基于網(wǎng)絡(luò)DEA模型的我國區(qū)域ど態(tài)效率評(píng)價(jià)研究

張健 楊佳偉 崔海洋

摘要：采用2012～2013年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立兩階段網(wǎng)絡(luò)DEA模型，首先對(duì)中國30個(gè)省級(jí)微觀層次的生態(tài)效率進(jìn)行分析；然后按照東部-中部-西部的區(qū)域中觀層次的生態(tài)效率進(jìn)行比較，區(qū)域生態(tài)效率呈現(xiàn)顯著的空間集聚現(xiàn)象，生態(tài)效率自東部沿海向中西部?jī)?nèi)陸呈階梯型遞減趨勢(shì)，區(qū)域內(nèi)部省域之間的差異程度也具有此特點(diǎn)，東部高生態(tài)效率區(qū)域省級(jí)之間的差距較大，中西部低生態(tài)效率區(qū)域各省之間的差距較??；最后在全國宏觀層次上對(duì)生態(tài)效率評(píng)價(jià)結(jié)果提出相應(yīng)的政策建議。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)DEA；區(qū)域生態(tài)；生態(tài)效率評(píng)價(jià)

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.08.04

中圖分類號(hào)：F0622 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-8409（2016）08-0015-05

工業(yè)革命時(shí)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展追求的是高勞動(dòng)生產(chǎn)率和高資本生產(chǎn)率，隨著經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，當(dāng)今世界已由人力資本和經(jīng)濟(jì)資本相對(duì)稀缺的時(shí)代進(jìn)入了自然資本相對(duì)貧乏的生態(tài)約束時(shí)代[1]，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)之間的矛盾日漸凸顯。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在相當(dāng)一段時(shí)期內(nèi)仍將對(duì)資源和環(huán)境造成巨大的消耗，我國環(huán)境污染的社會(huì)健康成本約占GDP的8%～10%[2]。長(zhǎng)期以來我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展主要是以自然資源的粗放式開發(fā)為基礎(chǔ)，這就意味著自然資源和環(huán)境稟賦對(duì)我國區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展結(jié)構(gòu)的形成具有決定性的作用。所以，我國各區(qū)域在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的實(shí)踐中，雖然經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)與資源稟賦和地理區(qū)位具有一致性，但是從科學(xué)發(fā)展觀的角度來審視，則存在不容小覷的資源環(huán)境問題[3]。生態(tài)效率所解決的問題就是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境的雙贏，其核心就是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值最大化與資源消耗和環(huán)境荷載最小化的統(tǒng)一。因此，基于資源和環(huán)境兩個(gè)維度構(gòu)建資源效率—環(huán)境效率二維模型，對(duì)區(qū)域生態(tài)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，從生態(tài)效率的角度來探討區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)質(zhì)量路徑就被賦予了非常強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

1文獻(xiàn)綜述

德國學(xué)者Schaltegger和Sturm于1989年首次提出生態(tài)效率概念，其最初含義是增加價(jià)值與增加環(huán)境影響的比值[4]。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析由Charnes和Cooper等人于1978年提出，簡(jiǎn)稱為DEA。DEA是利用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型評(píng)價(jià)具有多個(gè)輸入和輸出的決策單元之間的相對(duì)效率。近年來，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析作為一種理想多目標(biāo)決策方法，極大豐富了微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)中生產(chǎn)函數(shù)理論及其應(yīng)用技術(shù)，因此被廣泛應(yīng)用于生態(tài)效率領(lǐng)域研究。

