雾霾约束下我国城市可持续发展效率研究

常建新，赵吉阳

(陕西科技大学 经济与管理学院，西安 710021)

改革开放以来，我国城市化建设快速推进，城市化率由1978年的17.92%上升到2016年的57.35%，年均增长率达到1.04%，取得了举世瞩目的成就。与此同时，快速城市化过程中资源的过度消耗和环境污染的加剧，使我国城市发展越来越逼近资源和环境的约束边界，城市的可持续发展日益受到各界的关注。尤其是近年来，随着空气质量逐渐恶化，雾霾天气出现频率不断增加，严重危害了我国居民的身体健康，雾霾治理已成为当前环境保护的首要工作。雾霾是对大气中各种悬浮颗粒物含量超标的笼统表述，其主要成分为二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物，前两者为气态污染物，最后一项颗粒物(尤其是PM2.5，即空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)才是加重雾霾天气污染的罪魁祸首。《2016中国环境状况公报》显示，全国338座地级及以上城市中，空气质量达标(年均PM2.5浓度小于35μg/m3)城市仅有84座，占全部城市数的24.9%；未达标城市高达254座，占75.1%。党的十九大报告提出要着力解决突出环境问题，坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战；同时要推进绿色发展，加快建立绿色生产和消费的法律制度和政策导向，建立健全绿色低碳循环发展的可持续经济体系。由此可见，雾霾污染严重制约了我国城市的可持续发展，对我国城市经济和社会的影响不容忽视。

“可持续发展”一词最早由联合国人类环境研讨会提出讨论，经过多年研究和发展，可持续发展的定义及内涵不断丰富和完善。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定义——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。 换言之，可持续发展是一种满足现在需要并且不对未来发展造成威胁的经济、社会、资源、环境和生活等方面相互协调、相互促进的共同发展。城市可持续发展能力是国家可持续发展能力的主要体现和基本组成单元，如何在城市发展过程中，改善生存环境，缓解人口增长压力，保证经济、社会、环境的协调发展，就需要采用可持续发展的价值观，既保证城市的经济效益和生活质量，又将能源和其他资源的消费与污染最小化，使之满足当前和未来城市发展的需要。因此，采用科学、适用的定量研究方法对我国城市雾霾约束下的可持续发展效率及影响因素开展研究，能够为我国治霾防霾、精准治理“城市病”问题以及推进城市可持续发展提供科学依据，具有较为重要的现实意义与理论价值。

一、文献回顾

现有文献对于区域可持续发展的研究方法有很多，如灰色关联分析法、人工神经网络法、主成分分析法、层次分析法、模糊综合评判法以及熵值法等。代表性文献有：董锋等引入灰色关联分析方法评价了大庆市2003—2007年的可持续发展能力，结果发现：大庆市可持续发展能力不断提高，其中经济指标贡献最大，资源与环境指标次之，社会指标贡献最小。[1]宋敏等采用人工神经网络法探讨了陕西省的可持续发展状态，结果表明：2000—2014年陕西省的可持续发展分别处于重警、中警、轻警和无警四种状态。[2]杨建辉等运用主成分分析法评价了我国14个国家级沿海经济区的可持续发展能力，结果表明：人文水平、环境质量、对外开放等8个因素对可持续发展能力的累积贡献率达89.84%。[3]张婧等利用层次分析法评价了陕西省2001、2005和2009年10个地级市的可持续发展水平，研究发现：可持续发展水平呈现关中最高、陕北次之、陕南最弱的地域差异，但地域差异有逐步缩小的趋势。[4]袁莉等应用模糊综合评价法，对长株潭城市群复合生态系统循环状态进行评价，结果表明：长株潭城市群系统整体呈现良性循环发展态势，处于中度良性循环状态，并保持可持续的发展态势。[5]吴鸣然等运用熵值法评估了我国30个省份的可持续发展能力，结果发现：我国各省份的可持续发展水平总体不高，资源环境是重要的制约因素。[6]

