基于DEA 模型部分傳統(tǒng)工業(yè)城市轉(zhuǎn)型效率評價(jià)研究

湯曉璇

（安徽理工大學(xué)， 安徽 淮南 232001）

0 引言

傳統(tǒng)工業(yè)型城市既是過去由工業(yè)生產(chǎn)而興起發(fā)展的城市，也是如今問題多、困難大、負(fù)擔(dān)重、最需轉(zhuǎn)型援助的資源枯竭型城市。在2008—2011 年間，國家發(fā)布了69 個(gè)典型資源枯竭型城市（縣、區(qū)）清單目錄[2]。其中無一例外均是以得天獨(dú)厚的礦產(chǎn)資源而繁榮，如石油、煤炭、冶金、有色金屬等，而進(jìn)入21 世紀(jì)后礦產(chǎn)資源開發(fā)已進(jìn)入后期甚至末期階段，早期粗放式發(fā)展造成的歷史遺留問題逐漸暴露，如生態(tài)環(huán)境保護(hù)和GDP 數(shù)據(jù)增長不平衡的矛盾、依靠傳統(tǒng)優(yōu)勢資源產(chǎn)業(yè)及新興可再生資源不協(xié)調(diào)的沖突等。這類城市的短板問題主要表現(xiàn)在：可采資源枯竭，城市發(fā)展動(dòng)力衰弱；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，接替產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足；土地塌陷問題嚴(yán)重，生態(tài)環(huán)境惡化，城市結(jié)構(gòu)松散，空間布局混亂；財(cái)政收支不平衡，難以支持城市轉(zhuǎn)型[3]。

轉(zhuǎn)型效率評價(jià)就是根據(jù)各地區(qū)在轉(zhuǎn)型過程中的投入產(chǎn)出情況進(jìn)行具體分析，其原理就是以盡量低的資源投入和環(huán)境損耗換取高質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)、環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展成果[4]。

近年來對于資源枯竭型城市的評價(jià)研究數(shù)量逐年攀升，其中，孫瑞峰、王家旭運(yùn)用改進(jìn)熵權(quán)—TOPSIS法對城市近10 年綠色低碳轉(zhuǎn)型效果進(jìn)行評價(jià)，得出應(yīng)從產(chǎn)業(yè)調(diào)整升級、城市環(huán)境整治以及創(chuàng)新動(dòng)能提升三個(gè)層面出發(fā)助推升級轉(zhuǎn)型；馮東梅利用GML 指數(shù)方法、minDS 超效率模型測算9 年間部分資源型城市的全要素生產(chǎn)率、韌性效率，得出韌性效率偏低的城市主要集中在碳排放量較高的地區(qū)；計(jì)楚檸利用RS和GIS 技術(shù)分析了區(qū)域多年景觀動(dòng)態(tài)變化，并根據(jù)結(jié)果協(xié)助礦業(yè)城市在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型過程中實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。但相關(guān)研究多圍繞定性方面，如轉(zhuǎn)型產(chǎn)業(yè)的門類、對策、經(jīng)驗(yàn)，而從 “效率” 角度評價(jià)此類被國家列為典型資源枯竭型城市的研究相對較少[5]。

