重庆市2005—2015年工业绿色发展指数测算与分析
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[摘要]工业作为经济社会发展的重要组成部分,是资源消耗和污染排放的“主力军”,实现工业发展的绿色转型升级,是缓解当前工业发展与能源资源环境的冲突矛盾的必然选择。文章通过熵权-TOPSIS模型,对重庆市2005—2015年工业绿色发展指数进行测算与分析,并结合非期望产出SBM模型测度分析了其发展效率的变化情况。得出以下结论:①2005—2015年重庆市工业绿色发展指数总体呈现先波动下降后波动上升的趋势,其最低值为2009年的02286,最高值为2014年的06036,涨幅高达164%,表明10年来重庆市工业绿色发展取得较大提升。②四个分指数中资源利用效率指数呈现先降后升的趋势,环境治理强度指数呈现大幅度波动上升趋势,增长质量水平指数呈现小幅度波动且近似直线上升的趋势,绿色发展潜力指数呈现波动上升的趋势。③2005—2015年重庆市工业绿色发展指数的发展效率总体呈上升并趋于稳定的态势。以2010年为节点,前期逐年上升,后期保持基本不变,表明重庆市2005—2015年工业绿色发展指数呈现良好发展态势。
[关键词]重庆市;熵权-TOPSIS模型;工业绿色发展指数;非期望产出SBM模型
[DOI]1013939/jcnkizgsc201913054
1前言
据重庆市国民经济和社会发展统计公报可知,2017年全年实现工业增加值658708亿元,占地区生产总值的338%。工业作为重庆市经济增长的主要素之一,也是资源消耗和污染排放的“主力军”。[1]加快重庆市工业发展的绿色转型升级,是缓解当前工业发展与能源资源环境矛盾的必然选择。[2]绿色经济是指不超过自然和社会的承受极限,以市场为导向、以传统产业经济为基础,实现经济与环境和谐的一种新型经济形式。工业绿色发展理论是基于绿色经济理论衍生而来,都是响应可持续发展的产物。目前学术界对工业绿色发展的内涵达成的基本共识,主要涉及资源节约、环境保护、技术进步和工业经济持续增长这四方面[3-8],是依托技术创新实现高效利用与低碳排放,达到经济增长和循环发展的良性健康的绿色发展模式。目前关于工业绿色发展的研究尚不多见,其研究内容仅限于理论深入[9]、发展水平评估[10-11]、指标体系[12]、效率及影响因素[13]等。
在工业绿色发展指数的研究方面,主要有杨佳慧等的《湖南省工业绿色发展指数测算与分析》[14]与王傲雪的《中国地区工业绿色发展指数测度及影响因素研究》。[15]前者借助DEA-GRS模型,对湖南省14个州市的工业绿色发展指数的地域差异进行测算排序,但构建的指标体系还不够完备。后者利用DEA-BCC模型测算分析了2005—2014年中国30个省市的工业绿色发展指数,并详细分析探讨了地区工业绿色发展指数的几大影响因子。但该篇文章所选指标代表性欠缺,导致工业绿色发展指数测算不够完备,且投入变量的变化所引起的相关测算结果分析也不够深入。因此,目前对于工业绿色发展指数的研究还任重道远。
涉及重庆市工业绿色发展的研究方面,主要以发展水平的评估和战略建议为主[16-17],且研究年份较早,涉及的绿色发展理念与当前截然不同,参考价值有限,目前对重庆市工业绿色发展指数的相关研究还尚未见到。因此,本文基于熵权-TOPSIS模型,对重庆市2005—2015年工业绿色发展指数进行测算分析,对相关结果和影响因素进行初步探讨;并结合非期望产出SBM模型,测度评估工业绿色发展指数的发展效率,以期为绿色发展与生态文明建设研究提供参考案例。
2研究区概况
重庆市位于中国西南部、长江上游地区,幅员面积824万平方千米,与两湖、贵川及陕西相邻。地势由南北向长江河谷逐级降低,山地面积占76%,是名副其实的“山城”。重庆属亚热带湿润季风气候,大部分地区年降水量在1000~1350毫米之间,尤以春夏之交“巴山夜雨”为甚;最热月均温26~29℃,是名副其实的“火炉”。在地形和气候双重作用下,年平均雾日104天,是名副其实的“雾都”。农业发达、交通便利,煤、天然气等矿产资源丰富。重庆市历来是重工业城市,由于各种历史原因,高投入、高消耗、高污染的结构性矛盾突出[18],工业绿色发展水平总体偏低。
2数据来源与研究方法
21数据来源
文章基于《重庆市统计年鉴》(2006—2016)《中国工业统计年鉴》(2006—2016)《中国环境统计年鉴》(2006—2016)与重庆市国民经济与社会发展统计公报等权威数据,数据来源统计口径基本一致,可保证数据的可靠性与准确性(个别年份数据缺失,运用插值法补全数据)。
