“兩橫三縱”城市化地區的經濟效率、環境效率和生態效率 ——基于混合方向性距離函數和合圖法的實證分析

“兩橫三縱”城市化地區的經濟效率、環境效率和生態效率
——基于混合方向性距離函數和合圖法的實證分析

陳黎明，王文平, 王斌

(東南大學經濟管理學院，江蘇南京210096)

摘要：運用混合方向性距離函數模型(HDDF)對2011年 “兩橫三縱”城市化戰略格局中62個重要節點城市的經濟效率、環境效率和生態效率進行了實證研究。研究發現：62個城市的平均經濟效率、環境效率和生態效率分別為0.66、0.40和0.42，仍然存在較大的效率改進空間。優化開發地區在三種效率指標上的表現均優于重點開發地區，扮演著“先進者”的角色。合圖法分析結果表明，62個城市可以分為四類，分別對應四種經濟發展模式，應該采用差異化的經濟發展模式改革策略。松弛分解表明，經濟產出不足是非效率的主要源泉。最后，根據研究結論給出了提升區域生態效率的政策建議。

關鍵詞：混合方向性距離函數；合圖法；生態效率；“兩橫三縱”城市化地區

收稿日期：2014-06-03修回日期：2014-12-05

基金項目：國家社科基金重大招標項目(12&ZD207)，國家自然科學基金(70973017，71172044，71273047)，高等學校博士點基金(20120092110039)。

作者簡介：陳黎明(1986-)，男，河南開封人，東南大學經濟管理學院博士研究生，研究方向：產業生態系統、復雜系統建模、數據包絡分析。

中圖分類號：F062.2；X22

文獻標識碼：A

文章編號：1002-9753(2015)02-0096-14

Abstract:In this paper, we apply the hybrid directional distance function model to assess economic efficiency, environmental efficiency and eco-efficiency for sixty-two important Chinese cities in the two vertical and three horizontal urbanization areas. It shows that: The economic efficiency, environmental efficiency and eco-efficiency are separately 0.66, 0.40 and 0.42 on average and still have a big space for improvement. The optimizing development areas are superior to the important development areas in three kinds of efficiency and play the role of precursor. The sixty-two cities can be aggregated to four groups based on Co-Plot method. Each group corresponds to a kind of development mode. By slacks decomposition, we find that economic output deficiency is the main source of inefficiency. In the end, some policy suggestions are given according to the research conclusion.

Economic Efficiency, Environmental Efficiency and Eco-efficiency of the

So-called Two Vertical and Three Horizontal Urbanization Areas:

Empirical Analysis Based on HDDF and Co-Plot Method

CHEN Li-ming, WANG Wen-ping，WANG Bin

(SchoolofEconomicsandManagement,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)

Key words: hybrid directional distance function; Co-Plot method; eco-efficiency; two vertical and three horizontal urbanization areas

一、引言

我國主體功能區規劃要求建設兩橫三縱的城市化戰略格局。兩橫三縱，即以歐亞大陸橋通道、沿長江通道為兩條橫軸，以沿海、京哈京廣、包昆通道為三條縱軸，以主要的城市群地區為支持，以軸線上其他城市化地區為重要組成部分的城市化戰略格局。這些地區集聚了全國大部分的人口和經濟總量。城市化和工業化進程的推進進一步加重了這些地區資源環境的負載，造成經濟發展與生態環境之間的矛盾日益嚴重。如何在有效利用資源和保護環境的基礎上發展經濟，不斷提高生態效率，已經成為兩橫三縱城市化地區發展研究的熱點和難點。