1 研究方法簡介

1.1 相關(guān)性分析

相關(guān)性是指兩個(gè)或者多個(gè)變量之間的關(guān)系程度。在處理海量數(shù)據(jù)時(shí)，若想要從中提取有價(jià)值的信息，可以通過測算相關(guān)系數(shù)來衡量變量間的相關(guān)程度[6]。常見的相關(guān)系數(shù)包括皮爾遜相關(guān)系數(shù)、斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)、切比雪夫相關(guān)系數(shù)等等。本文在研究過程中使用的是皮爾遜相關(guān)系數(shù)（Pearson），它是一種被用來衡量兩個(gè)變量之間相關(guān)程度的線性方法。該系數(shù)∈（-1，1），當(dāng)相關(guān)系數(shù)接近1 時(shí)，說明兩個(gè)變量之間存在正相關(guān)性，且隨著數(shù)值增大關(guān)系愈強(qiáng)；當(dāng)相關(guān)系數(shù)接近-1 時(shí)，說明兩個(gè)變量之間屬于負(fù)相關(guān)關(guān)系，且隨著數(shù)值減小關(guān)系愈強(qiáng)；當(dāng)相關(guān)系數(shù)接近0 時(shí)，說明二者不存在線性關(guān)系。本文通過測算投入指標(biāo)與產(chǎn)出指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)，來確定兩方指標(biāo)的合理性和科學(xué)性，使得我們后續(xù)在選取指標(biāo)時(shí)更具說服力和可靠性。

1.2 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（Data envelopment analysis，DEA）

它由美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家查恩斯、庫伯和洛茲于1978年提出，是一種用來分析個(gè)體或者單位某方面效率（或效益、績效）的非參數(shù)方法。基本原理就是保持輸入或者輸出不變，借助線性統(tǒng)計(jì)方法來計(jì)算相對有效地生產(chǎn)前沿面，通過對決策單元相較前沿面的偏離程度來評價(jià)其是否有效。它將屬性劃分為投入項(xiàng)、產(chǎn)出項(xiàng)（成本型、效益型指標(biāo)），不預(yù)先設(shè)定權(quán)重，只關(guān)心總產(chǎn)出與總投入，以其比率作為相對效率[7]。此方法可以用來解決多投入、多產(chǎn)出的問題，對于評價(jià)多輸入、多輸出單元有效性十分有效。基于DEA 深刻的經(jīng)濟(jì)背景，使其對中國目前正在實(shí)施的國有企業(yè)改革、區(qū)域經(jīng)濟(jì)投資分析、企業(yè)戰(zhàn)略重組、產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展等許多重大問題都具有應(yīng)用價(jià)值。結(jié)合經(jīng)常變化的應(yīng)用場景特征以及使用者對評價(jià)結(jié)果的喜好與要求，DEA方法自誕生以來被不斷應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，并隨著頻繁使用而演變出多種模式，主要為：CCR 模式，BCC 模式、交叉模式、A&P 模式。本文采用的是BCC 模式，即規(guī)模收益可變（VRS）假設(shè)下的徑向DEA 模型[8]。

2 模型搭建

設(shè)有n個(gè)各自獨(dú)立的決策單元（即DMU），假定每個(gè)DMU 有m種投入xi和s 種產(chǎn)出yr。計(jì)算公式如下：

式中：θ 為該DMU 的綜合效率值；S為松弛變量；λj為第j個(gè)決策單元DMUj0的綜合比例。

通過DEAP 或者SPSS 軟件可計(jì)算出結(jié)果，一般分三種情形：一是當(dāng)計(jì)算輸出=1 時(shí)，認(rèn)為該決策單元屬于DEA 有效；二是當(dāng)計(jì)算輸出大于等于平均值并且小于1 時(shí)，認(rèn)為該決策單元屬于弱DEA 有效；三是當(dāng)計(jì)算輸出小于均值時(shí)，認(rèn)為該決策單元屬于非DEA 有效[9]。

3 實(shí)證分析

3.1 研究對象

筆者從2008 年、2009 年、2012 年，國家分三批確定的69 個(gè)資源枯竭型城市（縣、區(qū)）名單中選取了5個(gè)省份中的8 個(gè)城市作為研究對象，均屬于以礦產(chǎn)資源開發(fā)而興起的傳統(tǒng)工業(yè)城市。以下統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來自于各城市2022 年度《統(tǒng)計(jì)年鑒》及國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。

3.2 選取指標(biāo)說明及論證

3.2.1 投入指標(biāo)

