基于三階段DEA模型的鄉村生態宜居建設效率研究

馬巧云 郭柯楠

摘要：為促進鄉村地區的生態宜居建設，推動鄉村振興戰略的順利實施，利用熵權法構建鄉村生態宜居建設評價指標體系，并基于三階段DEA模型對河南省18個地市的鄉村生態宜居建設效率進行研究。研究發現：河南省生態宜居建設效率總體水平不高，空間上呈現豫西向豫東遞減的規律，規模不經濟是制約發展的主要因素;外部環境因素會導致河南省生態宜居建設效率被顯著高估，其中農村居民人均收入與生態宜居建設效率反向相關，城鎮化率和第三產業產值與生態宜居效率的關系則較復雜;同時，區位因素也對鄉村生態宜居建設存在較大影響，效率值高的地區存在明顯的空間溢出效應。最后，根據現階段河南省生態宜居建設存在的問題提出相應政策建議。

關鍵詞：鄉村振興戰略;生態宜居;三階段DEA模型

中圖分類號： F062.2;F323.22文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2020）18-0006-07

收稿日期：2020-01-19

基金項目：河南省高等學校重點科研項目（編號：19A120007）。

作者簡介：馬巧云（1968—），女，河南新密人，博士，副教授，碩士生導師，主要從事系統工程、可持續性發展等研究。E-mail：maqiaoyun@163.com。

通信作者：郭柯楠，碩士研究生，主要從事鄉村振興方面的政策研究。E-mail：ywh50089@126.com。

隨著社會不斷發展，人們對生態和人居環境的要求和重視程度愈來愈高。綠色、循環、低碳的發展模式逐漸成為新常態，各大城市積極投身于生態文明建設中，并取得一定的成效。但與此同時，鄉村地區生態宜居建設的受關注度和執行力遠不如城市，并且由于資源投放、環保意識和技術管理水平等條件限制，農村建設效果并不理想。據農業農村部統計，我國農業污染已經超過工業污染，占據全國污染總量的30%～50%，化肥有效使用率只有35%，農村衛生廁所普及率僅有60%[1]，農村生態和人居問題亟需解決。十八大以來，國家針對農村現實問題提出了“鄉村振興戰略”，將鄉村生態宜居建設作為關鍵寫入五個總要求當中[2]，并把生態文明建設作為統籌推進“五位一體”總體布局的重要內容，為解決廣大農村地區生態和人居環境問題提供了新契機。當前，我國正處于“鄉村振興戰略”實施的關鍵階段，如何解決現階段困擾鄉村生態宜居建設的突出問題，探索出一條適合我國鄉村生態宜居建設的道路成為當前的首要任務，也是頗具難度和意義的研究課題。

學者們對生態宜居的研究主要從生態宜居建設評價和生態宜居建設路徑方面展開。圍繞生態宜居建設評價，畢國華等基于生態文明建設和城市化的耦合機制，構建了生態文明建設與城市化關系的評價指標體系[3];胡悅等基于生態系統的視角，構建了包括生態脅迫、生態系統健康和生態可持續能力3個子系統的生態文明評價體系[4];鄭春東等研究發現，居民滿意度是生態宜居城市評價中最容易被忽視的因素，提出基于居民滿意度的城市生態宜居評價體系[5];陳丹等結合礦業城市生態文明建設任務，從資源環境承載力、資環節約集約利用、環境質量3個維度構建相應指標體系[6];雷波等針對重慶新農村建設過程中存在的普遍特征，從經濟發展、污染控制、資源利用、人居環境、生態保護、社會環境6個方面構建農村生態質量評價模型[7]。在生態宜居建設提升路徑研究方面，丁秋玲等提出開發和打造宜居田園生態道路，推動城鄉一體化和農村內部的均衡發展[8];王夏暉等從“點、線、面”系統推進的思路提出了基于生態系統觀的美麗宜居鄉村建設路徑[9];王振坡等提出打造生態特色小鎮的創新形態，并從生態、人口和產業關系出發，總結生態特色小鎮的建設模式[10];孔祥智等通過對5省20村的實地調研，總結出包含創新發展非農產業帶動型、農產品加工業帶動型、農業旅游業融合帶動型、一二三產業融合帶動型和種植結構優化帶動型的5種生態宜居美麗鄉村建設模式[11]。

