成都可持续发展能力研究

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中图分类号:F019 文献标识码:A

内容摘要:本文从投入产出角度出发,结合可持续发展的指标建立了DEA(数据包络分析)模型,分析了成都市的发展轨迹。文章发现成都市在1997-2006年这10年间可持续发展能力逐渐增强,而技术无效性是影响可持续发展能力的主要因素。然后进一步分析非DEA有效的年份,通过计算各指标投入冗余、产出不足,指出以后改进的方向。

关键词:成都 可持续发展能力 DEA模型

城市可持续发展能力研究现状

目前,可持续发展已为人们所广泛接受。近年来,国内外学者从生态学、经济学、社会学等多个角度对其进行了探讨。从城市可持续发展的角度看:

周国敏、毛韩英、杨艳峰等用主成分分析法分析了影响福建在未来20年内可持续发展的一些重要问题,如可持续发展经济、城镇化和协调发展的城市体系,并提出了相应的对策和建议。

武玉英、何喜军从投入产出角度出发,结合可持续发展的指标,建立DEA 模型评价北京近10年来可持续发展状况,得出北京具有可持续发展的基础和能力,而提高人力、物力、资源的利用率与组合优化度,兼顾规模效益与技术有效性,同时协调好与环境的关系,发展循环经济是发展与可持续并行的关键。

四川省成都市是目前西部地区现代化水平比较高、综合实力比较强的一个城市。它的可持续发展对整个西部地区竞争力提升及可持续发展将起到促进和带动作用。

DEA方法的基本模型

本文运用评价规模有效性和技术有效性的C2R模型。该方法在不需要给出投入产出数理函数关系和权重假设的前提下,仅利用投入产出的观察数据,就能给出综合的标量值,以此评价不同决策单元的相对有效程度。

决策单元DMUj的相对有效性建立在相互比较的基础上,每个决策单元的有效性紧密依赖于综合输入和综合输出的比(投入―产出比)。每个决策单元可以分别建立C2R模型,如下所示(为方便记DMUj0对应的输入,输出数据分别为x0=xj0,y0=yj0,1

上式中s+和s-表示松弛变量,e=[1,1,...,1]T;ε为阿基米德无穷小量,计算时取ε=10-7。若规划问题的最优解为λ*,θ*,s*+,s*-,当θ*=1时,则决策单元j0为弱DEA有效;当θ*=1,且s*+=s*-=0时,则决策单元j0为DEA相对有效。

基于DEA的成都可持续发展能力研究

(一)指标的确定

从系统论观点出发,成都市的可持续发展系统是个复杂的巨系统,包括:资源、经济、环境、人口与社会五个子系统。

1.资源角度。描述资源子系统的指标有很多,例如能源产出总量、能源年消耗总量等。能源是一种重要的资源,是成都市发展的重要基础保障,并且能源的投入比能源的产出更能说明发展的可持续性。所以本文选取能源年消耗总量为输入指标。

2.经济角度。经济子系统中一个很重要的指标就是人均GDP ,因此在发展过程中,投入人力、物力,并考虑环境问题的同时,反映经济上的产出情况就显得尤其重要。因此,文章把人均GDP 作为反映经济状况的输出指标。

3.环境角度。文章选取了成都市历年治理污染所投入的资金作为输入指标,从投入产出角度指出在减少污染的同时需要减少治理污染的费用支出。因此选取环保资金投入作为输入指标。

4.人口角度。现在成都市面临着人口基数大、增长量大、人口密度趋向日益增高的状况。描述人口子系统的指标很多,例如人口数、人口出生率、死亡率、从业人数和失业人数等。但本文更多考虑的是城市的可持续发展,所以选取从业人员的投入情况作为输入指标。

5.社会角度。反映社会子系统状况的指标很多,例如保险与福利状况、居民平均消费水平等。但为了简化问题, 本文从居民的消费水平出发,因为消费水平的提高同样能够在一定程度上反映社会的稳定程度以及其他的状况。所以选取了居民平均消费水平作为输出指标。

综合以上部分,文章选取了每个子系统关键的指标作为输入、输出的指标。其中输入指标为从业人数、能源消耗总量、环保资金投入;输出指标为居民平均消费水平与人均GDP。

资料来源:1997-2006年成都市各指标的数据来自《成都统计年鉴》、《四川省统计年鉴》。

(二)模型的建立与求解

根据以上数据得出DEA模型,对所建立的模型用EMS软件求解,可得出成都市1997-2006年的投入产出结果(见表1)。

(三)模型结果分析

从表1的评价结果可以对成都近10年来发展的投入产出状况进行分析:1997、2001、2003、2004、2005、2006年评价结果为DEA 有效,即投入与产出达到了最优的状态,其技术和规模效益都有效。同时反映了成都近10年的发展中有6年的投入与产出有效性都达到了最优,有效率达到了60%,说明成都的发展已经充分注意到了整个系统的协调,设法提高投入产出的效率。

