我国欠发达地区可持续发展能力评估

马于凡 高桂英 樊新刚

摘   要： 欠发达地区的可持续发展问题较为突出，而宁夏南部山区地处我国黄土高原向干旱风沙区的过渡地带，生态脆弱，发展与生态保护间的张力长期存在。对其可持续发展能力进行评估，可以为欠发达地区决策者提供参考。选取宁南山区在能源消耗、环境污染、劳动力和资金、经济发展、社会事业与人民生活、人口发展等6个方面指标，利用主成分分析法，计算出每个指标的综合得分，运用DEA方法评估其可持续发展能力。结果显示欠发达地区政府投入应与地方可持续发展能力相适应，不能急于求成。

关键词： 可持续发展能力; 主成分分析法; 数据包络分析法; 宁南山区

中图分类号： D082               文献标识码：  A             DOI：10.13411/j.cnki.sxsx.2021.01.021

Abstract： The problem of sustainable development in less developed areas is more prominent， while the southern mountain area of Ningxia is located in the transition zone from the Loess Plateau to the arid and sandy area in China， with fragile ecology and long-term tension between development and ecological protection. Therefore， this study takes the southern mountain area of Ningxia as an example to evaluate its sustainable development capacity， in order to provide reference for policy makers in underdeveloped areas. Taking Ningnan Mountain Area as the research object， this paper selects six indexes of energy consumption， environmental pollution， labor and capital， economic development， social development， peoples life and population development in Ningnan Mountain Area from 2010 to 2017， calculates the comprehensive score of each index by principal component analysis， and evaluates its sustainable development ability by DEA method. The results show that Ningnan Mountain area has good sustainable development ability in most years， and three years are ineffective years of DEA， which may be caused by a certain degree of input redundancy caused by the implementation of policies. Therefore， Government investment in less developed regions should be adapted to local sustainable development capacity and should neither act too hastily.

Key words： sustainable development capacity; principal component analysis; data envelopment analysis; Ningnan Mountain Area

一、引言

区域可持续发展是我国发展的必由之路，欠发达地区在可持续发展方面要走的路还很长，对其可持续发展能力进行评估是发展过程中的重要参考。《宁夏回族自治区主体功能区规划》（2014年）西吉、隆德、泾原、彭阳、海原等五县被划分为限制开发生态区，减少水土流失、保障自身生态功能，适当发展与环境相适应的工业是该区域的主要发展目标。原州区被划为重点开发区，目前也面临人口超负荷、生态脆弱、经济滞后的问题[1]。因此，统筹人口、生态、经济协调发展是宁南山区中长期的重要使命。笔者对可持续发展能力进行定量评估，以期为地区发展政策制定和实施提供参考。科学全面的评价指标和客观可靠的方法是提高可持续发展能力的关键。

目前，权威机构及国内外学者已进行了大量研究，学者们建立的指标体系数量不一，内容也各有侧重。联合国可持续发展委员会早在1996年就提出一套衡量可持续发展的指标，涵盖经济、社会、环境和制度4个方面。联合国环境问题科委会提出的可持续发展指标体系包括经济、社会和环境三个子系统。Gustavson（1999）从生态、人类发展、代内公平、代际公平以及权利决策5个维度建立衡量可持續发展的指标体系[2]。Marina（1996）建立的指标体系，覆盖了基础设施、社会条件、自然资源、生态环境和城市系统的发展等多个方面[3]。Rouchi（2002）选择从经济、社会、资源三个角度进行衡量[4]。

中国科学院于1999年发布了《中国可持续发展战略报告》，报告中构建的可持续发展指标体系覆盖五个子系统：生存支持子系统、发展支持子系统、环境支持子系统、社会支持子系统以及智力支持子系统。刘果（2014）从经济发展、社会和谐、生态环境、资源效用等四个维度出发建立了衡量重庆市可持续发展的指标体系[5]。孟宪振（2012）从环境、经济、社会、制度四个方面构建可持续发展指标[6]。赵国杰和郝文升（2011）从自然生态化、经济低碳化、社会幸福化等三个维度衡量可持续发展[7]。孙亚南（2016）从经济、生活、资源、科技等四个视角将“可持续”与“发展”联系起来，对长江经济带城市进行评估[8]。柒国庆（2015）在构建延安市可持续发展指标时从资源保障、生态环境保护、经济发展和民生改善四个角度进行考量[9]。毛汉英（1996）针对山东省可持续发展，建立了包括经济增长子系统、社会子系统、资源环境子系统和可持续发展能力子系统等四个子系统的指标体系[10]。现有研究构建的指标中大多涵盖经济、社会、资源、环境等要素，笔者借鉴刘丽英[16]的指标体系，除以上4要素还加入人口要素，构建适合进行DEA的指标体系，以能源消耗、环境污染、劳动力和资金作为成本性指标，以经济发展、社会事业与人民生活以及人口发展作为效益性指标。同时将其分为两类，以此为依据测算可持续发展能力投入与产出的效率比，能够更全面反映宁南山区的可持续发展能力。

