基于SE-DEA模型的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)
——以閩江源流域?yàn)槔?/h1>
2014-08-25 01:20:57李軍龍滕劍侖李應(yīng)春黃海棠
草業(yè)科學(xué) 2014年11期
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
基于SE-DEA模型的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)
——以閩江源流域?yàn)槔?/p>
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
以生態(tài)環(huán)境投入產(chǎn)出的角度為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有研究成果改進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，采用三階段SE-DEA模型，對閩江流域進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展能力分析與評價(jià)。結(jié)果表明，近10年來(2003-2012年)，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢，但可持續(xù)發(fā)展能力偏弱；第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動力成為影響生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素。生態(tài)環(huán)境的過度投入既造成資源的浪費(fèi)，也是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素；科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器；推動產(chǎn)業(yè)升級，發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
SE-DEA模型；Tobit模型；生態(tài)效率；可持續(xù)發(fā)展
Correspondingautor：TENG Jian-lun E-mail:758125226@qq.com
傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)在片面追求人類物質(zhì)經(jīng)濟(jì)增長后，逐漸帶來諸多負(fù)面影響而為人詬病?，F(xiàn)代生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)的興起為人類反思自身發(fā)展與自然協(xié)同之間是否存在互相促進(jìn)和和諧共生的路徑提供了理論依據(jù)。新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)指出，公共環(huán)境的供給有限性和搭便車行為(搭便車行為是不付成本而坐享他人之利的投機(jī)行為)的缺乏管控成為當(dāng)前一些國家氣候惡劣、水質(zhì)污染以及其他公共資源逐步惡化的根本原因。在公共環(huán)境被人類不斷開發(fā)的過程中，只有對環(huán)境加以維護(hù)和補(bǔ)償，才能獲得環(huán)境資源的供給方與需求方的均衡演化。生物演化理論認(rèn)為，環(huán)境變化存在著從量變到質(zhì)變的累積過程。只有建立相應(yīng)的評價(jià)體系才能觀測到環(huán)境變化的過程，并通過對相關(guān)因素的控制與調(diào)整，維持現(xiàn)有環(huán)境的均衡、和諧有序的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)推進(jìn)的目標(biāo)。
福建省位于我國東南部，其主要的水源為閩江，作為閩江流域的源頭，三明市是福建各大河流的主要發(fā)源地和生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)的保護(hù)區(qū)域,也是閩江源流域的主要區(qū)域。隨著閩江流域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其與環(huán)境保護(hù)、資源緊缺和人們對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的矛盾日漸突出。因此，需要對閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行深入的分析研究，探索環(huán)境保護(hù)與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的途徑和科學(xué)理論依據(jù)。
目前，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)的方法較多，如生態(tài)足跡法、能值分析法、系統(tǒng)動力學(xué)法、SWOT法、模糊數(shù)學(xué)法等[1-5]。這些方法主要注重對現(xiàn)有生態(tài)的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，其涉及面較窄。為了動態(tài)評價(jià)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的過程，及時(shí)調(diào)整相關(guān)政策，以維護(hù)現(xiàn)有生態(tài)的良性狀態(tài)，本研究從生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出角度，利用生態(tài)效率(Eco-efficiency)這一動態(tài)指標(biāo)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)，生態(tài)效率是指社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增加的價(jià)值量與消耗的資源環(huán)境的實(shí)物量之間的比值，來反映經(jīng)濟(jì)增長和資源環(huán)境承載力之間的關(guān)系[6]。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(Data Envelopment Analysis，DEA)是在研究區(qū)域生態(tài)效率應(yīng)用比較廣泛的一種方法，而傳統(tǒng)的DEA模型計(jì)算出來的效率范圍只是在0～1，只能區(qū)別出有效率和無效率的單元，而對有效率的單元無法進(jìn)行排序和比較[7]。本研究運(yùn)用三階段SE-DEA(super efficiency DEA)模型法，結(jié)合三明市2003-2012年的相關(guān)數(shù)據(jù)，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)，并對其影響因素進(jìn)行探討，以期探索閩江源流域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。
1 三階段超效率DEA模型
1.1第一階段——超效率DEA模型
超效率DEA模型的基礎(chǔ)模型是CCR模型。CCR模型是1978年著名的運(yùn)籌學(xué)家Charnes A等提出的[8]評價(jià)“多投入多產(chǎn)出”模式下決策單元間的相對有效性。為克服CCR模型對有效率的單元無法進(jìn)行排序和比較的弊端，1993年著名學(xué)者Anderson 和 Peterson[9]對CCR模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了超效率DEA模型,計(jì)算出的效率值將不再限制在0～1的范圍內(nèi)，而是允許效率值超過1，才能有效地區(qū)分出有效單元(即效率值為1)之間的差異，并依據(jù)效率值進(jìn)行排序和比較。超效率DEA模型的有效性大小是根據(jù)有效決策單元對有效前沿面的影響程度來判斷，對于在原模型中非效率的決策單元，超效率值不變，超效率值越大，則對有效前沿面的影響越大，其效率越高，反之亦然。 超效率DEA的數(shù)學(xué)模型如下：
(1)
式中，θ表示決策單元DMU0的生態(tài)環(huán)境效率值，ε為高階無窮小量，s-和s+為松弛變量，x表示生態(tài)環(huán)境的投入變量，y表示生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)出變量，λj表示為相對DMU0重構(gòu)一個(gè)有效DMU組合中第j個(gè)決策單元DMU的組合比例。
1.2第二階段——MalmquistTFP指數(shù)
Malmquist TFP(Total Factor Productivity)指數(shù)用來測度生產(chǎn)力的變化，并把生產(chǎn)力的變化分解成技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率的變化。1994年Fare等[10]定義了一個(gè)基于產(chǎn)出的Malmquist生產(chǎn)力指數(shù)如下：
TEP(yt+1,xt+1,yt,xt)=
(2)
它代表生產(chǎn)點(diǎn)(xt,yt)相比較的生產(chǎn)點(diǎn)(xt+1,yt+1)的生產(chǎn)力。比1大的值代表從t到t+1時(shí)期的一個(gè)正的TFP增長。Malmquist TFP可以分解為綜合技術(shù)效率變化指數(shù)(EC)和技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)(TC)，分解過程如下：
(3)
其中，綜合效率變化指數(shù)還可以進(jìn)一步分解為純技術(shù)效率指數(shù)(PE)和規(guī)模效率指數(shù)(SE),其分解過程如下：
(4)
1.3第三階段——Tobit回歸分析
為了進(jìn)一步研究影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的因素，將前面計(jì)算出的生態(tài)環(huán)境效率值作為因變量，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)為自變量，假設(shè)有m個(gè)變量，n年，選用能夠解決受限或截?cái)嘁蜃兞康腡obit 模型回歸模型。該回歸模型由Tobin[11]提出，Tobit回歸模型如下：
(5)
式中，θi表示第i評價(jià)年的生態(tài)環(huán)境效率值，βij表示第i個(gè)評價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素的回歸系數(shù)，xij表示第i個(gè)評價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素，ε表示殘差。Tobit回歸模型運(yùn)用Stata12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對所選變量進(jìn)行多重共線的檢驗(yàn)，然后進(jìn)行回歸。
2 評價(jià)指標(biāo)選取和計(jì)算
2.1評價(jià)指標(biāo)的選取
