基于DEA方法的中國區域建筑業生態效率研究

任陽軍

(安徽建筑大學管理學院，安徽合肥230601)

近年來，隨著房地產業的蓬勃發展，我國建筑業也得到了大規模的發展，基本保持著平穩健康發展的趨勢，在推動我國城市化和工業化進程中起到了關鍵性的作用，為社會發展做出了巨大貢獻.與此同時，建筑業作為高能耗產業，在消耗大量自然資源的同時也產生大量的建筑垃圾，這必然給環境帶來巨大的壓力.諸多研究表明，我國建筑業普遍存在資源利用率低、生態環境惡化等問題［1］.為了實現建筑業可持續發展的目標，考察建筑業對環境的影響和利用效率則顯得非常必要.因此，本文將引入建筑業生態效率的概念，并運用DEA方法對我國建筑業生態效率進行分析和評價.

1 建筑業生態效率概念

1992年“生態效率”概念被首次提出，隨后，眾多學者對其進行了深入研究，并提出一系列對生態效率的定義，其中世界可持續發展工商業聯合會對生態效率的定義應用最廣泛:通過提供具有競爭力的服務和商品，在滿足人類高質量生活需求的同時，把整個生命周期中對環境的影響降到至少與地球的估計承載力一致的水平上［2］.

將生態效率的概念應用到建筑業中，“影響”即建筑業對環境的負面影響，如對自然環境的干擾和破壞;“價值”即建筑業創造出的實體建筑及經濟價值.因此，建筑業生態效率就是將建筑業所需資源對環境造成的影響最小化，創造出的建筑業價值最大化.

建筑業生態效率的計算方法有價值－影響比值、生態成本價值和數據包絡分析(DEA)方法，相比前兩種，DEA方法更適用于評價建筑業生態效率.此外，本文的研究對象為我國建筑業發展狀況，由于其社會影響難以界定和量化，在計算時僅考慮其經濟指標和環境指標，而建筑業中的負面產出如噪音、粉塵、建筑垃圾等指標在統計時很難獲取，因而在計算模型中也并未引入.DEA方法已在包括建筑業等眾多行業領域中得到廣泛運用，本文利用建筑業中的生態效率數據和生態效率概念，通過DEA方法的效率評價功能對我國建筑業生態效率進行定量評價.

2 模型構建

2.1 指標選取和數據來源

為滿足DEA方法對決策單元的輸入輸出指標的選取要求，在影響指標方面，選取建筑行業在施工過程中使用量較大的鋼材、水泥、木材、玻璃作為輸入數據，這些材料雖然不能代表建筑業所有的材料消耗，但卻是建筑業主要的物質投入，能夠直接或間接反映對環境的負荷.而在價值指標方面，根據國內有關建筑業效率研究的文獻，選取建筑業總產值和房屋施工面積這兩個顯著指標，這樣能夠較好地體現建筑業資源投入所帶來的實體效益［3］.

考慮到數據的完整性和權威性，本文選取2006－2013年間我國建筑業31省市自治區建筑產業數據作為樣本，數據來自《中國建筑業統計年鑒》中公布的數據.

2.2 生態效率DEA模型

數據包絡分析的基本模型有CCR模型和BBC模型，根據本文的背景和評價目的，選擇規模報酬不變的CCR模型.CCR模型以規模報酬不變為假設，通過線性規劃來估計各決策單元的生產前沿面，評價各決策單元的相對效率［4］.

設有n個決策單元，每個決策單元都有m種輸入和s種輸出，則某個特定決策單元的效率評價公式為:

(1)式中Xj與Yj分別為決策單元的投入和產出向量，uT、vT為權重變量.通過使用Charnes－Cooper變換，CCR模型的分式規劃形式可以轉化為一個等階的線性規劃.令t=1/vTx0，ω =t*v，μ=t*u，則(1)式可轉變為:

其對偶問題為:

(3)式中θ為各省市建筑業生態效率指數.

帶有非阿基米德無窮小和松弛變量的線性規劃模型為:

(4)式中ε為非阿基米德無窮小量，是一個大于零且小于任何正數的數;和1)∈En分別為m維和n維單位向量空間.

(三)生態效率指數含義

當θ=1且S+=S－=0時，稱此決策單元為DEA有效.當θ=1、S+≠0或S－≠0時，則此決策單元為弱DEA有效;此時，當S+=0、S－≠0時，其經濟意義為此決策單元部分投入量可以減少而產出保持不變;當S+≠0、S－=0時，其經濟意義為此決策單元在投入不變時其產出有所提高.當θ＜1時，則稱此決策單元為非DEA有效，需要做出一定調整［5］.

