基于数据包络分析的东江中上游城市可持续发展能力评价研究

何新安

(深圳职业技术学院，广东 深圳 518055)

0 引言

东江为珠江水系干流之一，流经广东境内河源、惠州、东莞、广州增城等城市，为粤东北山区及珠江三角洲东部地区重要水系，且为深圳、香港重要饮用水源地，在城市经济可持续发展中扮演着关键的角色.河源市地处东江流域中上游，为粤北重要的生态屏障，为粤港澳大湾区内的东江流域城市经济社会可持续发展贡献了长期的生态红利，同时河源自身也有着走新型工业化道路，推进新型城镇化的迫切要求和内在动力.十九大报告提出要加快生态文明体制改革，建设美丽中国.广东省政府出台的《促进粤东西北地区振兴发展2017年重点工作任务》中明确指出，要推动粤北生态发展区可持续发展.因此，在广东省促进粤东西北地区振兴发展背景下，研究河源市可持续发展水平及其内在结构不仅有利于河源打造“广东绿谷”战略下的环境友好型城市及从可持续发展理论的实践角度探索河源积极融入深莞惠经济圈、实施“南融战略”的路径，而且更为重要的是，东江中上游城市可持续发展水平的提高，将为东江中下游城市及香港、深圳等地的经济社会可持续发展继续提供稳定优质的生态红利.

所谓生态文明，是从生态学角度出发，研究人类社会发展与生态环境协调并行的低耗高效文明水平，其最终目标是实现人类社会在较高生产力水平上的可持续发展，即走可持续发展是实现生态文明的共识[1].所谓城市可持续发展，是指城市的当代发展不危害城市未来的发展水平和发展潜力，即城市发展应以人与自然和谐绿色发展为目的，在经济社会发展的同时关注自然环境和生态环境的承载力[2].从城市发展的模式来看，生态城市建设是实现城市可持续发展的必由之路[3].

从系统论的观点看，自然资源、环境、经济、社会和人口等五个子系统的协调发展是城市可持续发展的基础，但实际上各子系统之间关系较为复杂多变.它们既有协调又有冲突，既互有消长又存在复杂的因果关系，因此，定量评价一个城市的可持续发展水平存在一定的困难，在众多的研究中，较多的文献利用层次分析法、因子分析法、模糊评价法等用来评价可持续发展水平[4].如齐义军，付桂军运用层次分析法和模糊综合评价法分析了内蒙古这一具有代表性资源型省份的可持续发展水平[5].孙亚南采用因子分析了长江经济带核心城市可持续发展能力[6].上述评价方法也面临着指标权重赋予的主观性或难以量化调整结果的问题.为此，我们从城市可持续发展系统的投入产出角度出发，运用DEA方法评价河源可持续发展的能力及有效性，并对结果提出相应的调整建议.

1 DEA模型介绍

数据包络分析(Data Envelopment Analysis,简称DEA)是一种数学规划方法，通过对决策单元(DMU)沿生产前沿面上的规模有效性和技术有效性进行考察，从而对其相对有效性进行评价.Charnes认为城市作为复杂的经济体，难以通过具体的投入和产出函数表征城市的发展，而DEA可以有效避免这类问题，因此他将DEA首次应用于中国城市效率研究[7].

我们应用DEA中的CCR模型分析城市可持续发展问题，判断其有效性的模型可表示为[8]：

其中，n为决策单元数量，每个决策单元由m个投入和p种产出组成，xij，yrj分别为第j个决策单元对i种输入的数量和对r种产出的数量，ε为非阿基米德无穷小量，λj，s-，s+为松弛变量，θ为待估计参量.其经济含义为：

(当θ*=1且s-*=s+*=0时，称决策单元DEA有效，即决策单元为规模有效且技术有效；

(考虑时间序列下的DEA动态评价，任取i>0，若有θ0(t-i)<θ0(t)，即表现为投入产出效益改善，则系统处于可持续发展轨迹上；若θ0(t-i)=θ0(t)，则系统处于弱劣于可持续发展轨迹；若θ0(t-i)>θ0(t)，则系统处于劣于可持续发展轨迹[9].

2 可持续发展能力评价实证研究

2.1 指标选取与数据来源

由于DEA模型要求决策单元个数应大于等于输入输出变量的个数的两倍，因此可在自然资源、环境、经济、社会和人口等五个子系统中选取最重要的指标作为评价城市可持续发展能力的输入输出指标.

