曹 飞

(西安电子科技大学 人文学院，陕西 西安 710071)

陕西省城市可持续发展能力时序测度与提升对策

曹 飞

(西安电子科技大学 人文学院，陕西 西安 710071)

依据科学性、实用性、完备性和可行性原则,建立了由资源、环境、经济、社会四个子系统组成的陕西省城市可持续发展能力指标体系，并利用改进的熵值法对陕西省各年份的四个子系统进行定量评估，再以资源、环境得分为输入数据，以经济、社会得分为输出数据,运用三种DEA模型对陕西省城市可持续发展能力进行评价。结果显示：从2004—2012年，陕西省城市可持续发展能力提高不大，表明在资源与环境双重约束下的城市可持续发展能力面临较大的压力。

陕西省； 可持续发展能力； 灰色关联度； 熵值法； DEA模型

0 引 言

城镇化进程是指农村人口不断向城镇转移，第二、三产业不断向城镇聚集的过程，也是中国21世纪最重要的经济社会发展战略。在资源、环境双重约束的背景下，中国城市可持续发展能力问题越来越受到社会各界的关注。其原因：一是城镇化战略是中国扩大内需、统筹城乡实现民族复兴的重要内容；二是城镇化与工业化发展中的资源问题越来越突出。因此，如何保证在可持续发展前提下促进城镇化的有序、健康发展，就成为理论界和实践界共同关注的问题。对于陕西省来说，由于深居内陆，经济发展水平欠发达，产业结构高级化滞后等原因，导致其在城镇化过程中城市可持续发展能力不足，因此如何促进城市可持续发展能力就成为陕西省面临的主要问题。

1 相关研究及其评述

城镇化过程是伴随着工业化过程而推进的，因此，对城镇化过程中城市可持续发展能力的研究也是与工业化的研究同步的。一方面，城镇化的集聚效应与外部经济促进了城镇化的发展，另一方面，由于工业化的加快必然要求服务业的发展来促进城镇化的发展。所以，从某种意义上来说，工业化与城镇化是互生互存的，但工业化与城镇化并不总是和谐共生的。一般来说，在工业化的初期、中期阶段，由于产业结构较为低级、技术较为落后、制度较为欠缺，因而高污染、高排放的工业特征必然会限制城市的可持续发展能力。目前，我国围绕城市可持续发展能力的研究主要集中于以下三个方面：城市可持续发展的战略研究、可持续发展指标体系的建立以及可持续发展能力的定量评价方法研究等[1]91-94,[2]6-9,[3]106-110。总体而言，价值学界关于城市可持续发展的意义已基本达成共识，理论研究也比较成熟。但现有文献尚未见对城市可持续发展能力的明确界定。根据相关理论及现有研究状况，本文认为城市可持续发展能力是指在一定的经济社会条件下，在保证经济、社会的发展进步以及保证资源、环境承载力合理阈值的前提下，资源、环境两大系统与经济、社会两大系统协同发展的能力。此外，对如何构建城市可持续发展能力指标体系及如何选择测度方法也存在争议。

从研究方法来看，现有文献对城市可持续发展能力的测度方法，主要有层次分析法、灰色关联度分析法、生态足迹模型法以及熵值法等，这些方法各有优缺点。比如说，层次分析法依靠专家打分确定判断矩阵，主观性过大；灰色关联分析法，由于不可能涵盖所有的指标，所以它的完善度不高[4]38-41；主成分分析法通过降维虽然可以简化问题分析，但会造成部分信息的丢失；BP神经网络模型因须构建一定的神经网络，也易陷入局部最优解状况，且运行结果不稳定。生态足迹模型主要考虑的是人类活动对于环境的影响，但从经济、社会发展对资源、环境的正反馈作用方面则考虑不足。相对于上述各种方法而言，虽然熵值法较为客观、全面，但是熵值法在遇到极值或者负值的情况下也显得不足。

现有文献大多是从资源、环境、经济、社会平行关系方面进行评价的。其基本原理是将正面指标正面处理，负面指标逆向处理，然后按照各指标的权重乘以相应的数值累加后进行评价，但也存在诸多缺点。比如说，某个地方资源、环境问题很突出，但就因为良好的经济、社会绩效足以抵消资源环境问题，从而使资源环境问题被掩盖了起来。另外，在评价指标的设置中，资源、环境类评价指标的个数和总权重通常小于经济、社会类评价指标，这又须以较高的经济、社会类评价指标值弥补较低的资源、环境类评价指标值[5]143-148。而且还存在传统方法主观性强以及相关性约束不容易检验等问题，因而大多数指标只能进行评价，无法对结果做出相应的调整。