1）工業(yè)用電量。是指利用電力作為初始能源從事工業(yè)性產(chǎn)品（勞務(wù)）的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)的企業(yè),運(yùn)用物理、化學(xué)、生物等技術(shù)進(jìn)行加工和維持功能性活動(dòng)所需要的一切電力。電能是現(xiàn)代化生產(chǎn)和生活中不可或缺的能源，用電量是貼近實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要指標(biāo)，但值得注意的是，對于資源型城市來說，工業(yè)用電量居高不下反而是各地調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、 “壓減” 產(chǎn)能的工作重點(diǎn)，因?yàn)檫@在一定意義上代表著該城市在發(fā)展方式上對資源的依賴程度較高。

2）工業(yè)固體廢物綜合利用量。是指工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的固體廢料通過被提取、回收、轉(zhuǎn)化、加工等形式最終形成的可再利用的資源量。該指標(biāo)一定程度上代表著工業(yè)行業(yè)資源利用率、生產(chǎn)技術(shù)效率以及可持續(xù)發(fā)展的水平，尤其是在工業(yè)型城市，工業(yè)固廢的綜合利用量更意味著資源使用的集約、粗放式發(fā)展的轉(zhuǎn)變。

3.2.2 產(chǎn)出指標(biāo)

1）地區(qū)生產(chǎn)總值。是指超過一定時(shí)期內(nèi)從事一定規(guī)模及以上的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的經(jīng)濟(jì)單位創(chuàng)造的最終產(chǎn)品和服務(wù)的價(jià)值，它能綜合反映本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

2）第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值。第二產(chǎn)業(yè)一般包括制造業(yè)、采礦業(yè)、建筑業(yè)、電力、熱力以及燃?xì)狻⑺墓?yīng)生產(chǎn)等。此指標(biāo)比重的增長意味著在投入一定的情況下，工業(yè)生產(chǎn)得到進(jìn)一步的優(yōu)化。

利用SPSS 軟件將以上數(shù)據(jù)使用Pearson 相關(guān)系數(shù)去表示相關(guān)關(guān)系的強(qiáng)弱情況（具體結(jié)果見表2）發(fā)現(xiàn)：得出的相關(guān)系數(shù)均為正值，且接近于1，說明投入和產(chǎn)出指標(biāo)之間的存在正相關(guān)性。同時(shí)顯著性水平（P值）均小于0.05，存在顯著的相關(guān)性。這就表明：在評價(jià)8 個(gè)城市轉(zhuǎn)型效率中選用的投入和產(chǎn)出指標(biāo)具有合理性和說服力。

3.3 模型計(jì)算結(jié)果

運(yùn)用DEAP 軟件，將表1 投入產(chǎn)出的具體數(shù)據(jù)以BCC 模式代入求解，經(jīng)過計(jì)算分析得到2022 年各城市轉(zhuǎn)型發(fā)展效率、規(guī)模報(bào)酬率、產(chǎn)出不足率，將輸出結(jié)果整理后如表3、表4、表5 所示。

表1 各地區(qū)投入產(chǎn)出指標(biāo)原始數(shù)據(jù)表（2022 年）

表2 Pearson 相關(guān)性系數(shù)分析

表3 有效性分析

表4 規(guī)模報(bào)酬分析

表5 產(chǎn)出不足分析

1）綜合效益分析：在8 個(gè)城市中只有銅陵市、黃石市、瀘州市達(dá)到了DEA 有效，這一數(shù)據(jù)代表其對應(yīng)的投入和產(chǎn)出比例達(dá)到了最優(yōu)狀態(tài)，可以考慮保持投入和產(chǎn)出比例不變，增加其投入和產(chǎn)出的數(shù)量規(guī)模。但是值得注意的是此結(jié)果并不能代表他們的效率已經(jīng)達(dá)到最高。與此相對的淮北市、阜新市、盤錦市、鶴崗市、雙鴨山市總體效率較低，其中最末兩名是盤錦市及鶴崗市，效率分別為0.67、0.63。而通過查閱其政府工作報(bào)告，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)城市的主要產(chǎn)業(yè)分別是石油化工及煤炭開采[10]。

