山东省城市可持续发展评价

来源:用户上传      作者: 陶晓燕

　　摘要：将PCA和DEA方法结合运用可以实现两种方法的优势互补，已有的将PCA和DEA结合运用的方法存在某些缺陷。在前人研究的基础上，力图设计一种与以往方法不同的、更加有效的、把PCA和DEA方法结合在一起的新的评价方法，即PCA－DEA方法，并运用该方法对山东省17个城市的可持续发展水平进行评价。在地域分布上，鲁东城市的DEA有效值最高，鲁中城市次之，鲁西城市最低，因而城市的可持续发展水平由东向西呈梯度降低。这反映了东部城市在投入产出方面比中部和西部城市更有效率。
　　关键词：PCA－DEA；城市可持续发展；评价
　　中图分类号：F299.27文献标志码：Ａ文章编号：1673-291X(2008)09-0121-02
　　
　　近年来，越来越多的研究者将主成分分析法（Principal Component Analysis，简称PCA）和数据包络分析法（Data Envelopment Analysis，简称DEA）用于城市可持续发展评价中。但是，单纯利用PCA或DEA一种方法进行评价往往存在某些不足之处，从而影响到评价结果的准确性；如果把PCA和DEA方法相结合，则可以弥补单个评价方法的不足之处。本文试图运用一种将PCA和DEA结合运用的更加有效的方法，并运用该方法对山东省17个城市的可持续发展水平进行评价。
　　
　　一、研究思路
　　
　　如本文力图设计一种把PCA和DEA相结合的有效方法，即PCA－DEA方法，其评价思路为：在选取的城市可持续发展投入、产出指标的基础上，运用PCA方法分别提取投入、产出指标的主成分，以分别反映城市的综合投入情况与综合产出情况；把提取的投入、产出指标的主成分分别作为DEA分析的投入、产出指标，根据DEA计算结果，判断各城市的可持续发展水平。
　　PCA－DEA方法可以充分利用PCA和DEA方法的优点，同时在很大程度上避免了各自的缺点，实现了两种方法的优势互补，主要表现在：（1）在DEA方法中，投入和产出指标的总数与决策单元的个数之间数量对比关系要求较为严格。决策单元的个数不够多，会降低DEA方法的辨析能力；但若减少投入和产出指标的数量，则难以全面反映被评价对象的整体情况。PCA方法的降维能力正好能弥补DEA方法这一缺陷，可以保留原始评价指标的大部分信息，大大提高了DEA计算结果的准确性[1]。（2）DEA方法中，指标之间的独立性越强，计算结果就越准确；相反，若指标之间存在较强的相关关系，计算结果的准确性就会大大降低。通过PCA方法计算得到的主成分之间是相互独立的，正好可以满足DEA对指标之间独立性的要求。（3）PCA方法不便于对多个城市之间的可持续发展水平进行横向比较，也不便于对单个城市多年的可持续发展状态进行纵向比较，DEA方法则弥补了这个方面的缺陷。先对原始指标提取主成分，再对这些主成分进行DEA分析，既可以对多个城市进行横向比较，也可以对单个城市进行纵向比较。（4）PCA方法的计算结果往往仅限于提取对城市发展具有重要影响的因素，以及根据主成分得分对城市进行排序、分类等，不能为城市资源配置状况的改善提供建议。而DEA方法则可以提供给决策者如何改善城市资源配置的信息，DEA方法不仅能对城市按其资源配置效率的高低进行分类，还可以为某一个具体城市指出某些方面调整的方向和具体的调整数量，从而使城市的资源配置更有效。
　　
　　二、评价对象选择
　　
　　本文选择山东省17个地级市为对象，对这17个城市2005年的可持续发展水平进行综合评价。城市是一个多投入、多产出的复杂系统，其可持续发展评价涉及的指标众多，只有在充分考虑这些指标的基础上，才能对城市的可持续发展状况作出准确的评价。在选取指标的过程中，考虑到城市整体系统的复杂性以及数据的可得性，从众多指标中选取了15个具有代表性的投入产出指标[2]。投入指标包括：固定资产投资、城市维护建设费、单位从业人员、人均耕地面积、环保投入、实际利用外资额，分别反映城市在城市建设和维护、劳动力、资源、环境等方面的投入；选取的产出指标包括：GDP、社会消费品零售总额、邮电业务总量、第三产业比重、城乡居民储蓄年末余额、卫生机构床位数、工业废水排放达标率、建成区绿化覆盖率，分别反映城市的经济发展水平和规模、经济结构、居民生活质量、环境治理效果、生态建设水平。这些指标基本上能反映一个城市的总体耗费与收益情况（各指标的具体数值来自2006年《山东省统计年鉴》，此处略）。
　　
　　三、可持续发展水平测度
