霧霾約束下我國城市可持續發展效率研究

常建新，趙吉陽

(陜西科技大學 經濟與管理學院，西安 710021)

改革開放以來，我國城市化建設快速推進，城市化率由1978年的17.92%上升到2016年的57.35%，年均增長率達到1.04%，取得了舉世矚目的成就。與此同時，快速城市化過程中資源的過度消耗和環境污染的加劇，使我國城市發展越來越逼近資源和環境的約束邊界，城市的可持續發展日益受到各界的關注。尤其是近年來，隨著空氣質量逐漸惡化，霧霾天氣出現頻率不斷增加，嚴重危害了我國居民的身體健康，霧霾治理已成為當前環境保護的首要工作。霧霾是對大氣中各種懸浮顆粒物含量超標的籠統表述，其主要成分為二氧化硫、氮氧化物以及可吸入顆粒物，前兩者為氣態污染物，最后一項顆粒物(尤其是PM2.5，即空氣動力學當量直徑小于等于2.5微米的顆粒物)才是加重霧霾天氣污染的罪魁禍首?！?016中國環境狀況公報》顯示，全國338座地級及以上城市中，空氣質量達標(年均PM2.5濃度小于35μg/m3)城市僅有84座，占全部城市數的24.9%；未達標城市高達254座，占75.1%。黨的十九大報告提出要著力解決突出環境問題，堅持全民共治、源頭防治，持續實施大氣污染防治行動，打贏藍天保衛戰；同時要推進綠色發展，加快建立綠色生產和消費的法律制度和政策導向，建立健全綠色低碳循環發展的可持續經濟體系。由此可見，霧霾污染嚴重制約了我國城市的可持續發展，對我國城市經濟和社會的影響不容忽視。

“可持續發展”一詞最早由聯合國人類環境研討會提出討論，經過多年研究和發展，可持續發展的定義及內涵不斷豐富和完善。世界環境與發展委員會在《我們共同的未來》報告中，給出了被人們廣泛認可和接受的可持續發展定義——既滿足當代人的需要，又不對后代人滿足其需要的能力構成危害的發展。 換言之，可持續發展是一種滿足現在需要并且不對未來發展造成威脅的經濟、社會、資源、環境和生活等方面相互協調、相互促進的共同發展。城市可持續發展能力是國家可持續發展能力的主要體現和基本組成單元，如何在城市發展過程中，改善生存環境，緩解人口增長壓力，保證經濟、社會、環境的協調發展，就需要采用可持續發展的價值觀，既保證城市的經濟效益和生活質量，又將能源和其他資源的消費與污染最小化，使之滿足當前和未來城市發展的需要。因此，采用科學、適用的定量研究方法對我國城市霧霾約束下的可持續發展效率及影響因素開展研究，能夠為我國治霾防霾、精準治理“城市病”問題以及推進城市可持續發展提供科學依據，具有較為重要的現實意義與理論價值。

一、文獻回顧

現有文獻對于區域可持續發展的研究方法有很多，如灰色關聯分析法、人工神經網絡法、主成分分析法、層次分析法、模糊綜合評判法以及熵值法等。代表性文獻有：董鋒等引入灰色關聯分析方法評價了大慶市2003—2007年的可持續發展能力，結果發現：大慶市可持續發展能力不斷提高，其中經濟指標貢獻最大，資源與環境指標次之，社會指標貢獻最小。[1]宋敏等采用人工神經網絡法探討了陜西省的可持續發展狀態，結果表明：2000—2014年陜西省的可持續發展分別處于重警、中警、輕警和無警四種狀態。[2]楊建輝等運用主成分分析法評價了我國14個國家級沿海經濟區的可持續發展能力，結果表明：人文水平、環境質量、對外開放等8個因素對可持續發展能力的累積貢獻率達89.84%。[3]張婧等利用層次分析法評價了陜西省2001、2005和2009年10個地級市的可持續發展水平，研究發現：可持續發展水平呈現關中最高、陜北次之、陜南最弱的地域差異，但地域差異有逐步縮小的趨勢。[4]袁莉等應用模糊綜合評價法，對長株潭城市群復合生態系統循環狀態進行評價，結果表明：長株潭城市群系統整體呈現良性循環發展態勢，處于中度良性循環狀態，并保持可持續的發展態勢。[5]吳鳴然等運用熵值法評估了我國30個省份的可持續發展能力，結果發現：我國各省份的可持續發展水平總體不高，資源環境是重要的制約因素。[6]