生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展就是盡可能地減少資源的消耗和環(huán)境的浪費(fèi)，提高生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)效率，使最小的生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)時(shí)，對生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的選取至關(guān)重要，因?yàn)樵u價(jià)指標(biāo)選取是否合理，將直接影響到評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在選取指標(biāo)時(shí)要考慮評價(jià)指標(biāo)的完整性，不能遺漏關(guān)鍵性指標(biāo)，還要考慮各評價(jià)指標(biāo)之間又不能重復(fù)。所以，本研究借鑒德國環(huán)境經(jīng)濟(jì)賬戶中設(shè)計(jì)的評價(jià)指標(biāo)和我國專家學(xué)者研究生態(tài)效率的評價(jià)指標(biāo)[12-16]，征求有關(guān)專家學(xué)者和政府管理部門相關(guān)專業(yè)人員的意見，結(jié)合閩江源流域的實(shí)際情況，將生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分為生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)包括環(huán)境污染指標(biāo)和能源消耗指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)和社會發(fā)展指標(biāo)(表1)。
2.2數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)主要來源于《2003-2012年三明市環(huán)境保護(hù)狀況公報(bào)》、《2001-2005三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2006-2010三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2003-2012年三明市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《2003-2012年三明市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《2003-2012年福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》。
2.3綜合指標(biāo)的計(jì)算
首先，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，為了消除由于數(shù)據(jù)的數(shù)量級和不同量綱對評價(jià)結(jié)果的影響，在SPSS 18.0下用分析/描述統(tǒng)計(jì)/描述分析/將標(biāo)準(zhǔn)化得分另存為變量的命令，將原變量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化變量。其次，因子分析，為了解決三級評價(jià)指標(biāo)太多的問題，剔除各評價(jià)指標(biāo)之間的信息重疊，使用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 18.0分別對4個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的三級指標(biāo)進(jìn)行因子分析，用主成分分析方法提取特征值大于1的公因子，采用最大方差旋轉(zhuǎn)，并用回歸法計(jì)算得分系數(shù)矩陣。生態(tài)環(huán)境污染指標(biāo)提取了3個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為89.19%，KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)為0.523，其中第1主成分的解釋變異量為39.15%，第2主成分解釋變異量為27.88%，第3主成分解釋變異量為22.16%。能源消耗指標(biāo)提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為98.30%，KMO為0.556，其中第一主成分的解釋變異量為67.81%，第二主成分解釋變異量為30.49%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)第1主成分解釋變異量為89.14%，KMO為0.746。社會發(fā)展提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為85.21%，KMO為0.502，其中第1主成分的解釋變異量為58.60%，第2主成分解釋變異量為26.61%。4個(gè)指標(biāo)因子分析的Bartlett球形度檢驗(yàn)的顯著度水平均小于0.001。最后，計(jì)算生態(tài)環(huán)境評價(jià)綜合指標(biāo)，根據(jù)因子分析的得分矩陣，分別計(jì)算出閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的綜合評價(jià)指標(biāo)(表2)。
3 結(jié)果與分析
3.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評價(jià)
本研究采用投入導(dǎo)向的SE-DEA法對閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)，運(yùn)用軟件EMS1.30計(jì)算閩江源流域2003-2012年的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的超效率DEA評價(jià)(表3)，為了能夠全面客觀地反映閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，投入指標(biāo)選用環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)為輸入變量，輸出指標(biāo)選用經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)和社會發(fā)展綜合指標(biāo)為輸出變量。因?yàn)镾E-DEA模型中要求各指標(biāo)的數(shù)值都需大于零，而綜合評價(jià)指標(biāo)有負(fù)值出現(xiàn)，所以在保證統(tǒng)計(jì)意義不變的提前下，首先將所個(gè)綜合指標(biāo)的數(shù)值均向上平移了3個(gè)單位(即4個(gè)綜合指數(shù)的數(shù)值都加3)，使各綜合指標(biāo)的值變?yōu)檎龜?shù)，然后用EMS1.30計(jì)算。
表1 閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)Table 1 Evaluation indicators for ecological environment sustainable development of Minjiang river basin
表2 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展綜合評價(jià)指標(biāo)Table 2 Comprehensive evaluation indicators of ecological environment sustainable development in Minjiang river basin during 2003-2012
表3 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評價(jià)結(jié)果Table 3 The evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river by SE-DEA during 2003-2012
2003-2012年(表3)，只有2012年達(dá)到DEA單元有效，并且技術(shù)和規(guī)模都有效，說明閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出均達(dá)到最優(yōu)水平，也就是說，2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力相對最強(qiáng)。2003-2011年間，雖均為規(guī)模遞增，但都是非DEA有效，僅2011年技術(shù)有效，規(guī)模無效，且無效年份的生態(tài)綜合效率值較小。所以，從生態(tài)環(huán)境污染和能源消耗的視角看，閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入過剩，即對環(huán)境的污染和能源消耗較大，而產(chǎn)出較少，甚至虧空，充分說明閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。研究結(jié)果基本符合閩江源流域的基本現(xiàn)狀，閩江源流域主要是高能耗高污染的企業(yè)居多，但隨著節(jié)能減排和環(huán)境治理，逐步關(guān)閉了一批高耗能、高污染、產(chǎn)能低、技術(shù)低的企業(yè)，綜合效率也逐步提高，2011達(dá)到99%，較2010年增長了47.8%，比2003年效率提高了395%。
進(jìn)一步研究能源消耗指標(biāo)或環(huán)境污染指標(biāo)對閩江源流域可持續(xù)發(fā)展的影響(表4)發(fā)現(xiàn)，2012年的各個(gè)方案都為DEA有效，其他均為DEA無效。首先將方案Ⅰ和方案Ⅱ進(jìn)行比較，方案Ⅱ是去掉了能源消耗綜合指標(biāo)的投入，發(fā)現(xiàn)2003、2005、2006、2009、2010和2011年的綜合效率值都有所下降，說明能源的利用對閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到積極的推動作用。然后比較方案Ⅰ和方案Ⅲ，方案Ⅲ是刪除了資源環(huán)境污染綜合指標(biāo)的投入，從中可以看到，2004、2008和2012年的綜合效率值明顯減少，說明環(huán)境對閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響較大，具有一定的束縛作用，說明閩江源流域的發(fā)展對自然資源環(huán)境的依賴性較強(qiáng)。
表4 不同方案下閩江源流域2003-2012年生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評價(jià)結(jié)果Table 4 The SE-DEA evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river basin in different schemes during 2003-2012
注：方案一列中H代表環(huán)境污染，N代表能源消耗。
Note:H in project indicate environmental disruption，N in project indicate energy consumption.
