全球环境竞争力测评方法和稳健性检验_李军军
2014年第5期(总第188期)福建师范大学学报(哲学社会科学版)No.5,2014
)G,NJournalofFuianNormalUniversitPhilosohandSocialSciencesEditioneneralo.188 jy(py
全球环境竞争力测评方法和稳健性检验
李军军
()福建师范大学经济学院,福建福州 350117
摘 要:对全球环境竞争力进行评价,不但可以总结全球环境竞争力分布的基本特征和演变趋势,还可以发现制约和影响各国环境竞争力水平的主要指标、薄弱环节。综合评价法中设计指标体系和权重等环节不可避免带有一定的主观性,影响了竞争力评价结果的客观性。围绕如何客观评价全球环境竞争力,本文探讨了指标体系设计、数据来源和处理、权重设计等方面的规范做法,并用蒙特卡洛模拟方法对全球环境竞争力评价结果进行稳健性检验。
关键词:环境竞争力;指标体系;稳健性检验
)0中图分类号:F201 文献标识码:A 文章编号:1000-5285(20145-0035-07
一、前言
全球环境竞争力研究是一项交叉性研究,内容涉及环境经济学、生态学、经济学和社会学等众多学科,涵盖面广,内在关系复杂,同时,又需要对全球环境竞争力做出合理界定并进行客观的评价,并在方法上力求创新突破,以揭示全球环境竞争力的演化规律。对于这样一个崭新而复杂的研究课题,需要理清研究思路,选择正确的研究方法,设计并严格执行研究技术路线,确保研究规范,提升研究质量。研究方法上,竞争力研究离不开评价,就需要构建科学客观的评价模型,任何评价模型和方法都有一定的主观性和倾向性,其反映的内容对评价对象的发展形成一定的导向作用。全球环境竞争力评价模型不但要借鉴应用国际竞争力研究的主流方法,还需要结合全球环境竞争力的特点,构建独具特色的全球环境竞争力评价模型,要能够对全球各国环境竞争力进行客观评价,反映全球各国环境竞争力的内在机理和要点,评价结果能够充分反映研究的指导思想,有利于全球环境保护和生态经济发展,有利于实现全球可持续发展。评价模型主要包括要素模型和指标体系两部分,要素模型是基于全球环境竞争力内涵和特点,采用数量分析方法对影响全球环境竞争力的构成要素进行实证检验,为分析全球环境竞争力的内在动力提供依据,也是构建全球环境竞争力评价指标体系的基础。指标体系是竞争力评价的基础,构建科学客观反映全球环境竞争力内涵的指标体系是研究全球环境竞争力的重要内容,指标的选择不能随意,必须根据一定原则,采用层次分析模型逐步分解,认真考察每一个指标,并按照一定的方法确定指标体系权重。最后采用综合评价法,对全球各国环境竞争力进行评价,即根据指标体系收集各指标数据,经过无量纲化处理得到标准得分,用各指标权重加强组合,得到各评价对象的综合得分,作为竞争力评价的依据。综合评价法是竞争力评价的主流评价方法,在各种竞争力研究中得到广泛应用。
世界经济论坛(WEF)和瑞士国家管理发展(IMD)学院每年都发布各自的国际竞争力评价报告,在世界范围内有很大影响,也都采用综合评价方法。但综合评价结果不具唯一性,因为研究者对
014-04-22 收稿日期:2
);福建省教育厅人文社科研究项10YJC790135、12YJC790289 基金项目:教育部人文社会科学研究青年基金项目(
、J);福建师范大学优秀青年骨干教师培养基金();福建师编号:目(JA12094SA12095Sfsdk2012007jj)。范大学本科教学改革研究项目(I201302027
,男,江西分宜人,福建师范大学经济学院讲师,经济学博士,主要从事计量经济1978- ) 作者简介:李军军(
学、低碳经济研究。
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2014年
研究对象的认识有所不同,特别是新的研究领域,还处于探索阶段,很多地方存在认识上的差异,从而在指标体系设计、指标选择、无量纲处理方法和权重设计等方面,都存在一定的主观性。正确的做法是规范研究过程,并对评价结果进行稳健性检验,避免主观原因对评价结果产生太大影响,从而保证评价结果的客观性。在环境竞争力方面,李红柳①构建了城市环境竞争力指标体系,对四个直辖市的环境竞争力进行评价。郑立②运用了综合评价方法研究生态环境竞争力。鲁金萍和郑立③运用多层次主成分分析方法研究了中国31个省份的生态环境竞争力。这些研究都没有对评价结果进行稳健性分析,曹颖和曹东④虽然提出了环境绩效评价的敏感性分析,但缺乏具体定量研究。世界环境绩效指
