環(huán)境效率評價方法及其統(tǒng)計屬性研究.pdf

1、當(dāng)前,環(huán)境問題正在成為阻礙世界各國社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重大難題之一。如何有效解決環(huán)境問題、遏制環(huán)境進(jìn)一步惡化,業(yè)已在全球范圍內(nèi)引起了眾多專家學(xué)者的高度關(guān)注。因此,研究和完善環(huán)境效率評價的相關(guān)技術(shù)問題,將在推動學(xué)科前沿發(fā)展的同時,為我國“十二五”時期節(jié)能減排約束性指標(biāo)的實現(xiàn)提供支撐。由于DEA方法具有簡單實用以及無需事先確定輸入和輸出指標(biāo)權(quán)重系數(shù)之優(yōu)點,自1978年被提出以來,深受國際學(xué)界重視,理論模型不斷地得到發(fā)展和豐富,被越來越廣泛地

2、應(yīng)用于各類系統(tǒng)的效率評價,逐漸形成了一個數(shù)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理科學(xué)交叉研究的新領(lǐng)域,并取得了很大的發(fā)展。所以,當(dāng)基于DEA的環(huán)境效率評價方法于1989年被首次提出后,國內(nèi)外許多學(xué)者就將其作為一個重要的研究方向。
　　 在環(huán)境效率評價工作中,一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)就是,如何測度非期望產(chǎn)出。因為,當(dāng)考慮非期望產(chǎn)出時,傳統(tǒng)的DEA效率模型關(guān)于產(chǎn)出最大化的假定并不適用。但是,已有的成果在求解方法和變量相互關(guān)系的處理上,依然存在一些不足之處。因此

3、,對已有的非期望產(chǎn)出DEA模型進(jìn)行修正和改進(jìn),可以提高環(huán)境效率評價結(jié)果的精度,拓寬模型的應(yīng)用范圍,從而更好地服務(wù)于實踐。另外,現(xiàn)有的DEA效率評價公理體系也未能充分考慮參數(shù)結(jié)構(gòu)特點?，F(xiàn)有的體系僅僅依據(jù)一些最為適用的性質(zhì)(如凸性和單調(diào)性等),以致其在效率評價過程中的作用相對單薄,一定程度上制約了DEA方法的發(fā)展和應(yīng)用。
　　 本文將在生產(chǎn)效率的公理化理論的基礎(chǔ)上,為環(huán)境效率評價系統(tǒng)提出更為穩(wěn)健、精確的DEA方法,并構(gòu)建完備的統(tǒng)計檢

4、驗?zāi)Ｐ?最后將其應(yīng)用到備受國內(nèi)外關(guān)注并急需解決的環(huán)境效率評價問題中。本文通過理論與實踐的結(jié)合,主要開展了以下幾個方面的研究工作:
　　 (1)環(huán)境效率評價研究新進(jìn)展的文獻(xiàn)綜述。作為效率分析研究中的前沿方向之一,考慮非期望產(chǎn)出的DEA效率模型在環(huán)境效率評價工作中具有重要的應(yīng)用價值。本部分將圍繞考慮非期望產(chǎn)出的DEA效率模型理論和基于考慮非期望產(chǎn)出效率模型的環(huán)境系統(tǒng)評價分析,以及環(huán)境效率評價的統(tǒng)計屬性分析多個方面,對國內(nèi)外關(guān)于環(huán)境效

5、率評價的研究成果進(jìn)行梳理,述評效率分析理論及應(yīng)用的進(jìn)展,探求這些成果在為環(huán)境政策分析制定方面提供理論基礎(chǔ)和客觀依據(jù)的成就,及其可能存在的不足之處,并對未來的研究取向進(jìn)行了展望。
　　 (2)改進(jìn)的環(huán)境效率評價ISBM-DEA模型及其實例分析。由于期望產(chǎn)出的生產(chǎn)過程通常伴隨著對環(huán)境造成一定程度破壞的副產(chǎn)品的生成,但經(jīng)典的DEA模型很難解決考慮非期望產(chǎn)出的效率評價問題。本章給出了一種改進(jìn)的環(huán)境效率評價ISBM-DEA模型,并提供一個

6、實例,將這一改進(jìn)的模型與環(huán)境評價經(jīng)典模型SBM的評價結(jié)果進(jìn)行對比,結(jié)果表明本部分所建立的新模型的計算結(jié)論和使用SBM得到的效率評價值相關(guān)程度很高,而且比SBM模型更加注重非期望產(chǎn)出對生產(chǎn)效率的影響,說明此模型具有更為廣泛的應(yīng)用價值。
　　 (3)一種新的網(wǎng)絡(luò)CCR-SBM的環(huán)境效率評價模型。雖然CCR-SBM模型在解決非期望產(chǎn)出的處理問題上取得了不錯的效果,但其仍舊無法解決產(chǎn)出的“擁擠”問題。本章基于生產(chǎn)效率的公理化理論,對考慮