綜上所述，學者們根據評價主體的特征，構建包含不同視角和側重點的評價指標體系，并通過對政策的解讀和調研分析，提煉出生態宜居建設的可行范式，為生態宜居建設提供了具體的評價方法和提升路徑。但上述研究主體主要聚焦于城市地區，鄉村地區生態宜居建設研究相對較少;同時，在構建評價體系時，學者們未充分考慮外部環境因素影響，難以保障生態宜居建設評價的真實性。本研究基于熵權法構建鄉村生態宜居評價指標體系，利用三階段DEA模型進行效率測算，并通過環境變量的引入，探討環境可能帶來的具體影響，以期為“鄉村振興戰略”下的鄉村生態宜居建設提供具體政策建議。

1?三階段DEA模型

三階段數據包絡分析（DEA）模型是將傳統DEA模型和隨機前沿分析（SFA）相結合，通過對決策單元外部環境狀態進行調整，實現管理效率、環境變量和隨機干擾的有效分離，所得測算結果能更加真實地反映決策變量內部管理水平[12]。該模型主要包括3個階段，具體步驟如下：

第1階段：采用Banker等構建的BCC模型[13]，并以投入導向進行分析。BCC模型表示如式（1）、式（2）所示。

minθ-ε（eTS-+eTS+）;（1）

s.t.=∑nj=1Xiλj+S-=θX0∑nj=1Yjλj-S+=Y0λj≥0，S-、S+≥0。（2）

式中：eT為單位向量，X和Y分別是投入產出向量，n為決策單元數量，S為松弛變量，λj為投入產出的權向量，θ為效率值。當θ=0且S+=S-=0時，決策單元有效，否則非有效，存在改進空間。

第2階段：應用相似SFA模型對投入松弛變量進行研究，剝離出只有管理無效導致的投入冗余，據此對原始投入量進行調整。隨機前沿回歸方程為

Sni=fn（zi，βn）+vniuni;（i=1，2，…，I;n=1，2，…，N）。（3）

式中：Sni為第個決策變量在第n個投入上的松弛變量，zi為環境變量，βn為環境變量系數，vni是隨機誤差項且服從正態分布，uni為管理無效率項且服從截斷正態分布。當γ=u2niv2ni+u2ni趨近于1時，表明管理因素占主導;γ=u2niv2ni+u2ni趨近于0時，表明隨機干擾項占主導[14]。

根據SFA模型回歸結果，將處于不同環境下的決策單元調整至相同環境，調整公式為

X*ni=Xni+{max[f（zi，βn）]-f（zi，βn）}+[max（vni）-vni];（i=1，2，…，I;n=1，2，…，N）。（4）

式中：Xni和X*ni分別為調整前后的投入，max[f（zi，βn）]-[f（zi，βn）]表示對環境因素的調整，max（vni）-vni表示將所有決策單元調整至相同環境。

第3階段：將調整后的投入變量作為新的投入變量，同時產出變量保持不變，再次代入BCC模型測算生態宜居建設效率。此時得到剔除了外部環境因素的效率值，結果更加真實可靠。

2?實證分析

2.1?評價指標體系構建

生態宜居建設追求以最少資源投入獲取最大生態環境和人居環境的建設效益，投入指標通常選取財政支出、人員投入、基礎設施投入、土地投入等[15]，產出指標則主要圍繞生態污染和人居建設方面[16]。但由于鄉村與城市在構成、功能和產業結構等方面存在著顯著差異，并且相對于城市而言鄉村統計數據種類和獲取情況存在一定程度限制，導致鄉村生態宜居建設投入產出指標體系在具體細分方面與城市有所差異。因此，根據鄉村生態宜居建設的具體發展情況和數據收集所面臨的實際問題，構建如表1所示的鄉村生態宜居建設效率評價指標體系。