然而，上述研究方法均存在着确定可持续发展评价指标体系以及指标权重时主观性过强的缺陷，因而很难排除人为因素带来的偏差。并且这些方法只是评价，不对结果做相应的调整。而DEA方法无须量纲统一和任何权重假设，排除了人为因素带来的偏差，从而保证了评价结果的客观性，并且还可以指出DEA无效的原因以及改进的方向和程度。此外，随着我国城市化进程不断深化，“城市病”问题普遍出现，由于可持续发展效率评价既可以测评出城市发展的可持续状态，也能对 “城市病”的治理及爆发起到评估与预警的作用[7]，因此，城市可持续发展效率评价成为近年来国内相关研究的关注热点。其中的代表性文献有，郭存芝等应用DEA方法计算了2005—2008年全国30个省市的可持续发展效率，结果显示：效率最高的是东北城市，其次是东中部城市，最低的是西部城市。[8]黄洁等基于DEA-Malmquist模型对比分析了京津冀、长三角和珠三角城市群的可持续发展效率，结果表明：三大城市群的效率差异较大，长三角保持着最高的规模效率，珠三角则保持着最高的纯技术效率，而京津冀介于二者之间。[9]程广斌等应用超效率DEA模型计算了2009—2014年“丝绸之路经济带”沿线71个地级市的可持续发展效率，结果表明：沿线城市可持续发展效率不断提高，但大多数城市仍较低，且各城市之间差距较大。[10]张建清等利用超效率SBM-DEA模型计算了2003—2015年我国31个省市的可持续发展效率，结果显示：各省市的效率整体呈现上升趋势，但效率水平及变化幅度的地区差异较为显著。[11]何砚等借助超效率DEA-Malmquist模型测评了2008—2015年京津冀13个城市的可持续发展效率，结果显示：京津冀城市的可持续发展效率极不平衡，北京大幅领先于津冀城市并有逐年扩大的趋势，津冀城市的效率差距有逐年缩小的趋势。[7]

从上述文献梳理可见，现有关于城市可持续发展效率的研究还存在较大的改进空间，本文将从以下两方面进行拓展：(1)从效率评价的非期望产出变量的选取来看，几乎没有文献涉及雾霾污染变量，效率评价结果很可能存在失真及估计偏差，雾霾作为一种环境污染物，近年来对经济、社会和生态环境造成了巨大的影响，本文将其作为新约束性指标纳入可持续发展效率评价框架中，其评价结果更加符合实际生产过程。(2)从研究对象来看，以各省市和特定区域的研究较多，以城市为研究对象的文献较少，根据国家统计局相关数据显示，2016年我国城市常住人口达到79298万人，城市化率达到57.35%，但这种城市化是建立在透支环境的基础上，由此带来的交通拥堵、空气污染、效率低下等诸多城市病，走集约、环保、健康有序的、可持续发展的道路，已成为社会关注的热点，并引起国家的高度重视。鉴于此，本文考虑到我国城市可持续发展面临的雾霾问题，运用较为客观的Super-SBM模型，对2016年288座城市的可持续发展效率进行测度，并揭示其地区差异、空间格局及影响因素，以期为实现我国城市健康持续发展提供决策参考。

二、研究设计

(一)可持续发展效率测度模型

文章采用Super-SBM模型评价我国城市雾霾约束下的可持续发展效率。Super-SBM模型属于数据包络分析模型(Data envelopment analysis，DEA)中的一种，它是由美国著名运筹学家Charnes等于1978年首先提出，是一种多个要素投入与产出之间的相对效率测度方法。传统DEA模型如C2R(基于规模报酬不变条件)和 BC2模型(基于规模报酬可变条件)[12-13]，是从径向(投入和产出以等比例缩小或放大)和角度(投入或产出)两个方面来度量效率，没有考虑投入产出的松弛性问题，当存在投入产出的非零松弛时，其度量得到的效率值并不准确。因此，Tone于2001年提出了一种基于松弛变量、非径向非角度的DEA分析方法，即SBM模型(Slacks-Based Measure)来解决上述问题，该模型的优点是效率值随着投入产出松弛程度的变化而变化。[14]但是，SBM模型也会出现如同传统DEA模型的多个决策单元(Decision Making Unit，DMU)同时有效(效率值均为1)的问题，此时无法对同时有效的DMU继续进行评价与排序。为此，Tone于2002年基于修正松弛变量提出了Super-SBM模型，该模型能够对SBM模型有效的DMU继续进行评价和排序[15]，因而受到了学术界广泛的应用。模型介绍如下：

