基于DEA的城市環境治理效率及優化路徑研究*

○河南省社會科學院 趙 奇

一、引言

城市作為區域發展的核心引擎和空間載體重要性不言而喻，與國家經濟和社會高質量發展密切相關。我國作為世界上最大的發展中國家，隨著改革開放的逐漸深入，城市化進程不斷加速，越來越多的農村人口涌向城市，享受城市帶來的發展紅利，2019年農村人口在我國城市常住人口中的占比已經突破60%。城市化為人們帶來了便利且豐富的物質生活條件，但隨之而來的環境危機及其他負面影響也日益顯現。近些年出現的霧霾、水質污染、出行擁堵等問題已經嚴重影響了城市居民的身心健康。

二、中國城市環境治理的特點

(一)治理方法：全面治理與區域強化相結合

隨著我國經濟的不斷發展，城市化進程也在不斷推進，城市規模不斷擴大，對周邊城鄉結合部和農村地區的影響力也在逐漸增強。在這種狀態下，城鄉結合部和距離城市建成區較近的農村地區會承擔部分城市功能，使這些地區也會產生城市中才會出現的環境問題；同時城市的擴張會難以避免地將周邊地區納入城市環境系統內，對農村原有以林地、河流、農田等為主的生態系統造成影響[1]，為城市環境治理帶來更大的壓力。我國社會主義市場經濟制度的完善使全國各地區形成聯系緊密的有機整體，區域經濟一體化趨勢逐漸顯現。為進一步推動社會主義生態文明建設，我國在環境治理過程中著眼全局，立足長遠，將全面環境治理與重點區域強化相結合，由面及點、以點帶面，充分結合當前我國社會主義初級階段經濟發展實際和區域經濟運行狀態，因地制宜開展工作。由于區域發展不平衡，不同地區間的城市環境治理水平和效率會存在一定差異[2]，分析和研究不同區域的發展特點和環境治理情況，有利于各區域間互相借鑒、取長補短，進而實現整體環境治理水平的提升。

(二)治理范圍：城市環境與農村生態相結合

保護環境即是保護人類自己，優化環境治理能力、提高環境治理水平符合全體人類的共同利益。以往人類對污染的防控活動主要集中在工業領域，城市作為工業集聚區，環境治理行為受到更多關注。城市創造的財政稅收相對較高，能夠有更便利的條件和更充足的資金開展環境治理。如果單純按照市場機制來判斷環境治理行為，則環境治理投入將大幅度向城市傾斜。我國社會主義市場經濟制度的優越性在于財政稅收真正取之于民、用之于民，國家能夠實行強有力的宏觀調控。盡管農村地區對環境的破壞相對較小，但對居民的生活體驗和區域發展產生較大影響。近年來，黨中央、國務院多次提出要統籌城鄉發展，在環境治理方面加強統一部署、綜合協調，將城市環境治理與農村生態保護相結合，在實現城市環境治理的同時，為農村生態保護帶來先進技術和前沿理念，避免農村地區重走“先污染、后治理”的老路[3]，這為區域環境保護水平的提升奠定了基礎。研究城市環境治理不僅能夠對城市發展和環境保護事業的進步提供借鑒，而且可以為農村生態保護和可持續發展提供參考。

(三)治理理念：減少污染與提高效率相結合

自新中國成立以來，我國城市環境治理基本上經歷了改革開放之前的優先發展工業階段、20世紀末的污染綜合防治階段、21世紀初的環境生態文明建設階段以及當前的城市環境綜合治理階段。當前城市環境綜合治理理念的重要特點是擴展了環境治理的理念，認為在城市發展過程中，應當建立多元化全方位的環境治理體系，不僅要推動減少排放，更要重視主動節約能耗，使節能與減排協調進行[4]；同時不但要制約污染行為、減少污染物排放，而且要積極采取措施，改進技術和管理水平，提高污染治理效率，實現增量與提質相結合。