然而，上述研究方法均存在著確定可持續發展評價指標體系以及指標權重時主觀性過強的缺陷，因而很難排除人為因素帶來的偏差。并且這些方法只是評價，不對結果做相應的調整。而DEA方法無須量綱統一和任何權重假設，排除了人為因素帶來的偏差，從而保證了評價結果的客觀性，并且還可以指出DEA無效的原因以及改進的方向和程度。此外，隨著我國城市化進程不斷深化，“城市病”問題普遍出現，由于可持續發展效率評價既可以測評出城市發展的可持續狀態，也能對 “城市病”的治理及爆發起到評估與預警的作用[7]，因此，城市可持續發展效率評價成為近年來國內相關研究的關注熱點。其中的代表性文獻有，郭存芝等應用DEA方法計算了2005—2008年全國30個省市的可持續發展效率，結果顯示：效率最高的是東北城市，其次是東中部城市，最低的是西部城市。[8]黃潔等基于DEA-Malmquist模型對比分析了京津冀、長三角和珠三角城市群的可持續發展效率，結果表明：三大城市群的效率差異較大，長三角保持著最高的規模效率，珠三角則保持著最高的純技術效率，而京津冀介于二者之間。[9]程廣斌等應用超效率DEA模型計算了2009—2014年“絲綢之路經濟帶”沿線71個地級市的可持續發展效率，結果表明：沿線城市可持續發展效率不斷提高，但大多數城市仍較低，且各城市之間差距較大。[10]張建清等利用超效率SBM-DEA模型計算了2003—2015年我國31個省市的可持續發展效率，結果顯示：各省市的效率整體呈現上升趨勢，但效率水平及變化幅度的地區差異較為顯著。[11]何硯等借助超效率DEA-Malmquist模型測評了2008—2015年京津冀13個城市的可持續發展效率，結果顯示：京津冀城市的可持續發展效率極不平衡，北京大幅領先于津冀城市并有逐年擴大的趨勢，津冀城市的效率差距有逐年縮小的趨勢。[7]

從上述文獻梳理可見，現有關于城市可持續發展效率的研究還存在較大的改進空間，本文將從以下兩方面進行拓展：(1)從效率評價的非期望產出變量的選取來看，幾乎沒有文獻涉及霧霾污染變量，效率評價結果很可能存在失真及估計偏差，霧霾作為一種環境污染物，近年來對經濟、社會和生態環境造成了巨大的影響，本文將其作為新約束性指標納入可持續發展效率評價框架中，其評價結果更加符合實際生產過程。(2)從研究對象來看，以各省市和特定區域的研究較多，以城市為研究對象的文獻較少，根據國家統計局相關數據顯示，2016年我國城市常住人口達到79298萬人，城市化率達到57.35%，但這種城市化是建立在透支環境的基礎上，由此帶來的交通擁堵、空氣污染、效率低下等諸多城市病，走集約、環保、健康有序的、可持續發展的道路，已成為社會關注的熱點，并引起國家的高度重視。鑒于此，本文考慮到我國城市可持續發展面臨的霧霾問題，運用較為客觀的Super-SBM模型，對2016年288座城市的可持續發展效率進行測度，并揭示其地區差異、空間格局及影響因素，以期為實現我國城市健康持續發展提供決策參考。

