基于網絡DEA模型的我國區域ど態效率評價研究

張健 楊佳偉 崔海洋

摘要：采用2012～2013年統計數據建立兩階段網絡DEA模型，首先對中國30個省級微觀層次的生態效率進行分析；然后按照東部-中部-西部的區域中觀層次的生態效率進行比較，區域生態效率呈現顯著的空間集聚現象，生態效率自東部沿海向中西部內陸呈階梯型遞減趨勢，區域內部省域之間的差異程度也具有此特點，東部高生態效率區域省級之間的差距較大，中西部低生態效率區域各省之間的差距較??；最后在全國宏觀層次上對生態效率評價結果提出相應的政策建議。

關鍵詞：網絡DEA；區域生態；生態效率評價

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.08.04

中圖分類號：F0622 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2016）08-0015-05

工業革命時期的經濟發展追求的是高勞動生產率和高資本生產率，隨著經濟結構的轉變，當今世界已由人力資本和經濟資本相對稀缺的時代進入了自然資本相對貧乏的生態約束時代[1]，經濟增長與資源節約、環境保護之間的矛盾日漸凸顯。經濟增長在相當一段時期內仍將對資源和環境造成巨大的消耗，我國環境污染的社會健康成本約占GDP的8%～10%[2]。長期以來我國的經濟發展主要是以自然資源的粗放式開發為基礎，這就意味著自然資源和環境稟賦對我國區域經濟發展結構的形成具有決定性的作用。所以，我國各區域在經濟發展的實踐中，雖然經濟結構與資源稟賦和地理區位具有一致性，但是從科學發展觀的角度來審視，則存在不容小覷的資源環境問題[3]。生態效率所解決的問題就是實現經濟發展與資源環境的雙贏，其核心就是實現經濟價值最大化與資源消耗和環境荷載最小化的統一。因此，基于資源和環境兩個維度構建資源效率—環境效率二維模型，對區域生態效率進行評價，從生態效率的角度來探討區域經濟增長質量路徑就被賦予了非常強的現實意義。

1文獻綜述

德國學者Schaltegger和Sturm于1989年首次提出生態效率概念，其最初含義是增加價值與增加環境影響的比值[4]。數據包絡分析由Charnes和Cooper等人于1978年提出，簡稱為DEA。DEA是利用數學規劃模型評價具有多個輸入和輸出的決策單元之間的相對效率。近年來，數據包絡分析作為一種理想多目標決策方法，極大豐富了微觀經濟學中生產函數理論及其應用技術，因此被廣泛應用于生態效率領域研究。

付麗娜等[5]建立了基于DEA模型的生態效率投入產出指標體系，并且運用超效率DEA方法對“長株潭”城市群各城市2005～2010年的效率進行測算后利用MalmquistDEA模型對生態效率進行動態對比研究，最后建立基于面板數據的Tobit模型對效率的影響因素進行考察；王麗瓊[6]采用超效率DEA與ESDA相結合的方法對中國區域生態效率的空間自相關性和空間異質性進行研究。此外，程曉娟等[7]、TzuYu Lin[8]等、成金華等[9]、Toshiyuki Sue Yoshi[10]利用DEA模型對不同的產業或地區的生態效率進行評價。但是DEA方法作為一個模型進行評價決策單元的相對效率時，通常把生產過程看作是一個“黑箱”，忽視了具體的系統內部運作過程。隨著社會的發展，管理實踐對于打開效率評價“黑箱”、深入決策單元內部的訴求極為迫切。

Fre和Grosskopf于1996年突破一階段DEA模型，首次提出多階段的網絡DEA模型，其實質是打開決策單元 “黑箱”，對復雜的系統流行進行分解，以便單獨對每一個環節進行分析[11]，從而考察各個環節可能存在的對系統整體效率的影響。本文建立網絡DEA模型對我國的區域生態效率進行系統評價，為全面認識我國經濟增長中的區域生態效率問題提供新的理論視角。