付麗娜等[5]建立了基于DEA模型的生態(tài)效率投入產(chǎn)出指標(biāo)體系，并且運(yùn)用超效率DEA方法對(duì)“長(zhǎng)株潭”城市群各城市2005～2010年的效率進(jìn)行測(cè)算后利用MalmquistDEA模型對(duì)生態(tài)效率進(jìn)行動(dòng)態(tài)對(duì)比研究，最后建立基于面板數(shù)據(jù)的Tobit模型對(duì)效率的影響因素進(jìn)行考察；王麗瓊[6]采用超效率DEA與ESDA相結(jié)合的方法對(duì)中國區(qū)域生態(tài)效率的空間自相關(guān)性和空間異質(zhì)性進(jìn)行研究。此外，程曉娟等[7]、TzuYu Lin[8]等、成金華等[9]、Toshiyuki Sue Yoshi[10]利用DEA模型對(duì)不同的產(chǎn)業(yè)或地區(qū)的生態(tài)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是DEA方法作為一個(gè)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)決策單元的相對(duì)效率時(shí)，通常把生產(chǎn)過程看作是一個(gè)“黑箱”，忽視了具體的系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)作過程。隨著社會(huì)的發(fā)展，管理實(shí)踐對(duì)于打開效率評(píng)價(jià)“黑箱”、深入決策單元內(nèi)部的訴求極為迫切。

Fre和Grosskopf于1996年突破一階段DEA模型，首次提出多階段的網(wǎng)絡(luò)DEA模型，其實(shí)質(zhì)是打開決策單元 “黑箱”，對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)流行進(jìn)行分解，以便單獨(dú)對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析[11]，從而考察各個(gè)環(huán)節(jié)可能存在的對(duì)系統(tǒng)整體效率的影響。本文建立網(wǎng)絡(luò)DEA模型對(duì)我國的區(qū)域生態(tài)效率進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)，為全面認(rèn)識(shí)我國經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)中的區(qū)域生態(tài)效率問題提供新的理論視角。

3指標(biāo)選取及數(shù)據(jù)來源

31指標(biāo)體系構(gòu)建

生態(tài)效率追求的是在資源低消耗和環(huán)境低污染狀態(tài)下的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，本文生態(tài)效率評(píng)價(jià)在資源效率和環(huán)境效率兩個(gè)維度進(jìn)行，首次把經(jīng)濟(jì)效率作為中間過程，即將經(jīng)濟(jì)效率視為資源效率過程的產(chǎn)出階段，同時(shí)又是環(huán)境效率評(píng)價(jià)的產(chǎn)出階段。借助經(jīng)濟(jì)效率把資源投入與環(huán)境產(chǎn)出進(jìn)行有效的銜接，所以采取如下的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

由表1可以看出，投入要素可以分為經(jīng)濟(jì)投入和資源投入，經(jīng)濟(jì)投入選取固定資產(chǎn)投資作為指標(biāo)而資源投入選取能源、電力和水資源的投入作為指標(biāo)，這樣可以很好兼顧經(jīng)濟(jì)效率和資源效率的評(píng)價(jià)；中間階段把地區(qū)GDP作為經(jīng)濟(jì)效率指標(biāo)；產(chǎn)出階段選取二氧化硫排放量、廢水排放量和工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量作為消極環(huán)境指標(biāo)即環(huán)境污染指標(biāo)，創(chuàng)新性地引入工業(yè)固體綜合利用率和森林覆蓋率作為積極環(huán)境指標(biāo)也就是環(huán)境改進(jìn)指標(biāo)，從正反兩個(gè)方面來考察環(huán)境效率，這樣所得到的結(jié)果更客觀、科學(xué)和可靠。

32數(shù)據(jù)來源

本文研究數(shù)據(jù)來源于各個(gè)年份的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國環(huán)境年鑒》以及相關(guān)分省統(tǒng)計(jì)年鑒，經(jīng)過整理收集組成了2012～2013年中國30個(gè)省、自治區(qū)和直轄市的面板數(shù)據(jù)集，需要說明的是，由于我國西藏地區(qū)部分?jǐn)?shù)據(jù)不完整，故不納入分析。

4中國省際區(qū)域生態(tài)效率實(shí)證分析

本文對(duì)中國大陸（除西藏自治區(qū)之外）30個(gè)省份進(jìn)行生態(tài)效率分析，并且橫向?qū)Ω魇∈械纳鷳B(tài)效率進(jìn)行對(duì)比，最后分東部、中部和西部對(duì)區(qū)域生態(tài)效率進(jìn)行評(píng)價(jià)。