二、研究設計

(一)可持續發展效率測度模型

文章采用Super-SBM模型評價我國城市霧霾約束下的可持續發展效率。Super-SBM模型屬于數據包絡分析模型(Data envelopment analysis，DEA)中的一種，它是由美國著名運籌學家Charnes等于1978年首先提出，是一種多個要素投入與產出之間的相對效率測度方法。傳統DEA模型如C2R(基于規模報酬不變條件)和 BC2模型(基于規模報酬可變條件)[12-13]，是從徑向(投入和產出以等比例縮小或放大)和角度(投入或產出)兩個方面來度量效率，沒有考慮投入產出的松弛性問題，當存在投入產出的非零松弛時，其度量得到的效率值并不準確。因此，Tone于2001年提出了一種基于松弛變量、非徑向非角度的DEA分析方法，即SBM模型(Slacks-Based Measure)來解決上述問題，該模型的優點是效率值隨著投入產出松弛程度的變化而變化。[14]但是，SBM模型也會出現如同傳統DEA模型的多個決策單元(Decision Making Unit，DMU)同時有效(效率值均為1)的問題，此時無法對同時有效的DMU繼續進行評價與排序。為此，Tone于2002年基于修正松弛變量提出了Super-SBM模型，該模型能夠對SBM模型有效的DMU繼續進行評價和排序[15]，因而受到了學術界廣泛的應用。模型介紹如下：

P={(x,yg,yb)|x≥Xλ,yg≤Ygλ,yb≥Ybλ,λ>0}

(1)

其中，λ∈Rn為權重向量，若其和為1，表示生產技術為規模報酬可變(VRS)，否則表示規模報酬不變(CRS)。因此，考慮非期望產出的SBM模型如下。

(2)

其中，s表示投入、產出的松弛量。目標函數ρ*關于s-、sg和sb是嚴格遞減的，且0≤ρ*≤1。對于特定的DMU，當且僅當ρ*=1，即s-=0、sg=0和sb=0時是有效率的。如果0≤ρ*<1，則說明被評價單元是無效率的，存在投入產出改進的必要。

(3)

其中，φ*的值可大于1，這樣就可以對SBM模型中有效的DMU繼續進行評價和排序。

(二)可持續發展效率影響因素計量模型

為了進一步分析霧霾約束下的可持續發展效率受到哪些因素的影響，且由于該效率值圍繞在0和1左右，是一個典型的受限因變量， 本文將采用Tobit回歸模型來檢驗可持續發展效率與其影響因素之間的計量關系。Tobit回歸模型是由經濟學家Tobin于1958年提出的，是分析因變量受到某種限制的回歸模型，因此也被稱為截取回歸模型或者受限因變量模型，Coelli將 DEA效率評價和Tobit回歸分析影響因素相結合，形成了DEA的兩階段分析法。[16]161-181影響可持續發展效率的因素較多，參考已有研究，本文將可持續發展效率影響因素的Tobit回歸模型設定為：

SEi=αi+β1GOVi+β2INDi+β3TECi+

β4EDUi+β5FDIi+β6POPi+εi

(4)

其中，i表示城市；SE表示通過Super-SBM模型測算得到的可持續發展效率值；α為截距項；β為待估參數；ε為隨機誤差項。具體影響因素說明如下：

(1)政府規制(GOV)。政府的主要作用有：提供公共物品、提供資源配置過程中“市場失靈”的矯正手段；調節收入分配以在社會成員中達成公平的社會產出分配；在適當穩定的價格水平下運用凱恩斯政策求得較高水平的就業率。[17]123因而，有效的政府規制是城市可持續發展的有效保障。本文采用城市年度財政支出占GDP的比重來代表政府規制。

(2)產業結構(IND)。產業結構決定城市的生產類型，城市的產業結構是否合理，影響其資源利用效率以及經濟發展的環境代價，最終決定城市能否可持續發展。參考大多數研究，本文選擇第三產業生產總值占GDP的比重來度量產業結構。

(3)科教水平。本文通過城市科學技術支出占財政支出的比重即科技投入(TEC)和教育支出占財政支出的比重即教育投入(EDU)兩個指標來表征城市的科教水平。城市既能通過引進生產技術和設備提高勞動生產率、促進經濟增長，又能通過技術革新提高資源利用效率、降低環境污染，而科技投入強度是城市科技水平高低的重要標志。同時，增加教育投入可以提高勞動力素質和人力資本水平，進而提高勞動生產率，從而促進城市可持續發展。

