基于SE-DEA模型的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)
——以閩江源流域?yàn)槔?/h1>
2014-08-25 01:20:57李軍龍滕劍侖李應(yīng)春黃海棠
草業(yè)科學(xué) 2014年11期
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
基于SE-DEA模型的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)
——以閩江源流域?yàn)槔?/p>
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
以生態(tài)環(huán)境投入產(chǎn)出的角度為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有研究成果改進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，采用三階段SE-DEA模型，對(duì)閩江流域進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展能力分析與評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，近10年來(lái)(2003-2012年)，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(shì)，但可持續(xù)發(fā)展能力偏弱；第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動(dòng)力成為影響生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素。生態(tài)環(huán)境的過(guò)度投入既造成資源的浪費(fèi)，也是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素；科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動(dòng)力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器；推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
SE-DEA模型；Tobit模型；生態(tài)效率；可持續(xù)發(fā)展
Correspondingautor：TENG Jian-lun E-mail:758125226@qq.com
傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)在片面追求人類物質(zhì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)后，逐漸帶來(lái)諸多負(fù)面影響而為人詬病?，F(xiàn)代生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)的興起為人類反思自身發(fā)展與自然協(xié)同之間是否存在互相促進(jìn)和和諧共生的路徑提供了理論依據(jù)。新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)指出，公共環(huán)境的供給有限性和搭便車行為(搭便車行為是不付成本而坐享他人之利的投機(jī)行為)的缺乏管控成為當(dāng)前一些國(guó)家氣候惡劣、水質(zhì)污染以及其他公共資源逐步惡化的根本原因。在公共環(huán)境被人類不斷開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，只有對(duì)環(huán)境加以維護(hù)和補(bǔ)償，才能獲得環(huán)境資源的供給方與需求方的均衡演化。生物演化理論認(rèn)為，環(huán)境變化存在著從量變到質(zhì)變的累積過(guò)程。只有建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系才能觀測(cè)到環(huán)境變化的過(guò)程，并通過(guò)對(duì)相關(guān)因素的控制與調(diào)整，維持現(xiàn)有環(huán)境的均衡、和諧有序的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)推進(jìn)的目標(biāo)。
福建省位于我國(guó)東南部，其主要的水源為閩江，作為閩江流域的源頭，三明市是福建各大河流的主要發(fā)源地和生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)的保護(hù)區(qū)域,也是閩江源流域的主要區(qū)域。隨著閩江流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其與環(huán)境保護(hù)、資源緊缺和人們對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的矛盾日漸突出。因此，需要對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行深入的分析研究，探索環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的途徑和科學(xué)理論依據(jù)。
目前，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)的方法較多，如生態(tài)足跡法、能值分析法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法、SWOT法、模糊數(shù)學(xué)法等[1-5]。這些方法主要注重對(duì)現(xiàn)有生態(tài)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其涉及面較窄。為了動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程，及時(shí)調(diào)整相關(guān)政策，以維護(hù)現(xiàn)有生態(tài)的良性狀態(tài)，本研究從生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出角度，利用生態(tài)效率(Eco-efficiency)這一動(dòng)態(tài)指標(biāo)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，生態(tài)效率是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增加的價(jià)值量與消耗的資源環(huán)境的實(shí)物量之間的比值，來(lái)反映經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和資源環(huán)境承載力之間的關(guān)系[6]。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(Data Envelopment Analysis，DEA)是在研究區(qū)域生態(tài)效率應(yīng)用比較廣泛的一種方法，而傳統(tǒng)的DEA模型計(jì)算出來(lái)的效率范圍只是在0～1，只能區(qū)別出有效率和無(wú)效率的單元，而對(duì)有效率的單元無(wú)法進(jìn)行排序和比較[7]。本研究運(yùn)用三階段SE-DEA(super efficiency DEA)模型法，結(jié)合三明市2003-2012年的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)其影響因素進(jìn)行探討，以期探索閩江源流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。
1 三階段超效率DEA模型
1.1第一階段——超效率DEA模型
超效率DEA模型的基礎(chǔ)模型是CCR模型。CCR模型是1978年著名的運(yùn)籌學(xué)家Charnes A等提出的[8]評(píng)價(jià)“多投入多產(chǎn)出”模式下決策單元間的相對(duì)有效性。為克服CCR模型對(duì)有效率的單元無(wú)法進(jìn)行排序和比較的弊端，1993年著名學(xué)者Anderson 和 Peterson[9]對(duì)CCR模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了超效率DEA模型,計(jì)算出的效率值將不再限制在0～1的范圍內(nèi)，而是允許效率值超過(guò)1，才能有效地區(qū)分出有效單元(即效率值為1)之間的差異，并依據(jù)效率值進(jìn)行排序和比較。超效率DEA模型的有效性大小是根據(jù)有效決策單元對(duì)有效前沿面的影響程度來(lái)判斷，對(duì)于在原模型中非效率的決策單元，超效率值不變，超效率值越大，則對(duì)有效前沿面的影響越大，其效率越高，反之亦然。 超效率DEA的數(shù)學(xué)模型如下：
(1)
式中，θ表示決策單元DMU0的生態(tài)環(huán)境效率值，ε為高階無(wú)窮小量，s-和s+為松弛變量，x表示生態(tài)環(huán)境的投入變量，y表示生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)出變量，λj表示為相對(duì)DMU0重構(gòu)一個(gè)有效DMU組合中第j個(gè)決策單元DMU的組合比例。
1.2第二階段——MalmquistTFP指數(shù)
Malmquist TFP(Total Factor Productivity)指數(shù)用來(lái)測(cè)度生產(chǎn)力的變化，并把生產(chǎn)力的變化分解成技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率的變化。1994年Fare等[10]定義了一個(gè)基于產(chǎn)出的Malmquist生產(chǎn)力指數(shù)如下：
TEP(yt+1,xt+1,yt,xt)=
(2)
它代表生產(chǎn)點(diǎn)(xt,yt)相比較的生產(chǎn)點(diǎn)(xt+1,yt+1)的生產(chǎn)力。比1大的值代表從t到t+1時(shí)期的一個(gè)正的TFP增長(zhǎng)。Malmquist TFP可以分解為綜合技術(shù)效率變化指數(shù)(EC)和技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)(TC)，分解過(guò)程如下：
(3)
其中，綜合效率變化指數(shù)還可以進(jìn)一步分解為純技術(shù)效率指數(shù)(PE)和規(guī)模效率指數(shù)(SE),其分解過(guò)程如下：
(4)
1.3第三階段——Tobit回歸分析
為了進(jìn)一步研究影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的因素，將前面計(jì)算出的生態(tài)環(huán)境效率值作為因變量，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)為自變量，假設(shè)有m個(gè)變量，n年，選用能夠解決受限或截?cái)嘁蜃兞康腡obit 模型回歸模型。該回歸模型由Tobin[11]提出，Tobit回歸模型如下：
(5)
式中，θi表示第i評(píng)價(jià)年的生態(tài)環(huán)境效率值，βij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素的回歸系數(shù)，xij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素，ε表示殘差。Tobit回歸模型運(yùn)用Stata12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)所選變量進(jìn)行多重共線的檢驗(yàn)，然后進(jìn)行回歸。
2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取和計(jì)算
