基于情境依賴DEA的國家可持續(xù)發(fā)展能力評價方法與應(yīng)用

李宇星，肖雨杉，朱沈楠，淦貴生

基于情境依賴DEA的國家可持續(xù)發(fā)展能力評價方法與應(yīng)用

李宇星，肖雨杉，朱沈楠，淦貴生

可持續(xù)發(fā)展是全球共同面臨的問題，全球環(huán)境的普遍惡化，使得可持續(xù)發(fā)展被世界各國所關(guān)注。運用情境依賴DEA模型，建立評價國家可持續(xù)發(fā)展能力的指標(biāo)體系，通過分析各國經(jīng)濟(jì)、社會、科技、環(huán)境等因素綜合評價每個國家的可持續(xù)發(fā)展能力，用于解決世界各國如何分派在全球可持續(xù)發(fā)展過程中應(yīng)盡的義務(wù)和應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。根據(jù)指標(biāo)的有效性和數(shù)據(jù)的可獲得性，選取了2013年部分有代表性國家的數(shù)據(jù)進(jìn)行實證研究。

可持續(xù)發(fā)展；DEA模型；情境依賴

一、引言

可持續(xù)發(fā)展是全球人民共同面臨的一個重大理論與實踐問題，涉及人口、資源、經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境等各方面。世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，有效改善了各國人民物質(zhì)生活水平。然而，一些以破壞環(huán)境為代價的不可持續(xù)發(fā)展方式依然存在于世界各地。在實踐中，如何科學(xué)地進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展能力的評價，直接影響到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施。

世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》報告中，給出了被人們廣泛認(rèn)可和接受的可持續(xù)發(fā)展的定義，即“既滿足當(dāng)代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展”。

常用的可持續(xù)發(fā)展評價方法如Delphi法、層次分析法、主成分分析法等，通過確定指標(biāo)權(quán)重、對指標(biāo)值加權(quán)平均計算評價結(jié)果。但是，這些評價方法忽視了經(jīng)濟(jì)增長和社會進(jìn)步是以資源與環(huán)境的犧牲為代價的，并且評價結(jié)果只有被評價對象的排名，沒有分析為什么排名較后。因此，一些學(xué)者試圖引進(jìn)DEA方法進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展綜合評價。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DataEnvelopmentAnalysis，DEA）是一種非參數(shù)技術(shù)，通常用來衡量決策單元的相對效率,利用輸入來產(chǎn)生輸出。如果一個特定的DEA效率分?jǐn)?shù)高,這意味著它可以有效地利用輸入來產(chǎn)生輸出。同樣的,如果一個特定的國家效率得分高,表明它能有效地使用他們的資源來促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

如何建立有效的輸入、輸出指標(biāo)體系是DEA方法應(yīng)用的關(guān)鍵。郭存芝等以城市可持續(xù)發(fā)展能力評價為例，為DEA方法在可持續(xù)發(fā)展綜合評價中的應(yīng)用提供思路。武玉英等根據(jù)投入產(chǎn)出并結(jié)合可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo),建立DEA模型評價北京近10年來可持續(xù)發(fā)展的情況。SupachetChansarn等利用DEA通過人均國民總收入等四項人類發(fā)展指標(biāo)，碳排放等三個資源指標(biāo)，評估了115個不同等級收入國家的可持續(xù)發(fā)展能力，并作出了初步的等級劃分。2010人類可持續(xù)發(fā)展指數(shù)中用財富、健康、教育和碳排放衡量人類的發(fā)展和生活質(zhì)量的高低。曾珍香等提出了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法在可持續(xù)發(fā)展評價中的應(yīng)用思路和過程，并對我國某大城市進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展能力評價，分析了全國環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益。李志剛等從投入產(chǎn)出角度出發(fā)，結(jié)合可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)，闡述了用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法評價區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力的基本思路和步驟。張衛(wèi)民通過熵值法建立經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步和環(huán)境支持三個復(fù)合指標(biāo)，設(shè)計出評價城市可持續(xù)發(fā)展的可持續(xù)系數(shù)和協(xié)調(diào)系數(shù)。

通過前人的研究，DEA已得到了廣泛的應(yīng)用。但是，在相對效率不為1的決策單元的評價方面存在一定的局限性。Seiford&Zhu首先提出Context-dependentDEA模型，使無效率決策單元在評價過程中扮演了重要的角色，將決策單元區(qū)分為不同的層級，根據(jù)每一層的結(jié)果進(jìn)行分析，并將其應(yīng)用于對打印機的評價中。Chen等用這種方法評價東京圖書館。張運華最先運用情境依賴DEA方法對我國31個省、自治區(qū)和直轄市的農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出效率進(jìn)行評價。張毅等利用情境依賴DEA方法分析2014年19座創(chuàng)意城市的效率，并提出創(chuàng)意城市的治理戰(zhàn)略。

