基于数据包络分析方法的城市水资源利用效率研究

为了对我国城市水资源利用效率问题进行分析和评价,本文基于数据包络分析方法,从农业、工业、生活、社会等几个方面共选取了5个输入指标及6个输出指标,利用AIC信息准则(Akaike information criterion)进行了变量选择,构建了较为科学合理的用水效率评价指标体系.在此基础上,采用香农熵指数提升了传统CCR(由Charnes A,Cooper W W,Rhodes E提出)模型的识别能力,选取我国31个省会城市为研究对象,给出了省会城市水资源效率的完整排名。结果表明:①绝大部分城市综合效率得分(CES,Comprehensive efficiency score)普遍不高,投入产出比仍有较大的进步空间;②拉萨、北京、天津、银川、海口、上海等城市CES得分相对较高,这说明一个城市水资源利用效率的高低与经济发展水平可能没有必然的联系,其他城市应结合自身情况向CES得分靠前的城市进行学习;③重庆、南宁、南昌、长沙等水资源较丰富的城市CES得分反而较低,表明这些城市可能存在大量水资源被浪费,应建立起节水机制,同时优化产业结构。     

基于数据包络分析的三级医院适宜规模研究

目的 研究三级医院床位和人员的适宜规模,控制医院过度发展和资源浪费。方法 以北京市三级医院为研究样本,确定投入-产出指标,利用DEAP（2.1）软件,分析1991—2011年北京市三级医院规模报酬状态,找出规模报酬拐点,从而确定三级医院适宜规模。结果 2011年,41所医院中,有39家医院处于DEA有效状态,2家医院处于DEA非有效状态;时间序列纵向分析中,有18家医院出现规模报酬拐点。北京市三级综合医院的适宜规模的严格控制标准为：床位606张,95%CI：(425,786),在职职工1 219人,95%CI：(797,1 641);较宽松的控制标准为：床位1 058张,95%CI：(831,1 284),在职职工2 236人,95%CI：(1 716,2 757)。结论 研究得到了三级公立医院的规模控制标准,要严格控制公立医院的规模和特大型医院的数量,注重提高医院的运行效率,缩短平均住院日。     

基于能值和数据包络分析的城市复合生态系统生态效率评估

生态效率是定量分析生态系统中社会、环境、经济投入与产出关系的有效工具,对量化城市复合生态系统的可持续发展水平起着重要作用。本文综合能值分析和数据包络分析方法,构建新的能值评价指标和新的城市复合生态系统生态效率度量模型指标,并以沈阳为例,从城市能值流和生态效率角度分析城市系统资源、环境、经济的可持续发展情况。结果表明:2000—2010年,沈阳市生态效率呈现波动上升的变化,能值产出率呈波动下降后缓慢上升趋势;环境负载率上升趋势明显,城市发展面临的资源压力不断增大。沈阳市在今后的城市生态系统建设中,应着重优化能源利用结构,提高不可更新资源利用率,促进废弃物资源化利用,全面推动城市可持续发展。     

数据包络分析在临床科室绩效管理中的应用

目的 通过总结数据包络分析在临床科室效率测算中的应用,为医院绩效管理提供一种量化管理技术。方法 应用数据包络分析测算临床科室的相对效率、生产率变化率。通过对测算结果的描述分析,得到临床科室的效率评价结果。将数据测算及分析结果与职能科室管理者对临床科室效率的定性评价进行比较。结果 测算数据的描述分析结果与临床科室绩效的管理者评价具有一致性。结论 数据包络分析在医院临床科室绩效管理中具有实际应用价值、是绩效管理者的有效管理技术。     

基于遥感数据的植被碳水利用效率时空变化和归因分析

植被碳水利用效率是表征生态系统碳水循环的重要指标。采用MODIS数据,利用Google Earth Engine平台计算植被碳利用效率(Carbon Use Efficiency, CUE)与水利用效率(Water Use Efficiency, WUE)。采用趋势分析、变异系数、R/S分析及偏相关分析等方法,对2000—2020年黄河流域植被CUE与WUE的时空动态进行分析,并探究水热条件对碳水利用效率的影响。结果表明：(1)2000—2020年黄河流域植被碳水利用效率年均值分别为0.61和0.68 gC m^-2 mm^-1;研究时限内,植被CUE呈波动下降趋势,而WUE呈波动上升趋势。(2)空间上,植被CUE呈西高东低分布,WUE相反。不同土地覆被类型的CUE表现为草地>农田>灌丛>森林;WUE表现为：农田>森林>草地>灌丛。(3)总体上,黄河流域植被CUE与温度呈负相关,与降水呈正相关;黄河流域北部植被WUE与温度和降水均呈正相关关系,黄河流域西南部植被WUE与降水负相关;(4)不同土地利用类型中,草地...     