目前，针对陕西省可持续发展能力的研究主要有：马祖琪利用主成分方法对陕西省各地区的可持续发展能力进行了测度，但时间较早，且并不针对城市的可持续测度[6]5-27；徐杰峰利用多层次灰色关联分析模型对陕西省各地区的可持续发展能力进行了比较，但也不针对城市的可持续测度[7]113-118。随着陕西省城市化进程的明显加快，资源短缺、环境污染和生态破坏等问题也随之显现。因此，选择适当的方法综合评价陕西省城市可持续发展能力与影响因素有利于陕西省各个城市的可持续发展。

数据包络分析方法(Data Envelopment Analysis,简称DEA)是运筹学、管理科学与数理经济学交叉研究的一个新领域。它是根据多项投入指标和多项产出指标,利用线性规划的方法，对具有可比性的同类型单位进行相对有效性评价的一种数量分析方法。DEA方法及其模型自1978年由美国著名运筹学家A.Charnes和W.W.Cooper提出以来，已广泛应用于不同行业及部门，并且在处理多指标投入和多指标产出方面，体现了其得天独厚的优势。因为DEA方法不用事先设置输入与输出的关系，也不用人为地设定各指标的最优权重，却可以调整输入与输出间的关系。但DEA方法通常情况下要求决策单元数量要大于或等于输入输出指标总数的2倍，因此，本文根据DEA方法的要求，设置九个决策单元，分别采用两个输入和输出指标，尽量避免传统熵权法的缺点，利用改进的熵值法对陕西省城市可持续发展能力进行测度。

2 指标体系的建立与研究方法

2.1 指标体系建立的原则

按照系统理论观点，城市显然是一个开放的巨系统，在该系统中既有社会系统、经济系统、资源系统、环境系统间的复杂关系，也有各系统间的耦合效应,要全面、客观地评价一个城市的可持续发展水平,就必须构建城市可持续发展效应指标评价体系，而城市可持续发展效应指标体系的构建必须遵循以下四个原则。

(1)科学性原则。指标体系的构建应该具有充分的科学基础，要求既能准确、全面、系统地体现城市可持续发展的内涵特征，又应突出可持续发展的目标。

(2)实用性原则。保证相应指标是可以测度的，且该指标与国家相应统计口径具有可比性。

(3)完备性原则。指标体系作为一个有机整体,要能全面反映和测度陕西的主要特征和状况。

(4)可行性原则。首先要求相应指标是可以获取的，其次要选择有代表性的综合指标和主要指标,并且指标必须清楚和明确。

本文根据上述四条原则构建城市可持续发展效应指标评价体系，详见表1所示。

表1 陕西省城市可持续发展能力测度指标体系

2.2 利用改进的熵权法进行单项指标的测度

(1)建立原始指标数据矩阵。本文以i表示年份，j表示评价指标，其中,Yij为i年份第j项的指标值。

(2)数据标准化处理。正向指标采用极大值标准化Xij=Yij/Ymax；逆向指标采用极小值标准化Xij=Yij/Ymin。

(3)计算第j项指标下第i个年份占该指标的比重。

上式中，i=1,2…,n,j=1,2…,m

(4)计算第j项指标的熵值。

上式中，k>0，k=1/ln(n)，ej≥0

(5)计算第j项指标的差异系数。对第j项指标来说，指标值的差异越大，对方案评价的影响就越大，熵值就越小，其差异系数的确定方法为：

(6)求权值。

(7)计算各年份的综合得分。

2.3 基于投入法的DEA城市可持续发展能力的测度

C2R模型是DEA最常用的标准模型，但标准的C2R模型不一定可以实现各个决策单元的有效排序。DEA交叉评价方法则避免了传统DEA对诸输入和输出指标采用极端和不合理的权重分配，而且可以有效地区分诸决策单元的优劣[8]553-556。为进一步获得稳定的测度结果，本文再利用超效率DEA方法进行测度。

由于本文关注的是投入,即资源与环境投入,因此，本文主要是将资源消耗、环境治理作为投入，以此全面获得在环境友好与资源节约型指引下的经济发展和社会进步的正水平。为此，本文基于投入法的DEA中常用的非阿基米得无穷小的C2R模型，再以改进的熵权法测度的资源消耗、环境污染两个综合评价指标作为输入指标,以改进的熵权法测度的经济发展、社会发展两个综合评价指标作为输出指标,然后利用C2R模型进行评价,并计算效率系数。

