基于DEA的中国特大城市资源效率及其变化，本文主要内容关键词为：中国论文,效率论文,城市论文,资源论文,DEA论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1 引言
在经济快速发展的驱动下，20世纪90年代以来，在建设国际性大都市和经营城市思想的指导下，特大城市人口和用地存在快速扩张趋势[1]，中国市区非农业人口100万人以上的特大城市发展很快。如2006年特大城市市区人口规模和用地规模分别比2000年增加了48.7％和71.4％，比地级以上城市同期的28.6％和38.7％高出20.1个百分点和32.6个百分点。特大城市规模快速扩张的直接动力是投入的人力、物力和财力等要素资源的大幅增加。但在特大城市人口和用地规模快速扩张的背后所投入的要素资源的效率如何？了解得很少。
城市要素资源效率是指在一定的生产技术条件下，城市要素资源的有效总产出与总投入的比值，是城市投入要素资源的有效配置、运行状态和经营管理水平的综合体现。对于城市来说，要素资源效率高不仅意味着其要素资源处于有效配置和充分利用状态以及竞争能力强，还意味着城市的经营管理水平高和发展决策得当。所以，探讨特大城市要素资源的经济效益及其变化趋势，不仅有助于了解要素资源的利用效率，而且对于国家城市发展战略和政策的制定与调整也具有重要的意义。
目前，国内外对城市要素资源投入产出效率（以下简称城市效率）的研究还很少，而采用DEA方法探讨城市效率及其变化的研究就更少[2,3]。其中，国外基于DEA方法研究城市效率的文献主要为城市公共交通系统（轨道与无轨道）和产业效率的研究[4-11]；国内基于DEA方法的研究主要集中于开发区、交通和银行业等领域的效率评价[12-16]，其中城市效率的文献也只是在近几年才开始出现，如杨开忠等利用DEA方法对1999年中国直辖市、省会城市效率进行了比较深入的分析，发现西部地区城市的投入产出的效率要比东部地区的低得多，且城市并非规模越大，其效率越高[17]。李郇等利用DEA方法对1990、2000年全国202个地级以上城市效率进行了分析，认为中国城市效率较低，且呈现出与三大地带经济发展格局和城市行政等级相一致的格局[2]。郭海涛等利用DEA方法对2004年12个不同矿业城市效率进行了评价，得出石油类城市效率最高，煤炭类城市效率最低，大中小型城市均出现不同程度的规模收益不变和递减现象的结论[18]。通过比较发现，国内已有研究城市效率的文献反映的是某一时间点有关城市效率的具体情况。对于具有“时间”因素的城市效率的动态特性还很少涉及，有也只是基于不同时间点的比较。由于利用DEA方法研究不同时间点城市效率是基于不同的生产前沿面计算得到的，不同时间点的城市效率是不具有可比性的。若直接利用不同时间点城市效率来反映一定时期城市效率的变化，不仅容易产生偏差，而且得出的结论也难以令人信服。另外，已有研究虽然对特大城市效率有所涉及，但还缺少深入专门的研究。为准确、深入地了解中国特大城市要素资源产出效率及其变化特征，下面将用数据包络分析（Data Envelopment Analysis，以下简称DEA模型方法）和Malmquist指数模型方法对其进行探讨，以期为国家城市发展政策制定与调整提供依据。
2 城市效率研究的DEA模型方法及指标数据
2.1 DEA模型方法
依据DEA模型方法可知，DEA模型中的城市综合效率指数反映的是城市要素资源的配置、利用和规模集聚等效率，而纯技术效率指数则表示的是城市要素资源的配置、利用的效率，规模效率指数表征的则是城市规模集聚效率。且所有研究城市综合效率、纯技术效率和规模效率指数的算术平均，分别称为城市平均综合效率、纯技术效率和规模效率。
2.2 Malmquist生产率指数模型方法
