曹 飞

（西安电子科技大学 人文学院， 陕西 西安 710071）

丝绸之路经济带城市可持续发展能力测度、预警与提升对策

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、完备性和可行性的原则，文章建立了由资源、环境、经济、社会四个子系统组成的丝绸之路经济带城市可持续发展能力指标体系，利用改进的熵值法对丝绸之路经济带各城市的四个子系统进行定量评估。以资源、环境得分作为输入，以经济、社会得分作为输出，运用三种DEA模型对丝绸之路经济带城市可持续发展能力进行测度。评价结果显示，丝绸之路经济带城市可持续发展能力存在较明显的地域差异，从东向西依次递减，通过贝叶斯判别函数进行验证，证明测度方法是科学的。因此，统筹区域发展具有较强的现实意义。

丝绸之路经济带; 城市可持续发展能力; 改进的熵值法； DEA模型

一、引 言

自20世纪80年代首次提出可持续发展的概念以来，关于可持续发展的研究就日益成为许多国际研究机构、专家和学者研究的热点问题之一，同时可持续发展的理念也逐渐被引入到社会经济发展的各个领域。进入21世纪以来，随着全球经济一体化的进展速度不断加快，城市居民的数量日益增加，人类自身可持续生存与发展要求城市的发展也必须是可持续的，同时城市的可持续发展也是构筑和谐社会的一个重要组成部分。因此，国内外许多学者从各个方面进行了大量的研究, 得出了许多满意的成果。这些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[1-3]。总体而言，关于城市可持续发展的意义、价值学界已基本达成共识，理论研究也比较成熟，而如何测度城市可持续发展能力所涉及的指标体系和测度方法研究则存在较大争议。

到目前为止，许多学者针对城市可持续发展能力定量评价提出了各自的研究方法，这些方法概括起来主要有以下几种: 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。虽然这些方法在一定程度上能满足评价的要求，但是均存在一些问题。例如: 层次分析法由于级别差异比较大，往往不能满足相对完善的指标权重的合理赋值，而且在评价过程中经常要根据评价者主观上对各指标的重视程度来决定权重, 因此, 评价结果经常趋于不稳定。灰色关联度分析法主要由于考虑的问题不够全面，所以它的完善度不高[4]。主成分分析法通过降维方法，简化了问题分析，但无法避免部分信息丢失的缺点。BP神经网络模型必须进行一定的网络训练才能得出权值，每次结果都不太稳定，且易陷于局部最优点。生态足迹模型法的缺陷主要是高估了城市的生态状况，单纯强调人类发展对环境的影响, 而不关心经济、社会和技术等方面的可持续对环境的交互作用。熵值法虽然在某种程度上可以解决以上各种方法出现的诸多问题，但是熵值法在遇到极值或者负值的情况下就显得不足。

上述评价方法大多是从资源、环境、经济、社会等并列关系进行分析的，而没有考虑到资源环境的投入产出价值，进而无法满足节能减排的要求，一定程度掩盖了以牺牲资源与环境为代价换取经济增长和社会进步的现象。因为以评价指标值的加权平均评价可持续发展，会出现以较高的经济、社会类评价指标值弥补较低的资源、环境类评价指标值的状况。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，这又使得以较高的经济、社会类评价指标值弥补较低的资源、环境类评价指标值[5]。

DEA可以跳过设置优先意义下的权数这个环节，不用人为确定输入与输出之间的关系，因此它更加客观，且可以调整。但DEA通常情况下决策单元数量不宜少于输入、输出指标总数的2倍，因此必须对输入和输出本身进行测度。考虑到传统熵权法的缺点，利用改进的熵值法对丝绸之路经济带城市的资源消耗、环境污染、经济发展、社会进步等进行降维测度。分别以各城市的资源消耗和环境污染作为投入，经济发展和社会进步作为产出，利用三种DEA方法进行测度。为进一步验证测度方法的合理性，利用贝叶斯判别函数进行预警识别。