22評价指标体系的构建
文章对于指标体系的构建,遵循系统性、典型性、动态性等原则,参考借鉴学术界和政府部门在构建工业绿色发展评价指标体系的有益经验[10-13][19-21],结合重庆市近年来工业发展的政策重点,考虑数据的可得性和可操作性,目标层为工业绿色发展指数,从资源利用效率、环境治理强度、增长质量水平和绿色发展潜力四个系统层,构建了包含亿元工业增加值电耗、规上工业企业取水量、万元工业产值能耗、单位工业增加值用地量等24个分指标层的重庆市工业绿色发展指数的评价指标体系(表1)。
23研究方法
231数据标准化
为排除量纲不统一所造成缺乏可比性的影响,对存在差异的统计指标进行无量钢化处理。根据指标体系中各项指标的正负属性,文章主要采用极差法进行标准化处理。[22]正项指标计算公式为:
Ki = ( Xi – Xmin ) / (Xmax– Xmin)(1)
负向指标计算公式为:
Ki = ( Xmax – Xi) / (Xmax– Xmin)(2)
式中:Xi为评价因子实测值;Xmax为评价因子实测最大值;Xmin为评价因子实测最小值;Ki为标准化之后的指标值。 232权重确定
文章考虑到每个指标不同程度的绿色发展支撑作用,故采用客观性强、挖掘利用最充分,对于总体与部分的绿色发展指数水平都有准确反映的熵值法来确定各指标权重的大小。利用上述式(1)式(2),并结合熵权法的具体步骤[23],得到重庆市工业绿色发展指数各指标体系的权重系数(见表1)。
233TOPSIS模型
文章主要研究2005—2015这一时间维度的重庆市工业绿色发展指数的对比分析,故采用适用于多项目、多层次指标体系,同时也适用于时间维和空间维的TOPSIS模型来进行重庆市2005—2015年工业绿色发展指数的测算与分析。该方法是在正负理想解构成的有限方案中找出中最优与最劣方案,确定评价对象与最优方案的相对距离来进行排序和评价优劣的一种方法。[23]
(1)确定正负理想解 正理想解为所有决策对象中属性值最优者,负理想解为所有决策对象中属性最劣者。即:
正理想解:A+=(maxRi1,maxRi2,...,maxRin)(1≤i≤m)(3)
负理想解:A-=(minRi1,minRi2,...,minRin)(1≤i≤m)(4)
式中:Rij为第i个样本第j个指标的规范化数据;(i=1,2,3,...,m;j=1,2,3,...,n)
(2)计算指标与正负理想解的加权距离。
D+i=Σnj=1Wj(Rj+-Rij)2(5)
D-i=Σnj=1Wj(Rj--Rij)2(6)
式中:Di+与Di-分别表示第i个评价对象与最优方案与最劣方案的距离,Wj为第j个指标的权重系数,Rj+与Rj-分别表示正理想解(最优方案)与负理想解(最劣方案)。
(3)采用贴进度大小Ci刻画各样本评价的综合效应,即Ci值越大,该年份的综合效益越好,即工业绿色发展指数越高;反之,该年份的综合效益与工业绿色发展指数越差越低。
Ci=D-iD+i+D-i(i=1,2,3,...,m;0≤Ci≤1)(7)
234非期望产出SBM模型
非期望产出SBM模型是一种基于松弛变量评价决策单元效率的非径向DEA模型的方法,是直接将松弛变量纳入到目标函数中,避免了径向和角度对测量结果的影响,使实际利润最大化。[24-25]文章采用非期望产出的SBM模型,对重庆市工业绿色发展指数的发展效率进行测度与评估,具体步骤参见文献。[26]另外,上述方法涉及三类指标:一是要素投入。主要考虑劳动、资本、能源三类要素,分别以规上工企从业人员平均人数(万元)、全社会工业固定资产投资(万元)、万元工业产值能耗(吨标煤/万元)为代理变量。二是期望产出。以工业增加值(亿元)为代理变量。三是非期望产出。即工业生产过程中的温室气体和环境污染物等。选用工业废气排放总量(亿标立方米)、工业废水排放量(万吨)、工业固废排放量(万吨)、工业烟尘排放量(万吨)、工业二氧化硫排放量(万吨)为代理变量。
3结果与分析
31重庆市工业绿色发展指数综合评价结果分析
运用上述TOPSIS模型中的测算公式,并结合熵权法得到客观赋权值(表1 ),测算得到其贴进度大小Ci,即重庆市2005—2015年工业绿色发展指数(图1)。