(4)對外開放(FDI)。本文采用城市實際利用外資額與GDP的比值來表示。選取這一影響因素主要為了檢驗“污染避難所”假說在我國城市的適用性?，F有研究討論了FDI對環境的影響，但結論并不統一，一方面，FDI為東道主地區帶來了先進的管理和技術溢出效應，提高了城市的可持續發展能力[18]；另一方面，也可能將污染產業向該地區轉移[19]。本文將結合實證分析結果對其影響結果進行判斷。

(5)人口密度(POP)。隨著城市化的不斷推進，農村人口不斷向城市聚集，一方面有利于發揮城市規模效應，提高城市可持續效率，另一方面也導致城區人口迅速膨脹、交通擁擠、住房緊張、環境惡化、就業困難等“城市病”問題，成為阻礙我國城市可持續發展的瓶頸之一。市轄區是各城市人口最為密集的區域，市轄區人口密度能有效反映城市人口聚集程度。

(三)數據來源與描述性統計

基于Super-SBM模型來測度霧霾約束下的可持續發展效率需要構建城市層面的投入、期望產出與非期望產出評價指標體系。城市的可持續發展是一個經濟、社會、資源和環境四者保持適度和諧、協調發展的過程，可持續發展能力強，意味著系統能夠用較少的資源消耗和環境代價獲得人口、社會和經濟的較大發展。[20-21]依據可持續發展理論，同時考慮研究目標與數據的可獲得性，遵循城市可持續發展所需的生產要素投入、能源消耗、生態損耗與城市發展的最終成果即居民的個體發展及福祉相匹配的原則，本文擬把資源消耗、勞動力和資金投入等成本性指標作為系統的投入，把經濟發展、霧霾污染、社會進步和人民生活等效益性指標作為系統的產出。

基于此，本文選取的投入指標分別為：(1)勞動投入(Labor)，用城市年末從業人員數來表示；(2)資本投入(Capital)，以城市固定資產投資(Fixed)和公共財政支出(Exp)來表示；(3)水資源投入(Water)，用城市供水總量來表示；(4)能源投入(Energy)，考慮數據的可獲得性，本文共選取城市全社會用電量、天然氣供氣總量和液化石油氣供氣總量三種能源投入，并使用相對應的能源折標準煤系數將其折算成萬噸標準煤一種能源投入。對于期望產出指標，本文選取城市GDP作為反映經濟發展的期望產出指標，并通過熵值法將城鎮職工基本養老保險參保人數占城市總人口比重、城鎮職工基本醫療保險參保人數占城市總人口比重、失業保險參保人數占總人口比重構造為社會保障綜合指數(SOC)作為反映社會進步的期望產出指標。對于非期望產出指標，本文選取城鎮登記失業率(UNE)作為反映人民生活的效益指標，而本文以霧霾中的主要成分PM2.5為重點研究對象，因此，選取城市年均PM2.5濃度作為反映環境代價的非期望產出。

本文將研究時間設定為2016年，城市PM2.5年均濃度數據來源于國際環保組織綠色和平發布的《2016年中國365個城市PM2.5濃度排名》。其余所有變量所涉及的數據均來自于《中國城市統計年鑒(2017)》。鑒于有些城市的數據缺失較嚴重，經過篩選與刪除，最終確定研究對象為288座城市，288座研究城市基本上覆蓋了我國所有人口、經濟密集的區域，具有較強的代表性。根據2012年2月國務院發布的空氣質量新標準《環境空氣質量標準》〉(GB3095—2012)，PM2.5年均濃度達到國家二級標準(即小于35μg/m3)才算達標，經統計2016年PM2.5年均濃度達標城市僅有66座城市，基本分布在東南沿海地區、東北部分地區以及西南部分地區。2016年PM2.5年均濃度仍未達標的城市達到了222座，占到了總研究樣本的四分之三以上，可見我國城市PM2.5污染形勢依舊嚴峻，且PM2.5年均濃度最高的城市分布區域，基本上位于京津冀、山東西部和河南西北部，這些地區的PM2.5治理問題較為突出。

