摘要：將PCA和DEA方法結(jié)合運用可以實現(xiàn)兩種方法的優(yōu)勢互補，已有的將PCA和DEA結(jié)合運用的方法存在某些缺陷。在前人研究的基礎(chǔ)上，力圖設(shè)計一種與以往方法不同的、更加有效的、把PCA和DEA方法結(jié)合在一起的新的評價方法，即PCA－DEA方法，并運用該方法對山東省17個城市的可持續(xù)發(fā)展水平進行評價。在地域分布上，魯東城市的DEA有效值最高，魯中城市次之，魯西城市最低，因而城市的可持續(xù)發(fā)展水平由東向西呈梯度降低。這反映了東部城市在投入產(chǎn)出方面比中部和西部城市更有效率。

關(guān)鍵詞：PCA－DEA；城市可持續(xù)發(fā)展；評價

中圖分類號：F299.27文獻標志碼：Ａ文章編號：1673-291X(2008)09-0121-02

近年來，越來越多的研究者將主成分分析法（Principal Component Analysis，簡稱PCA）和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（Data Envelopment Analysis，簡稱DEA）用于城市可持續(xù)發(fā)展評價中。但是，單純利用PCA或DEA一種方法進行評價往往存在某些不足之處，從而影響到評價結(jié)果的準確性；如果把PCA和DEA方法相結(jié)合，則可以彌補單個評價方法的不足之處。本文試圖運用一種將PCA和DEA結(jié)合運用的更加有效的方法，并運用該方法對山東省17個城市的可持續(xù)發(fā)展水平進行評價。

一、研究思路

如本文力圖設(shè)計一種把PCA和DEA相結(jié)合的有效方法，即PCA－DEA方法，其評價思路為：在選取的城市可持續(xù)發(fā)展投入、產(chǎn)出指標的基礎(chǔ)上，運用PCA方法分別提取投入、產(chǎn)出指標的主成分，以分別反映城市的綜合投入情況與綜合產(chǎn)出情況；把提取的投入、產(chǎn)出指標的主成分分別作為DEA分析的投入、產(chǎn)出指標，根據(jù)DEA計算結(jié)果，判斷各城市的可持續(xù)發(fā)展水平。

PCA－DEA方法可以充分利用PCA和DEA方法的優(yōu)點，同時在很大程度上避免了各自的缺點，實現(xiàn)了兩種方法的優(yōu)勢互補，主要表現(xiàn)在：（1）在DEA方法中，投入和產(chǎn)出指標的總數(shù)與決策單元的個數(shù)之間數(shù)量對比關(guān)系要求較為嚴格。決策單元的個數(shù)不夠多，會降低DEA方法的辨析能力；但若減少投入和產(chǎn)出指標的數(shù)量，則難以全面反映被評價對象的整體情況。PCA方法的降維能力正好能彌補DEA方法這一缺陷，可以保留原始評價指標的大部分信息，大大提高了DEA計算結(jié)果的準確性[1]。（2）DEA方法中，指標之間的獨立性越強，計算結(jié)果就越準確；相反，若指標之間存在較強的相關(guān)關(guān)系，計算結(jié)果的準確性就會大大降低。通過PCA方法計算得到的主成分之間是相互獨立的，正好可以滿足DEA對指標之間獨立性的要求。（3）PCA方法不便于對多個城市之間的可持續(xù)發(fā)展水平進行橫向比較，也不便于對單個城市多年的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)進行縱向比較，DEA方法則彌補了這個方面的缺陷。先對原始指標提取主成分，再對這些主成分進行DEA分析，既可以對多個城市進行橫向比較，也可以對單個城市進行縱向比較。（4）PCA方法的計算結(jié)果往往僅限于提取對城市發(fā)展具有重要影響的因素，以及根據(jù)主成分得分對城市進行排序、分類等，不能為城市資源配置狀況的改善提供建議。而DEA方法則可以提供給決策者如何改善城市資源配置的信息，DEA方法不僅能對城市按其資源配置效率的高低進行分類，還可以為某一個具體城市指出某些方面調(diào)整的方向和具體的調(diào)整數(shù)量，從而使城市的資源配置更有效。

二、評價對象選擇

本文選擇山東省17個地級市為對象，對這17個城市2005年的可持續(xù)發(fā)展水平進行綜合評價。城市是一個多投入、多產(chǎn)出的復(fù)雜系統(tǒng)，其可持續(xù)發(fā)展評價涉及的指標眾多，只有在充分考慮這些指標的基礎(chǔ)上，才能對城市的可持續(xù)發(fā)展狀況作出準確的評價。在選取指標的過程中，考慮到城市整體系統(tǒng)的復(fù)雜性以及數(shù)據(jù)的可得性，從眾多指標中選取了15個具有代表性的投入產(chǎn)出指標[2]。投入指標包括：固定資產(chǎn)投資、城市維護建設(shè)費、單位從業(yè)人員、人均耕地面積、環(huán)保投入、實際利用外資額，分別反映城市在城市建設(shè)和維護、勞動力、資源、環(huán)境等方面的投入；選取的產(chǎn)出指標包括：GDP、社會消費品零售總額、郵電業(yè)務(wù)總量、第三產(chǎn)業(yè)比重、城鄉(xiāng)居民儲蓄年末余額、衛(wèi)生機構(gòu)床位數(shù)、工業(yè)廢水排放達標率、建成區(qū)綠化覆蓋率，分別反映城市的經(jīng)濟發(fā)展水平和規(guī)模、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、居民生活質(zhì)量、環(huán)境治理效果、生態(tài)建設(shè)水平。這些指標基本上能反映一個城市的總體耗費與收益情況（各指標的具體數(shù)值來自2006年《山東省統(tǒng)計年鑒》，此處略）。

