資源、環境兩維視角下區域生態效率DEA評價

程曉娟

[摘 要]針對目前生態效率指標研究方面存在的問題，進行了生態效率指標體系的構建研究。將生態效率指標區分為資源效率和環境效率兩個構面，建立了由資源效率指標與環境效率指標構成的投入產出指標體系。運用數據包絡分析（DEA）方法，采用我國2010年31個省市自治區截面數據，進行了區域生態效率的評價，揭示了我國區域生態效率與經濟發展的內在規律。

[關鍵詞]生態效率；區域； DEA

[中圖分類號]F124.5；F062.2 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0461（2013）02-0063-06

一、引 言

生態效率的概念自1990年由德國學者Schaltegger和Sturm提出以來，得到了國內外學者的廣泛關注。國外早期的研究，主要集中于生態效率概念的界定[1][2]，這些研究促使理論界將“生態效率作為評估環境經濟績效重要標準”達成共識。此后，生態效率研究逐步拓展到指標體系的構建[3][4]、評價方法的選擇[5]等方面，其應用范圍也從企業[6]逐步延伸到行業[7]、區域[8]層次。國內2005年之前關于生態效率的研究，多數停留在生態效率概念的介紹以及與我國實際情況相結合的探討中。近年來研究熱點轉向循環經濟建設與度量[9][10]、生態工業園區[11][12]、企業生態效率評價[13][14]、區域生態效率評價[15][17]等領域。就區域層面生態效率評價而言，目前國內學者進行了一系列有意義探索，但在生態效率指標設計時未區分資源、環境效率，不利于二者分別監測和針對性改善。鑒于此，本文將生態效率分解為資源效率和環境效率兩個方面，建立了資源效率、環境效率二維生態效率投入產出指標體系，以我國31個省市2010年截面數據為基礎，運用數據包絡分析（DEA）方法，對我國區域生態效率進行評價，為我國的區域經濟與環境可持續發展提供一定的理論與實踐指導，同時對我國生態效率研究作新的探索。

二、研究設計

1. 研究方法

DEA全稱數據包絡分析法（Date Envelopment Analysis Method）也稱為非參數方法或Farrell型有效分析法，是1978年美國著名運籌學家和經濟學家A. Charnes， W. W. Coope和E. Rhodes在“相對效率評價”基礎上發展起來的一種新的系統分析方法。該方法利用統計學方法自動賦權，避免了等權重法和專家賦權法人為主觀因素的不利影響，成為效率評價領域應用最廣泛的方法之一。

目前最具代表性的DEA模型有CCR模型、BCC模型，本文采用CCR模型來評價區域生態效率。該模型是在固定規模報酬假設下提出的一種效率測度法，它是將效率最高的被考察單元的效率定為1，其他被考察單元的效率定在0～1之間，便于對不同考察單元的相對效率進行評價。DEA模型又可以分為投入導向型和產出導向型。前者是指在產出水平既定的前提下，使投入最小化；后者是指在投入水平既定的情況下，使產出最大化。由于生態效率指標中投入量比產出量容易控制，因此本研究采用基于投入導向的DEA模型。假設有n個DMU，每個DMU都有m種投入（表示對“資源”的消耗）以及s種產出（資源消耗的成果）， ｘij和yrj分別表示第j個決策單元DMUj的第j種投入和第γ種產出，λj為n個DMU和的投入產出指標權重，xijλj和yrjλj為加權處理后的DMU的投入量和產出量，模型目標是求解出在DMUj產出量不變的情況下，投入量最小的一種線性組合。具體模型如式（1）：

min[-（S+S）]

s·t·xijλj+S=xij，i∈（1，2，...m）yrjλj-S=yrj，r∈（1，2，...s），λj，S，S0j=1，2，．．．n（1）

式中表示相對效率，S和S表示松弛變量，代表非阿基米德無窮小，一般取=10-6。 這里的即DMUj總效率值，且0≤≤1。

2.資源、環境兩維指標體系構建

生態效率的要求是經濟的發展不可以犧牲資源環境為代價，為此將生態效率分解為資源效率和環境效率兩個維度，并分別構建相應的指標體系。為確保指標選擇的科學性、實證數據的可得性，研究成果的可操作，結合我國統計數據的實際情況，進行投入產出指標的選擇。

