐng)域。就區(qū)域?qū)用嫔鷳B(tài)效率評價而言，目前國內(nèi)學(xué)者進行了一系列有意義探索，但在生態(tài)效率指標設(shè)計時未區(qū)分資源、環(huán)境效率，不利于二者分別監(jiān)測和針對性改善。鑒于此，本文將生態(tài)效率分解為資源效率和環(huán)境效率兩個方面，建立了資源效率、環(huán)境效率二維生態(tài)效率投入產(chǎn)出指標體系，以我國31個省市2010年截面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）方法，對我國區(qū)域生態(tài)效率進行評價，為我國的區(qū)域經(jīng)濟與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展提供一定的理論與實踐指導(dǎo)，同時對我國生態(tài)效率研究作新的探索。

二、研究設(shè)計

1. 研究方法

DEA全稱數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（Date Envelopment Analysis Method）也稱為非參數(shù)方法或Farrell型有效分析法，是1978年美國著名運籌學(xué)家和經(jīng)濟學(xué)家A. Charnes， W. W. Coope和E. Rhodes在“相對效率評價”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新的系統(tǒng)分析方法。該方法利用統(tǒng)計學(xué)方法自動賦權(quán)，避免了等權(quán)重法和專家賦權(quán)法人為主觀因素的不利影響，成為效率評價領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的方法之一。

目前最具代表性的DEA模型有CCR模型、BCC模型，本文采用CCR模型來評價區(qū)域生態(tài)效率。該模型是在固定規(guī)模報酬假設(shè)下提出的一種效率測度法，它是將效率最高的被考察單元的效率定為1，其他被考察單元的效率定在0～1之間，便于對不同考察單元的相對效率進行評價。DEA模型又可以分為投入導(dǎo)向型和產(chǎn)出導(dǎo)向型。前者是指在產(chǎn)出水平既定的前提下，使投入最小化；后者是指在投入水平既定的情況下，使產(chǎn)出最大化。由于生態(tài)效率指標中投入量比產(chǎn)出量容易控制，因此本研究采用基于投入導(dǎo)向的DEA模型。假設(shè)有n個DMU，每個DMU都有m種投入（表示對“資源”的消耗）以及s種產(chǎn)出（資源消耗的成果）， ｘij和yrj分別表示第j個決策單元DMUj的第j種投入和第γ種產(chǎn)出，λj為n個DMU和的投入產(chǎn)出指標權(quán)重，xijλj和yrjλj為加權(quán)處理后的DMU的投入量和產(chǎn)出量，模型目標是求解出在DMUj產(chǎn)出量不變的情況下，投入量最小的一種線性組合。具體模型如式（1）：

min[-（S+S）]

s·t·xijλj+S=xij，i∈（1，2，...m）yrjλj-S=yrj，r∈（1，2，...s），λj，S，S0j=1，2，．．．n（1）

式中表示相對效率，S和S表示松弛變量，代表非阿基米德無窮小，一般取=10-6。 這里的即DMUj總效率值，且0≤≤1。

2.資源、環(huán)境兩維指標體系構(gòu)建

生態(tài)效率的要求是經(jīng)濟的發(fā)展不可以犧牲資源環(huán)境為代價，為此將生態(tài)效率分解為資源效率和環(huán)境效率兩個維度，并分別構(gòu)建相應(yīng)的指標體系。為確保指標選擇的科學(xué)性、實證數(shù)據(jù)的可得性，研究成果的可操作，結(jié)合我國統(tǒng)計數(shù)據(jù)的實際情況，進行投入產(chǎn)出指標的選擇。

（1）資源效率投入產(chǎn)出指標。①投入指標。由于各地區(qū)的能源消費種類不一，將主要一次性能源（煤炭、石油、天然氣）的消費量轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一單位進行加總，因此能源消耗總量以各地區(qū)消耗多少萬噸標煤來表示。水資源消耗總量以各地區(qū)用水總量表示。資本投入以各地區(qū)固定資本形成總額來表示，人力資本投入由各地區(qū)就業(yè)人員數(shù)（萬人）來衡量。投入指標選擇了能源消耗總量、水資源消耗總量、資本投入、人力資本投入4個投入指標。②產(chǎn)出指標。生態(tài)效率的產(chǎn)出指標主要反映經(jīng)濟體所提供產(chǎn)品或服務(wù)的經(jīng)濟價值，因此在研究區(qū)域宏觀經(jīng)濟主體的生態(tài)效率時，本文選擇各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展總量即地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）作為效率評價的產(chǎn)出指標。