自1992年世界可持續發展委員會(WBCSD)提出生態效率的概念以來，生態效率已經成為探討經濟與環境協調發展，實現經濟效益和生態效益雙贏目標的有效工具。宏觀尺度上，生態效率可以作為循環經濟發展的合適測度(諸大建和邱壽豐[1])和衡量兩型經濟發展的標準(匡遠配[2])。企業層面上，通過借鑒國際范圍內企業實施生態效率的實踐，可以為我國企業實施綠色發展戰略提供對策(岳媛媛和蘇敬勤[3])。鑒于生態效率的重要性，眾多學者發展出多種方法核算生態效率。如：Huppes等[4]采用成本-收益分析方法核算了荷蘭油氣開采和生產行業的生態效率。由于區域層面的環境成本核算方法并不成熟，這種方法不適于區域生態效率的評價。李名升和佟連軍[5]結合能值分析和物質流分析計算了吉林省的生態效率。陳傲[6]以2000-2006年中國29個省際截面數據為樣本，采用因子分析賦權方法，評價了中國區域生態效率。他們的方法雖然綜合考慮了各種環境壓力，但是卻忽視了經濟活動中不同環境壓力之間的可替代性。為了彌補上述缺陷，Kuosmanen和Kortelainen[7]提出應用DEA方法測算生態效率，其基本思路是根據經濟產出數據得到各種環境壓力指標的內生權重，進而得到各個決策單元可獲得的最大相對生態效率。Kortelainen[8]進一步將Kuosmanen和Kortelainen的方法由生態效率的靜態評估擴展至動態分析生態生產率的變化。楊凱等[9]，王恩旭和武春友[10], 楊文舉[11]，朱南和劉一[12]也沿襲這一框架進行生態效率的測算。Kuosmanen和Kortelainen的方法不需要污染物的價格信息并充分考慮了不同環境壓力的可替代性，但是，他們的模型實質上是將污染物作為投入指標處理，這與實際的生產過程不符，而且違背了物料守恒條件。

生態效率測算的關鍵是如何將資源消耗和污染排放納入效率分析的框架?；诃h境生產技術的方向性距離函數提供了一套可靠的分析方法。一方面，它能夠體現資源投入轉化為經濟產出和污染物的生產過程。另一方面，它允許通過設置不同的方向向量反映特定的決策目標情景。近年來，一些學者已經嘗試利用方向性距離函數將環境因素納入到效率和生產率的分析框架中對中國的經濟進行實證研究。如：陳詩一[13]設計了一個基于方向性距離函數的動態行為分析模型來對中國工業節能減排的損失和收益進行模擬分析，找到了通向中國未來雙贏發展的最優減排路徑，支持了環境治理可導致環境和經濟雙贏發展的環境波特假說。涂正革[14]利用方向性距離函數計算了中國30個省市地區環境與工業增長的協調性，發現區域間環境工業協調性極不平衡。加快工業經濟結構升級速度，深化產權結構改革，促進企業集團化發展等措施有利于實現環境工業協調發展。沈可挺和龔健健[15]運用方向性距離函數方法估算了“九五”至“十一五”時期中國高耗能產業的環境全要素生產率，并在考察高耗能產業全要素生產率的行業和省際差異基礎上，對其影響因素進行了實證分析。上述文獻運用徑向的、產出角度的DEA來計算方向性距離函數*Cooper et al. [16]將DEA測度效率的模型分為 4 類： (1)徑向的和角度的； (2) 徑向的和非角度的；(3)非徑向的和角度的；(4)非徑向的和非角度的?！皬较虻摹币馕吨谠u價效率時要求投入或產出同比例變動, 而“角度的”意味著評價效率時需要做出基于投入(假設產出不變)或基于產出(假設投入不變)的選擇。。當存在投入過度或產出不足，即存在投入或產出的非零松弛時，徑向的DEA效率測度會高估評價對象的效率；而產出角度的DEA效率測度無法反映固定產出的情況下投入可縮減的程度。Picazo-Tadeo等[17]運用徑向方向性距離函數測算了西班牙橄欖種植園的生態效率。結果發現在不影響經濟產出的情況下，仍有較大潛力減少環境壓力，因此，污染者付費和嚴厲的環境管制是較為有效的環境管理手段。與上述文獻有所不同的是，Picazo-Tadeo的模型對角度的選擇取決于決策者對經濟和環境重要性的權衡。

為了克服徑向方向性距離函數的不足，也有學者采用非徑向的DEA計算方向性距離函數。如：王兵等[18]運用非徑向、非角度的SBM方向性距離函數和盧恩伯格生產率指數測度了中國30個省份1998-2007年的環境效率、環境全要素生產率及其成分，并對影響環境效率和環境全要素生產率增長的因素進行了實證研究。他們發現環境效率較高的省份均集中在東部地區，資源環境因素對各省份全要素生產率的排名有顯著的影響；人均GRP、FDI、結構因素、政府和企業的環境管理能力、公眾的環保意識對環境效率和環境全要素生產率有不同程度的影響。Zhou等[19]運用非徑向的方向性距離函數方法評估了126個國家電力行業的能源績效和碳排放績效，發現經合組織國家的碳排放績效優于非經合組織國家，但二者在能源績效上無顯著差異。非徑向的DEA效率測度通過最大化所有投入和產出的平均松弛得到非效率得分。當存在同比例變化的投入或產出時，最大化平均松弛的做法可能會低估評價對象的效率。