3.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢及其動態(tài)分析
3.2.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢 環(huán)境污染綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(圖1)，2003-2004年急劇下降，2004-2010年下降較為平緩，2010年后下降趨勢增加；能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢，2005年后又呈緩慢上升，到2007年又呈現(xiàn)下降趨勢。經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)呈逐年上升趨勢；社會發(fā)展綜合指標(biāo)在2003-2007年呈波動性上升趨勢，到2008年后進(jìn)入平穩(wěn)上升階段?？傮w來看，閩江源流域近10年來整體生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展越來越好。
3.2.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)分析 近10年來，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(表5)，規(guī)模效率除2005-2006年和2008-2009年出現(xiàn)拐點(diǎn)外，整體呈下降趨勢，從2006-2007年起全要素生態(tài)效率的TFP增長率相對平穩(wěn)，且數(shù)值均大于1，其中，10年的平均增長率為22.7%。TFP值的增長率從2003-2004年比的-17.3%上升到2004-2005年的142.7%，又下降到2005-2006年的-3.5%，再上升到2006-2007年度的22.2%，反復(fù)波動，直至2011-2012年的16.1%，技術(shù)進(jìn)步與全要素生態(tài)效率具有相同的波動態(tài)勢。由此可知，技術(shù)進(jìn)步與閩江源流域可持續(xù)發(fā)展之間具有密切的關(guān)系，并對其動態(tài)變化影響較大，是實(shí)現(xiàn)閩江源流域生態(tài)環(huán)境得以維持、優(yōu)化的基礎(chǔ)。
圖1 2003-2012年閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展投入產(chǎn)出綜合指標(biāo)的變化Fig.1 Variation of Minjiang source of ecological sustainable development into comprehensive index input and output from 2003 to 2010
3.3閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響因素分析
本研究在參考前人研究的基礎(chǔ)上，考慮到區(qū)域之間的差異性和閩江源流域的情況，主要選取了以下幾個(gè)變量：1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，分別取各產(chǎn)業(yè)10年的產(chǎn)值；2)科技投入，即R&D的投入，通過對科技研發(fā)的投入來反映閩江源流域科技創(chuàng)新能力；3)城鎮(zhèn)化水平，用城鎮(zhèn)化率來反映當(dāng)?shù)厣鐣l(fā)展水平；4)勞動力，用年末從業(yè)人口來反映勞動力水平。經(jīng)檢驗(yàn)解釋變量間的相關(guān)系數(shù)均小于0.5，變量之間的共線程度不高，然后進(jìn)行Tobit回歸(表6)。
第三產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力對閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展在5%統(tǒng)計(jì)水平下有顯著影響(表6)。其中，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力的影響是正向的，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的影響為負(fù)向。
表5 閩江源流域各年份Malmquist指數(shù)及其分解Table 5 Malmquist index and decomposition of Minjiang river basin in different years
表6 Tobit回歸結(jié)果Table 6 Tobit regression results
首先，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力呈正相關(guān)，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力每增加一個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。說明要提高閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力，就要促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重，加大科技研發(fā)工作，加強(qiáng)科技成果的轉(zhuǎn)化和引進(jìn)，鼓勵企業(yè)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低碳環(huán)保綠色技術(shù)，推動城鎮(zhèn)化水平，形成產(chǎn)業(yè)聚集，大力扶持新型產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展，逐步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
其次，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和工業(yè)產(chǎn)業(yè)之間呈負(fù)相關(guān)，工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%，這是因?yàn)殚}江源流源大多數(shù)工業(yè)是以采礦、鋼鐵、化工、染印、造紙、水泥等高污染、高耗能的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞較大，所以對閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面的影響。
4 討論與結(jié)論
2003-2012年，閩江源流域生態(tài)環(huán)境效率在2012年達(dá)到DEA單元有效，其他年份均為非DEA有效，呈規(guī)模遞增，投入過剩，產(chǎn)出不足，可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。閩江源流域的發(fā)展主要依賴于自然資源環(huán)境和能源的利用。在該區(qū)域內(nèi)，生態(tài)環(huán)境投入的逐步減少，增加了閩江源生態(tài)環(huán)境保障的可能性，使閩江源流域可持續(xù)發(fā)展能力增強(qiáng)。劉向華[17]認(rèn)為自然資源的投入比例不科學(xué)，嚴(yán)重影響生態(tài)效率，過度依賴資源的高投入和環(huán)境的高污染，導(dǎo)致缺乏技術(shù)革新的動力。所以，生態(tài)環(huán)境的過度投入一方面會造成資源的浪費(fèi)，另一方面是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素。所以，在生態(tài)環(huán)境投入逐步減少的情況下，一定區(qū)域的自然環(huán)境會在自我修復(fù)中得以改善，使得區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展獲得保障。
2003-2012年，閩江源流域環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢，社會發(fā)展指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)呈上升趨勢。閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢，近10年的TFP平均增長22.7%，技術(shù)進(jìn)步對推動閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有一定的作用。張雪梅[18]也認(rèn)為西部地區(qū)生態(tài)效率提升主要得益于技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。另外，要使閩江源區(qū)域的DEA從無效逐步變成有效，主要依賴于對一些傳統(tǒng)的重工業(yè)污染企業(yè)的關(guān)停并轉(zhuǎn)，通過發(fā)展高技術(shù)含量的低污染企業(yè)，實(shí)現(xiàn)閩江源周圍環(huán)境的改善。這也與潘興俠等[19]轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化也是提高生態(tài)效率有效措施的觀點(diǎn)相吻合。結(jié)合我國其他地區(qū)情況，那些從事新型低污染或者無污染的企業(yè)其生態(tài)環(huán)境保持較好狀態(tài)，未來發(fā)展的潛力較大。一些老工業(yè)基地生態(tài)環(huán)境相對惡劣，即使進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換、升級，其生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)仍尚待時(shí)日，區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展會受到限制。
第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動力是影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素，其中第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%。對內(nèi)蒙古區(qū)域生態(tài)效率的研究表明[20]，CO2、工業(yè)固體廢物、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水等污染物的排放及能源的消耗成為影響內(nèi)蒙古地區(qū)生態(tài)效率的主要因素，產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能一是選擇的指標(biāo)不同，二是區(qū)域不同?？萍歼M(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器，從閩江源逐年的科技投入經(jīng)費(fèi)的增加、城鎮(zhèn)化水平的逐步推高和勞動力人數(shù)和質(zhì)量的提升，閩江源的生態(tài)環(huán)境也得以逐步改善。這些指標(biāo)在全國不同經(jīng)濟(jì)區(qū)域中也體現(xiàn)出相似的規(guī)律。在科技水平、城鎮(zhèn)化水平和勞動力水平較低的西部地區(qū)，其生態(tài)環(huán)境的改善相對遲緩。而一些沿海省份在以上指標(biāo)處于一個(gè)較高水平下，生態(tài)環(huán)境的改善步伐明顯快于西部地區(qū)。
SE-DEA模型存在以下兩個(gè)方面的局限，一是當(dāng)投入很小時(shí)，可能不存在可行解，并且排序也不是很穩(wěn)定；二是該方法是通過徑向和角度來度量DEA的，會引起投入要素的“擁擠”或“松弛”，當(dāng)投入或產(chǎn)出存在非零松弛時(shí)，評價(jià)對象的效率會偏高，這兩個(gè)問題也是需要進(jìn)一步的研究。
[1]金書秦,王軍霞,宋國君.生態(tài)足跡法研究述評[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2009(4):26-29.