对“新丝绸之路”城市可持续发展能力测度有利于为“统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放”提供参考依据，对于促进“西部大开发”、“中部崛起”、“关中—天水经济区”等战略的实施，促进区域经济协调发展具有深远意义。丝绸之路经济带是一个广义的概念，随着交通和通讯的发展，丝绸之路经济带更应该体现为交通轴线发展对区域经济的带动与协同发展。本文对国内丝绸之路经济带的理解是，不能把丝绸之路经济带仅仅界定为西北地区，而应该界定为陇海—兰新铁路、连云港—霍尔果斯高速公路沿线的所有城市。出于研究代表性和数据搜集的考虑，本文选择克拉玛依、乌鲁木齐、嘉峪关、西宁、白银、兰州、天水、银川、宝鸡、咸阳、西安、渭南、洛阳、郑州、商丘、开封、徐州、连云港、济南等19座城市，分别代表8个省区进行分析。

二、指标体系的构成与研究方法

（一）指标体系构成

从系统论的角度来看, 城市是一个开放的复杂巨系统，存在着复杂的社会结构、经济结构和生态结构。因此，要全面、客观地评价一个城市的可持续发展水平，首先就应该按照一定的原则来建立城市可持续发展的指标体系（见表1）。本文在建立丝绸之路经济带可持续发展指标体系时遵守科学性、实用性和完备性基本原则[1-3]。

表1 丝绸之路经济带城市可持续发展能力测度指标体系

虽然城市的可持续发展涉及的领域相当广泛，但指标体系却不可能包罗万象，因此有些在统计上无法量化或数据不易获得以及重要性不高的指标本文均不列入指标体系。

（二）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：有m个区域，n项评价指标，形成原始指标数据矩阵,Yij为i区域第j项指标的指标值。

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个地区占该指标的比重。

4.计算第j项指标的熵值。

其中，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，指标值的差异越大，对方案评价的影响就越大，熵值就越小，定义差异系数。

6.求权值。

7.计算各地区的综合得分。

（三）基于投入产出法的DEA城市可持续发展能力测度

数据包络分析方法的原理是主要保持决策单元（DMU）的输入或者输出不变，借助于数学规划和统计数据确定相对有效的生产前沿面，将各个决策单元投影到DEA的生产前沿面上，并通过比较决策单元偏离DEA前沿面的程度来评价其相对有效性。

C2R模型是DEA最基本的经典模型，本文首先应用C2R模型测度各城市的可持续发展能力，但是标准的C2R模型不一定可以实现各个决策单元有效排序。DEA 交叉评价是将DEA 作为多准则决策的一种排序工具而产生的一种新的方法, 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。为了进一步验证交叉DEA方法的有效性，同时运用超效率DEA模型予以测度。

相对于经济社会发展的资源与环境效率系数的构建，这里借助DEA 模型计算效率系数。由于本文关注的是投入，即资源与环境投入, 因此采用基于投入法的DEA中常用的具有非阿基米德无穷小的C2R 模型。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, 利用C2R模型进行评价、计算效率系数。需要说明的是，由于是采用投入产出的分析方法，因此资源环境的得分值越大意味着资源消耗和环境污染很严重，经济社会发展得分值越大则意味着经济社会发展越好。

三、丝绸之路经济带城市可持续发展能力的实证分析

在构建上述指标体系的基础上，利用上述测度方法对丝绸之路经济带2010年各城市的可持续发展能力进行测度，测度结果见表2。

首先，从具体城市测度结果来看，城市可持续发展能力从东向西递减。利用非对抗的DEA方法进行测度，从表2第10列可以看出处于效率最优的城市有徐州、连云港、开封、郑州、西安、天水，其次是白银、商丘、济南、咸阳、洛阳、宝鸡等，嘉峪关的最低。但是传统的DEA不足以完成城市可持续发展能力的有效排序。为了进一步比较各个城市的得分情况，利用交叉型的DEA方法和超效率DEA方法进行分析，结果如表2的第6列、第7列、第8列和第9列所示。从测度结果来看， 运用交叉型的DEA方法和超效率DEA方法进行评价, 可以有效地区分DEA 有效的决策单元之间的区别, 并且对非DEA有效的决策单元的排序没有影响, 二者的评价结果也比较接近，说明这一模型是可行的（见图1）。