3 實證結果與分析

獲取上述數據之后，利用MaxDEA6軟件進行數據包絡分析，計算結果如表1所示:

從全國平均水平看，2006－2013年間我國建筑業生態效率指數總體呈上升趨勢，年均增長0.84個百分點;而2008年有小幅下降，這可能與2008年爆發的金融危機有關，對我國經濟造成一定影響，在一定程度上阻礙建筑業的發展和生態效率水平的提升.總體上，我國建筑業生態效率水平依然不高，2013年全國建筑業平均生態效率值僅為0.8121.究其原因，一方面是因為我國房地產業的快速發展及固定資產投資的不斷增長為建筑業發展注入新的動力，另一方面與我國加大支持生態環境保護的政策有關，促使建筑業生態效率水平的不斷提升.

表1 中國省域建筑業生態效率測度結果

從各省市建筑業生態效率分析，2006－2013年間各省市生態效率指數逐步上升但有小幅波動，與全國總體趨勢相一致，其中北京、黑龍江、浙江歷年生態效率一直為最優，天津、上海、廣東、廣西個別年份生態效率達到最優，即這些省份的建筑業投入產出比例合理，其余省份的歷年建筑業生態效率非DEA有效.內蒙古、新疆、湖北的產出指標不足量，其他省份在總產值指標上都要增加產出，表明大部分省份建筑業在減小投入的基礎上仍不能滿足DEA有效，還需要增加產出，但是DEA方法考察的相對效率，不能僅從投入或產出一方面來考慮，這也是三省份不增加產出，卻比需增加產出的省份的生態效率高的原因.

從各省市平均水平來看，北京、天津、黑龍江、浙江等東部地區省份建筑業生態效率普遍高于中西部地區省份，中部地區省份普遍高于西部地區省份，呈現出東部、中部、西部遞減的規律.其中寧夏建筑業生態效率最低，僅為0.5260，而生態效率最高的省份為1，各省份的平均值為0.7679，標準差為0.18，這表明省際間生態效率差距較大.而各省份歷年數據的標準差均小于0.1，表明各省份歷年生態效率變化并不明顯.為了進一步分析省際間建筑業生態效率的差異，運用SPSS軟件對各省份歷年生態效率值進行聚類分析，結果如表2所示:

表2 各省市建筑業生態效率聚類結果

根據表1和表2可知，第一、二區域建筑業生態效率均值為 0.9827，第二區域為 0.8513，第三區域為 0.7055，第四區域為0.5501.第一、二區域主要是東部發達地區省份，這些省份由于經濟發展水平較高，對生態環境保護的投入較大，從而建筑業整體生態效率水平較高;而中西部地區省份主要集中在第三、四區域，這些省份經濟發展相對落后，對生態環境改善的投入較小，建筑業發展水平與東部地區差距較大.因此，我國在未來應加大對中西部地區的基礎建設投資和環境保護投資，并給予政策傾斜，從而推動這些區域的建筑業發展和生態效率水平的提升.

4 結語

本文利用生態效率的概念和DEA方法對我國31省市2006－2013年間的建筑業生態效率實現定量描述，從而對我國區域建筑業生態效率水平進行分析和評價.通過本文的研究對提升我國建筑業生態效率水平有一定的啟發，比如江蘇省作為一個建筑大省，其建筑業生態效率并未達到1，說明與建筑強省還有一段距離.中西部地區省份建筑業生態效率普遍不高，與其經濟發展水平有很大關系，各地區政府應加快轉變經濟發展方式、調整經濟結構，不斷縮小地區經濟差距，從而提升建筑業整體生態效率水平.從各種建筑材料的投入比例也能得到一定的啟發，科學技術是第一生產力，建筑業科技進步的貢獻對其自身的發展起到至關重要的作用［6］，各地區政府應加大科技投入，促進新型環保材料的開發和應用，提高建筑材料的利用效率.

［1］戴永安，陳才.中國省際建筑業效率差異及其影響因素研究［J］.中國軟科學，2010，(1):87－95.

［2］World Business Council for Sustainable Development.Eco－Efficiency:Creating More Value with Less Impact［Z］.2000.

［3］朱錚錚.基于三階段DEA方法的我國建筑業效率研究［D］.哈爾濱:東北林業大學碩士學位論文，2013.

［4］Charnes A，Cooper.W，Rhodes.E.Measuring the efficiency of decision making units［J］.European Journal of Operational Research，1978，(2):429－444.

［5］朱錚錚，李英，林智敏.基于DEA改進模型的建筑企業效率評價研究——以黑龍江省為例［J］.工程管理學報，2013，(1):10－13.

［6］趙明揚，杜靜.我國東部、中部與西部地區建筑業科技進步貢獻率的比較和分析［J］.工程管理學報，2013，(2):11－15.