中國城市生態(tài)效率測定及其時空動態(tài)演變

侯孟陽+姚順波

摘要 基于2003—2015年間我國285個地級及以上城市的面板數(shù)據(jù)，運用超效率SBM模型測算我國城市生態(tài)效率，在時間對比分析和空間相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建傳統(tǒng)和空間馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣，對城市生態(tài)效率的時空演變格局進(jìn)行對比分析，并探討城市生態(tài)效率時空動態(tài)演變特性。實證結(jié)果顯示：①在時間演變過程中，城市生態(tài)效率整體上呈現(xiàn)逐漸上升走勢，城市生態(tài)向集約型轉(zhuǎn)變?nèi)〉靡欢ǖ某尚В形鞑可鷳B(tài)效率較高的城市的增量多于東部城市，中西部城市生態(tài)效率提升顯著，而東部城市生態(tài)效率整體上出現(xiàn)下降。②全局Morans I指數(shù)值均為正，即我國城市生態(tài)效率在空間分布上呈顯著的正相關(guān)性，并表現(xiàn)出空間集聚特性，近鄰效應(yīng)顯著。③將城市生態(tài)效率劃分為4個相鄰但不相互交叉的完備區(qū)間，傳統(tǒng)的馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣顯示，城市生態(tài)效率向高水平方向轉(zhuǎn)移的趨勢顯著，城市生態(tài)效率的演變具有維持原有狀態(tài)的穩(wěn)定性，且較難實現(xiàn)跨越式轉(zhuǎn)移。④引入空間滯后的空間馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣顯示，地理區(qū)位背景對城市生態(tài)效率時空演變轉(zhuǎn)移的影響顯著，在空間分布上具有波動性的集聚現(xiàn)象，相鄰城市之間生態(tài)效率的影響是相互的，且在空間上呈現(xiàn)集聚的格局，生態(tài)效率較高城市帶動鄰近城市生態(tài)效率向上轉(zhuǎn)移的可能性更大，具有正向溢出效應(yīng)，呈現(xiàn)出“高者恒高、低者仍低、高帶動低、低抑制高”的俱樂部趨同現(xiàn)象。最后，分析當(dāng)前研究存在的不足及改進(jìn)的方向，并提出相關(guān)啟示和建議，包括出臺更加嚴(yán)格的資源環(huán)境政策、加強(qiáng)城市生態(tài)合作與交流、借鑒鄰近生態(tài)效率高的城市生態(tài)環(huán)境管理經(jīng)驗等。

關(guān)鍵詞 城市；生態(tài)效率；時空演變；超效率SBM模型；空間馬爾可夫鏈

中圖分類號 F205 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104（2018）03-0013-09 DOI：10.12062/cpre.20171101

改革開放30多年以來，在政府主導(dǎo)及市場經(jīng)濟(jì)推動下，我國的城市化進(jìn)入了穩(wěn)定快速發(fā)展的時期，城市數(shù)量不斷增加，城市規(guī)模不斷擴(kuò)張，城市人口也迅速增加，城市化率由1978年的17.92%提高到2016年的57.40%，不斷推進(jìn)的城市化進(jìn)程顯著帶動了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[1]。但伴隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張及人口膨脹，也帶來了生態(tài)惡化、污染加劇、綠化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足等環(huán)境問題，粗放式的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式還未實現(xiàn)根本轉(zhuǎn)變，這必將繼續(xù)增大資源與環(huán)境的壓力。黨的十八大以來，生態(tài)文明建設(shè)已成為“五位一體”總體布局和“四個全面”戰(zhàn)略布局的重要內(nèi)容。2017年10月閉幕的十九大明確指出，建設(shè)生態(tài)文明是中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計，必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山的理念，既要創(chuàng)造更多物質(zhì)財富和精神財富以滿足人民日益增長的美好生活需要，也要提供更多優(yōu)質(zhì)生態(tài)產(chǎn)品以滿足人民日益增長的優(yōu)美生態(tài)環(huán)境需要。當(dāng)前，城市生態(tài)環(huán)境面臨嚴(yán)峻的形勢，在此背景下，城市建設(shè)如何協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源消耗及環(huán)境保護(hù)三者之間的關(guān)系，以最小的資源損耗和環(huán)境損害贏得最高的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，實現(xiàn)最優(yōu)的生態(tài)效率[2]，并探求不同城市間生態(tài)效率的時空演變差異，對于探索城市差異化轉(zhuǎn)型、縮小城市生態(tài)差距、加強(qiáng)城市生態(tài)合作具有重要的理論和實踐意義。