图1 三种DEA测度的城市可持续发展能力比较

其次，从总体情况来看，各省区城市平均可持续发展能力也是从东向西递减。从高到底的顺序依次是江苏、山东、河南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。总体测度结果表明，我国经济社会发展存在的梯度差异，在城市可持续发展能力上也有很大的影响。东、中部地区的经济发展和社会进步的良好基础，使得该地区暂时有能力进行产业升级与技术创新，从而保持了良好的可持续发展能力。而西部地区本身经济社会基础较落后，即使是经济社会绩效相对较好的城市可持续发展能力也被巨大的资源消耗和环境污染所抵消，因而城市可持续发展能力也相应较低（见图2）。

表2 丝绸之路经济带城市可持续发展能力测度结果比较

图2 三种DEA测度的各省区可持续发展能力比较

再次，通过投入产出的角度更加有利于理解可持续发展能力的测度结果。从图3和图4可以看得非常清楚，尽管从表面情况来看，嘉峪关、乌鲁木齐、克拉玛依的经济社会发展远远高于许多城市，但是嘉峪关、乌鲁木齐、克拉玛依的资源消耗和环境污染也远远高于许多城。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。进一步计算丝绸之路经济带整体资源消耗、环境污染、经济发展。社会进步的离差系数，分别为0.052 1、 0.096 1、 0.013 6、0.019 5，可见丝绸之路经济带的资源环境与经济社会相比而言，发展更不均衡。从这个意义上来讲，随着环境和资源的约束，城市可持续发展能力成为了必须面对的问题。通过多维度的指标体系构建，既能考虑到节能减排的要求，也能满足一定的经济社会发展需要。

图3 各城市经济、社会绩效比较

图4 各城市资源消耗与环境污染比较

四、丝绸之路经济带城市可持续发展能力预警分析

丝绸之路经济带城市可持续发展能力预警分析的目的在于，通过预警可以进一步验证DEA分析的科学性与合理性。因为预警就是以各城市的环境投入、资源消耗、经济产出、社会进步作为自变量，以城市正常DEA分析得分为因变量构建预警判别函数的。另外，预警成功率高的判别函数对于判断其他城市的可持续发展能力具有推广价值。

（一）预警系统建立思想

1.根据DEA 模型计算有效性的结果，19个城市依据DEA 效率值将分为θ>0.65 和θ<0.65这两组。

2.将该19个城市的环境投入、资源消耗、经济产出、社会进步作为自变量建立Bayes 判别模型，并检验该模型的有效性。

3.将某城市的输入输出指标进行标准化和主成分分析后，代入该判别模型，判断该城市DEA 效率值大于还是小于0.65。若该城市DEA 综合效率值小于0.65，则给予警告，说明该城市DEA 效率值相对较低，需引起相关部门重视。

（二）Bayes 判别函数

根据DEA 判断有效的结果，把城市根据DEA 效率值θ>0.65 和θ<0.65分为两组，将资源消耗（x1）、环境污染（x2）、经济发展（x3）、社会进步（x4）作为自变量建立判别模型。判别模型如下（经检验判别函数有效）：

wx =-73 730.1x12+63 583.2x1x2+11 828.5x1x3+27 383.6x1x4-14 024.6x22+6 827.58x2x3-11 708.3x2x4-16 441.1x32+3 853.48x3x4-6 284.43x42+2 235.78x1-1 524.76x2+216.321x3-567.763x4

k=-7.655 4

如果wx>k，则认为该城市DEA 效率值θ>0.65；反之wx

（三）判别函数的功效检验

在14个DEA 效率值θ>0.65的城市中，全部判断正确，正确率为100%；5个DEA 效率值θ<0.65的城市中没有城市被错判，正确率为100%；模型总体正确率为100%；说明模型的判别效果比较理想，因此可以用该模型来预警城市可持续发展系统。

