絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力測度、預警與提升對策

曹 飛

（西安電子科技大學 人文學院， 陜西 西安 710071）

絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力測度、預警與提升對策

曹 飛

（西安電子科技大學 人文學院， 陜西 西安 710071）

依據科學性、實用性、完備性和可行性的原則，文章建立了由資源、環(huán)境、經濟、社會四個子系統組成的絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力指標體系，利用改進的熵值法對絲綢之路經濟帶各城市的四個子系統進行定量評估。以資源、環(huán)境得分作為輸入，以經濟、社會得分作為輸出，運用三種DEA模型對絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力進行測度。評價結果顯示，絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力存在較明顯的地域差異，從東向西依次遞減，通過貝葉斯判別函數進行驗證，證明測度方法是科學的。因此，統籌區(qū)域發(fā)展具有較強的現實意義。

絲綢之路經濟帶; 城市可持續(xù)發(fā)展能力; 改進的熵值法； DEA模型

一、引 言

自20世紀80年代首次提出可持續(xù)發(fā)展的概念以來，關于可持續(xù)發(fā)展的研究就日益成為許多國際研究機構、專家和學者研究的熱點問題之一，同時可持續(xù)發(fā)展的理念也逐漸被引入到社會經濟發(fā)展的各個領域。進入21世紀以來，隨著全球經濟一體化的進展速度不斷加快，城市居民的數量日益增加，人類自身可持續(xù)生存與發(fā)展要求城市的發(fā)展也必須是可持續(xù)的，同時城市的可持續(xù)發(fā)展也是構筑和諧社會的一個重要組成部分。因此，國內外許多學者從各個方面進行了大量的研究, 得出了許多滿意的成果。這些研究主要集中于以下三個方面：城市可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略研究、可持續(xù)發(fā)展指標體系的建立以及可持續(xù)發(fā)展能力的定量評價方法研究等[1-3]。總體而言，關于城市可持續(xù)發(fā)展的意義、價值學界已基本達成共識，理論研究也比較成熟，而如何測度城市可持續(xù)發(fā)展能力所涉及的指標體系和測度方法研究則存在較大爭議。

到目前為止，許多學者針對城市可持續(xù)發(fā)展能力定量評價提出了各自的研究方法，這些方法概括起來主要有以下幾種: 層次分析法、灰色關聯度分析法、生態(tài)足跡模型法以及熵值法。雖然這些方法在一定程度上能滿足評價的要求，但是均存在一些問題。例如: 層次分析法由于級別差異比較大，往往不能滿足相對完善的指標權重的合理賦值，而且在評價過程中經常要根據評價者主觀上對各指標的重視程度來決定權重, 因此, 評價結果經常趨于不穩(wěn)定?；疑P聯度分析法主要由于考慮的問題不夠全面，所以它的完善度不高[4]。主成分分析法通過降維方法，簡化了問題分析，但無法避免部分信息丟失的缺點。BP神經網絡模型必須進行一定的網絡訓練才能得出權值，每次結果都不太穩(wěn)定，且易陷于局部最優(yōu)點。生態(tài)足跡模型法的缺陷主要是高估了城市的生態(tài)狀況，單純強調人類發(fā)展對環(huán)境的影響, 而不關心經濟、社會和技術等方面的可持續(xù)對環(huán)境的交互作用。熵值法雖然在某種程度上可以解決以上各種方法出現的諸多問題，但是熵值法在遇到極值或者負值的情況下就顯得不足。

上述評價方法大多是從資源、環(huán)境、經濟、社會等并列關系進行分析的，而沒有考慮到資源環(huán)境的投入產出價值，進而無法滿足節(jié)能減排的要求，一定程度掩蓋了以犧牲資源與環(huán)境為代價換取經濟增長和社會進步的現象。因為以評價指標值的加權平均評價可持續(xù)發(fā)展，會出現以較高的經濟、社會類評價指標值彌補較低的資源、環(huán)境類評價指標值的狀況。另外，在評價指標的設置中，資源、環(huán)境類評價指標的個數和總權重通常小于經濟、社會類評價指標，這又使得以較高的經濟、社會類評價指標值彌補較低的資源、環(huán)境類評價指標值[5]。