P={(x,yg,yb)|x≥Xλ,yg≤Ygλ,yb≥Ybλ,λ>0}

(1)

其中，λ∈Rn为权重向量，若其和为1，表示生产技术为规模报酬可变(VRS)，否则表示规模报酬不变(CRS)。因此，考虑非期望产出的SBM模型如下。

(2)

其中，s表示投入、产出的松弛量。目标函数ρ*关于s-、sg和sb是严格递减的，且0≤ρ*≤1。对于特定的DMU，当且仅当ρ*=1，即s-=0、sg=0和sb=0时是有效率的。如果0≤ρ*<1，则说明被评价单元是无效率的，存在投入产出改进的必要。

(3)

其中，φ*的值可大于1，这样就可以对SBM模型中有效的DMU继续进行评价和排序。

(二)可持续发展效率影响因素计量模型

为了进一步分析雾霾约束下的可持续发展效率受到哪些因素的影响，且由于该效率值围绕在0和1左右，是一个典型的受限因变量， 本文将采用Tobit回归模型来检验可持续发展效率与其影响因素之间的计量关系。Tobit回归模型是由经济学家Tobin于1958年提出的，是分析因变量受到某种限制的回归模型，因此也被称为截取回归模型或者受限因变量模型，Coelli将 DEA效率评价和Tobit回归分析影响因素相结合，形成了DEA的两阶段分析法。[16]161-181影响可持续发展效率的因素较多，参考已有研究，本文将可持续发展效率影响因素的Tobit回归模型设定为：

SEi=αi+β1GOVi+β2INDi+β3TECi+

β4EDUi+β5FDIi+β6POPi+εi

(4)

其中，i表示城市；SE表示通过Super-SBM模型测算得到的可持续发展效率值；α为截距项；β为待估参数；ε为随机误差项。具体影响因素说明如下：

(1)政府规制(GOV)。政府的主要作用有：提供公共物品、提供资源配置过程中“市场失灵”的矫正手段；调节收入分配以在社会成员中达成公平的社会产出分配；在适当稳定的价格水平下运用凯恩斯政策求得较高水平的就业率。[17]123因而，有效的政府规制是城市可持续发展的有效保障。本文采用城市年度财政支出占GDP的比重来代表政府规制。

(2)产业结构(IND)。产业结构决定城市的生产类型，城市的产业结构是否合理，影响其资源利用效率以及经济发展的环境代价，最终决定城市能否可持续发展。参考大多数研究，本文选择第三产业生产总值占GDP的比重来度量产业结构。

(3)科教水平。本文通过城市科学技术支出占财政支出的比重即科技投入(TEC)和教育支出占财政支出的比重即教育投入(EDU)两个指标来表征城市的科教水平。城市既能通过引进生产技术和设备提高劳动生产率、促进经济增长，又能通过技术革新提高资源利用效率、降低环境污染，而科技投入强度是城市科技水平高低的重要标志。同时，增加教育投入可以提高劳动力素质和人力资本水平，进而提高劳动生产率，从而促进城市可持续发展。

(4)对外开放(FDI)。本文采用城市实际利用外资额与GDP的比值来表示。选取这一影响因素主要为了检验“污染避难所”假说在我国城市的适用性。现有研究讨论了FDI对环境的影响，但结论并不统一，一方面，FDI为东道主地区带来了先进的管理和技术溢出效应，提高了城市的可持续发展能力[18]；另一方面，也可能将污染产业向该地区转移[19]。本文将结合实证分析结果对其影响结果进行判断。