投入變量主要反映地區鄉村生態宜居建設中各種資源投入，本研究的投入變量主要涉及資金投入和土地投入。資金投入中選取節能環保預算支出、農村農戶固定資產投資和農村改廁投資，其中節能環保預算支出是治理鄉村環境污染和保障鄉村生態可持續性發展的重要保障;農村農戶固定資產投資是鄉村人居環境建設和改善的必要支持;農村改廁投資則是國家考慮廣大農村廁所普遍問題提出的專項資金，對鄉村環境的改善具有顯著的推動作用。土地投入選取耕地面積作為解釋指標，因為耕地的面積直接與農肥、農藥和地膜使用量相關，并且耕地面積擴張一定程度上會造成綠地面積減少，對鄉村生態環境有著顯著影響。

產出指標主要反映鄉村生態宜居建設成效，依照生態宜居的內涵分為生態效益和人居效益。根據Cooper等的DEA模型指導性原則[17]，利用熵權法將生態效益和人居效益的解釋指標分別綜合成生態綜合指數和宜居綜合指數[18-19]，使評價單元數量滿足不少于投入產出指標值之和3倍的指導要求。生態綜合指數的構建分別從生態污染水平、生態可再生能力、生態自凈化能力3個方面進行考量[20-21]，其中生態污染水平由農業生產的碳排放總量解釋，生態可再生能力和生態自凈化能力分別由沼氣池數量和造林總面積解釋。通過熵權法可得，生態綜合指數=污染水平×0.277 7+造林面積×0.527 4+戶用沼氣池數量×0.194 9。宜居綜合指數的構建則從人居環境的衛生性、舒適性和便捷性3個方面進行考量[22]，分別由改廁戶數、農村人均住房面積和農村公路里程數解釋。通過熵權法綜合處理可得，宜居綜合指數=農村公路里程×0.541 5+農村居民擁有住房面積×0.019 4+改廁戶數×0.439。

環境變量是指能對鄉村生態宜居建設效率產生影響，但又無法控制或作為投入產出指標的要素[23]。本研究的環境變量從經濟、社會和產業基礎3個維度選取，經濟基礎中的農村居民人均收入一定程度上可以反映該鄉村地區的經濟發展水平，體現鄉村生態宜居建設的經濟基底;社會基礎中的城鎮化率可以反映農村社會人口的轉移情況，直接影響著農村生產要素的配置和鄉村生態宜居的建設進程;產業基礎中選取第三產業產值占比，第三產業作為鄉村生態轉型發展模式的新支柱，已成為鄉村地區緩解生態壓力、促進經濟發展的重要路徑[24]，是鄉村生態宜居建設中需要著重考慮的一環。

2.2?區域選取及數據來源

河南省地處我國中部，是全國重要的糧食和農業生產基地，擁有良好的農業發展基礎;同時，河南省也是我國農村人口的主要集聚地，擁有超過5 000萬的農村人口，占據全省總人口的50%。近些年來，河南省對鄉村的綠色發展做出了許多努力，打造出南街村、西泰山村和郭亮村等美麗鄉村，鄉村的生態和人居環境不斷改善，正處于生態宜居建設的關鍵階段?；诖?，本研究選取河南地區作為研究對象具有一定典型性和代表性，對河南省及全國今后的生態宜居建設具有重要的現實意義。

為確保數據來源的可靠性和一致性，所有數據均來自2018年《河南統計年鑒》。其中，濮陽市和漯河市農村改廁投資數據缺失，本研究選用灰色預測的方法將其補全。本研究涉及的生態污染水平的測算主要統計農業生產中農藥、農膜和化肥的碳排放總量[25]，同時考慮到生態污染水平為非期望產出，將其正向化處理。生態污染水平測算公式為