为了准确了解特大城市效率变化趋势，下面将引进与DEA模型技术关系密切的Malmquist生产率指数模型。根据文献[20]，可得到基于规模报酬不变（Constant Returns to Scale,CRS）的城市Malmquist生产率变化指数模型：
2.3 研究指标选取与数据处理说明
从广义的要素资源出发，城市投入的要素资源包括资本要素资源、自然要素资源、人力要素资源和社会要素资源。其中，资本要素资源包括房屋、道路、工厂和流动资本等，等于经济学中的资本存量与流动资金之和；自然要素资源指大自然中存在的可供利用的土地及所涵盖的其他资源等；人力要素资源是拥有一定教育和健康水平以及技能的劳动力；社会要素资源是指经济社会赖以正常运转的制度、组织、文化、信息和知识技术等，因其缺少公认的确定内涵与度量表征方法，在定量分析上暂时还很难考虑[22]。所以，从数据资料的可获得性出发，本研究选取特大城市市区的固定资产投资总额和流动资金之和代表资本要素资源投入[23]，土地面积代表自然要素资源投入，全部从业人数代表人力要素资源投入。产出指标则选择既包括物质生产成果和非物质成果，又具有综合意义的市区生产总值。
根据国家特大城市的标准，为保证研究对象前后一致，选择了在1990年时城市市区非农业人口规模100万人以上的31个城市作为研究对象。所用基础统计数据均来自中国城市统计年鉴。因缺少具体城市经济数据的缩减指数，各城市生产总值数据等只能按照国家统计局公布的各省的GDP指数进行了统一平滑缩减，以尽可能地消除数据在价格上的差异。
3 特大城市效率及其分类分析
3.1 城市效率及其分解的特征
利用上述DEA模型和加工处理的数据，分别计算出了1990、2000、2006年中国31个特大城市要素资源效率及其分解的结果。结果显示，特大城市综合效率及其纯技术效率与规模效率呈现如下特征：
（1）平均综合效率水平一般，只有少数特大城市达到了城市综合效率最优。1990、2000、2006年平均综合效率分别为0.706、0.741、0.705，只达到最优水平的70％～74％。1990、2000、2006年分别只有5个（昆明、长春、上海、长沙、南昌）、6个（石家庄、南京、杭州、大连、南昌和广州）和5个（石家庄、淄博、齐齐哈尔、上海、广州）城市综合效率达到了DEA效率最优，分别占31个特大城市的16.13％、19.35％、16.13％。
（2）纯技术效率最优的城市数明显多于综合效率和规模效率最优的城市数，但达到纯技术效率最优的城市数有减少的趋势。1990、2000、2006年31特大城市中纯技术效率最优的城市数分别为11个、12个、8个，分别比综合效率和规模效率达到最优的城市数高出6个、6个、3个。其中，1990年哈尔滨、郑州、齐齐哈尔等11个城市达到了纯技术效率最优，占31个特大城市数的35.48％；2000年鞍山、抚顺、淄博等12个达到了纯技术最优，占38.71％；2006年只有鞍山、抚顺、吉林等8个城市达到了纯技术最优，分别比1990年和2000年减少了3个和4个，只占25.81％。
（3）只有少数城市达到了规模效率最优，是综合效率达到最优的主要影响因素。1990、2000、2006年31个特大城市中分别只有5个、6个、5个城市达到了规模效率最优。因达到规模效率最优的城市数明显少于纯技术效率最优的城市数，使1990、2000、2006年分别有6个、6个、3个城市没有达到综合效率最优。
3.2 城市效率的分类特征
按东中西三大地带，在地域空间上把中国31个特大城市划分为东部沿海、中部和西部地区特大城市；按市区人口规模，把特大城市划分为特大城市（人口规模100万人以上200万人以下）、超大城市（200万人以上500万人以下）和巨型城市（大于500万人）。并计算了不同类型城市效率及其与城市人口规模的关系（表1-2）。从表1和表2发现，中国特大城市效率具有如下分类特征：
