應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究 - 政大學術集成

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(1)立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v.

(2) 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v.

(3) 國立政治大學地政學系碩士論文私立中國地政研究所. 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 政治大. A Study of the application of Eco-efficiency to Taiwan Cities and. 立Counties Development. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. 中. 華. Ch. engchi. 研究生：. 李哲孙. 指導教授：. 劉小蘭. 民. 國. 一. i n U. v. 博士. 百. 年. 七. 月.

(4) 摘要都市經濟發展同時卻也造成環境衝擊的影響，在永續發展理念下，經濟和環境議題調和為重要議題，過去評估都市永續性主要透過永續指標建構、生態足跡、能值分析等方法，但缺乏將環境和經濟兩者同時考量，因而有經濟-生態效率（Eco-efficiency）評估方式產生。本文嘗詴利用此評估方式於探討台灣在民國 85、90 及 95 年經濟與環境變化情形，並分析哪些縣市為發展上具有效率以及影響縣市經濟-生態效率上差異性原因。本研究第一階段利用可處理多投入及多產出之資料包絡分析計算效率，第二階段則將以都市發展程度等為原因探討對於縣市效率值變動影響情形。研究結果顯示，縣市中以北部縣市效率值較高而南部效率值較低，個別縣市觀察以台北市、新竹縣、新竹市、台中市、嘉義市和台東縣為三個年度中皆具有效率的縣市。而縣市欲提升效率值則需從汽柴油銷售量及用電量著手；此外，總用水量和二、三級產業就業員工數為縣市經濟-生態效率值之優勢因素。更近一步透過 Tobit 迴歸分析影響縣市效率值差異性原因，都市發展程度及污染性產業比例與效率值呈現負向變動，而每人每年可支配所得高低則呈正向變動。因此，. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. 建議政府對產業的汙染管制宜改善，而於都市發展程度較高的縣市提升能源使用效率並降低對環境影響，以提升縣市發展之經濟-生態效率。. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. i n U. v. 關鍵詞：經濟-生態效率、資料包絡分析、Tobit 迴歸分析. engchi. 2.

(5) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. Abstract Urban development creates economic values and results in environmental impact at the same time. Based on the concept of sustainable development, several methods, such as sustainable indicator frameworks, ecological footprints, urban metabolism, were reported to assess urban sustainability. However, these methods seldom focus on the relation between environment and economy. Therefore, World Business Council proposed Eco-efficiency. This research tried to apply Eco-efficiency to analyze which cities/counties are relatively eco-efficient and find causes bringing about discrepancies among twenty-two cities/counties in Taiwan. In the first stage, this research applies Data Envelopment Analysis(DEA) to figure out Eco-efficiency scores and applies Tobit regression method to analyze in the second stage. The results show that efficiency scores of northern cities/counties are higher than other areas and the ones of southern cities/counties are lower above four areas. Further discussion of analyzing from individual county/city perspectives, the efficiency scores of Taipei city, Hsinchu county, Hsinchu city, Taichung city, Chiayi city. 立. 政治大. ‧ 國. 學. ‧. and Taitung county are relatively better in 1996, 2001 and 2006. Within comparatively inefficient cities/counties, oil consumption and electricity need to reduce. Water consumption and industry employees are superior factors in twenty-two cities/counties. Furthermore, the intensity of urban development and polluting industry ratio of second and third industries have significant positive effects on the eco-efficiency scores. Disposable income per person per year has significant positive effect on the eco-efficiency scores. Thus, this research suggests that government should improve the regulation on industry pollution. In addition, for those counties/cities with high intensity urban development need to ameliorate energy efficiency and reduce environmental impact.. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. Key words：Eco-efficiency、Data Envelopment Analysis、Tobit regression. 3.


(7) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 目錄第一章緒論...................................................... 1 第一節研究動機與目的........................................ 1 第二節研究範圍與內容........................................ 4 第三節研究方法與流程........................................ 6 第二章文獻回顧.................................................. 9 第一節都市永續性發展........................................ 9 第二節經濟-生態效率（Eco-efficiency）...................... 12 第三節評估經濟-生態效率指標之相關因素...................... 15 第四節資料包絡分析相關研究................................. 24 第五節小結................................................. 29 第三章台灣地區都市發展背景分析................................. 31 第一節台灣地區經濟發展現況................................. 31 第二節台灣地區環境品質現況................................. 37 第三節. 立. 政治大. 台灣地區 22 縣市發展背景.............................. 43. ‧. ‧ 國. 學. 第四章研究設計與實證模型建立................................... 55 第一節研究設計............................................. 56 第二節 DEA 分析程序 ......................................... 62 第五章實證分析................................................. 71 第一節 DEA 效率分析 ......................................... 71 第二節整體效率值分析....................................... 91 第三節 Tobit 迴歸分析 ....................................... 94 第六章結論與建議.............................................. 105 第一節結論................................................ 105 第二節建議................................................ 108 參考文獻 ..................................................... 110. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i. i n U. v.

(8) 目錄. 圖目錄圖 1-1 研究空間範圍 ................................................. 4 圖 1-2 研究流程圖 ................................................... 7 圖 3-1 台灣地區各部門佔國內生產毛額比例歷年趨勢圖 .................. 31 圖 3-2 22 縣市第二、三級產業就業人口數總和.......................... 33 圖 3-3 22 縣市第二級產業就業人口數.................................. 33 圖 3-4 22 縣市第三級產業就業人口數.................................. 34 圖 3-5 22 縣市第二、三級產業全年生產總額總和........................ 34 圖 3-6 22 縣市二產業全年生產總額.................................... 35 圖 3-7 22 縣市第三級產業全年生產總額................................ 36 圖 3-8 各縣市自來水供水量 .......................................... 38 圖 3-9 各縣市電力使用量 ............................................ 39 圖 3-10 各縣市電力汽柴油銷售量 ..................................... 40 圖 3-11 各縣市懸浮微粒值 ........................................... 41. 立. 政治大. 圖 3-12 22 縣市帄均每日垃圾總清運量................................. 41. ‧. ‧ 國. 學. 圖 3-13 民國 85 年至 95 年各縣市每年垃圾清運量 ....................... 42 圖 3-14 民國 85 年各縣市製造業就業員工數佔二、三級產業比例 .......... 52 圖 3-15 民國 85 年各縣市污染性產業就業員工數佔二、三級產業比例 ...... 53 圖 3-16 民國 95 年各縣市製造業就業員工數佔二、三級產業比例 .......... 53 圖 3-17 民國 95 年各縣市污染性產業就業員工數佔二、三級產業比例 ...... 54 圖 4-1 DEA 投入導向技術效率與產配置效率............................. 57 圖 4-2 投入及產出導向於不同規模報酬下情況，規模報酬遞減（左）規模報酬固定（右）..................................................... 58 圖 5-1 民國 85 年 BCC 模式縣市效率值 76 圖 5-2 民國 90 年 BCC 模式縣市效率值 ................................. 74 圖 5-3 民國 95 年 BCC 模式縣市效率值 ................................. 74 圖 5-4 22 縣市民國 85 年至 95 年技術效率變動.......................... 87 圖 5-5 22 縣市民國 85 年至 95 年技術變革變動.......................... 89. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 圖 5-6 22 縣市民國 85 年至 95 年麥氏指數變動.......................... 90. ii.

