基于DEA方法的中国区域建筑业生态效率研究

任阳军

(安徽建筑大学管理学院，安徽合肥230601)

近年来，随着房地产业的蓬勃发展，我国建筑业也得到了大规模的发展，基本保持着平稳健康发展的趋势，在推动我国城市化和工业化进程中起到了关键性的作用，为社会发展做出了巨大贡献.与此同时，建筑业作为高能耗产业，在消耗大量自然资源的同时也产生大量的建筑垃圾，这必然给环境带来巨大的压力.诸多研究表明，我国建筑业普遍存在资源利用率低、生态环境恶化等问题［1］.为了实现建筑业可持续发展的目标，考察建筑业对环境的影响和利用效率则显得非常必要.因此，本文将引入建筑业生态效率的概念，并运用DEA方法对我国建筑业生态效率进行分析和评价.

1 建筑业生态效率概念

1992年“生态效率”概念被首次提出，随后，众多学者对其进行了深入研究，并提出一系列对生态效率的定义，其中世界可持续发展工商业联合会对生态效率的定义应用最广泛:通过提供具有竞争力的服务和商品，在满足人类高质量生活需求的同时，把整个生命周期中对环境的影响降到至少与地球的估计承载力一致的水平上［2］.

将生态效率的概念应用到建筑业中，“影响”即建筑业对环境的负面影响，如对自然环境的干扰和破坏;“价值”即建筑业创造出的实体建筑及经济价值.因此，建筑业生态效率就是将建筑业所需资源对环境造成的影响最小化，创造出的建筑业价值最大化.

建筑业生态效率的计算方法有价值－影响比值、生态成本价值和数据包络分析(DEA)方法，相比前两种，DEA方法更适用于评价建筑业生态效率.此外，本文的研究对象为我国建筑业发展状况，由于其社会影响难以界定和量化，在计算时仅考虑其经济指标和环境指标，而建筑业中的负面产出如噪音、粉尘、建筑垃圾等指标在统计时很难获取，因而在计算模型中也并未引入.DEA方法已在包括建筑业等众多行业领域中得到广泛运用，本文利用建筑业中的生态效率数据和生态效率概念，通过DEA方法的效率评价功能对我国建筑业生态效率进行定量评价.

2 模型构建

2.1 指标选取和数据来源

为满足DEA方法对决策单元的输入输出指标的选取要求，在影响指标方面，选取建筑行业在施工过程中使用量较大的钢材、水泥、木材、玻璃作为输入数据，这些材料虽然不能代表建筑业所有的材料消耗，但却是建筑业主要的物质投入，能够直接或间接反映对环境的负荷.而在价值指标方面，根据国内有关建筑业效率研究的文献，选取建筑业总产值和房屋施工面积这两个显著指标，这样能够较好地体现建筑业资源投入所带来的实体效益［3］.

考虑到数据的完整性和权威性，本文选取2006－2013年间我国建筑业31省市自治区建筑产业数据作为样本，数据来自《中国建筑业统计年鉴》中公布的数据.

2.2 生态效率DEA模型

数据包络分析的基本模型有CCR模型和BBC模型，根据本文的背景和评价目的，选择规模报酬不变的CCR模型.CCR模型以规模报酬不变为假设，通过线性规划来估计各决策单元的生产前沿面，评价各决策单元的相对效率［4］.

设有n个决策单元，每个决策单元都有m种输入和s种输出，则某个特定决策单元的效率评价公式为:

(1)式中Xj与Yj分别为决策单元的投入和产出向量，uT、vT为权重变量.通过使用Charnes－Cooper变换，CCR模型的分式规划形式可以转化为一个等阶的线性规划.令t=1/vTx0，ω =t*v，μ=t*u，则(1)式可转变为:

其对偶问题为:

(3)式中θ为各省市建筑业生态效率指数.

带有非阿基米德无穷小和松弛变量的线性规划模型为:

(4)式中ε为非阿基米德无穷小量，是一个大于零且小于任何正数的数;和1)∈En分别为m维和n维单位向量空间.

(三)生态效率指数含义

当θ=1且S+=S－=0时，称此决策单元为DEA有效.当θ=1、S+≠0或S－≠0时，则此决策单元为弱DEA有效;此时，当S+=0、S－≠0时，其经济意义为此决策单元部分投入量可以减少而产出保持不变;当S+≠0、S－=0时，其经济意义为此决策单元在投入不变时其产出有所提高.当θ＜1时，则称此决策单元为非DEA有效，需要做出一定调整［5］.

