李宇星，肖雨杉，朱沈楠，淦贵生

基于情境依赖DEA的国家可持续发展能力评价方法与应用

李宇星，肖雨杉，朱沈楠，淦贵生

可持续发展是全球共同面临的问题，全球环境的普遍恶化，使得可持续发展被世界各国所关注。运用情境依赖DEA模型，建立评价国家可持续发展能力的指标体系，通过分析各国经济、社会、科技、环境等因素综合评价每个国家的可持续发展能力，用于解决世界各国如何分派在全球可持续发展过程中应尽的义务和应承担的责任。根据指标的有效性和数据的可获得性，选取了2013年部分有代表性国家的数据进行实证研究。

可持续发展；DEA模型；情境依赖

一、引言

可持续发展是全球人民共同面临的一个重大理论与实践问题，涉及人口、资源、经济、社会、环境等各方面。世界经济的高速发展，有效改善了各国人民物质生活水平。然而，一些以破坏环境为代价的不可持续发展方式依然存在于世界各地。在实践中，如何科学地进行可持续发展能力的评价，直接影响到可持续发展战略的实施。

世界环境与发展委员会在《我们共同的未来》报告中，给出了被人们广泛认可和接受的可持续发展的定义，即“既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展”。

常用的可持续发展评价方法如Delphi法、层次分析法、主成分分析法等，通过确定指标权重、对指标值加权平均计算评价结果。但是，这些评价方法忽视了经济增长和社会进步是以资源与环境的牺牲为代价的，并且评价结果只有被评价对象的排名，没有分析为什么排名较后。因此，一些学者试图引进DEA方法进行可持续发展综合评价。数据包络分析（DataEnvelopmentAnalysis，DEA）是一种非参数技术，通常用来衡量决策单元的相对效率,利用输入来产生输出。如果一个特定的DEA效率分数高,这意味着它可以有效地利用输入来产生输出。同样的,如果一个特定的国家效率得分高,表明它能有效地使用他们的资源来促进可持续发展。

如何建立有效的输入、输出指标体系是DEA方法应用的关键。郭存芝等以城市可持续发展能力评价为例，为DEA方法在可持续发展综合评价中的应用提供思路。武玉英等根据投入产出并结合可持续发展的指标,建立DEA模型评价北京近10年来可持续发展的情况。SupachetChansarn等利用DEA通过人均国民总收入等四项人类发展指标，碳排放等三个资源指标，评估了115个不同等级收入国家的可持续发展能力，并作出了初步的等级划分。2010人类可持续发展指数中用财富、健康、教育和碳排放衡量人类的发展和生活质量的高低。曾珍香等提出了数据包络分析(DEA)方法在可持续发展评价中的应用思路和过程，并对我国某大城市进行了可持续发展能力评价，分析了全国环境经济效益。李志刚等从投入产出角度出发，结合可持续发展的指标，阐述了用数据包络分析方法评价区域可持续发展能力的基本思路和步骤。张卫民通过熵值法建立经济发展、社会进步和环境支持三个复合指标，设计出评价城市可持续发展的可持续系数和协调系数。

通过前人的研究，DEA已得到了广泛的应用。但是，在相对效率不为1的决策单元的评价方面存在一定的局限性。Seiford&Zhu首先提出Context-dependentDEA模型，使无效率决策单元在评价过程中扮演了重要的角色，将决策单元区分为不同的层级，根据每一层的结果进行分析，并将其应用于对打印机的评价中。Chen等用这种方法评价东京图书馆。张运华最先运用情境依赖DEA方法对我国31个省、自治区和直辖市的农业投入产出效率进行评价。张毅等利用情境依赖DEA方法分析2014年19座创意城市的效率，并提出创意城市的治理战略。

本文提供基于情境依赖数据包络分析（DEA）的方法来识别和量化影响国家可持续发展的多种因素，从而理性和全面地评价一个国家的可持续发展能力，为各个国家的可持续发展能力战略实施提供一定的参考依据。