(5)人口密度(POP)。随着城市化的不断推进，农村人口不断向城市聚集，一方面有利于发挥城市规模效应，提高城市可持续效率，另一方面也导致城区人口迅速膨胀、交通拥挤、住房紧张、环境恶化、就业困难等“城市病”问题，成为阻碍我国城市可持续发展的瓶颈之一。市辖区是各城市人口最为密集的区域，市辖区人口密度能有效反映城市人口聚集程度。

(三)数据来源与描述性统计

基于Super-SBM模型来测度雾霾约束下的可持续发展效率需要构建城市层面的投入、期望产出与非期望产出评价指标体系。城市的可持续发展是一个经济、社会、资源和环境四者保持适度和谐、协调发展的过程，可持续发展能力强，意味着系统能够用较少的资源消耗和环境代价获得人口、社会和经济的较大发展。[20-21]依据可持续发展理论，同时考虑研究目标与数据的可获得性，遵循城市可持续发展所需的生产要素投入、能源消耗、生态损耗与城市发展的最终成果即居民的个体发展及福祉相匹配的原则，本文拟把资源消耗、劳动力和资金投入等成本性指标作为系统的投入，把经济发展、雾霾污染、社会进步和人民生活等效益性指标作为系统的产出。

基于此，本文选取的投入指标分别为：(1)劳动投入(Labor)，用城市年末从业人员数来表示；(2)资本投入(Capital)，以城市固定资产投资(Fixed)和公共财政支出(Exp)来表示；(3)水资源投入(Water)，用城市供水总量来表示；(4)能源投入(Energy)，考虑数据的可获得性，本文共选取城市全社会用电量、天然气供气总量和液化石油气供气总量三种能源投入，并使用相对应的能源折标准煤系数将其折算成万吨标准煤一种能源投入。对于期望产出指标，本文选取城市GDP作为反映经济发展的期望产出指标，并通过熵值法将城镇职工基本养老保险参保人数占城市总人口比重、城镇职工基本医疗保险参保人数占城市总人口比重、失业保险参保人数占总人口比重构造为社会保障综合指数(SOC)作为反映社会进步的期望产出指标。对于非期望产出指标，本文选取城镇登记失业率(UNE)作为反映人民生活的效益指标，而本文以雾霾中的主要成分PM2.5为重点研究对象，因此，选取城市年均PM2.5浓度作为反映环境代价的非期望产出。

本文将研究时间设定为2016年，城市PM2.5年均浓度数据来源于国际环保组织绿色和平发布的《2016年中国365个城市PM2.5浓度排名》。其余所有变量所涉及的数据均来自于《中国城市统计年鉴(2017)》。鉴于有些城市的数据缺失较严重，经过筛选与删除，最终确定研究对象为288座城市，288座研究城市基本上覆盖了我国所有人口、经济密集的区域，具有较强的代表性。根据2012年2月国务院发布的空气质量新标准《环境空气质量标准》〉(GB3095—2012)，PM2.5年均浓度达到国家二级标准(即小于35μg/m3)才算达标，经统计2016年PM2.5年均浓度达标城市仅有66座城市，基本分布在东南沿海地区、东北部分地区以及西南部分地区。2016年PM2.5年均浓度仍未达标的城市达到了222座，占到了总研究样本的四分之三以上，可见我国城市PM2.5污染形势依旧严峻，且PM2.5年均浓度最高的城市分布区域，基本上位于京津冀、山东西部和河南西北部，这些地区的PM2.5治理问题较为突出。

三、实证结果分析

(一)城市可持续发展效率实证结果分析

基于非期望产出的Super-SBM模型，本文采用MaxDEA 7.8 Ultra软件对2016年我国288座城市PM2.5约束下的可持续发展效率进行测算，在得到精确测算结果的基础上，本文从城市总体、地区、行政等级、区域和城市规模五维视角对288座城市的可持续发展效率进行分类和比较分析。