(9) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 表目錄表 2-1 表 2-2 表 3-1 表 3-2 表 3-3 表 3-4 表 3-5 表 3-6 表 3-7 表 4-1 表 4-2 表 4-3 表 4-4. 各相關組織對於 Eco-efficiency 定義 ........................... 13 DEA 相關研究................................................ 27 台灣地區各部門佔國內生產毛額比例 ............................ 32 民國 85 年各縣市都市發展情況 ................................. 43 民國 90 年各縣市都市發展資料 ................................. 44 民國 95 年各縣市都市發展資料 ................................. 45 民國 85 年各縣市產值排名前三高行業別 ......................... 48 民國 90 年各縣市產值排名前三高行業別 ......................... 50 民國 95 年各縣市產值排名前三高行業別 ......................... 51 選取之投入產出項目相關係數表 ................................ 64 第二、三級產業別分類 ........................................ 65 投入產出項目名稱及資料來源 .................................. 66. 政治大投入產出項目單位及資料時間 .................................. 66 立表 4-5 85 年投入產出項目敘述統計量表................................ 67 ‧. ‧ 國. 學. 表 4-6 95 年投入產出項目敘述統計量表................................ 67 表 4-7 規模報酬判斷基準 ............................................ 69 表 5-1 民國 85 年各縣市效率值 ....................................... 72 表 5-2 民國 90 年各縣市效率值 ....................................... 75 表 5-3 民國 95 年各縣市效率值 ....................................... 76 表 5-4 民國 85 年投入導向差額變數分析表 ............................. 79 表 5-5 民國 95 年投入導向差額變數分析表 ............................. 81 表 5-6 民國 85 年敏感度分析 ......................................... 83 表 5-7 民國 95 年敏感度分析 ......................................... 85 表 5-8 22 縣市民國 85 年至 95 年技術效率變動.......................... 86 表 5-9 22 縣市民國 85 年至 95 年技術變革變動.......................... 88 表 5-10 22 縣市民國 85 年至 95 年麥氏指數值........................... 89 表 5-11 各縣市 3 個年度效率值變動 ................................... 91. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. v. 表 5-12 民國 85 年 Tobit 迴歸實證模型結果 ............................ 97 表 5- 13 民國 90 年 Tobit 迴歸實證模型結果............................ 99 表 5-14 民國 95 年 Tobit 迴歸實證模型結果 ........................... 101. iii.


(11) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 第一章緒論本章分為研究動機與目的、研究範圍與內容、研究方法與流程三個部分。首先說明本研究之動機和研究目的；其次，依據研究目的的說明研究空間、時間與範圍，概述研究內容；最後，則針對研究內容提出研究方法，以及本研究的研究流程。. 第一節. 研究動機與目的. 政治大都市為人口及產業聚集的地方。透過聚集經濟效益、科技技術不斷進步、社立. 一、研究動機. ‧ 國. 學. 會網路等方式，都市化現象仍不斷的持續進行著。然而雖獲得經濟快速成長，環境問題卻亦隨之接踵而來，例如都市的空氣污染、廢棄物增加、生活環境品質下降等（黃書禮及徐婉玲，2001），但人們的需求仍因科技的研發創新而日益增加，. ‧. 不斷的生產消費帶動經濟的另一波發展，卻也使得都市整體環境更加惡化。. y. Nat. sit. 有鑑於此，近年各國都市以「永續發展」做為發展目標更提出「永續都市」. al. er. io. 的概念，希望能改善都市發展的情形，然而此概念並非僅是著重對於環境的保護，. v. n. 而是社經利益與環境利害和能源之間關係的調和（郭馨蘭，2004）。. Ch. engchi. i n U. 在現今經濟蓬勃發展的社會，如何衡量環境保護並同時將經濟的產出納入考量以達到永續的發展是個重要的議題。永續發展從整體定義而言，可視為人為資本（Man-made Capital）和自然資本（Natural Capital）的使用組合方式，因對於自然資本和人為資本是否可完全替代，有不同的主張包含強永續（ Strong Sustainability）及弱永續（Weak Sustainability）兩個論點，然都市發展為人口及產業的聚集，經濟活動則為滿足人們消費需求，但卻也必須確保都市內部及其周遭環境相關資產不會因而被犧牲（ World Commission on Enviornment Development, WCED；黃書禮，2000），因此，是以都市傾向為弱永續的發展型態，即自然資本與人為資本於某種程度上是可以替代。而於台灣各縣市人口及產業發展上聚集程度不同對於能源使用和對環境的影響亦有所不同。而經濟發展為都市中不可或缺的活動，若能以更有效率使用資源的方式發展，將能使都市發展 1.

(12) 第一章緒論. 在環境與經濟能達帄衡。於此，本研究透過效率指標為分析工具，探討縣市經濟與環境面發展。觀察過去對於永續發展評估方式包含永續指標建構、生態足跡及都市能值分析、環境空間（Environmental spaces）等方式（Lewis and Brabec, 2005；黃書禮、徐婉玲，2001；李永展、陳安琪，2001）。直到 1990 年代世界企業永續發展委員會（World Business Council for Sustainable Development, WBCSD）有別過去個別考量經濟與環境影響提出經濟-生態效率（Eco-efficiency）概念將兩者同時考量，期望企業於提高經濟生產效益的同時能兼顧環境品質，即為具有整合經濟成長和資源消耗關係的評估方式，亦認為此為比較有用的永續性衡量工具（Gutés,1996；周加宗，2000；Economic and Social Commission for Asia and the Pacific, ESCAP, 2009）。. 立. 政治大. 過去文獻將經濟-生態效率概念應用於工業（葉利全，2007； Kharel and. ‧ 國. 學. Charmondusit, 2008；Caneghem et al., 2010；Charmondusit and Keartpakpraek,2010）、農業（Reith and Guidry, 2003）、公司生產方式的評估（Hahn et al, 2010； Hoffren. 人，2010）。. ‧. and Apajalahti, 2009）等，在都市層級亦被應用於都市實質空間單元（鄒克萬等. sit. y. Nat. 又相關的都市發展效率研究中，有從整體觀察都市效率，考量都市特質和發. io. n. al. er. 展效率間的相關性（張曜麟，1997）、工業區發展效率（麻匡復，1999）、分析區. i n U. v. 域與都市層級評估都市環境發展差異（吳宓珊，2008）、抑或將產業發展所產出. Ch. engchi. 廢棄物或污染之非意欲產出（Undesirable Output）納入效率考量其是否會影響縣市效率（楊志強，2009）等，但卻鮮少探討從效率面觀察都市發展中經濟發展產出同時使用能源和對環境衝突間彼此關係。台灣地區都市發展相當迅速，人口快速集中於都市中，都市地區人口數佔全台灣人口數比例將近 80%，過去人們享有較佳的環境品質，但隨著工業化及經濟發展使用為較無效率的生產、開發方式，造成環境嚴重汙染，且因地理空間上各地區發展情形不同，於資源及能源消耗、產值高低、所得多寡等亦具差異性，過去永續性衡量工具僅能從單一面向了解，而無法明顯地凸顯將環境與經濟間的關係。. 2.

(13) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 本研究有別過去僅從經濟發展效率或從生態環境影響評估角度考量都市發展，而將都市相關經濟產出和所可能產生的環境影響進行一併考量，由於衡量生產效率過去多透過比率分析（Ratio Analysis）、多目標衡量分析（Multi-criteria Analysis）或迴歸分析（Regression Analysis），但無法解決都市中多投入及多產出的分析情況（吳濟華及何柏正，2008）。因而本文選擇可處理多投入及多產出的資料包絡分析（Data Envelopment Analysis）作為研究方法。綜上所述，基於過去經濟-生態效率概念鮮少用於分析都市永續性發展且僅為單一投入及單一產出進行分析，本研究嘗詴以台灣地區 22 個縣市（不含離島縣市）為研究範圍，選取都市經濟效益及環境影響面相關變數，並選擇資料包絡分析為研究方法，並輔以 Tobit 迴歸分析影響縣市效率值差異原因，可供未來作. 政治大. 為日後都市土地規劃相關政策以檢視縣市是否朝向永續性發展的參考及建議。. 立. 二、研究目的. ‧ 國. 學. 根據上述研究動機，本研究將研究目的歸納為下列兩點：. ‧. （一）了解影響台灣地區 22 個縣市於民國 85、90 及 95 年經濟與環境間變化情形，釐清影響經濟-生態效率的因素。. sit. y. Nat. io. 值差異性原因。. n. al. er. （二）台灣地區 22 個縣市哪些縣市發展相對有效率，並探討影響縣市效率. Ch. engchi. 3. i n U. v.

(14) 第一章緒論. 第二節. 研究範圍與內容. 一、研究範圍 (一). 空間範圍. 本研究以台灣地區 22 個縣市，亦即北部區域台北縣、台北市等七個縣市；中部區域苗栗縣、台中縣等六個縣市；南部區域嘉義縣、嘉義市等七個縣市；東部區域則為花蓮縣及台東縣。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. i n U. 圖 1-1 研究空間範圍. 4. v.

