京津冀城市群綠色生態效率評價及提升路徑

薛玉琪 首都經濟貿易大學管理工程學院

城市群的建立是國家發展規劃和區域規劃的一項重要任務，也是城市參與全球競爭和國際分工的一個基本的新的領土單位。我國為應對全球城鎮化競爭，在穩定發展經濟的同時，應以發展質量和效益為主，以發展良好的城市生態環境為目標。黨的十九大報告指出，中國特色社會主義建設的主要內容是生態文明建設。生態文明建設是21 世紀中華民族實現跨越式發展的戰略選擇，同時強調京津冀協同發展是個大思路、大戰略。京津冀的生態文明建設在建設國家生態文明和中華民族偉大復興的歷史進程中發揮著核心作用。

在生態經濟中，生態效率是評價可持續發展的常用工具[1]。生態效率一詞最早由Schaltegger 等[2]在1989年提出，他們認為對環境管理的最終目標是在增加企業價值的同時更好地保護環境，提高生態效率。OECD 則將生態效率這個概念定義為：利用環境與生態資源滿足人類的各種需求的效率[3]。具體地說，對生態效率的理解可以看作用較少的資源和環境成本生產更多的產品和服務的能力。現有的生態效率研究主要是評估行業、企業和地區的生態效率。李根[4]采用基于非期望產出的SBM 模型測算了2000—2006 年中國30 個省市的能源生產生態效率，并考察了各地區生態效率的變化趨勢；鄧波等[5]基于三階段的DEA 模型研究生態效率，發現排除外部因素后，財政環保支出對生態效率沒有起到應有的促進作用；孫鈺等[6]采用結合二次目標函數的DEA交叉效率模型，分析和評價中國35 個城市的基礎設施建設環境效益。

總的來說，關于生態效率的研究有很多，其中大多都集中在工業的生態效率方面，包括工業、制造業、煤炭業等的測度分析與影響因素的研究。同時，研究對象也多集中于省域。文章以城市群為研究視角，探索京津冀城市群協同綠色發展的新的可能性。通過運用基于非期望產出的SBM 模型測度京津冀城市群綠色生態效率水平并探究其提升路徑。通過多維度評估京津冀城市群生態績效，直接監督政府宏觀和微觀管理活動的有效性，為城市群生態循環經濟提供一定經驗和借鑒。

一、研究方法與數據來源

（一）研究方法

傳統方法的DEA 徑向模型在計算中忽視了松弛變量，導致效率估計有很大誤差。文章采用了Tone[7]提出的擴展的DEA-SBM 模型。該模型有效改善了基本的松弛狀況，得到更準確的效率估計結果。

假設m種投入、u1種期望結果和u2種非期望結果分別由矩陣X、Y和B表示，即X=[xij]=[xi,...,xn]∈Rm×k，Y=[yij]=[yi,...,yn] ∈Ru1×k，B=[bij]=[bi,...,bn] ∈Ru2×k。把λ 定義為一個非負的強度向量，就可以得到以下生產可能性集和包含非期望產出的的SBM 模型：

式中：向量和表示投入的數值和非期望產出的冗余值，向量表明期望產出沒有達到最優狀態，下標j表示第j個決策單元。如果決策單元處于無效率狀態時，那么β*＜1；而決策單元處于相對有效狀態時，則。

（二）指標體系構建與數據來源

1.綠色生態效率測算指標

根據京津冀城市群生態環境發展的要求和現實路徑，文章在指標選取上參考現有研究資料，投入指標分別采用全社會固定資產投資總額、年末單位從業人員數、建設用地面積、用電量總量及水資源利用量。京津冀城市群長期存在霧霾污染，本研究額外引入PM2.5 濃度數據作為空氣污染的代替指標，采取PM2.5 濃度、工業廢水排放量、工業SO2排放量作為非期望產出指標，最終以實際地區生產總值衡量期望產出。

2.數據來源

本研究以京津冀城市群13 個城市2007 年至2019 年的面板數據為研究樣本。用于測算綠色生態效率的數據分別來自《中國城市統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國環境統計年鑒》，其中部分缺失值已采用回歸方法補齊。

二、實證結果分析

（一）京津冀城市群綠色生態效率測度與評價

1.京津冀城市群綠色生態效率時間演變趨勢

根據2007 年至2019 年京津冀13 個城市投入產出的面板數據，利用DEA-Solver Pro5.0 軟件構建非期望產出的SBM 模型，測算京津冀地區2007 年至2019 年的綠色生態效率，并揭示各地區間的差距。2007 年至2019年京津冀地區綠色生態效率的歷年均值如圖1 所示。

圖1 2007 年至2019 年京津冀地區綠色生態效率

從時間序列來看，綠色生態效率由2007 年的0.418上升到2019 年的0.643，2014 年出現了小幅度下降。雖然綠色生態效率總體均值呈現上升態勢，但是上升幅度趨于緩慢，因此仍需不斷加強生態建設。