[2]Qin H,Sun A,Liu J,Zheng C.System dynamics analysis of water supply and demand in the north China Plain[J].Water Policy,2012,14(2):214-231.
[3]Franck S,von Bloh W,Muller C,Bondeau A,Sakschewski B.Harvesting the sun:New estimations of the maximum population of planet earth[J].Environmental Sciences & Ecology,2011,222(12):2019-2026.
[4]Zeng C,Liu Y,Liu Y,Hu J,Bai X,Yang X.An integrated approach for assessing aquatic ecological carrying capacity:A case study of Wujin district in the Tai Lake Basin China[J].International Journal of Environmental Research and Public Health,2011,8(1):264-280.
[5]Gong L,Jin C.Fuzzy comprehensive evaluation for carrying capacity of regional water resources[J].Water Resources Management,2009,23(12):2505-2513.
[6]Yue Y Y,Su J Q.Eco-efficificy:Foreign practice and our measure[J].Studies in Science of Science,2004,22(2):170-173.
[7]王金祥,王卓.基于超效率DEA模型的城市效率評價(jià)[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2008,15(1):62-64.
[8]Charnes A,Cooper W W,Rhodes E.Measuring the efficiency of DMU[J].European Journal of Operational Research,1978,2(6):429-444.
[9]Anderson P.Petersen N C.A procedure for ranking efficientunits in data envelopment analysis[J].Management Science,1993,39(10):1261-1264.
[10]Fare R，Grosskope S，Norris M，Zhang Z．Productivity growth，technical progress，and efficiency change in industrialized countries[J]．American Economic Review，1994，84(1)：66-83．
[11]Tobin J.Estimation of relationships for limited dependentvariables[J].Econometrica,1958,26(1):24-36.
[12]付麗娜,陳曉紅,冷智花.基于超效率DEA模型的城市群生態(tài)效率研究——以長株潭“3+5”城市群為例[J].中國人口·資源與環(huán)境,2013,23(4):169-175.
[13]呂彬,楊建新.生態(tài)效率方法研究進(jìn)展與應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(11):3898-3906.
[14]邱壽豐,諸大建.我國生態(tài)效率指標(biāo)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].科學(xué)管理,2007,10(2):20-25.
[15]王震,石磊,劉晶茹,孫念.區(qū)域工業(yè)生態(tài)效率的測算方法及應(yīng)用[J].中國人口·資源與環(huán)境，2008，18(6):121-126.
[16]Hua Z,Bian Y，Liang L.Eco-efficiency analysis of paper mills along the Huai River:An extended DEA approach[J].Omega,2007,35(5):578-587.
[17]劉向華.基于DEA的河南省生態(tài)效率改善途徑探析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，46(6)：710-714.
[18]張雪梅.西部地區(qū)生態(tài)效率測度及動態(tài)分析——基于2000-2010年省際數(shù)據(jù)[J].經(jīng)濟(jì)理論與經(jīng)濟(jì)管理,2013(2):78-85.
[19]潘興俠,何宜慶,胡曉峰.區(qū)域生態(tài)效率評價(jià)及其空間計(jì)量分析[J].長江流域資源與環(huán)境,2013,22(5):640-647.
[20]馬軍.基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的區(qū)域生態(tài)效率評價(jià)研究——以內(nèi)蒙古為例[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2012,249(2):47-51.
(責(zé)任編輯 張瑾)
Evaluationofeco-environmentsustainabledevelopmentbasedonSE-DEAmodel
LI Jun-long, TENG Jian-lun, LI Ying-chun, HUANG Hai-tang
(School of Management, Sanming University, Sanming 365004, China)
The present research analyzed and evaluated Minjiang river basin’s sustainability using a three-phrase SE-DEA model based on ecological environment’s input and output combined with the improved sustainable development indices system.Over the past ten years (2003-2012), the sustainable development of Minjiang river basin’s ecological condition increased in waves and sustainability was still weak.The present research also put forward the main factors which had strong impacts on the ecological environment’s sustainable development, including service sector, science and technology, urbanization, industry and labor.Firstly, the excessive investment was the main factor lead to Minjiang river basin’s environment degradation and resources waste.Secondly, urbanization, innovation of science and technology and the qualified labor can promote ecological environment’s sustainable development.Lastly, industries upgrade and ecological industry development were effective way for ecological environment’s sustainable development.