1998年出现了第一次DEA无效,随着1999年西部大开发战略实施,通过制定产业政策,引导投资流向,针对成都经济长期处于规模效益递增的情况,动员各方面的资本参与开发,促进了区域经济的协调发展,也使得1998年以后的2年(1999年、2000年)可持续发展能力逐渐增强(由θ值可看出),后来出现了2001年的DEA有效。1998年到2000年这DEA无效的三年其主要表现是随着投入量保持较大幅度的增加,对应的产出虽也有较大幅度增加,但速度较慢。这是成都经济进入调整和积聚力量的时期。从DEA值形成的时间序列可以看出,成都经济发展的DEA值呈现有效―无效―有效―无效―有效的过程。这说明,成都经济具有自身调节能力,能随时间发展不断优化投入结构。

对表1中非DEA 有效的年份通过分析得:所有的非DEA 有效的单元均为技术无效,说明各资源之间的组合没有达到最优,存在输入剩余或者输出亏空。从K值可以分析1998年、1999年、2000年、2002年的投入产出是规模效益递增的。综合技术无效可以分析,规模效益递增的取得也大多是依靠资源的大量投入,但对技术的依赖性以及投入产出的效率依然不高。这与成都发展的状况在一定程度上相符合。

(四)对非DEA有效的单元进行改进

保持现有产出不变,根据公式x=(1-θ*)x0+s-*可计算出各个投入指标可节约量(见表2),即现有投入的投入剩余。

首先,从对非DEA 有效的单元进行调整,得出成都市在2003年以前的发展过程中,发展曲线大体上沿着可持续的轨迹不仅是通过大量的投入人力资源而取得,同时也消耗了大量的能源和付出了巨大的环境代价,这从发展过程中人力可节约量、能源消费可节约量与环保投入可节约量可以看出。

其次,纵观1997-2006年(除去DEA有效的年份),前两项指标上的投入剩余是直线前进的,也就是说成都市在对于人力、物力、资源的利用上都有很大的改进;在环保方面的投入上,剩余量波动幅度虽不是直线前进的,但是大体上来说可节约量是越来越小的。这也说明成都市发展经济的同时,逐渐重视污染的治理。

成都可持续发展能力研究结论及建议

(一)成都可持续发展能力研究结论

由上述部分对成都可持续发展能力做出的定量分析,可以总结出以下几点:

在最近的10年中,成都的DEA有效率达到了60%。

从成都的非DEA有效年份可以看出,它们经济的增长主要是通过大量的投入人力资源而取得,同时也消耗了大量的能源和付出了巨大的环境代价。这也说明成都经济增长的方式有待改进。

从DEA值形成的时间序列可以发现:成都市经济发展的DEA值呈现出有效―无效―有效―无效―有效的过程。这说明成都市经济具有一定的自身调节能力,能随时间发展不断优化投入结构。

成都市相应的K值均要大一些(1999年除外),且相应年份规模效率值(K值)均在0.94以上,说明现有投入与最佳投入差距并不很大。这很好的说明了成都市对资源的有效利用率比较高。

(二)成都可持续发展能力提升建议

鉴于成都市资源和环境所面临的问题,对于成都地区未来的发展,以及如何做到发展和可持续性并行,提出如下建议:

应当加快工业结构调整与产业升级。加大产业的技术改造,提高投入的技术有效性。工业经济发展要继续改变高投入、高消耗、高产出的生产模式,提高企业技术创新能力。

参考文献:

1.张俊军,许学强,魏清泉.中国城市可持续发展研究进展[J].地域研究与开发,1999(1)

2.许学强,张俊军.广州城市可持续发展的综合研究[J].地理学报,2001(1)

3.Zhou Guo-min, Mao Han-ying, Yang Yan-feng. Problems and countermeasures of sustainable development inFujianProvince in the new century. The Journal of Chinese Geography. vol.10.No.4.2000

4.武玉英,何喜军.基于DEA方法的北京可持续发展能力评价[J].系统工程理论与实践,2006,3(16)

5.魏权龄.数据包络分析(DEA).科学通报,2000(17)

作者简介:

赵伟,男,四川大学工商管理学院硕士,研究方向:管理科学及数量经济学。

谭修,男,四川大学工商管理学院硕士,研究方向:管理科学。

贺昌政,男,四川大学工商管理学院教授、博士生导师,研究方向:数据挖掘、系统建模。