基于DEA方法的中國(guó)區(qū)域建筑業(yè)生態(tài)效率研究

任陽軍

(安徽建筑大學(xué)管理學(xué)院，安徽合肥230601)

近年來，隨著房地產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，我國(guó)建筑業(yè)也得到了大規(guī)模的發(fā)展，基本保持著平穩(wěn)健康發(fā)展的趨勢(shì)，在推動(dòng)我國(guó)城市化和工業(yè)化進(jìn)程中起到了關(guān)鍵性的作用，為社會(huì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn).與此同時(shí)，建筑業(yè)作為高能耗產(chǎn)業(yè)，在消耗大量自然資源的同時(shí)也產(chǎn)生大量的建筑垃圾，這必然給環(huán)境帶來巨大的壓力.諸多研究表明，我國(guó)建筑業(yè)普遍存在資源利用率低、生態(tài)環(huán)境惡化等問題［1］.為了實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，考察建筑業(yè)對(duì)環(huán)境的影響和利用效率則顯得非常必要.因此，本文將引入建筑業(yè)生態(tài)效率的概念，并運(yùn)用DEA方法對(duì)我國(guó)建筑業(yè)生態(tài)效率進(jìn)行分析和評(píng)價(jià).

1 建筑業(yè)生態(tài)效率概念

1992年“生態(tài)效率”概念被首次提出，隨后，眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入研究，并提出一系列對(duì)生態(tài)效率的定義，其中世界可持續(xù)發(fā)展工商業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)生態(tài)效率的定義應(yīng)用最廣泛:通過提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的服務(wù)和商品，在滿足人類高質(zhì)量生活需求的同時(shí)，把整個(gè)生命周期中對(duì)環(huán)境的影響降到至少與地球的估計(jì)承載力一致的水平上［2］.

將生態(tài)效率的概念應(yīng)用到建筑業(yè)中，“影響”即建筑業(yè)對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，如對(duì)自然環(huán)境的干擾和破壞;“價(jià)值”即建筑業(yè)創(chuàng)造出的實(shí)體建筑及經(jīng)濟(jì)價(jià)值.因此，建筑業(yè)生態(tài)效率就是將建筑業(yè)所需資源對(duì)環(huán)境造成的影響最小化，創(chuàng)造出的建筑業(yè)價(jià)值最大化.

建筑業(yè)生態(tài)效率的計(jì)算方法有價(jià)值－影響比值、生態(tài)成本價(jià)值和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法，相比前兩種，DEA方法更適用于評(píng)價(jià)建筑業(yè)生態(tài)效率.此外，本文的研究對(duì)象為我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，由于其社會(huì)影響難以界定和量化，在計(jì)算時(shí)僅考慮其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和環(huán)境指標(biāo)，而建筑業(yè)中的負(fù)面產(chǎn)出如噪音、粉塵、建筑垃圾等指標(biāo)在統(tǒng)計(jì)時(shí)很難獲取，因而在計(jì)算模型中也并未引入.DEA方法已在包括建筑業(yè)等眾多行業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛運(yùn)用，本文利用建筑業(yè)中的生態(tài)效率數(shù)據(jù)和生態(tài)效率概念，通過DEA方法的效率評(píng)價(jià)功能對(duì)我國(guó)建筑業(yè)生態(tài)效率進(jìn)行定量評(píng)價(jià).

2 模型構(gòu)建

2.1 指標(biāo)選取和數(shù)據(jù)來源

為滿足DEA方法對(duì)決策單元的輸入輸出指標(biāo)的選取要求，在影響指標(biāo)方面，選取建筑行業(yè)在施工過程中使用量較大的鋼材、水泥、木材、玻璃作為輸入數(shù)據(jù)，這些材料雖然不能代表建筑業(yè)所有的材料消耗，但卻是建筑業(yè)主要的物質(zhì)投入，能夠直接或間接反映對(duì)環(huán)境的負(fù)荷.而在價(jià)值指標(biāo)方面，根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)建筑業(yè)效率研究的文獻(xiàn)，選取建筑業(yè)總產(chǎn)值和房屋施工面積這兩個(gè)顯著指標(biāo)，這樣能夠較好地體現(xiàn)建筑業(yè)資源投入所帶來的實(shí)體效益［3］.

考慮到數(shù)據(jù)的完整性和權(quán)威性，本文選取2006－2013年間我國(guó)建筑業(yè)31省市自治區(qū)建筑產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)作為樣本，數(shù)據(jù)來自《中國(guó)建筑業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》中公布的數(shù)據(jù).