（2）環(huán)境效率投入產(chǎn)出指標。①投入指標。借鑒Kothonen的做法，將“壞的產(chǎn)出”視為系統(tǒng)的投入要素。故環(huán)境效率投入指標為廢水排放量、廢氣排放量、固體廢物排放量。廢水排放由各地區(qū)廢水排放總量（萬噸）來表征，包括工業(yè)廢水和生活污水。廢氣排放由各地區(qū)廢氣排放總量（萬噸）來表示，包括工業(yè)廢氣和生活廢氣。固體廢物排放則由各地區(qū)固體廢物排放總量（噸）來衡量，以工業(yè)固體廢棄物和生活垃圾清運量之和近似代替。②產(chǎn)出指標。產(chǎn)出指標仍然以各地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展總量即地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）來衡量。

（3）生態(tài)效率投入產(chǎn)出指標。根據(jù)生態(tài)效率的定義，資源效率的投入要素與環(huán)境效率的投入要素共同構(gòu)成了生態(tài)效率的投入指標（見表1）。主要包括：能源消耗總量、水資源消耗總量、資本投入、人力資本投入、廢水排放量、廢氣排放量、固體廢物排放量七個指標。產(chǎn)出指標仍然采用地區(qū)生產(chǎn)總值來衡量。

三、實證研究

1.樣本空間選擇及數(shù)據(jù)來源

考慮到各省市區(qū)內(nèi)部在生態(tài)環(huán)境和經(jīng)濟發(fā)展水平上一般具有較高的同質(zhì)性，因此以省市區(qū)作為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的基本研究單元具有較高的可行性。在此選取我國四大區(qū)域31個省、市、自治區(qū)2010年的截面數(shù)據(jù)作為研究樣本。所有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來自于《2011年中國統(tǒng)計年鑒》、《2011年中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》、《2011年中國能源統(tǒng)計年鑒》以及“中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫”，具體數(shù)據(jù)如表2所示。 所有指標的數(shù)據(jù)均來源于政府統(tǒng)計部門公開發(fā)布的權(quán)威統(tǒng)計數(shù)據(jù)，保證了數(shù)據(jù)的可靠性與權(quán)威性。

2. 數(shù)據(jù)同向性檢驗

DEA方法要求各投入項與產(chǎn)出項之間必須符合“同向性（Isotonicity）”假設(shè)，即當投入量增加時，產(chǎn)出量不得減少。為此本文采用非參數(shù)的“Kendalls taub”秩方法對31個省、市、自治區(qū)的投入產(chǎn)出指標進行相關(guān)性分析，以檢驗兩者是否符合假設(shè)要求。由表3檢驗結(jié)果可以看出，各省市投入變量均與產(chǎn)出變量之間的相關(guān)系數(shù)為正，并且均能在1%顯著性水平下通過雙尾檢驗，這說明該投入產(chǎn)出指標符合模型所要求的“同向性”原則，具有合理性。

3. 實證結(jié)果分析

利用DEA模型，以各地區(qū)GDP為產(chǎn)出變量， 能源消耗總量、水資源消耗總量、人力資本、資本投入、廢氣排放量、廢水排放量和固體廢棄物排放量為投入變量，采用DEAP2.1軟件對各區(qū)域的生態(tài)效率、環(huán)境效率以及資源效率進行了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析，得到我國各省市及四大區(qū)域的生態(tài)效率、資源效率、環(huán)境效率評價結(jié)果，如表4所示。

（1）資源效率。根據(jù)表4的分析結(jié)果，我國31個省市自治區(qū)中只有北京、天津、上海、以及廣東4個省市實現(xiàn)了資源效率DEA有效，這說明這4個省市在現(xiàn)有的技術(shù)條件下實現(xiàn)了以最小的資源投入獲得最大的經(jīng)濟產(chǎn)出，在利用資源取得經(jīng)濟增長方面是有效率的；在資源效率值小于1的地區(qū)中只有江蘇、浙江兩省資源效率值較高，分別為0.801、0.856，其余29個地區(qū)的平均環(huán)境效率僅為0.601。從區(qū)域角度看，東部地區(qū)的資源效率平均值最高，為0.854，中部、東北、西部地區(qū)依次遞減；全國的資源效率均值也比較低，僅為0.71，這說明在全國范圍內(nèi)僅就資源投入而言，利用率是非常低的，有29%的資源是被低效耗用了。

（2）環(huán)境效率。從表4的結(jié)果可以看出我國31個省市自治區(qū)中僅北京和西藏2個區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了相對環(huán)境效率，說明這2個省市在促進經(jīng)濟增長的同時污染物治理工作也是非常有成效的，基本上實現(xiàn)了以最小的污染實現(xiàn)最大的經(jīng)濟發(fā)展。然而其余29個省份的環(huán)境效率都普遍偏低（可能與環(huán)境投入指標選取總量有關(guān)），在環(huán)境效率值不為1的省市區(qū)中只有上海和海南2個省份達到了較高的環(huán)境效率，分別為0.437和0.421，而其它27個地區(qū)的環(huán)境效率均值僅為0.174。從區(qū)域角度來看，環(huán)境效率的]變規(guī)律和資源效率有很大不同，西部地區(qū)排在東北和中部之前，東部仍然是遙遙領(lǐng)先。全國平均環(huán)境效率也不高，為0.244，這說明在我國過去的經(jīng)濟發(fā)展過程中，75.6%污染物是被過度排放的，我國經(jīng)濟的快速發(fā)展是以巨大的環(huán)境污染為代價的。