三、城市環境治理理論與效率測度機制

(一)城市環境治理概述

城市環境概念是隨著市場經濟的發展而被提出和擴展的，在經濟不發達的封建社會，生產資料相對匱乏，居民的基本生活尚且不能滿足，真正的城市尚未形成，城市環境及其治理和改善便無從談起[5]。對于當前的公眾認知而言，城市環境即是城市中對居民生產生活產生影響的外部因素的總和，主要指城市的物理環境，包括自然形成環境和人工干預環境兩個主要方面[6]。城市環境治理指依靠公共管理手段對城市中組織和個人的行為進行規范和引導，進而實現生產生活環境的優化與改善。城市環境治理是政府對居民所提供的一種特殊公共服務。居民繳納稅收、接受政府的管理，就應當享受政府所提供的包括良好生態在內的公共產品。城市環境狀況對居民生產生活產生重要影響，努力改善城市環境是全體居民的共同目標。但由于城市環境具有公共產品屬性，無法被特定的人所單獨占有[7]，任何組織或個人改善其所處環境的行為都具有較強的溢出效應，因而只有依靠政府主導開展城市環境治理工作，為全體居民改善城市環境，才能夠有秩序、有規劃、高效率實現城市環境的進一步優化。

(二)城市環境治理活動的經濟學表現

盡管城市環境改善和優化意識很早便隨著經濟的發展得到普及，但是城市環境治理被作為獨立的概念提出已是20世紀末。由于地球生態環境的惡化，越來越多的國家開始意識到地球的環境承載力有限，人們必須重視環境行為，改善生態環境。直到進入21世紀，節能環保理念逐漸被廣泛接受，學術界才開始深入研究和探討城市環境治理問題。環境管理理論認為，人們對環境干預的最終目標是為了實現生態環境與社會發展相協調。城市環境治理是城市治理的重要組成部分，是城市進行環境管理的重要表現，大多由政府主導實施，通過公共財政給予資金保障。為了進一步測度和評價城市環境治理效率，學術界往往通過衡量政府對城市環境治理投入的資源以及產生的效果來展開城市環境治理行為研究，而城市環境治理的投入和產出，大多會通過經濟指標如公用基礎設施建設、園林綠化、市容環境等方面的投資以及污水處理、道路保潔、綠化覆蓋等狀態的變化表現出來[8]。研究城市環境治理活動所帶來的經濟學表現，對研究城市管理、污染治理以及治理效率具有重要意義。

(三)環境治理效率測度機制

效率從字面意思上看，可以理解為產生效果的功率，經濟學的效率是特定時間內總產出與總投入的比率關系，在投入一定的條件下產出越多效率越高，產出一定的條件下投入越多效率越低，效率的高低與生產速度的快慢無關。廣義的效率評價可以理解為對評價對象生產能力的分析和判斷，效率評價被廣泛應用于經濟學分析和企業管理中。本文所討論的效率測度是對投入產出能力的測量和評價，即研究單個單位的投入能夠有多少產出，或增加一個單位的投入能夠增加多少單位的產出。在公共產品理論和規制經濟學理論下，城市環境治理效率即為城市對環境改善所投入的資金所能帶來的環境治理成果。開展城市環境治理效率研究，不同地區城市應對污染及采取治理手段所產生的數據指標是確定的、可被記錄和認知的，使定量分析成為可能[9]。當前學術界更傾向于通過客觀定量評價的方法進行綜合效率測度。

四、省際城市環境治理效率測度

(一)測度方法

數據包絡分析法(DEA)被廣泛應用于在評價對象之間互相對比的基礎上研究非參數技術效率，通過自身數據計算為投入指標和產出指標賦權，在存在多個投入產出變量的情況下進行效率測度具有明顯優勢。Charnes、Cooper和Rhodes于1978年在歐洲運籌學雜志上發表了題為《衡量決策單位的效率》的研究論文，首次提出分析標準化效率的DEA方法，這種方法被廣泛使用，并且被不斷地擴展和創新。后來人們用三位作者的名字來命名這一典型DEA模型，即CCR模型。該模型將具有可比性、能夠測量的測度對象作為決策單元(DMU)，并假設規模收益(CRS)不變，分析得出的效率水平考慮了規模的影響，因此往往被應用于對DMU的綜合效率評價。