E=∑3i=1Ei=∑3i=1xi×wi。（5）

式中：E為碳排放總量，xi為碳源的使用量，wi為不同類型碳源的排放系數，具體數值如表2所示。

2.3?河南省三階段DEA模型的運用

2.3.1?第1階段DEA結果及分析

第1階段采用BCC模型，將河南省18個地市的原始投入產出指標代入DEAP 2.1軟件，得到傳統DEA模型下的各市鄉村生態宜居建設的技術效率（TE）、純技術效率（PTE）和規模效率（SE），結果詳見表3。

總體來看，河南鄉村生態宜居建設的平均技術效率為0.888，還存在較大的提升空間，平均純技術效率（0.915）<平均規模效率（0.971），說明多數地區的技術無效率主要歸咎于生態宜居建設的管理和技術無效，而不是投資規模無效。局部來看，18個地市中僅有5個處于效率前沿面上，并且各地區的技術效率極差較大，其中濮陽市的綜合技術效率與前沿面上的平頂山市相差0.44之多，說明當前河南省的鄉村生態宜居建設不夠平衡和全面。但該階段的分析并未考慮環境因素和隨機誤差的影響，難以真實反映河南省鄉村生態宜居建設的情況，有待后續進一步調整和測算。

3?結論與建議

3.1?研究結論

本研究通過熵權法綜合構建鄉村生態宜居建設效率評價指標體系，并運用三階段DEA模型對河南省鄉村生態宜居建設效率進行研究，得到較為真實的河南省各市鄉村生態宜居建設效率情況。通過分析主要得到以下結論：

（1）總體來看，河南省鄉村生態宜居建設效率的均值并不高，僅為0.73，存在很大改進空間，規模效率較低是制約其發展的主要原因。

（2）環境因素會導致河南省生態宜居建設的規模效率被顯著高估，未調整投入要素之前，河南省生態宜居建設效率主要受純技術效率的影響，調整之后，規模效率反而成為制約河南省生態宜居建設的主要原因。

（3）環境因素中農村居民人均收入對鄉村生態宜居建設會產生不利影響，城鎮化率和第三產業產值的影響較為復雜，但總的來說，它們對減少生態污染和促進基礎設施建設存在一定的幫助。

（4）從區域的差異來看，河南省各市生態宜居建設效率不夠均衡和全面，效率值呈現由豫西向豫東遞減的規律。同時，區位因素對其發展有著重要影響，生態宜居效率較高的城市多聚集在一起，其周邊城市的效率值也相對較高，存在明顯的空間溢出效應。

4.2?政策建議

（1）合理資源配置，構建生態宜居社會共建體系。在后續的發展中，政府部門一方面應該繼續加大資源的投入力度，注重投入結構，有針對性、分層次進行投資，促使鄉村生態宜居建設達到規模經濟。另一方面，政府部門應大力宣揚鄉村生態宜居建設的具體政策，鼓勵企業和公眾參與到鄉村的生態宜居建設中，積極利用社會資本和社會監督力量，構建高效的生態宜居社會共建體系。

（2）調節發展模式，促進三產融合，健全生態宜居城鄉協同發展機制。當地政府應該根據當前發展的具體情況進行針對性改進，一是主動調節發展模式，將傳統粗放的農業發展模式轉型為集約高效的農業發展模式，推動循環農業和綠色農業的發展，在增產的同時盡量減少污染;二是繼續大力發展第三產業，改善農村產業結構，將農業與文化、休閑、旅游相結合，不斷促進三產的融合發展;三是統籌城鄉協調發展，健全生態宜居城鄉協同發展機制，從農村改水、改廁和基礎設施建設方面著手，積極利用城市發展總結的經驗和技術來縮小城鄉差距，提升鄉村生態宜居建設效率。

（3）加強各市間交流，創造開放合作的政策環境。各市之間要加強交流和合作，相互學習生態宜居建設過程中的寶貴經驗，形成由先“富”帶動后“富”，最終達到共同“富?！钡膫鲃有问?。同時，政府部門也要為各市協調發展提供良好的政策環境，根據各市的自然條件和經濟條件，制定不同的發展路徑，實現各市生態宜居建設的協調發展。

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