DEA可以跳過設置優(yōu)先意義下的權數這個環(huán)節(jié)，不用人為確定輸入與輸出之間的關系，因此它更加客觀，且可以調整。但DEA通常情況下決策單元數量不宜少于輸入、輸出指標總數的2倍，因此必須對輸入和輸出本身進行測度?？紤]到傳統熵權法的缺點，利用改進的熵值法對絲綢之路經濟帶城市的資源消耗、環(huán)境污染、經濟發(fā)展、社會進步等進行降維測度。分別以各城市的資源消耗和環(huán)境污染作為投入，經濟發(fā)展和社會進步作為產出，利用三種DEA方法進行測度。為進一步驗證測度方法的合理性，利用貝葉斯判別函數進行預警識別。

對“新絲綢之路”城市可持續(xù)發(fā)展能力測度有利于為“統籌城鄉(xiāng)發(fā)展、統籌區(qū)域發(fā)展、統籌經濟社會發(fā)展、統籌人與自然和諧發(fā)展、統籌國內發(fā)展和對外開放”提供參考依據，對于促進“西部大開發(fā)”、“中部崛起”、“關中—天水經濟區(qū)”等戰(zhàn)略的實施，促進區(qū)域經濟協調發(fā)展具有深遠意義。絲綢之路經濟帶是一個廣義的概念，隨著交通和通訊的發(fā)展，絲綢之路經濟帶更應該體現為交通軸線發(fā)展對區(qū)域經濟的帶動與協同發(fā)展。本文對國內絲綢之路經濟帶的理解是，不能把絲綢之路經濟帶僅僅界定為西北地區(qū)，而應該界定為隴?！m新鐵路、連云港—霍爾果斯高速公路沿線的所有城市。出于研究代表性和數據搜集的考慮，本文選擇克拉瑪依、烏魯木齊、嘉峪關、西寧、白銀、蘭州、天水、銀川、寶雞、咸陽、西安、渭南、洛陽、鄭州、商丘、開封、徐州、連云港、濟南等19座城市，分別代表8個省區(qū)進行分析。

二、指標體系的構成與研究方法

（一）指標體系構成

從系統論的角度來看, 城市是一個開放的復雜巨系統，存在著復雜的社會結構、經濟結構和生態(tài)結構。因此，要全面、客觀地評價一個城市的可持續(xù)發(fā)展水平，首先就應該按照一定的原則來建立城市可持續(xù)發(fā)展的指標體系（見表1）。本文在建立絲綢之路經濟帶可持續(xù)發(fā)展指標體系時遵守科學性、實用性和完備性基本原則[1-3]。

表1 絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力測度指標體系

雖然城市的可持續(xù)發(fā)展涉及的領域相當廣泛，但指標體系卻不可能包羅萬象，因此有些在統計上無法量化或數據不易獲得以及重要性不高的指標本文均不列入指標體系。

（二）利用改進的熵權法進行單項指標的測度

1.建立原始指標數據矩陣：有m個區(qū)域，n項評價指標，形成原始指標數據矩陣,Yij為i區(qū)域第j項指標的指標值。

2.數據標準化處理：正向指標采用極大值標準化Xij=Yij/Ymax；逆向指標采用極小值標準化Xij=Yij/Ymin

3.計算第j項指標下第i個地區(qū)占該指標的比重。

4.計算第j項指標的熵值。

其中，k>0，k=1/ln（n），ej≥0。

5.計算第j項指標的差異系數。對第j項指標，指標值的差異越大，對方案評價的影響就越大，熵值就越小，定義差異系數。

6.求權值。

7.計算各地區(qū)的綜合得分。

（三）基于投入產出法的DEA城市可持續(xù)發(fā)展能力測度

數據包絡分析方法的原理是主要保持決策單元（DMU）的輸入或者輸出不變，借助于數學規(guī)劃和統計數據確定相對有效的生產前沿面，將各個決策單元投影到DEA的生產前沿面上，并通過比較決策單元偏離DEA前沿面的程度來評價其相對有效性。