由于生態環境的改善和居民生活便利程度的提升作為環境治理的成果具有非排他性，往往只有政府才具有治理環境的動機和能力，城市環境治理效率本質上是政府的環境投入效率，因此本文采用投入導向的CCR模型評價城市環境治理效率，使我國不同省份之間城市環境治理效率的評價過程更加嚴謹、分析結果更加科學有效。假設我們的評價對象共可形成a個DMU，每個DMU有m種投入，記為xi(i=1，2，3，…，m)，投入的權重記為Invi；每個DMU有n種產出，記為yj(j=1，2，3，…，n)，產出的權重記為Outpj。當前要評價的DMU綜合效率DMUk基于CRS的投入導向型CCR模型規劃如式(1)所示。

經過以上步驟，最終形成“適宜、有條件適宜、不適宜、禁止”四個適宜性等級的土地資源建設開發適宜性評價結果圖層。其中，適宜等級是指某塊土地能夠滿足幾乎所有建設用途的要求，基本上沒有限制因素，如果存在限制因素，也都是小限制因素，采取簡單的措施就可以變為建設用地；有條件適宜等級是指在開發利用上存在限制性因素，需要進行適當治理和整治才能用作建設的土地；不適宜等級是指那些存在一些重要的限制因素或是在當前社會經濟發展下不適宜用作建設的土地；禁止建設等級是指有相關法律法規政策依法保護，禁止開發建設的土地[7]。

(1)

同時，式(1)需要服從于以下條件：

投入導向型CCR模型(式1)的重要意義是在堅持所有DMU的產出小于投入，即在所有DMU的效率值均小于等于1的前提下，使待評價DMU的綜合效率最大化。通過CCR模型測度的效率為待評價DMU與效率較高DMU的相對效率，這種評價方式相對更加保守，在我國各地經濟社會發展不平衡、環境治理活動開展差異較大的情況下，使各地區城市環境治理效率的測度結果更具代表性和可比性。CCR模型得出的綜合效率包含了規模效率部分，1984年，Banker、Charnes和Cooper三人在管理科學雜志上發表了《數據包絡分析中技術和規模無效率估計的幾個模型》一文，在CCR對偶模型的基礎上增加了約束條件式[如式(2)所示]，提出了評價規模效率的DEA模型，模型被后人以三位作者的名字命名為BCC模型。BCC模型假設收益規模可變，計算出的技術效率排除了規模的影響，并提出了規模效率的計算方法[如式(3)所示]。CCR模型和BCC模型奠定了DEA的基礎，為本文開展城市環境治理綜合效率進一步研究保留了可供參考和分析的空間，包括本文在內的許多效率測度和效率優化研究均基于這兩個模型展開。

(2)

(3)

(二)樣本選擇

在選取投入產出指標時，應當重點關注指標能否科學反映DMU的投入產出行為[10]，各個要素指標與環境治理行為的相關性方向應當一致。部分專家學者在經濟學理論基礎、投入產出指標框架和選擇角度等方面的觀點值得吸收借鑒。城市環境治理的投入要素需要能夠衡量對改善城市環境、優化居民生活體驗、推進公共環境設施建設的投入，城市環境治理的產出要素需要能夠體現環境改善所帶來的實際效果和對城市的影響。本文選取城市公用設施建設投資完成額、園林綠化投資額、市容環境衛生投資額作為投入要素指標，選取污水處理量、綠化覆蓋面積、道路保潔面積作為產出要素指標。各指標及各指標的解釋說明見表1。

