陳蘭

（鹽城工學(xué)院 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，江蘇鹽城 224005）

基于非徑向BM-DEA模型的我國(guó)產(chǎn)業(yè)生態(tài)效率測(cè)算

陳蘭

（鹽城工學(xué)院 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，江蘇鹽城 224005）

產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型是生態(tài)文明建設(shè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期的高能耗、高投入、低產(chǎn)出運(yùn)轉(zhuǎn)模式，已嚴(yán)重鎖定我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的技術(shù)路徑。文章擬引入非徑向BM-DEA模型，以2005—2014年我國(guó)18家工業(yè)行業(yè)的生態(tài)效率進(jìn)行測(cè)算。研究表明，當(dāng)前我國(guó)工業(yè)行業(yè)的生態(tài)效率仍處較低水平。因此，推進(jìn)生態(tài)技術(shù)創(chuàng)新，強(qiáng)化制度保障將成為十三五期間我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展亟須解決的重大課題。

SBM-DEA;產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型；產(chǎn)業(yè)生態(tài)效率

0　引言

經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)的“中國(guó)模式”背后，是環(huán)境惡化、生態(tài)破壞等環(huán)境問(wèn)題的日益凸顯，這已成為阻礙我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的重要因素。2008年美國(guó)金融危機(jī)引發(fā)了全球經(jīng)濟(jì)的滯緩，世界各國(guó)紛紛尋找新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。以歐盟為首的低碳綠色經(jīng)濟(jì)變革成為新一輪經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心元素，美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家力推綠色新政，積極制定階段性刺激計(jì)劃以實(shí)現(xiàn)生態(tài)轉(zhuǎn)型基礎(chǔ)上的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇和可持續(xù)發(fā)展。在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新趨勢(shì)下，中國(guó)同時(shí)面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。黨的十八大確立了生態(tài)文明建設(shè)的突出地位，在最新公布的《十三五規(guī)劃建議》中多次提及綠色發(fā)展理念?？梢?jiàn)，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)生態(tài)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)受到中央政府的高度重視。2015年“一帶一路”規(guī)劃正式出臺(tái)，而生態(tài)文明的建設(shè)將是此規(guī)劃實(shí)施的關(guān)鍵一環(huán)。

產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型是生態(tài)文明建設(shè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。一直以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都是建立在高能耗、高投入、低產(chǎn)出的基礎(chǔ)之上。這種路徑的鎖定已造成了大量資源和能源的緊缺，繼而制約了經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期發(fā)展。轉(zhuǎn)變現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)模式、實(shí)現(xiàn)生態(tài)轉(zhuǎn)型是突破經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境不協(xié)調(diào)的根本方法。在產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略下，對(duì)我國(guó)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)生態(tài)水平進(jìn)行總體把握具有重要意義。

1　方法選擇與模型設(shè)計(jì)

產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型強(qiáng)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的生態(tài)性，因此關(guān)于產(chǎn)業(yè)生態(tài)水平的評(píng)價(jià)相對(duì)較困難。國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用的評(píng)價(jià)模式主要有三種：綜合評(píng)價(jià)、物質(zhì)流分析和生態(tài)效率。綜合評(píng)價(jià)主要是通過(guò)構(gòu)建幾大類或幾個(gè)指標(biāo)體系以不同的方法進(jìn)行研究，多用于宏觀層面的產(chǎn)業(yè)生態(tài)水平分析；物質(zhì)流分析以測(cè)量經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中物質(zhì)資源量的流動(dòng)來(lái)分析物質(zhì)資源的利用效率并反映產(chǎn)業(yè)生態(tài)狀況。相較于另外兩種方法，物質(zhì)流分析不考察價(jià)值流，偏重于生態(tài)性的考量，缺少了經(jīng)濟(jì)性的考量。同時(shí)，該方法需要投入產(chǎn)出的完整數(shù)據(jù)，而一般中微觀層面的經(jīng)濟(jì)體的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不全而使之難以推廣應(yīng)用，目前主要用于宏觀層面研究。生態(tài)效率一詞包含了生態(tài)性和經(jīng)濟(jì)性兩大指標(biāo)的運(yùn)算，更能揭示生態(tài)產(chǎn)業(yè)的本質(zhì)內(nèi)涵，多應(yīng)用于企業(yè)或行業(yè)層面的研究。兼顧本研究對(duì)象設(shè)為中觀產(chǎn)業(yè)層面的考慮，本文選擇生態(tài)效率變量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