2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取
生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展就是盡可能地減少資源的消耗和環(huán)境的浪費(fèi)，提高生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)效率，使最小的生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的選取至關(guān)重要，因?yàn)樵u(píng)價(jià)指標(biāo)選取是否合理，將直接影響到評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在選取指標(biāo)時(shí)要考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)的完整性，不能遺漏關(guān)鍵性指標(biāo)，還要考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間又不能重復(fù)。所以，本研究借鑒德國(guó)環(huán)境經(jīng)濟(jì)賬戶中設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和我國(guó)專家學(xué)者研究生態(tài)效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)[12-16]，征求有關(guān)專家學(xué)者和政府管理部門相關(guān)專業(yè)人員的意見(jiàn)，結(jié)合閩江源流域的實(shí)際情況，將生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分為生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)包括環(huán)境污染指標(biāo)和能源消耗指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)和社會(huì)發(fā)展指標(biāo)(表1)。
2.2數(shù)據(jù)來(lái)源
數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《2003-2012年三明市環(huán)境保護(hù)狀況公報(bào)》、《2001-2005三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2006-2010三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2003-2012年三明市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《2003-2012年三明市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《2003-2012年福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》。
2.3綜合指標(biāo)的計(jì)算
首先，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，為了消除由于數(shù)據(jù)的數(shù)量級(jí)和不同量綱對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，在SPSS 18.0下用分析/描述統(tǒng)計(jì)/描述分析/將標(biāo)準(zhǔn)化得分另存為變量的命令，將原變量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化變量。其次，因子分析，為了解決三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)太多的問(wèn)題，剔除各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的信息重疊，使用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 18.0分別對(duì)4個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，用主成分分析方法提取特征值大于1的公因子，采用最大方差旋轉(zhuǎn)，并用回歸法計(jì)算得分系數(shù)矩陣。生態(tài)環(huán)境污染指標(biāo)提取了3個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為89.19%，KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)為0.523，其中第1主成分的解釋變異量為39.15%，第2主成分解釋變異量為27.88%，第3主成分解釋變異量為22.16%。能源消耗指標(biāo)提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為98.30%，KMO為0.556，其中第一主成分的解釋變異量為67.81%，第二主成分解釋變異量為30.49%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)第1主成分解釋變異量為89.14%，KMO為0.746。社會(huì)發(fā)展提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為85.21%，KMO為0.502，其中第1主成分的解釋變異量為58.60%，第2主成分解釋變異量為26.61%。4個(gè)指標(biāo)因子分析的Bartlett球形度檢驗(yàn)的顯著度水平均小于0.001。最后，計(jì)算生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)綜合指標(biāo)，根據(jù)因子分析的得分矩陣，分別計(jì)算出閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)(表2)。
3 結(jié)果與分析
3.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評(píng)價(jià)
本研究采用投入導(dǎo)向的SE-DEA法對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，運(yùn)用軟件EMS1.30計(jì)算閩江源流域2003-2012年的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的超效率DEA評(píng)價(jià)(表3)，為了能夠全面客觀地反映閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，投入指標(biāo)選用環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)為輸入變量，輸出指標(biāo)選用經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)和社會(huì)發(fā)展綜合指標(biāo)為輸出變量。因?yàn)镾E-DEA模型中要求各指標(biāo)的數(shù)值都需大于零，而綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)有負(fù)值出現(xiàn)，所以在保證統(tǒng)計(jì)意義不變的提前下，首先將所個(gè)綜合指標(biāo)的數(shù)值均向上平移了3個(gè)單位(即4個(gè)綜合指數(shù)的數(shù)值都加3)，使各綜合指標(biāo)的值變?yōu)檎龜?shù)，然后用EMS1.30計(jì)算。
表1 閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 1 Evaluation indicators for ecological environment sustainable development of Minjiang river basin
表2 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 2 Comprehensive evaluation indicators of ecological environment sustainable development in Minjiang river basin during 2003-2012
表3 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 The evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river by SE-DEA during 2003-2012
2003-2012年(表3)，只有2012年達(dá)到DEA單元有效，并且技術(shù)和規(guī)模都有效，說(shuō)明閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出均達(dá)到最優(yōu)水平，也就是說(shuō)，2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力相對(duì)最強(qiáng)。2003-2011年間，雖均為規(guī)模遞增，但都是非DEA有效，僅2011年技術(shù)有效，規(guī)模無(wú)效，且無(wú)效年份的生態(tài)綜合效率值較小。所以，從生態(tài)環(huán)境污染和能源消耗的視角看，閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入過(guò)剩，即對(duì)環(huán)境的污染和能源消耗較大，而產(chǎn)出較少，甚至虧空，充分說(shuō)明閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。研究結(jié)果基本符合閩江源流域的基本現(xiàn)狀，閩江源流域主要是高能耗高污染的企業(yè)居多，但隨著節(jié)能減排和環(huán)境治理，逐步關(guān)閉了一批高耗能、高污染、產(chǎn)能低、技術(shù)低的企業(yè)，綜合效率也逐步提高，2011達(dá)到99%，較2010年增長(zhǎng)了47.8%，比2003年效率提高了395%。
進(jìn)一步研究能源消耗指標(biāo)或環(huán)境污染指標(biāo)對(duì)閩江源流域可持續(xù)發(fā)展的影響(表4)發(fā)現(xiàn)，2012年的各個(gè)方案都為DEA有效，其他均為DEA無(wú)效。首先將方案Ⅰ和方案Ⅱ進(jìn)行比較，方案Ⅱ是去掉了能源消耗綜合指標(biāo)的投入，發(fā)現(xiàn)2003、2005、2006、2009、2010和2011年的綜合效率值都有所下降，說(shuō)明能源的利用對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。然后比較方案Ⅰ和方案Ⅲ，方案Ⅲ是刪除了資源環(huán)境污染綜合指標(biāo)的投入，從中可以看到，2004、2008和2012年的綜合效率值明顯減少，說(shuō)明環(huán)境對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響較大，具有一定的束縛作用，說(shuō)明閩江源流域的發(fā)展對(duì)自然資源環(huán)境的依賴性較強(qiáng)。
表4 不同方案下閩江源流域2003-2012年生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 The SE-DEA evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river basin in different schemes during 2003-2012
注：方案一列中H代表環(huán)境污染，N代表能源消耗。
Note:H in project indicate environmental disruption，N in project indicate energy consumption.