（1）东中部地区特大城市综合效率、纯技术效率和规模一般高于西部地区的，呈现与中国东中西区域经济格局相似的特征。除了1990年外，东部地区的综合效率、纯技术效率和规模效率高于中部地区，中部地区高于西部地区，呈现东部高于中部，中部高于西部的区域空间格局。
（2）纯技术效率与城市规模成弱负相关关系。1990、2000、2006年的纯技术效率以特大城市的最好，超大城市次之，巨型城市最差，即城市规模越大的城市的纯技术效率越低。
（3）规模效率与城市规模成一定的正相关关系。不论是1990年还是2000年和2006年我国特大城市中规模效率均以巨型城市最高，超大城市次之，特大城市最低。
4 城市效率变化趋势及其分类特征分析
利用上述Malmquist生产率指数模型分别计算了1990-2006年以及1990-2000年和2000-2006年中国31个特大城市的综合效率变化、技术变化、纯技术效率变化、规模效率变化和生产率变化指数及其空间与类型分异情况（图1，表3-4）。
4.1 城市效率变化趋势特征
图1 基于Malmquist指数的不同时期我国特大城市效率的变化
Fig.1 The change of metropolitan efficiencies in China based on Malmquist index
图1显示，1990-2006年我国特大城市效率变化呈现出以下趋势特征：
（1）1990-2006年综合效率呈现弱改善趋势，技术和生产率变化分别呈退步和下降趋势。1990-2006年只有综合效率变化（1.004）和规模效率变化（1.181）大于1，而技术变化（0.771）、纯技术效率变化（0.850）和生产率变化（0.775）均小于1，说明这一时期不仅特大城市效率没有明显改善趋势，而且技术退步和生产效率下降趋势明显。其中城市效率的弱改善趋势主要得益于规模效率的提高。而生产效率的下降主要源于技术退步。
（2）1990-2000年综合效率、生产率呈现出改善趋势，技术进步还较明显。1990-2000年综合效率变化（1.050）、技术变化（1.248）、纯技术效率变化（1.013）、规模效率变化（1.036）和生产率变化变化（1.310）均大于1，其中技术进步最为明显。表明这一时期特大城市效率、技术进步和生产率均呈现提高趋势，其中综合效率的提高主要是由于规模效率上升，生产率提高主要得益于技术进步明显。
（3）2000-2006年综合效率和生产率呈下降趋势，其中生产率下降明显。2000-2006年除规模效率变化（1.140）大于1外，综合效率变化（0.956）、技术变化（0.649）、纯技术效率变化（0.839）和生产率变化（0.621）均小于1。说明这一时期综合效率、技术进步、生产率存在较明显下降的趋势，其中综合效率下降主要是因纯技术效率下降明显，生产率的明显下降是因技术退步较明显，且与这一时期我国特大城市规模扩张很快的现实相吻合。
4.2 城市效率变化的区域分类特征
表3显示，1990-2006年我国特大城市效率变化在区域空间上呈现出以下趋势特征：
（1）1990-2006年综合效率和生产率变化趋势是东部沿海地区有一定的提高，中西部地区的下降，以西部地区的下降最明显。其中，东部沿海地区特大城市综合效率提高的主因是规模效率明显提升，而生产率微弱提高的主因是技术退步明显；而中部地区和西部地区城市综合效率和生产率下降的主因是纯技术效率的显著下降和技术退步明显。
（2）1990-2000年东部沿海地区城市综合效率、生产率有较明显的提高，西部地区降低或微弱提升，中部地区二者均降低。其中东部沿海地区城市综合效率的提高得益于纯技术效率和规模效率的提升，生产效率的提高则得益于技术进步、纯技术效率和规模效率的同时提高；中部地区城市综合效率和生产效率的降低主要源于纯技术效率的降低；西部地区城市综合效率降低是纯技术效率和规模效率共同降低的结果。