3 实证结果与分析

获取上述数据之后，利用MaxDEA6软件进行数据包络分析，计算结果如表1所示:

从全国平均水平看，2006－2013年间我国建筑业生态效率指数总体呈上升趋势，年均增长0.84个百分点;而2008年有小幅下降，这可能与2008年爆发的金融危机有关，对我国经济造成一定影响，在一定程度上阻碍建筑业的发展和生态效率水平的提升.总体上，我国建筑业生态效率水平依然不高，2013年全国建筑业平均生态效率值仅为0.8121.究其原因，一方面是因为我国房地产业的快速发展及固定资产投资的不断增长为建筑业发展注入新的动力，另一方面与我国加大支持生态环境保护的政策有关，促使建筑业生态效率水平的不断提升.

表1 中国省域建筑业生态效率测度结果

从各省市建筑业生态效率分析，2006－2013年间各省市生态效率指数逐步上升但有小幅波动，与全国总体趋势相一致，其中北京、黑龙江、浙江历年生态效率一直为最优，天津、上海、广东、广西个别年份生态效率达到最优，即这些省份的建筑业投入产出比例合理，其余省份的历年建筑业生态效率非DEA有效.内蒙古、新疆、湖北的产出指标不足量，其他省份在总产值指标上都要增加产出，表明大部分省份建筑业在减小投入的基础上仍不能满足DEA有效，还需要增加产出，但是DEA方法考察的相对效率，不能仅从投入或产出一方面来考虑，这也是三省份不增加产出，却比需增加产出的省份的生态效率高的原因.

从各省市平均水平来看，北京、天津、黑龙江、浙江等东部地区省份建筑业生态效率普遍高于中西部地区省份，中部地区省份普遍高于西部地区省份，呈现出东部、中部、西部递减的规律.其中宁夏建筑业生态效率最低，仅为0.5260，而生态效率最高的省份为1，各省份的平均值为0.7679，标准差为0.18，这表明省际间生态效率差距较大.而各省份历年数据的标准差均小于0.1，表明各省份历年生态效率变化并不明显.为了进一步分析省际间建筑业生态效率的差异，运用SPSS软件对各省份历年生态效率值进行聚类分析，结果如表2所示:

表2 各省市建筑业生态效率聚类结果

根据表1和表2可知，第一、二区域建筑业生态效率均值为 0.9827，第二区域为 0.8513，第三区域为 0.7055，第四区域为0.5501.第一、二区域主要是东部发达地区省份，这些省份由于经济发展水平较高，对生态环境保护的投入较大，从而建筑业整体生态效率水平较高;而中西部地区省份主要集中在第三、四区域，这些省份经济发展相对落后，对生态环境改善的投入较小，建筑业发展水平与东部地区差距较大.因此，我国在未来应加大对中西部地区的基础建设投资和环境保护投资，并给予政策倾斜，从而推动这些区域的建筑业发展和生态效率水平的提升.

4 结语

本文利用生态效率的概念和DEA方法对我国31省市2006－2013年间的建筑业生态效率实现定量描述，从而对我国区域建筑业生态效率水平进行分析和评价.通过本文的研究对提升我国建筑业生态效率水平有一定的启发，比如江苏省作为一个建筑大省，其建筑业生态效率并未达到1，说明与建筑强省还有一段距离.中西部地区省份建筑业生态效率普遍不高，与其经济发展水平有很大关系，各地区政府应加快转变经济发展方式、调整经济结构，不断缩小地区经济差距，从而提升建筑业整体生态效率水平.从各种建筑材料的投入比例也能得到一定的启发，科学技术是第一生产力，建筑业科技进步的贡献对其自身的发展起到至关重要的作用［6］，各地区政府应加大科技投入，促进新型环保材料的开发和应用，提高建筑材料的利用效率.

［1］戴永安，陈才.中国省际建筑业效率差异及其影响因素研究［J］.中国软科学，2010，(1):87－95.

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

［3］朱铮铮.基于三阶段DEA方法的我国建筑业效率研究［D］.哈尔滨:东北林业大学硕士学位论文，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］朱铮铮，李英，林智敏.基于DEA改进模型的建筑企业效率评价研究——以黑龙江省为例［J］.工程管理学报，2013，(1):10－13.

［6］赵明扬，杜静.我国东部、中部与西部地区建筑业科技进步贡献率的比较和分析［J］.工程管理学报，2013，(2):11－15.