中国生态地理区城市水资源利用效率及影响因素

水资源利用效率是落实最严水资源管理制度和水生态文明建设的重要内容,是中国国民经济社会发展的重要战略问题。通过分类数据包络分析模型对2007-2016年中国生态地理区城市水资源利用效率进行测算,分析全国和生态地理区城市水资源利用效率特征,采用Tobit回归模型探讨中国和生态地理区城市用水效率的影响因素。研究结果表明：我国城市水资源利用效率普遍较低,全国水资源效率均值呈现先下降后上升波动式发展,全国城市间用水效率差距在缩小。生态地理区水资源利用效率差异显著,温带干旱区、温带半干旱区、温带半湿润区、温带湿润区和亚热带湿润区用水效率依次递减,区域间水资源效率差异在逐渐减小。城市人口、土地利用结构、经济发展水平、产业结构与全国城市水资源利用效率呈显著正相关,而城市供水、用水结构、水资源管理政策则表现为显著负相关性。     

基于“氮补偿”机制及数据包络分析的活性氮减排评价——以京津冀区域为例

快速城市化在消耗营养氮元素的同时,直接或间接导致大量人为活性氮流失到大气与水环境中,带来了巨大的生态环境压力和严重的污染问题.本文在定量分析京津冀区域活性氮排放量的基础上,借助数据包络模型分析此区域的氮减排效率,并提出基于氮补偿机制的低氮发展对策.结果表明: 2004—2014年,随着城市化程度的提高,活性氮排放呈波动缓慢降低的趋势.河北省一直是京津冀区域的主要氮排放源,其气态与水体氮排放量分别占整个区域的79%～84%和74%～79%.研究期间,京津冀区域活性氮主要来源于农业活动,逐渐转为工业生产与居民生活.城市化对区域各地氮排放强度的影响并不一致,区域年均氮排放强度为5.8 t N·km^-2.北京市氮减排效率相对最高,河北省次之,天津市最低.降低河北省氮排放强度与提高天津市氮减排效率是研究区城市低氮化的关键.采用基于协同氮补偿机制的减排策略,有助于三地在氮减排方面上实现互助互补的可持续发展战略.     

中国生态地理区城市水资源利用效率时空分异特征

我国水资源面临的形势十分严峻,水资源短缺、水污染严重、水生态环境恶化等问题突出,已成为制约社会经济可持续发展的主要瓶颈。基于分类数据包络分析（Categorical DEA）对2007-2016年中国生态地理区城市水资源利用效率进行测算,对其时间变化、空间分布以及空间收敛性进行分析。结果表明：1）2007-2016年期间全国城市水资源利用效率总体处于低效率状态,随时间高低交错波动式发展,整体呈先降后升势态;2）生态地理区城市水资源利用综合效率由高到低依次为温带干旱区、温带半干旱区、温带半湿润区、温带湿润区、亚热带湿润区,呈西北向东南逐渐递减的空间分布格局,生态地理区纯技术效率区间差异较大,但空间分布规律不显著,区域规模效率间差距小,且无明显空间分布规律;3）纯技术效率低效是制约全国水资源利用综合效率提升的主要因素,生态地理区间纯技术效率巨大差距导致全国纯技术效率整体低效,也是全国水资源利用综合效率低效的根本原因;4）生态地理区水资源利用综合效率区域差距逐渐缩小,主要是因为高效率区域效率值向低效率区域靠拢,区域间低效向高效的"追赶效应"不明显。     

基于投入产出表的中国水足迹走势分析

水足迹是近年来国内外研究水资源压力的常用方法.基于投入产出表的水足迹分析方法,分析了我国1997-2007年的水足迹状况,改进了耗水系数的计算方法,研究了基于稀释理论的灰水足迹计算方法,计算了外部水足迹及额外水足迹负重以及相应系数,分析了我国水足迹消费的商品(服务)结构.结果表明,1997-2007年我国年均水足迹总量为2.83万亿m3,总体呈现下降趋势,其中蓝水足迹为2183亿m3,灰水足迹为2.62万亿m3(以Ⅲ类水标准核算).在水足迹总量中,间接水足迹占据比例达到90％,可见水资源压力的产生主要基于商品或服务的消费.我国水足迹基本上依靠自给,同时我国承担其他国家的水资源压力的比例很大,但是整体上呈现下降趋势.从水足迹消费商品(服务)结构上看,与饮食相关的商品或服务占较大比例.     

