秦毅 姜鈞譯

摘要：環(huán)境效率已經(jīng)成為影響我國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要難題。本文將交叉效率應(yīng)用到環(huán)境效率的評價中來，通過建立環(huán)境效率評價指標(biāo)體系對2010年我國31個省、自治區(qū)、直轄市進(jìn)行環(huán)境效率測度。結(jié)果表明應(yīng)用交叉效率方法要優(yōu)于傳統(tǒng)CCR模型，可以對區(qū)域間環(huán)境效率進(jìn)行充分排序。最后應(yīng)用系統(tǒng)聚類的方法根據(jù)區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實力對31個地區(qū)進(jìn)行分類，確定不同類別的環(huán)境效率基準(zhǔn)，以便環(huán)境效率較低的區(qū)域?qū)ふ腋纳仆緩健?/p>

關(guān)鍵詞：環(huán)境效率 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA） 交叉效率 系統(tǒng)聚類 基準(zhǔn)

0 引言

近年來大量溫室氣體排放導(dǎo)致了全球氣候變化，在一定程度上開始對生態(tài)系統(tǒng)和人們的生活習(xí)慣產(chǎn)生了負(fù)面影響。為了維護(hù)好人類的家園，生態(tài)環(huán)境問題越來越受到廣大研究人員的重視。在中國，環(huán)境問題已經(jīng)成為影響中國經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素，為了避免先污染后治理的老路，必須理清影響環(huán)境變化的內(nèi)部機(jī)制。選擇一種合理的環(huán)境效率評價方法對研究內(nèi)部機(jī)制和制定保護(hù)環(huán)境策略起著至關(guān)重要的作用，因此，本文將DEA交叉效率方法應(yīng)用到環(huán)境效率的評價中。

1 相關(guān)文獻(xiàn)綜述

國內(nèi)外對環(huán)境效率評價的研究較多，其中大多數(shù)研究學(xué)者選擇DEA方法，主要原因在于該方法無需考慮影響環(huán)境變化的具體內(nèi)部機(jī)理，只需要相應(yīng)的投入產(chǎn)出指標(biāo)數(shù)據(jù)就可以對決策單元（DMU）進(jìn)行效率測度，且DEA的指標(biāo)權(quán)重是根據(jù)數(shù)據(jù)計算得到，有效地避免了決策者主觀因素的影響，因此DEA廣受大家的青睞。

EG Gomes和MPE Lins提出了ZSG-DEA模型，在保證二氧化碳總排放量不變下對64個國家進(jìn)行碳排放權(quán)重新分配，重新分配后通過ZSG-DEA計算該64個國家的環(huán)境效率都趨于1，因此可以通過建立碳排放權(quán)交易機(jī)制來達(dá)到提高總的能源利用率[1]。由于ZSG-DEA是非線性規(guī)劃模型，不利于計算，因此Gomes于2003年證明出傳統(tǒng)CCR-DEA效率與非線性ZSG-DEA效率之間的關(guān)系，并提出比例消減公式法，將ZSG-DEA模型轉(zhuǎn)化成線性規(guī)劃模型，從而提高了零和DEA模型的運算能力[2]。Ming-Chung Chang通過ZSG-DEA模型，以CO2排放量為投入GDP為產(chǎn)出，對歐洲25個國家進(jìn)行環(huán)境效率測度，確定各地區(qū)CO2的調(diào)整量從而對碳排放權(quán)重新分配。對重新分配后的25個國家進(jìn)行環(huán)境效率測度，結(jié)果表明各地區(qū)環(huán)境效率值都為1[3]。

