城镇化进程中生态效率变化分析——以安徽省为例

韩洋洋，谢家豪

（安徽财经大学　经济学院，安徽　蚌埠　233030）

城镇化进程中生态效率变化分析
——以安徽省为例

韩洋洋，谢家豪

（安徽财经大学经济学院，安徽蚌埠233030）

采用2004-2013年的统计数据，利用DEA模型对安徽省的生态效率进行测算，建立城镇化的生态效率模型，实证分析安徽省城镇化进程中生态效率的变化趋势及其影响因素。研究表明，城镇化率与生态效率之间呈现“U”型特征，即生态效率值随着不同年份城镇化率的变化呈现出先下降后上升的变化趋势。城镇化进程中单位GDP能耗越高，生态效率值越低，而产业结构水平与环境治理投入的提升将促使生态效率值上升，但上升幅度不一。鉴于城镇化进程中的生态效率现状，必须走一条低碳、环保、绿色的新型城镇化道路。

生态效率；实证分析；DEA

一、引言

城镇化是经济长期健康发展的必然结果和有效保证，更是未来我国经济发展和社会进步的重要引擎。近年来，城镇化发展进程中伴随着诸多生态环境问题，如雾霾、水资源污染与浪费、垃圾处理等，已成为影响我国城镇化健康发展的关键因素，越来越引起社会各方面的关注与重视。同时，党的十八大明确指出，城镇化发展进程中要把生态文明建设放在突出位置。因此，城镇化发展进程中如何提高其生态效率是新型城镇化发展过程中遇到的丞待解决的一个重要问题。当今安徽省的城镇化生态效率的基本情况是什么？城镇化进程与生态效率的关系如何？城镇化进程中生态效率的差异化及其原因？本文拟就此进行研究。

生态效率这一概念是由2Schwarzenegger和Storm于20世纪90年代年首次提出，此后出现多种推广，其中被外界运用最广泛的是来自世界可持续发展委员会（WBCSD）的定义，它从经济学角度出发，将生态学上生态效率的概念引用于经济活动，即“提供能满足人类需要和提高生活质量的有价格优势的产品和服务，不断减少这些商品和服务在整个生命周期的生态影响和资源强度，使之降低到至少与地球的承载能力相一致的水平”1WBCSD，Eco-efficient Leadership for Improved Economic and Environmental Conformance，Geneva: WBCSD，1996.pp.3-16.。它包括经济影响与环境影响以及经济与环境效益的双重关系，更密切关乎城镇化进程的健康发展，所以越来越多的学者对生态效率与城镇化及其相互关系进行了研究。

在研究方法上如Baryshnikov等利用DEA提出一种新的评价方法——基于径向投影决策单元2Baryshnikov Y，Baryshnikov H，Thong A，ET AL.A，"aquatically Method for Quantifying Eco-efficiency Using Eco-design Support Tools"，Journal of Indus trail Ecology，Vol.9，No.4，2005，pp.131-144.；成金华等通过超效率DEA模型测算中国30个省份的生态效率值，并且用空间自相关模型对省域的生态效率的变化进行了实证，结果表明，30个省的生态效率值处于0.854-1.050之间，呈现波动变化趋势。1成金华，孙琼，郭明晶，徐文赟：《中国生态效率的区域差异及动态演化研究》，《中国人口·资源与环境》2014年第1期，第47-54页。

