基于情境依賴DEA的國家可持續發展能力評價方法與應用

李宇星，肖雨杉，朱沈楠，淦貴生

基于情境依賴DEA的國家可持續發展能力評價方法與應用

李宇星，肖雨杉，朱沈楠，淦貴生

可持續發展是全球共同面臨的問題，全球環境的普遍惡化，使得可持續發展被世界各國所關注。運用情境依賴DEA模型，建立評價國家可持續發展能力的指標體系，通過分析各國經濟、社會、科技、環境等因素綜合評價每個國家的可持續發展能力，用于解決世界各國如何分派在全球可持續發展過程中應盡的義務和應承擔的責任。根據指標的有效性和數據的可獲得性，選取了2013年部分有代表性國家的數據進行實證研究。

可持續發展；DEA模型；情境依賴

一、引言

可持續發展是全球人民共同面臨的一個重大理論與實踐問題，涉及人口、資源、經濟、社會、環境等各方面。世界經濟的高速發展，有效改善了各國人民物質生活水平。然而，一些以破壞環境為代價的不可持續發展方式依然存在于世界各地。在實踐中，如何科學地進行可持續發展能力的評價，直接影響到可持續發展戰略的實施。

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的定義，即“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”。

常用的可持續發展評價方法如Delphi法、層次分析法、主成分分析法等，通過確定指標權重、對指標值加權平均計算評價結果。但是，這些評價方法忽視了經濟增長和社會進步是以資源與環境的犧牲為代價的，并且評價結果只有被評價對象的排名，沒有分析為什么排名較后。因此，一些學者試圖引進DEA方法進行可持續發展綜合評價。數據包絡分析（DataEnvelopmentAnalysis，DEA）是一種非參數技術，通常用來衡量決策單元的相對效率,利用輸入來產生輸出。如果一個特定的DEA效率分數高,這意味著它可以有效地利用輸入來產生輸出。同樣的,如果一個特定的國家效率得分高,表明它能有效地使用他們的資源來促進可持續發展。

如何建立有效的輸入、輸出指標體系是DEA方法應用的關鍵。郭存芝等以城市可持續發展能力評價為例，為DEA方法在可持續發展綜合評價中的應用提供思路。武玉英等根據投入產出并結合可持續發展的指標,建立DEA模型評價北京近10年來可持續發展的情況。SupachetChansarn等利用DEA通過人均國民總收入等四項人類發展指標，碳排放等三個資源指標，評估了115個不同等級收入國家的可持續發展能力，并作出了初步的等級劃分。2010人類可持續發展指數中用財富、健康、教育和碳排放衡量人類的發展和生活質量的高低。曾珍香等提出了數據包絡分析(DEA)方法在可持續發展評價中的應用思路和過程，并對我國某大城市進行了可持續發展能力評價，分析了全國環境經濟效益。李志剛等從投入產出角度出發，結合可持續發展的指標，闡述了用數據包絡分析方法評價區域可持續發展能力的基本思路和步驟。張衛民通過熵值法建立經濟發展、社會進步和環境支持三個復合指標，設計出評價城市可持續發展的可持續系數和協調系數。

通過前人的研究，DEA已得到了廣泛的應用。但是，在相對效率不為1的決策單元的評價方面存在一定的局限性。Seiford&Zhu首先提出Context-dependentDEA模型，使無效率決策單元在評價過程中扮演了重要的角色，將決策單元區分為不同的層級，根據每一層的結果進行分析，并將其應用于對打印機的評價中。Chen等用這種方法評價東京圖書館。張運華最先運用情境依賴DEA方法對我國31個省、自治區和直轄市的農業投入產出效率進行評價。張毅等利用情境依賴DEA方法分析2014年19座創意城市的效率，并提出創意城市的治理戰略。

本文提供基于情境依賴數據包絡分析（DEA）的方法來識別和量化影響國家可持續發展的多種因素，從而理性和全面地評價一個國家的可持續發展能力，為各個國家的可持續發展能力戰略實施提供一定的參考依據。