1. 288座城市可持续发展效率总体分析

根据Super-SBM模型测算得到的城市可持续发展效率值，参考彭程等[22]的分类方法，本文将288座城市的可持续发展效率分为四种变动类型，即有效型(SE≥1)、弱无效型(0.8≤SE<1)、高无效型(0.6≤SE<0.8)和强无效型(SE<0.6)。此外，为了更加准确地反映PM2.5约束与可持续发展效率(SE)之间的协调关系，本文设定PM2.5、SE双达标型(PM2.5<35，SE≥1)，PM2.5达标、SE不达标型(PM2.5<35，SE<1)，PM2.5不达标、SE达标型(PM2.5≥35，SE≥1)以及PM2.5、SE双不达标型(PM2.5≥35，SE<1)四种可持续发展类型。

对计算结果进行统计显示，可持续发展有效型城市仅有90座，效率最高的代表城市有克拉玛依(2.635)、伊春(1.993)、陇南(1.934)、东莞(1.750)和嘉峪关(1.679)。可持续发展无效型城市达到了198座，可见绝大多数城市在可持续发展方面均存在着投入过多或产出不足的问题。其中，强无效型城市144座，代表城市有商丘(0.192)、阜阳(0.230)、临沂(0.235)、邯郸(0.241)和南宁(0.263)；高无效型城市43座，代表城市有平凉(0.602)、枣庄(0.605)、资阳(0.610)、铜陵(0.613)和贺州(0.616)；弱无效型城市11座，代表城市有汕尾(0.800)、盘锦(0.808)、葫芦岛(0.813)、三门峡(0.815)和普洱(0.818)。此外，可持续发展有效型城市基本分布于东北、西北、环渤海及东南沿海地区，而无效型城市的分布并不集中，呈分散的状态。

此外，统计结果还显示，PM2.5、SE双达标型城市有39座，PM2.5达标、SE不达标型城市有27座，PM2.5不达标、SE达标型城市有51座以及PM2.5、SE双不达标型城市171座。PM2.5、SE双不达标型城市占到了总样本的约60%，这一结果表明我国绝大多数城市均面临着严重的PM2.5治理和可持续发展效率低下问题，需要引起足够的重视。此外，值得注意的是有51座城市虽然年均PM2.5浓度不达标，但是实现了SE有效，代表城市有北京、天津、大连、上海、广州、苏州、青岛等，可见，这种类型的城市以省会城市、大城市为主，在SE测算的过程中，巨额的期望产出(GDP、社会保障)抵消掉了非期望产出(PM2.5、城镇登记失业率)带来的负效应。

2.不同地区城市可持续发展效率比较分析

国务院先后颁布的《关于促进中部地区崛起的若干意见》《关于西部大开发若干政策措施的实施意见》以及党的十六大报告将我国的经济区域划分为东部、中部、西部和东北四大地区[注]东部地区：北京市、天津市、河北省、上海市、江苏省、浙江省、福建省、山东省、广东省、海南省；中部地区：山西省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省；西部地区：内蒙古自治区、广西壮族自治区、重庆市、四川省、贵州省、云南省、西藏自治区、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区；东北地区：辽宁省、吉林省、黑龙江省。，根据这一划分标准将288座城市进行分类，得到东部城市87座、中部城市80座、西部城市87座以及东北城市34座，然后分别对各地区城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率取平均值，结果整理如表1所示。