一些专家对城镇化发展及生态效率的相关关系进行了研究，如罗能生等运用超效率DEA和IPAT扩展模型研究了区域城镇效率与我国城镇化水平的关系，结果表明，两者成非对称U型关系，同时产业结构、环境政策和技术水平从不同方面影响城镇化的生态效率2罗能生，李佳佳，罗富政：《中国城镇化进程与区域生态效率关系的实证研究》，《中国人口·资源与环境》2013年第11期，第53-60页。；吴晓旭研究了“三化”联动下的生态效率效应，实证分析了城镇化、农业现代化、工业化进程中的生态效率变化趋势及其影响因素，研究表明，河南省的生态效率在2000-2010年期间，出现先下滑后上升的“V”型变化趋势3吴旭晓：《“三化”视域下的区域生态效率发展研究——以河南省为例》，《生态经济》（学术版）2013年第1期，第93-98、115页。；eggshell等提出用相关费用和环境影响因子的比值来表示生态效4eggshell S，Asoka G，ET AL，"Assessing the Eco-efficiency of End-of-Pipe Technologies with Environment Cost Efficiency Indicator"，Journal of Industrial Ecology，Vol.9，No.4，2005，pp.189-203.率；胡今研究了城镇化战略等，提出城镇化可持续发展道路必须讲求生态效率，科学规划城镇化布局，以产业的生态化促进新型城镇化道路，以产业的生态化发展和城镇基础设施的完善来促进城镇化发展进程5胡今：《新型城镇化与生态效率问题辨析》，《辽宁经济》2014年第10期，第56-57页。；黄建欢等研究单一的经济增长视角拓展到多维的生态视角下考察资源诅咒是否成立，研究表明，资源诅咒显著存在，对于资源开发型的区域，其生态效率有60%以上来源于规模效应，而对于资源开发型的区域，其总体的生态效率贡献率不足40%6黄建欢，杨晓光，成刚，汪寿阳：《生态效率视角下的资源诅咒:资源开发型和资源利用型区域的对比》，《中国管理科学》2015年第1期，第34-42页。。由于近年来城镇化发展速度飞快，发展过程中出现越来越多的生态环境问题，虽然诸多学者对生态环境和城镇化进行了研究，相对来说有关城镇化进程中与生态效率的关系以及具体到省的角度研究相对较少。基于此，本文拟利用安徽省2004-2013年的经济发展数据，测算城镇化进程中的生态效率，分析生态效率差异与城镇化发展的关系以及在城镇化进程中生态效率变化的影响因素，进而为安徽省在确立城镇化发展速度、协调城镇化与生态效率、提高经济与社会综合效益方面提供可参考的建议。

二、安徽省城镇化进程中生态效率测算

（一）生态效率测算

1.模型和方法

由于多目标编程法不太适合大样本操作，生态拓扑法计算复杂，优先结构法在选取权重的主观性太强，所以较常选用的是比率法，即用代表产出的地区经济生产总值与代表资源成本消耗的生态投入之比。由于DEA方法在建立模型时无需对数据进行无量纲化，同时避免了设置权重的主观性，有效的处理了生态效率测度的指标赋权的问题，所以本文选用DEA模型测算生态效率。

2.指标选择和测算结果

（1）指标选择

指标的正确选取需遵循遵循全面性、科学性、公平性、层次性、可比性和可操作性，合理的指标选择可以客观反映生态效率的真实结果。生态效率强调经济效益与资源环境成本的统一，DEA模型中，一般将资源环境成本作为投入型指标、以收益为作为产出型指标，因此，本文选取2004-2013年安徽省经济发展数据，以地区经济生产总值作为产出型指标，以环境消耗（水资源消耗、土地消耗、能源消耗）和环境污染指标（废水排放、废弃排放、固废产生）作为投入型指标，在注重数据来源科学有效性以及可得性的前提下，选取并构建指标体系7杨斌：《2000-2006年中国区域生态效率研究——基于DEA方法的实证分析》，《经济地理》2009年第7期，第1197-1202页。，相关数据来源于历年《安徽省省情》，如表1所示，对于极个别数据缺失，采取中值或期望值进行估计值插补（由于巢湖市在2011年撤销，则不进行统计）。

表1　生态效率评价指标体系

（2）测算结果分析

根据DEA模型，运用数据包络分析DEAP 2.1软件，将安徽省2004-2013年的数据计算可得安徽省城镇化进程中的生态效率值，如表2所示。

表2　安徽省城镇化进程中生态效率值

从整体来看，安徽省的生态效率值在2004-20133十年间出现明显变化，整体呈先下降后上升的趋势，在统计年限的起始阶段，生态效率值逐渐下降，在2008年达到最低，其后缓慢上升，不过在2013年之前，生态效率值均低于1.0。

（二）城镇化率和生态效率的拟合

从2004年到2013年，安徽省城镇化率从33.50%增加到47.86%，提高了14.36个百分点，平均每年增加1.436%。由于单个年份的城镇化率与区域生态效率的关系并不明显，所以本文将安徽省2004-2013年的城镇化率与生态效率做拟合分析，如图1所示。