二、指標體系構建

運用DEA進行可持續發展能力的評估需要從影響到各個國家的多個發展角度進行分析研究。社會和諧發展、科技快速進步、經濟高速發展的同時兼顧環境協調發展是衡量國家可持續發展能力的重要因素。因此可持續發展能力評價指標體系的輸入指標從社會、科技、經濟和環境四個角度構建，分別是人均醫療衛生支出、科技研發支出、耗電量、二氧化碳排放量。輸出指標從經濟、社會、環境三方面構建，分別是人均收入、工業增加值、森林面積。

（一）社會

社會內部的和諧穩定，國民生活水平的提高是每個國家追求的最終目標，社會和諧發展又能促進國家各個領域的全面發展。社會可持續發展的本質體現在改善人民的生活質量、提高人民的健康水平、保障人民的各項權利等方面。

醫療支出作為一項社會基本建設投資，是國民生活水平的重要體現，因此選取人均醫療衛生支出作為體現社會發展的輸入指標。

人均收入直接影響國民生活的各項支出水平，因此選擇人均收入作為衡量社會可持續發展能力的輸出指標。

（二）科技

衡量一個國家發展水平的高低，根本上是判斷國家科技發展的能力。科技成為推動經濟發展的內生動力,是轉方式、調結構的關鍵力量，將科技成果運用于生產生活，在提高生產效率的同時有效改善國民生活。

科技發展從根本上對各個領域產生了不可測量的影響，不同領域的科技成果對社會的貢獻難于度量，因此選用科技研發支出作為衡量國家可持續發展能力的輸入指標。

（三）經濟

經濟可持續發展是國家可持續發展的命脈，是國家可持續發展能力的主要體現。經濟水平的高低是反映國家實力的直接表現因素，各個國家優先發展角度的不同，導致測量某單一領域所得結果并不能反映國家間真實發展差異。

耗電量是國家經濟發展程度的間接體現。隨著電氣時代的進入，電在日常生活中發揮的作用越來越大，直接影響到各個領域經濟生產活動，成為各個國家不可或缺的二次能源。因此選用耗電量作為影響經濟的輸入指標。

工業增加值是衡量國家或地區經濟發展水平的重要指標，設立工業增加值作為衡量國家經濟發展水平的輸出指標。它反映的是一個國家（地區）在一定時期內所生產的和提供的全部最終產品和服務的市場價值的總和。

（四）環境

環境的可持續發展能力是衡量國家可持續發展的主要體現。經濟的高速發展不能建立在破壞環境的基礎上，不能只追求經濟的發展而忽略環境保護的重要性。

CO2一方面作為國家經濟發展的副產品，體現國家經濟的發展速度；另一方面作為全球氣溫升高的主要因素，能有效衡量國家大氣的污染程度，所以選擇CO2排放量作為衡量環境可持續發展的輸入指標，即在生產過程中希望盡量減少CO2的排放。

綠化面積可以直接反映國家對于環境的重視程度，森林面積則是國家環境自我調節能力的重要項目，因此選擇森林面積作為衡量國家可持續發展的輸出指標。

三、模型構建

（一）C2R模型

假設有j={1,2,…,n}個決策單元，xij為第j個決策單元對第i種類型投入的投入量,ykj為第j個決策單元對第k種類型產出的產出量，引入松弛變量，C2R模型如下：minθ

（二）context-dependentDEA模型

傳統DEA模型在解決許多實際問題中都有重要的應用，但是只能將決策單元分為效率為1的有效單元和效率不為1的無效單元，無法進行進一步的研究。基于情境依賴的DEA模型可以對無效決策單元進行分層和再評價，識別出其中相對有效（或次優）的決策單元。

定義全部決策單元集合為J1，有效決策單元集合為E1，移除有效決策單元，剩余的決策單元集合J2=J1-E1，則Jl+1=J1-E1，其中E1通過公式（2）得到。當l=1時，公式（2）即為C2R模型。minθl

四、實證研究

本文選擇了世界銀行中25個發達國家，31個發展中國家的2013年的統計數據進行計算，覆蓋了亞洲，美洲，大洋洲，歐洲，非洲的國家。數據收集過程中，有些國家部分數據缺失，通過選擇相鄰數據進行估算。對于數據缺失嚴重的國家沒有選擇。