（1）資源效率投入產出指標。①投入指標。由于各地區的能源消費種類不一，將主要一次性能源（煤炭、石油、天然氣）的消費量轉換成統一單位進行加總，因此能源消耗總量以各地區消耗多少萬噸標煤來表示。水資源消耗總量以各地區用水總量表示。資本投入以各地區固定資本形成總額來表示，人力資本投入由各地區就業人員數（萬人）來衡量。投入指標選擇了能源消耗總量、水資源消耗總量、資本投入、人力資本投入4個投入指標。②產出指標。生態效率的產出指標主要反映經濟體所提供產品或服務的經濟價值，因此在研究區域宏觀經濟主體的生態效率時，本文選擇各地區的經濟發展總量即地區生產總值（GDP）作為效率評價的產出指標。

（2）環境效率投入產出指標。①投入指標。借鑒Kothonen的做法，將“壞的產出”視為系統的投入要素。故環境效率投入指標為廢水排放量、廢氣排放量、固體廢物排放量。廢水排放由各地區廢水排放總量（萬噸）來表征，包括工業廢水和生活污水。廢氣排放由各地區廢氣排放總量（萬噸）來表示，包括工業廢氣和生活廢氣。固體廢物排放則由各地區固體廢物排放總量（噸）來衡量，以工業固體廢棄物和生活垃圾清運量之和近似代替。②產出指標。產出指標仍然以各地區的經濟發展總量即地區生產總值（GDP）來衡量。

（3）生態效率投入產出指標。根據生態效率的定義，資源效率的投入要素與環境效率的投入要素共同構成了生態效率的投入指標（見表1）。主要包括：能源消耗總量、水資源消耗總量、資本投入、人力資本投入、廢水排放量、廢氣排放量、固體廢物排放量七個指標。產出指標仍然采用地區生產總值來衡量。

三、實證研究

1.樣本空間選擇及數據來源

考慮到各省市區內部在生態環境和經濟發展水平上一般具有較高的同質性，因此以省市區作為區域可持續發展的基本研究單元具有較高的可行性。在此選取我國四大區域31個省、市、自治區2010年的截面數據作為研究樣本。所有的統計數據均來自于《2011年中國統計年鑒》、《2011年中國環境統計年鑒》、《2011年中國能源統計年鑒》以及“中經網統計數據庫”，具體數據如表2所示。 所有指標的數據均來源于政府統計部門公開發布的權威統計數據，保證了數據的可靠性與權威性。

2. 數據同向性檢驗

DEA方法要求各投入項與產出項之間必須符合“同向性（Isotonicity）”假設，即當投入量增加時，產出量不得減少。為此本文采用非參數的“Kendalls taub”秩方法對31個省、市、自治區的投入產出指標進行相關性分析，以檢驗兩者是否符合假設要求。由表3檢驗結果可以看出，各省市投入變量均與產出變量之間的相關系數為正，并且均能在1%顯著性水平下通過雙尾檢驗，這說明該投入產出指標符合模型所要求的“同向性”原則，具有合理性。

3. 實證結果分析

利用DEA模型，以各地區GDP為產出變量， 能源消耗總量、水資源消耗總量、人力資本、資本投入、廢氣排放量、廢水排放量和固體廢棄物排放量為投入變量，采用DEAP2.1軟件對各區域的生態效率、環境效率以及資源效率進行了數據包絡分析，得到我國各省市及四大區域的生態效率、資源效率、環境效率評價結果，如表4所示。