⑤利用)数(EPI22个指标对全球132个国家的环境绩效综合评价,其特点在于采用不同的权重对评价结果进行模拟分析。
二、指标选取和数据来源(一)指标体系构建
指标体系是环境竞争力评价的核心内容,是评价过程和评价结果的载体,能否构建一个内容全面、客观适用的指标体系,是评价成功与否的关键。首先,构建指标体系过程中始终围绕全球环境竞争力的内涵是非常重要的,必须设计要素模型并对其验证,这有利于指标选择范围的界定,也是指标体系优化的依据。其次,需要确定指标体系构建原则,依据一定的原则选择的指标才能合理纳入指标体系,也是对指标进行筛选的重要依据。最后,建立指标体系的系统层、要素层和和基础层,采用层层分拆的方法,认真筛选每一个指标,多次进行专家论证,对指标体系构建进行反复斟酌,最终确定较为完整的全球环境竞争力评价指标体系。全球环境竞争力指标体系由1个一级指标、5个二级指标、16个三级指标和60个四级指标构成,指标体系中每一个四级指标都是有统计数据的客观指标,避免了主观指标的不确定性和随意性对评价结果公正性的影响,指标体系具体参见《全球环境竞争力
⑥》。发展报告2013
(二)指标数据的采集与测算
指标数据是全球环境竞争力评价的基本元素,数据的真实性直接影响到评价结果质量,因此指标,正环境与经济综合核算体系》数据的来源对评价结果而言是至关重要的。联合国于1993年公布了《式提出环境与经济综合核算体系(SEEA,SstemofInteratedEnvironmentandEconomicAccount -yg),其主要特征是以国民核算体系(inSNA)为基础,建立涵盖各种自然资源与环境生态领域的卫星g账户,将有关自然资源和环境的账表与传统的国民账户连接起来。这套体系当中增加了大量关于资源耗减和环境降级的估算方法,由此伴随着众多资源和环境方面的指标。但由于资源环境核算的理论还不完善,资源环境核算实践存在诸多问题和不足,特别是一些指标的统计口径、统计范围、统计时限等,使得很多国家并没有能够建立起完整的环境核算体系,核算的指标不完整,或者不准确。
上述问题增加了指标选择和数据收集的难度,成为环境竞争力评价研究的瓶颈,鉴于此,为了保证了数据来源的客观和公正,指标选择和数据收集都遵循几个基本的原则,一是指标宜少不宜多,根据指标体系设计的要求,尽量选择有代表性的指标,能够反映某个方面对环境竞争力的影响即可,减少重复性指标,避免指标过度影响数据的收集;二是选择通用指标,也就是在相关研究领域大家都公认并且经常采用的指标,避免一些偏僻指标的含义不明,可能产生歧义;三是数据采集来源都是联合国、世界银行、国际能源署等国际机构,缺少的部分数据从相应国家的统计年鉴采集,保证数据的统
,《天津市环境竞争力比较及对策研究》北方环境》2001年第9期,第30-31页。① 李红柳,等:《
,《新疆生态环境竞争力分析》边疆经济与文化》2005年第10期,第4-6页。② 郑立,等:《
,《中国部分省区生态环境竞争力探析》中国生态农业学报》2007年第11期,第175-178页。③ 鲁金萍、郑立:《
,《中国环境绩效评估指标体系和评估方法研究》环境保护》2008年第7期,第36-37页。④ 曹颖、曹东:《
,J,A.H,M.A.,A.,V.M,D.C.,amerson.W.suLevdeSherbininaraEstndM.Jaiteh.2012.2012Environ-⑤ E yy
mentalPerormanceIndexand PilotTrend EnvironmentalPerormanceIndex.New Haven:YaleCenterforEnvironmentalLawand ff。Policy
》,北京:社会科学文献出版社,2全球环境竞争力报告2013013年。⑥ 李建平等:《
第5期
①一口径,具有可比性。
李军军:全球环境竞争力测评方法和稳健性检验37
三、指标数据检验(一)数据极值分析
,即个别数据在大量指标统计数据中,不可避免地会出现一些“噪音”数据(极大值或极小值)与大多数数据偏差很大,出现这种情况一种可能是指标本身之间的差距,还有可能是数据收集、整理过程中产生的误差,特别在现阶段资源环境统计体系还不完善的情况下,统计调查和整理方法的不合噪音”数据,而全球环境竞争力评价指标体系众多指标涉及较多全新领域,包含理运用都可能产生“