Tone[20]通過將投入和產出的數據矩陣細分為徑向部分和非徑向部分構建了混合DEA型，借鑒Tone的做法，本文將徑向和非徑向方向性距離函數擴展為混合方向性距離函數模型以避免二者的缺點。

本文試圖從以下幾個方面對現有文獻進行拓展：(1)在資源、污染物產生和經濟價值創造的聯合生產框架內，運用混合方向性距離函數模型，通過設置不同的方向向量反映“建設資源節約型城市”、“建設環境友好型城市”和“建設資源節約和環境友好的兩型城市”三種目標情景，分別測算“兩橫三縱”城市化戰略格局中62個重要節點城市的經濟效率、環境效率和生態效率。(2)根據三種效率指標，利用高維數據可視化技術合圖法*合圖法是由Raveh [21]提出的多元變量統計分析方法。合圖法因把研究對象及屬性的分析結果展現在同一幅圖中而得名。傳統的多元分析方法，如主成分分析、聚類分析等習慣把兩者隔離開來分析。合圖法把研究對象置于一個兩維空間，研究對象的位置同時受各屬性的制約。合圖法已經廣泛應用于商業銀行績效分析 [22]、機場的標桿管理 [23]、企業并購中文化整合適應性研究 [24]、旅游景點對游客的吸引力分類 [25]等領域，但用于區域分析的并不多見。(Co-Plot)對62個城市進行分析和分類。(3)通過非效率分解探討三種效率缺失的內生影響因素。

二、研究方法

(一)環境生產技術和非徑向方向距離函數

T={(x,yd,yu)|x≥Xλ,yd≤Ydλ,yu=Yuλ,λ≥0}

其中，n、m、s和h分別表示決策單元、投入、期望產出和非期望產出的數目。

這一非徑向方向性距離函數的值可以通過求解下面的分段線性規劃模型得到：

[NR-DDF]

s.t.Xλ≤x+βx·diag(gx)

Ydλ≥yd+βy·diag(gyd)

Yuλ=yu+βyu·diag(gyu)

λ≥0，βx，βyd，βyu≥0

(1)

(二)混合方向距離函數和非效率分解

[HDDF]

s.t.XRλ≤xR+βxR·diag(gxR)

XNRλ≤xNR+βxNR·diag(gxNR)

YRdλ≥yRd+βyRd·diag(gyRd)

YNRdλ≥yNRd+βyNRd·diag(gyNRd)

YRuλ=yRu+βyRu·diag(gyRu)

YNRuλ=yNRu+βyNRu·diag(gyNRu)

β=β·sgn(|g|)T，≥0

(2)

其中，w=(wxR,wxNR,wyRd,wyNRd,wyRu,wyNRu)T徑向投入、非徑向投入、徑向期望產出、非徑向期望產出、徑向非期望產出、非徑向非期望產出對應的標準化的權重向量，β=(βxR,βxNR,βyRd,βyNRd,βyRu,βyNRu)T≥0。最后一個約束條件保證g中某個分量為0時，β對應的分量也為0。

通過求解模型(2)，我們可以得到一組最優解：β*，使用這組最優解，我們可以將效率損失分解為以下六個部分:

徑向投入非效率：

(3)

非徑向投入非效率：

(4)

徑向期望產出非效率：

(5)

非徑向期望產出非效率：

(6)

徑向非期望產出非效率：

(7)

非徑向非期望產出非效率：

(8)

進而，我們定義投入非效率、期望產出非效率和非期望產出非效率如下：

投入非效率：

IEx=IExR+IExNR

(9)

期望產出非效率：

IEyd=IEyRd+IEyNRd

(10)

非期望產出非效率：

IEyu=IEyRu+IEyNRu

(11)

于是整體的效率損失可以定義為

IE=IEx+IEyd+IEyu

(12)

(三)經濟效率、環境效率和生態效率的測度

自然資源的稀缺性和環境承載力的有限性，賦予了經濟增長“生態效率”的內涵。生態效率的核心思想是以最少的資源損耗和環境污染生產最大的產品和服務價值，這與建設生態文明和實現可持續發展的目標不謀而合。從本質來看，生態效率包含了資源節約和環境友好兩方面的內容，可以分解為經濟效率和環境效率兩個維度。經濟效率反映了投入資源創造經濟價值的效率，可以用經濟效率衡量經濟增長對資源節約的狀況。而環境效率反映了以污染物排放為環境代價產出產品和服務的效率，可以用環境效率衡量經濟增長對環境友好的程度。經濟效率和環境效率從不同方面反映了生態效率的內涵。