基于多指标体系，国内外机构与学者长期积累了丰富的研究方法，其中，层次分析法存在主观不确定性，模糊综合评价法缺点在于权重确定含有主观性及隶属函数的确定较困难，灰色关联度分析法不足在于主观性强的同时部分指标最优值难以确定[11]，[12]，[13]。近年来，数据包络分析法（DEA）在区域可持续发展评估中的应用日益广泛，Supachet（2014）运用含有松弛变量的DEA模型对全球上百国家的可持续发展能力进行评估[14]。牛衍亮和刘国平（2013）等使用DEA中的CCR模型对河北省各县的可持续发展能力进行评价[15]。刘丽英（2013）采用CCR模型评估了北京市可持续发展能力[16]，该方法能够测算对各个决策单元的投入与产出的相对比率，得出有效和非有效的决策单元并排序，此方法客观性强且能够提供改进方向和计算结果。在欠发达地区的相关文献中，许妍谢（2016）以浙江衢州为例，利用耦合协调度模型研究了欠发达地区的生态环境和经济之间的耦合关系[17]。初雪（2017）等以甘肃崇信县为例，运用耦合度模型探究了其经济、社会和生态系统间的协调度，为欠发达地区协调发展提供参考[18]。温胜强（2017）运用因子分析和聚类分析对宁南山区可持续发展进行了等级划分[19]，未探究宁南山区整体可持续发展能力在时间维度的变化发展。笔者以宁南山区为例，对我国欠发达地区可持续发展能力进行初步评估。

二、研究方法

（一）主成分分析法（principal component analysis，PCA）

采用SPSS19.0主成分分析法做6类指标的数据降维。主成分分析法可使多个存在相互关联关系的指标转化为少数几个互不相关的成分，每个成分都保留原始指标的大部分信息，然后将各个成分按照权重相加，计算出综合的分数以代表原来的多个指标。采用主成分分析法原因：一是选取的宁南山区可持续发展能力评价指标共24个，各指标涵盖信息存在部分信息重叠主成分分析法能够解决重叠的问题;二是直接将24个指标作为投入和产出指标，则投入产出指标数量大于决策单元数量，DEA分析易导致决策单元间难以区分。因此，使用主成分分析法将24个指标提取主成分后得出6项指标综合得分。

（二）数据包络分析（Data envelopment analysis，DEA）

数据包络分析是用于分析同类决策单元相对效率的方法，其中BCC模型由Banker等在1984年提出，能够通过数据本身获得投入与产出的权重，解决多投入多产出的效率评价问题。该模型的前提假设是规模报酬可变（variable returns to scale，VRS），将“技术效率”从“规模效率”中分离出来，称为“纯技术效率”。BCC模型含有n个决策单元，每种决策单元有m种投入和q种产出，θ*为模型的最优解，它代表效率值，所以θ*的取值范围为[0，1]。θ*越小，表明效率越低，即投入量能够缩减得越多。当某决策单元θ*=1时，该决策单元处于生产前沿面（生产前沿面即生产可行集的一条数据包络线，表示不改变现有产出的情况下能达到的最低的投入组合）上，表明在产出不变的情况下，各项投入已经没有等比例减少的余地，处于DEA有效状态。当某决策单元θ*<1时，产出不变，投入仍有等比例降低的空间，则该决策单元为DEA无效。将无效决策单元投影至生产前沿面则能够确定该决策单元投入与产出的改进方向和数量。