在國內(nèi)，劉勇、李志祥對已有文獻(xiàn)的6種環(huán)境效率度量的DEA模型進(jìn)行研究，通過對安徽43家企業(yè)進(jìn)行環(huán)境效率測度后發(fā)現(xiàn)基于松弛測度的SBM模型對企業(yè)環(huán)境效率評價的區(qū)分度較強[4]。宋馬林、曹秀芬建立了一個考慮非期望產(chǎn)出的非徑向——雙目標(biāo)DEA模型，該模型同時要求期望產(chǎn)出最大化和非期望產(chǎn)出最小化并可以對決策單元投入產(chǎn)出量進(jìn)行投影分析，有效地提高了非期望產(chǎn)出的環(huán)境效率測度的準(zhǔn)確度[5]。林坦、寧俊飛采用零和DEA模型對2009年歐盟21個國家進(jìn)行環(huán)境效率評價，并根據(jù)結(jié)果通過零和DEA模型進(jìn)行迭代計算，得出公平碳排放權(quán)分配結(jié)果，使這些國家環(huán)境效率都趨于1[6]。李靜、程丹潤用SBM模型對1990-2006年我國各省區(qū)環(huán)境效率進(jìn)行測度，結(jié)果表明對發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制政策，而對落后地區(qū)可以采取向發(fā)達(dá)地區(qū)購買碳排放權(quán)，可以逐漸解決不發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展與保護(hù)生態(tài)環(huán)境相矛盾的矛盾[7]。孫作人、周德群以能源消耗總量固定為客觀條件，考慮非期望產(chǎn)出的弱可處置性，采用ZSG-DEA模型對2009年我國各省區(qū)進(jìn)行環(huán)境效率測度，并根據(jù)結(jié)果對能源消耗量進(jìn)行重新分配，重新分配后各地區(qū)環(huán)境效率值普遍位于前沿面上[8]。

2 環(huán)境效率評價指標(biāo)體系及數(shù)據(jù)

要想合理有效地對區(qū)域間進(jìn)行環(huán)境效率測度，必須建立合理的環(huán)境效率評價指標(biāo)體系，Gomes（2007）將二氧化碳排放量作為投入指標(biāo)，將人口、能源消耗和GDP作為產(chǎn)出指標(biāo)。這種做法是將非期望產(chǎn)出作為投入指標(biāo)處理，孫作人（2012）和林坦（2011）也是選擇將非期望產(chǎn)出作為投入指標(biāo)處理，這種做法可以避免無有效解的發(fā)生。

本文選擇的環(huán)境效率投入指標(biāo)為人口、森林覆蓋率和電力消耗量，其中人口為2010年我國31個省、直轄市、自治區(qū)的年末人口數(shù)（萬人）；森林覆蓋率（﹪）指一個國家或地區(qū)森林面積占土地面積的百分比，是反映一個國家或地區(qū)森林面積占有情況或森林資源豐富程度及實現(xiàn)綠化程度的指標(biāo)；由于中國各地區(qū)能源消耗總量很難確定，而目前中國發(fā)電廠80%以上是通過燒煤發(fā)電，因此本文用各地區(qū)耗電量來代替能源消耗量。產(chǎn)出指標(biāo)為2010年我國各地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）（億元）和工業(yè)廢氣排放總量（億標(biāo)立方米），其中GDP表示一個地區(qū)一年內(nèi)的所有產(chǎn)出和勞務(wù)的市場價值總和，是衡量地區(qū)綜合實力的重要指標(biāo)；工業(yè)廢氣排放總量包括二氧化碳、一氧化碳、氮氧化合物、硫化物、酸霧、有機(jī)廢氣，其對大氣污染最為嚴(yán)重。

所選指標(biāo)中，森林覆蓋率為期望投入指標(biāo)，工業(yè)廢氣排放量為非期望產(chǎn)出指標(biāo)，本文采取將期望投入作為產(chǎn)出指標(biāo)，將非期望產(chǎn)出指標(biāo)作為投入指標(biāo)，因此本文的投入指標(biāo)為：人口、電力消耗量、工業(yè)廢氣排放量；產(chǎn)出指標(biāo)為：GDP和森林覆蓋率。被評價單元為2010年我國31個省、自治區(qū)、直轄市，數(shù)據(jù)來自于《中國統(tǒng)計年鑒2011》。

3 模型與方法

3.1 傳統(tǒng)CCR模型

傳統(tǒng)CCR模型是由Charnes等于1978年建立的，該模型以決策單元自評為基點，允許被評DMU自由選擇有利于自身指標(biāo)的權(quán)重，具體模型