三、實證結果分析

(一)城市可持續發展效率實證結果分析

基于非期望產出的Super-SBM模型，本文采用MaxDEA 7.8 Ultra軟件對2016年我國288座城市PM2.5約束下的可持續發展效率進行測算，在得到精確測算結果的基礎上，本文從城市總體、地區、行政等級、區域和城市規模五維視角對288座城市的可持續發展效率進行分類和比較分析。

1. 288座城市可持續發展效率總體分析

根據Super-SBM模型測算得到的城市可持續發展效率值，參考彭程等[22]的分類方法，本文將288座城市的可持續發展效率分為四種變動類型，即有效型(SE≥1)、弱無效型(0.8≤SE<1)、高無效型(0.6≤SE<0.8)和強無效型(SE<0.6)。此外，為了更加準確地反映PM2.5約束與可持續發展效率(SE)之間的協調關系，本文設定PM2.5、SE雙達標型(PM2.5<35，SE≥1)，PM2.5達標、SE不達標型(PM2.5<35，SE<1)，PM2.5不達標、SE達標型(PM2.5≥35，SE≥1)以及PM2.5、SE雙不達標型(PM2.5≥35，SE<1)四種可持續發展類型。

對計算結果進行統計顯示，可持續發展有效型城市僅有90座，效率最高的代表城市有克拉瑪依(2.635)、伊春(1.993)、隴南(1.934)、東莞(1.750)和嘉峪關(1.679)?？沙掷m發展無效型城市達到了198座，可見絕大多數城市在可持續發展方面均存在著投入過多或產出不足的問題。其中，強無效型城市144座，代表城市有商丘(0.192)、阜陽(0.230)、臨沂(0.235)、邯鄲(0.241)和南寧(0.263)；高無效型城市43座，代表城市有平涼(0.602)、棗莊(0.605)、資陽(0.610)、銅陵(0.613)和賀州(0.616)；弱無效型城市11座，代表城市有汕尾(0.800)、盤錦(0.808)、葫蘆島(0.813)、三門峽(0.815)和普洱(0.818)。此外，可持續發展有效型城市基本分布于東北、西北、環渤海及東南沿海地區，而無效型城市的分布并不集中，呈分散的狀態。

此外，統計結果還顯示，PM2.5、SE雙達標型城市有39座，PM2.5達標、SE不達標型城市有27座，PM2.5不達標、SE達標型城市有51座以及PM2.5、SE雙不達標型城市171座。PM2.5、SE雙不達標型城市占到了總樣本的約60%，這一結果表明我國絕大多數城市均面臨著嚴重的PM2.5治理和可持續發展效率低下問題，需要引起足夠的重視。此外，值得注意的是有51座城市雖然年均PM2.5濃度不達標，但是實現了SE有效，代表城市有北京、天津、大連、上海、廣州、蘇州、青島等，可見，這種類型的城市以省會城市、大城市為主，在SE測算的過程中，巨額的期望產出(GDP、社會保障)抵消掉了非期望產出(PM2.5、城鎮登記失業率)帶來的負效應。

2.不同地區城市可持續發展效率比較分析

國務院先后頒布的《關于促進中部地區崛起的若干意見》《關于西部大開發若干政策措施的實施意見》以及黨的十六大報告將我國的經濟區域劃分為東部、中部、西部和東北四大地區[注]東部地區：北京市、天津市、河北省、上海市、江蘇省、浙江省、福建省、山東省、廣東省、海南??；中部地區：山西省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南?。晃鞑康貐^：內蒙古自治區、廣西壯族自治區、重慶市、四川省、貴州省、云南省、西藏自治區、陜西省、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區、新疆維吾爾自治區；東北地區：遼寧省、吉林省、黑龍江省。，根據這一劃分標準將288座城市進行分類，得到東部城市87座、中部城市80座、西部城市87座以及東北城市34座，然后分別對各地區城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率取平均值，結果整理如表1所示。