2.2 生態(tài)效率DEA模型

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析的基本模型有CCR模型和BBC模型，根據(jù)本文的背景和評(píng)價(jià)目的，選擇規(guī)模報(bào)酬不變的CCR模型.CCR模型以規(guī)模報(bào)酬不變?yōu)榧僭O(shè)，通過線性規(guī)劃來估計(jì)各決策單元的生產(chǎn)前沿面，評(píng)價(jià)各決策單元的相對(duì)效率［4］.

設(shè)有n個(gè)決策單元，每個(gè)決策單元都有m種輸入和s種輸出，則某個(gè)特定決策單元的效率評(píng)價(jià)公式為:

(1)式中Xj與Yj分別為決策單元的投入和產(chǎn)出向量，uT、vT為權(quán)重變量.通過使用Charnes－Cooper變換，CCR模型的分式規(guī)劃形式可以轉(zhuǎn)化為一個(gè)等階的線性規(guī)劃.令t=1/vTx0，ω =t*v，μ=t*u，則(1)式可轉(zhuǎn)變?yōu)?

其對(duì)偶問題為:

(3)式中θ為各省市建筑業(yè)生態(tài)效率指數(shù).

帶有非阿基米德無窮小和松弛變量的線性規(guī)劃模型為:

(4)式中ε為非阿基米德無窮小量，是一個(gè)大于零且小于任何正數(shù)的數(shù);和1)∈En分別為m維和n維單位向量空間.

(三)生態(tài)效率指數(shù)含義

當(dāng)θ=1且S+=S－=0時(shí)，稱此決策單元為DEA有效.當(dāng)θ=1、S+≠0或S－≠0時(shí)，則此決策單元為弱DEA有效;此時(shí)，當(dāng)S+=0、S－≠0時(shí)，其經(jīng)濟(jì)意義為此決策單元部分投入量可以減少而產(chǎn)出保持不變;當(dāng)S+≠0、S－=0時(shí)，其經(jīng)濟(jì)意義為此決策單元在投入不變時(shí)其產(chǎn)出有所提高.當(dāng)θ＜1時(shí)，則稱此決策單元為非DEA有效，需要做出一定調(diào)整［5］.

3 實(shí)證結(jié)果與分析

獲取上述數(shù)據(jù)之后，利用MaxDEA6軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)包絡(luò)分析，計(jì)算結(jié)果如表1所示:

從全國(guó)平均水平看，2006－2013年間我國(guó)建筑業(yè)生態(tài)效率指數(shù)總體呈上升趨勢(shì)，年均增長(zhǎng)0.84個(gè)百分點(diǎn);而2008年有小幅下降，這可能與2008年爆發(fā)的金融危機(jī)有關(guān)，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)造成一定影響，在一定程度上阻礙建筑業(yè)的發(fā)展和生態(tài)效率水平的提升.總體上，我國(guó)建筑業(yè)生態(tài)效率水平依然不高，2013年全國(guó)建筑業(yè)平均生態(tài)效率值僅為0.8121.究其原因，一方面是因?yàn)槲覈?guó)房地產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及固定資產(chǎn)投資的不斷增長(zhǎng)為建筑業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力，另一方面與我國(guó)加大支持生態(tài)環(huán)境保護(hù)的政策有關(guān)，促使建筑業(yè)生態(tài)效率水平的不斷提升.

表1 中國(guó)省域建筑業(yè)生態(tài)效率測(cè)度結(jié)果

從各省市建筑業(yè)生態(tài)效率分析，2006－2013年間各省市生態(tài)效率指數(shù)逐步上升但有小幅波動(dòng)，與全國(guó)總體趨勢(shì)相一致，其中北京、黑龍江、浙江歷年生態(tài)效率一直為最優(yōu)，天津、上海、廣東、廣西個(gè)別年份生態(tài)效率達(dá)到最優(yōu)，即這些省份的建筑業(yè)投入產(chǎn)出比例合理，其余省份的歷年建筑業(yè)生態(tài)效率非DEA有效.內(nèi)蒙古、新疆、湖北的產(chǎn)出指標(biāo)不足量，其他省份在總產(chǎn)值指標(biāo)上都要增加產(chǎn)出，表明大部分省份建筑業(yè)在減小投入的基礎(chǔ)上仍不能滿足DEA有效，還需要增加產(chǎn)出，但是DEA方法考察的相對(duì)效率，不能僅從投入或產(chǎn)出一方面來考慮，這也是三省份不增加產(chǎn)出，卻比需增加產(chǎn)出的省份的生態(tài)效率高的原因.

