基于非径向BM_DEA模型的我国产业生态效率测算_陈兰

Kt = It + (1 - δt )Kt - 1
（2）
式中： Kt 为 t 期的资本存量； Kt - 1 为 t - 1 期的资本存 量； δt 为t期的固定资产折旧率； It 为t期的固定资产投资额。 固定资产投资项目按属性可分为建筑类和设备类。此 处折旧率的计算借鉴相关文献的做法， 将建筑类固定资产 投资的折旧年限设为 46 年， 设备类的设为 19 年； 将建筑类 和设备类的投资比例分别定为 73.4%和 26.6%， 并依据国家 规 定 的 固 定 资 产 残 值 率 固 定 为 5% ， 借助公式 （3） 得出
物质资源的利用效率并反映产业生态状况。相较于另外 0 引言 经济高速增长的 “中国模式” 背后， 是环境恶化、 生态 破坏等环境问题的日益凸显， 这已成为阻碍我国经济持续 发展的重要因素。2008 年美国金融危机引发了全球经济 的滞缓， 世界各国纷纷寻找新的经济增长点。以欧盟为首 的低碳绿色经济变革成为新一轮经济发展的核心元素， 美 国、 日本等发达国家力推绿色新政， 积极制定阶段性刺激 计划以实现生态转型基础上的经济复苏和可持续发展。 在世界经济发展的新趋势下， 中国同时面临着机遇与挑 战。党的十八大确立了生态文明建设的突出地位， 在最新 公布的 《十三五规划建议》 中多次提及绿色发展理念。可 见， 创新驱动生态经济已经受到中央政府的高度重视。 2015 年 “一带一路” 规划正式出台， 而生态文明的建设将 是此规划实施的关键一环。 产业生态转型是生态文明建设的产业基础。一直以 来， 我国的经济增长都是建立在高能耗、 高投入、 低产出的 基础之上。这种路径的锁定已造成了大量资源和能源的 紧缺， 继而制约了经济的长期发展。转变现有产业模式、 实现生态转型是突破经济发展与生态环境不协调的根本 方法。在产业生态转型战略下， 对我国当前产业生态水平 进行总体把握具有重要意义。 1 方法选择与模型设计 产业生态转型强调整个生产过程的生态性， 因此关于 产业生态水平的评价相对较困难。国内外学者采用的评 价模式主要有三种： 综合评价、 物质流分析和生态效率。 综合评价主要是通过构建几大类或几个指标体系以不同 的方法进行研究， 多用于宏观层面的产业生态水平分析； 物质流分析以测量经济系统中物质资源量的流动来分析 两种方法， 物质流分析不考察价值流， 偏重于生态性的考 量， 缺少了经济性的考量。同时， 该方法需要投入产出的 完整数据， 而一般中微观层面的经济体的相关数据统计不 全而使之难以推广应用， 目前主要用于宏观层面研究。生 态效率一词包含了生态性和经济性两大指标的运算， 更能 揭示生态产业的本质内涵， 多应用于企业或行业层面的研 究。兼顾本研究对象设为中观产业层面的考虑， 本文选择 生态效率变量进行评价。 生态效率通过经济价值量与环境压力之比进行测 度。经济价值量较容易确定， 一般用工业增加值或工业产 值来表征； 然而， 环境压力涉及到多个指标的测算， 包括水 NO2 年排放 资源利用总量、 建设用地总量、 SO2 年排放量、 量、 PM10 年排放量、 COD 年排放量、 氨氮年排放量等， 需要 通过这些指标的加权计算才能得出环境压力值。问题在 于如何合理有效地分配各指标的权重？已有文献中采用 的方法可以分为两类。第一类较依赖主观评判， 包括单一 环境影响指标下的生态效率测算和多个环境影响指标下 的生态效率综合测算。单一环境影响指标下的测算非常 简易， 但是反映的信息量很零散， 无法获得总体效率的理 解。综合测算克服了这个缺陷， 但难以客观科学地反映真 实效率状况。近几年来， 国内学者开始将生态效率细分为 资源效率和环境效率两个维度进行考察， 并用两者的平方 根公式算得生态效率值。第二类是运用 DEA 模型进行相 对效率的考量。此方法采用了模型依据数据统计自动对 环境指标赋权的客观方法， 摒弃了主观影响因素， 相对较 科学。 DEA 采用数学规划的思想， 可以针对多投入和多产出 指标在无需借助任何函数模型的基础上运行。目前为止， 基于 DEA 方法的模型一般可分为两类： 径向模型与非径 向模型。径向模型的主要特点体现在通过同比例缩小输 入指标值或放大输出指标值来确定非 DEA 有效单元。而
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郭文、 孙涛 SBM-DEA
资本存量、 行业从业人数、期望产出： 行业总产值、 非 能源 期望产出 CO2 排放量、 消费 SO2 排放量
依据 WBSCD 给出的生态效率的定义， 兼顾数据的可获 得性， 此处以工业增加值作为期望产出指标， 以工业废水排 放总量、 工业废气排放总量、 工业固体废物排放总量作为非 期望产出指标， 以资本存量、 从业人数、 能源消费总量作为 投入指标。其中， 2008 年以前的各行业工业增加值可直接 从年鉴中查询到， 2008 年以后的未公布， 本文借鉴高越等的 做法， 在 2007 年工业增加值的基础上， 依据国家统计局网 站公布的工业分行业增加值增长速度以及经调整的工业品 出厂价格指数， 依次计算出 2008—2014 年各年的工业增加 值， 并通过固定资产价格指数 （以 2005 年为基期， 且 2005 年 的固定资产价格指数定为 100） 进行剔除物价波动的因素。 资本存量采用常用处理公式算得， 计算公式如下：
g
H18 石油加工、 炼焦及核燃料加工业 H36
2.2 （1）
-
指标说明 在采用 DEA 方法对行业生态效率评价的已有研究