表3 Bayes判别结果

五、结论与建议

随着丝绸之路经济带城市的快速发展，工业化和城市化的进程也在加快，但城市化的快速推进受到了资源与环境的严重约束。坚持新型城镇化道路是唯一的选择。党的十八大强调，要坚持走中国特色新型城镇化道路，推动工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调，促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。新型城镇化就是以城乡统筹、城乡一体、产城互动、节约集约、生态宜居、和谐发展为基本特征的城镇化，是大中小城市、小城镇、新型农村社区协调发展、互促共进的城镇化。围绕新型城镇化的本质要求及丝绸之路经济带的具体特点，应该从以下方面进行突破。

（一）完善政府考核制度

一方面，在分税制和GDP的考核机制下，各级地方政府都有发展经济的强烈冲动，有时甚至不惜以高消耗和高污染为代价，这在经济落后地区与资源富集地区更是如此。因此，从考核机制的角度来讲，绿色GDP的考核模式有助于避免不计资源环境成本的发展模式；另一方面，各级政府不计后果的GDP竞争与公共产品的配置体制不完善有关，应该根据财权和事权相匹配的原则以及公共产品的外溢程度合理确定职责，从而有助于解决跨区域公共产品提供问题。

（二）促进区域协同发展

丝绸之路经济带贯穿我国东部、中部、西部三大区域。本文的研究进一步证明了中国城市可持续发展能力同样存在从东到西的梯度差异，因此实现区域协同发展具有很强的现实意义。应该充分通过陇海铁路、连霍高速等交通主干线实现东、中、西部的人流、物流、信息流充分交换与合作；打破经济封锁和地方保护主义，防止产业同构与恶性竞争；东部地区应在资金、技术、人才方面多支援西部，实现丝绸之路经济带的共同发展。

（三）加强区域短板建设

就新疆、甘肃来说，其经济、社会绩效较好，但是其过大的资源消耗或环境污染抵消或减弱了其可持续发展能力，今后的重点应该是完善产业结构、大力进行节能减排和环境治理。对于陕西来说，尽管其资源消耗和环境污染较小，但是其更低的经济、社会绩效也制约了其可持续发展能力，今后应在发展经济、改善民生、完善基础设施方面下功夫[6]。对于东、中部的山东、江苏、河南来说，则应该在新一轮的产业升级中抓住机遇，争取做到在资源节约、环境友好下的经济发展。

[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）:91-94.

[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）:6-9.

[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）: 106-110.

[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）:38-41.

[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）:143-148.

[6] 苏永乐，赵益昭.基于承接产业转移的“西三角”区域竞争力研究[J].西安财经学院学报，2001（4）：21-27.

（责任编辑：任红梅）

The Measure ment, Warning and Improvement Research on the City Sustainable Development Ability in the Silk Road Economic Belt

CAOFei

（School of Literature，Xidian University，Xi’an 710071， China）

Based on the principles of science, practicality, completeness and feasibility, the ability of city sustainable development index system wes established composed of resource, environment, economy, social four subsystems for the silk road economic belt,using the improved entropy method to assess quantitatively for four subsystems of the city in the silk road economic belt. Using resource, environment score as input,using economic, social, score as output, three kinds of DEA model were used to measure the ability of sustainable development of city in the silk road economic belt. Evaluation results show that: there are distinct regional differences of the capacity of the city sustainable development in the silk road economic belt, descending from east to west, the measure result verified by Bayes discriminant function that the measure method is scientific which has a strong practical significance to collaborate regional development.

the silk road economic belt; the sustainability of the city development; improved entropy method; DEA model

2014-11-14

教育部人文社会科学研究青年基金“中国省域城镇化质量测度、仿真与提升对策研究”（14YJC790004）；陕西省人文社会科学基金“陕西省城市可持续发展能力测度、仿真与影响因素研究”（13D264）；西安市人文社会科学基金“丝绸之路经济带城市可持续发展能力测度、仿真与影响因素研究”（14J183）；中央高校基本科研业务费“中国省域城镇化多元测度与提升对策研究”（7214546401）

曹飞（1974-），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，研究方向为城镇化、区域经济。

F290

A

1672-2817（2015）01-0083-06