生態(tài)效率通過(guò)經(jīng)濟(jì)價(jià)值量與環(huán)境壓力之比進(jìn)行測(cè)度。經(jīng)濟(jì)價(jià)值量較容易確定，一般用工業(yè)增加值或工業(yè)產(chǎn)值來(lái)表征；然而，環(huán)境壓力涉及到多個(gè)指標(biāo)的測(cè)算，包括水資源利用總量、建設(shè)用地總量、SO2年排放量、NO2年排放量、PM10年排放量、COD年排放量、氨氮年排放量等，需要通過(guò)這些指標(biāo)的加權(quán)計(jì)算才能得出環(huán)境壓力值。問(wèn)題在于如何合理有效地分配各指標(biāo)的權(quán)重？已有文獻(xiàn)中采用的方法可以分為兩類。第一類較依賴主觀評(píng)判，包括單一環(huán)境影響指標(biāo)下的生態(tài)效率測(cè)算和多個(gè)環(huán)境影響指標(biāo)下的生態(tài)效率綜合測(cè)算。單一環(huán)境影響指標(biāo)下的測(cè)算非常簡(jiǎn)易，但是反映的信息量很零散，無(wú)法獲得總體效率的理解。綜合測(cè)算克服了這個(gè)缺陷，但難以客觀科學(xué)地反映真實(shí)效率狀況。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)學(xué)者開(kāi)始將生態(tài)效率細(xì)分為資源效率和環(huán)境效率兩個(gè)維度進(jìn)行考察，并用兩者的平方根公式算得生態(tài)效率值。第二類是運(yùn)用DEA模型進(jìn)行相對(duì)效率的考量。此方法采用了模型依據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)自動(dòng)對(duì)環(huán)境指標(biāo)賦權(quán)的客觀方法，摒棄了主觀影響因素，相對(duì)較科學(xué)。

DEA采用數(shù)學(xué)規(guī)劃的思想，可以針對(duì)多投入和多產(chǎn)出指標(biāo)在無(wú)需借助任何函數(shù)模型的基礎(chǔ)上運(yùn)行。目前為止，基于DEA方法的模型一般可分為兩類：徑向模型與非徑向模型。徑向模型的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在通過(guò)同比例縮小輸入指標(biāo)值或放大輸出指標(biāo)值來(lái)確定非DEA有效單元。而實(shí)際問(wèn)題中各輸入指標(biāo)對(duì)輸出指標(biāo)的彈性存在差異，徑向模型得出的結(jié)果存在一定的偏差。相比之下，非徑向模型能夠克服這些缺陷，較好地辨別導(dǎo)致DEA相對(duì)無(wú)效的具體指標(biāo)，因而此處選擇非徑向的SBM-DEA模型。此模型在傳統(tǒng)DEA模型基礎(chǔ)上，將松弛變量直接構(gòu)建于目標(biāo)函數(shù)中，考慮了輸入變量和輸出變量不同的松弛性。同時(shí)，本文涉及的產(chǎn)出變量包括經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出和污染產(chǎn)出。污染產(chǎn)出被視為非期望產(chǎn)出。傳統(tǒng)徑向模型對(duì)非期望產(chǎn)出不能直接區(qū)分體現(xiàn)。對(duì)含有非期望產(chǎn)出的評(píng)價(jià)問(wèn)題，學(xué)者們往往采用兩種方法來(lái)變換處理。一種是將非期望產(chǎn)出變量作為投入變量進(jìn)行測(cè)算；另一種是將非期望產(chǎn)出值取倒數(shù)作為輸出變量進(jìn)行評(píng)價(jià)。而這些做法都不符合實(shí)際。SBM-DEA模型直接將產(chǎn)出變量分為期望產(chǎn)出變量和非期望產(chǎn)出變量進(jìn)行分析，效果較佳。對(duì)于任意一個(gè)決策單元均含有三個(gè)向量：投入向量、期望產(chǎn)出向量和非期望產(chǎn)出向量。此模型具體數(shù)學(xué)規(guī)劃表達(dá)式如下：