SE-DEA model; Tobit model; efficiency of ecology; development of sustainability
2014-06-26 接受日期：2014-09-04
福建省軟科學(xué)項(xiàng)目(2012R0071、2013R0088)；福建省教育廳教育科研項(xiàng)目(JAS14272)；福建省高校服務(wù)海西建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目(HX200807)
李軍龍(1978-)，男，甘肅隴西人，講師，碩士，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)管理與區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:lijunl2006@126.com
滕劍侖(1974-)，男，新疆哈密人，副教授，博士，主要從事區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:758125226@qq.com
S181;X171
：A
：1001-0629(2014)11-2174-09
10.11829j.issn.1001-0629.2014-0302
猜你喜歡
壓油溝小流域中國水土保持(2022年6期)2022-06-08 03:58:40 閩江雨情心聲歌刊(2021年4期)2021-12-02 01:14:20 堡子溝流域綜合治理中國水土保持(2021年7期)2021-07-08 06:14:06 羅堰小流域中國水土保持(2021年12期)2021-04-11 08:19:44 提升朗讀教學(xué)效率的幾點(diǎn)思考甘肅教育(2020年14期)2020-09-11 07:57:42 沈葆楨題閩江仰止亭閩都文化(2020年5期)2020-08-25 10:10:44 高中地理校本課程的開發(fā)與實(shí)施——以閩江環(huán)境保護(hù)校本開發(fā)為例福建基礎(chǔ)教育研究(2020年2期)2020-05-28 08:39:55 水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)(2018年1期)2018-01-31 01:53:37 跟蹤導(dǎo)練（一）2時(shí)代英語·高二(2015年1期)2015-03-16 00:08:11 “錢”、“事”脫節(jié)效率低中國衛(wèi)生(2014年11期)2014-11-12 13:11:32
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
基于SE-DEA模型的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)
——以閩江源流域?yàn)槔?/p>
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
以生態(tài)環(huán)境投入產(chǎn)出的角度為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有研究成果改進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，采用三階段SE-DEA模型，對閩江流域進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展能力分析與評價(jià)。結(jié)果表明，近10年來(2003-2012年)，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢，但可持續(xù)發(fā)展能力偏弱；第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動力成為影響生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素。生態(tài)環(huán)境的過度投入既造成資源的浪費(fèi)，也是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素；科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器；推動產(chǎn)業(yè)升級，發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
SE-DEA模型；Tobit模型；生態(tài)效率；可持續(xù)發(fā)展
Correspondingautor：TENG Jian-lun E-mail:758125226@qq.com
傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)在片面追求人類物質(zhì)經(jīng)濟(jì)增長后，逐漸帶來諸多負(fù)面影響而為人詬病?，F(xiàn)代生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)的興起為人類反思自身發(fā)展與自然協(xié)同之間是否存在互相促進(jìn)和和諧共生的路徑提供了理論依據(jù)。新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)指出，公共環(huán)境的供給有限性和搭便車行為(搭便車行為是不付成本而坐享他人之利的投機(jī)行為)的缺乏管控成為當(dāng)前一些國家氣候惡劣、水質(zhì)污染以及其他公共資源逐步惡化的根本原因。在公共環(huán)境被人類不斷開發(fā)的過程中，只有對環(huán)境加以維護(hù)和補(bǔ)償，才能獲得環(huán)境資源的供給方與需求方的均衡演化。生物演化理論認(rèn)為，環(huán)境變化存在著從量變到質(zhì)變的累積過程。只有建立相應(yīng)的評價(jià)體系才能觀測到環(huán)境變化的過程，并通過對相關(guān)因素的控制與調(diào)整，維持現(xiàn)有環(huán)境的均衡、和諧有序的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)推進(jìn)的目標(biāo)。
福建省位于我國東南部，其主要的水源為閩江，作為閩江流域的源頭，三明市是福建各大河流的主要發(fā)源地和生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)的保護(hù)區(qū)域,也是閩江源流域的主要區(qū)域。隨著閩江流域社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其與環(huán)境保護(hù)、資源緊缺和人們對生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的矛盾日漸突出。因此，需要對閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行深入的分析研究，探索環(huán)境保護(hù)與社會經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的途徑和科學(xué)理論依據(jù)。
目前，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)的方法較多，如生態(tài)足跡法、能值分析法、系統(tǒng)動力學(xué)法、SWOT法、模糊數(shù)學(xué)法等[1-5]。這些方法主要注重對現(xiàn)有生態(tài)的結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，其涉及面較窄。為了動態(tài)評價(jià)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的過程，及時(shí)調(diào)整相關(guān)政策，以維護(hù)現(xiàn)有生態(tài)的良性狀態(tài)，本研究從生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出角度，利用生態(tài)效率(Eco-efficiency)這一動態(tài)指標(biāo)對區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)，生態(tài)效率是指社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增加的價(jià)值量與消耗的資源環(huán)境的實(shí)物量之間的比值，來反映經(jīng)濟(jì)增長和資源環(huán)境承載力之間的關(guān)系[6]。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(Data Envelopment Analysis，DEA)是在研究區(qū)域生態(tài)效率應(yīng)用比較廣泛的一種方法，而傳統(tǒng)的DEA模型計(jì)算出來的效率范圍只是在0～1，只能區(qū)別出有效率和無效率的單元，而對有效率的單元無法進(jìn)行排序和比較[7]。本研究運(yùn)用三階段SE-DEA(super efficiency DEA)模型法，結(jié)合三明市2003-2012年的相關(guān)數(shù)據(jù)，對區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)，并對其影響因素進(jìn)行探討，以期探索閩江源流域社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。
1 三階段超效率DEA模型
1.1第一階段——超效率DEA模型
超效率DEA模型的基礎(chǔ)模型是CCR模型。CCR模型是1978年著名的運(yùn)籌學(xué)家Charnes A等提出的[8]評價(jià)“多投入多產(chǎn)出”模式下決策單元間的相對有效性。為克服CCR模型對有效率的單元無法進(jìn)行排序和比較的弊端，1993年著名學(xué)者Anderson 和 Peterson[9]對CCR模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了超效率DEA模型,計(jì)算出的效率值將不再限制在0～1的范圍內(nèi)，而是允許效率值超過1，才能有效地區(qū)分出有效單元(即效率值為1)之間的差異，并依據(jù)效率值進(jìn)行排序和比較。超效率DEA模型的有效性大小是根據(jù)有效決策單元對有效前沿面的影響程度來判斷，對于在原模型中非效率的決策單元，超效率值不變，超效率值越大，則對有效前沿面的影響越大，其效率越高，反之亦然。 超效率DEA的數(shù)學(xué)模型如下：
(1)
式中，θ表示決策單元DMU0的生態(tài)環(huán)境效率值，ε為高階無窮小量，s-和s+為松弛變量，x表示生態(tài)環(huán)境的投入變量，y表示生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)出變量，λj表示為相對DMU0重構(gòu)一個(gè)有效DMU組合中第j個(gè)決策單元DMU的組合比例。
1.2第二階段——MalmquistTFP指數(shù)
Malmquist TFP(Total Factor Productivity)指數(shù)用來測度生產(chǎn)力的變化，并把生產(chǎn)力的變化分解成技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率的變化。1994年Fare等[10]定義了一個(gè)基于產(chǎn)出的Malmquist生產(chǎn)力指數(shù)如下：
TEP(yt+1,xt+1,yt,xt)=
(2)
它代表生產(chǎn)點(diǎn)(xt,yt)相比較的生產(chǎn)點(diǎn)(xt+1,yt+1)的生產(chǎn)力。比1大的值代表從t到t+1時(shí)期的一個(gè)正的TFP增長。Malmquist TFP可以分解為綜合技術(shù)效率變化指數(shù)(EC)和技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)(TC)，分解過程如下：
(3)
其中，綜合效率變化指數(shù)還可以進(jìn)一步分解為純技術(shù)效率指數(shù)(PE)和規(guī)模效率指數(shù)(SE),其分解過程如下：
(4)
1.3第三階段——Tobit回歸分析
為了進(jìn)一步研究影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的因素，將前面計(jì)算出的生態(tài)環(huán)境效率值作為因變量，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)為自變量，假設(shè)有m個(gè)變量，n年，選用能夠解決受限或截?cái)嘁蜃兞康腡obit 模型回歸模型。該回歸模型由Tobin[11]提出，Tobit回歸模型如下：