自然资源是城市发展的先决条件，而能源投入的有效性关系到城市发展的可持续性.环境是城市发展过程中的重要因素，环境问题的主要表现在空气、水、噪音等污染方面，但对该类数据的获取较为困难，而城市发展中的二氧化硫排放可更集中反映城市发展过程中的环境问题，环境保护则可以从治理环境污染的投入角度衡量.经济子系统代表了城市发展的规模水平，GDP是反映经济规模的最佳指标.社会子系统反映了城市居民的福利水平、幸福程度及社会的稳定程度，居民消费水平指标可作为衡量社会子系统发展的关键指标.人口子系统的反映了城市人口的规模和就业人口的变化，社会从业人员的投入及其变动可及时反映城市经济社会发展中的问题.

结合河源市城市发展的实际情况和各项指标数据的可得性，确定能源消费总量、全市从业人员、环保资金投入为城市可持续发展系统的输入指标，GDP、全市居民消费水平、二氧化硫排放总量为系统的输出指标.此外，为与相邻城市进行横向对比，选取了“深莞惠汕河(3+2)”经济圈中的其他4市和省会广州作为对比对象.研究期间各城市各项数据来源于2007-2016年各市统计年鉴和环境状况公报.

图1 河源市2006-2015年城市资源投入与产出状况

注：EC表示全市从业人员(万人)，TEC表示能源消费总量(万吨标准煤)，IEF表示环保资金投入(百万元)，GDP表示全市生产总值(亿元)，CLRC表示全市居民消费水平(千元)，VSDE表示二氧化硫排放总量(百吨).

2.2 模型的建立与求解

由于输入输出指标中存在正负指标，因此对原始数据进行标准化处理，运用DEA方法，列出决策单元2006年的投入产出情况方程：

2007-2016年份的方程省略，利用LINGO软件进行分析，结果如表1所示：

表1 河源及相邻城市可持续发展能力有效性分析

2.3 结果分析

表1显示，2006-2015年，河源市城市可持续发展能力DEA有效的年份分别为2006、2007、2013年，相邻城市2015年除东莞外均为DEA有效，说明上述年份河源市及广州、深圳、惠州、汕尾的投入与产出效率达到了最优状态，实现了发展系统的协调发展.DEA无效的年份为2008、2009、2010、2011、2012、2014、2015年，且上述所有年份技术效率和规模效益分别表现为无效和递减.相邻城市中的东莞市，在2015年同样存在着这一问题.进一步地，河源市可持续发展能力评价在2006年后的10年中，有7年处于DEA无效状态，其中2014年下降幅度较大，且2015年较2014年又有所下降，表明近年来河源市积极承接发达地区产业转移以促进本地新型工业化道路的边际收益有递减趋势，而在当前国际国内商业环境的影响下和现有的空间、资源和环境约束下，河源在城市化进程中存在着较大的城市及工业用地紧张问题，而工业领域中目前初步形成的新电子、新能源、新材料、新医药等主导产业存在通过创新驱动加快其转型升级，做强做大规模的需要，产业间结构亦亟需进一步优化.

总的来看，河源市近10年来的可持续发展能力随着时间的变化呈现出一定的波动性，表现为先下降后回升再下降的趋势.从可持续发展的轨迹来看，河源市发展在大多数时间未能与可持续发展轨迹相吻合，最近两年还呈现出弱化趋势，表明河源市可持续发展能力不够稳定，与最佳发展状态相比还有较大差距，需要通过相应的政策、制度调整和技术创新等手段加以提升.

表2 剔除环境投入指标后的河源及相邻城市可持续发展能力有效性分析

表2显示，剔除环保投入指标后，河源市的发展处于可持续发展轨迹的年份显著增加，表明仅从经济的角度看河源市取得了明显的发展，但同时也可以看到，忽略环境子系统的结果是，除了2006年外的其它9年均为DEA无效，且得分明显处于较低水平.其他相邻城市除东莞市得分较低外，广州、深圳、惠州、汕尾均表现为DEA有效，处于生产前沿面.上述结果表明，在不考虑环境子系统发展的前提下，河源市通过资源要素的投入获得了更大的规模效益，但将环境污染代价考虑进来后，可以看出粗放式的经济增长方式对河源市可持续发展能力造成了较大的负面影响.结合表1中的数据，河源近10年对环保的投入显著的提升了当地的可持续发展能力，未来应切实强化生态优先的发展战略.