本文提供基于情境依賴數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）的方法來識別和量化影響國家可持續(xù)發(fā)展的多種因素，從而理性和全面地評價一個國家的可持續(xù)發(fā)展能力，為各個國家的可持續(xù)發(fā)展能力戰(zhàn)略實施提供一定的參考依據(jù)。

二、指標(biāo)體系構(gòu)建

運用DEA進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展能力的評估需要從影響到各個國家的多個發(fā)展角度進(jìn)行分析研究。社會和諧發(fā)展、科技快速進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的同時兼顧環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展是衡量國家可持續(xù)發(fā)展能力的重要因素。因此可持續(xù)發(fā)展能力評價指標(biāo)體系的輸入指標(biāo)從社會、科技、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境四個角度構(gòu)建，分別是人均醫(yī)療衛(wèi)生支出、科技研發(fā)支出、耗電量、二氧化碳排放量。輸出指標(biāo)從經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三方面構(gòu)建，分別是人均收入、工業(yè)增加值、森林面積。

（一）社會

社會內(nèi)部的和諧穩(wěn)定，國民生活水平的提高是每個國家追求的最終目標(biāo)，社會和諧發(fā)展又能促進(jìn)國家各個領(lǐng)域的全面發(fā)展。社會可持續(xù)發(fā)展的本質(zhì)體現(xiàn)在改善人民的生活質(zhì)量、提高人民的健康水平、保障人民的各項權(quán)利等方面。

醫(yī)療支出作為一項社會基本建設(shè)投資，是國民生活水平的重要體現(xiàn)，因此選取人均醫(yī)療衛(wèi)生支出作為體現(xiàn)社會發(fā)展的輸入指標(biāo)。

人均收入直接影響國民生活的各項支出水平，因此選擇人均收入作為衡量社會可持續(xù)發(fā)展能力的輸出指標(biāo)。

（二）科技

衡量一個國家發(fā)展水平的高低，根本上是判斷國家科技發(fā)展的能力?？萍汲蔀橥苿咏?jīng)濟(jì)發(fā)展的內(nèi)生動力,是轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵力量，將科技成果運用于生產(chǎn)生活，在提高生產(chǎn)效率的同時有效改善國民生活。

科技發(fā)展從根本上對各個領(lǐng)域產(chǎn)生了不可測量的影響，不同領(lǐng)域的科技成果對社會的貢獻(xiàn)難于度量，因此選用科技研發(fā)支出作為衡量國家可持續(xù)發(fā)展能力的輸入指標(biāo)。

（三）經(jīng)濟(jì)

經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展是國家可持續(xù)發(fā)展的命脈，是國家可持續(xù)發(fā)展能力的主要體現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)水平的高低是反映國家實力的直接表現(xiàn)因素，各個國家優(yōu)先發(fā)展角度的不同，導(dǎo)致測量某單一領(lǐng)域所得結(jié)果并不能反映國家間真實發(fā)展差異。

耗電量是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的間接體現(xiàn)。隨著電氣時代的進(jìn)入，電在日常生活中發(fā)揮的作用越來越大，直接影響到各個領(lǐng)域經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動，成為各個國家不可或缺的二次能源。因此選用耗電量作為影響經(jīng)濟(jì)的輸入指標(biāo)。

工業(yè)增加值是衡量國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)，設(shè)立工業(yè)增加值作為衡量國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的輸出指標(biāo)。它反映的是一個國家（地區(qū)）在一定時期內(nèi)所生產(chǎn)的和提供的全部最終產(chǎn)品和服務(wù)的市場價值的總和。

（四）環(huán)境

環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展能力是衡量國家可持續(xù)發(fā)展的主要體現(xiàn)。經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展不能建立在破壞環(huán)境的基礎(chǔ)上，不能只追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而忽略環(huán)境保護(hù)的重要性。

CO2一方面作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的副產(chǎn)品，體現(xiàn)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度；另一方面作為全球氣溫升高的主要因素，能有效衡量國家大氣的污染程度，所以選擇CO2排放量作為衡量環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的輸入指標(biāo)，即在生產(chǎn)過程中希望盡量減少CO2的排放。