在利用方向性距離函數計算生態效率之前，需要預先設置好方向向量以反映不同的政策目標情景和效率內涵。本文設定“建設資源節約型城市”，“建設環境友好型城市”和“建設資源節約和環境友好的兩型城市”三種目標情景如下：

情景1：g=(-x,yd,0)，保持污染水平不變的情況下，節約資源，增加產出，建設資源節約型城市。

情景2：g=(0,yd,-yu)，保持資源消耗水平不變的情況下，減少污染，增加產出，建設環境友好型城市。

情景3：g=(-x,yd,-yu)，既節約資源，減少污染，又增加產出，建設資源節約、環境友好型城市。

最后，為了便于考察非效率的源泉，我們定義如下三個指標：

資源投入非效率貢獻度NEX=IEx/IE。

污染排放非效率貢獻度NEYB=IEyu/IE。

經濟產出非效率貢獻度NEYG=IEyd/IE。

(四)合圖法

合圖法一般將數據矩陣Yn×p進行圖形展示，n個研究對象定義成n個點，p個屬性基于同一原點以p個箭頭表示。通過合圖法，具有相似屬性的研究對象較為緊密地展示在圖上。每個屬性以不同的箭頭單獨體現。合圖法由兩圖依次疊加而成。第一幅圖顯示n個研究對象的n個不同區位，第二幅圖在第一幅圖的基礎上以p個箭頭展示p個屬性的相關信息。

合圖法一般包括以下四個步驟：

步驟一：數據矩陣Yn×p的標準化處理：zij=(yij-yj)/sj，其中，yj和sj分別為數據矩陣Yn×p第j列的均值和標準差。

步驟二：兩兩研究對象差異性的測度：Sik=|zij-zkj|(1≤i,k≤n)

步驟三：采用最小空間分析對n個研究對象進行圖形展示。最小空間分析通過疏離指數θ判斷圖形擬合的精確性。

步驟四：相關屬性p個箭頭的形成：每個屬性的實際值和在箭頭軸上的相關程度最大化。高度相關的屬性在圖形上的方向一致，兩兩箭頭夾角的余弦值與兩者之間的相關程度成比例。

通過合圖法得出的圖形通過兩個系數檢驗其擬合程度。一個為第三步中的疏離指數θ，另一個為第四步中p個屬性的相關系數rj(1≤j≤p)。當擬合程度比較低，即θ≥0.15或rj≤0.4時，得出的圖形不能正確反映數據所包含的信息。

三、數據來源及處理

我國主體功能區規劃將“兩橫三縱”城市化戰略格局中的城市按照主體功能區定位分為優化開發地區和重點開發地區。它們分別屬于京津冀、珠江三角洲、長江三角洲等25個城市群，具體情況見表1，其中各城市群包含的城市參考了《全國城鎮體系規劃綱要(2005-2020年)》。參考《中國統計年鑒》中70個大中城市的名單，并考慮數據的可得性，我們最終選取了62個城市作為生產單元(在表1中用黑粗體標記)，它們分別屬于24個城市群和兩類主體功能區。投入、期望產出和非期望產出指標的選擇和相關說明見表2。所用數據來源于2012年《中國城市統計年鑒》，遵義市2011年工業煙(粉)塵排放量數據來自遵義市2011年環境質量公報。

四、實證結果分析

(一)經濟效率、環境效率和生態效率的測算結果

運用混合方向性距離函數以及2011年62個城市的有關數據，我們構造了經濟效率(E1)、環境效率(E2)和生態效率(E3)的最優生產前沿，進而計算出62個城市三種效率的得分，24個城市群和不同主體功能區定位地區的數值由其所包含城市數值進行平均得到(見表3)*限于篇幅，經濟效率、環境效率、生態效率及其非效率分解的詳細公式置于附錄中。我們用MATLAB優化工具箱編程完成相關計算。。表3還給出了徑向方向性距離函數和非徑向方向性距離函數的計算結果。從表3可知，由于同時存在徑向指標和非徑向指標，混合方向性距離函數的計算結果介于徑向和非徑向方向性距離函數之間*秩和檢驗表明，混合模型與徑向模型的計算結果在1%水平上差異顯著，混合模型與非徑向模型的計算結果在10%水平上差異顯著。。