41中國區(qū)域生態(tài)綜合效率差異分析

數(shù)據(jù)計(jì)算借助MatLab軟件完成，我國2012～2013年的生態(tài)效率評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)DEA模型具體計(jì)算結(jié)果見表2。

表2顯示了2012年和2013年兩年的各省份第一階段、第二階段以及綜合效率評(píng)價(jià)得分，根據(jù)綜合效率進(jìn)行了排序，并給出了30個(gè)省級(jí)決策單元資源效率、環(huán)境效率以及綜合效率的平均值。

2012年綜合生態(tài)效率排名第一的是廣東省，比排名最后的河北省高02724；2013年綜合生態(tài)效率排名第一的是浙江省，比排名最后的河北省高02690，第一名與最后一名的差距略有減小，說明省際之間的生態(tài)效率差距呈逐漸減小的趨勢(shì)。同樣是當(dāng)年的第一，浙江省的綜合生態(tài)效率要高于廣東省的生態(tài)效率0033；雖然兩年排名均為末位，但是河北省2013年的生態(tài)效率也要比2012年的生態(tài)效率高00364，這說明每個(gè)省的生態(tài)效率也有好轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。

42中國區(qū)域生態(tài)階段效率分析

在傳統(tǒng)分類的基礎(chǔ)上把海南歸為東部地區(qū)；黑龍江、吉林歸為中部地區(qū)，將本文考察的30個(gè)省份分為東部、中部和西部地區(qū)，分別對(duì)三個(gè)地區(qū)的區(qū)域生態(tài)效率進(jìn)行分析，具體結(jié)果如表3所示。

（1）東部區(qū)域。該區(qū)域包括11個(gè)省市，生態(tài)效率綜合均值為03108，高于全國的平均水平，位于全國第一位。生態(tài)效率總體呈下降趨勢(shì)，其中生態(tài)效率高于全國平均值的省市2012年和2013年各有9個(gè)，而且這9個(gè)省份均沒有變化，這說明東部地區(qū)的生態(tài)效率穩(wěn)定性較好。北京、天津、上海、江蘇和浙江五省市的能源投入階段的效率要明顯高于平均效率，環(huán)境產(chǎn)出階段的效率卻又明顯低于平均效率，但是這些省份的綜合效率在全國排名靠前，這印證了經(jīng)濟(jì)發(fā)展能夠促進(jìn)環(huán)境改進(jìn)的觀點(diǎn)。綜合分析，東部地區(qū)各省市的綜合生態(tài)效率排名是科學(xué)、合理的，在三個(gè)區(qū)域中最高，這是因?yàn)闁|部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，即便經(jīng)濟(jì)發(fā)展會(huì)帶來生態(tài)環(huán)境代價(jià)，但是較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力有能力解決發(fā)展過程中出現(xiàn)的生態(tài)問題，生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制較為完善，所以東部地區(qū)雖然在環(huán)境效率階段處于劣勢(shì)地位，但是在較高經(jīng)濟(jì)效率的綜合下，該地區(qū)的生態(tài)效率仍然處于三地區(qū)的首位。

（2）中部區(qū)域。包括8個(gè)省份，生態(tài)效率均值為02876，高于全國的平均水平，位于全國的第二位，生態(tài)效率總體呈上升趨勢(shì)。雖然該區(qū)域省份的綜合生態(tài)效率有改變，但是改變的幅度不大，并且省份之間的差距也比較小，第一階段的效率與第二階段的效率各省份都比較均衡，沒有突出省份。綜合分析，中部地區(qū)的平均綜合生態(tài)效率為02876，雖然沒有東部沿海地區(qū)較高的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，但是環(huán)境效率也要高于東部地區(qū)，在兩者相互協(xié)調(diào)之下，中部地區(qū)的生態(tài)效率在三地區(qū)中排名第二。