笔者选择BCC中的投入导向模型，并选择时间作为决策单元，利用DEAP2.1软件测算宁南山区的投入产出效率，并从时间维度纵向评价宁南山区可持续发展能力变化特征。

（三）指标建立

借鉴刘丽英（2013）[16]北京可持续发展能力评价指标，结合宁南山区实际，构造宁南山区评价指标。其中，投入指标为能源消耗、环境污染、劳动力和资金投入。能源投入将在未来一段时间内持续作为宁南山区基础建设和经济发展的保障;环境污染问题作为发展中必须付出的成本也应视作投入之一;劳动力和资金是地区发展中传统的成本投入。产出指标为经济发展、社会发展与人民生活、人口发展。经济发展是衡量地区发展代表性指标，社会发展与人民生活能够衡量地区人民的生活质量，人口状况作为评估发展的根本性效益指标也至关重要。在3项投入和产出指标基础上，研究依据数据可获得性、全面性和客观性将指标进行总结。（见表1）

（四）数据选取

研究数据来自《西吉县经济要情手册（2011-2018年）》《海原县经济要情手册（2011-2017年）》《彭阳县国民经济与社会发展主要经济指标（2011-2013年）》《涇原县统计公报（2009-2010年）》《隆德统计年鉴（2011-2015年）》《宁夏统计年鉴（2011-2018年）》《宁夏能源统计年鉴（2011-2017年）》等。其中，个别数据缺失，运用平均值法对缺失数据进行了填充。

三、结果及分析

（一）宁南山区可持续发展能力主成分特征

首先对6项指标进行KMO检验，通过取样足够度检验后再计算其累计百分比，得出宁南山区2010-2017年6项指标的总方差解释，结果均大于83%，进一步通过成分得分系数矩阵，将主成分得分表示为各个指标变量的线性组合。最后，除经济发展主成分得分即为经济发展的综合得分;其余指标综合得分通过各主成分的贡献率进行加权求和得到。由此得出2010-2017年宁南山区可持续发展能力在6个方面的个指标的综合得分。（见表2）

2010-2017年，宁南山区能源消耗呈“先上升后下降”特征;环境污染呈波动下降趋势，劳动力和资金投入逐年增加。产出方面，经济发展持续增长，除2015年外，社会发展和人民生活，其余年份均持续改善，人口发展经历了“先增长，后减少”的过程。总体上，宁南山区8年间可持续发展能力保持较高水平。

（二）宁南山区可持续发展能力特征

运用DEA中的BCC模型对宁南山区可持续发展能力进行评估，选取时间作为决策单元，同时选取能源消耗、环境污染、劳动力和资金投入作为投入指标，选取经济发展、社会发展与人民生活以及人口发展作为产出指标，得出2010-2017年宁南山区可持续发展能力评价结果。（见表3）由于DEA分析要求投入与输出均为正数，所以笔者将以上综合得分向上平移2个单位后进行DEA分析。DEA结果中若其综合效率大于等于1则有效，否则称其为DEA无效。

宁南山区可持续发展能力在2010、2011、2012、2016、2017年均为DEA有效，即其投入与产出均达到最优，其中技术效率与规模效率均为1。2013、2014、2015年为DEA无效，其中，2015年技术效率和规模效率均为最低，表明这三年宁南山区可持续发展能力处于较低水平，出现投入冗余或产出不足的情况。三年间的纯技术效率普遍低于其规模效率，可能由于能源消耗、劳动力以及资金的投入不仅倚赖于数量，同时更需要科学的理念和先进的技术做支撑。

（三）宁南山区可持续发展能力改善的主要方向

对DEA无效年间改进方向及结果（见表4）进行分析，宁南山区2013至2015年均为DEA无效，主要原因可能来自政策出台造成的投入冗余。

2013年的DEA无效主要来自投入的冗余。投入中的环境污染造成的成本巨大，能源消耗和人力资金的投入过多，处于过剩状态。呈现投入巨大，但技术水平无法与之匹配的状况。2013年是宁夏贯彻第十一届党代会精神的关键年份，宁南山区推进特色农业、新型工业发展，大量投入建设固原西南新区，迅速增加的投入短时间内未能全部转化为产出，一定程度上造成可持续发展能力的降低。

2014年投入剩余、经济产出不足共存，可持续发展能力进一步降低。可能与全区推行《宁夏回族自治区主体功能区规划》将五县被划为限制开发重点生态功能区，集中力量建设重点开发区原州区有关。进一步促进原州区的经济建设，其能源投入和人力资金投入的大幅增加提升了宁南山区整体的投入，投入的冗余一定程度上造成其可持续发展能力的下降。与此同时，2013和2014年DEA改进中人口发展也未能达到目标，进而造成产出不足、可持续发展能力减弱的情况。2010-2017年宁南山区人口总量未发生大幅改变，仍维持在162万的水平，但其自然增长率逐年下降。人口再生产是可持续发展的根本动力，保持一定数量的人口规模不仅能够保障宁南山区的劳动力投入，也能创造与产能相适应的需求。