C2R模型是DEA最基本的經典模型，本文首先應用C2R模型測度各城市的可持續(xù)發(fā)展能力，但是標準的C2R模型不一定可以實現各個決策單元有效排序。DEA 交叉評價是將DEA 作為多準則決策的一種排序工具而產生的一種新的方法, 避免了傳統DEA 對諸輸入和輸出指標采用極端和不合理的權重分配，而且可以有效地區(qū)分諸決策單元的優(yōu)劣。為了進一步驗證交叉DEA方法的有效性，同時運用超效率DEA模型予以測度。

相對于經濟社會發(fā)展的資源與環(huán)境效率系數的構建，這里借助DEA 模型計算效率系數。由于本文關注的是投入，即資源與環(huán)境投入, 因此采用基于投入法的DEA中常用的具有非阿基米德無窮小的C2R 模型。以改進的熵權法測度的資源消耗、環(huán)境污染兩個綜合評價指標作為輸入指標, 以改進的熵權法測度的經濟發(fā)展、社會發(fā)展兩個綜合評價指標作為輸出指標, 利用C2R模型進行評價、計算效率系數。需要說明的是，由于是采用投入產出的分析方法，因此資源環(huán)境的得分值越大意味著資源消耗和環(huán)境污染很嚴重，經濟社會發(fā)展得分值越大則意味著經濟社會發(fā)展越好。

三、絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力的實證分析

在構建上述指標體系的基礎上，利用上述測度方法對絲綢之路經濟帶2010年各城市的可持續(xù)發(fā)展能力進行測度，測度結果見表2。

首先，從具體城市測度結果來看，城市可持續(xù)發(fā)展能力從東向西遞減。利用非對抗的DEA方法進行測度，從表2第10列可以看出處于效率最優(yōu)的城市有徐州、連云港、開封、鄭州、西安、天水，其次是白銀、商丘、濟南、咸陽、洛陽、寶雞等，嘉峪關的最低。但是傳統的DEA不足以完成城市可持續(xù)發(fā)展能力的有效排序。為了進一步比較各個城市的得分情況，利用交叉型的DEA方法和超效率DEA方法進行分析，結果如表2的第6列、第7列、第8列和第9列所示。從測度結果來看， 運用交叉型的DEA方法和超效率DEA方法進行評價, 可以有效地區(qū)分DEA 有效的決策單元之間的區(qū)別, 并且對非DEA有效的決策單元的排序沒有影響, 二者的評價結果也比較接近，說明這一模型是可行的（見圖1）。

圖1 三種DEA測度的城市可持續(xù)發(fā)展能力比較

其次，從總體情況來看，各省區(qū)城市平均可持續(xù)發(fā)展能力也是從東向西遞減。從高到底的順序依次是江蘇、山東、河南、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆?？傮w測度結果表明，我國經濟社會發(fā)展存在的梯度差異，在城市可持續(xù)發(fā)展能力上也有很大的影響。東、中部地區(qū)的經濟發(fā)展和社會進步的良好基礎，使得該地區(qū)暫時有能力進行產業(yè)升級與技術創(chuàng)新，從而保持了良好的可持續(xù)發(fā)展能力。而西部地區(qū)本身經濟社會基礎較落后，即使是經濟社會績效相對較好的城市可持續(xù)發(fā)展能力也被巨大的資源消耗和環(huán)境污染所抵消，因而城市可持續(xù)發(fā)展能力也相應較低（見圖2）。

表2 絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力測度結果比較

圖2 三種DEA測度的各省區(qū)可持續(xù)發(fā)展能力比較

再次，通過投入產出的角度更加有利于理解可持續(xù)發(fā)展能力的測度結果。從圖3和圖4可以看得非常清楚，盡管從表面情況來看，嘉峪關、烏魯木齊、克拉瑪依的經濟社會發(fā)展遠遠高于許多城市，但是嘉峪關、烏魯木齊、克拉瑪依的資源消耗和環(huán)境污染也遠遠高于許多城。即經濟、社會發(fā)展好的績效被過度的資源消耗和環(huán)境污染所抵消。進一步計算絲綢之路經濟帶整體資源消耗、環(huán)境污染、經濟發(fā)展。社會進步的離差系數，分別為0.052 1、 0.096 1、 0.013 6、0.019 5，可見絲綢之路經濟帶的資源環(huán)境與經濟社會相比而言，發(fā)展更不均衡。從這個意義上來講，隨著環(huán)境和資源的約束，城市可持續(xù)發(fā)展能力成為了必須面對的問題。通過多維度的指標體系構建，既能考慮到節(jié)能減排的要求，也能滿足一定的經濟社會發(fā)展需要。