(5)
式中，θi表示第i評價(jià)年的生態(tài)環(huán)境效率值，βij表示第i個(gè)評價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素的回歸系數(shù)，xij表示第i個(gè)評價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素，ε表示殘差。Tobit回歸模型運(yùn)用Stata12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對所選變量進(jìn)行多重共線的檢驗(yàn)，然后進(jìn)行回歸。
2 評價(jià)指標(biāo)選取和計(jì)算
2.1評價(jià)指標(biāo)的選取
生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展就是盡可能地減少資源的消耗和環(huán)境的浪費(fèi)，提高生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)效率，使最小的生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)時(shí)，對生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的選取至關(guān)重要，因?yàn)樵u價(jià)指標(biāo)選取是否合理，將直接影響到評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在選取指標(biāo)時(shí)要考慮評價(jià)指標(biāo)的完整性，不能遺漏關(guān)鍵性指標(biāo)，還要考慮各評價(jià)指標(biāo)之間又不能重復(fù)。所以，本研究借鑒德國環(huán)境經(jīng)濟(jì)賬戶中設(shè)計(jì)的評價(jià)指標(biāo)和我國專家學(xué)者研究生態(tài)效率的評價(jià)指標(biāo)[12-16]，征求有關(guān)專家學(xué)者和政府管理部門相關(guān)專業(yè)人員的意見，結(jié)合閩江源流域的實(shí)際情況，將生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分為生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)包括環(huán)境污染指標(biāo)和能源消耗指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)和社會發(fā)展指標(biāo)(表1)。
2.2數(shù)據(jù)來源
數(shù)據(jù)主要來源于《2003-2012年三明市環(huán)境保護(hù)狀況公報(bào)》、《2001-2005三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2006-2010三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2003-2012年三明市國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《2003-2012年三明市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《2003-2012年福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》。
2.3綜合指標(biāo)的計(jì)算
首先，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，為了消除由于數(shù)據(jù)的數(shù)量級和不同量綱對評價(jià)結(jié)果的影響，在SPSS 18.0下用分析/描述統(tǒng)計(jì)/描述分析/將標(biāo)準(zhǔn)化得分另存為變量的命令，將原變量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化變量。其次，因子分析，為了解決三級評價(jià)指標(biāo)太多的問題，剔除各評價(jià)指標(biāo)之間的信息重疊，使用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 18.0分別對4個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的三級指標(biāo)進(jìn)行因子分析，用主成分分析方法提取特征值大于1的公因子，采用最大方差旋轉(zhuǎn)，并用回歸法計(jì)算得分系數(shù)矩陣。生態(tài)環(huán)境污染指標(biāo)提取了3個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為89.19%，KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)為0.523，其中第1主成分的解釋變異量為39.15%，第2主成分解釋變異量為27.88%，第3主成分解釋變異量為22.16%。能源消耗指標(biāo)提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為98.30%，KMO為0.556，其中第一主成分的解釋變異量為67.81%，第二主成分解釋變異量為30.49%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)第1主成分解釋變異量為89.14%，KMO為0.746。社會發(fā)展提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為85.21%，KMO為0.502，其中第1主成分的解釋變異量為58.60%，第2主成分解釋變異量為26.61%。4個(gè)指標(biāo)因子分析的Bartlett球形度檢驗(yàn)的顯著度水平均小于0.001。最后，計(jì)算生態(tài)環(huán)境評價(jià)綜合指標(biāo)，根據(jù)因子分析的得分矩陣，分別計(jì)算出閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的綜合評價(jià)指標(biāo)(表2)。
3 結(jié)果與分析
3.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評價(jià)
本研究采用投入導(dǎo)向的SE-DEA法對閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評價(jià)，運(yùn)用軟件EMS1.30計(jì)算閩江源流域2003-2012年的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的超效率DEA評價(jià)(表3)，為了能夠全面客觀地反映閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，投入指標(biāo)選用環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)為輸入變量，輸出指標(biāo)選用經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)和社會發(fā)展綜合指標(biāo)為輸出變量。因?yàn)镾E-DEA模型中要求各指標(biāo)的數(shù)值都需大于零，而綜合評價(jià)指標(biāo)有負(fù)值出現(xiàn)，所以在保證統(tǒng)計(jì)意義不變的提前下，首先將所個(gè)綜合指標(biāo)的數(shù)值均向上平移了3個(gè)單位(即4個(gè)綜合指數(shù)的數(shù)值都加3)，使各綜合指標(biāo)的值變?yōu)檎龜?shù)，然后用EMS1.30計(jì)算。
表1 閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)Table 1 Evaluation indicators for ecological environment sustainable development of Minjiang river basin
表2 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展綜合評價(jià)指標(biāo)Table 2 Comprehensive evaluation indicators of ecological environment sustainable development in Minjiang river basin during 2003-2012
表3 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評價(jià)結(jié)果Table 3 The evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river by SE-DEA during 2003-2012
2003-2012年(表3)，只有2012年達(dá)到DEA單元有效，并且技術(shù)和規(guī)模都有效，說明閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出均達(dá)到最優(yōu)水平，也就是說，2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力相對最強(qiáng)。2003-2011年間，雖均為規(guī)模遞增，但都是非DEA有效，僅2011年技術(shù)有效，規(guī)模無效，且無效年份的生態(tài)綜合效率值較小。所以，從生態(tài)環(huán)境污染和能源消耗的視角看，閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入過剩，即對環(huán)境的污染和能源消耗較大，而產(chǎn)出較少，甚至虧空，充分說明閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。研究結(jié)果基本符合閩江源流域的基本現(xiàn)狀，閩江源流域主要是高能耗高污染的企業(yè)居多，但隨著節(jié)能減排和環(huán)境治理，逐步關(guān)閉了一批高耗能、高污染、產(chǎn)能低、技術(shù)低的企業(yè)，綜合效率也逐步提高，2011達(dá)到99%，較2010年增長了47.8%，比2003年效率提高了395%。
進(jìn)一步研究能源消耗指標(biāo)或環(huán)境污染指標(biāo)對閩江源流域可持續(xù)發(fā)展的影響(表4)發(fā)現(xiàn)，2012年的各個(gè)方案都為DEA有效，其他均為DEA無效。首先將方案Ⅰ和方案Ⅱ進(jìn)行比較，方案Ⅱ是去掉了能源消耗綜合指標(biāo)的投入，發(fā)現(xiàn)2003、2005、2006、2009、2010和2011年的綜合效率值都有所下降，說明能源的利用對閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到積極的推動作用。然后比較方案Ⅰ和方案Ⅲ，方案Ⅲ是刪除了資源環(huán)境污染綜合指標(biāo)的投入，從中可以看到，2004、2008和2012年的綜合效率值明顯減少，說明環(huán)境對閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響較大，具有一定的束縛作用，說明閩江源流域的發(fā)展對自然資源環(huán)境的依賴性較強(qiáng)。
表4 不同方案下閩江源流域2003-2012年生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評價(jià)結(jié)果Table 4 The SE-DEA evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river basin in different schemes during 2003-2012
注：方案一列中H代表環(huán)境污染，N代表能源消耗。
Note:H in project indicate environmental disruption，N in project indicate energy consumption.