基于灰水足迹的中国城市水资源可持续利用综合评价

随着城市化的快速发展,中国城市水资源面临着水资源短缺与水环境恶化等挑战,因此加强城市水资源可持续利用对于中国可持续发展具有重要意义。基于灰水足迹核算对2016年中国地级市水资源可持续利用情况进行综合评价。研究结果表明：（1）中国城市灰水足迹水平差异大,平均值为23.40×10⁸ m³,主要集中在20.00×10⁸ m³以下。中国城市农业源灰水足迹比例占比主要在70%以上,工业源比例占比主要在20%以下,而生活源比例占比在40%以下;（2）全国灰水经济生产率在12.45-857.31元/m³范围内,地区差异明显。33%城市灰水足迹荷载系数均大于1,全国地级市灰水足迹荷载系数平均值为1.16,城市水资源利用已对水环境产生污染压力,用水不可持续;（3）城市水资源开发率与灰水足迹荷载系数呈一定程度的正相关关系,说明了城市发展对水资源利用的"量"和"质"的压力作用具有一定的协同关系;（4）水资源可持续利用程度呈现大型城市 > 特大型城市 > 超大型城市 > 中小型城市,城市发展一定程度上有助于水资源的可持续利用,但发展规模过大可能会造成用水高产而护水低效的现象。因地制宜的实行水资源循环经济发展模式以及适时纳入灰水足迹核算与管理体系,是当前城市化大背景下实现水资源可持续利用的重要途径。     

基于物质流分析和数据包络分析的区域生态效率评价——以江苏省为例

区域生态效率(eco-efficiency)评价是考量区域可持发展的重要内容.基于物质流分析(material flow analysis, MFA)构建区域生态效率评价指标体系,并将污染物排放作为一种非期望输入引入到数据包络分析(data envelopment analysis, DEA)模型中,以江苏省(1990～2005年)为例进行生态效率分析评价.结果表明,江苏省的区域生态效率在1990～2005年期间呈现逐步上升的趋势.但是,同期的总物质投入(total material input, TMI)、物质需求总量(total material requirement, TMR)和污染物排放量也呈上升趋势.因此,江苏省社会经济发展和环境影响总体上呈现"弱脱钩(weak de-link)".     

基于MFA和DEA的区域经济环境效率评价-以辽宁省为例

对经济与环境效率的科学评价是实现区域可持续发展的前提。运用物质流分析将辽宁省经济系统中数据进行物质化处理,再利用改进的数据包络分析模型对环境和经济效率进行综合评价。结果表明:辽宁省物资消费不主要依赖于进口,向其它地区物质输出量大;环境效率评价的综合效率主要受规模因素影响而显著低于纯技术效率,而整体经济的综合效率却主要受纯技术效率影响而下降。第二产业比重依然偏大的产业结构特征是导致上述结果的主因。进一步改造提升传统产业,发展战略性新兴产业,提高第三产业发展水平,扩大环保规模,促进居民生活质量水平全面提升,将是辽宁省以及与之相似的资源依赖型区域可持续发展的方向。     

An integrated data envelopment analysis and emergy-based ecological footprint methodology in evaluating sustainable development,a case study of Jiangsu Province,China

Many cities are experiencing rapid urbanization and ecological degradation, which has resulted in unsustainable development. It is essential to conduct a scientifically rigorous method to assess the regional sustainability. Among many indicators, eco-efficiency could be an effective instrument to promote a transformation towards sustainability. This study applied the emergy ecological footprint analysis and data envelopment analysis to evaluate the eco-efficiency using data collected from 1993 to 2012 for Jiangsu Province, China. The results showed that Jiangsu’s emergy ecological footprint and ecological deficit experienced an ascending trend in general during the period 1993–2012, indicating that the regional development of Jiangsu has been moving away from sustainability for a long time. In six types of biologically productive areas, fossil land and arable were the major parts of emergy ecological footprint. Furthermore, the growth of green gross domestic product was only about 52% of the conventional gross domestic product, and the pollutants emission, energy and resources consumption increased yearly as the gross domestic product increased. Finally, the result of the data envelopment analysis model showed that the effective years only accounted for 20% during the 20 years. In the inefficient years, biological resources, energy resources, pollutant emission (wastewater, gas and solid) and labor were overmuch, and the efficiency of fund usage achieved the optimal in Jiangsu Province. Therefore, improving the level of agricultural modernization, increasing the proportion of non-fossil energy, developing renewable energy and reducing pollutant emission are recommended to promote the regional sustainability.     

