蓋兆雪，趙映慧，曲長祥

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030；2.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)文法學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150030)

生態(tài)效率是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的價值量和資源環(huán)境消耗的實物量比值，即生態(tài)效率=經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展(價值量)/資源環(huán)境消耗(實物量)，它表示經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境壓力的分離關(guān)系[1]。我國是一個人多地少的國家，提高土地利用率尤為重要。土地利用過程中不可避免地對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響，因此有必要研究土地利用生態(tài)效率。

目前我國在生態(tài)效率研究方面主要采用理論研究和宏觀方面的實證研究。宏觀研究集中在國家和省市層面，陳武新等[2]、李靜等[3]、張晶等[4]、楊斌等[5]、游和遠(yuǎn)等[6]對我國區(qū)域生態(tài)效率進(jìn)行了研究。也有學(xué)者針對煤礦區(qū)等特殊區(qū)域的土地利用生態(tài)效率開展了研究[7]。從采用的方法看，除了傳統(tǒng)的層次分析法等之外，近年數(shù)據(jù)包絡(luò)分析也廣泛應(yīng)用于土地利用生態(tài)效率評價，如王筱明等[8]、馬軍[9]、傅利平等[10]就采用該方法，包括CCR-DEA模型、BBC-DEA模型、超效率模型等。也有學(xué)者重點(diǎn)研究了生態(tài)效率中的環(huán)境效率，佟連軍等采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析和隨機(jī)前沿分析測算遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶的工業(yè)環(huán)境效率[11]。

1 研究區(qū)概況

黑龍江省東部煤電化基地是指煤電等礦產(chǎn)資源豐富、城市相對密集、煤電化產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)良好的東部經(jīng)濟(jì)區(qū)域,是黑龍江省“八大經(jīng)濟(jì)區(qū)”之一，產(chǎn)業(yè)集群的帶動和輻射作用明顯?！稏|北地區(qū)振興規(guī)劃》把煤電化基地列為重點(diǎn)支持的能源工業(yè)基地。東部煤電化基地是東北北部地區(qū)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、自然資源、交通區(qū)位方面具有獨(dú)特性的區(qū)域，這也是本研究的特色所在。東部煤電化基地包括牡丹江、佳木斯、雞西、七臺河、雙鴨山、鶴崗六市以及所轄縣級市同江、富錦、虎林、密山、穆棱、綏芬河、海林、寧安。牡丹江和佳木斯分別是黑龍江省東南和東部的區(qū)域性中心城市，雞西、七臺河、雙鴨山、鶴崗都是煤電資源型城市。

2 研究方法

2.1 DEA模型選取

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)研究投入與產(chǎn)出關(guān)系的一種方法，它以決策單元(Decision Making Unit，DMU)的投入、產(chǎn)出指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)為優(yōu)化變量，借助于數(shù)學(xué)分析進(jìn)行綜合評價。假設(shè)將對n個地區(qū)的生態(tài)效率進(jìn)行評價，每個地區(qū)都有m種投入變量和s種產(chǎn)出變量，Xij表示第j個地區(qū)的第i種投入的總量，Yrj表示第j個地區(qū)的第r 種產(chǎn)出的總量。這樣，第j個地區(qū)的投入可表示為Xj=(x1j，x2j，……xmj)T，產(chǎn)出可表示為Yj=(y1j，y2j，…… ysj)T。令V為投入向量X的權(quán)系數(shù)向量，U為產(chǎn)出向量Y 的權(quán)系數(shù)量，以第j 個地區(qū)的效率評價為目標(biāo)函數(shù)，以全部單元的效率指數(shù)為約束，得到最優(yōu)化C2R模型。

每個決策單元都有相應(yīng)的效率評價指數(shù)，判斷某個DMU0效率的C2R模型見下式。

為了便于計算，可轉(zhuǎn)換得到對偶規(guī)劃模型。

判斷區(qū)域生態(tài)效率的法則為：①當(dāng)θ*= 1且S-= S+= 0時，則稱第j 個地區(qū)的生態(tài)效率為DEA有效，即它在原投入的基礎(chǔ)上所獲得的產(chǎn)出已經(jīng)達(dá)到最優(yōu)；②當(dāng)θ*= 1且S-≠0或S+≠0時，則稱第j個地區(qū)的生態(tài)效率為DEA弱有效，即對于原投入可以減少S-而保持原產(chǎn)出不變，或在投入不變的情況下可以將產(chǎn)出提高S+；③當(dāng)θ*< 1時，則稱第j個地區(qū)生態(tài)效率為DEA無效，即對于原投入可以按θ比例減少而保持原產(chǎn)出不變。

2.2 投入產(chǎn)出指標(biāo)確定

在確定了需要評價的14個DMU后，需要提供能夠基于DMU同類型的投入產(chǎn)出指標(biāo)。土地利用的投入需要勞動力、資本、資源三方面，由于投入、產(chǎn)出指標(biāo)個數(shù)要求小于決策單元(DMU)的一半，本文決策單元14個，所以投入產(chǎn)出指標(biāo)應(yīng)不多于7個，本研究中最終確定勞動力、一次能源消費(fèi)總量、水資源消耗和全社會固定資產(chǎn)投資4個投入指標(biāo)?？紤]到評價數(shù)據(jù)的可獲取性和代表性，產(chǎn)出指標(biāo)選取地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)。投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)均來源于相關(guān)各年的《黑龍江統(tǒng)計年鑒》和《城市統(tǒng)計年鑒》。