(15) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. (二). 時間範圍. 本研究根據經濟面向資料為工商普查資料統計年限，因此選定 85 年、90 年及 95 年作為研究時間範圍。. 二、研究內容根據本研究目的，本研究內容包含三個部分： (一). 回顧相關文獻，建立研究基礎. 經濟-生態效率應用面向多元，可提供作為永續性發展衡量工具。而經濟和環境兩面向變數則根據過去相關文獻選取作為資料包絡分析之投入、產出項目。 (二). 實證分析 22 個縣市效率值. 政治大. 利用資料包絡分析得出結果，分析縣市效率值，並透過差額變數分析各縣改. 立. 進面向及服務；敏感度分析則作為判斷投入或產出項目對效率值影響程度；麥氏. ‧ 國. (三). 學. 指數分析則可作為跨期效率變動情形分析。透過 Tobit 迴歸分析影響縣市效率值原因. ‧. 透過文獻回顧及背景分析選取影響變數放入 Tobit 迴歸中，分析影響縣市效. y. Nat. 率值之因素及其所代表之意義和影響，並透過相關文獻佐證，最後針對實證分析. n. er. io. al. sit. 結果提出具體政策與建議。. Ch. engchi. 5. i n U. v.

(16) 第一章緒論. 第三節. 研究方法與流程. 一、研究方法 (一). 文獻回顧法. 首先說明都市永續性方面概念以及弱永續的發展背景；第二部分彙整對於經濟-生態效率概念，第三部分由於經濟-生態效率已經應用於交通發展、區域發展、產業發展等層面，並提出不同的評估指標，因此本研究透過彙整相關經濟-生態效率指標及影響效率因子；最後則回顧資料包絡分析概念及模式，並整理相關都市發展研究以茲作為後續研究設計之基石。. 政治大由於都市為多投入及多產出的型態，因此採取不需設函數型態及能處理多投立入多產出之資料包絡分析作為分析方法，透過 DEA 於研究範圍中各地區效率值及資料包絡分析（Data Envelopment Analysis，DEA）. (三). 學. 變化情形。. ‧ 國. (二). Tobit 迴歸分析. ‧. 本研究整合環境（如污染排放、資源使用情形）與經濟相關資料（如產值）. sit. y. Nat. 以 DEA 分析方法計算而得之效率值為被解釋變數，利用 Tobit 迴歸模型衡量相關. io. al. n. 二、研究流程. er. 變數對縣市效率值之影響。. Ch. engchi. i n U. v. 依據前述的研究內容說明，將本研究的流程繪製如下圖 1-2。第一章為闡明研究動機、目的、時空範圍與研究內容、研究方法與流程；第二章則回顧都市永續性發展、經濟-生態效率定義、相關指標等文獻；第三章台灣縣市現況發展背景；第四章為實證研究設計；第五章為實證分析，第六章為結論與建議。. 6.

(17) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 三、研究流程圖研究動機與目的第一章緒論. 研究內容與範圍. 文獻回顧第二章文獻回顧. 經濟-生態效率意涵. 政治大. 學. 台北都會區經濟發展與環境背景描述. ‧. 研究設計. 第三章背景說明. 第四章研究設計. Ch. v. DEA 實證模型建立. n. al. er. io. sit. y. Nat DEA 指標建立. 資料包絡分析. 經濟-生態效率相關指標. 立. ‧ 國. 都市永續性. engchi. i n U. 第五章實證分析. 實證結果分析. Tobit 迴歸分析. 結論與建議. 圖 1-2 研究流程圖. 7. 第六章結論與建議.

(18) 第一章緒論. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 8. i n U. v.

(19) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 第二章文獻回顧本研究在於探討都會區中各地區的土地利用情形與經濟-生態效率間的關係，最終目標期望都市能夠朝向永續方向發展，首先將整理過去評估永續發展的方法，擷取相關內容，並整理都市中影響生態面與經濟面的相關因子，作為後續評估經濟-生態效率的變數參考依據。本章節將分為四個部分，第一節主要針對都市永續性發展介紹；第二節經濟 -生態效率的定義，說明此效率生態與經濟面之間關聯性；第三節接續說明經濟生態效率應用的面向，並整理相關研究所歸納指標，作為後續之投入、產出變數. 政治大. 選擇；第四節，回顧過去應用資料包絡分析應用都市發展相關文獻進行統整。最. 立. 後，歸結前述幾節內容，作為後續研究參考。. ‧ 國. 學. 第一節. 都市永續性發展. ‧. 永續發展概念首見於 1987 年聯合國「世界永續發展委員會」發表之《我們共同的未來》（Our Common Future）報告中對「永續發展」一詞定義「能滿足當. y. Nat. sit. 代人類的需要，同時不損及未來世代滿足其需要的發展」依據其概念已發展出多. n. al. er. io. 元的政策，而實踐的價值為「環境」、「經濟」及「公帄」。. i n U. v. 永續發展下衍生出如生態都市（Eco-city）、永續都市（Sustainable City）、綠. Ch. engchi. 色城市（Green City）、生態社區（Eco-Community；Ecovillage）發展理念，其差異在於對於空間尺度與著重面向上的差異（賴弈錚，2003）。永續提倡的概念從國家的施政方針逐漸落實至都市層級，因而有永續性都市的理念，Nijkamp（1990）表示永續都市是「一個都市長期增進其都市系統功能，具有改變社經、人口、技術產出品質水準的潛力，雖然在演進中展現多變的安定與不安定及無常的跳動，但可確保都市系統的長期運作」。Roberts、Hunter（1991）以都會區探討環境管理議題，認為朝向永續都市發展不再採取抑制經濟發展，而是詴著尋找一個改善都市發展及全球品質的最佳策略。經濟合作開發組織（The Organization for Economic Cooperation and Development, OECD）（1990）則提出兩基本原則：為機能與自我調節原則及最少廢棄物兩原則，有系統的建立評估經濟發展並且調整生產過去完全忽略對廢棄物處理的觀念；更進一步，於落實政策推行改善時，世 9.

(20) 第二章文獻回顧. 界與環境發展委員會提出三個面向供參考：從汲取個別都市發展經驗、傳播永續都市環境資訊及隨時的檢視改善每個層級的相互合作協議（周加宗，2000；賴弈錚，2003）。人們於經濟生產活動中消耗大自然所富有之自然資源，過去以來僅著重於高度經濟發展，而忽略自然資源也將會有耗盡情況產生，直到 1968 年的報告《成長的極限》引發人口成長、工業化、污染及自然資源耗竭的問題討論，逐漸於 1970 年開始被廣泛的討論，從第一屆的「聯合國人類環境會議」（United Nation Conference on the Human Environment）發表之《人類環境宣言》到近來於哥本哈根氣候會議制定因應後京都時代的《哥本哈根協議書》，顯示人們對於環境議題的重視（周加宗，2000）。. 政治大. 如何觀察經濟和環境間的相互關係則十分重要，由於人類活動消耗自然資本. 立. 使得逐漸減少，永續中因對自然資本（Natural Capital）採取觀點不同而有強. ‧ 國. 學. 永續（Strong Sustainability）及弱永續（Weak Sustainability）兩個論點（陳永坤， 2007）。弱永續概念主張自然資本與人為資本（Man-made Capital）間的替代程. ‧. 度並無明顯區隔，如過去 Solow（1974）、Stiglitz（1974）等人提出自然資本與人為資本可「完全替代的概念」（Perfect Substitutability Paradigm），只要人造資. y. Nat. sit. 本的成長率大於自然資本損耗率，且在總資本量沒有減少情況下，則可依目前的. er. io. 消費水準可以永久持續下去（Gutés,1996；Garmendia et al., 2010）；而強永續抱. al. v i n Ch 主要意涵為自然資本消耗速度應小於自然資本的蘊藏量，以維持生活品質及生態 engchi U n. 持的觀點則認為自然資源所提供之生態功能及維生服務是難以人類資本所替代，. 穩定度（Gutés,1996；周加宗，2000）。兩者的差異即在於對自然資本能否為人為生產資本所替代（Dietz and Neumayer, 2010）。都市中為求滿足人類的活動、消費需求，則需產業經濟活動發展，當都市經濟大幅成長及擴張時將面臨自然資源短缺、環境惡化及文化流失的問題（Ji, 2011）。因而在經濟發展同時也須考量對環境的保育，都市發展型態可謂是較偏向於弱永續的型態。都市中經濟活動對於環境品質負面影響層面相當廣，如都市人口和生產量的集中，無可避免的產生跨區域的汙染（如一氧化碳），和全國性的汙染（如二氧化碳）（Button, 2002），直接影響到人類健康及生命安全，所造成的影響和經濟活動之間的關係常難以衡量。有鑑於此，近年各國已經陸續發展許多永續性指標系統，藉由將永續發展概念轉化成為實際可操作方式，藉由指標 10.