從各省市平均水平來看，北京、天津、黑龍江、浙江等東部地區(qū)省份建筑業(yè)生態(tài)效率普遍高于中西部地區(qū)省份，中部地區(qū)省份普遍高于西部地區(qū)省份，呈現(xiàn)出東部、中部、西部遞減的規(guī)律.其中寧夏建筑業(yè)生態(tài)效率最低，僅為0.5260，而生態(tài)效率最高的省份為1，各省份的平均值為0.7679，標(biāo)準(zhǔn)差為0.18，這表明省際間生態(tài)效率差距較大.而各省份歷年數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差均小于0.1，表明各省份歷年生態(tài)效率變化并不明顯.為了進(jìn)一步分析省際間建筑業(yè)生態(tài)效率的差異，運(yùn)用SPSS軟件對(duì)各省份歷年生態(tài)效率值進(jìn)行聚類分析，結(jié)果如表2所示:

表2 各省市建筑業(yè)生態(tài)效率聚類結(jié)果

根據(jù)表1和表2可知，第一、二區(qū)域建筑業(yè)生態(tài)效率均值為 0.9827，第二區(qū)域?yàn)?0.8513，第三區(qū)域?yàn)?0.7055，第四區(qū)域?yàn)?.5501.第一、二區(qū)域主要是東部發(fā)達(dá)地區(qū)省份，這些省份由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)的投入較大，從而建筑業(yè)整體生態(tài)效率水平較高;而中西部地區(qū)省份主要集中在第三、四區(qū)域，這些省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后，對(duì)生態(tài)環(huán)境改善的投入較小，建筑業(yè)發(fā)展水平與東部地區(qū)差距較大.因此，我國(guó)在未來應(yīng)加大對(duì)中西部地區(qū)的基礎(chǔ)建設(shè)投資和環(huán)境保護(hù)投資，并給予政策傾斜，從而推動(dòng)這些區(qū)域的建筑業(yè)發(fā)展和生態(tài)效率水平的提升.

4 結(jié)語

本文利用生態(tài)效率的概念和DEA方法對(duì)我國(guó)31省市2006－2013年間的建筑業(yè)生態(tài)效率實(shí)現(xiàn)定量描述，從而對(duì)我國(guó)區(qū)域建筑業(yè)生態(tài)效率水平進(jìn)行分析和評(píng)價(jià).通過本文的研究對(duì)提升我國(guó)建筑業(yè)生態(tài)效率水平有一定的啟發(fā)，比如江蘇省作為一個(gè)建筑大省，其建筑業(yè)生態(tài)效率并未達(dá)到1，說明與建筑強(qiáng)省還有一段距離.中西部地區(qū)省份建筑業(yè)生態(tài)效率普遍不高，與其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平有很大關(guān)系，各地區(qū)政府應(yīng)加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，不斷縮小地區(qū)經(jīng)濟(jì)差距，從而提升建筑業(yè)整體生態(tài)效率水平.從各種建筑材料的投入比例也能得到一定的啟發(fā)，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，建筑業(yè)科技進(jìn)步的貢獻(xiàn)對(duì)其自身的發(fā)展起到至關(guān)重要的作用［6］，各地區(qū)政府應(yīng)加大科技投入，促進(jìn)新型環(huán)保材料的開發(fā)和應(yīng)用，提高建筑材料的利用效率.

［1］戴永安，陳才.中國(guó)省際建筑業(yè)效率差異及其影響因素研究［J］.中國(guó)軟科學(xué)，2010，(1):87－95.

［2］World Business Council for Sustainable Development.Eco－Efficiency:Creating More Value with Less Impact［Z］.2000.

［3］朱錚錚.基于三階段DEA方法的我國(guó)建筑業(yè)效率研究［D］.哈爾濱:東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文，2013.

［4］Charnes A，Cooper.W，Rhodes.E.Measuring the efficiency of decision making units［J］.European Journal of Operational Research，1978，(2):429－444.

［5］朱錚錚，李英，林智敏.基于DEA改進(jìn)模型的建筑企業(yè)效率評(píng)價(jià)研究——以黑龍江省為例［J］.工程管理學(xué)報(bào)，2013，(1):10－13.

［6］趙明揚(yáng)，杜靜.我國(guó)東部、中部與西部地區(qū)建筑業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率的比較和分析［J］.工程管理學(xué)報(bào)，2013，(2):11－15.