表1　“兩橫三縱”城市化戰略格局中的重要節點城市

表2　投入、期望產出和非期望產出指標

(1)從經濟效率來看，62個城市中，北京、唐山、秦皇島、青島、煙臺等23個城市實現了相對經濟效率，說明這22個城市在節約利用資源取得經濟增長方面是有效的，在現有技術條件下實現了以最小資源投入獲得最大的經濟產出。在經濟效率不為1的城市中，排名前5位的城市為廣州、揚州、吉林、成都和安慶，平均效率達到0.78，而排名后5位的城市有蘭州、烏魯木齊、西寧、貴陽和太原，平均效率為0.16。分城市群來看，排名前5位的城市群有冀中南、環長株潭、滇中、京津冀和環鄱，平均效率為0.94，而排名后5位的城市群有東隴海、寧夏沿黃、天山北坡、蘭西和晉中，平均效率為0.22。從主體功能區定位來看，優化開發地區的平均效率達到0.75，高于重點開發地區(0.61)。整體上，62個城市的平均經濟效率為0.66，這說明資源強度還有34%的改進空間，資源浪費現象仍然存在。這一狀況導致了資源的過度開采和破壞，沒有實現資源節約型的經濟增長。

(2)從環境效率來看，62個城市中僅有北京、青島、煙臺、無錫、深圳、長沙、?？凇⑷齺?、昆明9個城市實現了相對環境有效，說明這9個城市在促進經濟增長的同時，污染物減排工作是卓有成效的，基本上實現了以最小污染獲得最大的經濟發展的目標。在環境效率不為1的城市，排名前5位的城市有廣州、揚州、上海、天津和溫州，平均效率為0.48，而排名后5位的城市有烏魯木齊、銀川、黃石、西寧和秦皇島，平均效率僅為0.21。分城市群來看，排名前5位的城市群有滇中、山東半島、珠江三角洲、北部灣和長江三角洲，平均效率為0.70，排名后5位的城市群有冀中南、黔中、天山北坡、寧夏沿黃和蘭西，平均效率為0.16。從主體功能區定位來看，優化開發區的平均效率為0.53，優于重點開發區(平均效率為0.34)。整體來看，62個城市的平均效率為0.40，這說明在保持現有資源消耗水平不變的情況下，實現污染減排和經濟發展的政策目標，污染物的最優排放強度應為實際污染排放強度的60%。這一情況加重了環境壓力，沒有實現環境友好型的經濟增長。

(3)從生態效率來看，62個城市中僅有北京、青島、煙臺、無錫、深圳、長沙、海口、三亞、昆明9個城市的生態效率為1，實現了相對生態有效。這說明這9個城市在取得經濟發展的同時，有效兼顧了資源節約和環境保護。在生態效率不為1的城市中，排名前5的城市有廣州、成都、武漢、南昌和惠州，平均效率為0.49，而排名后5位的城市有岳陽、秦皇島、遵義、西寧和牡丹江，平均效率僅為0.23。分城市群來看，排名前5為的城市群有滇中、山東半島、珠江三角洲、北部灣和長江三角洲，平均效率為0.69，排名后5位的城市群有冀中南、哈長、寧夏沿黃、天山北坡和蘭西，平均效率僅為0.25。從主體功能區的定位來看，優化開發地區的平均效率為0.52，大于重點開發地區的平均效率(0.38)，均處于一個較低的水平。整體來看，62個城市的平均生態效率為0.42，如果能夠充分利用當前技術水平，資源強度和污染排放強度在平均意義上相對于當前水平可以縮減58%，這說明這些城市在實現可持續發展上仍存在資源浪費和污染過量排放的問題，影響了整體生態效率的提高。

表3　2011年“兩橫三縱”城市化地區的經濟效率(E1)、環境效率(E2)和生態效率(E3)

(二)優化開發地區城市與重點開發地區城市效率差異性檢驗

對比優化開發地區和重點開發地區三種效率指標的取值，我們發現，優化開發地區在三種效率指標上的平均表現均優于重點開發地區。為了考查優化開發地區(G1)與重點開發地區(G2)在經濟效率、環境效率和生態效率三個指標上是否存在顯著的統計差異，建立以下三個假設：

H01：優化開發地區與重點開發地區之間的經濟效率不存在顯著差異。H11：優化開發地區的經濟效率優于重點開發地區。

H02：優化開發地區與重點開發地區之間的環境效率不存在顯著差異。H12：優化開發地區的環境效率優于重點開發地區。

H03：優化開發地區與重點開發地區之間的生態效率不存在顯著差異。H13：優化開發地區的生態效率優于重點開發地區。

因為經濟效率、環境效率、生態效率三個指標不服從正態分布，遵循Zhou等[18]的做法，采用非參數的Wilcoxon-Mann-Whiteney秩和檢驗，對優化開發區和重點開發區的三種效率指標進行檢驗，檢驗結果見表4。