中， 主要选择了以下一些指标进行测算， 见表 2 所示。
表2 作者 评价模型 行业生态效率的指标 输入指标 输出指标 工业总产值
s.t. : x0 = Xλ + s ， y = Y λ - s ， y = Y λ + s ，s ， λ³0 s ， sb ，
éæ m s- ö 1- 1 å i ÷ ρ* = min êç ç m i = 1 xi0 ÷ êè ø ë
g s1 s2 æ öù s sb r ú ç1 + 1 (å r +å b )÷ g ç ÷ s1 + s 2 r = 1 y r = 1 y r0 ú r0 è øû
表1 代码 H1 H2 H3 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 行业名称 煤炭开采和洗选业
基金项目： 国家社会科学基金资助项目 （14BJY215） ； 江苏省教育厅哲学社会科学项目 （2014SJB741） 作者简介： 陈 兰 （1982—） ， 女， 江苏盐城人， 博士， 讲师， 研究方向： 技术创新与产业生态转型。
统计与决策２０1 6 年第 22 期㊃总第 466 期
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决策参考
行业代码及名称 代码 H19 H20 H21 H22 H23 H24 H25 H26 H27 H28 H29 行业名称 化学原料及化学制品制造业 医药制造业 化学纤维制造业 橡胶和塑料制品业 非金属矿物制品业 黑色金属冶炼及压延加工业 有色金属冶炼及压延加工业 金属制品业 通用设备制造业 专用设备制造业 交通运输设备制造业 电气机械及器材制造业 通信设备、 计算机及其他 电子设备制造业 仪器仪表及文化、 办公用 机械制造业 工艺品及其他制造业 电力、 热力的生产与供应业 燃气生产和供应业 水的生产与供应业
工业增加值
DMU 非有效， 可以依据松弛量进行改进优 效； 当 ρ* 1 时， 化。由于此模型为非线性规划模型， 可依据Charnes-Cooper 的转换方法转换为线性规划模型进而求解。 2 数据与指标说明 2.1 数据说明 本文数据主要来自于 《中国年鉴》 、 《中国环境统计年 鉴》 、 《中国环境年鉴》 和 《工业科技活动统计年鉴》 。其中 2015 年的 《中国环境统计年鉴》 尚未出版， 出于数据的可 获得性和完整性， 此处选择工业类行业进行具体分析， 并 将时间节点选择在 2006—2014 年间。按照国家统计局最 新制定的 《国民经济行业分类 （GB/T 4757-2011） 》 标准， 选 择属于 B 类 （采矿业） 、 C类 （制造业） 、 D类 （电力、 热力、 燃 气及水生产和供应业） 的细分工业行业为例， 共 36 个行 业 （见表 1） 。其中 B 类中的开采辅助活动和其他采矿业、 C 类中的废弃资源综合利用业、 金属制品、 机械和设备修 理业， 由于数据不全， 予以剔除； 橡胶制品业和塑料制品业 在新标准中进行了合并， 命名为橡胶和塑料制品业， 该项 数据由原先两项的加总合并得来； 新标准另将以往的交通 运输设备制造业拆分为汽车制造业和铁路、 船舶、 航空航 天及其他运输设备制造业两项， 此处仍沿用交通运输设备 制造业进行统计。
g
g 0
g
g
b 0
b
b

式中： s- ， s ， sb 分别为投入变量、 期望产出变量和非 同时满足 期望产出变量的松弛量；ρ* 值是严格递减的，
0 £ ρ* £ 1 。当 ρ* = 1 ， 同时 s- = 0 、 s =0、 sb = 0 时， DMU 有
g
g
工业废水排放总量、 工业废 张雄化、 Malmquist气排放总量、 工业固体废物 邓翔 DEA 产生总量 杨文举 BCC 工业废水排放总量、 工业废 气排放总量、 工业固体废物 排放总量
石油和天然气开采业 黑色金属矿采选业 有色金属矿采选业 非金属矿采选业 农副产品加工业 食品制造业 饮料制造业 烟草制品业 纺织业 纺织服装、 鞋、 帽制造业 木材加工及木、 竹、 藤、 棕、 草制品业 家具制造业 造纸及纸制品业 印刷业和记录媒介的复制 文教体育用品制造业
H12 皮革、 毛皮、 羽毛 （绒） 及其制品业 H30 H13 H14 H15 H16 H17 H31 H32 H33 H34 H35
统计与决策２０1 6 年第 22 期㊃总第 466 期
决策参考
再以两者的投资比例作为权 λ建筑 = 0.063 和 λ设备 = 0.146 ， 重， 加权平均后算得的全部固定资产投资的折旧率为0.085。
dt = (1 - λ)t
（3）
t 为年数。 式中： dt 为固定资产的相对效率； λ 为折旧率； 当期的实际固定资产投资额以年鉴中的当期固定资 产投资总额除以上述固定资产价格指数平减后得到。基 期 2005 年的资本存量来自于国研网文献， 2006—2014 年 的资本存量以公式 （2） 依次算得。 3 实证分析与结果 采用 DEA-solver Pro 5.0 软件， 选择 Undesirable Output （Bad output-c） 模型对所选指标值进行测算， 得到 36 个行 限于篇幅此处仅列出了部 业 2005—2014 年各年的 ρ* 值， 分结果， 见表 3 和表 4 所示。从全部行业的 ρ* 结果求得均 值仅有 0.09， 每年仅有 H9 行业即烟草制品业达到了 1， 大 部分其他行业远低于 1， 可见当前我国工业行业的生态效 率尚处于较低的水平。图 1 中显示了 9 年 36 个行业的生 态效率走势， 更直观地反映了这一结论。