表1 不同地區城市可持續發展效率比較

注：根據MaxDEA 7.8 Ultra軟件計算結果整理所得

從表1可以看出，東北城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率均處于最優狀態，而中部城市這兩項指標均處于最差狀態。導致這一結果的原因可能存在以下幾個方面：中部地區是我國PM2.5年均濃度最高城市的聚集區。其次，東部產業向中部轉移也是其中的一個原因。東部城市經過幾十年的發展，生產要素價格大幅增長，環境規制也有了較大提高，那些“高投入、低產出、高能耗、高排放”難以持續發展的傳統產業在東部城市難以生存，要么淘汰，要么向生產要素價格低廉、環境規制低的地區轉移，而中部城市就是其的優先選擇。再次，東北地區是PM2.5達標城市最集中連片的區域，且國務院于2016年出臺了《關于全面振興東北地區等老工業基地的若干意見》，該意見著力于全面推進東北老工業基地經濟結構的優化升級，加快構建戰略性新興產業和傳統制造業并駕齊驅、現代服務業和傳統服務業相互促進、信息化和工業化深度融合的產業發展新格局。這些有利因素均促進了東北城市PM2.5約束下可持續發展效率的提升。

3.不同行政等級城市可持續發展效率比較分析

我國城市的行政分級由來已久，不同等級城市的行政權限、經濟發展水平和城市化水平差異較大，現行的分級標準將城市劃分為省級城市(即四大直轄市)、副省級城市、省會城市和地級市，其中根據1995年中央機構編制委員會印發的《關于副省級市若干問題的意見》，副省級城市共有15座，含10座省會城市和5座計劃單列市。根據這一劃分標準將288座城市進行分類，得到直轄市4座、副省級城市15座、其他省會城市16座以及地級市253座，然后分別對上述分類城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率取平均值，結果整理如表2所示。

從表2可以看出，4座直轄市的平均PM2.5年均濃度雖然最差，但是擁有最高的可持續發展效率，副省級城市的兩項指標均處于較優狀態，而其他省會城市的兩項指標均處于較差狀態。導致這一結果的原因可能存在以下幾個方面：首先，雖然4座直轄市的PM2.5年均濃度最高，但是由于其擁有巨額的期望產出(GDP、社會保障)而呈現出最高的可持續發展效率；其次，15座副省級城市中的大連市、廣州市、杭州市、南京市、寧波市、青島市、廈門市和深圳市8座城市均位于PM2.5年均較輕的東部沿海地區，且這8座城市是我國最早進行改革開放的城市，這些城市在經濟發展和城市化進程方面均顯著優于其他城市，且其中的5座城市正是由于其特有的經濟地位而被稱為“計劃單列市”。因此，該行政等級的15座城市的兩項指標均優于其他行政等級的城市。

表2 不同行政等級城市可持續發展效率比較

注：根據MaxDEA 7.8 Ultra軟件計算結果整理所得

十三五規劃綱要提出，要加快城市群建設發展，優化提升東部地區城市群，建設京津冀、長三角、珠三角世界級城市群，提升山東半島、海峽西岸城市群開放競爭水平；培育中西部地區城市群，發展壯大東北地區、中原地區、長江中游、成渝地區、關中平原城市群，規劃引導北部灣、晉中、呼包鄂榆、黔中、滇中、蘭州—西寧、寧夏沿黃、天山北坡城市群發展，形成更多支撐區域發展的增長極。本文選取其中11個較大的城市群對288座城市進行分類，得到京津冀城市14座、長三角城市26座、珠三角城市14座、山東半島城市17座、海峽西岸城市20座、哈長城市10座、遼中南城市10座、中原城市29座、長江中游城市27座、成渝城市16座、關中城市9座以及北部灣城市10座，然后分別對上述分類城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率取平均值，結果整理如表3所示。