對于E1、E2、E3三個指標的Z統計量均在相應水平上拒絕了原假設。這說明不同主體功能區定位的城市在經濟效率、環境效率和生態效率上具有顯著的異質性，呈現優化開發地區>重點開發地區的梯度分布。

(三)各城市的發展模式識別和發展路徑選擇

采用Co-Plot分析方法，將“兩橫三縱”城市化戰略格局中62個重要節點城市作為研究對象，根據各個城市的經濟效率、環境效率和生態效率三個屬性對62個城市進行聚類和圖形展示，從而揭示各個城市發展模式的特征，結果如圖1所示。通過Co-Plot技術可以得出，疏離指數為0.048，經濟效率、環境效率和生態效率三個屬性的擬合指數分別為0.92、0.97和0.94，可見該圖像的擬合程度較高，根據經濟效率、環境效率和生態效率三個指標， 62個城市可以歸為四大類*由于合圖法沒有提供統一的分類標準，分類同時參考了K均值聚類的結果。。

表4　Wilcoxon-Mann-Whiteney秩和檢驗結果

注：***表示1%的顯著性水平。

圖1　62個城市經濟效率、環境效率和生態效率的合圖法展示

A組：高經濟效率、高環境效率、高生態效率。該組包括北京、長沙、青島、煙臺、無錫、昆明、海口、三亞和深圳9個城市。該組成員經濟效率、環境效率和生態效率均為1，可以作為其他城市提升生態效率的標桿。

B組：高經濟效率、低環境效率、低生態效率。該組包括秦皇島、遵義、包頭、石家莊、唐山、九江、岳陽、湘潭、株洲、常德、廈門、大連、吉林、杭州、泉州和安慶16個城市，其經濟效率、環境效率和生態效率的平均值分別為0.98,0.26和0.29。B組城市在一定程度上減少了資源的過度開采和破壞，但卻忽略了對污染物排放的控制和治理，較低的環境效率拉低了整體的生態效率，是一種資源節約型的弱可持續發展模式。對于B型發展模式，應采取B→A的發展模式改革路徑，在經濟效率較高的前提下，加強環境管制，促進清潔生產，提高環境效率和生態效率。

C組：低經濟效率、高環境效率、高生態效率。該組包括廣州、成都、揚州、溫州、上海、合肥、南昌、武漢、惠州、天津、沈陽、寧波、湛江、長春、西安、南寧和哈爾濱17個城市，其經濟效率、環境效率和生態效率的平均值分別為0.59,0.41和0.39℃組城市實現了污染減排和經濟增長的雙贏績效，雖然經濟效率相對低下，但生態效率仍位于較高水平，是一種環境友好型的弱可持續發展模式。對于C型發展模式，應采取C→A的發展模式改革路徑，在環境效率較高的前提下，提高資源的利用效率，大力發展循環經濟和靜脈產業，提高廢棄物的資源化水平，保護資源，減少資源浪費，從源頭上控制污染物的產生，實現資源的永續利用和經濟的可持續發展。

表5　2011年“兩橫三縱”城市化地區經濟效率、環境效率和生態效率的非效率分解

D組：低經濟效率、低環境效率、低生態效率。該組包括呼和浩特、烏魯木齊、蘭州、西寧、銀川、重慶、瀘州、太原、貴陽、錦州、牡丹江、南京、徐州、福州、北海、黃石、蚌埠、濟南、鄭州、洛陽20個城市，其經濟效率、環境效率和生態效率的平均值分別為0.30,0.23和0.29，與其他各組相比，均處于較低水平。D組城市同時存在資源利用效率低下、污染物過量排放、經濟產出不足等問題，是一種資源浪費和環境惡化的不可持續發展模式，無論是經濟發展的質量和還是效益均亟待改善。對于D型發展模式，有D→B→A和D→C→A兩種可選的發展模式改革路徑。由圖1可知，環境效率與生態效率相關程度更大且D組與C組更為接近。 因此，D型發展模式的最佳改革路徑應該為D→C→A，將加強污染物的控制與管理、減少污染物的排放，提高環境效率放在首要地位，并以節能降耗、減少資源浪費，提高經濟效率為輔助，整體提升生態效率，從而實現節約資源、減少污染和發展經濟并舉的可持續發展目標。