2）技術(shù)效益和規(guī)模效益分析：技術(shù)效益值等于1意味著技術(shù)效率合理，反之技術(shù)效益值小于1 意味著技術(shù)效益還有提升空間。而從上圖可以看出8 個(gè)城市中除淮北市、盤錦市外其他6 個(gè)城市均在技術(shù)效益方面的表現(xiàn)較好，說明其轉(zhuǎn)型發(fā)展處于技術(shù)效率的前沿，但其綜合效益卻并非都屬于DEA 有效，說明規(guī)模效率與綜合效益間存在關(guān)聯(lián)影響，可利用增減適度規(guī)模數(shù)量來優(yōu)化其轉(zhuǎn)型效率。規(guī)模效益值=1 則說明規(guī)模收益此時(shí)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)；該值＜1 說明此時(shí)規(guī)模收益還有增加空間，若規(guī)模過小，可提高規(guī)模以增加效率；該值＞1 說明規(guī)模收益遞減，此時(shí)若盲目增加規(guī)模可能會(huì)導(dǎo)致效益倒減[11]。除銅陵市、黃石市、瀘州市外，其余各個(gè)市規(guī)模效益均小于1，可以考慮通過優(yōu)化投入結(jié)構(gòu)來規(guī)避資源的無意義消耗。而淮北市和盤錦市在技術(shù)效益和規(guī)模效益兩個(gè)方面均未達(dá)到有效狀態(tài)，說明其城市轉(zhuǎn)型效率還有很大提升空間，在日后發(fā)展過程中更需要雙管齊下。

3）產(chǎn)出不足分析：松弛變量S+意義為 “增加多少產(chǎn)出時(shí)達(dá)目標(biāo)效率” ，產(chǎn)品不足率指 “產(chǎn)出不足” 與已產(chǎn)出的比值，該值越大意味著產(chǎn)出不足越多，該值越小越好，最小值為0，即最優(yōu)狀態(tài)。從表5 可知，地區(qū)生產(chǎn)總值這一產(chǎn)出變量只在阜新市出現(xiàn)松弛變量S+大于0 的情況，意味著阜新市2022 年地區(qū)生產(chǎn)總值相對產(chǎn)出還有待提升。與之相對的，淮北市、盤錦市、鶴崗市、雙鴨山市代表第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的松弛變量S+數(shù)值均大于0，說明這4 個(gè)地區(qū)在2022 年相對于投入量，產(chǎn)出效率還有提高空間，原因在于其在資源利用上可能存在規(guī)劃不合理，管理不科學(xué)等情形。

4）規(guī)模報(bào)酬分析：除銅陵市、黃石市、瀘州市3 個(gè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型效率達(dá)到DEA 有效的城市外，其余5 個(gè)城市的規(guī)模報(bào)酬均小于1，說明其規(guī)模報(bào)酬遞增，加大規(guī)模的同時(shí)加強(qiáng)專業(yè)化協(xié)作有利于加速提高投入產(chǎn)出比，盡快達(dá)到適度規(guī)模。

4 針對傳統(tǒng)工業(yè)城市轉(zhuǎn)型的政策建議

傳統(tǒng)工業(yè)城市需要根據(jù)自身實(shí)際狀況并結(jié)合市場經(jīng)濟(jì)條件下的現(xiàn)實(shí)需要，因地制宜地謀求轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑。