（3）生態(tài)效率。從表4的結(jié)果可以看出，我國31個省市區(qū)中生態(tài)效率值為1的僅有北京、天津、上海、廣東、西藏4個省市，說明這4個省市在大力發(fā)展經(jīng)濟的同時有效地兼顧了生態(tài)環(huán)境的建設(shè)與保護。此外，江蘇、浙江和海南3省生態(tài)效率值也比較較高，分別為0.801、0.856和0.808，其余24個省區(qū)的生態(tài)效率均值為0.632。從區(qū)域角度來看，生態(tài)效率]變規(guī)律和資源效率大致相同，都形成了沿“東部→中部→東北→西部”方向遞減規(guī)律。全國平均生態(tài)效率仍處于一個比較低的水平，僅為0.710。這說明，就全國而言，在目前的經(jīng)濟發(fā)展過程中，存在29%的資源浪費和污染物的過度排放。

四、結(jié) 論

通過建立的資源效率、環(huán)境效率兩維生態(tài)效率評價指標體系，以2010年全國31個省市自治區(qū)的截面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運用DEA模型對我國區(qū)域生態(tài)效率進行了評價，得到如下主要結(jié)論：

① 我國各地區(qū)的資源效率、環(huán)境效率、生態(tài)效率整體處于較低的水平，尤其是環(huán)境效率，全國平均僅為0.244。由此可見，我國各省在經(jīng)濟發(fā)展過程中，大多數(shù)省份沒有充分利用那些“最佳實踐技術(shù)”最大潛力地改進當前的生產(chǎn)活動，而且各地區(qū)經(jīng)濟的快速增長都是建立在巨大的環(huán)境影響基礎(chǔ)上的。環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，忽視環(huán)境的發(fā)展不符合可持續(xù)發(fā)展的理念，勢必不能長久。為此我國在以后的發(fā)展中，必須高度重視生態(tài)環(huán)境修復(fù)和建設(shè)，提高環(huán)境效率，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

② 資源效率和環(huán)境效率對生態(tài)效率的貢獻不同。在生態(tài)效率評價中，環(huán)境效率影響較小，資源效率基本代表了生態(tài)效率的]變趨勢。這一方面與環(huán)境投入指標的同質(zhì)性有關(guān)，另一方面與我國目前經(jīng)濟增長方式有很大關(guān)系。我國長期以來經(jīng)濟增長都是投入拉動型，資源投入是GDP增長的主要源泉，因此資源效率相比于環(huán)境效率有更多的影響力。為此提高資源利用效率是短期內(nèi)提高生態(tài)效率的最佳路徑。然而從長遠來看，只有改變當前的經(jīng)濟增長模式，提高消費在經(jīng)濟增長中的比重，才能從根本上提高生態(tài)效率。

③ 區(qū)域間生態(tài)效率存在明顯差異。東部地區(qū)的總體生態(tài)效率遠遠高于中西部地區(qū)，中部和西部地區(qū)面臨的生態(tài)環(huán)境壓力依然很大。目前我國正處在東西部產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，如果處理不當，單純的低技術(shù)含量，高耗能、高污染類產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移將會使本已脆弱的中西部生態(tài)環(huán)境雪上加霜。因此，盡速實現(xiàn)經(jīng)濟增長方式的根本性轉(zhuǎn)變，全面提高區(qū)域生態(tài)效率是中西部地區(qū)乃至全國實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本途徑。

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Evaluation on Regional Eco-efficiency from the Perspective

of Resources and Environment

Cheng Xiaojuan1，2

（１. Dept of Industrial Engineering， Hunan University of Science and Technology， Xiangtan 411201，China；

2. School of Businesses， Central South University， Changsha 410083，China）

Abstract： This paper， aiming at the problems in the research on eco-efficiency indicators， constructs the index system of eco-efficiency， in which eco-efficiency indicators are divided into two dimensions of resource efficiency and environmental efficiency， forming input-output index systems consisting of indicators of these two aspects. Then by the use of DEA model， the paper makes assessment on regional eco-efficiency based on the data of 31 regions in 2010， and reveals the inherent law of the regional ecological efficiency and economic development.

Key words： eco-efficiency； region； DEA

（責任編輯：張改蘭）