资源和环境等方面都还未建立起一套完善的统计体系,甚至统计方法都还在不断修正完善当中,这为全球环境竞争力指标数据的真实性和客观性带来挑战。另外,全球环境竞争力评价范围涉及全球133个国家,分布广泛,国情各异,在实际核算过程中出现数据误差的可能性还是很大的。“噪音”数据的存在对全球环境竞争力的评价极为不利,特别是全球环境竞争力评价采用的综合加权法,综合竞争力得分由各层下级指标得分加权而成,处于最底层的四级指标得分由参评样本的功效系数法无量纲化而来,也就是说单个指标的得分通过层层加权的方法最终影响到评价总分。如果某个指标出现极大值或极小值,根据功效系数法无量纲化公式计算的各样本得分,就会发生很大变化,评价得分的分布不尽合理,影响到竞争力评价结果。除了对指标本身的特点进行分析、做出判定以外,还应当选择适当的定量方法找出各个指标中可能存在的极值,并对其进行处理。
判别指标数据极值主要是根据数据分布的离散状况来进行的,指标数据在不同样本间具有一定的分布特征,每一个数据与它们均值的距离都符合一定的规律,都与样本数据的标准差有关系。假设数据分布呈正态的条件下,有99.97%的数据分布在离均值3个均方差的范围之内,即:
2
/)=0P(x-x.9997|(珚)σ|<3
σ=
/()x-xn-1珚)∑(
2
其中x珚为样本数据的均值,σ为样本数据的标准差。当然现实各种指标的实际分布不会服从严格
意义的正态分布,但根据大数定理,即是指标数据服从其它分布,也有这个特征,所以如果指标的某个样本值超过离均值3个标准差的范围,一般可以认定为其极值,需要对其进行有关处理,通过复核、修正等方法使其回归到合理范围内。
(二)指标相关性分析
在对全球环境竞争力进行评价的过程中,指标体系的设定是一个非常核心的部分,为了充分反映影响环境竞争力的各种因素,指标体系涉及内容全面,指标数量比较多,这样做的好处是可以避免指标太少导致信息不充分,从而能够从多个方面反映全球环境竞争力,还可以避免由于指标太少时个别指标异常波动对综合评价结果产生非正常影响。但是构建综合性指标体系面临的一个问题就是指标之间或多或少存在一定的相关性,如果两个指标反映的内容非常接近或者性质相同,那么它们就包含了较多的相同信息,如果都纳入到指标体系中进行综合评价,就出现指标重叠造成信息冗余甚至相互矛盾的现象,在进行综合评价的过程中,这部分信息是重复计算,影响了综合竞争力评价的科学性。全球环境竞争力评价指标体系所包含的指标涉及生态环境、资源环境、环境管理、环境承载、环境协调等多个方面,指标之间有较多共同信息,特别是与经济社会活动有关的很多环境指标具有很强的相关性。这对竞争力的动因分析是极为不利的,所以先要对各个指标的相关性进行分析,当判定存在显著相关的情况时,就需要采用一定的方法进行处理,努力消除指标间的相关关系。
依据变量数据的类型不同,应该采取不同的测算方法,全球环境竞争力指标体系数据都属于定比尺度度量的连续性变量,可以计算皮尔逊相关系数来测定变量之间的相关程度。相关系数是反映两个变量之间的相关程度的统计量,其正负性也决定变量之间是正向或负向关系,其绝对值大小反映了变
,2EPYEABOOK2013[M].UnitedNationsEnvironmentProramme013.IEA.2013KeWorldEnerSTATISTICS① UN gy gy [:∥d。M].InternationalEnerAenc.2013.httata.worldbank.or gygypg
量间相关程度的高低。通过计算各级指标的相关系数,进行显著性检验以后,汇总结果如表1所示。
表1 全球环境竞争力指标相关性分析
指标土地资源水资源森林资源能源资源生物多样性生态保障空气质量农业承载工业承载能源消耗温室气体环境治理生态保护资源利用人口与环境经济与环境
指标类型三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标三级指标
下属指标个数
3 4 3 4 4 2 5 3 4 4 4 3 3 4 6 4
相关系数个数
3 6 3 6 6 1 10 3 6 6 6 3 3 6 15 6
相关系数最大值
0.407 0.858 0.454 0.564 0.761 0.341 0.879 0.419 0.516 0.876 0.143 0.542 0.056 0.243 0.960 0.597