3.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)及其動(dòng)態(tài)分析
3.2.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì) 環(huán)境污染綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)(圖1)，2003-2004年急劇下降，2004-2010年下降較為平緩，2010年后下降趨勢(shì)增加；能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)，2005年后又呈緩慢上升，到2007年又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)呈逐年上升趨勢(shì)；社會(huì)發(fā)展綜合指標(biāo)在2003-2007年呈波動(dòng)性上升趨勢(shì)，到2008年后進(jìn)入平穩(wěn)上升階段?？傮w來(lái)看，閩江源流域近10年來(lái)整體生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展越來(lái)越好。
3.2.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)分析 近10年來(lái)，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(shì)(表5)，規(guī)模效率除2005-2006年和2008-2009年出現(xiàn)拐點(diǎn)外，整體呈下降趨勢(shì)，從2006-2007年起全要素生態(tài)效率的TFP增長(zhǎng)率相對(duì)平穩(wěn)，且數(shù)值均大于1，其中，10年的平均增長(zhǎng)率為22.7%。TFP值的增長(zhǎng)率從2003-2004年比的-17.3%上升到2004-2005年的142.7%，又下降到2005-2006年的-3.5%，再上升到2006-2007年度的22.2%，反復(fù)波動(dòng)，直至2011-2012年的16.1%，技術(shù)進(jìn)步與全要素生態(tài)效率具有相同的波動(dòng)態(tài)勢(shì)。由此可知，技術(shù)進(jìn)步與閩江源流域可持續(xù)發(fā)展之間具有密切的關(guān)系，并對(duì)其動(dòng)態(tài)變化影響較大，是實(shí)現(xiàn)閩江源流域生態(tài)環(huán)境得以維持、優(yōu)化的基礎(chǔ)。
圖1 2003-2012年閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展投入產(chǎn)出綜合指標(biāo)的變化Fig.1 Variation of Minjiang source of ecological sustainable development into comprehensive index input and output from 2003 to 2010
3.3閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響因素分析
本研究在參考前人研究的基礎(chǔ)上，考慮到區(qū)域之間的差異性和閩江源流域的情況，主要選取了以下幾個(gè)變量：1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，分別取各產(chǎn)業(yè)10年的產(chǎn)值；2)科技投入，即R&D的投入，通過(guò)對(duì)科技研發(fā)的投入來(lái)反映閩江源流域科技創(chuàng)新能力；3)城鎮(zhèn)化水平，用城鎮(zhèn)化率來(lái)反映當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展水平；4)勞動(dòng)力，用年末從業(yè)人口來(lái)反映勞動(dòng)力水平。經(jīng)檢驗(yàn)解釋變量間的相關(guān)系數(shù)均小于0.5，變量之間的共線程度不高，然后進(jìn)行Tobit回歸(表6)。
第三產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展在5%統(tǒng)計(jì)水平下有顯著影響(表6)。其中，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力的影響是正向的，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的影響為負(fù)向。
表5 閩江源流域各年份Malmquist指數(shù)及其分解Table 5 Malmquist index and decomposition of Minjiang river basin in different years
表6 Tobit回歸結(jié)果Table 6 Tobit regression results
首先，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力呈正相關(guān)，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力每增加一個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。說(shuō)明要提高閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力，就要促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重，加大科技研發(fā)工作，加強(qiáng)科技成果的轉(zhuǎn)化和引進(jìn)，鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低碳環(huán)保綠色技術(shù)，推動(dòng)城鎮(zhèn)化水平，形成產(chǎn)業(yè)聚集，大力扶持新型產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展，逐步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
其次，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和工業(yè)產(chǎn)業(yè)之間呈負(fù)相關(guān)，工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%，這是因?yàn)殚}江源流源大多數(shù)工業(yè)是以采礦、鋼鐵、化工、染印、造紙、水泥等高污染、高耗能的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞較大，所以對(duì)閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面的影響。
4 討論與結(jié)論
2003-2012年，閩江源流域生態(tài)環(huán)境效率在2012年達(dá)到DEA單元有效，其他年份均為非DEA有效，呈規(guī)模遞增，投入過(guò)剩，產(chǎn)出不足，可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。閩江源流域的發(fā)展主要依賴于自然資源環(huán)境和能源的利用。在該區(qū)域內(nèi)，生態(tài)環(huán)境投入的逐步減少，增加了閩江源生態(tài)環(huán)境保障的可能性，使閩江源流域可持續(xù)發(fā)展能力增強(qiáng)。劉向華[17]認(rèn)為自然資源的投入比例不科學(xué)，嚴(yán)重影響生態(tài)效率，過(guò)度依賴資源的高投入和環(huán)境的高污染，導(dǎo)致缺乏技術(shù)革新的動(dòng)力。所以，生態(tài)環(huán)境的過(guò)度投入一方面會(huì)造成資源的浪費(fèi)，另一方面是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素。所以，在生態(tài)環(huán)境投入逐步減少的情況下，一定區(qū)域的自然環(huán)境會(huì)在自我修復(fù)中得以改善，使得區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展獲得保障。
2003-2012年，閩江源流域環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)，社會(huì)發(fā)展指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)呈上升趨勢(shì)。閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(shì)，近10年的TFP平均增長(zhǎng)22.7%，技術(shù)進(jìn)步對(duì)推動(dòng)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有一定的作用。張雪梅[18]也認(rèn)為西部地區(qū)生態(tài)效率提升主要得益于技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。另外，要使閩江源區(qū)域的DEA從無(wú)效逐步變成有效，主要依賴于對(duì)一些傳統(tǒng)的重工業(yè)污染企業(yè)的關(guān)停并轉(zhuǎn)，通過(guò)發(fā)展高技術(shù)含量的低污染企業(yè)，實(shí)現(xiàn)閩江源周圍環(huán)境的改善。這也與潘興俠等[19]轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化也是提高生態(tài)效率有效措施的觀點(diǎn)相吻合。結(jié)合我國(guó)其他地區(qū)情況，那些從事新型低污染或者無(wú)污染的企業(yè)其生態(tài)環(huán)境保持較好狀態(tài)，未來(lái)發(fā)展的潛力較大。一些老工業(yè)基地生態(tài)環(huán)境相對(duì)惡劣，即使進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換、升級(jí)，其生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)仍尚待時(shí)日，區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展會(huì)受到限制。