2015年环境污染达最高峰，社会发展与人民生活指标也较之前明显下降，处于明顯的不可持续状态。李娜等也认为在此期间宁夏重点开发区的能源投入持续走高，环境污染也较为严重，导致宁南山区整体资源利用率低下[20]。温胜强认为原州区2015年经济实力较强，但生态排名靠后[19]。可见，能源投入需要与生产和技术水平相适应，政府应根据不同年份核算能源投入，尽可能合理调度和调配，使其利用率趋于最大化。2016年，宁南山区可持续发展能力增强，冗余产值也均转化为产出，直至2017年，均为DEA有效。

总体上，2010-2017年间，作为相对落后地区的宁南山区具有良好的可持续发展能力，尽管在政策出台年份可能存在短期投入剩余，而产出不足状况，但经过一定时间的调整，投入和产出仍能够恢复到良好的水平。

四、结论及政策建议

（一）结论

笔者从能源消耗、环境污染、劳动力和资金、经济发展、社会发展与人民生活以及人口发展等六个维度评价宁南山区8年间的可持续发展能力，通过主成分分析法得出综合得分，运用DEA方法计算了宁南山区投入产出的相对效率，以此评价其可持续发展能力。

1.宁南山区除2013-2015年为DEA无效，其余年份均为DEA有效，整体上具有良好的可持续发展能力，面对投入冗余后期较快调整消化，具有较强的适应能力。

2. 2013-2015年DEA无效可能一方面由于新政策出台增加了部分地区的投入，但技术水平相对落后，难以短时间内将投入有效地转化为产出，出现投入冗余和生产造成较严重环境污染的情况。另一方面，人口转移政策可能在一定程度上造成社会基建的积极性和居民对住房的需求进一步降低，导致社会发展与人口发展的产出呈现不足的状况。

3.宁南山区经历了三年DEA无效后，2016年再次达到DEA有效，表明在欠发达地区政府的投入应与地方可持续发展能力相适应，若急于求成反而容易适得其反，造成资源浪费。

（二）政策建议

1. 宁南山区的原州区作为重点开发区要发展交通运输业、物流业、农产品加工业等均需要能源投入，西吉县、隆德县、泾原县、彭阳县和海原县作为限制开发区也开采矿产资源、建设中心镇、大村庄等，同样需要能源的投入。但能源的投入需要与生产水平和技术相适应，政府应根据不同年份的发展规划做好预算再进行能源投入，而不是盲目增加投入造成能源冗余，降低可持续发展水平。尽可能从时间和空间两方面做好能源调度和调配，使其利用率趋于最大化。

2. 除原州区外宁南山区剩下五县均被划为重点生态功能区，其发展的重要目标就是增强水土保持，防风固沙，减少环境污染。对原州区而言发展工业、开展煤矿业、加速推进中心城市地位都是其发展目标，所以更应注重环境保护与经济建设相协调，不以环境污染为代价的发展才能为长远计，不以后代人的生存资本为牺牲的发展才值得全力以赴。无论是重点开发区还是限制开发区，减少废气废水排放，降低环境污染是宁南山区可持续发展的应有之义。工业企业应引进先进技术减少对污染物进行处理后再排放，以减少环境污染，同时还应立足循环经济的视角，将废弃污染物变废为宝循环利用。同时应加强政府和法律部门监管力度，形成有效监督，通过奖惩机制激励企业减少污染物排放。

3. 人口作为发展的主体，是可持续发展中至关重要的一环。从数量方面，2010-2017年宁南山区人口总量未发生大幅改变，仍维持在162万的水平，但其自然增长率虽逐年下降。人口再生产是可持续发展的根本动力，保持一定数量的人口规模不仅能够保障宁南山区的劳动力投入，也能创造与产能相适应的需求。所以在国家的人口政策下，宁南山区应制定与本地区相适应的人口数量政策，使人口规模有利于整体可持续发展。从质量方面，2010-2017年宁南山区的城市化率由17.63%逐年提升至32.8%，政府应继续坚持将人口从限制开发区向城镇地区转移的政策，一方面减轻限制开发区人口对生态环境的压力，另一方面提升人口质量，为更多人提供更好的生活环境。