图1　安徽省2004-2013城镇化率与生态效率的拟合分析

由上图安徽省城镇化率与区域生态效率的分布关系，可以看出安徽省在此十年间的城镇化率与生态效率均低于全国水平，在2004-2008年，生态效率随着城镇化率的增加而逐渐呈现下滑的趋势，于2008年生态效率值达到最低，但是从2008-2013年期间，生态效率值随着城镇化率的提升而上升，上升的速率远远大于2004-2008年的下降速率。整体可以看出，生态效率随着城镇化率的上升呈现先下降后上升的趋势，近似呈“U”型特征。

三、实证分析

（一）城镇化进程与生态效率机理分析

城镇化进程对于生态环境的影响具有双向因果机制，杨玉梅等（2006）研究表明城镇化与生态环境之前存在胁迫耦合机制1方创琳，杨玉梅：《城市化与生态环境交互耦合系统的基本定律》，《干旱区地理》2006年第1期，第1-8页。，一方面，在城镇化进程中人口，资源等生产要素向城镇集聚，居民生产生活的改变，城镇化进程是典型的人类的发展与周围环境进行交换的过程，人类对于生态环境的认识、利用、改变、可持续利用是循序渐进的过程，城镇化进程可能会对资源环境造成正面以及负面影响，从而致使生态效率的递增或下降；同时生态效率对于城镇化具有反馈效应，反馈城镇化进程中生态环境的变化情况，更重要的是反映生态环境的变化对于在城镇化过程中居民生活水平、质量和幸福指数等，城镇化发展成果更多在于提高生活水平和增加公民幸福感，生态环境是城镇化发展的依托和基础，同时良好的生态环境是公民对于生活品质的共同追求，城镇化发展进程中越来越注重生态环境与经济发展的综合效益。

（二）模型构建和指标选择

1.模型构建

IPAT模型是美国生态学家Ehrlich和Commoner于20世纪70年代提出2同1。，旨在研究人类活动对生态环境造成的影响，即I=PAT等式，用来评估环境压力，所以影响生态效率的三个直接因素是人口规模、人均财富（或国内生产总值的收益）和技术以及相互间作用的影响。此后诸多学者对其进行了适应性设计，为了便于实证研究，1997年Diet和Rosa3Children J P，Ehrlich P R，"Human population and the global environment"，American Scientist，Vol.62，No. 3，1974，pp.282-292.进行随机回归设计，即

其中，a、b、c、d表示参数，ti表示年份，e表示不同年份的随机误差。在模型理论及计量回归模型的基础上，张燕对IPAT模型进行了改进，加入了资源影响R，并且将富裕程度A移到等式的左边，引入环境治理投入EI（environment investment），同时改进式（1）中的参数，被解释变量即为生态效率EE（Eco-efficiency），如式（2）。

在式（2）中，λ、θ、γ为参数，μ为随机误差项，在此基础上，对解释变量进行补充与改进，新增产业结构S，同时将技术水平和环境治理投入作为解释变量，引入变量可以更好地表示产业机构的粗放升级会引起资源环境的破坏与污染物的大量排放，同样，城镇化的产业结构扩张会带来相同的结果，所以，在城镇化进程中产业结构升级将越来越必要，将原式所用的总人口P替换为用城镇化率表示的城镇人口变量U（urbanization population），借此反映城镇化进程对生态效率的影响。所以建立城镇化生态效率模型：

（3）中ti表示时间，p表示不同地区，a、b、c、d是模型的估计参数，为随机误差项，式中的EE为生态效率。为了实证研究城镇化率与生态效率的相互关系，首先对式（3）两边取对数，再对城镇人口设置为二次方项，最终形成其计量回归模型：

（4）中ati表示时间效应，ap为个体效应，λ1、λ2、λ3、λ4、λ5表示模型估计参数。此式在IPAT模型的基础上逐渐引入产业结构、城镇化率、环境治理成本等因变量，恰当地分析了城镇化进程与生态效率的相关关系。式（4）隐含以下性质：λ2〉0，城镇化率与生态效率呈U型关系；λ2〈0，城镇化率与生态效率呈倒U型关系；λ2=0，同时λ1≠0时，城镇化率与生态效率为直线关系。