3指標選取及數據來源

31指標體系構建

生態效率追求的是在資源低消耗和環境低污染狀態下的經濟發展，本文生態效率評價在資源效率和環境效率兩個維度進行，首次把經濟效率作為中間過程，即將經濟效率視為資源效率過程的產出階段，同時又是環境效率評價的產出階段。借助經濟效率把資源投入與環境產出進行有效的銜接，所以采取如下的評價指標體系。

由表1可以看出，投入要素可以分為經濟投入和資源投入，經濟投入選取固定資產投資作為指標而資源投入選取能源、電力和水資源的投入作為指標，這樣可以很好兼顧經濟效率和資源效率的評價；中間階段把地區GDP作為經濟效率指標；產出階段選取二氧化硫排放量、廢水排放量和工業固體廢物產生量作為消極環境指標即環境污染指標，創新性地引入工業固體綜合利用率和森林覆蓋率作為積極環境指標也就是環境改進指標，從正反兩個方面來考察環境效率，這樣所得到的結果更客觀、科學和可靠。

32數據來源

本文研究數據來源于各個年份的《中國統計年鑒》《中國環境年鑒》以及相關分省統計年鑒，經過整理收集組成了2012～2013年中國30個省、自治區和直轄市的面板數據集，需要說明的是，由于我國西藏地區部分數據不完整，故不納入分析。

4中國省際區域生態效率實證分析

本文對中國大陸（除西藏自治區之外）30個省份進行生態效率分析，并且橫向對各省市的生態效率進行對比，最后分東部、中部和西部對區域生態效率進行評價。

41中國區域生態綜合效率差異分析

數據計算借助MatLab軟件完成，我國2012～2013年的生態效率評價網絡DEA模型具體計算結果見表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價得分，根據綜合效率進行了排序，并給出了30個省級決策單元資源效率、環境效率以及綜合效率的平均值。

2012年綜合生態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效率差距呈逐漸減小的趨勢。同樣是當年的第一，浙江省的綜合生態效率要高于廣東省的生態效率0033；雖然兩年排名均為末位，但是河北省2013年的生態效率也要比2012年的生態效率高00364，這說明每個省的生態效率也有好轉的趨勢。

42中國區域生態階段效率分析

在傳統分類的基礎上把海南歸為東部地區；黑龍江、吉林歸為中部地區，將本文考察的30個省份分為東部、中部和西部地區，分別對三個地區的區域生態效率進行分析，具體結果如表3所示。

（1）東部區域。該區域包括11個省市，生態效率綜合均值為03108，高于全國的平均水平，位于全國第一位。生態效率總體呈下降趨勢，其中生態效率高于全國平均值的省市2012年和2013年各有9個，而且這9個省份均沒有變化，這說明東部地區的生態效率穩定性較好。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，環境產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，這印證了經濟發展能夠促進環境改進的觀點。綜合分析，東部地區各省市的綜合生態效率排名是科學、合理的，在三個區域中最高，這是因為東部沿海地區經濟發展水平較高，即便經濟發展會帶來生態環境代價，但是較強的經濟實力有能力解決發展過程中出現的生態問題，生態補償機制較為完善，所以東部地區雖然在環境效率階段處于劣勢地位，但是在較高經濟效率的綜合下，該地區的生態效率仍然處于三地區的首位。

（2）中部區域。包括8個省份，生態效率均值為02876，高于全國的平均水平，位于全國的第二位，生態效率總體呈上升趨勢。雖然該區域省份的綜合生態效率有改變，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，中部地區的平均綜合生態效率為02876，雖然沒有東部沿海地區較高的經濟發展水平，但是環境效率也要高于東部地區，在兩者相互協調之下，中部地區的生態效率在三地區中排名第二。