五、讨论

欧春华以彭水县为例研究发现欠发达地区在发展中存在资源利用率低下的情况[21]。牛继强等发现欠发达地区进入经济快速增长期时容易引发资源紧缺、环境污染等问题[22]。宁南山区的研究结果也显示出资源利用率低、环境污染严重等问题，表明盲目求发展或政策实施过急都可能对欠发达地区带来发展不协调的状况。

采用主成分分析法一方面能够纳入更多指标进行考察，使分析更全面科学，另一方面能够满足DEA决策单元与投入产出指标数量间的要求。采用DEA方法能够对“多投入—多产出”系统内的决策单元进行比较，测算其相对效率，同时DEA改进结果也能为非有效DEA决策单元的提供依据。

但不足之处在于：第一指标选取可能存在不够准确、不够客观的情况;第二本研究采用主成分分析法对指标进行去量纲处理，导致DEA改进中无法得出具体的改进数量。指标的全面和DEA的运用之间存在一定矛盾，这也是后续研究需要关注的问题。

参考文献：

[1]韩晓佳.宁南生态移民安置区空间冲突与生态安全情景分析[D].银川：宁夏大学，2018.

[2]Gustavson K R， Lonergan S C， Ruitenbeek H J. Selection and     modeling of sustainable development indicators： a case study ofthe Fraser River Basin， British Columbia[J].Ecological Econo-mics，1999（1）：117-132.

[3]Marina Alberti. Mesuring Urban Sustainability[J]. EnvironmentalImpact Assessment Review， 1996（16）：381-424.

[4]Ronchi E， Federico A， Musmeci F. A system oriented integratedindicator for sustainable development in Italy[J]. Ecological Ind-icators，2002（1）：197-210.

[5]刘果.区域可持续发展指标体系研究[D].重庆：重庆大学，2014.

[6]孟宪振.城市可持续发展指标体系的比较研究[D].重庆：重庆交通大学，2012.

[7]赵国杰，郝文升.低碳生态城市：三维目标综合评价方法研究[J].城市发展研究，2011（6）：31-36.

[8]孙亚南.长江经济带核心城市可持续发展能力评价[J].南京社会科学，2016（8）：151-156.

[9]柒国庆.延安市可持续发展指标体系的构建[J].现代营销（下旬刊），2015（10）：142-143.

[10]毛汉英.山东省可持续发展指标体系初步研究[J].地理研究，1996（4）：16-23.

[11]秦炳涛，刘蕾，陶玉.我国资源型城市的可持续发展评价[J].环境经济研究，2019（3）：142-158.

[12]王剑琪.我国村镇银行可持续发展的模糊综合评价研究[D].长春：吉林大学，2018.

[13]曹阳东，林文.基于灰色关联分析的河南各市可持续发展状况综合评价[J].数学的实践与认识，2019（4）：18-24.

[14]Chansarn S. The evaluation of the sustainable human develop-ment：a cross-country analysis employing slack-Based DEA[J].Procedia Environmental Sciences，2014（20）： 3-11.

[15]牛衍亮，劉国平，常惠斌.基于DEA方法的县城可持续发展评价[J].中国人口·资源与环境，2015（S2）：288-291.

[16]刘丽英.基于PCA和DEA方法的北京市可持续发展能力的评价研究[J].数理统计与管理，2013（2）：202-210.

[17]许妍谢.欠发达地区生态环境与区域经济耦合协调发展分析——以浙江衢州为例[J].生产力研究，2016（8）：70-72，149.

[18]初雪，陈兴鹏，贾卓，李晨曦.欠发达地区经济、社会和生态系统的协调发展研究——以甘肃省崇信县为例[J].干旱区资源与环境，2017（10）：13-18.

[19]温胜强.宁南山区县域可持续发展能力综合评价[J].环境保护与循环经济，2017（2）：50-55，76.

[20]李娜，高晓清，杨发奎，杨丽薇，瞿海燕.主体功能区划背景下的宁夏生态文明建设[J].中国沙漠，2019（1）：12-17.

[21]欧春华.欠发达地区可持续发展的若干理论和实证研究[D].重庆：重庆大学，2004.

[22]牛继强，徐丰，刘明华，田三春.经济欠发达地区可持续发展能力评价研究——以河南省信阳市为例[J].信阳师范学院学报（自然科学版），2008（3）：392-395.

[责任编辑、校对：党   婷]