第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動(dòng)力是影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素，其中第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%。對(duì)內(nèi)蒙古區(qū)域生態(tài)效率的研究表明[20]，CO2、工業(yè)固體廢物、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水等污染物的排放及能源的消耗成為影響內(nèi)蒙古地區(qū)生態(tài)效率的主要因素，產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能一是選擇的指標(biāo)不同，二是區(qū)域不同。科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動(dòng)力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器，從閩江源逐年的科技投入經(jīng)費(fèi)的增加、城鎮(zhèn)化水平的逐步推高和勞動(dòng)力人數(shù)和質(zhì)量的提升，閩江源的生態(tài)環(huán)境也得以逐步改善。這些指標(biāo)在全國(guó)不同經(jīng)濟(jì)區(qū)域中也體現(xiàn)出相似的規(guī)律。在科技水平、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力水平較低的西部地區(qū)，其生態(tài)環(huán)境的改善相對(duì)遲緩。而一些沿海省份在以上指標(biāo)處于一個(gè)較高水平下，生態(tài)環(huán)境的改善步伐明顯快于西部地區(qū)。
SE-DEA模型存在以下兩個(gè)方面的局限，一是當(dāng)投入很小時(shí)，可能不存在可行解，并且排序也不是很穩(wěn)定；二是該方法是通過(guò)徑向和角度來(lái)度量DEA的，會(huì)引起投入要素的“擁擠”或“松弛”，當(dāng)投入或產(chǎn)出存在非零松弛時(shí)，評(píng)價(jià)對(duì)象的效率會(huì)偏高，這兩個(gè)問(wèn)題也是需要進(jìn)一步的研究。
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(責(zé)任編輯 張瑾)
Evaluationofeco-environmentsustainabledevelopmentbasedonSE-DEAmodel
LI Jun-long, TENG Jian-lun, LI Ying-chun, HUANG Hai-tang
(School of Management, Sanming University, Sanming 365004, China)
The present research analyzed and evaluated Minjiang river basin’s sustainability using a three-phrase SE-DEA model based on ecological environment’s input and output combined with the improved sustainable development indices system.Over the past ten years (2003-2012), the sustainable development of Minjiang river basin’s ecological condition increased in waves and sustainability was still weak.The present research also put forward the main factors which had strong impacts on the ecological environment’s sustainable development, including service sector, science and technology, urbanization, industry and labor.Firstly, the excessive investment was the main factor lead to Minjiang river basin’s environment degradation and resources waste.Secondly, urbanization, innovation of science and technology and the qualified labor can promote ecological environment’s sustainable development.Lastly, industries upgrade and ecological industry development were effective way for ecological environment’s sustainable development.
SE-DEA model; Tobit model; efficiency of ecology; development of sustainability
2014-06-26 接受日期：2014-09-04
福建省軟科學(xué)項(xiàng)目(2012R0071、2013R0088)；福建省教育廳教育科研項(xiàng)目(JAS14272)；福建省高校服務(wù)海西建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目(HX200807)
李軍龍(1978-)，男，甘肅隴西人，講師，碩士，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)管理與區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:lijunl2006@126.com
滕劍侖(1974-)，男，新疆哈密人，副教授，博士，主要從事區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:758125226@qq.com
S181;X171
：A
：1001-0629(2014)11-2174-09
10.11829j.issn.1001-0629.2014-0302
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李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
基于SE-DEA模型的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)
——以閩江源流域?yàn)槔?/p>
李軍龍，滕劍侖，李應(yīng)春，黃海棠
(三明學(xué)院管理學(xué)院，福建 三明 365004)
以生態(tài)環(huán)境投入產(chǎn)出的角度為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)有研究成果改進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)體系，采用三階段SE-DEA模型，對(duì)閩江流域進(jìn)行了可持續(xù)發(fā)展能力分析與評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，近10年來(lái)(2003-2012年)，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(shì)，但可持續(xù)發(fā)展能力偏弱；第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動(dòng)力成為影響生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素。生態(tài)環(huán)境的過(guò)度投入既造成資源的浪費(fèi)，也是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素；科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動(dòng)力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器；推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，發(fā)展生態(tài)產(chǎn)業(yè)是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。
SE-DEA模型；Tobit模型；生態(tài)效率；可持續(xù)發(fā)展
Correspondingautor：TENG Jian-lun E-mail:758125226@qq.com
傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)在片面追求人類物質(zhì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)后，逐漸帶來(lái)諸多負(fù)面影響而為人詬病?，F(xiàn)代生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)學(xué)的興起為人類反思自身發(fā)展與自然協(xié)同之間是否存在互相促進(jìn)和和諧共生的路徑提供了理論依據(jù)。新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)指出，公共環(huán)境的供給有限性和搭便車行為(搭便車行為是不付成本而坐享他人之利的投機(jī)行為)的缺乏管控成為當(dāng)前一些國(guó)家氣候惡劣、水質(zhì)污染以及其他公共資源逐步惡化的根本原因。在公共環(huán)境被人類不斷開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，只有對(duì)環(huán)境加以維護(hù)和補(bǔ)償，才能獲得環(huán)境資源的供給方與需求方的均衡演化。生物演化理論認(rèn)為，環(huán)境變化存在著從量變到質(zhì)變的累積過(guò)程。只有建立相應(yīng)的評(píng)價(jià)體系才能觀測(cè)到環(huán)境變化的過(guò)程，并通過(guò)對(duì)相關(guān)因素的控制與調(diào)整，維持現(xiàn)有環(huán)境的均衡、和諧有序的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)推進(jìn)的目標(biāo)。