表3 DEA无效年份相关资源投入改进情况

表3对DEA无效年份的相关资源投入进行了调整，可以看出，河源市近10年中有7年存在资源投入冗余的问题，其中2015年全市从业人员、能源消费量和环保资金投入量冗余量均达到峰值，以上三种投入分别缩减25.419万人，67.570万吨标准煤，17097.982万元才能使经济发展水平与资源投入利用技术和管理水平相协调，同时当年规模收益表现为递减状态，表明河源市对资源投入的利用和整合能力不够稳定，城市发展各子系统之间的协调能力不强，未来应通过提高资源利用的技术和管理水平以节约资源投入量和提升规模效益，以实现城市可持续发展.

3 可持续发展的建议

3.1 积极转变经济增长方式，建立城市可持续发展体系

坚持“工业富市”，走新型工业化道路，积极融入深莞惠经济圈，将珠三角产业转移、产业共建与河源市城区建设“扩容提质”、产业结构优化升级有机结合，侧重河源“南融”战略与深圳东扩战略有效对接，以创新驱动为导向，继续推进五县两区园区经济由粗放型发展向集约型发展转变，从管理制度、运营模式、人才利用、科技创新等层面提升园区内部电子、机械、能源、材料、医药工业企业的投入产出水平，建立低耗高效的城市可持续发展工业体系.农业方面，应充分发挥珠三角发达地区卫星城的优越地理优势，以国家现代农业示范区灯塔盆地为龙头，走农业产业化、特色化道路，大力发展生态农业、都市农业、观光农业，为珠三角地区提供优质的农产品及涉农服务业项目.厉行节约能源，优化资源利用，倡导绿色经济，发挥河源本地太阳能、水能和生物能等领域的比较优势发展清洁能源，不断降低废物排放.建立环境保护长效机制，规范环保资金投入，提高环保资金投入的使用效率.因地制宜发展具有河源特色的现代旅游、特色小镇、田园综合体、绿色金融、保险、粤东北物流中心等第三产业.同时，充分利用“互联网+”工具，实现三产融合发展，提升河源城市可持续发展能力.

3.2 有效开展技能培训和职业教育，全面提升劳动力就业能力

河源市常住人口从2006年的278.52万人增加到307.35万人，同期就业人口从120.05万人增加到136.52万人，劳动力数量的不断增加对河源城市化进程带来了新的考验，鉴于劳动力素质总体水平不高及素质层次不齐，应充分利用国务院《“十三五”促进就业规划》及省市相关人力资源政策，针对河源承接发达地区产业和产业共建的实际情况，侧重为劳动力提供新电子、新能源、新材料、新医药等“四新产业”方面的全面高效的就业技能培训、在职培训，通过改善劳动力的就业能力和工作技能以提升其生产效率.同时，应加大对本地中高职院校的精准扶持力度，培养满足本市产业经济优化调整需求的各类中高层次技能型人才.

3.3 大力实施创新驱动战略，提升城市发展投入产出效率

改变发展理念，实施创新驱动战略，快速推进与深圳、广州等发达地市的产业共建项目，鼓励企业开展产业升级、工艺革新、科技创新等一系列活动，加大全市高新技术企业的科研投入力度，全力扶持各县区高新技术企业孵化基地建设，推进加大各行业技术进步和推广力度，切实加强河源当地人才队伍建设和高层次人才引进力度，促进各类资源自由高效流动，通过各层次的体制创新和技术进步，释放各种发展潜力，提升城市发展投入产出效率.

3.4 充分发挥粤北地区生态优势，打造东江流域现代山水田园典范城市

河源生态环境的优越，可以依托贯穿全市腹地的东江河、华南地区最大的人工淡水湖——万绿湖、巴伐利亚庄园、客天下温泉、枫树坝水库、霍山等山水泉林资源，制定生态保护及开发规划，突出粤北客家地区城市风格，将客家文化特色和现代城市元素融合于总体城市设计中，将全市打造成东江流域宜业宜居宜游的现代生态山水田园典范城市，将生态文明建设融入不断提升国家园林城市品位的过程中.积极推动广东省东江河流域环境保护补偿机制常态化工作，保护东江流域沿岸居民合法权益，加快万绿湖供珠三角及香港直饮水等生态开发工程，通过各种途径加大对河源国家园林城市宣传力度，提升在粤港澳大湾区内乃至整个华南地区的城市品牌度.