應用公式（1）計算，結果如表1所示。

表1 第一次分層結果

去掉表1中綜合效率值為1的國家，應用公式（1）計算，結果如表2所示。

表2 第二次分層結果

從經濟角度，日本、美國、瑞士、德國、挪威、法國、中國等國家的工業發展能力強，經濟實力雄厚。印度尼西亞、剛果金、尼日利亞、巴西、哥倫比亞等國家的輸入輸出比例關系相對于自身的工業發展能力較強，使其在經濟可持續發展中具有一定的優勢。

從社會角度，日本、新加坡、美國、瑞士、德國、挪威、盧森堡、法國等發達國家的人均收入大幅高于世界水平，烏拉圭、斯里蘭卡、冰島、坦桑尼亞、尼日利亞、巴拿馬、古巴等國家因為較小的投入，投入產出比協調使相對效率為1，但是其人均收入水平相對于世界平均水平有待提高。

從環境角度，日本、美國、韓國、瑞典、盧森堡、奧地利、葡萄牙、馬來西亞、印度、印度尼西亞、剛果金、坦桑尼亞、巴拿馬、巴西、哥倫比亞、洪都拉斯等國家因其森林覆蓋率較高，生物多樣性較為豐富，遏制了生態和環境的惡化，充分發揮了生態效益的價值。

綜合經濟、社會、環境三個方面，日本和美國的可持續發展水平最好。美國作為世界第一大國，充分發揮了其自身的優勢，通過各種經濟政策和科技創新，提高國民生活水平的同時達到可持續發展的目的。日本作為一個島國，自身資源的匱乏使其加倍重視資源節約、環境保護以及經濟的持續發展。

部分亞非拉國家如印度尼西亞、剛果金、坦桑尼亞、尼日利亞、巴拿馬、巴西、哥倫比亞等具有較強的可持續發展能力，但是經濟發展能力不足，只有經濟開發的同時注重環境和國民生活協調發展，才能保證其可持續發展能力，使可持續發展得以延續和加強。

烏克蘭、哈薩克斯坦、巴基斯坦的可持續發展能力均位于下游，急需向發達國家靠攏，堅持經濟發展為中心的原則。經濟發展了，才能更好地積累資金、技術和管理經驗，提高環境治理和保護的能力。首先，提高發展的經濟效益，經濟效益越高，資源利用率越高，更能節約資源。其次，提高發展的社會效益，改善居民生活水平，以消除技術薄弱等阻礙可持續發展的障礙。最后，提高發展的環境效益，經濟發展與環境保護相互推動，相互制約。總之，只有經濟、社會、環境三者全面發展，才能打破貧困與環境惡化帶來的后果，增強可持續發展能力。

歐洲大部分國家處于世界經濟發展前列，具有極強的經濟、社會可持續發展能力，因此在世界可持續發展中發揮自身優勢，在經濟、社會、科技等方面盡到幫助各發展中國家的責任，體現自身在全球可持續發展中的價值。

五、結束語

隨著全球變暖，大氣污染等嚴重的環境問題，可持續發展始終是國際面臨的主要挑戰，也是受到國際矚目的熱點問題。本文利用基于情境依賴的數據包絡分析法，從經濟，社會，環境三個方面對不同洲的發達國家和發展中國家的可持續發展能力進行了評價。發達國家更加重視生態和環境的可持續性，利用現有的資源條件保持已獲得的生活環境，維護和提高其在處理國際事務中的地位。發展中國家在努力發展經濟的同時，吸取發達國家的經驗教訓，注重對生態環境的保護。發達國家和發展中國家應根據自身的國情，制定相應的可持續發展戰略，共同實現全球可持續發展。

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F224

A

1008-4428（2017）07-21-03

李宇星，男，山西晉中人，南京郵電大學學生，研究方向：信息管理與信息系統；

肖雨杉，女，天津西青人，南京郵電大學學生，研究方向：信息管理與信息系統；

朱沈楠，女，江蘇南通人，南京郵電大學學生，研究方向：信息管理與信息系統；

淦貴生，男，江蘇蘇州人，高級經濟師，江蘇永鼎股份有限公司，研究方向：企業管理。

南京郵電大學大學生創新訓練計劃，（項目編號為XYB2016319）。