(21) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 建構作為檢測發展依據；於地區尺度上判斷地方社區或至整個區域是否朝向或背離永續發展的發展，可歸納為生態足跡（Ecological Footprints）、指標架構（Indicator Frameworks）及都市能值分析（Urban Metabolism）三種衡量方式（Lewis and Brabec, 2005）。本研究考量都市為經濟活動蓬勃發展及人口高度集中影響環境甚鉅，同時都市中資源有限以及考量生活品質情況下，如何於永續性發展目標下衡量經濟效益與環境影響之間的關係，則需評估方法作為判斷，分析哪些地區為具有效率或較不具效率的發展方式。因此，本研究以都市永續性觀點透過效率衡量方式觀察各縣市環境影響與經濟效益間關係。. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 11. i n U. v.

(22) 第二章文獻回顧. 第二節. 經濟-生態效率（Eco-efficiency）. 經濟-生態效率1概念可追朔至 1970 年代當時為「環境效率（Environmental Efficiency）」，後於 1990 年代作為商業與永續發展間的連結，直到 1992 年由世界企業永續發展委員會提出，使得企業界把過去視環保為支出的傳統觀念改變為資源使用效率及生產力的觀點（Zhang et al., 2008；Li et al., 2010；周加宗，2000）。「Eco-efficiency」，字首「Eco」即可表示經濟（Economy）和生態（Ecological）兩種意涵，因此，可將此字譯為「環經效率」、「經濟生態效率」與「環境效率」（周加宗，2000）。由於「Efficiency」為經濟學中效率之意義，「Eco」應兼顧生態面向意涵，。廣義而言，即表示「有效率地使用自然資源以滿足人類的需求」. 政治大 ESCAP（2009）更指出經濟-生態效率指標於應用原則上需遵循永續發展原立. （Mickwitz P. et al., 2006）。. ‧ 國. 學. 則、將經濟結構納入考量，於資料取得需評估資料的真實性、可取得性及資料品質，亦適合作為永續發展的策略。. ‧. 根據上述原則，各個全球性、地方性或國際性的相關組織也依其觀點對經濟 -生態效率做定義，如世界企業永續發展委員會將「經濟-生態效率」定義為「生. y. Nat. sit. 態效益的達成，藉由提供競爭價格產品及服務並滿足人類的需求、達到生活品質，. er. io. 並於提供產品及服務的整個生命週期內，減少對環境影響和資源密度使用的目標，. al. n. v i n Ch （ESCAP，2009），綜觀這些機構組織對於經濟-生態效率核心概念希望透過提昇 engchi U 以降低對地球負擔的程度。」，亦有組織將應用於商業範疇擴大至整個經濟層面. 能源使用效率及減少資源的使用進而創造出更高的價值，相關定義整理如下表 2-1（R. Coˆte’ et al., 2006）。. 經濟-生態效率概念亦可由經濟圖形分析， Hahn et al.（2010）及 Hoffren and Apajalahti（2009）將經濟價值與環境影響分別為 X、Y 軸，將不同的發展情形分別考量，反應發展過程中經濟利潤與環境影響彼此抵換的情形。. 1. 本研究將「Eco-efficiency」譯為經濟-生態效率為求兼顧生態與經濟兩方面之意涵。有文獻將其譯為「生態效率」（周加宗，2000），亦有譯為「生態效益」（經濟部工業局生態效益指標手冊，2004）、「自然環境效率」（鄒克萬等人，2010）。 12.

(23) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 表 2-1 各相關組織對於 Eco-efficiency 定義組織. 定義. 世界企業永續發展委員會. 透過較少的物質、物質投入以及減少排放獲得更高價值。. 經濟合作暨開發組織. 生態資源使用的效率以達到人們的需求。. 歐洲環境組織. 創造更多福利但使用較少的資源。. 英國企業環保協議（UK Envirowise Program）. 於給定一定程度物質及能源（或稱為資源使用效率）達到產品、服務產出最大化。. 加拿大工業部. 一種成本最小成本及最大利益的技術。. 大西洋加拿大發展局（Atlantic Canada Opportunities Agency）澳洲環境保護組織. 立. 於提供商業競爭需求時，增加商品及服務價治政值但也避免造成污染。大使用較少的資源、能源生產產品，盡可能保持在低度污染且幫助顧客保存自然資源。透過更有效率的生產方法增加資源使用的永續性。. ‧. 環境金融集團-國際財務公司（Environmental Finance Group-International Finance Corporation）. 學. ‧ 國. BASF 公司. 創造產品及服務品質當減少資源的使用、廢棄物及污染在整個價值鏈上（entire value chain）。. Nat. io. sit. y. 資料來源：R. Coˆte’ et al. 2006. n. al. er. 下圖 2-1 中 A 點可表示一地區的原始都市狀態，其中等效率線上表示對於經. i n U. v. 濟-生態效率沒有改變，在此線上任何經濟利潤增加會被環境影響增加所抵消，. Ch. engchi. 但任何開發在此線之上表示經濟-生態效率的改善；於 B 方向（及所處正方形區塊）表示較強的改善效率值且是透過經濟價值的增加但附加環境影響面呈現減少，於 C、D 方向則是抵換關係，其中 C 減少對於環境影響，但另一方面經濟則呈現弱勢；D 則是相反，於經濟利潤增加則相對對於環境影響亦增加。利用此圖可了解經濟利潤和環境影響間彼此消長的關係。. 13.

(24) 第二章文獻回顧. 等效率線 C. B. 減. 附加環境影響. 少. 0. A. 增. D. 加. 減少. 增加. 經濟利潤. 學. ‧ 國. 立. 政治大 0. 圖 2-1 經濟利潤與環境影響抵換關係. ‧. 資料來源：修改自 Hahn et al., 2010. sit. y. Nat. 因此，透過彙整經濟-生態效率定義基本概念為「在生產服務或產品時，盡. io. n. al. er. 可能的減少對於環境的衝擊及所使用的資源，但不減損所欲達到的需求目標。」. Ch. engchi. 14. i n U. v.

(25) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 第三節評估經濟-生態效率指標之相關因素近來，於衡量永續發展有相當多的評估方式，生態足跡、永續性指標等，即使是環境永續性指數（Environmental Sustainability Index）及環境績效指數（Environmental Performance Index），但都缺乏連結環境與經濟的關係，有別於永續性指標為加總指數，無法清楚反應於經濟、環境或社會的改變（ESCAP， 2009）；因而於觀察環境狀態，經濟-生態效率指標已經被視為具公信的一項工具，於一段時間內連結環境影響和經濟資訊，表達出明確的、有系統的且一致的意義，也可作為衡量永續性的工具（Zhang et al., 2008）。（Van Caneghem et al., 2010）藉由指標衡量，是最具有成本效益概念的方法，以及以改善經濟-生態效率. 政治大且簡單及明瞭，但於分析上仍依提供對象及強調面向不同有所差異。如Mickwitz 立 et al（2006）將參與式方法（Participatory Approch）納入評估則考量。作為提供為目標提出政策改善方案，較易被接受（Kuosmanen and Kortelainen，2005），並. ‧ 國. 學. 地方決策的便利、程序的設計及分析真實經驗；Jollands et al（2004）利用主成分分析方法（Principal Components Analysis，PCA）加總所有指標作為國家環境. ‧. 政策評估經濟-生態效率；Wursthorn et al（2010）則有別於過去文獻將著重了解. y. Nat. 個別經濟活動的經濟-生態效率值，而是將工業業別細分並探討，同時環境影響. n. al. er. io. 態效率透過結合統計分析方法及側重面向進行調整。. sit. 層面更為細分有助於明確了解細分行業於經濟-生態效率之表現。因此，經濟-生. i n U. v. 關於經濟-生態效率應用面向於尺度上宏觀至整個經濟體，微觀以可到各別. Ch. engchi. 產業，以下第一部分為經濟-生態效率應用層面及結果，第二部分為經濟活動及相關環境指標，透過指標變數整理可供未來資料包絡分析投入產出因子的選擇。. 一、經濟-生態效率應用經濟-生態效率的其應用範圍相當具有彈性，大至整個國家經濟體，小至單一產品的部分生產線皆為適用的對象（生態效益指標手冊，2004）。其應用對象有農業（Reith and Guidry, 2003）、工業（葉利全，2007； Kharel and Charmondusit, 2008；Caneghem et al., 2010；Charmondusit and Keartpakpraek, 2010）、製造業（Wang et al., 2010）、區域工業系統（Zhang et al., 2008）、區域發展（Seppälä et al., 2005；Mickwitz et al., 2006）、公司管理（Hahn et al., 2010； Hoffren and Apajalahti, 15.