福建省位于我國(guó)東南部，其主要的水源為閩江，作為閩江流域的源頭，三明市是福建各大河流的主要發(fā)源地和生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)的保護(hù)區(qū)域,也是閩江源流域的主要區(qū)域。隨著閩江流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，其與環(huán)境保護(hù)、資源緊缺和人們對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的矛盾日漸突出。因此，需要對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行深入的分析研究，探索環(huán)境保護(hù)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展的途徑和科學(xué)理論依據(jù)。
目前，生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)的方法較多，如生態(tài)足跡法、能值分析法、系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)法、SWOT法、模糊數(shù)學(xué)法等[1-5]。這些方法主要注重對(duì)現(xiàn)有生態(tài)的結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其涉及面較窄。為了動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的過(guò)程，及時(shí)調(diào)整相關(guān)政策，以維護(hù)現(xiàn)有生態(tài)的良性狀態(tài)，本研究從生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出角度，利用生態(tài)效率(Eco-efficiency)這一動(dòng)態(tài)指標(biāo)對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，生態(tài)效率是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中增加的價(jià)值量與消耗的資源環(huán)境的實(shí)物量之間的比值，來(lái)反映經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和資源環(huán)境承載力之間的關(guān)系[6]。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(Data Envelopment Analysis，DEA)是在研究區(qū)域生態(tài)效率應(yīng)用比較廣泛的一種方法，而傳統(tǒng)的DEA模型計(jì)算出來(lái)的效率范圍只是在0～1，只能區(qū)別出有效率和無(wú)效率的單元，而對(duì)有效率的單元無(wú)法進(jìn)行排序和比較[7]。本研究運(yùn)用三階段SE-DEA(super efficiency DEA)模型法，結(jié)合三明市2003-2012年的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，并對(duì)其影響因素進(jìn)行探討，以期探索閩江源流域社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的有效路徑。
1 三階段超效率DEA模型
1.1第一階段——超效率DEA模型
超效率DEA模型的基礎(chǔ)模型是CCR模型。CCR模型是1978年著名的運(yùn)籌學(xué)家Charnes A等提出的[8]評(píng)價(jià)“多投入多產(chǎn)出”模式下決策單元間的相對(duì)有效性。為克服CCR模型對(duì)有效率的單元無(wú)法進(jìn)行排序和比較的弊端，1993年著名學(xué)者Anderson 和 Peterson[9]對(duì)CCR模型進(jìn)行了改進(jìn)，提出了超效率DEA模型,計(jì)算出的效率值將不再限制在0～1的范圍內(nèi)，而是允許效率值超過(guò)1，才能有效地區(qū)分出有效單元(即效率值為1)之間的差異，并依據(jù)效率值進(jìn)行排序和比較。超效率DEA模型的有效性大小是根據(jù)有效決策單元對(duì)有效前沿面的影響程度來(lái)判斷，對(duì)于在原模型中非效率的決策單元，超效率值不變，超效率值越大，則對(duì)有效前沿面的影響越大，其效率越高，反之亦然。 超效率DEA的數(shù)學(xué)模型如下：
(1)
式中，θ表示決策單元DMU0的生態(tài)環(huán)境效率值，ε為高階無(wú)窮小量，s-和s+為松弛變量，x表示生態(tài)環(huán)境的投入變量，y表示生態(tài)環(huán)境的產(chǎn)出變量，λj表示為相對(duì)DMU0重構(gòu)一個(gè)有效DMU組合中第j個(gè)決策單元DMU的組合比例。
1.2第二階段——MalmquistTFP指數(shù)
Malmquist TFP(Total Factor Productivity)指數(shù)用來(lái)測(cè)度生產(chǎn)力的變化，并把生產(chǎn)力的變化分解成技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)效率的變化。1994年Fare等[10]定義了一個(gè)基于產(chǎn)出的Malmquist生產(chǎn)力指數(shù)如下：
TEP(yt+1,xt+1,yt,xt)=
(2)
它代表生產(chǎn)點(diǎn)(xt,yt)相比較的生產(chǎn)點(diǎn)(xt+1,yt+1)的生產(chǎn)力。比1大的值代表從t到t+1時(shí)期的一個(gè)正的TFP增長(zhǎng)。Malmquist TFP可以分解為綜合技術(shù)效率變化指數(shù)(EC)和技術(shù)進(jìn)步指標(biāo)(TC)，分解過(guò)程如下：
(3)
其中，綜合效率變化指數(shù)還可以進(jìn)一步分解為純技術(shù)效率指數(shù)(PE)和規(guī)模效率指數(shù)(SE),其分解過(guò)程如下：
(4)
1.3第三階段——Tobit回歸分析
為了進(jìn)一步研究影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的因素，將前面計(jì)算出的生態(tài)環(huán)境效率值作為因變量，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)為自變量，假設(shè)有m個(gè)變量，n年，選用能夠解決受限或截?cái)嘁蜃兞康腡obit 模型回歸模型。該回歸模型由Tobin[11]提出，Tobit回歸模型如下：
(5)
式中，θi表示第i評(píng)價(jià)年的生態(tài)環(huán)境效率值，βij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素的回歸系數(shù)，xij表示第i個(gè)評(píng)價(jià)年第j個(gè)生態(tài)環(huán)境因素，ε表示殘差。Tobit回歸模型運(yùn)用Stata12.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)所選變量進(jìn)行多重共線的檢驗(yàn)，然后進(jìn)行回歸。
2 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取和計(jì)算
2.1評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取
生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展就是盡可能地減少資源的消耗和環(huán)境的浪費(fèi)，提高生態(tài)環(huán)境的生產(chǎn)效率，使最小的生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)時(shí)，對(duì)生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的選取至關(guān)重要，因?yàn)樵u(píng)價(jià)指標(biāo)選取是否合理，將直接影響到評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，因此在選取指標(biāo)時(shí)要考慮評(píng)價(jià)指標(biāo)的完整性，不能遺漏關(guān)鍵性指標(biāo)，還要考慮各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間又不能重復(fù)。所以，本研究借鑒德國(guó)環(huán)境經(jīng)濟(jì)賬戶中設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)指標(biāo)和我國(guó)專家學(xué)者研究生態(tài)效率的評(píng)價(jià)指標(biāo)[12-16]，征求有關(guān)專家學(xué)者和政府管理部門相關(guān)專業(yè)人員的意見(jiàn)，結(jié)合閩江源流域的實(shí)際情況，將生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展指標(biāo)分為生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境投入指標(biāo)包括環(huán)境污染指標(biāo)和能源消耗指標(biāo)，生態(tài)環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)和社會(huì)發(fā)展指標(biāo)(表1)。