二、指标体系构建

运用DEA进行可持续发展能力的评估需要从影响到各个国家的多个发展角度进行分析研究。社会和谐发展、科技快速进步、经济高速发展的同时兼顾环境协调发展是衡量国家可持续发展能力的重要因素。因此可持续发展能力评价指标体系的输入指标从社会、科技、经济和环境四个角度构建，分别是人均医疗卫生支出、科技研发支出、耗电量、二氧化碳排放量。输出指标从经济、社会、环境三方面构建，分别是人均收入、工业增加值、森林面积。

（一）社会

社会内部的和谐稳定，国民生活水平的提高是每个国家追求的最终目标，社会和谐发展又能促进国家各个领域的全面发展。社会可持续发展的本质体现在改善人民的生活质量、提高人民的健康水平、保障人民的各项权利等方面。

医疗支出作为一项社会基本建设投资，是国民生活水平的重要体现，因此选取人均医疗卫生支出作为体现社会发展的输入指标。

人均收入直接影响国民生活的各项支出水平，因此选择人均收入作为衡量社会可持续发展能力的输出指标。

（二）科技

衡量一个国家发展水平的高低，根本上是判断国家科技发展的能力。科技成为推动经济发展的内生动力,是转方式、调结构的关键力量，将科技成果运用于生产生活，在提高生产效率的同时有效改善国民生活。

科技发展从根本上对各个领域产生了不可测量的影响，不同领域的科技成果对社会的贡献难于度量，因此选用科技研发支出作为衡量国家可持续发展能力的输入指标。

（三）经济

经济可持续发展是国家可持续发展的命脉，是国家可持续发展能力的主要体现。经济水平的高低是反映国家实力的直接表现因素，各个国家优先发展角度的不同，导致测量某单一领域所得结果并不能反映国家间真实发展差异。

耗电量是国家经济发展程度的间接体现。随着电气时代的进入，电在日常生活中发挥的作用越来越大，直接影响到各个领域经济生产活动，成为各个国家不可或缺的二次能源。因此选用耗电量作为影响经济的输入指标。

工业增加值是衡量国家或地区经济发展水平的重要指标，设立工业增加值作为衡量国家经济发展水平的输出指标。它反映的是一个国家（地区）在一定时期内所生产的和提供的全部最终产品和服务的市场价值的总和。

（四）环境

环境的可持续发展能力是衡量国家可持续发展的主要体现。经济的高速发展不能建立在破坏环境的基础上，不能只追求经济的发展而忽略环境保护的重要性。

CO2一方面作为国家经济发展的副产品，体现国家经济的发展速度；另一方面作为全球气温升高的主要因素，能有效衡量国家大气的污染程度，所以选择CO2排放量作为衡量环境可持续发展的输入指标，即在生产过程中希望尽量减少CO2的排放。

绿化面积可以直接反映国家对于环境的重视程度，森林面积则是国家环境自我调节能力的重要项目，因此选择森林面积作为衡量国家可持续发展的输出指标。

三、模型构建

（一）C2R模型

假设有j={1,2,…,n}个决策单元，xij为第j个决策单元对第i种类型投入的投入量,ykj为第j个决策单元对第k种类型产出的产出量，引入松弛变量，C2R模型如下：minθ

（二）context-dependentDEA模型

传统DEA模型在解决许多实际问题中都有重要的应用，但是只能将决策单元分为效率为1的有效单元和效率不为1的无效单元，无法进行进一步的研究。基于情境依赖的DEA模型可以对无效决策单元进行分层和再评价，识别出其中相对有效（或次优）的决策单元。

定义全部决策单元集合为J1，有效决策单元集合为E1，移除有效决策单元，剩余的决策单元集合J2=J1-E1，则Jl+1=J1-E1，其中E1通过公式（2）得到。当l=1时，公式（2）即为C2R模型。minθl

四、实证研究

本文选择了世界银行中25个发达国家，31个发展中国家的2013年的统计数据进行计算，覆盖了亚洲，美洲，大洋洲，欧洲，非洲的国家。数据收集过程中，有些国家部分数据缺失，通过选择相邻数据进行估算。对于数据缺失严重的国家没有选择。