應(yīng)用傳統(tǒng)CCR對決策單元進(jìn)行效率測度時存在以下缺陷，一是可能出現(xiàn)多個決策單元效率值為1，也就是最優(yōu)值，傳統(tǒng)CCR模型無法對這些最優(yōu)值作進(jìn)一步區(qū)分，這將導(dǎo)致無法對DMU進(jìn)行充分排序。二是決策單元在被評價時，往往過分高估自己的效率值，原因在于DMU確定自己指標(biāo)權(quán)重時，對有利于自己的指標(biāo)賦權(quán)很大，對不利于自己的指標(biāo)賦權(quán)很小，甚至為0，顯而易見這種分配權(quán)重方式在實際生活中是不合理的，因此研究人員提出交叉效率模型。

3.2 交叉效率模型

交叉效率模型是由Sexton等于1986年提出的，其基本思想是用每個決策單元的最佳權(quán)重去計算其它決策單元的效率值，具體模型如下：

4 結(jié)果分析

指標(biāo)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果如表1所示，從傳統(tǒng)CCR計算的結(jié)果中發(fā)現(xiàn)北京、上海、海南和西藏這四個地區(qū)的環(huán)境效率值最高，都為1，無法對它們作進(jìn)一步區(qū)分，這是傳統(tǒng)CCR自身無法克服的缺陷。而通過進(jìn)取型交叉效率模型可以對31個地區(qū)進(jìn)行充分排序，對比CCR效率值和交叉效率值發(fā)現(xiàn)，31個地區(qū)的CCR效率值都要大于交叉效率值，這是因為傳統(tǒng)CCR模型放任決策單元任意選取有利于自己的權(quán)重值，導(dǎo)致決策單元過分高估自己，而交叉效率綜合考慮自評和他評，避免了片面自評，因此效率值更符合實際情況。根據(jù)表1交叉效率值31個地區(qū)沒有一個地區(qū)環(huán)境效率值達(dá)到1，這說明所有地區(qū)都有改善空間，可以通過理清環(huán)境效率運營機(jī)制來提高環(huán)境效率。

表1 指標(biāo)數(shù)據(jù)及計算結(jié)果

表2 區(qū)域分類結(jié)果及基準(zhǔn)

研究環(huán)境效率的目的在于找到改善環(huán)境效率的途徑，確定一個環(huán)境效率基準(zhǔn)對區(qū)域改善自身環(huán)境效率起到指向性作用，因此首先應(yīng)該確定一個正確合理的效率基準(zhǔn)使其它地區(qū)都向它看齊，跟基準(zhǔn)做對比來改善自身的不足。由于區(qū)域間的文化、經(jīng)濟(jì)、地域差異，地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和保護(hù)環(huán)境意識存在較大差距，因此如果只將效率值最大的地區(qū)作為區(qū)域環(huán)境效率基準(zhǔn)會有失公平，且不符合常理，例如以北京為基準(zhǔn)縮小與北京之間的環(huán)境效率差距，很明顯這是不公平的，也是很難達(dá)到的。因此本文采用系統(tǒng)聚類法根據(jù)區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展實力（GDP）對31各地區(qū)進(jìn)行分類，分類結(jié)果如表2所示，第一類地區(qū)環(huán)境效率以西藏為基準(zhǔn)進(jìn)行自身投入產(chǎn)出改進(jìn)，縮小投入冗余和產(chǎn)出不足，同理第二三四類分別以浙江、江蘇、北京為環(huán)境基準(zhǔn)來縮小與他們的距離。

5 結(jié)論

在前人研究的基礎(chǔ)上，本文首次提出將交叉效率模型應(yīng)用到區(qū)域環(huán)境效率的測度中來，避免了傳統(tǒng)CCR的自評和無法區(qū)分有效決策單元的缺陷。采用將非期望產(chǎn)出做投入處理，將期望投入做產(chǎn)出處理，使評價過程更為合理。為了更加公平地確定區(qū)域環(huán)境效率基準(zhǔn)，采用系統(tǒng)聚類的方法根據(jù)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展實力對區(qū)域進(jìn)行分類，不同類別的環(huán)境效率基準(zhǔn)不同，通過基準(zhǔn)來縮小區(qū)域自身資源投入冗余。當(dāng)然影響環(huán)境效率的因素是極其復(fù)雜的，最重要的是理清環(huán)境變化過程的內(nèi)部機(jī)理，也是今后研究的方向所在。

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