京津冀城市群用水效率及其与城市化水平的关系

深入分析京津冀城市群用水效率与城市化水平的相互关系,揭示不同城市城市化水平对水资源利用效率的影响,有助于缓解水资源短缺问题。结合超效率数据包络模型,定量分析了京津冀城市群不同行业的用水效率,从人口、经济、社会与土地等不同城市化角度,全面分析了城市发展水平与生活、工业、农业三大行业用水效率之间的相互关系。主要结论为:(1)2006—2015年,京津冀城市群生活和工业用水效率总体上略微下降,而农业用水效率明显上升;不同城市之间存在明显差别,唐山、衡水与沧州市各行业用水效率均较高,邯郸和邢台市各行业用水效率均偏低。(2)城市发展水平对不同行业用水效率的影响存在明显差异。城市化水平的提升可以显著提高生活用水效率,但对工业和农业用水效率具有不同程度的负向影响。综合用水效率仅受到经济城市化的显著影响,相关系数达0.19,表明提高用水效率的关键是进一步调整经济产业结构。(3)城市化水平与用水效率梯度的匹配状态较差。一方面,京津冀13个城市中达到匹配的城市仅有4个,占京津冀城市总数的30.77%,匹配程度较低。另一方面,不存在城市化水平和用水效率双高型的城市,匹配层次较低。综上所述,针对京津冀城市化发展与用水效率的失衡关系,应审视水资源投入产出结构并尝试行业联动等节水发展模式。     

Evaluation of environmental efficiency in China using data envelopment analysis

As a main method for achieving environmental protection, improvement of environmental efficiency is vitally important for reducing environmental risk and level of ecological scarcity. Thus, quantitative analysis of environmental efficiency is not only an important premise for understanding the situation of regional environmental protection, but also a prerequisite for designing and adjusting relevant policies. In this paper, we treat the undesirable output in an economic activity by a linear monotonic decreasing transformation approach. We employ data envelopment analysis (DEA) technique to evaluate environmental efficiency in 30 provinces of China during the period 2001–2010, and conduct hypothesis tests on these environmental efficiencies. Furthermore, we investigate the horizontal differences of environmental efficiency in six regions of China and the vertical differences among different years. The results show that our empirical tests have a high statistical reliability that provides support for prompting environmental policies in different parts of China.     

城市代谢效率研究的热点识别与综合效率实证研究

城市代谢是城市可持续发展研究的重要部分,其有序运行为城市发展与居民生活提供重要保障,代谢效率的提高有助于缓解资源利用与环境保护间的矛盾。通过分析国内外近30年的城市代谢效率的研究进展,整合代谢效率研究热点选取综合效率评估所需指标,并以深圳市为案例研究,结合数据包络分析（DEA）模型对城市物质代谢综合效率进行评估。结果表明：（1）近30年城市代谢研究处于蓬勃发展阶段,中国在相关研究领域中的影响力凸显,而城市代谢效率研究主要关注能源、水资源、碳氮元素及耐用物质（主要为建筑材料）等要素及其环境效应;（2）基于上述要素对深圳城市代谢的综合效率进行评估,其综合效率在2005-2017年间呈波动状态,多数年份城市代谢过程取得了高效运行（效率值大于1）,但仍存低效年份,包括2006（0.96）、2007（0.76）、2011（0.85）和2013（0.97）年,研究期间综合效率提高不明显。在资源投入与效益产出方面,深圳市在水资源利用效率方面需进一步提高;在当前资源消耗水平下经济效益仍有提高潜力;在减少碳氮元素的环境排放及建筑垃圾产生的效率方面有一定程度的提高。（3）通过城市代谢效率研究的热点识别,可明晰目前城市代谢综合效率评估所需涵盖的要素,由此建立评估体系可用于综合效率评估的实践,通过案例分析研究其反映城市资源利用效率动态的可行性,以期为城市可持续发展评估提供科学参考。     

间套作提高农田水分利用效率的节水机理

综合国内外多学科的研究成果,从地表水向土壤水的转化效率、农田水分的有效性、植物冠层结构、灌溉用水量和作物产量等方面,论述了间套作提高农田水分利用效率的节水机理.结果表明:间套作能够促进植物根系对农田水分的充分利用,有利于增加根层土壤的贮水量;间套作一方面减小棵间蒸发、抑制无效蒸腾,另一方面优化作物系统的源-库关系,创造出有利于植物生长发育的小气候,为资源在时间和空间上的集约利用和高产打好基础,在不增加农田灌溉水的同时大幅度提高单位面积产量,促进作物水分利用效率明显提高.