应用公式（1）计算，结果如表1所示。

表1 第一次分层结果

去掉表1中综合效率值为1的国家，应用公式（1）计算，结果如表2所示。

表2 第二次分层结果

从经济角度，日本、美国、瑞士、德国、挪威、法国、中国等国家的工业发展能力强，经济实力雄厚。印度尼西亚、刚果金、尼日利亚、巴西、哥伦比亚等国家的输入输出比例关系相对于自身的工业发展能力较强，使其在经济可持续发展中具有一定的优势。

从社会角度，日本、新加坡、美国、瑞士、德国、挪威、卢森堡、法国等发达国家的人均收入大幅高于世界水平，乌拉圭、斯里兰卡、冰岛、坦桑尼亚、尼日利亚、巴拿马、古巴等国家因为较小的投入，投入产出比协调使相对效率为1，但是其人均收入水平相对于世界平均水平有待提高。

从环境角度，日本、美国、韩国、瑞典、卢森堡、奥地利、葡萄牙、马来西亚、印度、印度尼西亚、刚果金、坦桑尼亚、巴拿马、巴西、哥伦比亚、洪都拉斯等国家因其森林覆盖率较高，生物多样性较为丰富，遏制了生态和环境的恶化，充分发挥了生态效益的价值。

综合经济、社会、环境三个方面，日本和美国的可持续发展水平最好。美国作为世界第一大国，充分发挥了其自身的优势，通过各种经济政策和科技创新，提高国民生活水平的同时达到可持续发展的目的。日本作为一个岛国，自身资源的匮乏使其加倍重视资源节约、环境保护以及经济的持续发展。

部分亚非拉国家如印度尼西亚、刚果金、坦桑尼亚、尼日利亚、巴拿马、巴西、哥伦比亚等具有较强的可持续发展能力，但是经济发展能力不足，只有经济开发的同时注重环境和国民生活协调发展，才能保证其可持续发展能力，使可持续发展得以延续和加强。

乌克兰、哈萨克斯坦、巴基斯坦的可持续发展能力均位于下游，急需向发达国家靠拢，坚持经济发展为中心的原则。经济发展了，才能更好地积累资金、技术和管理经验，提高环境治理和保护的能力。首先，提高发展的经济效益，经济效益越高，资源利用率越高，更能节约资源。其次，提高发展的社会效益，改善居民生活水平，以消除技术薄弱等阻碍可持续发展的障碍。最后，提高发展的环境效益，经济发展与环境保护相互推动，相互制约。总之，只有经济、社会、环境三者全面发展，才能打破贫困与环境恶化带来的后果，增强可持续发展能力。

欧洲大部分国家处于世界经济发展前列，具有极强的经济、社会可持续发展能力，因此在世界可持续发展中发挥自身优势，在经济、社会、科技等方面尽到帮助各发展中国家的责任，体现自身在全球可持续发展中的价值。

五、结束语

随着全球变暖，大气污染等严重的环境问题，可持续发展始终是国际面临的主要挑战，也是受到国际瞩目的热点问题。本文利用基于情境依赖的数据包络分析法，从经济，社会，环境三个方面对不同洲的发达国家和发展中国家的可持续发展能力进行了评价。发达国家更加重视生态和环境的可持续性，利用现有的资源条件保持已获得的生活环境，维护和提高其在处理国际事务中的地位。发展中国家在努力发展经济的同时，吸取发达国家的经验教训，注重对生态环境的保护。发达国家和发展中国家应根据自身的国情，制定相应的可持续发展战略，共同实现全球可持续发展。

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F224

A

1008-4428（2017）07-21-03

李宇星，男，山西晋中人，南京邮电大学学生，研究方向：信息管理与信息系统；

肖雨杉，女，天津西青人，南京邮电大学学生，研究方向：信息管理与信息系统；

朱沈楠，女，江苏南通人，南京邮电大学学生，研究方向：信息管理与信息系统；

淦贵生，男，江苏苏州人，高级经济师，江苏永鼎股份有限公司，研究方向：企业管理。

南京邮电大学大学生创新训练计划，（项目编号为XYB2016319）。