（3）2000-2006年东、西部地区城市综合效率和生产率变化均呈下降趋势，以东部地区下降最明显，而中部地区的城市综合效率呈提高趋势，生产效率呈降低趋势。其中，东部地区城市综合效率的降低主要源于纯技术效率的明显下降，生产效率的明显下降主因是技术退步明显；中部地区城市综合效率提高主要是规模效率提高显著，生产效率降低则是由于技术退步明显；西部地区城市综合效率下降主因是纯技术效率降低明显，而生产效率的明显下降则是由于技术退步显著。
4.3 城市效率变化的规模分类特征
表4显示，1990-2006年我国特大城市效率变化在不同规模城市上呈现出以下特征：
（1）城市综合效率变化表现为特大城市呈上升趋势，超大城市和巨型城市呈下降趋势。其中特大城市综合效率上升的主因在于规模效率的上升比较明显，而巨型城市和超大城市下降的原因在于规模效率上升趋势太弱。
（2）生产率变化均呈现下降趋势，以超大城市的下降趋势最明显，特大城市次之，巨型城市再次之。生产率变化趋势下降的主要原因在于技术退步和纯技术效率的下降。
（3）规模效率变化都呈现为上升趋势，呈现特大城市的上升趋势高于超大城市，超大城市又略高于巨型城市的特征。说明1990-2006年存在随特大城市规模的增大，特大城市规模效率提高的趋势呈现递减的现象。
5 结语
利用DEA和Malmquist生产率指数模型方法对我国主要特大城市要素资源投入产出效率及其变化特征进行了深入的研究。
城市效率及其分解的研究显示，平均综合效率、纯技术效率和规模效率的水平一般，只有少数城市达到了综合效率、纯技术效率和规模效率的最优。按区域与规模分类研究显示：①东、中部地区的城市综合效率一般要高于西部地区的，呈现与我国区域经济格局相似的特征；②城市规模越大，规模效率越高，即城市规模与规模效率成正相关关系；③城市规模越大，城市纯技术效率越低，即纯技术效率与城市规模成负相关关系。
城市效率变化研究显示：1990-2006年综合效率呈现弱改善趋势，技术退步和生产率下降趋势。其中，1990-2000年综合效率、生产率呈出改善趋势，技术进步较明显；2000-2006年综合效率和生产率呈下降趋势，以生产率下降最明显。城市效率变化的分类研究显示：①不同区域城市的综合效率和生产率变化趋势是东部沿海地区有一定的提高，中西部地区的下降，西部地区的下降最明显；②不同规模城市的综合效率变化表现为特大城市提高，超大城市和巨型城市下降；③不同规模城市的生产率都呈现下降趋势；④不同规模城市的规模效率都呈上升趋势，且随特大城市规模的增大，城市规模效率提高趋势呈现递减现象。
透过对我国特大城市效率及其变化特征研究和我国特大城市的发展实际，可以得到以下启示：第一，在现有的投入水平上我国特大城市发展中存在要素资源的利用不充分现象，适当地减少投入量，不仅可以节约资源，还可以提高效率，资源节约型的可持续发展之路应成为特大城市的重要政策取向。第二，纯技术效率与城市规模成负相关关系、规模效率与城市规模的正相关关系以及随城市规模扩大规模效率提高的递减现象都说明在特大城市发展中存在类似于“规模经济”和“边际效用的递减”现象。鉴于特大城市在国家经济社会中的极端重要地位，国家特大城市发展政策，一方面应充分利用特大城市的规模效率优势，鼓励和引导发展适度规模的特大城市，以达到城市效率的更优；另一方面又要限制其规模扩张过快和过大，以免造成城市效率的损失。第三，特大综合效率的弱改善趋势，技术退步和生产率下降明显的主因是技术退步明显与纯技术效率下降，与这一时期不少特大城市在规划建设上谋求国际性大城市的目标和城市规模扩张很快[23]的现实相吻合。这从一定程度说明，特大城市谋求建设国际性大城市和规模扩张过快的冲动影响到了特大城市要素资源的配置利用效率。
收稿日期：2008-10-22；
修订日期：2009-02-20