三、可持續(xù)發(fā)展水平測度

根據(jù)前文所述的評價思路，運用PCA方法分別提取海濱旅游城市投入、產(chǎn)出指標的主成分。提取的投入指標的主成分為綜合投入因素、環(huán)保投入因素、資源投入因素；產(chǎn)出指標的主成分為綜合產(chǎn)出因素、經(jīng)濟結(jié)構(gòu)因素、環(huán)境治理因素（具體計算過程略）。城市在某個投入（或產(chǎn)出）主成分上的得分大于0，意味著該城市該項投入（或產(chǎn)出）水平在全部城市平均水平之上，得分越高，意味著該城市該項投入（或產(chǎn)出）水平越高；反之亦然）。把投入指標和產(chǎn)出指標的主成分分別作為DEA分析的投入指標和產(chǎn)出指標，由于這些指標中含有非正值，對這些指標進行位移變換，并代入C2GS2模型中[3~4]，得到結(jié)果如表所示。

四、測度結(jié)果分析

根據(jù)DEA相關(guān)理論知識可以知道：首先，DEA方法計算的有效值θ可以反映城市各項投入的總體運用效果，從而反映城市的可持續(xù)發(fā)展水平。其次，通過投入冗余額和產(chǎn)出不足額可以發(fā)現(xiàn)城市發(fā)展中具體需要解決的方面，即應(yīng)該減少哪些方面的投入或增加哪些方面的產(chǎn)出，才能使城市發(fā)展更有效。再次，規(guī)模效益值Σλ/θ可以給管理者提供戰(zhàn)略上的指導(dǎo)，決定以后應(yīng)該增加投入還是應(yīng)該減少投入。由于C2GS2模型只針對城市投入—產(chǎn)出的技術(shù)有效性進行研究，沒有考慮到投入—產(chǎn)出的規(guī)模有效性，因此，本文只就前兩個方面進行探討。

1.有效性分析

從表可以看出，2005年，青島、淄博、棗莊、日照、臨沂、德州六個城市均為DEA有效，這反映了這些城市投入—產(chǎn)出的相對最優(yōu)性。其余11個城市為非DEA有效，即在現(xiàn)有的投入水平下，產(chǎn)出不足；或在現(xiàn)有的產(chǎn)出下，投入過剩。這些城市又可分為三類：濟南、威海、萊蕪為一類，它們的DEA有效值均大于0.9，表明這三個城市的可持續(xù)發(fā)展水平較高；煙臺、濰坊、濟寧、泰安、濱州、菏澤為一類，它們的DEA有效值均位于0.8和0.9之間，表明這六個城市的可持續(xù)發(fā)展水平處于中等水平；東營和聊城的DEA有效值小于0.8，表明這兩個城市的可持續(xù)發(fā)展水平較低[5]。從上表可以看出，在地域分布上，魯東城市的DEA有效值最高，魯中城市次之，魯西城市最低，因而城市的可持續(xù)發(fā)展水平由東向西呈梯度降低。這反映了東部城市在投入產(chǎn)出方面比中部和西部城市更有效率。

2.投入冗余和產(chǎn)出不足分析

從表中計算得到的投入冗余額和產(chǎn)出不足額可以看出，濟南、煙臺、濰坊、濟寧、萊蕪五個城市在現(xiàn)有的產(chǎn)出條件下，其投入均有剩余，反映了這些城市的發(fā)展主要靠環(huán)保和資源的過量投入獲取，高投入低產(chǎn)出，經(jīng)濟運行缺乏效率。當然，環(huán)境保護的過量投入，反映了這些城市面臨的環(huán)境問題較為嚴重，另一方面也反映了城市對環(huán)保事業(yè)的關(guān)注。從產(chǎn)出的角度看，除DEA有效的六個城市以外，剩余的11個城市均存在產(chǎn)出不足，而且主要集中在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和環(huán)境治理水平兩個方面。如濰坊市在現(xiàn)有投入條件下，第三產(chǎn)業(yè)比重還應(yīng)提高7.4302個百分點，而工業(yè)廢水排放達標率還應(yīng)提高2.181個百分點?？梢?，在現(xiàn)有投入條件下，若能進一步提高產(chǎn)出的效率，這些城市的投入產(chǎn)出率將大大提高，其可持續(xù)發(fā)展水平也將提高。

五、結(jié)論

運用PCA－DEA方法對山東省17個城市2005年的可持續(xù)發(fā)展水平進行綜合評價，計算結(jié)果表明，山東省內(nèi)各城市的可持續(xù)發(fā)展水平存在著較大的差距，各城市的發(fā)展效率明顯不同。青島、淄博、棗莊、日照、臨沂、德州六個城市均為DEA有效，其余城市均為非DEA有效，這些城市應(yīng)該在現(xiàn)有投入資源的條件下，注重調(diào)整投入結(jié)構(gòu)，以求得產(chǎn)出的優(yōu)化。另外，東部城市的可持續(xù)發(fā)展水平總體上高于中西部城市。對中西部城市，調(diào)整城市的投入結(jié)構(gòu)，提高城市的有效產(chǎn)出，是提高城市可持續(xù)發(fā)展水平的正確途徑。

參考文獻：

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