綠化面積可以直接反映國家對于環(huán)境的重視程度，森林面積則是國家環(huán)境自我調(diào)節(jié)能力的重要項目，因此選擇森林面積作為衡量國家可持續(xù)發(fā)展的輸出指標(biāo)。

三、模型構(gòu)建

（一）C2R模型

假設(shè)有j={1,2,…,n}個決策單元，xij為第j個決策單元對第i種類型投入的投入量,ykj為第j個決策單元對第k種類型產(chǎn)出的產(chǎn)出量，引入松弛變量，C2R模型如下：minθ

（二）context-dependentDEA模型

傳統(tǒng)DEA模型在解決許多實際問題中都有重要的應(yīng)用，但是只能將決策單元分為效率為1的有效單元和效率不為1的無效單元，無法進(jìn)行進(jìn)一步的研究。基于情境依賴的DEA模型可以對無效決策單元進(jìn)行分層和再評價，識別出其中相對有效（或次優(yōu)）的決策單元。

定義全部決策單元集合為J1，有效決策單元集合為E1，移除有效決策單元，剩余的決策單元集合J2=J1-E1，則Jl+1=J1-E1，其中E1通過公式（2）得到。當(dāng)l=1時，公式（2）即為C2R模型。minθl

四、實證研究

本文選擇了世界銀行中25個發(fā)達(dá)國家，31個發(fā)展中國家的2013年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，覆蓋了亞洲，美洲，大洋洲，歐洲，非洲的國家。數(shù)據(jù)收集過程中，有些國家部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失，通過選擇相鄰數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。對于數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重的國家沒有選擇。

應(yīng)用公式（1）計算，結(jié)果如表1所示。

表1 第一次分層結(jié)果

去掉表1中綜合效率值為1的國家，應(yīng)用公式（1）計算，結(jié)果如表2所示。

表2 第二次分層結(jié)果

從經(jīng)濟(jì)角度，日本、美國、瑞士、德國、挪威、法國、中國等國家的工業(yè)發(fā)展能力強，經(jīng)濟(jì)實力雄厚。印度尼西亞、剛果金、尼日利亞、巴西、哥倫比亞等國家的輸入輸出比例關(guān)系相對于自身的工業(yè)發(fā)展能力較強，使其在經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展中具有一定的優(yōu)勢。

從社會角度，日本、新加坡、美國、瑞士、德國、挪威、盧森堡、法國等發(fā)達(dá)國家的人均收入大幅高于世界水平，烏拉圭、斯里蘭卡、冰島、坦桑尼亞、尼日利亞、巴拿馬、古巴等國家因為較小的投入，投入產(chǎn)出比協(xié)調(diào)使相對效率為1，但是其人均收入水平相對于世界平均水平有待提高。

從環(huán)境角度，日本、美國、韓國、瑞典、盧森堡、奧地利、葡萄牙、馬來西亞、印度、印度尼西亞、剛果金、坦桑尼亞、巴拿馬、巴西、哥倫比亞、洪都拉斯等國家因其森林覆蓋率較高，生物多樣性較為豐富，遏制了生態(tài)和環(huán)境的惡化，充分發(fā)揮了生態(tài)效益的價值。

綜合經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三個方面，日本和美國的可持續(xù)發(fā)展水平最好。美國作為世界第一大國，充分發(fā)揮了其自身的優(yōu)勢，通過各種經(jīng)濟(jì)政策和科技創(chuàng)新，提高國民生活水平的同時達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。日本作為一個島國，自身資源的匱乏使其加倍重視資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)以及經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

部分亞非拉國家如印度尼西亞、剛果金、坦桑尼亞、尼日利亞、巴拿馬、巴西、哥倫比亞等具有較強的可持續(xù)發(fā)展能力，但是經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力不足，只有經(jīng)濟(jì)開發(fā)的同時注重環(huán)境和國民生活協(xié)調(diào)發(fā)展，才能保證其可持續(xù)發(fā)展能力，使可持續(xù)發(fā)展得以延續(xù)和加強。

烏克蘭、哈薩克斯坦、巴基斯坦的可持續(xù)發(fā)展能力均位于下游，急需向發(fā)達(dá)國家靠攏，堅持經(jīng)濟(jì)發(fā)展為中心的原則。經(jīng)濟(jì)發(fā)展了，才能更好地積累資金、技術(shù)和管理經(jīng)驗，提高環(huán)境治理和保護(hù)的能力。首先，提高發(fā)展的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)效益越高，資源利用率越高，更能節(jié)約資源。其次，提高發(fā)展的社會效益，改善居民生活水平，以消除技術(shù)薄弱等阻礙可持續(xù)發(fā)展的障礙。最后，提高發(fā)展的環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)相互推動，相互制約?？傊?，只有經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境三者全面發(fā)展，才能打破貧困與環(huán)境惡化帶來的后果，增強可持續(xù)發(fā)展能力。