3.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢及其動態(tài)分析
3.2.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢 環(huán)境污染綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(圖1)，2003-2004年急劇下降，2004-2010年下降較為平緩，2010年后下降趨勢增加；能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢，2005年后又呈緩慢上升，到2007年又呈現(xiàn)下降趨勢。經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)呈逐年上升趨勢；社會發(fā)展綜合指標(biāo)在2003-2007年呈波動性上升趨勢，到2008年后進(jìn)入平穩(wěn)上升階段?？傮w來看，閩江源流域近10年來整體生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展越來越好。
3.2.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的動態(tài)分析 近10年來，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(表5)，規(guī)模效率除2005-2006年和2008-2009年出現(xiàn)拐點(diǎn)外，整體呈下降趨勢，從2006-2007年起全要素生態(tài)效率的TFP增長率相對平穩(wěn)，且數(shù)值均大于1，其中，10年的平均增長率為22.7%。TFP值的增長率從2003-2004年比的-17.3%上升到2004-2005年的142.7%，又下降到2005-2006年的-3.5%，再上升到2006-2007年度的22.2%，反復(fù)波動，直至2011-2012年的16.1%，技術(shù)進(jìn)步與全要素生態(tài)效率具有相同的波動態(tài)勢。由此可知，技術(shù)進(jìn)步與閩江源流域可持續(xù)發(fā)展之間具有密切的關(guān)系，并對其動態(tài)變化影響較大，是實(shí)現(xiàn)閩江源流域生態(tài)環(huán)境得以維持、優(yōu)化的基礎(chǔ)。
圖1 2003-2012年閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展投入產(chǎn)出綜合指標(biāo)的變化Fig.1 Variation of Minjiang source of ecological sustainable development into comprehensive index input and output from 2003 to 2010
3.3閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響因素分析
本研究在參考前人研究的基礎(chǔ)上，考慮到區(qū)域之間的差異性和閩江源流域的情況，主要選取了以下幾個(gè)變量：1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，分別取各產(chǎn)業(yè)10年的產(chǎn)值；2)科技投入，即R&D的投入，通過對科技研發(fā)的投入來反映閩江源流域科技創(chuàng)新能力；3)城鎮(zhèn)化水平，用城鎮(zhèn)化率來反映當(dāng)?shù)厣鐣l(fā)展水平；4)勞動力，用年末從業(yè)人口來反映勞動力水平。經(jīng)檢驗(yàn)解釋變量間的相關(guān)系數(shù)均小于0.5，變量之間的共線程度不高，然后進(jìn)行Tobit回歸(表6)。
第三產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力對閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展在5%統(tǒng)計(jì)水平下有顯著影響(表6)。其中，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力的影響是正向的，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的影響為負(fù)向。
表5 閩江源流域各年份Malmquist指數(shù)及其分解Table 5 Malmquist index and decomposition of Minjiang river basin in different years
表6 Tobit回歸結(jié)果Table 6 Tobit regression results
首先，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力呈正相關(guān)，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力每增加一個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。說明要提高閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力，就要促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重，加大科技研發(fā)工作，加強(qiáng)科技成果的轉(zhuǎn)化和引進(jìn)，鼓勵企業(yè)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低碳環(huán)保綠色技術(shù)，推動城鎮(zhèn)化水平，形成產(chǎn)業(yè)聚集，大力扶持新型產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展，逐步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
其次，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和工業(yè)產(chǎn)業(yè)之間呈負(fù)相關(guān)，工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%，這是因?yàn)殚}江源流源大多數(shù)工業(yè)是以采礦、鋼鐵、化工、染印、造紙、水泥等高污染、高耗能的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞較大，所以對閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面的影響。
4 討論與結(jié)論
2003-2012年，閩江源流域生態(tài)環(huán)境效率在2012年達(dá)到DEA單元有效，其他年份均為非DEA有效，呈規(guī)模遞增，投入過剩，產(chǎn)出不足，可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。閩江源流域的發(fā)展主要依賴于自然資源環(huán)境和能源的利用。在該區(qū)域內(nèi)，生態(tài)環(huán)境投入的逐步減少，增加了閩江源生態(tài)環(huán)境保障的可能性，使閩江源流域可持續(xù)發(fā)展能力增強(qiáng)。劉向華[17]認(rèn)為自然資源的投入比例不科學(xué)，嚴(yán)重影響生態(tài)效率，過度依賴資源的高投入和環(huán)境的高污染，導(dǎo)致缺乏技術(shù)革新的動力。所以，生態(tài)環(huán)境的過度投入一方面會造成資源的浪費(fèi)，另一方面是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素。所以，在生態(tài)環(huán)境投入逐步減少的情況下，一定區(qū)域的自然環(huán)境會在自我修復(fù)中得以改善，使得區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展獲得保障。
2003-2012年，閩江源流域環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢，社會發(fā)展指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)呈上升趨勢。閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢，近10年的TFP平均增長22.7%，技術(shù)進(jìn)步對推動閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有一定的作用。張雪梅[18]也認(rèn)為西部地區(qū)生態(tài)效率提升主要得益于技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。另外，要使閩江源區(qū)域的DEA從無效逐步變成有效，主要依賴于對一些傳統(tǒng)的重工業(yè)污染企業(yè)的關(guān)停并轉(zhuǎn)，通過發(fā)展高技術(shù)含量的低污染企業(yè)，實(shí)現(xiàn)閩江源周圍環(huán)境的改善。這也與潘興俠等[19]轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化也是提高生態(tài)效率有效措施的觀點(diǎn)相吻合。結(jié)合我國其他地區(qū)情況，那些從事新型低污染或者無污染的企業(yè)其生態(tài)環(huán)境保持較好狀態(tài)，未來發(fā)展的潛力較大。一些老工業(yè)基地生態(tài)環(huán)境相對惡劣，即使進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換、升級，其生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)仍尚待時(shí)日，區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展會受到限制。
第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動力是影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素，其中第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動力每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%。對內(nèi)蒙古區(qū)域生態(tài)效率的研究表明[20]，CO2、工業(yè)固體廢物、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水等污染物的排放及能源的消耗成為影響內(nèi)蒙古地區(qū)生態(tài)效率的主要因素，產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能一是選擇的指標(biāo)不同，二是區(qū)域不同?？萍歼M(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器，從閩江源逐年的科技投入經(jīng)費(fèi)的增加、城鎮(zhèn)化水平的逐步推高和勞動力人數(shù)和質(zhì)量的提升，閩江源的生態(tài)環(huán)境也得以逐步改善。這些指標(biāo)在全國不同經(jīng)濟(jì)區(qū)域中也體現(xiàn)出相似的規(guī)律。在科技水平、城鎮(zhèn)化水平和勞動力水平較低的西部地區(qū)，其生態(tài)環(huán)境的改善相對遲緩。而一些沿海省份在以上指標(biāo)處于一個(gè)較高水平下，生態(tài)環(huán)境的改善步伐明顯快于西部地區(qū)。
SE-DEA模型存在以下兩個(gè)方面的局限，一是當(dāng)投入很小時(shí)，可能不存在可行解，并且排序也不是很穩(wěn)定；二是該方法是通過徑向和角度來度量DEA的，會引起投入要素的“擁擠”或“松弛”，當(dāng)投入或產(chǎn)出存在非零松弛時(shí)，評價(jià)對象的效率會偏高，這兩個(gè)問題也是需要進(jìn)一步的研究。
[1]金書秦,王軍霞,宋國君.生態(tài)足跡法研究述評[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2009(4):26-29.