2.京津冀城市群綠色生態效率的區域差異

基于測度結果，2007 年至2019 年13 個城市的綠色生態效率均值如圖2 所示。京津冀城市群發展趨勢較好，但從獨立城市的角度看，綠色生態效率最高為滄州市的0.957，最低為張家口市的0.309，區域差異十分明顯。京津冀區域13 個城市近13 年的平均綠色生態環境效率為0.5522，研究期平均值排名靠前的城市為天津市、石家莊市、唐山市、滄州市、廊坊市，其生態效率均值分別為0.641、0.656、0.820、0.957、0.623，排名靠后的秦皇島市、張家口市的綠色生態效率均值只有0.364、0.309。可以看出京津冀城市群中的綠色生態效率，河北省地區比北京市、天津市的水平低。雖然京津冀城市群大力倡導節約環保的生產方式，提高資源利用率，促進生產活動與自然生態可持續發展，生態效率水平有所提高，但河北省作為傳統的工業大省和人口大省，經濟基礎差，發展模式較為粗放，限制了河北省生態效率水平的持續提高。

圖2 綠色生態效率均值

（二）京津冀城市群綠色生態效率提升路徑

如果SBM 模型中的效率值小于1，松弛變量就能夠反映效率損失的原因。通過對投入指標下的松弛變量除以其對應的投入指標值，就能得到該城市的投入冗余率。為提高各城市的綠色生態效率，可以減少投入指標的冗余。文章從投入冗余的角度出發，為京津冀城市群內各市政府提高綠色生態效率提供參考。下文僅以2019 年為例進行分析，計算結果如表1 所示。

表1 2019 年京津冀城市群各城市投入冗余率

可以看出，京津冀城市群在2019 年的各投入資源的冗余率，其分布特征基本與區域綠色生態效率一致，呈現出北京市、天津市、石家莊市、唐山市和廊坊市冗余率較小，秦皇島市和張家口市等綠色生態效率冗余率較大的分布特征。冗余率越大的地區綠色生態效率值越低，更需要調整投入資源的分配。所以，河北省各區域的綠色生態效率仍有比較大的提升空間。每個城市可以削減冗余率值過高的指標，提高對資源的利用率，提高綠色生態效率。根據冗余率排名，導致生態效率降低的主要因素依次是總耗電量、城市建設用地面積和總供水量。總耗電量對生態效率的下降貢獻最大，表明京津冀城市群存在著嚴重的能源過度使用。邢臺市、承德市和邯鄲市的能源過度消耗率最高，分別為83.23%、81.97%和81.13%。過度的能源消耗是造成這些城市霧霾排放的主要原因，未來需要通過減少能源消耗大幅度提高排放效率。邯鄲市、張家口市和秦皇島市作為城市建設地區，資源過剩程度最高。在中國城市化的背景下，節約用地、建設節地型社會是加強土地管理的主要任務。邯鄲市、秦皇島市和張家口市的供水總量的投入冗余率最高，都達到65%以上。這表明需要優化供水結構，因地制宜地提高用水效率，如升級產業結構、優化現代化生產配置、推廣使用節水設備等。

三、結論與建議

本研究利用包含非期望產出的SBM 模型，多維度評價京津冀地區13 個城市2007 年至2019 年的綠色生態效率，并運用冗余率分析了綠色生態效率損失的原因。

從均值來看，京津冀城市群綠色生態效率雖總體平穩上升，但地區差異明顯。秦皇島市、張家口市綠色生態效率均值只有0.364、0.309，河北省地區總體的綠色生態效率比北京市、天津市低。河北省作為傳統的工業大省和人口大省，較為粗放的發展模式限制了綠色生態效率水平的持續提高。

從冗余率分析來看，城市建設用地面積、用電總量和供水總量的投入冗余普遍較高，需調整投入產出結構改進效率值。同時，不同地區綠色生態效率損失的具體原因也不同。

為實現京津冀城市群的協同發展，逐步縮小各地區之間的綠色生態效率的差距，特提出以下建議。

第一，加大生態文明建設國家監管力度，加快推進生態環境治理體系和治理能力現代化，持續推進行之有效的生態文明體制改革。

第二，合理利用自然資源，著力將資源優勢轉化為經濟優勢。隨著城市化步伐的加快，一些城市過度擴張，土地的使用也變得越來越粗放、浪費。為了協調經濟發展，京津冀城市群應深化體制改革，提高土地利用效率。

第三，加強區域合作，共同探索新的發展道路。加強經濟和區域間的聯系，尋求節約資源、保護環境、保證經濟增長的發展模式，發揮各地區的主動性和創造性，共同促進經濟發展和生態文明建設。