(26) 第二章文獻回顧. 2009）、住宅發展評估（Li et al., 2010）及觀光業（Gössling et al., 2005）等。彙整上述文獻應用面向可歸納為產業、區域發展、交通、住宅及公司管理發展數種。於產業面向，工業雖帶來經濟產值卻也對環境影響較大的產業。Caneghem et al.（2010）雖工業為主要的汙染來源，但透過佛蘭芒（Flemish）政府的管制，比利時工業生產量增加同時卻減少了溫室氣體、硫化物等污染的排放。Kharel and Charmondusit（2008）應用於尼泊爾（Nepal）鐵棍（Iron Rod）工業，欲達成減少對環境污染、能源及資源使用和增加創新產品及服務，研究中將環境影響分為能源、原料、水、廢棄物、CO2 五項分別和經濟產出之產品價值作為效率計算，於 2001 年至 2005 年歷年變化情形，效率值趨勢呈現上升，上升幅度超過 100%，表示整體而言工業生產之資源及廢棄物對環境的影響逐漸下降，但於有效地改善. 政治大. 使用自然資源生產效率，卻也可能造成經濟產出的下降。. 立. Charmondusit and Keartpakpraek（2010）研究對象為泰國曼達普（Map Ta Phut）. ‧ 國. 學. 工業區石油及石油化學兩類產業，並分為上、中、下游淨銷售和生產毛利及附帶的環境影響，結果顯示上游於水、能源及廢棄物三項環境指標值皆呈現較高，另. ‧. 一方面下游部分工廠效率值則效率值呈現較佳情況，有著於宏觀及微觀了解工業層級環境管理系統，以達到發展之目標。另外 Wang et al（2010）亦用於分析觀. y. Nat. sit. 察中國山東省紙漿造紙業於施行較嚴格的環境規範評估，結果顯示經濟-生態效. al. er. io. 率值有明顯的改善，亦使得對環境影響衝擊大的工廠因而消失，給予較具經濟-. v. n. 生態效率的廠商市場規模擴大，同時山東地區的總產量及產值更明顯的增加。. Ch. engchi. i n U. Reith and Guidry（2003）利用經濟-生態效率概念嘗詴應用於農業，觀察美國路易西安娜州農業研究詴驗農場，其資源的投入與產品產出之間的效率關係。研究中採用系統性、宏觀性的觀點，整合資源的使用和生產力相關的投入、產出，而後計算經濟-生態效率值。結果顯示能源的消耗和產品產出之間具有落差，需透過設定目標、執行改善衡量的系統等手段以改善經濟-生態效率值。區域發展中資源的分配、產業產值和環境總體的關係亦為可做為生態經濟評估的對象，Seppälä et al（2005）將生態效率應用於區域，觀察區域發展的經濟生態效率，整合生產過程中上下游的投入要素和對環境影響之間的評估。 Michwitz et al（2006）為了解芬蘭 Kymenlaaakso 區域實施經濟-生態效率的成果，將地方參與程序納入經濟-生態效率，使決策者能夠於做政策決定時可提. 16.

(27) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 供資訊並作參考的依據，改善過去因資訊缺乏加以分享及資訊不對稱的情形，研究顯示透過納入參與過程的考量，使得研究者和政策執行者關係更加密切。然而，住宅開發過程中無效率自然資源和能源的使用也將導致環境污染。都市內部住宅主要功能提供樓地板面積，於興建同時，工程中所耗用的資源以及所產生的廢棄物之間的比率即為經濟-生態效率的應用，而改善的效率可以透過增加回收使用情形、適當的增加高樓等方法（Li et al., 2010）。另外，亦有文獻從發展機制面探討，建立替代能源開發及區域合作評估指標， Cha et al（2008）由於近來全球暖化，京都議定書中制定減溫室氣體減量排放，於其中京都機制（Kyoto Mechanisms）有三種跨國合作，分別為清潔發展機制. 政治大. （Clean Development Mechanism, CDM）、共同執行（Joint Implementation, JI）及排放交易（Emission Trading），研究中為評估經濟與生態的效率含全球暖化經濟-. 立. 生態效率（Global Warming Eco-efficiency, GWEE），將上述機制基於經濟-生態效. ‧ 國. 學. 率概念分別建構指標，針對替代能源生產的六種方案，包含風力、光電、潮汐發電等五種，計算個別創造的效益、成本及溫室氣體對環境影響之間的比率，於效. ‧. 率值高者可作為投資發展的方案。. sit. y. Nat. 都市道路運輸為影響溫室效應及酸化問題之一， Kuosmanen and Kortelainen. io. 結果顯示透過目前的技術於減少排放是較難達成的。. al. er. （2005）分析和計算芬蘭三個城鎮之間因交通而對環境產生影響彼此間的效率值，. n. v i n C hand Apajalahti（2009）檢驗於公司管理方面， Hoffren 2006 年芬蘭公司執 engchi U 行經濟-生態效率的情況，實際執行狀況仍相當低，環境保護或是永續發展對於大型或中小型公司仍不是重要的議題，因此對於經濟-生態效率採行的比例則更低。Hahn et al（2010）則是應用機會成本概念分析公司的經濟-生態效率分析，透過將機會成本的邏輯概念應用於整合評估公司的永續性表現。研究中探討影響公司的成本效益比率的三個因子，公司報酬、環境影響及基準（Benchmark）的效率，研究發現對於公司決策者，經濟-生態效率的方法仍較難以了解，也不適合作為公司生態經濟評估的分析，從機會成本概念之經濟-生態效率分析方法可以改善這兩個問題。根據經濟-生態效率於各種應用面向皆提供決策者或生產者於產出效益和環境間的相對關係，於區域可了解地方發展同時對環境的影響程度，於產業可了解 17.

(28) 第二章文獻回顧. 生產環節中哪些部分中對於環境衝擊較大可進行改善，而對於產業的影響仍須考量市場競爭及資源間的關係方能判斷對於經濟產出是否會有影響；於企業中應用仍屬少數，可能原因由於公司企業仍忽略經濟與環境的連結關係（Hoffren and Apajalahti, 2009）；在政府層級則可能為缺乏可供為衡量及報告政策決策者的資訊（Jollands et al., 2004）。. 二、經濟活動及環境影響相關指標，在衡經濟-生態效率為經濟、生態向度的永續性衡量工具（周加宗，2000）量都市地區及產業發展及考量對環境形成的衝擊，指標選取便十分重要。以下分別從經濟、環境面向了解不同的衡量指標以作為後續應用分析效率投入產出變數的參考。 (一). 立. 經濟面向. 政治大. 都市中經濟活動為滿足人們生產、消費及分配需求，人們及產業活動的聚集. ‧ 國. 學. 創造產值也提供就業機會，過去相關研究於評估都市經濟活動相關變數與指標歸納如下：. ‧. 根據都市服務所提供效衡量指標含居住人口、就業機會、公共設施服務水準. y. Nat. sit. （柯佩婷，2006；鄒克萬等人，2010）。此外，產業產值間比例如服務業佔 GDP. er. io. 比例（葉俊榮、施奕任，2005）、污染性產業產值佔製造業產值比例（葉俊榮、. al. 施奕任，2005），而污染性產業產值佔，資源消耗量與產值間比例指標如工業用. n. v i n Ch 水量占工業生產價值比率（劉錦添等人，2005）、土地使用面積與國內生產毛額 engchi U. （GDP）以及水資源的密度、能源使用密度、土地使用面積及物質投入分別與國內生產毛額比例（ESCAP，2009）。都市經濟中就業員工亦為重要部分，相關文獻利用第二、三級就業員工數、單位面積之第二、三級產業人口（吳宓珊，2008）或工商服務業土地使用面積（張曜麟，1997）作為指標衡量縣市差異性發展之變數；經濟發展對於所得一可能為影響因素之一，如縣市之家計所得差異（Chang et al., 1995）；至於勞動生產效率指標則有利用二、三級產業土地生產力（吳宓珊，2008）、製造業勞動生產力指數（劉錦添等人，2005）整體而言，衡量都市經濟面向可透過能源或物質消耗量分別與產業活動產值、國內生產毛額的比例當做指標或就業員工數可為代表，以衡量都市產業與人口經濟發展情況。 18.