表1 城市環境治理效率測度投入產出要素指標

根據數據包絡分析法(DEA)分析經驗，投入產出指標的數量需要與DMU數量相協調，DMU數量需要大于投入要素與產出要素數量乘積，或大于投入要素與產出要素數量之和的三倍，即如式(4)所示，其中：GDMU為DMU數量，m、n分別為投入、產出要素數量。

GDMU≥max{mn,3(m+n)}

(4)

如果不滿足這個條件，很可能會導致大部分DMU甚至全部DMU結果一致，無法對DMU的效率進行對比和區分[11]，分析結果很可能會失真或失去代表意義，無法對實踐產生科學的指導作用。

本文選擇我國31個省(自治區、直轄市)以及全國合計作為DMU，按照DMU數量式(4)的要求，更能保證效率測度的科學性；通過數據庫檢索數據能夠使數據收集更加準確高效。本文利用EPSDATA數據庫整理得到的2019年31個省(自治區、直轄市)的投入產出要素指標數據以及全國合計數據共32組162個樣本數據開展省際城市污染治理效率測度。

(三)效率測度

為了更加直觀地判斷和分析樣本數據的總體情況，對城市環境治理投入產出要素進行整體把握，便于后續利用電腦分析軟件進行運算，本文運用Microsoft Excel 2016表格軟件對樣本數據進行整理、分類和預處理，運用SPSS Statistics 21統計軟件對樣本數據進行描述性統計，結果如表2所示。

表2 省際城市環境治理投入產出要素描述性統計結果

由表2可知，樣本數據中城市公用設施建設投資額、園林綠化投資額以及市容環境衛生投資額三個投入指標，污水處理量、綠化覆蓋面積以及道路清掃保潔面積三個產出指標的最大值與最小值之間差異較大，城市公用設施建設投資額的最大值為 19 684 223 萬元是最小值 21 599 萬元的近911倍；標準差較高，不同省份之間2019年的城市環境治理投入和產出情況均存在較大差異。不同省份城市環境治理投入產出指標的平均值均大于中位數，樣本數據中偏大數據較多，可見所選擇的31個省(自治區、直轄市)環境治理整體水平較高，盡管區域間差異較大，但低水平地區仍是少數，部分地區表現相對更加優秀。

由于通過DEA進行效率測度需要對大量數據進行復雜計算，同時還需要具備一定的線性規劃基礎，本文運用成剛博士開發的MaxDEA Basic 8.3中文分析軟件展開省際城市環境治理效率測度，盡量避免因操作失誤而產生數據處理錯誤，保證分析結果的科學性，效率測度結果如表3所示。綜合技術效率、純技術效率以及規模效率值在0～1之間，效率值越高，則說明其相對效率越高，當DMU的效率值為1時，說明該DMU在效率對比中投入最少、產出最多，實現了環境治理的充分實施；當多個DMU效率值為1時，說明這些DMU的相對效率均最高，城市環境治理的投入產出水平位于DEA前沿，達到DEA有效。

表3 省際城市及全國城市環境治理效率測度結果

從表3中可以看出，吉林、遼寧、寧夏及西藏的綜合技術效率和規模效率為1，廣東、湖南、吉林、遼寧、寧夏、山東、西藏及全國整體的純技術效率為1。技術效率達到1的DMU數量并未超過總數量的一半，從DEA有效的角度而言，達到了判斷相對技術效率表現優秀DMU的目的，本次測度的運算方法和要素選擇是科學的，能夠實現有效的效率測度。貴州、海南、青海規模報酬遞增，吉林、遼寧、寧夏、西藏規模報酬不變，其他地區規模報酬遞減。尤其需要關注的是全國整體的城市環境治理綜合技術效率為0.2387，純技術效率為1，規模效率為0.2387。本文所選擇的31個省(自治區、直轄市)中有13個區域的綜合技術效率、24個區域的純技術效率低于全國整體水平，所有區域的規模效率均高于全國整體水平，這主要是由于全國城市環境治理活動的規模必然大于各地區城市環境治理活動的規模，受到表現較差地區的影響，定將落后于每個單獨測度的地區，此項測度結果符合實際情況與大眾認知。