7、非期望產(chǎn)出的CCR-SBM模型進(jìn)行系統(tǒng)化研究,并進(jìn)一步地將CCR-SBM模型從網(wǎng)絡(luò)分析方面進(jìn)行了擴(kuò)展,使其在解決考慮非期望產(chǎn)出的效率評價的同時,也能夠解決產(chǎn)出的“擁擠”問題。實證分析表明,網(wǎng)絡(luò)CCR-SBM模型得到的效率值不僅比經(jīng)典SBM模型更精確,而且能夠?qū)崿F(xiàn)更加注重環(huán)境影響的效率分析。
　　 (4)考慮非期望產(chǎn)出的非徑向-雙目標(biāo)DEA模型構(gòu)建及其實證分析。本章將在傳統(tǒng)DEA效率模型的基礎(chǔ)上,綜合考慮評價過程中期望產(chǎn)出與非期望

8、產(chǎn)出之間的差異,以及實際生產(chǎn)過程中人們追求期望產(chǎn)出最大化和非期望產(chǎn)出最小化的雙重目標(biāo),構(gòu)建了非期望產(chǎn)出的非徑向-雙目標(biāo)DEA環(huán)境效率評價模型,并通過采用線性加權(quán)和法,將其轉(zhuǎn)化為一個求最大值的單目標(biāo)線性規(guī)劃問題。研究結(jié)果表明,這種新模型不僅可以分析DEA有效性與Pareto最優(yōu)之間的關(guān)系,還利用決策單元的“投影”去獲得投入和產(chǎn)出的可調(diào)整量,從而提高了考慮非期望產(chǎn)出的環(huán)境效率評價的精度。隨后的實證分析結(jié)果和現(xiàn)實情況的高度吻合,說明這種新的非

9、徑向.雙目標(biāo)DEA環(huán)境效率模型是有效的。
　　 (5)通過建立考慮非期望產(chǎn)出的非參數(shù)DEA效率模型,從影子價格的視角論證DEA有效的充分必要條件,計算出無效DMU的可改進(jìn)量,從而構(gòu)建了一個考慮非期望產(chǎn)出、影子價格以及無效決策單元的改進(jìn)的非參數(shù)DEA模型,然后通過一個實例進(jìn)行實證分析,將這個新的模型和經(jīng)典的SBM模型進(jìn)行比較,結(jié)果顯示兩者的相關(guān)系數(shù)超過0.9,而且這一新模型還顯示出一些SBM模型所沒有的優(yōu)良特性。這種新的非參數(shù)方法

10、不僅能夠?qū)Νh(huán)境效率水平進(jìn)行測度評價,而且相較于參數(shù)方法而言,它不需要事先設(shè)定規(guī)范的函數(shù)形式,對指標(biāo)數(shù)據(jù)也不需要考慮計量單位問題,具有比較獨特的優(yōu)勢。
　　 (6)開展了基于DEA的環(huán)境效率評價方法的統(tǒng)計屬性分析,并進(jìn)行了實證檢驗。在分別構(gòu)建考慮期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行環(huán)境效率DEA評價方法的凸非參數(shù)最小二乘估計,提出當(dāng)參數(shù)α(11),β'(11),α-(12),β'(12)的估計值給定時,可以得到f和g的顯性

11、表達(dá)式,然后利用考慮非期望產(chǎn)出的DEA及凸非參數(shù)最小二乘CNLSUO,可以求得擬合曲線之間的數(shù)量關(guān)系,即對于每個企業(yè)的實際投入,CNLSUO法得到的產(chǎn)出擬合值不大于DEA法得到的產(chǎn)出擬合值。實證分析表明,考慮期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出的DEA估計效果較好。包括考慮非期望產(chǎn)出DEA的非參數(shù)最小二乘估計在內(nèi)的環(huán)境效率評價方法的統(tǒng)計屬性分析,勢必會拓展DEA統(tǒng)計屬性研究的范疇,推動統(tǒng)計學(xué)與運籌學(xué)的進(jìn)一步融合與發(fā)展。
　　 (7)本文還對政府

12、規(guī)制、技術(shù)進(jìn)步與中國區(qū)域環(huán)境效率三者之間的數(shù)量關(guān)系進(jìn)行了實證分析。在分別計算1992、1999、2007和2009這四個時間節(jié)點的中國區(qū)域環(huán)境效率后,首次提出DEA分解的概念并采用搜索算法求解,對設(shè)定的三個時期內(nèi)的分省區(qū)環(huán)境效率從政府規(guī)制和技術(shù)進(jìn)步角度進(jìn)行分解,結(jié)果顯示,政府規(guī)制對環(huán)境效率的作用力度正從南向北推進(jìn),技術(shù)進(jìn)步的作用也在由東向西擴(kuò)散。這也驗證了理論分析中的兩個命題。因此提出,采取有效措施加大對中西部省區(qū)環(huán)境問題的政府規(guī)制,盡