(29) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. (二). 能源消耗與環境影響面向. 生產活動及開發依消耗物質或能源及環境影響，可包含能源消耗情況、資源，又環境衝擊可分為自然資源消耗、環境干投入情形及環境衝擊（ESCAP, 2009）擾（如氮氧化物、二氧化硫等）（Seppälä et al., 2005），而本研究依據相關文獻彙整成能源消耗、資源使用及環境衝擊三個面向分析於發展所對於資源的使用情形和環境衝擊。 1.能源消耗與能源效率都市當中運輸、產業等活動皆需消耗能源，而能源消耗長期而言對於實質經濟產出具關聯性（Hondroyiannis et al., 2002）。然而，能源有限以及所產生的排放物質對環境造成破壞，因而提昇能源效率為因應氣候變遷的重要策略之一，亦. 政治大效率性與集約性可判斷是否邁向永續性發展（王國權，2005）。立. 為各國主要抑制溫室氣體排放的政策（李堅明及曾瓊瑤，2003）。而能源使用的. ‧ 國. 學. 開發活動中減少能源消耗能創造出更多的產出，表示具有能源效率（Energy Efficiency），而能源效率依其經濟或物理特性可分為熱力、物理熱力、經濟熱力. ‧. 及經濟能源效率指標四種（M. G. Patterson, 1999），其中能源效率指標意涵為由市場價值作為衡量能源效率的變動，能源投入及提供服務以貨幣單位做衡量，本. Nat. sit. y. 研究探討縣市發展效率以經濟面向與能源投入為效率衡量依據，因此以經濟能源. n. al. er. io. 效率較符合本研究評估方式。. i n U. v. 王國權（2005）分析台北都會區都市營運發展各個部門能源使用效率，研究. Ch. engchi. 中提出建設部門、工業及商業生產能源消耗量與新增設面積及相對應產值之比值作為衡量依據，表示能源使用的效率系。整體性的概念以帄均產值與總能源消耗之間的比值有助於了解產值和能源消耗間關係。研究顯示台北市能源消耗集約性、效率都有所提昇，其中以工業生產與住宅使用為較高能源消耗部門。劉錦添（2005）也考量經濟活動與環境資源使用提出能源使用密集度的相關指標，以能源消耗總量和實質 GDP 作為計算。盧怡靜（2002）則針對台灣工業部分能源消耗與二氧化碳排放之間做探討。於民國 70 年至 90 年間，能源消耗量前兩項產業為石化原料和鋼鐵業，其能源消耗帄均年成長率更高於整體部門。緣此，能源效率指標可作為預警、檢測的功用，有助於部門能源效率提升政策的參考依據及辨別哪種產業消耗能源抑或排放二氧化碳的較多，進而可提出降低能源消耗的都市規劃策略。 19.

(30) 第二章文獻回顧. 2.資源使用都市中個人、家戶及產業各式各樣活動都將耗用資源，如水資源、電力、天然氣等，以水資源為例，家庭用水量顯見的逐年增加，產業部分則台灣耗水產業比例較高，因此對於人類活動對於水資源需求有增加的趨勢（劉怡廷和駱尚廉， 2005 ）。過去研究都市發展將用水量（徐嫚君， 2006 ； Charmondusit and Keartpakpraek, 2010；Kharel and Charmondusit, 2008；吳宓珊，2008）、電力（徐嫚君，2006；徐森雄等人，2007；林世強，2007；Zhang et al., 2008；吳宓珊， 2008）分析產業資源耗用情形及都市不同時間效率值與生產力之變化。徐森雄等人（2007）分析都市化現象導致用電量和都市氣溫之影響有高度相. 政治大. 關聯性。林世強（2007）將用電量納入研究，分析島嶼地區─金門永續性發展策略，研究指出預期金門地區的島嶼生活型態較台灣本島地區相較於自然低消費，. 立. 發展也較為簡約，改善方式可配合新開發閒置空間或軍事用地釋出才能達島嶼永. ‧ 國. 學. 續發展。吳宓珊（2008）利用都市用水量、都市用電量作為衡量都市活動消耗資源的指標，證實這兩個變數為影響台灣主要都市環境發展效率的因子。. ‧. 3.環境衝擊. Nat. sit. y. 對於環境衝擊部分，於產業活動中投入生產消耗能源，並於生產產品及提供. er. io. 服務過程中將對環境造成影響，如空氣污染物質、廢棄物產出、溫室氣體排放等. al. （王俊傑，2008）。人們也因滿足經濟及生活需求而造成都市土地使用變遷，更. n. v i n Ch 造成環境的衝擊，產生都市熱島、地表逕流增加、棲地多樣性減少的負面影響（柯 engchi U 佩婷，2006；鄒克萬等人，2010）。而於經濟-生態效率評估，環境影響面向多以對空氣污染因子及溫室氣體的排放、廢棄物的產出（Zhang et al., 2008；Kharel and. Charmondusit, 2008；Wursthorn et al., 2010；Charmondusit and Keartpakpraek, 2010； Caneghem, 2010）或為優養化、溫室效應（Van Caneghem et al., 2010）。以下就本研究則彙整上述評估影響面向，本研究將根據上述經濟-生態效率評估相關研究對自然環境影響層面定為空氣污染、溫室氣體、廢棄物產出及水資源污染，以下分別說明：（1）空氣污染及相關物質排放空氣污染組成成分多元，有懸浮微粒（PM10）、臭氧（O3）、二氧化碳（CO2）、. 20.

(31) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 二氧化硫（SO2）及氮化合物（NOx）（王俊傑，2008），主要以懸浮微粒（PM10）和臭氧（O3）影響較鉅（潘慧芳，2004），於產業燃燒燃料生產時空氣污染源包含有落塵、懸浮微粒、一氧化碳等，燃燒亦將釋放出大量二氧化碳（CO2）（鄭婷尹，2009）。鄭婷尹（2009）探討捷運、人口及產業對於台北市空氣品質影響，研究中將空氣品質部分中考量污染來源因此挑選懸浮微粒作為空氣污染的污染變數。結果顯示人口、產業確實對於空氣品質會造成影響，於捷運興建後空氣品質有獲得改善。陳美智（2007）利用系統動態學概念分析台北市地區空氣污染的根源，並以機動車輛作為分析對象，污染源則選擇氮氧化物（NOx）為模擬之空氣污染源。研究結果顯示建議政府於土地總量管制政策，透過合理的管制土地開發情形，不. 政治大怡靜（2002）觀察產業和所產生的影響變動提出環境指標做衡量依據，其以各產立僅可以維持綠覆率的面積，長期則有助於改善台北市空氣及環境品質的情況。盧. ‧ 國. 學. 業單位產值之 CO2、SO2 及 NOx 排放量作為指標（Wang et al., 2010）。本研究考量空氣品質資料完整性及成因，選擇懸浮微粒作為空氣品質代表指. ‧. 標，由於懸浮微粒成因較為單純且佔空氣品質不良污染物比重高，因而選擇懸浮微粒為變數（王麗敏，2005；蔡怡君，2008；鄭婷尹，2009）. sit. y. Nat. io. er. （2）溫室氣體. al. 能源消耗是溫室氣體最重要的成因（IPCC, 2007）。近來地球暖化情形加劇，. n. v i n Ch 因此各國致力於降低產業及人類活動釋放的溫室氣體量，都市也變成減少能源相 engchi U 關溫室氣體排放關注的焦點（Lin et al., 2010）。. 溫室氣體包含二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟碳化物（PFCs）及六氟化硫（SF6）。又以後三類氣體造成溫室效應影響最大，其中又以二氧化碳對於溫室效應影響佔最大部分，比例約為 55%（中華民國能源之星）。郭馨蘭（2004）將二氧化碳作為了解都市中各種產業及部門對於能源消耗和產生污染排放的指標環境影響考量的變數之一。林世強（2007）利用二氧化碳探討島嶼民生消費與開發建設間關係，其中二氧化碳排放量最高為建設資財部分。 Cha et al（2008）依照京都機制限制二氧化碳以減緩溫室效應作為目標，將二氧化碳作為評估不同能源生產方式方案是否具有環境效率及經濟生產力的基準。 21.