式中：s-，sg，sb分別為投入變量、期望產(chǎn)出變量和非期望產(chǎn)出變量的松弛量；ρ*值是嚴(yán)格遞減的，同時(shí)滿足0≤ρ*≤1。當(dāng)ρ*=1，同時(shí)s-=0、sg=0、sb=0時(shí)，DMU有效；當(dāng)ρ*?1時(shí)，DMU非有效，可以依據(jù)松弛量進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化。由于此模型為非線性規(guī)劃模型，可依據(jù)Charnes-Cooper的轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換為線性規(guī)劃模型進(jìn)而求解。

2　數(shù)據(jù)與指標(biāo)說(shuō)明

2.1數(shù)據(jù)說(shuō)明

本文數(shù)據(jù)主要來(lái)自于《中國(guó)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)環(huán)境年鑒》和《工業(yè)科技活動(dòng)統(tǒng)計(jì)年鑒》。其中2015年的《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》尚未出版，出于數(shù)據(jù)的可獲得性和完整性，此處選擇工業(yè)類行業(yè)進(jìn)行具體分析，并將時(shí)間節(jié)點(diǎn)選擇在2006—2014年間。按照國(guó)家統(tǒng)計(jì)局最新制定的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類（GB/T 4757-2011）》標(biāo)準(zhǔn)，選擇屬于B類（采礦業(yè)）、C類（制造業(yè)）、D類（電力、熱力、燃?xì)饧八a(chǎn)和供應(yīng)業(yè)）的細(xì)分工業(yè)行業(yè)為例，共36個(gè)行業(yè)（見(jiàn)表1）。其中B類中的開(kāi)采輔助活動(dòng)和其他采礦業(yè)、C類中的廢棄資源綜合利用業(yè)、金屬制品、機(jī)械和設(shè)備修理業(yè)，由于數(shù)據(jù)不全，予以剔除；橡膠制品業(yè)和塑料制品業(yè)在新標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了合并，命名為橡膠和塑料制品業(yè)，該項(xiàng)數(shù)據(jù)由原先兩項(xiàng)的加總合并得來(lái)；新標(biāo)準(zhǔn)另將以往的交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)拆分為汽車制造業(yè)和鐵路、船舶、航空航天及其他運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)兩項(xiàng)，此處仍沿用交通運(yùn)輸設(shè)備制造業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

表1　行業(yè)代碼及名稱

2.2指標(biāo)說(shuō)明

在采用DEA方法對(duì)行業(yè)生態(tài)效率評(píng)價(jià)的已有研究中，主要選擇了以下一些指標(biāo)進(jìn)行測(cè)算，見(jiàn)表2所示。

表2　行業(yè)生態(tài)效率的指標(biāo)

依據(jù)WBSCD給出的生態(tài)效率的定義，兼顧數(shù)據(jù)的可獲得性，此處以工業(yè)增加值作為期望產(chǎn)出指標(biāo)，以工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)固體廢物排放總量作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)，以資本存量、從業(yè)人數(shù)、能源消費(fèi)總量作為投入指標(biāo)。其中，2008年以前的各行業(yè)工業(yè)增加值可直接從年鑒中查詢到，2008年以后的未公布，本文借鑒高越等的做法，在2007年工業(yè)增加值的基礎(chǔ)上，依據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站公布的工業(yè)分行業(yè)增加值增長(zhǎng)速度以及經(jīng)調(diào)整的工業(yè)品出廠價(jià)格指數(shù)，依次計(jì)算出2008—2014年各年的工業(yè)增加值，并通過(guò)固定資產(chǎn)價(jià)格指數(shù)（以2005年為基期，且2005年的固定資產(chǎn)價(jià)格指數(shù)定為100）進(jìn)行剔除物價(jià)波動(dòng)的因素。資本存量采用常用處理公式算得，計(jì)算公式如下：