圖3 各城市經濟、社會績效比較

圖4 各城市資源消耗與環(huán)境污染比較

四、絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力預警分析

絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力預警分析的目的在于，通過預警可以進一步驗證DEA分析的科學性與合理性。因為預警就是以各城市的環(huán)境投入、資源消耗、經濟產出、社會進步作為自變量，以城市正常DEA分析得分為因變量構建預警判別函數的。另外，預警成功率高的判別函數對于判斷其他城市的可持續(xù)發(fā)展能力具有推廣價值。

（一）預警系統建立思想

1.根據DEA 模型計算有效性的結果，19個城市依據DEA 效率值將分為θ>0.65 和θ<0.65這兩組。

2.將該19個城市的環(huán)境投入、資源消耗、經濟產出、社會進步作為自變量建立Bayes 判別模型，并檢驗該模型的有效性。

3.將某城市的輸入輸出指標進行標準化和主成分分析后，代入該判別模型，判斷該城市DEA 效率值大于還是小于0.65。若該城市DEA 綜合效率值小于0.65，則給予警告，說明該城市DEA 效率值相對較低，需引起相關部門重視。

（二）Bayes 判別函數

根據DEA 判斷有效的結果，把城市根據DEA 效率值θ>0.65 和θ<0.65分為兩組，將資源消耗（x1）、環(huán)境污染（x2）、經濟發(fā)展（x3）、社會進步（x4）作為自變量建立判別模型。判別模型如下（經檢驗判別函數有效）：

wx =-73 730.1x12+63 583.2x1x2+11 828.5x1x3+27 383.6x1x4-14 024.6x22+6 827.58x2x3-11 708.3x2x4-16 441.1x32+3 853.48x3x4-6 284.43x42+2 235.78x1-1 524.76x2+216.321x3-567.763x4

k=-7.655 4

如果wx>k，則認為該城市DEA 效率值θ>0.65；反之wx

（三）判別函數的功效檢驗

在14個DEA 效率值θ>0.65的城市中，全部判斷正確，正確率為100%；5個DEA 效率值θ<0.65的城市中沒有城市被錯判，正確率為100%；模型總體正確率為100%；說明模型的判別效果比較理想，因此可以用該模型來預警城市可持續(xù)發(fā)展系統。

表3 Bayes判別結果

五、結論與建議

隨著絲綢之路經濟帶城市的快速發(fā)展，工業(yè)化和城市化的進程也在加快，但城市化的快速推進受到了資源與環(huán)境的嚴重約束。堅持新型城鎮(zhèn)化道路是唯一的選擇。黨的十八大強調，要堅持走中國特色新型城鎮(zhèn)化道路，推動工業(yè)化和城鎮(zhèn)化良性互動、城鎮(zhèn)化和農業(yè)現代化相互協調，促進工業(yè)化、信息化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現代化同步發(fā)展。新型城鎮(zhèn)化就是以城鄉(xiāng)統籌、城鄉(xiāng)一體、產城互動、節(jié)約集約、生態(tài)宜居、和諧發(fā)展為基本特征的城鎮(zhèn)化，是大中小城市、小城鎮(zhèn)、新型農村社區(qū)協調發(fā)展、互促共進的城鎮(zhèn)化。圍繞新型城鎮(zhèn)化的本質要求及絲綢之路經濟帶的具體特點，應該從以下方面進行突破。

（一）完善政府考核制度

一方面，在分稅制和GDP的考核機制下，各級地方政府都有發(fā)展經濟的強烈沖動，有時甚至不惜以高消耗和高污染為代價，這在經濟落后地區(qū)與資源富集地區(qū)更是如此。因此，從考核機制的角度來講，綠色GDP的考核模式有助于避免不計資源環(huán)境成本的發(fā)展模式；另一方面，各級政府不計后果的GDP競爭與公共產品的配置體制不完善有關，應該根據財權和事權相匹配的原則以及公共產品的外溢程度合理確定職責，從而有助于解決跨區(qū)域公共產品提供問題。