2005—2015年重庆市工业绿色发展指数呈先波动下降后波动上升的趋势。期间工业绿色发展指数的最低值为2009年的02286,工业绿色发展指数的最高值为2014年的06036,涨幅高达164%;且2015年工业绿色发展指数比2005年上涨了8353%,表明10年来重庆市工业绿色发展取得较大提升。
其一,在工业绿色发展指数趋势线以上的2006—2008年、2011—2013年、2013—2015年,总体上呈现上升趋势,大体表現为以3年为周期的“倒V”字型波动起伏阶段。第一个2006—2008年的“倒V”阶段,工业绿色发展指数值由02409上升至03599再下降至02933,主要原因可能是该阶段并未受大环境影响,经济平稳较快发展,对工业绿色发展的投入也处于稳定阶段;第二个2011—2013年的“倒V”阶段,工业绿色发展指数值由04225上升至04789再下降至04759,第三个2013—2015年的“倒V”阶段,工业绿色发展指数值由04759上升至十年间的最高值06036再下降至05418,主要原因是这两个阶段都处于社会经济的恢复和后续发展阶段,经济发展逐渐恢复并出现回升,对工业绿色发展的投入和政策扶持等逐渐完善并落实到位,工业绿色发展指数得以提升。
其二,在工业绿色发展指数趋势线以下的2008—2011年,呈现与上述三个阶段不同的“V”字型的由降到升的大体趋势。工业绿色发展指数值承接第一个小巅峰2007年的03599持续下降至十年间的最低值02286,随后才开始出现回升,上升至2011年的04225。下降的原因可能是当时受国际国内大环境影响,经济发展放缓,对工业绿色发展各方面的投入与支撑减少,导致工业绿色发展指数降低。2011年工业绿色发展指数大幅度提升,其原因主要有当时处于“十二五”规划的开局阶段,绿色发展要求与生态环境建设的各项规划落到实处,同时工业企业自身逐渐注重研发经费的投入,内部机制的自主创新等都成为提升该阶段工业绿色发展指数的不竭动力。
32重庆市工业绿色发展指数各分指数评价分析
运用上述TOPSIS模型并结合熵权法计算得到客观赋权值(见表1),测算得到重庆市2005—2015年工业绿色发展指数各分指数值的变化情况(见图2)。
321资源利用效率分指数变化特征
资源利用效率指数总体上呈现先降后升的趋势。以2010年为节点,前期快速下降,后期缓慢上升。该分指数的评价内容包含工业发展中的电耗、水耗、能耗、用地量以及工业固废的综合利用率,其指数值的高低主要取决于科技水平的高低。前期快速下降的主要原因是该阶段经济发展进程加快,工业作为重庆市经济增长的主体,其所需的资源能源等大量增加,科技水平与资源循环利用的技术水平较低,故资源利用的效率较低。后期缓慢上升的主要原因一是科技发展水平的提高,二是“十二五”规划对绿色发展与生态建设的投入加大,资源利用效率指数得以缓慢回升。 322环境治理强度分指数变化特征
环境治理强度指数总体呈现大幅度波动上升趋势。环境治理强度指数的最高值为2007年的05149,最低值为2006年的02164。该指数的评价内容包含工业生产过程中的“三废”排量、建成区绿化覆盖率、人均工业污染治理投资与工业污染治理投资占工业增加值比重。工业增加值的增长离不开资源能源等的投入,由此形成的各种工业“废物”排放量的降低,也成为工业发展实现集约化转型的表现之一。
323增长质量水平分指数变化特征
增长质量水平指数呈现小幅度波动近似直线上升的趋势。增长质量水平指数的最低值为2005年的0021,最高值为2015年的0885,增长4114%,最值分布为本研究期间的起止年份,表明增长质量水平指数发展态势良好。该分指数的评价内容体现工业企业的生产过程,即投入和产出过程。从评价内容可知,影响该分指数值的大小主要取决于工业企业自身规模质量的大小,涉及利润、人员、效率等多个方面。随着经济发展与工业自身规模质量的日新月异,与“十二五”等政策规划的践行,工业企业对自身规模与质量水平都提出了更高的要求,依托技术与效率来实现产值和利润的增长,逐渐成为企业实现增长、提高竞争力的有力手段,从而促进增长质量水平指数值实现稳步上升。
324绿色发展潜力分指数变化特征
绿色发展潜力指数总体呈现波动上升的趋势。以2010年为节点,前期缓慢下降,后期呈现快速波动上升的趋势。该分指数的评价内容主要为工业企业的R&D活动,即R&D活动的经费投入与支出、人员数与专利数,以及与之带来的新产品销售收入。从评价内容可知,影响该分指数的主要因素为R&D活动,即基础研究、应用研究与试验发展的投入比重决定了绿色发展潜力指数值的大小。随着后续工业企业竞争力和竞争因素的专业化与多元化,该影响因素会发挥越来越大的作用,对绿色发展潜力指数的影响也将愈来愈大。