式中：Kt為t期的資本存量；Kt-1為t-1期的資本存量；δt為t期的固定資產(chǎn)折舊率；It為t期的固定資產(chǎn)投資額。

固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目按屬性可分為建筑類和設(shè)備類。此處折舊率的計(jì)算借鑒相關(guān)文獻(xiàn)的做法，將建筑類固定資產(chǎn)投資的折舊年限設(shè)為46年，設(shè)備類的設(shè)為19年；將建筑類和設(shè)備類的投資比例分別定為73.4%和26.6%，并依據(jù)國(guó)家規(guī)定的固定資產(chǎn)殘值率固定為5%，借助公式（3）得出λ建筑=0.063和λ設(shè)備=0.146，再以兩者的投資比例作為權(quán)重，加權(quán)平均后算得的全部固定資產(chǎn)投資的折舊率為0.085。

式中：dt為固定資產(chǎn)的相對(duì)效率；λ為折舊率；t為年數(shù)。

當(dāng)期的實(shí)際固定資產(chǎn)投資額以年鑒中的當(dāng)期固定資產(chǎn)投資總額除以上述固定資產(chǎn)價(jià)格指數(shù)平減后得到?；?005年的資本存量來(lái)自于國(guó)研網(wǎng)文獻(xiàn)，2006—2014年的資本存量以公式（2）依次算得。

3　實(shí)證分析與結(jié)果

采用DEA-solver Pro 5.0軟件，選擇Undesirable Output（Bad output-c）模型對(duì)所選指標(biāo)值進(jìn)行測(cè)算，得到36個(gè)行業(yè)2005—2014年各年的ρ*值，限于篇幅此處僅列出了部分結(jié)果，見(jiàn)表3和表4所示。從全部行業(yè)的ρ*結(jié)果求得均值僅有0.09，每年僅有H9行業(yè)即煙草制品業(yè)達(dá)到了1，大部分其他行業(yè)遠(yuǎn)低于1，可見(jiàn)當(dāng)前我國(guó)工業(yè)行業(yè)的生態(tài)效率尚處于較低的水平。圖1中顯示了9年36個(gè)行業(yè)的生態(tài)效率走勢(shì)，更直觀地反映了這一結(jié)論。

表3　2005—2014年H1-H8行業(yè)ρ*值

表4　2005—2014年H9-H16行業(yè)ρ*值

圖1　行業(yè)生態(tài)效率走勢(shì)圖

4　結(jié)論

在對(duì)比綜合評(píng)價(jià)、物流分析和生態(tài)效率三種主要評(píng)價(jià)模式的基礎(chǔ)上，本文選擇產(chǎn)業(yè)生態(tài)效率作為衡量產(chǎn)業(yè)生態(tài)水平的變量。通過(guò)SBM-DEA模型，以工業(yè)增加值作為期望產(chǎn)出指標(biāo)，工業(yè)廢水排放總量、工業(yè)廢氣排放總量、工業(yè)固體廢物排放總量作為非期望產(chǎn)出指標(biāo)，資本存量、從業(yè)人數(shù)、能源消費(fèi)總量作為投入指標(biāo)。計(jì)算出的產(chǎn)業(yè)生態(tài)效率值ρ*的結(jié)果顯示，2005—2014年間每一年僅有較少行業(yè)的ρ*值達(dá)到1，可見(jiàn)當(dāng)前我國(guó)工業(yè)行業(yè)的生態(tài)效率尚處于較低的水平。因而，如何進(jìn)行產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型，提高產(chǎn)業(yè)生態(tài)水平將成為十三五期間亟須解決的重大問(wèn)題。

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（責(zé)任編輯/浩天）

F062.9

A

1002-6487（2016）22-0057-03

國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金資助項(xiàng)目（14BJY215）；江蘇省教育廳哲學(xué)社會(huì)科學(xué)項(xiàng)目（2014SJB741）

陳蘭（1982—），女，江蘇鹽城人，博士，講師，研究方向：技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)生態(tài)轉(zhuǎn)型。