（二）促進區(qū)域協同發(fā)展

絲綢之路經濟帶貫穿我國東部、中部、西部三大區(qū)域。本文的研究進一步證明了中國城市可持續(xù)發(fā)展能力同樣存在從東到西的梯度差異，因此實現區(qū)域協同發(fā)展具有很強的現實意義。應該充分通過隴海鐵路、連霍高速等交通主干線實現東、中、西部的人流、物流、信息流充分交換與合作；打破經濟封鎖和地方保護主義，防止產業(yè)同構與惡性競爭；東部地區(qū)應在資金、技術、人才方面多支援西部，實現絲綢之路經濟帶的共同發(fā)展。

（三）加強區(qū)域短板建設

就新疆、甘肅來說，其經濟、社會績效較好，但是其過大的資源消耗或環(huán)境污染抵消或減弱了其可持續(xù)發(fā)展能力，今后的重點應該是完善產業(yè)結構、大力進行節(jié)能減排和環(huán)境治理。對于陜西來說，盡管其資源消耗和環(huán)境污染較小，但是其更低的經濟、社會績效也制約了其可持續(xù)發(fā)展能力，今后應在發(fā)展經濟、改善民生、完善基礎設施方面下功夫[6]。對于東、中部的山東、江蘇、河南來說，則應該在新一輪的產業(yè)升級中抓住機遇，爭取做到在資源節(jié)約、環(huán)境友好下的經濟發(fā)展。

[1] 蓋美,蓋帥,張亞立.城市可持續(xù)發(fā)展水平的指標體系及評價[J].遼寧師范大學學報：自然科學版, 2004（1）:91-94.

[2] 徐長城,侯明明.城市可持續(xù)發(fā)展的定量評價[J].資源開發(fā)與市場,2004（1）:6-9.

[3] 潘智慧,張仕廉.小城鎮(zhèn)可持續(xù)發(fā)展評價指標體系研究[J].重慶建筑大學學報,2004（4）: 106-110.

[4] 陶曉燕,章仁俊,徐輝,等.基于改進熵值法的城市可持續(xù)發(fā)展能力的評價[J].干旱區(qū)資源與環(huán)境,2006（5）:38-41.

[5] 郭存芝,凌亢,白先春,等. 城市可持續(xù)發(fā)展能力及其影響因素的實證[J].中國人口·資源與環(huán)境,2010（3）:143-148.

[6] 蘇永樂，趙益昭.基于承接產業(yè)轉移的“西三角”區(qū)域競爭力研究[J].西安財經學院學報，2001（4）：21-27.

（責任編輯：任紅梅）

The Measure ment, Warning and Improvement Research on the City Sustainable Development Ability in the Silk Road Economic Belt

CAOFei

（School of Literature，Xidian University，Xi’an 710071， China）

Based on the principles of science, practicality, completeness and feasibility, the ability of city sustainable development index system wes established composed of resource, environment, economy, social four subsystems for the silk road economic belt,using the improved entropy method to assess quantitatively for four subsystems of the city in the silk road economic belt. Using resource, environment score as input,using economic, social, score as output, three kinds of DEA model were used to measure the ability of sustainable development of city in the silk road economic belt. Evaluation results show that: there are distinct regional differences of the capacity of the city sustainable development in the silk road economic belt, descending from east to west, the measure result verified by Bayes discriminant function that the measure method is scientific which has a strong practical significance to collaborate regional development.

the silk road economic belt; the sustainability of the city development; improved entropy method; DEA model

2014-11-14

教育部人文社會科學研究青年基金“中國省域城鎮(zhèn)化質量測度、仿真與提升對策研究”（14YJC790004）；陜西省人文社會科學基金“陜西省城市可持續(xù)發(fā)展能力測度、仿真與影響因素研究”（13D264）；西安市人文社會科學基金“絲綢之路經濟帶城市可持續(xù)發(fā)展能力測度、仿真與影響因素研究”（14J183）；中央高校基本科研業(yè)務費“中國省域城鎮(zhèn)化多元測度與提升對策研究”（7214546401）

曹飛（1974-），男，陜西榆林人，西安電子科技大學人文學院副教授,經濟學博士，碩士生導師，研究方向為城鎮(zhèn)化、區(qū)域經濟。

F290

A

1672-2817（2015）01-0083-06