2.2數(shù)據(jù)來(lái)源
數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《2003-2012年三明市環(huán)境保護(hù)狀況公報(bào)》、《2001-2005三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2006-2010三明市環(huán)境質(zhì)量報(bào)告書》、《2003-2012年三明市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《2003-2012年三明市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《2003-2012年福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》。
2.3綜合指標(biāo)的計(jì)算
首先，數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，為了消除由于數(shù)據(jù)的數(shù)量級(jí)和不同量綱對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，在SPSS 18.0下用分析/描述統(tǒng)計(jì)/描述分析/將標(biāo)準(zhǔn)化得分另存為變量的命令，將原變量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化變量。其次，因子分析，為了解決三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)太多的問(wèn)題，剔除各評(píng)價(jià)指標(biāo)之間的信息重疊，使用統(tǒng)計(jì)分析軟件SPSS 18.0分別對(duì)4個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行因子分析，用主成分分析方法提取特征值大于1的公因子，采用最大方差旋轉(zhuǎn)，并用回歸法計(jì)算得分系數(shù)矩陣。生態(tài)環(huán)境污染指標(biāo)提取了3個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為89.19%，KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)為0.523，其中第1主成分的解釋變異量為39.15%，第2主成分解釋變異量為27.88%，第3主成分解釋變異量為22.16%。能源消耗指標(biāo)提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為98.30%，KMO為0.556，其中第一主成分的解釋變異量為67.81%，第二主成分解釋變異量為30.49%。經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)第1主成分解釋變異量為89.14%，KMO為0.746。社會(huì)發(fā)展提取了兩個(gè)主成分，累計(jì)解釋變異量為85.21%，KMO為0.502，其中第1主成分的解釋變異量為58.60%，第2主成分解釋變異量為26.61%。4個(gè)指標(biāo)因子分析的Bartlett球形度檢驗(yàn)的顯著度水平均小于0.001。最后，計(jì)算生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)綜合指標(biāo)，根據(jù)因子分析的得分矩陣，分別計(jì)算出閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)(表2)。
3 結(jié)果與分析
3.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評(píng)價(jià)
本研究采用投入導(dǎo)向的SE-DEA法對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)，運(yùn)用軟件EMS1.30計(jì)算閩江源流域2003-2012年的生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的超效率DEA評(píng)價(jià)(表3)，為了能夠全面客觀地反映閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r，投入指標(biāo)選用環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)為輸入變量，輸出指標(biāo)選用經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)和社會(huì)發(fā)展綜合指標(biāo)為輸出變量。因?yàn)镾E-DEA模型中要求各指標(biāo)的數(shù)值都需大于零，而綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)有負(fù)值出現(xiàn)，所以在保證統(tǒng)計(jì)意義不變的提前下，首先將所個(gè)綜合指標(biāo)的數(shù)值均向上平移了3個(gè)單位(即4個(gè)綜合指數(shù)的數(shù)值都加3)，使各綜合指標(biāo)的值變?yōu)檎龜?shù)，然后用EMS1.30計(jì)算。
表1 閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 1 Evaluation indicators for ecological environment sustainable development of Minjiang river basin
表2 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 2 Comprehensive evaluation indicators of ecological environment sustainable development in Minjiang river basin during 2003-2012
表3 2003-2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評(píng)價(jià)結(jié)果Table 3 The evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river by SE-DEA during 2003-2012
2003-2012年(表3)，只有2012年達(dá)到DEA單元有效，并且技術(shù)和規(guī)模都有效，說(shuō)明閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入產(chǎn)出均達(dá)到最優(yōu)水平，也就是說(shuō)，2012年閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展能力相對(duì)最強(qiáng)。2003-2011年間，雖均為規(guī)模遞增，但都是非DEA有效，僅2011年技術(shù)有效，規(guī)模無(wú)效，且無(wú)效年份的生態(tài)綜合效率值較小。所以，從生態(tài)環(huán)境污染和能源消耗的視角看，閩江源流域生態(tài)環(huán)境的投入過(guò)剩，即對(duì)環(huán)境的污染和能源消耗較大，而產(chǎn)出較少，甚至虧空，充分說(shuō)明閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。研究結(jié)果基本符合閩江源流域的基本現(xiàn)狀，閩江源流域主要是高能耗高污染的企業(yè)居多，但隨著節(jié)能減排和環(huán)境治理，逐步關(guān)閉了一批高耗能、高污染、產(chǎn)能低、技術(shù)低的企業(yè)，綜合效率也逐步提高，2011達(dá)到99%，較2010年增長(zhǎng)了47.8%，比2003年效率提高了395%。
進(jìn)一步研究能源消耗指標(biāo)或環(huán)境污染指標(biāo)對(duì)閩江源流域可持續(xù)發(fā)展的影響(表4)發(fā)現(xiàn)，2012年的各個(gè)方案都為DEA有效，其他均為DEA無(wú)效。首先將方案Ⅰ和方案Ⅱ進(jìn)行比較，方案Ⅱ是去掉了能源消耗綜合指標(biāo)的投入，發(fā)現(xiàn)2003、2005、2006、2009、2010和2011年的綜合效率值都有所下降，說(shuō)明能源的利用對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展起到積極的推動(dòng)作用。然后比較方案Ⅰ和方案Ⅲ，方案Ⅲ是刪除了資源環(huán)境污染綜合指標(biāo)的投入，從中可以看到，2004、2008和2012年的綜合效率值明顯減少，說(shuō)明環(huán)境對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響較大，具有一定的束縛作用，說(shuō)明閩江源流域的發(fā)展對(duì)自然資源環(huán)境的依賴性較強(qiáng)。
表4 不同方案下閩江源流域2003-2012年生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展SE-DEA評(píng)價(jià)結(jié)果Table 4 The SE-DEA evaluation results of ecological environment sustainable development of Minjiang river basin in different schemes during 2003-2012
注：方案一列中H代表環(huán)境污染，N代表能源消耗。
Note:H in project indicate environmental disruption，N in project indicate energy consumption.