歐洲大部分國家處于世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展前列，具有極強的經(jīng)濟(jì)、社會可持續(xù)發(fā)展能力，因此在世界可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮自身優(yōu)勢，在經(jīng)濟(jì)、社會、科技等方面盡到幫助各發(fā)展中國家的責(zé)任，體現(xiàn)自身在全球可持續(xù)發(fā)展中的價值。

五、結(jié)束語

隨著全球變暖，大氣污染等嚴(yán)重的環(huán)境問題，可持續(xù)發(fā)展始終是國際面臨的主要挑戰(zhàn)，也是受到國際矚目的熱點問題。本文利用基于情境依賴的數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法，從經(jīng)濟(jì)，社會，環(huán)境三個方面對不同洲的發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家的可持續(xù)發(fā)展能力進(jìn)行了評價。發(fā)達(dá)國家更加重視生態(tài)和環(huán)境的可持續(xù)性，利用現(xiàn)有的資源條件保持已獲得的生活環(huán)境，維護(hù)和提高其在處理國際事務(wù)中的地位。發(fā)展中國家在努力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時，吸取發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗教訓(xùn)，注重對生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。發(fā)達(dá)國家和發(fā)展中國家應(yīng)根據(jù)自身的國情，制定相應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，共同實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展。

[1]王之佳,柯金良,張崇賢.我們共同的未來.世界環(huán)境與發(fā)展委員會[J].吉林人民出版社，1997.

[2]郭存芝,彭澤怡,丁繼強.可持續(xù)發(fā)展綜合評價的DEA指標(biāo)構(gòu)建[J].中國人口·資源與環(huán)境,2016,26(3):9-17.

[3]武玉英,何喜軍.基于DEA方法的北京可持續(xù)發(fā)展能力評價[J].系統(tǒng)工程理論與實踐,2006,(03):117-123.

[4]Supachet Chansarn.Procedia Environmental Sciences[J].School of Economics,2014,(20):3-11.

[5]TogtokhC,GaffneyO.The2010Human SustainableDevelopment Index[J].2010.

[6]曾珍香,顧培亮,張閩.DEA方法在可持續(xù)發(fā)展評價中的應(yīng)用[J].系統(tǒng)工程理論與實踐，2000,(08):114-118.

[7]李志剛,郭豐愷.基于DEA方法的區(qū)域可持續(xù)發(fā)展能力評價研究[J].生態(tài)經(jīng)濟(jì),2008,(12):67-69.

[8]張衛(wèi)民.基于熵值法的城市可持續(xù)發(fā)展評價模型[J].廈門大學(xué)學(xué)報:哲學(xué)社會科學(xué)版,2004,27(11):4793-4802.

[9]Lawrence M.Seiford,Joe Zhu.Context-dependent Data Envelopment Analysis—Measuring Attractiveness and Progress[J]. OMEGA,2003,31(5):397-408.

[10]Chen,Y.,Morita,H.,Zhu,J.Context-Dependent DEA With an Application to Tokyo Public Libraries[J].International Journal of InformationTechnology&DecisionMaking,2005,(03):385-394.

[11]張運華.中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率分析［J］.統(tǒng)計與決策(理論版),2007, (02).

[12]張毅,王華.基于情景依賴數(shù)據(jù)包絡(luò)模型的我國創(chuàng)意城市效率研究[J].科技管理研究,2015，(24):203-210.

F224

A

1008-4428（2017）07-21-03

李宇星，男，山西晉中人，南京郵電大學(xué)學(xué)生，研究方向：信息管理與信息系統(tǒng)；

肖雨杉，女，天津西青人，南京郵電大學(xué)學(xué)生，研究方向：信息管理與信息系統(tǒng)；

朱沈楠，女，江蘇南通人，南京郵電大學(xué)學(xué)生，研究方向：信息管理與信息系統(tǒng)；

淦貴生，男，江蘇蘇州人，高級經(jīng)濟(jì)師，江蘇永鼎股份有限公司，研究方向：企業(yè)管理。

南京郵電大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計劃，（項目編號為XYB2016319）。