相关系数显著性个数
2633615211020032
指标相关性统计表明,部分环境竞争力原始数据指标之间的相关性比较明显,水资源等4个三级指标下属的四级指标相关系数比较大,通过显著性检验的相关系数相对比较多,说明很多原始指标之间存在较高相关性。但是除了四级指标原始数据存在一定相关性以外,三级指标和二级指标之间的相关度都不高,不会影响到环境竞争力综合得分的测算。
四、指标权重及排名结果稳健性检验(一)指标权重的确定
指标权重是各指标在指标体系中对评价目标所起作用的大小程度,每个指标权重对评价结果有着至关重要的影响,必须采取科学的方法来确定权重。一般来说,确定指标权重最常用的方法是采用德——层次分析法,也就是先通过专家调查打分,即在确定评价指标的基础上由各个专家根据其研尔菲—
究和实践经验对各个指标的重要程度进行两两比较,然后利用层次分析法原理进行相关的计算。全球——改进层次分析法来确定权重。改进层次分析法与传统层次分析法的主环境竞争力评价采用德尔菲—
要差别在于在应用德尔菲法列出评价指标相对重要性判断矩阵表的时候,专家的打分标度方法不同。在传统层次分析法中,专家采用1-9标度法。但是受指标复杂性和模糊性的影响,一般来说,专家很难准确地用1-9的标度分9个等级对指标进行精确判断,往往只是对指标有个较为模糊的相对重要性判断,比如A指标比B指标重要,但是到底重要多少,并不太清楚。这样得到的判断矩阵,准确性较差,往往需要多次调整。为此,对层次分析法进行改进,采用0-2标度法,省时省力,较易被专家接受。0-2标度法就是先构造一个比较矩阵B=(其中bbinn,i×j)j定义为:
2 当元素i比j重要时b1 当元素i与j一样重要时。ij=0 当元素j比i重要时,即按行求和,再利用下列公式求出判断矩阵C=(其中i=1,2,L,n)c 然后计算ri=iiN×N。j(j)∑b,,/rax{rrin{rbrmax=Mi}min=Mi}m=rmaxmin。
[(/(])rrrrbr×(+1 i-max-min)m-1i≥rj)jcij=1-[(/(])}rrrrbr×(+1 i)max-min)m-1i≥rj-j{
建立判断矩阵后,其他步骤还如同传统层次分析法,最终可得到各个指标的权重。课题组按照指标权重的确定方法,向学术界从事相关研究工作的学者和教授以及政府相关部门从事实践工作的领导
和专家共50多人发出了指标体系权重调查表,所有专家均独立填写调查表,通过汇总整理反馈意见,扣除专家打分结果的最高权数和最低权数,取余下各专家赋权的平均数得到各指标的权重,作为基础权重。
(二)排名结果稳健性检验的基本方法
层次分析法确定的指标权重尽管比较科学客观,但还是存在一定的主观性,不同权重设计会影响到综合排名结果。这就需要对全球环境竞争力评价结果的一致性进行评估,评价排名结果是否稳定,是否能够反映一个国家环境竞争力,是否因为权重设置的不同而产生较大的偏差。确保评价结果的稳定性是非常关键的,既可以确保评价结果的透明度和可信度,也可以帮助政策制定者更好地了解评价结果,有助于环境政策制定和实施。
稳健性检验基本方法就是采用蒙特卡洛实验方法,对各级指标选择不同的权重,反复实验,每一种不同的权重设置,都可能得到不同的排名结果,最终比较排名结果的变化。⑨权重选择的范围要考虑到两个方面的要素,一方面为了稳健性检验结果的可靠性,要尽量扩大试验权重的范围,另一方面为了反映各级指标之间的关系,实验权重必须保持在一定的合理范围内。这里以基础权重为标准,对每个权重都设计一个固定范围,使得权重在这个范围内随机变化,并对因权重变化而发生的排名变化进行分析。
表2 指标体系权重变化范围
二级指标
权重
权重范围
三级指标土地资源
资源环境竞争力
0.2
[]0.1,0.3
水资源森林资源能源资源生物多样性
生态环境竞争力
0.2
[]0.1,0.3
生态保障空气质量农业承载
环境承载竞争力
0.2
[]0.1,0.3
工业承载能源消耗温室气体环境治理
环境治理竞争力
0.2
[]0.1,0.3
生态保护资源利用
环境协调竞争力
0.2
[]0.1,0.3
人口与环境经济与环境
权重0.20.30.20.30.30.30.40.30.30.20.20.30.40.30.50.5
权重范围[]0.1,0.3