1 文獻(xiàn)綜述

生態(tài)效率首先由德國學(xué)者Schaltegger和Sturn[3]提出，并由世界可持續(xù)發(fā)展工商理事會（WBCSD）[4]和經(jīng)合組織（OECD）推廣[5]，將生態(tài)效率看作與達(dá)到地球承載能力的資源環(huán)境投入與滿足人類生產(chǎn)生活需求的產(chǎn)出之間相互協(xié)調(diào)的關(guān)系，即在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境之間達(dá)到一種平衡。總體而言，生態(tài)效率指的是以較小的生態(tài)投入，得到較大的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，且使得經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中產(chǎn)生的廢水、廢氣、固體廢物等環(huán)境污染的產(chǎn)出越小的生產(chǎn)過程。隨著研究的深入，生態(tài)效率的研究逐步延伸到指標(biāo)體系構(gòu)建[6-7]、測度方法應(yīng)用[8-9]、影響因素分析[10-11]等方面，及宏觀[2，12]、中觀[1，13]、微觀[14-15]等不同層次，并得到了廣泛的應(yīng)用。測度方法主要包括數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）[16]、超效率DEA方法[17]、三階段DEA方法[18]及非期望SBM模型[19-20]等以DEA相關(guān)理論為主的評價方法，當(dāng)前，以DEA為主的相關(guān)方法已漸成熟，這也是本文測度城市生態(tài)效率的評價方法。

關(guān)于生態(tài)效率時空演變方面的研究，需要從時間與空間兩個維度進(jìn)行分析，文獻(xiàn)梳理后發(fā)現(xiàn)，主要包括探索性空間數(shù)據(jù)分析（ESDA）和空間馬爾可夫鏈（Markov chain）兩種分析方法，ESDA與DEA結(jié)合的方法是研究效率在時間和空間動態(tài)演化的成熟方法。胡彪、付業(yè)騰[19]基于非期望產(chǎn)出SBM模型與空間自相關(guān)分析對中國生態(tài)效率進(jìn)行測度，并分析其空間差異；成金華等[2]則以超效率DEA模型對省際面板數(shù)據(jù)的生態(tài)效率進(jìn)行測算，并運用空間自相關(guān)分析方法對省域生態(tài)效率的演化格局進(jìn)行分析；李佳佳、羅能生[1]則以地級市為研究對象，通過構(gòu)建空間計量和門檻面板模型研究了城市規(guī)模對生態(tài)效率的影響及區(qū)域差異。而空間馬爾可夫鏈分析主要運用在經(jīng)濟(jì)增長的時空演變研究。陶曉紅、齊亞偉[21]將區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長的時間特征和空間特征相結(jié)合，構(gòu)建加權(quán)空間馬爾可夫鏈，研究中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長過程的時空動態(tài)演變特征；王少劍、王洋等[22]采用尺度方差、核密度估計、空間馬爾可夫鏈和地理加權(quán)回歸對廣東省縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的溢出效應(yīng)及其驅(qū)動因素進(jìn)行時空動態(tài)分析；劉華軍、杜廣杰[23]以地級及以上城市的夜間燈光數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建空間Markov轉(zhuǎn)移概率矩陣，分析中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的地區(qū)差距及演變趨勢。本文試圖將空間馬爾可夫鏈分析法應(yīng)用到城市生態(tài)效率時空演變規(guī)律及差異分析中。

整體而言，一方面，生態(tài)效率的測定已有成熟的實證方法，但生態(tài)效率需要考慮環(huán)境污染等非期望產(chǎn)出，而現(xiàn)有采用SBM模型的文獻(xiàn)較少考慮有效率DMU的進(jìn)一步比較，而超效率SBM模型能夠有效解決該問題；另一方面，將空間相關(guān)性分析納入時空演變規(guī)律研究，多數(shù)研究分析了研究對象在空間上的集聚或分散特征，在數(shù)據(jù)的動態(tài)性和異質(zhì)性處理方面存在缺陷[22]，難以揭示城市生態(tài)效率提升的時空動態(tài)變化特征。另外，有關(guān)城市生態(tài)效率的研究尺度多以省際數(shù)據(jù)為主，較少涉及到地級市數(shù)據(jù)。基于此，本文以我國2003—2015年285個地級及以上城市的數(shù)據(jù)為研究對象，首先采用超效率SBM模型對城市生態(tài)效率進(jìn)行測度，然后在空間相關(guān)性分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建傳統(tǒng)馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣和空間馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣，通過矩陣之間的對比，分析城市生態(tài)效率的時空動態(tài)演變。endprint