纵观10年来各分指数的变化情况,2005—2007年间,资源利用效率指数值最高,2007—2010年间,环境治理强度指数值达到最高峰,2010—2015年增长质量水平指数快速上升,达到最高值。
33重庆市工业绿色发展指数发展效率评估
根据上述非期望产出SBM模型,结合三类指标数据,本次参与测度的决策单元DUM为9个投入产出指标下10年的数据值,故能够保证评估结果的正确性。基于以上方法和数据支撑,利用Maxdea Ultra79测度了重庆市2005—2015年工业绿色发展指数发展效率的变化情况(表2)。
2005—2015年重庆市工业绿色发展指数发展效率总体呈上升并趋于稳定态势。从表1来看,不论是综合技术效率得分、规模效率得分,还是规模报酬都可看出,以2010年为节点,前期保持逐年上升,后期保持基本不变;由最低值2005年的0469,上升到2010年即最高值1,增长11322%,后续至2015年则一直保持基本稳定的趋势。表明重庆市2005—2015年工业绿色发展指数呈现良好发展趋势。纵观10年工业绿色发展指数发展效率的过程,随着工业企业自身综合技术、自身规模等方面的发展提升,加之大环境下政府政策、科技投入产出、大众意识等都方面的因素,对于促进工业绿色发展指数的提升与发展,都将奠定了越来越坚实的基础。
4结论与讨论
文章基于熵权-TOPSIS模型,测算并分析了2005—2015年重庆市工业绿色发展指数及其四个分指数的变化情况,对其影响因素作了简要探究;并结合非产出期望SBM模型测度分析了工业绿色发展指数的发展效率。主要得出以下结论:
(1)2005—2015年重庆市工业绿色发展指数总体呈现先波动下降后波动上升的趋势,10年间工业绿色发展指数的最低值为2009年的02286,最高值为2014年的06036,2015年工业綠色发展指数比2005年上涨了8353%。虽有波动,但是10年来重庆市工业绿色发展取得较大提升。另外,在工业绿色发展指数趋势线以上的2006—2008年、2011—2013年和2013—2015年的三个阶段,虽呈现上升趋势,但是也表现为以3年为周期的“倒V”字型先升后降的大体趋势;在工业绿色发展指数趋势线之下的2008—2011年,呈现与上述三个阶段相反的“V”字型的先降后升的大体趋势。
(2)四个分指数的变化特征:资源利用效率指数总体上呈现先降后升的趋势,以2010年为节点,前期快速下降,后期缓慢上升;环境治理强度指数总体呈现大幅度波动上升趋势;增长质量水平指数呈现小幅度波动近似直线上升的趋势;绿色发展潜力指数总体呈现波动上升的趋势,以2010年为节点,前期缓慢下降,后期快速波动上升。
(3)2005—2015年重庆市工业绿色发展指数发展效率总体呈上升并趋于稳定的态势。以2010年为节点,前期保持逐年上升,后期保持基本不变;由最低值2005年的0469,上升到2010年即最高值1,增长11322%,后续至2015年都基本保持稳定的趋势。表明重庆市2005—2015年工业绿色发展指数呈现良好发展趋势。
文章采用熵权-TOPSIS模型测算分析了2005—2015年重庆市工业绿色发展指数与各分指数的变化情况,对主要影响因素进行初步探讨,并结合非期望产出SBM模型对其发展效率进行了初步测度分析。目前已有的利用熵权-TOPSIS模型进行工业绿色发展研究的部分典型文章有吴传清[6]与楚紫穗[7],前者借助该模型测算评估了长江经济带2011—2015年工业绿色发展水平,得出其工业绿色发展在呈现上升态势的同时,与全国水平相比处于中等靠后水平,其下游、中游、上游呈现严格梯度递减格局,沿线11个省市工业绿色发展水平差异显著。后者利用该模型评估了全国30个省市2003—2012年的工业绿色发展水平,研究得出10年间我国工业绿色发展指数逐年上升,但整体仍然偏低,且各省市之间存在不断扩大的明显差异。以上研究均着重于整体水平,并未对各分指数变化趋势与影响因素进行分析说明。但也应看到,文章仅对2005—2015年重庆市工业绿色发展指数进行了初步探究,由于部分数据的缺失,研究年份有限,缺乏对区县差异的测算对比,且对于为何呈现“V”字型及其高值与低谷发展原因的分析较粗浅,有待后续更加专业与系统的研究。 参考文献:
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