表1 不同地区城市可持续发展效率比较

注：根据MaxDEA 7.8 Ultra软件计算结果整理所得

从表1可以看出，东北城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率均处于最优状态，而中部城市这两项指标均处于最差状态。导致这一结果的原因可能存在以下几个方面：中部地区是我国PM2.5年均浓度最高城市的聚集区。其次，东部产业向中部转移也是其中的一个原因。东部城市经过几十年的发展，生产要素价格大幅增长，环境规制也有了较大提高，那些“高投入、低产出、高能耗、高排放”难以持续发展的传统产业在东部城市难以生存，要么淘汰，要么向生产要素价格低廉、环境规制低的地区转移，而中部城市就是其的优先选择。再次，东北地区是PM2.5达标城市最集中连片的区域，且国务院于2016年出台了《关于全面振兴东北地区等老工业基地的若干意见》，该意见着力于全面推进东北老工业基地经济结构的优化升级，加快构建战略性新兴产业和传统制造业并驾齐驱、现代服务业和传统服务业相互促进、信息化和工业化深度融合的产业发展新格局。这些有利因素均促进了东北城市PM2.5约束下可持续发展效率的提升。

3.不同行政等级城市可持续发展效率比较分析

我国城市的行政分级由来已久，不同等级城市的行政权限、经济发展水平和城市化水平差异较大，现行的分级标准将城市划分为省级城市(即四大直辖市)、副省级城市、省会城市和地级市，其中根据1995年中央机构编制委员会印发的《关于副省级市若干问题的意见》，副省级城市共有15座，含10座省会城市和5座计划单列市。根据这一划分标准将288座城市进行分类，得到直辖市4座、副省级城市15座、其他省会城市16座以及地级市253座，然后分别对上述分类城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率取平均值，结果整理如表2所示。

从表2可以看出，4座直辖市的平均PM2.5年均浓度虽然最差，但是拥有最高的可持续发展效率，副省级城市的两项指标均处于较优状态，而其他省会城市的两项指标均处于较差状态。导致这一结果的原因可能存在以下几个方面：首先，虽然4座直辖市的PM2.5年均浓度最高，但是由于其拥有巨额的期望产出(GDP、社会保障)而呈现出最高的可持续发展效率；其次，15座副省级城市中的大连市、广州市、杭州市、南京市、宁波市、青岛市、厦门市和深圳市8座城市均位于PM2.5年均较轻的东部沿海地区，且这8座城市是我国最早进行改革开放的城市，这些城市在经济发展和城市化进程方面均显著优于其他城市，且其中的5座城市正是由于其特有的经济地位而被称为“计划单列市”。因此，该行政等级的15座城市的两项指标均优于其他行政等级的城市。

表2 不同行政等级城市可持续发展效率比较

注：根据MaxDEA 7.8 Ultra软件计算结果整理所得

十三五规划纲要提出，要加快城市群建设发展，优化提升东部地区城市群，建设京津冀、长三角、珠三角世界级城市群，提升山东半岛、海峡西岸城市群开放竞争水平；培育中西部地区城市群，发展壮大东北地区、中原地区、长江中游、成渝地区、关中平原城市群，规划引导北部湾、晋中、呼包鄂榆、黔中、滇中、兰州—西宁、宁夏沿黄、天山北坡城市群发展，形成更多支撑区域发展的增长极。本文选取其中11个较大的城市群对288座城市进行分类，得到京津冀城市14座、长三角城市26座、珠三角城市14座、山东半岛城市17座、海峡西岸城市20座、哈长城市10座、辽中南城市10座、中原城市29座、长江中游城市27座、成渝城市16座、关中城市9座以及北部湾城市10座，然后分别对上述分类城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率取平均值，结果整理如表3所示。

4.不同区域城市可持续发展效率比较分析

从表3可以看出，珠三角城市除了PM2.5年均浓度略高于北部湾城市外，其可持续发展效率值远高于其他城市群；京津冀和中原城市的两项指标均处于较差状态；东南沿海城市群(珠三角、海峡西岸、北部湾)的PM2.5年均浓度和可持续发展效率两项指标普遍高于其他区域城市群。导致这一结果的原因可能如下：首先，东南沿海城市群是PM2.5达标城市的另一集中连片区域，且由于我国的改革开放格局是从沿海到沿江沿边，从东部到中、西部的推进格局，因此东南沿海城市可以利用先行改革获得先行发展优势，经济发达程度远高于其他区域城市，能够吸引大量的优质生产要素向这些城市转移，带来可持续发展效率的提升。其次，京津冀和中原区域是我国PM2.5污染形式最严峻的城市集聚区，且这一区域除了北京、天津外没有其他的经济增长极，因此，这一区域城市PM2.5年均浓度和可持续发展效率均处于较差状态。