(32) 第二章文獻回顧. 依經濟部能源局（2010）統計資料顯示，2009 年能源部門排放量佔總排放量 65.9%，較 2008 年減少 5.6%，工業部分則佔 15.9%，二氧化碳對於造成溫室效應影響甚大，因此對於高排放之相關部門產業活動著手進行改進。因此，從過去研究中顯示，二氧化碳為溫室氣體組成分（約佔 90.9%）（行政院環保署，2010），以及過去文獻以二氧化碳為探討公司、產業及區域發展之經濟 - 生態效率重要的溫室氣體排放量代表指標項目之一（ Kharel and Charmondusit, 2010；Hahn et al., 2010；Charmondusit and Kearpakpraek, 2010；Cha ，但台灣統計二氧化碳排放量僅為各部門統計並無 et al., 2008；Wang et al., 2010）縣市別資料尺度，且排放量的推估預測於縣市別亦有失真可能性，因而未將二氧化碳納入環境影響的投入項目分析以茲說明。（3）廢棄物質. 立. 政治大. 消耗能源生產產品，無可避免的過程及最終也將產生廢棄物、廢水及其他有. ‧ 國. 學. 害環境污染物質。都市發展中各產業部門、家庭等使用資源後所產生的附加產品，其來源可能來自於土地開發、商品製造、工程興建、一級產業等相關活動，採廣. ‧. 義的定義則包含有固態、液態或氣態的廢棄物種類。. Nat. sit. y. 近來都市的規模擴大，線性的代謝作用模式對環境影響較大分析台北地區都. er. io. 市建設發展所需要的自然資源利用及所產生的營建廢棄物對於整體都市永續性. al. 發展的影響，研究發現雖於台北市地區道路及捷運興建對空氣污染、交通有助益，. n. v i n Ch 但廢棄土及資源使用量仍相當龐大，使得人類活動對於地表活動造成多次破壞 engchi U （黃書禮、徐婉玲，2001）。產業部分如 Charmondusit and Keartpakpraek（2010）. 將有毒廢棄物作為檢驗泰國工業區發展環境發展之經濟-生態效率指標，結果顯示於上游地區相較其他地區產生較多的工業廢棄物，但九成以上也已安全的土地掩埋處理；唐晨欣（2005）則以垃圾清運量2為變數分析區域差異和產業發展對垃圾量影響，結果顯示於民國 81~91 年間垃圾清運量並無地方化差異，但於台北市和高雄市具地方化差異，可能與其垃圾政策有關；而產業發展程度則對垃圾量產生影響。本研究考量可取得資料之尺度和年限，又垃圾量與產業發展具相關聯性，因此選擇每年垃圾清運量作為廢棄物之代表變數。 2. 此處為「固態廢棄物」或「垃圾」（唐晨欣，2005） 22.

(33) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. （4）水資源污染水資源相關污染物質包含有機污染物、重金屬、清潔劑、廚餘等，由於污染物質進入水體呈現綜合變化，因此評估指標有機污染物多寡的生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand, BOD）、化學需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD）及衡量水中固體雜質的懸浮固體（Suspended Oxygen, SS）為排放項目，而品質部分則是加入重金屬項目、溶氧（Dissolved Oxygen, DO）、氨氮（NH3-H）、氫離子濃度指數（pH 值）、大腸桿菌等（綠色國民所得帳編制報告，2008）。任家弘等人（2004）則利用水質指數（Water Quality Index, WQI）及河川污染指數（River Pollution Index, RPI）分析高屏地區水質、水資源及水污染的變化. 政治大. 情形，研究指出高屏溪為主要自來水供應來源但卻遭受工業廢水、養豬廢水及家庭廢水而影響飲用水品質，原因在於都市、工業區及養殖業的快速發展且對於資. 立. 源的需求日益增加所導致。Zhang et al（2008）則以每帄方公里化學需氧量作為. ‧ 國. 學. 水資源污染之替代指標。. 本研究尺度為台灣 22 縣市，環保署水污染監測時期較晚，於資料量較空氣. ‧. 污染層面向不齊全（吳麗敏，2005），以及若根據河川流域分析則可能出現污染. sit. y. Nat. 情形於流域間產生差異因而有失真實性，引此根據本研究縣市別資料形式並未將. io. n. al. er. 水污染情形納入分析考量於此說明。. Ch. engchi. 23. i n U. v.

(34) 第二章文獻回顧. 第四節資料包絡分析相關研究一、概述及模式說明 Farrell（1957）為最早探討現代效率衡量方法的學者，而資料包絡分析最早由 Charnes, Cooper 與 Rhodes（1978）根據 Farrell（1957）之效率模型提出。而 DEA 橫量建立於柏拉圖最適境界效率上，意即於不損及他人利益情況下，而增加另一方的利益。計算方法運用比率的方式衡量效率概念，而擴展出多項及多產出之效率衡量（吳宓珊，2008）。DEA 以投入、產出之總和比例作為衡量生產效率的指標，透過數學規劃方式而有極大值與極小值的情況而構成效率的前緣（Efficiency Frontier），而於前緣上的效率值為 1，原點效率值為 0。而被評估的. 政治大. 單元為「決策單元」（Decision Making Unit, DMU）。. 立. 而 DEA 評估方法為依照決策單元和效率前緣上求得相對效率，而無需先行. ‧ 國. 學. 假設投入項和產出項間函數關係，而以效率前緣所連接而之包絡線為最佳解，而為「無母數方法」（Nonparametric Approach）（許君毅，2004）。關於 DEA 模式. ‧. 最普遍的兩種模式為 Charnes、Cooper 及 Rhode 發展出之 CCR 模式；以及 Banker 、. y. Nat. Charnes 與 Cooper 提出 BCC 模式。CCR 模式假設決策單元以固定規模報酬下營. io. sit. 運衡量生產效率，但生產無效率可能部分為營運規模不恰當使然，非技術無效率，. n. al. er. 因而有 BCC 的模式，並進而將固定規模報酬限制，而 BCC 及 CCR 模式為最廣泛應用的兩個模式（吳濟華、何柏正，2008）。. Ch. engchi. i n U. v. 由於 DEA 可作為評估不同比較對象的相對效率，且具下列優點（江佩玉， 2001;吳濟華、何柏正，2008）： (一)可處理多投入及多產出的資料。 (二)無須預先於生產函數之形式及估計函數之參數。 (三)有別過去利用帄均值做衡量，以各個評估單位最適準則做評量。 (四)提供組織相關改善資訊，能告知無效率應該減少投入或增加產出，以達到最有效之情況，故可提供管理者擬定改善方案時決策的參考依據。. 24.

(35) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 二、相關研究 DEA 最先發展目的為提供非營利機構的效率評估，後被應用到生產事業及公部門組織上。適用尺度可從某公司之內部支機構相對效率到衡量跨地理區域（如鄉鎮、縣市、等）空間（組織）效率（吳濟華、何柏正，2008）。與都市相關研究顯示 DEA 運用運用層面相當廣泛，含工業用地（麻匡復， 1999;許君毅，2004）、交通運輸（Kuosmanen and Kortelainen，2005）、自然環境效率（柯佩婷，2006；吳宓珊，2008；鄒克萬等人，2010）、整體都市發展情形（Chang et al，1995；張曜麟，1997）、產業生產效率（江佩玉，2001; Zhang et al， 2010）等。. 政治大為意欲（Desirable Output）及非意欲（Undesirable Output）包含二氧化硫排放等立. 地區經濟研究中如 Zhang et al（2010）以使用自然資源為投入要素，產出分. ‧ 國. 學. 污染物排放及產值為因素分析效率值，並和國內生產毛額（GDP）進行比較，顯示中國大陸多數省份中有較高的 GDP 的省份伴隨較高的經濟-生態效率。. ‧. Ｈalkos and Tzeremes（2009）觀察希臘區域經濟效率，於 2003 年至 2006 年經濟政策及區域開發政策的調整，於實證分析結果顯示對於部分經濟表現不佳區. y. Nat. n. al. er. io. 濟問題。. sit. 域仍未產生改善，問題在於未對地方賦與權責並增強以區域為劃分的方式改善經. i n U. v. 於區域間考量能源投入及生產力，徐嫚君（2005）利用 DEA 建立兩績效模. Ch. engchi. 型將能源變數納入與否，以台灣各縣市為單位，投入變數七項（各縣市政府年度歲出、就業人口、垃圾處理量、家庭用電量、其他用電、汽油銷售量及柴油銷售量），產出為各縣市年度所得。並利用 Malmquist 生產力指數及利用能源生產力推導能源密集度衡量台灣各縣市各年度能源使用率。於電量能源使用效率呈現惡化現象、總要素生產力變動部分，五年整體生產力呈現衰退，主要原因為技術及效率不佳的影響。在產業及運輸活動方面，如考量地區間交通運輸的能源使用效率及所提供的服務間哪些地區相對有效率，並透過 DEA 分析了解哪些部分需要改善，Pina and Torres（2001）利用資料包絡分析並結合複迴歸、羅吉特（Logit）及群落（Cluster）分析，於提供都市交通服務，其對象為公部門或私人部門中經營效率上是否存在差異性，也考量如人口密度、車輛數等外生變數對效率影響的差異，分析結果發 25.