　　
　　根据前文所述的评价思路，运用PCA方法分别提取海滨旅游城市投入、产出指标的主成分。提取的投入指标的主成分为综合投入因素、环保投入因素、资源投入因素；产出指标的主成分为综合产出因素、经济结构因素、环境治理因素（具体计算过程略）。城市在某个投入（或产出）主成分上的得分大于0，意味着该城市该项投入（或产出）水平在全部城市平均水平之上，得分越高，意味着该城市该项投入（或产出）水平越高；反之亦然）。把投入指标和产出指标的主成分分别作为DEA分析的投入指标和产出指标，由于这些指标中含有非正值，对这些指标进行位移变换，并代入C2GS2模型中[3~4]，得到结果如表所示。
　　
　　
　　四、测度结果分析
　　
　　根据DEA相关理论知识可以知道：首先，DEA方法计算的有效值θ可以反映城市各项投入的总体运用效果，从而反映城市的可持续发展水平。其次，通过投入冗余额和产出不足额可以发现城市发展中具体需要解决的方面，即应该减少哪些方面的投入或增加哪些方面的产出，才能使城市发展更有效。再次，规模效益值Σλ/θ可以给管理者提供战略上的指导，决定以后应该增加投入还是应该减少投入。由于C2GS2模型只针对城市投入―产出的技术有效性进行研究，没有考虑到投入―产出的规模有效性，因此，本文只就前两个方面进行探讨。
　　1.有效性分析
　　从表可以看出，2005年，青岛、淄博、枣庄、日照、临沂、德州六个城市均为DEA有效，这反映了这些城市投入―产出的相对最优性。其余11个城市为非DEA有效，即在现有的投入水平下，产出不足；或在现有的产出下，投入过剩。这些城市又可分为三类：济南、威海、莱芜为一类，它们的DEA有效值均大于0.9，表明这三个城市的可持续发展水平较高；烟台、潍坊、济宁、泰安、滨州、菏泽为一类，它们的DEA有效值均位于0.8和0.9之间，表明这六个城市的可持续发展水平处于中等水平；东营和聊城的DEA有效值小于0.8，表明这两个城市的可持续发展水平较低[5]。从上表可以看出，在地域分布上，鲁东城市的DEA有效值最高，鲁中城市次之，鲁西城市最低，因而城市的可持续发展水平由东向西呈梯度降低。这反映了东部城市在投入产出方面比中部和西部城市更有效率。
　　2.投入冗余和产出不足分析
　　从表中计算得到的投入冗余额和产出不足额可以看出，济南、烟台、潍坊、济宁、莱芜五个城市在现有的产出条件下，其投入均有剩余，反映了这些城市的发展主要靠环保和资源的过量投入获取，高投入低产出，经济运行缺乏效率。当然，环境保护的过量投入，反映了这些城市面临的环境问题较为严重，另一方面也反映了城市对环保事业的关注。从产出的角度看，除DEA有效的六个城市以外，剩余的11个城市均存在产出不足，而且主要集中在经济结构和环境治理水平两个方面。如潍坊市在现有投入条件下，第三产业比重还应提高7.4302个百分点，而工业废水排放达标率还应提高2.181个百分点。可见，在现有投入条件下，若能进一步提高产出的效率，这些城市的投入产出率将大大提高，其可持续发展水平也将提高。
　　
　　五、结论
　　
　　运用PCA－DEA方法对山东省17个城市2005年的可持续发展水平进行综合评价，计算结果表明，山东省内各城市的可持续发展水平存在着较大的差距，各城市的发展效率明显不同。青岛、淄博、枣庄、日照、临沂、德州六个城市均为DEA有效，其余城市均为非DEA有效，这些城市应该在现有投入资源的条件下，注重调整投入结构，以求得产出的优化。另外，东部城市的可持续发展水平总体上高于中西部城市。对中西部城市，调整城市的投入结构，提高城市的有效产出，是提高城市可持续发展水平的正确途径。
　　
　　参考文献：
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　　[2]李微.大庆龙凤区基于经济可持续发展的人口问题研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2005．
　　[3]熊国强,成建萍.DEA方法在城市社区建设绩效评价中的应用[J].运筹与管理,2003,12（4）：120-123．
　　[4]布慧敏.我国商业银行客户信用评估实证研究[D].广州:暨南大学,2005．
　　[5]马占新.关于DEA有效性在数据变换下的不变性[J].系统工程学报,1999,（2）：129-134．
　　[责任编辑安世友]

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