表3 不同区域城市可持续发展效率比较

注：根据MaxDEA 7.8 Ultra软件计算结果整理所得

5.不同规模城市可持续发展效率比较分析

根据国务院2014年印发的《关于调整城市规模划分标准的通知》[注]国务院《关于调整城市规模划分标准的通知〔2014〕51号》规定，城区常住人口50万以下的城市为小城市，其中20万以上50万以下的城市为Ⅰ型小城市，20万以下的城市为Ⅱ型小城市；城区常住人口50万以上100万以下的城市为中等城市；城区常住人口100万以上500万以下的城市为大城市，其中300万以上500万以下的城市为Ⅰ型大城市，100万以上300万以下的城市为Ⅱ型大城市；城区常住人口500万以上1000万以下的城市为特大城市；城区常住人口1000万以上的城市为超大城市。对288座城市进行分类，得到Ⅱ型小城市2座，Ⅰ型小城市41座，中等城市 90座，Ⅱ型大城市126座，Ⅰ型大城市16座，特大型城市9座以及超大型城市4座，然后分别对上述分类城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率取平均值，结果整理如表4所示。

表4 不同规模城市可持续发展效率比较

注：根据MaxDEA 7.8 Ultra软件计算结果整理所得

由表4可知，随着城市规模的扩大，PM2.5年均浓度基本呈现出了逐渐递增的趋势，而可持续发展效率并没有表现出这种趋势。Ⅱ型小城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率均达到了有效的状态，Ⅰ型小城市除了PM2.5年均浓度略高于国家二级标准外，可持续发展效率也处于有效状态。值得注意的是，城区常住人口50万以上100万以下的中等城市在PM2.5年均浓度和可持续发展效率两方面均显著优于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市，这一结果足以引发我们对最优城市规模的关注。近些年，随着我国经济社会的快速发展，人口向城市的快速集中，使城市、特别是大城市越来越不堪重负，出现了人口膨胀、交通拥挤、住房困难、环境恶化、资源紧张、物价过高等“大城市病”。此外，超大型城市仅有4座，分别为北京、上海、天津和重庆，这些城市的PM2.5年均浓度虽然较高，但是其可持续发展效率却优于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市，其原因可能是由于这些城市均拥有巨额的期望产出(GDP、社会保障)抵消掉了非期望产出(PM2.5、城镇登记失业率)带来的负效应。

(二)城市可持续发展效率影响因素实证结果分析

基于前文设定的Tobit回归模型(4)，本文采用计量分析软件 Stata15.0 对 Tobit模型的自变量进行逐一回归，依次检验各影响因素对PM2.5约束下的可持续发展效率的影响。估计结果见表5。

1.政府规制(GOV)

城市年度财政支出占GDP的比重对可持续发展效率的弹性系数为正，并在1%的水平下显著，这一结果表明政府在城市可持续发展中的推动作用非常重要，社会经济发展需要政府的宏观调控，政府通过财政手段对市场经济进行干预，直接影响了城市的可持续发展状况。

2.产业结构(IND)

第三产业生产总值占GDP比重的估计系数在5%的水平下显著为正。工业比重较高表明制造业、电力及建筑业等高耗能高污染产业的产值占社会总产值的比重较大，从而排放出较多的二氧化碳、二氧化硫以及可吸入颗粒物，这些作为非期望产出，对城市可持续发展效率的提高具有抑制作用，而第三产业比重的提升即产业结构的合理化能够促进雾霾约束下城市可持续发展效率的提升。因此，走新型工业化道路、优化产业结构、积极发展第三产业是促进城市可持续发展的主要途径之一。