4.1 延長工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，提升原有資源的利用價(jià)值

由于自身本就擁有先天的資源富集優(yōu)勢，但是之前長期滿足于資源淺層勘探、開發(fā)，這種情況下資源的利用率并未實(shí)現(xiàn)最大化，需要實(shí)施資源深度開發(fā)，延長工業(yè)資源產(chǎn)業(yè)鏈，全方位提升資源綜合利用程度和附加值。例如，大慶油田此前已經(jīng)過近30 年的穩(wěn)定高產(chǎn)出之后，在進(jìn)入21 世紀(jì)后開始出現(xiàn)衰退跡象，大慶選擇了延長資源產(chǎn)業(yè)鏈，將油氣資源深加工作為城市轉(zhuǎn)型道路。在國家頒布的相關(guān)政策加持下，大慶借俄羅斯進(jìn)口油氣資源大力發(fā)展石化產(chǎn)業(yè)，如今大慶石化公司已經(jīng)是我國最早引入乙烯生產(chǎn)的基地之一，擁有眾多聯(lián)合生產(chǎn)裝置。

4.2 開發(fā)新生工業(yè)資源，培育嶄新主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)

有的傳統(tǒng)工業(yè)型城市拓展開發(fā)可利用的自然資源類型，甚至延伸至人文資源范疇，培育新的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。例如，河北省基本由火電占據(jù)著電力系統(tǒng)的絕大部分，而所在地有限的煤炭資源已日漸枯竭，轉(zhuǎn)而利用陸地風(fēng)能資源分布較廣這一優(yōu)勢大力發(fā)展風(fēng)電產(chǎn)業(yè)。自2007 年起，河北省張家口壩上地區(qū)、承德、黃驊地區(qū)紛紛開工建設(shè)裝機(jī)超過10 萬kW 的風(fēng)電場項(xiàng)目。2023 年第一季度，河北省風(fēng)力發(fā)電量已達(dá)200 億kW·h以上，預(yù)計(jì)未來將在滄州、唐山、秦皇島沿海建設(shè)大型風(fēng)電場，從而加速風(fēng)能資源的開發(fā)利用。

4.3 系統(tǒng)規(guī)劃指導(dǎo)，建設(shè)生態(tài)城市

傳統(tǒng)工業(yè)城市大多數(shù)由于污染排放基礎(chǔ)量大、布局不合理等原因，面臨著環(huán)境隱患眾多、環(huán)境事故頻發(fā)、治理難度較大等結(jié)構(gòu)性污染問題，這就需要從宏觀層面出發(fā)，打造整體性、全局性的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化城市空間，構(gòu)建自然健康的城市生態(tài)系統(tǒng)；整合城市資源，推動(dòng)城市規(guī)劃與土地利用、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)管理等方面的協(xié)同發(fā)展，推廣城市園林、綠化和生態(tài)建設(shè)。例如，淮北市烈山區(qū)南湖濕地公園曾是一片由于采煤塌陷形成的荒草廢灘，而經(jīng)過多年的復(fù)墾治理，通過打造低碳生態(tài)空間美景，形成了如今的面積達(dá)5.2 km2的國家級城市濕地公園。

4.4 打造科技支撐，聚焦創(chuàng)新轉(zhuǎn)型

做強(qiáng)科研平臺、配強(qiáng)人才隊(duì)伍，不斷提升科技競爭力軟實(shí)力。堅(jiān)持創(chuàng)新引領(lǐng)，以所在地城市實(shí)驗(yàn)室為牽引，把新興工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)緊密結(jié)合，加快科研成果轉(zhuǎn)化為市場成果，精準(zhǔn)對接企業(yè)需求，將信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融入工業(yè)發(fā)展新臺階。例如，河北省唐山市重點(diǎn)結(jié)合區(qū)域內(nèi)科技創(chuàng)新短板和需求，加強(qiáng)與國內(nèi)各類理工類科研院所（機(jī)構(gòu)）的溝通聯(lián)系，全方位尋求合作點(diǎn)，指導(dǎo)和幫助重點(diǎn)企業(yè)、科研平臺與市外重點(diǎn)科研院所（機(jī)構(gòu)）達(dá)成一批技術(shù)含量高、帶動(dòng)能力強(qiáng)、綜合效益好的產(chǎn)學(xué)研重大合作工業(yè)產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目[12]。