[]0.2,0.4[]0.1,0.3[]0.2,0.4[]0.2,0.4[]0.2,0.4[]0.3,0.5[]0.2,0.4[]0.2,0.4[]0.1,0.3[]0.1,0.3[]0.2,0.4[]0.3,0.5[]0.2,0.4[]0.4,0.6[]0.4,0.6
(三)二级指标排名的稳健性检验
根据各个指标设置的不同权重范围,对权重设置不同的数值进行模拟实验,比如对于生态环境竞争力指标组,下属4个三级指标,每个三级指标的权重都围绕标准权重上下波动,每次变化幅度为0.01,比如第一个指标土地资源的权重从0.1到0.3之间变化,幅度为0.01,共20次试验。在前三
个指标权重确定的情况下,第三个指标的权重也就无法调整了,这样第一组指标共进行8000次实验。每一次实验得到不同的权重,二级指标的综合得分和排名都会发生相应的变化,这里记下每个国家的排名可能出现的最高值和最低值,与用标准权重确定的排名进行比较,五个二级指标排名可能波动情况如图1-图5所示。图中斜线为按照基础权重计算得到133个国家的排名,位于斜线上的每个点对应这个国家在不同权重的情况下,可能出现的最高排名,斜线下方的点则是这个国家在不同权重下可能的最低排名。
图1
资源环境竞争力排名波动区间图2
生态环境竞争力排名波动区间
图3
环境承载竞争力排名波动区间图4
环境治理竞争力排名波动区间
图5
环境协调竞争力排名波动区间图6 全球环境竞争力综合排名波动区间
对于五个二级指标的竞争力排名,选择不同权重的可能波动区间有相同的一面,也有各自的特点。首先,从五个指标来看,权重设置不同,各评价对象排名都存在一个可能的波动范围,这表明权重的设定对竞争力排名确实存在一定影响,也说明在综合评价过程中,如果不能很客观地确定指标权重,将导致排名有较大的不确定性问题,从而影响最终评价结果。其次是各国的指标排名波动基本上是围绕以基础权重为标准的排名上下波动的,具有较强的对称性,没有出现明显的偏离情况,这说明根据基础权重测算的排名具代表性,相对于其他方法确定的权重更加客观可靠。第三是排名波动区间的大小与所处位置有关,五个二级指标都表现出的一个特点是排名靠前和排名靠后的国家,其排名波动幅度比较小,而处于中间区段的国家,其排名波动幅度比较大。这是由于排名前列的国家,各项指标得分都比较高,不管各指标的权重如何调整,综合得分都比较高,其排名比较稳定。同样地,排名靠后的国家,各项指标得分比较低,与其他国家有较大的差距,权重调整对综合得分的影响比较小,排名波动幅度也比较小。而处于中间阶段的国家,各指标得分比较接近,综合得分也没有明显差距,权重调整虽然对综合得分影响不大,但不同国家之间的得分差距很明显,容易导致排名有较大幅度变化。最后,对五个二级指标而言,排名波动幅度比较大的是资源环境竞争力、生态环境竞争力和环境承载竞争力三个指标,而环境治理竞争力和环境协调竞争力两个指标的排名波动幅度比较小,排名更加稳定。
(四)综合排名的稳健性检验
环境竞争力下属5个二级指标,共60个四级指标综合而成,不但每个指标得分变化会影响综合得分,指标权重的不同也会使综合得分发生变化从而影响排名。在权重变化的蒙特卡洛模拟实验中,每个二级指标的权重波动范围都是0.1-0.3,每次波动幅度都是0.01,在前面是个二级指标权重变化以后,第五个指标的权重自然随之确定,这样共进行了16万次实验,同样地记录每个国家在不同的权重情况下可能出现的排名最高值和最低值,具体如图6所示。
从实验结果来看,受到不同权重设置的影响,环境竞争力综合排名存在一个波动区间,而且这个波动区间也是围绕基础权重的排名上下波动的,具有对称的特点。但不同于二级指标的排名波动,各个国家的综合排名波动幅度基本相同,排名靠前和排名靠后的国家没有明显差别。具体来看,可能排名最高和最低位差距超过10位的有120个国家,偏离基础权重确定的排位不足10位的有21个国家,偏离幅度不超过15位的62个国家,占全部评价国家的46.6%,只有13个国家可能偏离幅度超过20位,占全部评价国家的9.8%。
总体来看,全球环境竞争力综合评价采用了比较科学的研究和评价方法,构建的指标体系全面客观,权重设定和评价模型比较合理,各级指标和综合排名比较稳定,具有很强的代表性,能够客观地反映各国环境竞争力的实际情况。
(特约编辑:李碧珍)
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