2.指标选择

依据上述在构建城镇化进程中生态效率的新模型中，文章选取生态效率（EE）作为被解释变量，产业结构、城镇化率、技术水平以及环境治理成本作为解释变量，由此来实证分析城镇化进程中生态效率的相关关系，其中生态效率由上文中利用安徽省2004-2013年10年数据计算获得，城镇人口采用城镇化率，由于第三产业的省级统计数据代表性强，具有明显代表性的强劲产业增速，加上第三产业与生态环境效率具有平行的目的特征，所以本文选用第三产业增加值占地区生产总值的比重来表示产业结构，介于数据的可得性以及代表性，选用每年的排污费征收额代表环境治理成本，技术水平代表GDP的增长效率，单位GDP能耗的高低代表技术水平的高低，若单位地区生产总值较低，则表示能源消耗大，资源污染严重等粗放式增长，反之，则表示趋向于集约式增长，原理同样适用于城镇化进程中，故用单位GDP能耗的高低来表示技术水平。本部分数据来源于历年《安徽省省情》。

（三）实证研究

1.单位根检验

虽然面板数据部分可以减少数据的非平稳性，但是由于采用的解释变量较多加上模型变量的诸多进，同时又具有不同的变化趋势，所以仍有可能存在不平稳的数据、存在单位根等现象，所以为了避免影响分析的结果，文章选用ADF（Augmented Dickey-Fuller）单位根检验，假设均是含有单位根，若结果拒绝存在原假设，则序列是平稳的，反之，则为不平稳的。结果如表4所示。

表4　面板数据单位根检验结果

由上表可知，生态效率（EE）、产业结构（S）、技术水平（T）、环境治理成本（EI）、城镇人口比重（U）、以及城镇人口比重的二次项在单位根检验中，对各面板数据的一阶差分的情况下，不存在单位根，即一阶单整的，所以需要进一步分析变量之间是否存在协整关系。

2.面板数据的协整检验

由于在上述单位根检验过程中，生态效率（EE）、城镇人口比重（U）等皆表现为一阶单整，可继续检验变量之间是否存在稳定的关系，在上述统计城镇化率与生态效率的近似“U”关系，所以在此文章接着对生态效率（EE）以及城镇人口比重（U）均做对数处理，并通过残差检验，检验其是否平稳来确定两者之间关系是否稳定，此法又称为单一方程的EG两步法。检验结果如表5所示。

表5　面板数据检验结果

由检验结果可以看出，生态效率（EE）与城镇人口比重（U）在二阶差分情况下，表现为协整。在此情况下可以进行回归分析且结果较为准确。

3.回归分析

由以上检验可得知生态效率值和城镇人口比重存在协整关系，所以可直接对面板数据进行回归分析，文章以生态效率为因变量，以技术水平、城镇化率、产业结构、环境治理成本为自变量进行计量分析回归，结果如表6所示。

表6　城镇化进程与生态效率关系的回归分析

通过回归结果发现：

（1）对于安徽省2004-2013年十年期间，城镇化率的一次项系数为负值（-28.23951），而其二次项系数为正值（3.271202），由此可以表明安徽省的区域生态效率随着城镇化率的变化存在“U”型关系，即在城镇化率上升的初始时期，城镇化率的提升主要是由于环境资源的大量消耗，导致环境污染严重，生态效率值呈不断下滑的趋势，但随着城镇化率的不断上升，城镇化水平的不断发展，发展越来越注重城镇化的内涵，更注重经济效率和生态效益举头并进，既做到了“增量”，又做到了“保质”，进而城镇化发展进程中呈现出伴随着城镇化率上升，区域生态效率也在不断高效上升的趋势。

（2）T代表的单位GDP能耗与生态效率呈现负相关的关系。说明单位地区生产总值越大，生态效率就越低，从而地区经济发展更着重依赖于资源的大量消耗，随之带来的是环境的破坏以及污染物的大量排放，所以生态效率值就越低，因而在城镇化发展进程中，城镇化的发展需要高端技术的引进与应用，提高资源的利用效率，降低资源的消耗成本，进而提高生态效率，实现城镇化率与生态效率的协同提高，实现新型城镇化进程与生态文明的协调发展。

（3）产业结构用第三产业增加值占地区生产总值的比重来表示，其对生态效率呈现正相关。由2004-2013年的生态效率与城镇化率可以看出，在统计数据的十年间的早期，产业结构的不合理，也加剧了生态效率的下降趋势，表现为产业结构不合理，产业布局不科学以及安徽省处于承接产业转移主要目的地等，伴随着工业经济的快速发展带来的是经济环境资源的浪费，生态效率的下降。但2009-2013年间，承接产业转移处在后期，各地市在引进外来资本、产业、技术更注重经济发展的可持续性，以及在全球经济危机的大环境下，经济的发展必然要求技术水平的不断创新改革，为经济的持续稳定增长注入动力，所以生态效率呈现上升的趋势。