3.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)及其動(dòng)態(tài)分析
3.2.1閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展趨勢(shì) 環(huán)境污染綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)(圖1)，2003-2004年急劇下降，2004-2010年下降較為平緩，2010年后下降趨勢(shì)增加；能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)，2005年后又呈緩慢上升，到2007年又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合指標(biāo)呈逐年上升趨勢(shì)；社會(huì)發(fā)展綜合指標(biāo)在2003-2007年呈波動(dòng)性上升趨勢(shì)，到2008年后進(jìn)入平穩(wěn)上升階段?？傮w來(lái)看，閩江源流域近10年來(lái)整體生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展越來(lái)越好。
3.2.2閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的動(dòng)態(tài)分析 近10年來(lái)，閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(shì)(表5)，規(guī)模效率除2005-2006年和2008-2009年出現(xiàn)拐點(diǎn)外，整體呈下降趨勢(shì)，從2006-2007年起全要素生態(tài)效率的TFP增長(zhǎng)率相對(duì)平穩(wěn)，且數(shù)值均大于1，其中，10年的平均增長(zhǎng)率為22.7%。TFP值的增長(zhǎng)率從2003-2004年比的-17.3%上升到2004-2005年的142.7%，又下降到2005-2006年的-3.5%，再上升到2006-2007年度的22.2%，反復(fù)波動(dòng)，直至2011-2012年的16.1%，技術(shù)進(jìn)步與全要素生態(tài)效率具有相同的波動(dòng)態(tài)勢(shì)。由此可知，技術(shù)進(jìn)步與閩江源流域可持續(xù)發(fā)展之間具有密切的關(guān)系，并對(duì)其動(dòng)態(tài)變化影響較大，是實(shí)現(xiàn)閩江源流域生態(tài)環(huán)境得以維持、優(yōu)化的基礎(chǔ)。
圖1 2003-2012年閩江源流域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展投入產(chǎn)出綜合指標(biāo)的變化Fig.1 Variation of Minjiang source of ecological sustainable development into comprehensive index input and output from 2003 to 2010
3.3閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展影響因素分析
本研究在參考前人研究的基礎(chǔ)上，考慮到區(qū)域之間的差異性和閩江源流域的情況，主要選取了以下幾個(gè)變量：1)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，包括農(nóng)業(yè)、工業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)，分別取各產(chǎn)業(yè)10年的產(chǎn)值；2)科技投入，即R&D的投入，通過(guò)對(duì)科技研發(fā)的投入來(lái)反映閩江源流域科技創(chuàng)新能力；3)城鎮(zhèn)化水平，用城鎮(zhèn)化率來(lái)反映當(dāng)?shù)厣鐣?huì)發(fā)展水平；4)勞動(dòng)力，用年末從業(yè)人口來(lái)反映勞動(dòng)力水平。經(jīng)檢驗(yàn)解釋變量間的相關(guān)系數(shù)均小于0.5，變量之間的共線程度不高，然后進(jìn)行Tobit回歸(表6)。
第三產(chǎn)業(yè)、工業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力對(duì)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展在5%統(tǒng)計(jì)水平下有顯著影響(表6)。其中，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力的影響是正向的，工業(yè)產(chǎn)業(yè)的影響為負(fù)向。
表5 閩江源流域各年份Malmquist指數(shù)及其分解Table 5 Malmquist index and decomposition of Minjiang river basin in different years
表6 Tobit回歸結(jié)果Table 6 Tobit regression results
首先，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力呈正相關(guān)，第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力每增加一個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。說(shuō)明要提高閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的能力，就要促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，增加第三產(chǎn)業(yè)的比重，加大科技研發(fā)工作，加強(qiáng)科技成果的轉(zhuǎn)化和引進(jìn)，鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)相關(guān)的低碳環(huán)保綠色技術(shù)，推動(dòng)城鎮(zhèn)化水平，形成產(chǎn)業(yè)聚集，大力扶持新型產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)的發(fā)展，逐步優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
其次，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力和工業(yè)產(chǎn)業(yè)之間呈負(fù)相關(guān)，工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%，這是因?yàn)殚}江源流源大多數(shù)工業(yè)是以采礦、鋼鐵、化工、染印、造紙、水泥等高污染、高耗能的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，這些產(chǎn)業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染和破壞較大，所以對(duì)閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生負(fù)面的影響。
4 討論與結(jié)論
2003-2012年，閩江源流域生態(tài)環(huán)境效率在2012年達(dá)到DEA單元有效，其他年份均為非DEA有效，呈規(guī)模遞增，投入過(guò)剩，產(chǎn)出不足，可持續(xù)發(fā)展的能力偏弱。閩江源流域的發(fā)展主要依賴于自然資源環(huán)境和能源的利用。在該區(qū)域內(nèi)，生態(tài)環(huán)境投入的逐步減少，增加了閩江源生態(tài)環(huán)境保障的可能性，使閩江源流域可持續(xù)發(fā)展能力增強(qiáng)。劉向華[17]認(rèn)為自然資源的投入比例不科學(xué)，嚴(yán)重影響生態(tài)效率，過(guò)度依賴資源的高投入和環(huán)境的高污染，導(dǎo)致缺乏技術(shù)革新的動(dòng)力。所以，生態(tài)環(huán)境的過(guò)度投入一方面會(huì)造成資源的浪費(fèi)，另一方面是環(huán)境惡化的主導(dǎo)因素。所以，在生態(tài)環(huán)境投入逐步減少的情況下，一定區(qū)域的自然環(huán)境會(huì)在自我修復(fù)中得以改善，使得區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展獲得保障。