（3）西部區域。包括11個省市，綜合生態效率平均值為02568，低于全國平均水平，位于全國第三位。生態效率整體呈上升趨勢，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；上升的省份有2個；持平的省份有2個，而且可以看出下降省份下降幅度要遠大于上升省份上升幅度，這直接導致了西部地區的綜合生態效率處于較低狀態。但是與綜合生態效率排名截然不同的是，西部地區第二階段的環境產出效率在三個區域中最高，這說明西部地區的生態環境要優于其他地區，從區域內部來看，西南地區環境效率要明顯高于西北地區環境效率。綜合分析，西部地區平均綜合生態效率為02568，并且西部地區擁有最高的環境效率，但是由于經濟發展水平較低，使得整個區域的綜合生態效率處于末位。

由圖2可知，第一階段效率與第二階段效率同時較高的省份并不存在，東部地區省份集中分布在能源投入高效率和環境產出低效率象限，其中北京、天津、遼寧三省表現最為明顯，在現實中的體現就是這三省霧霾現象較為嚴重；廣東、江蘇、山東、福建等東部沿海省份環境效率在東部地區中具有不俗表現，體現在圖2中就是這四個省份能源投入效率和環境產出效率比較均衡；中部地區各省份能源投入效率和環境產出效率也較為均衡，在圖2表現為分布在中間；西部地區的省份分布較為分散，經濟發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，而其他經濟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結論

基于2012～2013年中國30個省份的面板數據，運用兩階段網絡DEA模型對中國省域生態效率進行計算和排序，并且對三大區域生態效率進行分析，主要得出以下結論：

（1）我國生態效率在省域層面上表現出顯著區域輻射和全局空間集聚特征，空間聚集程度由最初波動狀態最終趨于收斂，表現為“俱樂部收斂”現象。高經濟效率、低環境效率地區主要聚集在東部；低經濟效率、高環境效率地區主要聚集在西部；中經濟效率、中環境效率地區主要聚集在中部。

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

參考文獻：

[1]楊繼生，徐娟，吳相俊. 經濟增長與環境和社會健康成本[J]. 經濟研究，2013（12）：17-29.

[2]李俊奇，張紅偉. 我國城市化效率及其與經濟增長的關系研究——基于2003～2013年的數據分析[J]. 軟科學，2015，29（12）：67-71，101.

[3]Hendrik A Verfaillie， Robin Bidwell. Measuring Ecoefficiency： A Guide to Reporting Company Performance[R]. Geneva： World Business Council for Sustainable Development， 2000.

[4]Yue Yuan-yuan， Su Jing-qin. Ecoefficiency： Foreign Practice and Our Measure [J]. Studies in Science of Science， 2004， 22（2）： 170-173.

[5]付麗娜，陳曉紅，冷智花. 基于超效率DEA模型的城市群生態效率研究——以長株潭“3+5”城市群為例[J]. 中國人口·資源與環境，2013，23（4）：169-175.

[6]王麗瓊. 基于超效率DEAESDA的中國生態效率時空格局分析[J]. 重慶師范大學學報（自然科學版），2015，32（5）：152-157.

[7]程曉娟，韓慶蘭，全春光. 基于PCADEA組合模型的中國煤炭產業生態效率研究[J]. 資源科學，2013，35（6）：1292-1299.

[8]TzuYu Lin， ShengHsiung Chiu. Using Independent Component Analysis and Network DEA to Improve Bank Performance Evaluation [J]. Economic Modeling， 2013（32）：608-616.

[9]成金華，孫瓊，郭明晶，等. 中國生態效率的區域差異及動態演化研究[J]. 中國人口資源與環境，2014，24（1）：47-54.

[10]Toshiyuki Sueyoshi， Derek Wang. Sustainability Development for Supply Chain Management in U S Petroleum Industry by DEA Environmental Assessment [J]. Energy Economics， 2014（46）：360-374.

[11]Chris Stewart， Roman Matousek， Thao Ngoc Nguyen. Efficiency in the Vietnamese Banking System： A DEA Double Bootstrap Approach [J]. Research in International Business and Finance， 2016（36）：96-111.

（責任編輯：李映果）