4.不同區域城市可持續發展效率比較分析

從表3可以看出，珠三角城市除了PM2.5年均濃度略高于北部灣城市外，其可持續發展效率值遠高于其他城市群；京津冀和中原城市的兩項指標均處于較差狀態；東南沿海城市群(珠三角、海峽西岸、北部灣)的PM2.5年均濃度和可持續發展效率兩項指標普遍高于其他區域城市群。導致這一結果的原因可能如下：首先，東南沿海城市群是PM2.5達標城市的另一集中連片區域，且由于我國的改革開放格局是從沿海到沿江沿邊，從東部到中、西部的推進格局，因此東南沿海城市可以利用先行改革獲得先行發展優勢，經濟發達程度遠高于其他區域城市，能夠吸引大量的優質生產要素向這些城市轉移，帶來可持續發展效率的提升。其次，京津冀和中原區域是我國PM2.5污染形式最嚴峻的城市集聚區，且這一區域除了北京、天津外沒有其他的經濟增長極，因此，這一區域城市PM2.5年均濃度和可持續發展效率均處于較差狀態。

表3 不同區域城市可持續發展效率比較

注：根據MaxDEA 7.8 Ultra軟件計算結果整理所得

5.不同規模城市可持續發展效率比較分析

根據國務院2014年印發的《關于調整城市規模劃分標準的通知》[注]國務院《關于調整城市規模劃分標準的通知〔2014〕51號》規定，城區常住人口50萬以下的城市為小城市，其中20萬以上50萬以下的城市為Ⅰ型小城市，20萬以下的城市為Ⅱ型小城市；城區常住人口50萬以上100萬以下的城市為中等城市；城區常住人口100萬以上500萬以下的城市為大城市，其中300萬以上500萬以下的城市為Ⅰ型大城市，100萬以上300萬以下的城市為Ⅱ型大城市；城區常住人口500萬以上1000萬以下的城市為特大城市；城區常住人口1000萬以上的城市為超大城市。對288座城市進行分類，得到Ⅱ型小城市2座，Ⅰ型小城市41座，中等城市 90座，Ⅱ型大城市126座，Ⅰ型大城市16座，特大型城市9座以及超大型城市4座，然后分別對上述分類城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率取平均值，結果整理如表4所示。

表4 不同規模城市可持續發展效率比較

注：根據MaxDEA 7.8 Ultra軟件計算結果整理所得

由表4可知，隨著城市規模的擴大，PM2.5年均濃度基本呈現出了逐漸遞增的趨勢，而可持續發展效率并沒有表現出這種趨勢。Ⅱ型小城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率均達到了有效的狀態，Ⅰ型小城市除了PM2.5年均濃度略高于國家二級標準外，可持續發展效率也處于有效狀態。值得注意的是，城區常住人口50萬以上100萬以下的中等城市在PM2.5年均濃度和可持續發展效率兩方面均顯著優于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市，這一結果足以引發我們對最優城市規模的關注。近些年，隨著我國經濟社會的快速發展，人口向城市的快速集中，使城市、特別是大城市越來越不堪重負，出現了人口膨脹、交通擁擠、住房困難、環境惡化、資源緊張、物價過高等“大城市病”。此外，超大型城市僅有4座，分別為北京、上海、天津和重慶，這些城市的PM2.5年均濃度雖然較高，但是其可持續發展效率卻優于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市，其原因可能是由于這些城市均擁有巨額的期望產出(GDP、社會保障)抵消掉了非期望產出(PM2.5、城鎮登記失業率)帶來的負效應。

(二)城市可持續發展效率影響因素實證結果分析

基于前文設定的Tobit回歸模型(4)，本文采用計量分析軟件 Stata15.0 對 Tobit模型的自變量進行逐一回歸，依次檢驗各影響因素對PM2.5約束下的可持續發展效率的影響。估計結果見表5。

1.政府規制(GOV)

城市年度財政支出占GDP的比重對可持續發展效率的彈性系數為正，并在1%的水平下顯著，這一結果表明政府在城市可持續發展中的推動作用非常重要，社會經濟發展需要政府的宏觀調控，政府通過財政手段對市場經濟進行干預，直接影響了城市的可持續發展狀況。

2.產業結構(IND)

第三產業生產總值占GDP比重的估計系數在5%的水平下顯著為正。工業比重較高表明制造業、電力及建筑業等高耗能高污染產業的產值占社會總產值的比重較大，從而排放出較多的二氧化碳、二氧化硫以及可吸入顆粒物，這些作為非期望產出，對城市可持續發展效率的提高具有抑制作用，而第三產業比重的提升即產業結構的合理化能夠促進霧霾約束下城市可持續發展效率的提升。因此，走新型工業化道路、優化產業結構、積極發展第三產業是促進城市可持續發展的主要途徑之一。