[2]Qin H,Sun A,Liu J,Zheng C.System dynamics analysis of water supply and demand in the north China Plain[J].Water Policy,2012,14(2):214-231.
[3]Franck S,von Bloh W,Muller C,Bondeau A,Sakschewski B.Harvesting the sun:New estimations of the maximum population of planet earth[J].Environmental Sciences & Ecology,2011,222(12):2019-2026.
[4]Zeng C,Liu Y,Liu Y,Hu J,Bai X,Yang X.An integrated approach for assessing aquatic ecological carrying capacity:A case study of Wujin district in the Tai Lake Basin China[J].International Journal of Environmental Research and Public Health,2011,8(1):264-280.
[5]Gong L,Jin C.Fuzzy comprehensive evaluation for carrying capacity of regional water resources[J].Water Resources Management,2009,23(12):2505-2513.
[6]Yue Y Y,Su J Q.Eco-efficificy:Foreign practice and our measure[J].Studies in Science of Science,2004,22(2):170-173.
[7]王金祥,王卓.基于超效率DEA模型的城市效率評價(jià)[J].西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào),2008,15(1):62-64.
[8]Charnes A,Cooper W W,Rhodes E.Measuring the efficiency of DMU[J].European Journal of Operational Research,1978,2(6):429-444.
[9]Anderson P.Petersen N C.A procedure for ranking efficientunits in data envelopment analysis[J].Management Science,1993,39(10):1261-1264.
[10]Fare R，Grosskope S，Norris M，Zhang Z．Productivity growth，technical progress，and efficiency change in industrialized countries[J]．American Economic Review，1994，84(1)：66-83．
[11]Tobin J.Estimation of relationships for limited dependentvariables[J].Econometrica,1958,26(1):24-36.
[12]付麗娜,陳曉紅,冷智花.基于超效率DEA模型的城市群生態(tài)效率研究——以長株潭“3+5”城市群為例[J].中國人口·資源與環(huán)境,2013,23(4):169-175.
[13]呂彬,楊建新.生態(tài)效率方法研究進(jìn)展與應(yīng)用[J].生態(tài)學(xué)報(bào),2006,26(11):3898-3906.
[14]邱壽豐,諸大建.我國生態(tài)效率指標(biāo)設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J].科學(xué)管理,2007,10(2):20-25.
[15]王震,石磊,劉晶茹,孫念.區(qū)域工業(yè)生態(tài)效率的測算方法及應(yīng)用[J].中國人口·資源與環(huán)境，2008，18(6):121-126.
[16]Hua Z,Bian Y，Liang L.Eco-efficiency analysis of paper mills along the Huai River:An extended DEA approach[J].Omega,2007,35(5):578-587.
[17]劉向華.基于DEA的河南省生態(tài)效率改善途徑探析[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，46(6)：710-714.
[18]張雪梅.西部地區(qū)生態(tài)效率測度及動態(tài)分析——基于2000-2010年省際數(shù)據(jù)[J].經(jīng)濟(jì)理論與經(jīng)濟(jì)管理,2013(2):78-85.
[19]潘興俠,何宜慶,胡曉峰.區(qū)域生態(tài)效率評價(jià)及其空間計(jì)量分析[J].長江流域資源與環(huán)境,2013,22(5):640-647.
[20]馬軍.基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法的區(qū)域生態(tài)效率評價(jià)研究——以內(nèi)蒙古為例[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2012,249(2):47-51.
(責(zé)任編輯 張瑾)
Evaluationofeco-environmentsustainabledevelopmentbasedonSE-DEAmodel
LI Jun-long, TENG Jian-lun, LI Ying-chun, HUANG Hai-tang
(School of Management, Sanming University, Sanming 365004, China)
The present research analyzed and evaluated Minjiang river basin’s sustainability using a three-phrase SE-DEA model based on ecological environment’s input and output combined with the improved sustainable development indices system.Over the past ten years (2003-2012), the sustainable development of Minjiang river basin’s ecological condition increased in waves and sustainability was still weak.The present research also put forward the main factors which had strong impacts on the ecological environment’s sustainable development, including service sector, science and technology, urbanization, industry and labor.Firstly, the excessive investment was the main factor lead to Minjiang river basin’s environment degradation and resources waste.Secondly, urbanization, innovation of science and technology and the qualified labor can promote ecological environment’s sustainable development.Lastly, industries upgrade and ecological industry development were effective way for ecological environment’s sustainable development.
SE-DEA model; Tobit model; efficiency of ecology; development of sustainability
2014-06-26 接受日期：2014-09-04
福建省軟科學(xué)項(xiàng)目(2012R0071、2013R0088)；福建省教育廳教育科研項(xiàng)目(JAS14272)；福建省高校服務(wù)海西建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目(HX200807)
李軍龍(1978-)，男，甘肅隴西人，講師，碩士，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)管理與區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:lijunl2006@126.com
滕劍侖(1974-)，男，新疆哈密人，副教授，博士，主要從事區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:758125226@qq.com
S181;X171
：A
：1001-0629(2014)11-2174-09
10.11829j.issn.1001-0629.2014-0302
猜你喜歡
中國水土保持(2022年6期)2022-06-08 03:58:40
心聲歌刊(2021年4期)2021-12-02 01:14:20
中國水土保持(2021年7期)2021-07-08 06:14:06
中國水土保持(2021年12期)2021-04-11 08:19:44
甘肅教育(2020年14期)2020-09-11 07:57:42
閩都文化(2020年5期)2020-08-25 10:10:44
福建基礎(chǔ)教育研究(2020年2期)2020-05-28 08:39:55
時(shí)代英語·高二(2015年1期)2015-03-16 00:08:11
中國衛(wèi)生(2014年11期)2014-11-12 13:11:32