3.科教水平

城市科学技术支出占财政支出比重(TEC)以及教育支出占财政支出比重(EDU)两个影响因素的估计系数均显著为正，且教育投入对城市可持续发展效率的推动作用更加显著。这一结果表明科教是可持续发展的重要推动力，科学教育有助于提升资源型城市的创新能力和提高劳动者的劳动技能，进而提高劳动生产率，同时采用新技术改进传统工艺，延长产业链，从而更有效地促进资源集约利用，减少污染物的排放。

4.对外开放(FDI)

FDI与GDP比值的估计系数为正但未通过显著性检验。这一结果表明在城市层面，外资依存度的提升并没有带来显著的先进管理和技术溢出效应，同时，“污染避难所” 假说在我国城市并不适用。

5.人口密度(LnPOP)

市辖区人口密度对可持续发展效率的影响尽管在统计意义上不显著，但呈现出负相关关系，这说明人口密度对可持续发展效率存在一定的负向影响，较合理的解释是：人口集聚对城市可持续发展的影响存在两面性，一方面，人口集聚有利于城市规模效应的发挥，促进城市可持续发展；另一方面，人口集聚也导致城区人口迅速膨胀、交通拥挤、住房紧张、环境恶化、就业困难等“城市病”问题，阻碍了城市的可持续发展。

表5 城市可持续发展效率影响因素回归结果

注：*、**和***分别表示在10%、5%以及1%的水平下统计显著，括号中的值为t值

四、研究结论与政策启示

本文引进雾霾这一新的非期望产出，运用Super-SBM模型测度了2016年我国288座城市的可持续发展效率，并从城市总体、地区、行政等级、区域和城市规模五维视角对288座城市的可持续发展效率进行分类和比较分析，然后，运用Tobit模型实证分析了可持续发展效率的影响因素，得到以下结论：(1)雾霾约束下总体可持续发展效率水平不高，有效的城市仅有90座，无效的城市达到了198座；东北城市的PM2.5年均浓度和可持续发展效率均处于最优状态，而中部城市这两项指标均处于最差状态；4座直辖市的平均PM2.5年均浓度虽然最差，但是拥有较高的可持续发展效率，副省级城市的两项指标均处于较优状态，而其他省会城市的两项指标均处于较差状态；珠三角城市除了PM2.5年均浓度略高于北部湾城市外，其可持续发展效率值远高于其他城市群，京津冀和中原城市的两项指标均处于最差状态；城区常住人口50万以上100万以下的中等城市在PM2.5年均浓度和可持续发展效率两方面均显著优于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市，超大型城市的PM2.5年均浓度虽然最高，但是其可持续发展效率却优于Ⅱ型大城市、Ⅰ型大城市以及特大型城市。(2)政府规制、产业结构优化与科教水平对城市可持续发展效率的提高具有显著的促进作用；而对外开放与人口密度对城市可持续发展效率的影响并不显著。

根据以上结论，可得到如下政策启示：(1)必须充分考量城市发展过程中的资源消耗、环境约束，将生态文明建设置于突出地位，遵循生态城市化理念，走集约型、可持续的城市发展道路；(2)必须坚持不懈地践行经济转型升级发展战略，不断优化城市的产业结构，促进城市产业转型升级，构筑结构优化、技术先进、资源节约与环境友好的可持续产业体系；(3)应该完善雾霾治理相关政策，提高环境标准，构建以排污权交易、污染许可证、生态补偿机制等手段为主的市场机制，实现源头把关、过程控制和污染治理多重模式共存的环境规制政策，达到雾霾治理与提升城市可持续发展效率的目的；(4)要合理培育就业环境，合理调配流动人口，以避免由于人口过度集中带来的各种社会问题，应该以发展50万～100万人口的中型城市为主，尽量避免城市规模的盲目扩张。