3 生態(tài)效率時空變化特征分析

3.1 生態(tài)效率時間變化特征

運(yùn)用DEAP2.1軟件計算得到1990年、1995年、2000年、2005年、2010年黑龍江省煤電基地14個城市的生態(tài)效率值(表1)。

3.1.1 煤電化基地土地利用生態(tài)效率呈上升趨勢

總體而言，黑龍江省煤電化基地生態(tài)效率變化不大，基本在0.60～0.85間，平均水平為0.740。1990～2010年間基地土地利用生態(tài)效率從0.634上升到0.844，提高33%。其中1990～1995年和2000～2005年兩個階段提高幅度較大。

3.1.2 城市生態(tài)效率變化趨勢不盡相同

1990～2010年，城市土地利用生態(tài)效率的變化可歸結(jié)為五種趨勢：總體上升、總體下降、保持不變、先升后降、先降后升?？傮w上升的有鶴崗、雙鴨山、七臺河、穆棱、綏芬河和同江6個城市；總體下降僅有1個城市佳木斯；保持不變的有富錦、虎林、寧安3個城市；先升后降的有雞西、密山、海林3個城市；先降后升的只有牡丹江，因此總體而言，多數(shù)城市處于上升趨勢。

3.2 生態(tài)效率空間變化特征

3.2.1 基地內(nèi)各城市間生態(tài)效率存在明顯差異

從各個城市土地利用生態(tài)效率的平均值看，最低的為雞西，只有0.447，此外還有兩個城市也低于0.5，它們都不足最高的富錦、虎林、寧安的一半，這3個最高的城市生態(tài)效率都達(dá)到1，另外還有8個城市在0.5～0.99之間。如以煤電化基地生態(tài)效率平均值0.740為參照值，則低于基地水平的有7個，高于基地水平的同樣為7個。

表1 黑龍江省煤電化基地生態(tài)效率值

3.2.2 大中城市土地利用生態(tài)效率明顯低于小城市

鶴崗、佳木斯、雙鴨山、七臺河、雞西、牡丹江6個大中城市的生態(tài)效率低于另外8個小城市。1990年6個大中城市的生態(tài)效率平均為0.517，而同年8個小城市生態(tài)效率平均為0.772。2010年6個大中城市平均為0.698，而該年8個中小城市平均為0.954。其他年份也是大中城市低于小城市。

3.2.3 煤炭城市土地利用生態(tài)效率低于非煤炭城市

1990～2010年間4個煤炭城市鶴崗、雙鴨山、七臺河、雞西土地利用生態(tài)效率平均為0.491，同期另外10個非煤炭城市生態(tài)效率平均為0.831，顯然煤炭城市生態(tài)效率比非煤炭城市低很多。五個年份中有三個年份煤炭城市的生態(tài)效率平均都在0.4以下，另外兩年2005年和2010年相對較高，在0.7以上。非煤炭城市五個年份的生態(tài)效率平均都在0.7以上，其中后四個年份都超過0.8。

3.3 生態(tài)效率的前沿面分析

由DEA模型的經(jīng)濟(jì)含義可知，處于生產(chǎn)前沿面的決策單元是DEA有效的，即投入和產(chǎn)出達(dá)到了最優(yōu)。由表2對各個地區(qū)生態(tài)效率前沿面的分析可以發(fā)現(xiàn)，黑龍江省煤電化基地處于生產(chǎn)前沿面的城市數(shù)量呈增加趨勢。1990年、1995年有4個城市處于生產(chǎn)前沿面上，占總DMU的28.57%；而2000年、2010年有7個，占總DMU的50%，其中富錦、虎林、寧安5年都保持在前沿面上。從空間分布來看，處于生產(chǎn)前沿面的城市集中分布在黑龍江省邊境地區(qū)。

表2 黑龍江煤電化地區(qū)生態(tài)效率的前沿面比較

4 結(jié)論

1990～2010年黑龍江省東部煤電化基地土地利用生態(tài)效率呈上升趨勢，但是各個城市生態(tài)效率變化趨勢不盡相同，存在明顯差異。從城市規(guī)?？创笾谐鞘型恋乩蒙鷳B(tài)效率明顯低于小城市。從城市類型看，煤炭城市低于非煤炭城市。從處于生產(chǎn)前沿面的城市看，數(shù)量增加，集中分布在省內(nèi)邊境地區(qū)。

[1] 田炯,王翠然,陸根法.層次分析法在生態(tài)效率評價中的應(yīng)用研究[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué),2009,35(1):118-120.

[2] 陳武新,呂秀娟.中國區(qū)域生態(tài)效率差異的實證分析[J].統(tǒng)計與決策,2009(7):107-108.

[3] 李靜,程丹潤.中國區(qū)域環(huán)境效率差異及演進(jìn)規(guī)律研究——基于非期望產(chǎn)出的SBM模型的分析[J].工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì),2008,27(11):100-104.

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[5] 楊斌.2000～2006 年中國區(qū)域生態(tài)效率研究—基于DEA方法的實證研究[J].經(jīng)濟(jì)地理,2009,29(7):23-25.

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