（1）資源效率。根據表4的分析結果，我國31個省市自治區中只有北京、天津、上海、以及廣東4個省市實現了資源效率DEA有效，這說明這4個省市在現有的技術條件下實現了以最小的資源投入獲得最大的經濟產出，在利用資源取得經濟增長方面是有效率的；在資源效率值小于1的地區中只有江蘇、浙江兩省資源效率值較高，分別為0.801、0.856，其余29個地區的平均環境效率僅為0.601。從區域角度看，東部地區的資源效率平均值最高，為0.854，中部、東北、西部地區依次遞減；全國的資源效率均值也比較低，僅為0.71，這說明在全國范圍內僅就資源投入而言，利用率是非常低的，有29%的資源是被低效耗用了。

（2）環境效率。從表4的結果可以看出我國31個省市自治區中僅北京和西藏2個區域實現了相對環境效率，說明這2個省市在促進經濟增長的同時污染物治理工作也是非常有成效的，基本上實現了以最小的污染實現最大的經濟發展。然而其余29個省份的環境效率都普遍偏低（可能與環境投入指標選取總量有關），在環境效率值不為1的省市區中只有上海和海南2個省份達到了較高的環境效率，分別為0.437和0.421，而其它27個地區的環境效率均值僅為0.174。從區域角度來看，環境效率的]變規律和資源效率有很大不同，西部地區排在東北和中部之前，東部仍然是遙遙領先。全國平均環境效率也不高，為0.244，這說明在我國過去的經濟發展過程中，75.6%污染物是被過度排放的，我國經濟的快速發展是以巨大的環境污染為代價的。

（3）生態效率。從表4的結果可以看出，我國31個省市區中生態效率值為1的僅有北京、天津、上海、廣東、西藏4個省市，說明這4個省市在大力發展經濟的同時有效地兼顧了生態環境的建設與保護。此外，江蘇、浙江和海南3省生態效率值也比較較高，分別為0.801、0.856和0.808，其余24個省區的生態效率均值為0.632。從區域角度來看，生態效率]變規律和資源效率大致相同，都形成了沿“東部→中部→東北→西部”方向遞減規律。全國平均生態效率仍處于一個比較低的水平，僅為0.710。這說明，就全國而言，在目前的經濟發展過程中，存在29%的資源浪費和污染物的過度排放。

四、結 論

通過建立的資源效率、環境效率兩維生態效率評價指標體系，以2010年全國31個省市自治區的截面數據為基礎，運用DEA模型對我國區域生態效率進行了評價，得到如下主要結論：

① 我國各地區的資源效率、環境效率、生態效率整體處于較低的水平，尤其是環境效率，全國平均僅為0.244。由此可見，我國各省在經濟發展過程中，大多數省份沒有充分利用那些“最佳實踐技術”最大潛力地改進當前的生產活動，而且各地區經濟的快速增長都是建立在巨大的環境影響基礎上的。環境是人類賴以生存和發展的基礎，忽視環境的發展不符合可持續發展的理念，勢必不能長久。為此我國在以后的發展中，必須高度重視生態環境修復和建設，提高環境效率，促進經濟可持續發展。

② 資源效率和環境效率對生態效率的貢獻不同。在生態效率評價中，環境效率影響較小，資源效率基本代表了生態效率的]變趨勢。這一方面與環境投入指標的同質性有關，另一方面與我國目前經濟增長方式有很大關系。我國長期以來經濟增長都是投入拉動型，資源投入是GDP增長的主要源泉，因此資源效率相比于環境效率有更多的影響力。為此提高資源利用效率是短期內提高生態效率的最佳路徑。然而從長遠來看，只有改變當前的經濟增長模式，提高消費在經濟增長中的比重，才能從根本上提高生態效率。

③ 區域間生態效率存在明顯差異。東部地區的總體生態效率遠遠高于中西部地區，中部和西部地區面臨的生態環境壓力依然很大。目前我國正處在東西部產業轉移快速發展的關鍵時期，如果處理不當，單純的低技術含量，高耗能、高污染類產業轉移將會使本已脆弱的中西部生態環境雪上加霜。因此，盡速實現經濟增長方式的根本性轉變，全面提高區域生態效率是中西部地區乃至全國實現可持續發展的根本途徑。

[參考文獻]

[1] Organization for Economic Co-operation and Development[J]. Eco-efficiency. OECD， 1998：7-11.