2003-2012年，閩江源流域環(huán)境污染綜合指標(biāo)和能源消耗綜合指標(biāo)總體呈下降趨勢(shì)，社會(huì)發(fā)展指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)呈上升趨勢(shì)。閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展呈波浪式遞增態(tài)勢(shì)，近10年的TFP平均增長(zhǎng)22.7%，技術(shù)進(jìn)步對(duì)推動(dòng)閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有一定的作用。張雪梅[18]也認(rèn)為西部地區(qū)生態(tài)效率提升主要得益于技術(shù)進(jìn)步的貢獻(xiàn)。另外，要使閩江源區(qū)域的DEA從無(wú)效逐步變成有效，主要依賴于對(duì)一些傳統(tǒng)的重工業(yè)污染企業(yè)的關(guān)停并轉(zhuǎn)，通過(guò)發(fā)展高技術(shù)含量的低污染企業(yè)，實(shí)現(xiàn)閩江源周圍環(huán)境的改善。這也與潘興俠等[19]轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級(jí)化也是提高生態(tài)效率有效措施的觀點(diǎn)相吻合。結(jié)合我國(guó)其他地區(qū)情況，那些從事新型低污染或者無(wú)污染的企業(yè)其生態(tài)環(huán)境保持較好狀態(tài)，未來(lái)發(fā)展的潛力較大。一些老工業(yè)基地生態(tài)環(huán)境相對(duì)惡劣，即使進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換、升級(jí)，其生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)仍尚待時(shí)日，區(qū)域經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展會(huì)受到限制。
第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平、工業(yè)產(chǎn)業(yè)和勞動(dòng)力是影響閩江源流域生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的主要因素，其中第三產(chǎn)業(yè)、科技投入、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就分別增加0.756%、0.652%、0.202%和0.134%。工業(yè)產(chǎn)值每增加1個(gè)單位，閩江源流域的可持續(xù)發(fā)展能力就下降0.306%。對(duì)內(nèi)蒙古區(qū)域生態(tài)效率的研究表明[20]，CO2、工業(yè)固體廢物、工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水等污染物的排放及能源的消耗成為影響內(nèi)蒙古地區(qū)生態(tài)效率的主要因素，產(chǎn)生不同結(jié)果的原因可能一是選擇的指標(biāo)不同，二是區(qū)域不同。科技進(jìn)步、城鎮(zhèn)化水平不斷推進(jìn)和勞動(dòng)力水平的提升是實(shí)現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的助推器，從閩江源逐年的科技投入經(jīng)費(fèi)的增加、城鎮(zhèn)化水平的逐步推高和勞動(dòng)力人數(shù)和質(zhì)量的提升，閩江源的生態(tài)環(huán)境也得以逐步改善。這些指標(biāo)在全國(guó)不同經(jīng)濟(jì)區(qū)域中也體現(xiàn)出相似的規(guī)律。在科技水平、城鎮(zhèn)化水平和勞動(dòng)力水平較低的西部地區(qū)，其生態(tài)環(huán)境的改善相對(duì)遲緩。而一些沿海省份在以上指標(biāo)處于一個(gè)較高水平下，生態(tài)環(huán)境的改善步伐明顯快于西部地區(qū)。
SE-DEA模型存在以下兩個(gè)方面的局限，一是當(dāng)投入很小時(shí)，可能不存在可行解，并且排序也不是很穩(wěn)定；二是該方法是通過(guò)徑向和角度來(lái)度量DEA的，會(huì)引起投入要素的“擁擠”或“松弛”，當(dāng)投入或產(chǎn)出存在非零松弛時(shí)，評(píng)價(jià)對(duì)象的效率會(huì)偏高，這兩個(gè)問(wèn)題也是需要進(jìn)一步的研究。
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(責(zé)任編輯 張瑾)
Evaluationofeco-environmentsustainabledevelopmentbasedonSE-DEAmodel
LI Jun-long, TENG Jian-lun, LI Ying-chun, HUANG Hai-tang
(School of Management, Sanming University, Sanming 365004, China)
The present research analyzed and evaluated Minjiang river basin’s sustainability using a three-phrase SE-DEA model based on ecological environment’s input and output combined with the improved sustainable development indices system.Over the past ten years (2003-2012), the sustainable development of Minjiang river basin’s ecological condition increased in waves and sustainability was still weak.The present research also put forward the main factors which had strong impacts on the ecological environment’s sustainable development, including service sector, science and technology, urbanization, industry and labor.Firstly, the excessive investment was the main factor lead to Minjiang river basin’s environment degradation and resources waste.Secondly, urbanization, innovation of science and technology and the qualified labor can promote ecological environment’s sustainable development.Lastly, industries upgrade and ecological industry development were effective way for ecological environment’s sustainable development.
SE-DEA model; Tobit model; efficiency of ecology; development of sustainability
2014-06-26 接受日期：2014-09-04
福建省軟科學(xué)項(xiàng)目(2012R0071、2013R0088)；福建省教育廳教育科研項(xiàng)目(JAS14272)；福建省高校服務(wù)海西建設(shè)重點(diǎn)項(xiàng)目(HX200807)
李軍龍(1978-)，男，甘肅隴西人，講師，碩士，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)管理與區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:lijunl2006@126.com
滕劍侖(1974-)，男，新疆哈密人，副教授，博士，主要從事區(qū)域經(jīng)濟(jì)研究。E-mail:758125226@qq.com
S181;X171
：A
：1001-0629(2014)11-2174-09
10.11829j.issn.1001-0629.2014-0302
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