(四)經濟非效率、環境非效率和生態非效率的源泉

對非效率進行分解可以探討效率缺失的內生影響因素。根據第二節提出的非效率分解公式，我們計算了62個城市對于每種效率指標各要素的松弛占全要素非效率的比重，城市群和不同主體功能區的數據由其所包含城市的數值進行平均得到。分解結果如表6所示。

整體來看，經濟非效率、環境非效率的主要源泉為經濟產出不足。分析生態非效率的構成，經濟產出不足的貢獻度最大，達到41%，資源利用非效率的貢獻度為28%，低于污染排放的貢獻度(32%)，表明污染減排工作的壓力大于資源節約的壓力。

從主體功能區的定位來看，雖然優化開發地區的三種效率指標均優于重點開發地區，但是其資源投入低效和污染過量排放造成的效率損失卻高于重點開發地區。而經濟產出不足對重點開發地區的效率影響更大。這從某種程度上反映了不同主體功能區“發展”內涵的差異。

分城市群來看，山東半島、長江三角洲、江淮、海峽西岸和滇中5個城市群經濟效率缺失的主要原因是資源利用低效。山東半島、長江三角洲、珠江三角洲、江淮、海峽西岸、北部灣和滇中7個城市群環境效率缺失的主要源泉是污染排放過量。其余城市群經濟效率和環境效率的缺失主要源于經濟產出不足。這些城市群仍需大力發展經濟，提高經濟產出水平。然而，經濟發展會給生態環境造成巨大的壓力，必須謹防進入經濟發展和生態環境雙重惡化的路徑鎖定狀態。通過分解生態非效率的構成可以發現，資源投入低效對遼中南、長江三角洲和滇中3個城市群生態效率的惡化貢獻最大。而污染排放過量嚴重制約著山東半島、珠江三角洲、江淮和海峽西岸4個城市群生態效率的提升。其余城市群生態效率的惡化則主要來源于經濟產出不足。通過對三種效率指標非效率源泉的分解，可以清晰地呈現出資源投入、污染排放和經濟產出對經濟環境績效的影響路徑，為各個城市效率改進指明方向。

五、主要結論和政策建議

城市化進程的推進和人口、工業的集聚加劇了兩橫三縱城市化地區資源環境與經濟發展之間的矛盾，合理評價這些地區的生態效率對于建設兩橫三縱的城市化戰略布局具有重要意義。方向性距離函數由于能夠沿著給定的方向同比例擴大產出和縮減污染而廣泛應用于生態效率的測量。鑒于徑向的方向性距離函數由于忽略可能存在的松弛造成效率的高估，而非徑向的方向性距離函數在存在同比例增減的投入(產出)的情況下會造成效率的低估，本文構建了混合方向性距離函數模型，首先估算了兩橫三縱城市化戰略布局中62個重要節點城市的經濟效率、環境效率和生態效率。其次，根據經濟效率、環境效率和生態效率的得分，利用Co-Plot技術，將62個城市分為4組，分別代表4種不同的經濟發展模式。最后，通過非效率分解探討了影響62個城市經濟環境績效的源泉。本文得出三點主要結論。

(1)62個城市的平均經濟效率、環境效率和平均生態效率分別為0.66、0.40和0.42。如果能夠充分利用當前的技術水平，資源強度可以提高34%，污染排放強度可以提高60%，資源強度和污染排放強度在平均意義上可以提高58%。從主體功能區的定位來看，優化開發地區在三種效率指標上的平均表現均優于重點開發地區。Wilcoxon-Mann-Whiteney秩和檢驗的結果表明，優化開發地區與重點開發地區在三種效率指標上的差異是顯著的。62個城市中，北京、唐山、秦皇島、青島、煙臺等23個城市是實現了相對經濟效率。北京、青島、煙臺、無錫、深圳、長沙、海口、三亞、昆明9個城市實現了相對環境有效。北京、青島、煙臺、無錫、深圳、長沙、?？凇⑷齺啞⒗ッ?個城市實現了相對生態有效。它們扮演著“創新者”和“效率領跑者”的角色，可以作為區域兩型經濟發展的增長極和帶動者。