[2] WBCSD. Eco-efficiency：Creating More Value with Less Impact[R].Geneva， World Business Council for Sustainable Development，2000：5-36.

[3] World Business Council for Sustainable Development[J]. Measuring Eco-Efficiency： A Guide to Reporting Company Performance. WBCSD， 2000：2-30.

[4] United Nations Conference on Trade and Development. Integrating Environmental and Financial Performance at the Enterprise level： A methodology forstandardizing Eco-efficiency Indicators[M]. United Nations Publication， 2003：29-30.

[5] Pekka J Korhonen， Mikulas Luptacik. Eco-efficiency analysis of power plants： An extension of data envelopment analysis[J]. European Journal of OperationalResearch， 2004， 154（2）：437-446.

[6] Evert Nieuwlaar， Geert Warringa， Corjan Brink，et al. Supply Curves for Eco-efficient Environmental Improvements Using Different Weighting Methods[J].Journal of Industrial Ecology， 2005， 9（4）： 85-96.

[7] Dominique Maxime， Michele Marcotte， Yves Arcand. Development of eco-efficiency indicators for the Canadian food and beverage industry[J]. Journal of Cleaner Production， 2006， 14（6-7）：636-648.

[8] Sepp？？ J，Melanen M. How can the eco-efficiency of a region be measured and monitored[J].Journal of Industrial Ecology， 2005， 9（4）：117-130.

[9] 諸大建，邱壽豐.生態效率是循環經濟的合適測度[J].中國人口·資源與環境，2006，16（5）：1-6.

[10] 諸大建，邱壽豐.作為我國循環經濟測度的生態效率指標及其實證研究[J].長江流域資源與環境，2008，17（1）：1-5.

[11] 商華，武春友.基于生態效率的生態工業園區評價方法研究[J].產業經濟研究，2007，28（2）：25-29.

[12] 張炳，畢 軍，黃和平，等.基于DEA的企業生態效率評價——以杭州灣靜心化工園區企業為例[J].系統工程理論與實踐，2008（4）：159-l66.

[13] 杜春麗，成金華.我國鋼鐵產業循環經濟效率評價：2003-2006[J].產業經濟研究，2009，42（5）：7-14

[14] 劉永紅，郭忠行，謝 剛.鋼鐵企業生態效率的ＤＥＡ模型構建及應用[J].太原理工大學學報，2012，43（1）：20-24.

[15] 陳傲.中國區域生態效率評價及影響因素實證分析[J].中國管理科學，2008（10）：566-570.

[16] 鄧波，張學軍.基于三階段DEA模型的區域生態效率研究[J].中國軟科學，2011（1）：92-99.

[17] 王恩旭，武春友.基于超效率DEA模型的中國省際生態效率時空差異研究[J].管理學報，2011（3）：443-450.

Evaluation on Regional Eco-efficiency from the Perspective

of Resources and Environment

Cheng Xiaojuan1，2

（１. Dept of Industrial Engineering， Hunan University of Science and Technology， Xiangtan 411201，China；

2. School of Businesses， Central South University， Changsha 410083，China）

Abstract： This paper， aiming at the problems in the research on eco-efficiency indicators， constructs the index system of eco-efficiency， in which eco-efficiency indicators are divided into two dimensions of resource efficiency and environmental efficiency， forming input-output index systems consisting of indicators of these two aspects. Then by the use of DEA model， the paper makes assessment on regional eco-efficiency based on the data of 31 regions in 2010， and reveals the inherent law of the regional ecological efficiency and economic development.

Key words： eco-efficiency； region； DEA

（責任編輯：張改蘭）