(四)結果評價

1.各地區城市發展不平衡，環境治理效率差異較大。由表2數據可知，省際城市公用設施建設投資額的最大值與最小值之間相差近911倍，道路清掃保潔面積的最大值與最小值之間相差近60倍；城市環境治理綜合技術效率最低的江西效率值僅為0.077，與效率相對表現優秀地區尚有巨大差距。這是因為我國區域間社會環境和經濟發展水平不平衡，不同地區的經濟基礎、城市發展傳統、風俗習慣以及居民生活意識均有較大不同。城市環境治理的確需要由政府主導實施，但環境治理活動需要因時因地制宜，在進行環境治理過程中需要充分發動當地居民積極性，因而城市環境治理工作需要結合當地經濟社會發展狀態方可取得預期效果。

2.吉林、遼寧、寧夏、西藏的城市環境治理綜合效率表現相對較好，城市環境治理綜合技術效率、純技術效率和規模效率均為1，其資源配置能力與利用效率在綜合衡量下實現了技術有效，表明四地區的城市環境治理工作相對出色，其治理體系、治理能力、治理理念均表現較好。這可能是因為吉林、遼寧地處東北老工業基地，城市發展較早，具備城市環境治理的資源條件；國有企業在東北地區的發展具有社會環境優勢，已經涉及到城市運行的各個方面，使吉林、遼寧利用國有企業的巨大影響力，能夠迅速推動城市環境治理工作。寧夏、西藏地區是少數民族聚居區，分布有大片自然保護區，自然條件優越，但由于身處內陸，經濟基礎較差，城市發展相對落后，但這從另一方面為城市環境保護和治理創造了更加便利的條件，在城市發展過程中能夠實現更加科學的規劃，形成更具前瞻性的環境保護理念，為城市環境治理效率的優化奠定了堅實基礎。

廣東、湖南、山東的城市環境治理純技術效率表現相對較好，城市環境治理純技術效率為1，表明三地的城市環境治理制度相對科學，管理水平相對較高，建立了相對科學的城市環境治理制度體系。這可能是因為廣東經濟相對較發達，地處改革開放的最前沿，城市規劃相對嚴謹，城市環境保護治理機制更加完善；山東地處東部沿海地區，對環境的敏感度更高，環境保護意識更強，開發利用節能減排技術的積極性更高；湖南境內的洞庭湖是中南地區重要的水源地，是中央生態環境保護督察組的重點關注區域，其城市環境治理也面臨較大的政策和輿論壓力，使其重視城市環境治理工作，積極提升生態環境保護治理水平。

3.貴州、海南、青海的規模經濟現象相對明顯，城市環境治理產出要素的增長水平高于投入要素的增長水平。在一般情況下，DMU的規模報酬會先后經歷規模報酬遞增、規模報酬不變和規模報酬遞減三個階段，當規模報酬不變時，往往代表其處在遞增和遞減之間臨界點，規模相對處在最佳狀態。貴州的綜合技術效率為0.5192，純技術效率為0.5279，規模效率為0.9835；海南的綜合技術效率為0.6380，純技術效率為0.6982，規模效率為0.9138；青海的綜合技術效率為0.2338，純技術效率為0.2885，規模效率為0.8104，三地的綜合技術效率差別較大且整體水平不高，尤其是青海甚至低于全國整體水平，但均處于規模報酬遞增階段。這體現出三地在城市環境治理效率優化方面具備較大潛力，正在采取措施提升城市環境治理水平、改善資源配置和管理能力，以厚積薄發、后發先至之勢取得了一定成果，因而呈現出規模報酬遞增趨勢。