(2)62個城市具有不同的經濟發展模式。北京等9個城市經濟效率、環境效率和生態效率均位于最優生產前沿，屬于資源節約和環境友好的強可持續發展模式，初步實現了經濟“又快又好”的發展。秦皇島等16個城市取得了較高的經濟績效，但卻忽視了對污染物排放的控制和管理，較低的環境效率拉低了整體的生態效率，屬于資源節約型的弱可持續發展模式，其下一步經濟發展模式改革的重點在于提高環境效率。廣州等17個環境效率和生態效率相對高效，屬于環境友好型的弱可持續發展模式，其未來經濟發展模式改革的重點在于提高資源的利用效率和廢棄物的資源化水平，減少資源浪費，提升經濟效率。呼和浩特等20個城市的經濟效率、環境效率和生態效率均較低，同時存在資源浪費嚴重和污染物過度排放的問題，屬于資源浪費和環境惡化的強不可持續發展模式。其發展模式改革路徑應為不可持續發展模式→環境友好型的弱可持續發展模式→強可持續發展模式。在明確了各城市發展模式的基礎上，我們可以采用相應的經濟發展改革路徑，充分考慮不同城市經濟社會發展現狀及產業結構的特點，制定針對性的差異化可持續發展策略。

(3)通過非效率的分解，我們發現，62個城市經濟非效率和環境非效率的主要源泉為經濟產出不足。生態非效率的構成中，資源利用低效、污染排放過量和經濟產出不足的貢獻度基本相當，分別為28%、32%和41%。從主體功能區的定位來看，資源利用低效和污染過量排放對優化開發地區造成的效率損失高于重點開發地區，而經濟產出不足對重點開發地區的影響更大，反映了不同主體功能區定位“發展”內涵的差異。不同城市群效率損失的原因不同，經濟產出不足是大部分城市群生態效率惡化的主要原因。

根據以上研究結論，借鑒先發國家和地區經濟生態化發展的經驗，我們提出以下政策建議：

(1)轉變經濟發展方式，減少發展的成本。高消耗、高污染、低產出的粗放式經濟發展方式是制約生態效率提高的主要因素。為了提升生態效率，必須全面推進經濟發展方式的生態化轉型。其基本策略為：①依靠科技創新和技術進步，建立健全綠色技術體系，促進資源的高效利用、循環利用和清潔利用。②加快產業結構調整，促進產業結構的升級和優化。積極推進能源結構調整，構筑低碳經濟。③構建和完善產業生態網絡，推進產業生態化發展。大力推行循環經濟和清潔生產，實現資源的減量化、再循環和再利用。發展靜脈產業，提高廢棄物的資源化水平。④完善產業生態化管理和激勵約束機制，綜合應用規制性、市場性和參與性政策，消除自然資源和環境的負外部性效應，矯正市場失靈和政府失靈現象，破除體制性障礙。

(2)根據經濟發展特征，因地制宜促進發展。各個城市的經濟發展模式類型不同，應采用差異性的發展模式改革路徑，實現城市的強可持續性發展。對于以提升環境效率為工作重點的城市，應從源頭控制、清潔生產和末端治理三個方面著手，進一步加強環境規制力度，加大環境污染治理投入，減少污染物排放，使經濟變“清”。對于以提升經濟效率為工作重點的城市，應該著力提高自然資源的利用效率和廢棄物的資源化水平，實現資源利用的減量化，再循環和再利用，使經濟變“輕”。

(3)以新型城市化為引領，躍升生態效率。一方面，推動形成以中心城市為核心，周邊城市為依托的城市集群式發展，實現資源的集約節約利用和污染物排放的集中管理。加速中心城市的產業和人口集聚，提高中心城市的綜合承載和輻射帶動能力。另一方面，推進城市(群)內涵式發展，提高自然資源的利用率和減少污染物排放總量，以最少的資源消耗和環境破壞獲得最大的經濟效益。

(4)加強區域合作和交流，尋求區域協調發展的新渠道。優化開發地區在三種效率指標上均優于重點開發地區，扮演著“先進者”的角色。加強區域合作與交流，促進資本、人才和技術的跨區域流動，有助于先進技術和綠色技術的轉移和擴散，實現區域協調發展和生態效率的整體提升。一方面，要完善要素市場的流通機制，引導資本、人才和技術由優化開發地區向重點開發地區合理流動、轉移和擴散。另一方面，重點開發地區應該積極承接優化開發地區的產業轉移，有效消化吸收優化開發地區先進的經濟社會發展和資源管理的經驗。同時，重點開發地區在承接產業轉移的過程中，應該嚴格環境準入的標準，避免高能耗、高污染產業的二次轉移。

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(本文責編：王延芳)