3 陕西省城市可持续发展能力的实证分析

本文根据上文所构建的指标评价体系及测度方法对陕西省2004—2012年的城市可持续发展能力进行了测度，结果见表2所示。

表2 陕西省2004—2012年城市可持续发展能力测度结果

由表2可知：

(1)利用非对抗的DEA方法进行测度。从表2第二列可以看出，处于效率最优的年份有2004年、2008年、2011年，其次为2005年、2006年、2007年、2012年、2009年，最低的是2010年。但传统的DEA不足以完成不同年份的城市可持续发展能力的有效排序。为进一步比较各个年份陕西省的可持续发展状况，本文利用交叉的DEA方法再进行分析，结果如第四列、第五列所示。从测度方法来看，运用交叉评价方法进行评价,可以有效区分DEA决策单元之间的差别,并且对非DEA有效决策单元的排序没有影响,这说明该模型是可行的。为了进一步比对交叉型DEA方法的排序情况，本文利用超效率的DEA方法进行验证，结果如第六列、第七列所示。第六列、第七列表明无论是对抗型DEA分析方法，还是超效率DEA分析方法对各年份的排序基本是一致的，详见图1所示。

图1 陕西省2004—2012年城市可持续发展能力比较

(2)基于熵值法的城市可持续发展能力投入产出状况。为了进一步比较分析陕西省2004—2012年城市可持续发展能力投入产出状况，解读影响可持续发展能力的因素，本文又利用熵值法测度了资源投入、环境污染、经济发展和经济绩效的基本情况，具体见表3所示。

表3 陕西省2004—2012年城市可持续发展能力投入产出状况

根据表3第4列、第5列可以得到图2。

图2 陕西省各年份经济发展、社会进步比较

由图2可知，陕西省无论是经济发展，还是社会进步都是逐年递增的，因此，总体来看，陕西省的经济、社会发展还是健康的。但陕西省城市可持续发展能力仍然比较低，为此，我们根据表3第2列、第3列可以得到图3。

由图3可以发现：陕西省资源投入与环境污染也是逐年递增的，即：经济、社会发展好的绩效被过度的资源消耗和环境污染所抵消，由此导致了较低的城市可持续发展能力。

(3)陕西省可持续发展能力较弱。从整体趋势来看，陕西省城市可持续发展能力从2004—2012年提高不大，甚至于个别年份还有退步，表明在资源与环境双重约束下的城市可持续发展能力面临较大的压力。

图3 陕西省各年份资源投入、环境污染水平与环境治理比较

(4)发展不均衡。从离差系数由大到小的顺序来看，依次是环境污染0.034、经济发展0.028 8、资源投入0.027 9、社会绩效0.014 4。这说明在环境污染治理、经济发展绩效、社会进步成果、资源投入节约四个方面的发展并不均衡。

4 结 语

目前随着工业化、城市化水平的加快，资源、环境的约束作用日益显现，党的十八大提出的新型城镇化道路是提高城市可持续发展能力的有力保障。具体来说，陕西省既要促进经济又好又快发展，又要实现节能降耗的目的和社会事业的全面发展，就要做到以下几点。

(1)坚持新型城镇化道路，提高资源利用集约水平和环境质量。2002年11月党的十六大报告首次提出新型工业化概念，同时指出：“坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”陕西作为教育科技大省，应该利用国家产业升级的契机，充分发挥本地科技优势，大力发展新型制造业、现代服务业、信息产业、现代金融业等产业，优化产业结构，提高资源利用集约水平；从环境角度来讲，国家要求到2020年我国单位国内生产总值二氧化碳排放须比2005年下降40%～45%，这一指标作为约束性条件已经纳入国民经济和社会发展的中长期规划中，并形成了相应的国内统计、监测、考核办法。陕西作为国家首批碳减排试点省份，应在改善产业结构的同时，改变能源消耗结构，并通过利用风力发电、太阳能发电等方式逐步降低石化原料为主的能源消耗，降低碳排放。另外，对于环境治理的资金投入要全程监督、考核，切实提高环境治理资金的使用效益。