五、城市環境治理效率優化路徑

(一)細化環境治理投入方向，確保專款專用

各級財政投入是城市環境治理的主要資金來源，制定科學的財政投入方向和嚴謹的財政資金使用規劃，政府財政投入向環境治理相對傾斜，對城市環境治理效率的提高具有積極作用。充足的資金投入是實現環境科學治理的有效保障，各地區在制定城市環境治理有關財政預算時，應當細化環境治理的具體投入方向，將財政資金真正用到實處，通過財政資金的投入來引導城市環境治理工作。城市環境治理涉及面較廣，需要多個部門協調配合，只有細化資金投入才能明確權責劃分，提高環境治理效率。在當前全球經濟下行趨勢明顯，我國經濟社會發展進入新常態的背景下，要加強對財政資金尤其是環境治理資金的審計，利用信息化手段監測和記錄財政支出績效，確保財政資金的專款專用，堅決杜絕不按時撥付環境治理資金、將資金挪作他用等違規行為。

(二)積極吸收和引進先進環境治理技術

各地方政府應當積極吸收和引進先進環境治理技術，不但要推動先進科學技術在節能減排中的應用，而且要積極引入前沿性的管理模式和先進實踐經驗；不但要促進現有技術在當地環境治理過程中的推廣，而且要制定優惠政策，鼓勵新技術的開發，促使社會公眾逐漸認可和接受最佳經濟可行技術。在直接政府行為可能會對市場經濟健康發展造成影響的情況下，地方政府可以將政府資金投入到公益基金、環保社會組織或公益NGO，通過市場經濟手段間接引導企業和個人提高資源節約能力和降低污染排放水平。由于各地城市發展模式和水平存在差異，相關環境治理技術在不同地區的應用模式各不相同，各地在應用環境治理技術的同時，應當重視整理和總結經驗教訓，形成典型環境治理模式向全國推廣，使效率相對先進地區能夠發揮對效率相對落后地區的輻射帶動作用，最終實現全國整體環境治理效率的優化和改善。

(三)探索政府主導、全民參與的綜合治理模式

由政府主導開展城市環境治理已經成為世界城市規劃和公共管理的主流思想，但城市環境治理效率的改善不能僅僅依靠政府行為，各地應當動員社會公眾參與環境保護，加強環境知識宣傳，推動居民樹立環保意識，積極探索建立政府主導、全民參與的城市環境綜合治理模式。政府可以采用購買服務的方式來開展環境治理，充分動員社會組織、企業以及個人投入到環境保護和城市管理之中。除政府以外，企業擁有較強的資金實力，出于自身發展需要對改善周邊環境的需求更加強烈，政府應當重視企業對城市環境改善的積極作用，為企業履行社會責任創造良好的條件。同時，應當規范社會公眾的經濟行為，探索建立和規范環境市場，形成多元化的投入體系，通過市場調節推動社會組織、企業和個人自發保護環境、治理環境。

(四)根據城市發展水平制定環境治理規劃

在經濟的傳導效應下，城市經濟社會發展情況與其環境治理行為之間會產生時空差異，優化城市環境治理效率需要推進經濟社會發展與環境治理行為相協調。正確認識并分析城市經濟社會發展趨勢，科學制定環境治理規劃，不但要對當前城市發展情況進行分析，而且要對今后一定時期的城市發展空間進行預測，使規劃更具前瞻性。只有將城市環境治理規劃與城市發展規劃相結合，才能真正使城市環境治理發揮最大作用。各地方政府既是環境治理的實施主體，同時也是效率評價方和規劃制定方，既是“運動員”又是“裁判員”，這樣不利于從公正客觀的角度實現城市環境治理的評價與效率優化。應當引入第三方專業效率評價機構和規劃機構，從社會公眾和專業認知的角度對政府行為進行評價并提供建設性意見，為環境治理規劃的制定和執行提供決策參考。