3.科教水平

城市科學技術支出占財政支出比重(TEC)以及教育支出占財政支出比重(EDU)兩個影響因素的估計系數均顯著為正，且教育投入對城市可持續發展效率的推動作用更加顯著。這一結果表明科教是可持續發展的重要推動力，科學教育有助于提升資源型城市的創新能力和提高勞動者的勞動技能，進而提高勞動生產率，同時采用新技術改進傳統工藝，延長產業鏈，從而更有效地促進資源集約利用，減少污染物的排放。

4.對外開放(FDI)

FDI與GDP比值的估計系數為正但未通過顯著性檢驗。這一結果表明在城市層面，外資依存度的提升并沒有帶來顯著的先進管理和技術溢出效應，同時，“污染避難所” 假說在我國城市并不適用。

5.人口密度(LnPOP)

市轄區人口密度對可持續發展效率的影響盡管在統計意義上不顯著，但呈現出負相關關系，這說明人口密度對可持續發展效率存在一定的負向影響，較合理的解釋是：人口集聚對城市可持續發展的影響存在兩面性，一方面，人口集聚有利于城市規模效應的發揮，促進城市可持續發展；另一方面，人口集聚也導致城區人口迅速膨脹、交通擁擠、住房緊張、環境惡化、就業困難等“城市病”問題，阻礙了城市的可持續發展。

表5 城市可持續發展效率影響因素回歸結果

注：*、**和***分別表示在10%、5%以及1%的水平下統計顯著，括號中的值為t值

四、研究結論與政策啟示

本文引進霧霾這一新的非期望產出，運用Super-SBM模型測度了2016年我國288座城市的可持續發展效率，并從城市總體、地區、行政等級、區域和城市規模五維視角對288座城市的可持續發展效率進行分類和比較分析，然后，運用Tobit模型實證分析了可持續發展效率的影響因素，得到以下結論：(1)霧霾約束下總體可持續發展效率水平不高，有效的城市僅有90座，無效的城市達到了198座；東北城市的PM2.5年均濃度和可持續發展效率均處于最優狀態，而中部城市這兩項指標均處于最差狀態；4座直轄市的平均PM2.5年均濃度雖然最差，但是擁有較高的可持續發展效率，副省級城市的兩項指標均處于較優狀態，而其他省會城市的兩項指標均處于較差狀態；珠三角城市除了PM2.5年均濃度略高于北部灣城市外，其可持續發展效率值遠高于其他城市群，京津冀和中原城市的兩項指標均處于最差狀態；城區常住人口50萬以上100萬以下的中等城市在PM2.5年均濃度和可持續發展效率兩方面均顯著優于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市，超大型城市的PM2.5年均濃度雖然最高，但是其可持續發展效率卻優于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市。(2)政府規制、產業結構優化與科教水平對城市可持續發展效率的提高具有顯著的促進作用；而對外開放與人口密度對城市可持續發展效率的影響并不顯著。

根據以上結論，可得到如下政策啟示：(1)必須充分考量城市發展過程中的資源消耗、環境約束，將生態文明建設置于突出地位，遵循生態城市化理念，走集約型、可持續的城市發展道路；(2)必須堅持不懈地踐行經濟轉型升級發展戰略，不斷優化城市的產業結構，促進城市產業轉型升級，構筑結構優化、技術先進、資源節約與環境友好的可持續產業體系；(3)應該完善霧霾治理相關政策，提高環境標準，構建以排污權交易、污染許可證、生態補償機制等手段為主的市場機制，實現源頭把關、過程控制和污染治理多重模式共存的環境規制政策，達到霧霾治理與提升城市可持續發展效率的目的；(4)要合理培育就業環境，合理調配流動人口，以避免由于人口過度集中帶來的各種社會問題，應該以發展50萬～100萬人口的中型城市為主，盡量避免城市規模的盲目擴張。