(1)改变经济增长方式，促进经济又好又快发展。目前我国由于劳动力、资源两大传统红利减弱带来的企业经营成本增加和基础设施条件大幅改善带来的投资空间减少，依靠廉价劳动力、高资源投入、高强度的基础设施建设来发展经济已经不可能存在。因此，未来的发展必须依靠改变经济增长方式来实现。从陕西省来说，目前虽然在改变经济增长方式方面取得了较大的成效，如三产比重、经济外向度和人均GDP和居民收入、消费等指标虽然都是在稳步提升的。但上述指标的增速并不像以前那么快，这则说明，调整经济结构，改变经济增长方式，从短期来看可能会使经济的增速放缓，但是从长远来看，则不仅有利于经济结构的优化，而且有利于经济总量的提升。

(3)切实关注民生，促进社会进步。社会进步是经济发展的根本目标。从教科文卫方面看，要在进一步稳定人口自然增长率的同时，完善医疗资源的优化配置，构建大医院、中小医院和社区医院的合理布局；优化教育资源的配置，进一步提高通信产业的均衡发展，降低信息鸿沟；从基础设施上讲，要利用先进科学技术，构建和完善快速、高效、便捷、便宜的交通、通讯、信息等基础设施网络系统，促进区域之间、城市之间、城乡之间的资源、人口和信息的自由流动。同时，应加强城市内供水、供气、公交等基础设施建设。依靠城乡均衡的公共财政政策，实现基础设施和公共服务的城乡一体化；从城市人均环境改善方面上讲，要通过公园建设、社区建设和生活环境治理等方面提高城市宜居水平。

(4)合理推进城市体系建设，促使城市健康发展。陕西省作为一个具有十一市(区)的西部经济大省，城市人口分布很不均衡。从区域来看，关中人口最多，陕南城市人口最少，陕北城市人口居中。今后应该进一步引导人口合理流动，促进人口的区域均衡发展；从陕西省各个城市来看，人口高度聚集于西安市，西安市的人口约占陕西省全部人口的四分之一。高度聚集的人口对于西安市的住房、交通、能源、就业和社会管理带来很大的压力，而地级市级县级城市人口相对较少。因此，陕西省今后应该引导人口在省会城市、地级城市和县级城市的合理分布，促进各个城市人口的协调合理发展。

[1] 盖美,盖帅,张亚立.城市可持续发展水平的指标体系及评价[J].辽宁师范大学学报：自然科学版,2004(1).

[2] 徐长城,侯明明.城市可持续发展的定量评价[J].资源开发与市场,2004(1).

[3] 潘智慧,张仕廉.小城镇可持续发展评价指标体系研究[J].重庆建筑大学学报,2004(4).

[4] 陶晓燕,章仁俊,徐辉,等.基于改进熵值法的城市可持续发展能力的评价[J].干旱区资源与环境,2006(5).

[5] 郭存芝,凌亢,白先春,等.城市可持续发展能力及其影响因素的实证[J].中国人口·资源与环境,2010(3).

[6] 马祖琪.陕西区域可持续发展初步研究[D].西安：西北大学,2001.

[7] 徐杰峰.基于多层次灰色关联分析模型的陕西各市可持续发展能力比较[J].四川环境,2009(4).

[8] 彭育威,吴守宪,徐小湛.利用MATLAB进行DEA交叉评价分析[J].西南民族大学学报：自然科学版,2004,30(5).

(责任编辑 王栓芹)

Timing Measurement and Promotion Strategy of the Urban Sustainable Development Ability in Shaanxi

CAOFei

(InstituteofLiterature,XidianUniversityXi'an,Shaanxi,710071,China)

Based on the principles of science,practicality,completeness and feasibility,the index system of city sustainable development ability in Shaanxi province was established,which consisted of four subsystems:resource,environment,economy,society.These four subsystems were quantitatively assessed annually by the improved entropy method.Withthe scores of resourceand environment as the input,and the scores of economy and society as the output,three kinds of DEA model were used to evaluate the ability of urban sustainable development in the Shaanxi province.The evaluation results showed that from 2004 to 2012,the urban sustainable development ability of Shaanxi province was improved a little,presenting that in the dual constraints of resources and environment,the urban sustainable development capacity was facing great pressure.

Shaanxi province;the sustainability of city development;grey relational grade;improved entropy method;DEA model

2015-06-10

曹飞，男，陕西榆林人，西安电子科技大学人文学院副教授，经济学博士，硕士生导师，研究方向：城镇化发展与区域经济。

教育部人文社会科学研究青年基金(14YJC790004)；陕西省社会科学基金(13D264)；中央高校基本科研业务费(7214546401)。

F290

A

1008-5645(2015)06-0006-06