（4）排污费收入与生态效率呈现正相关。即以排污费收入总额为代表的环境治理投入会对生态效率值的提升有一定作用，但提升幅度不大，原因在于地方政府更热衷于随城市道路、水电等能够带来地区经济增长的生产性的基础设施投资，很少对短时间内产生经济效益的环境基础设施的投资，环境治理投入若仅仅只是由收取某种费用来支撑，那么其产生的效果将不明显。所以各地区应该进一步完善关于生态环境的法律法规，采用强制手段、经济手段和信息手段等对环境进行综合治理，同时，应该鼓励居民采用新型清洁能源，鼓励用于先进技术的新能源科技产业为地区发展谋综合效益，地方政府大力宣传环境教育与监督，发挥居民环保意识，发挥政府组织与非政府组织的社会监督作用，从而逐渐提升地区生态效率。

四、结论与政策建议

本文在引用安徽省2004-2013年环境生态数据的基础上，运用dead软件，计算出安徽省在2004-2013年的区域生态效率，同时将城镇化进程与区域生态效率做实证分析，得出以下结论：

（1）安徽省的生态效率值在2004-2013这十年间出现了明显的变化，整体呈现为先下降后上升，生态效率值在2008年达到最低，其后逐渐上升，不过在2013年之前，生态效率值均低于1.0；生态效率与城镇化率呈出非对称性的“U”型趋势，即生态效率随着地区城镇化率的上升呈现出先下降后上升的趋势。

（2）产业结构、技术水平以及环境治理投入对于提高安徽省生产效率作用大小不一。技术水平越高，生态效率越低，相反产业结构升级与环境治理投入的加大会提升生态效率值，但两者作用程度不同。

基于以上结论，本文提出以下政策建议：

（1）伴随着新型城镇化的不断发展带来的生态效率的不断上升，由此可以得出，城镇化发展必须抛弃传统的资源环境大量消耗的粗放型发展，必须转变经济发展方式，发展以新型经济、第三产业、循环经济、低碳经济为代表的新型城镇化经济，促进城镇人口、资源、生态环境与经济社会综合效益的协调发展。

（2）在地区产业升级改造中，发展具有核心竞争力的高科技为代表的核心支柱第二产业，淘汰资源消耗大、环境污染严重的部分产业以及在市场中毫无竞争力的“僵尸”企业，积极鼓励扶持适合地方发展的第三产业，引进能够为地方带来经济环境综合效益的高科技产业，发展环境友好型产业，进而提高区域生态效率。

（3）对污染环境的企业征收各种排污费用对环境保护作用不大，地方政府应该完善对环境保护资源节约方面的法律法规，加大环境污染惩罚力度，构建法律手段、经济手段、信息手段等综合环境保护系统，加强环境保护宣传力度，鼓励城镇居民与社会公益团体发挥环境保护监督方面的重要作用。

（4）在城镇化建设过程中，各级地方政府将降低单位GDP能耗纳入地方政绩考核体系当中，降低单位GDP能耗对于构建新型城镇化和提高区域生态效率有至关重要的作用。地方政府应在淘汰落后产能的基础上，不断降低本地区的单位GDP能耗，提高生态效率。

Analysis of eco-efficiency change in the process of urbanization

HAN Yangyang，XIE Jiahao

Based on the statistical data of 2004-2013，the author used the DEA model to measure the eco-efficiency in Anhui province，established the eco-efficiency model of urbanization，carried out an empirical analysis of the change trend and factors.The results showed urbanization level and ecoefficiency presented"U"type，that is，the eco-efficiency value fell first，then rose with the years.The more energy consumption per unit of GDP in urbanization，the lower value of eco-efficiency is.The enhancement of industrial structure and environmental governance investment resulted in various increase eco-efficiency.Considering the current situation of eco-efficiency in urbanization，the author suggested thatthepracticeinvolvinglow-carbon，beingenvironmentalfriendly，andgreenbeemployedin urbanization.

eco-efficiency；empirical analysis；DEA

F061.5

A

1009-9530（2016）02-0034-06

2015-09-07

韩洋洋（1989-），男，安徽财经大学经济学院硕士研究生，研究方向：区域经济学。谢家豪（1992-），男，安徽财经大学经济学院硕士研究生，研究方向：县域经济。