（3）西部區(qū)域。包括11個(gè)省市，綜合生態(tài)效率平均值為02568，低于全國平均水平，位于全國第三位。生態(tài)效率整體呈上升趨勢(shì)，由2012年的02552略微上升至2013年的02585。分析得出：2012年到2013年全國排名下降的省份有7個(gè)；上升的省份有2個(gè)；持平的省份有2個(gè)，而且可以看出下降省份下降幅度要遠(yuǎn)大于上升省份上升幅度，這直接導(dǎo)致了西部地區(qū)的綜合生態(tài)效率處于較低狀態(tài)。但是與綜合生態(tài)效率排名截然不同的是，西部地區(qū)第二階段的環(huán)境產(chǎn)出效率在三個(gè)區(qū)域中最高，這說明西部地區(qū)的生態(tài)環(huán)境要優(yōu)于其他地區(qū)，從區(qū)域內(nèi)部來看，西南地區(qū)環(huán)境效率要明顯高于西北地區(qū)環(huán)境效率。綜合分析，西部地區(qū)平均綜合生態(tài)效率為02568，并且西部地區(qū)擁有最高的環(huán)境效率，但是由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較低，使得整個(gè)區(qū)域的綜合生態(tài)效率處于末位。

由圖2可知，第一階段效率與第二階段效率同時(shí)較高的省份并不存在，東部地區(qū)省份集中分布在能源投入高效率和環(huán)境產(chǎn)出低效率象限，其中北京、天津、遼寧三省表現(xiàn)最為明顯，在現(xiàn)實(shí)中的體現(xiàn)就是這三省霧霾現(xiàn)象較為嚴(yán)重；廣東、江蘇、山東、福建等東部沿海省份環(huán)境效率在東部地區(qū)中具有不俗表現(xiàn)，體現(xiàn)在圖2中就是這四個(gè)省份能源投入效率和環(huán)境產(chǎn)出效率比較均衡；中部地區(qū)各省份能源投入效率和環(huán)境產(chǎn)出效率也較為均衡，在圖2表現(xiàn)為分布在中間；西部地區(qū)的省份分布較為分散，經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度較好的陜西和四川階段1效率比較高但階段2效率比較低，而其他經(jīng)濟(jì)較落后省份恰好相反，具有階段1低效率和階段2高效率特征。

5結(jié)論

基于2012～2013年中國30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)，運(yùn)用兩階段網(wǎng)絡(luò)DEA模型對(duì)中國省域生態(tài)效率進(jìn)行計(jì)算和排序，并且對(duì)三大區(qū)域生態(tài)效率進(jìn)行分析，主要得出以下結(jié)論：

（1）我國生態(tài)效率在省域?qū)用嫔媳憩F(xiàn)出顯著區(qū)域輻射和全局空間集聚特征，空間聚集程度由最初波動(dòng)狀態(tài)最終趨于收斂，表現(xiàn)為“俱樂部收斂”現(xiàn)象。高經(jīng)濟(jì)效率、低環(huán)境效率地區(qū)主要聚集在東部；低經(jīng)濟(jì)效率、高環(huán)境效率地區(qū)主要聚集在西部；中經(jīng)濟(jì)效率、中環(huán)境效率地區(qū)主要聚集在中部。

（2）我國生態(tài)效率區(qū)域特征具有階梯性分布特征，表現(xiàn)為從東部沿海向西部?jī)?nèi)陸呈現(xiàn)出遞減趨勢(shì)。同樣，區(qū)域內(nèi)生態(tài)效率差異化程度也具有這一特點(diǎn)，東部沿海地區(qū)的整體生態(tài)效率最高，但是區(qū)域內(nèi)省份之間生態(tài)效率差距也最大，而中西部生態(tài)效率較低區(qū)域內(nèi)部省域之間生態(tài)效率差距較小。所以，在提高中西部低生態(tài)效率的同時(shí)也要重視平衡東部區(qū)域各省份發(fā)展，縮小省域間生態(tài)效率差距。

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（責(zé)任編輯：李映果）