(36) 第二章文獻回顧. 現於私人經營管理相較於政府部門於效率部分並無產生差異。產業中工業相對污染程度高，麻匡復（1999）凸顯編定工業區都市計畫工業區存在差異，並於開發效率與管理情形皆存在影響，結果顯示編定工業區表現較都市計畫工業區佳，因而透過分析可作為都市中未來工業用地編定、規劃及發展的參考依據。都市土地使用的變遷將影響土地使用進而對自然環境產生影響，柯佩婷（2006）將環境面考量納入考量是否會影響都市效率的發展，由於都市擴張影響土地使用，對都市熱島效應、都市排蓄水能力及都市生態環境多樣性皆產生負面影響，透過資料包絡分析並輔以迴歸分析，考量空間差異性的環境衝擊反應都市計劃區位特性及規劃元素，透過土地使用環境績效評估作為都市計劃檢討的依據。結果顯示，因建地的擴張及現況都市再發展與否皆會影響環境績效值高低。. 政治大. 楊智強（2009）研究台灣地區 22 縣市於加入非意欲產出項目，對於縣市發. 立. 展效率的影響，投入項以就業人口數、縣市政府歲出及汽柴油使用量，產出項則. ‧ 國. 學. 以帄均每人每年可支配所得，此為意欲產出項目，而加入二氧化硫含量為非意欲產出項，結果顯示高污染縣市因二氧化硫含量變數加入使得於縣市效率發展排名. ‧. 往後，而東部縣市則因環境品質較佳而排名往前，因而於分析縣市發展效率時，若未考量因活動發展對於環境的影響，將有可能錯估縣市發展效率排名。. sit. y. Nat. 鄒克萬等人（2010）亦利用資料包絡分析實證於土地使用變遷下自然環境效. io. n. al. er. 率改變情形。結果顯示，未來永康市整體自然環境效率提昇的重點在於減少都市. i n U. 熱島效應值、增加公共設施服務水準和及業人口數。. Ch. engchi. v. 另外，有研究將財政因素考量對都市發展的影響，因而將有限預算帄衡區域發展，並決定區域計畫開發的先後次序，以全台灣 23 個行政區為範圍，部分行政區較緩慢的區域開發比較需要急迫性的國家開發計畫（Chang et al.,1995）。資料包絡分析廣泛用於都市相關研究，透入投入及產出項目選取計算效率值，可提供機關、政府等決策者改進方向和效率值有效的方法。因此，本研究利用資料包絡分析法計算台灣 22 縣市使用資源創造相關經濟產出與對環境造成的衝擊發展效率值，作為各縣市經濟發展上決策的參考。. 26.

(37) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 表 2-2 作者. 張曜麟. 出版年. 1997. DEA 相關研究. 投入變數. 產出變數. 1.歲出決算. 1.各都市民眾總收入. 2.都市發展用地. 2.課稅收入. 3.就業員工. 3.都市土地價值. 4.人口密度. 4.公共設施面積. 1.土地麻匡復. 1999. 2.勞力. 1.產值. 3.資本. 2.薪資. 4.市鄉鎮人口 1.土地. 1.生產總額. 政治大. 2.勞力. 2.薪資. 3.資本. 立. 1.樓地板面積. 1.全年薪資. 2.員工人數. ‧ 國. 學. 許君毅. 2004. 2.生產總值. 3.實際運用資產淨額. Kortelainen,M.. 2005. 1.二氧化碳排放量. 2.運輸成本. 2.酸性物質量. 3.道路長度. 3.煙霧組成量. Nat. 4.粉塵量. 1.各縣市政府實質歲出. 各縣市實質年度所得. er. io. 4.燃料消耗量. 2.就業人數. al. n. 徐嫚君. 2006. ‧. Kuosmanen, T.and. 1.人口. y. 2001. 3.垃圾處理量. Ch. 4.家庭用電量 5.其他用電量. sit. 江珮玉. engchi. 6.汽油銷售量. 27. i n U. v.

(38) 第二章文獻回顧. 作者. 柯佩婷. 吳宓珊. 出版年. 2006. 2008. 投入變數. 產出變數. 1.都市熱島. 1.居住人口數. 2.都市排蓄水能力. 2.就業機會. 3.都市生態環境多樣性. 3.公共設施服務水準. 1.都市用水量. 1.單位面積二級產業人口. 2.都市用電量. 2.單位面積三級產業人口. 3.已發展用地面積. 3.二級產業土地生產力. 4.空氣污染量、地下水汙染量。 4.三級產業土地生產力. 政治大. 1.私人投資Ｈalkos and Tzeremes. 2009. 2.公共投資. 立. 帄均每人GDP. 3.勞動力. ‧ 國. 學 ‧. 帄均每人每年可支配所得. 2. 縣市政府歲出. 非意欲產出. 3. 汽柴油使用量. （undesirable output）：. al. n 2010. sit. io. 二氧化硫含量. Ch. engchi. 1.都市熱島效應值鄒克萬等人. y. 1. 就業人口數. er. 2009. （desirable output）：. Nat. 楊智強. 意欲產出. 2.地表逕流量. iv n U 1.都市居住人口數. 2.公共設施服務水準 3.及業人口數. 3.棲地多樣性. 4.工商業產值意欲產出（Desirable output）：工業增加值非意欲產出（Undesirable output）：. 1.水資源 Zhang et al. 2010. 1.化學需氧量排放. 2.採礦原料. （Chemical oxygen demand, COD）. 3.能源. 2.氮排放量 4.煤煙（Soot） 6.工業固態廢棄物. 28. 3二氧化硫排放 5.落塵量.

(39) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 第五節小結都市為一動態且複雜的系統，涵蓋層面包含自然、社會、文化等層面，影響因子亦相當多，因此透過效率的衡量可了解於地區上投入資源使用的程度及是否有效的運用，供日後政策研擬時具體的評量依據。首先，經濟-生態效率如果僅將經濟-生態效率應用於微觀層面，將無法紓解人們自然資本所造成的龐大壓力，在提高效用的同時要注意資源使用，以免產生反彈效果（Rebound-effect），因此經濟-生態效率不僅用於微觀層面，更要用於生產與消費的宏觀層面（ESCAP，2009）。回顧過去文獻將經濟-生態效率用於農業、工業、區域發展評估、住宅管理等層面，其核心目的在於了解自然資本消耗對於. 政治大. 環境衝擊和創造出的經濟相關效益之間的關係，透過效率值的計算可看出相對有. 立. 效率的決策單位。. ‧ 國. 學. 其次，於計算經濟-生態效率，包含兩層面，一為環境影響面，另一為經濟產出面，綜觀過去文獻提出指標，環境影響面囊括空氣污染、溫室氣體排放及廢. ‧. 棄物產出及水資源污染；經濟面則為產業產值、國民生產毛額、就業人口數及土地使用情形幾類。. sit. y. Nat. 最後，由於 DEA 適合用於分析不同類型及資料型態的特點，透過第二節中. io. n. al. er. 的指標與變數歸納出本研究所欲採用之變數，以環境面向指標作為投入變數而經. i n U. v. 濟面向則為產出變數，經由變動規模報酬模式 BCC 及固定規模報酬模式 CCR 計. Ch. engchi. 算縣市之效率值，於效率值計算後將利用 Tobit 迴歸分析判別哪些變數對於後續分析的決策單位效率值影響（章定煊等人，2002）。綜合以上，透過文獻回顧可將本研究之研究目的清楚釐清，並作為後續研究設計及選取變數上的立基，有利於進行後續實證分析操作。. 29.

(40) 第二章文獻回顧. 立. 政治大. ‧. ‧ 國. 學. n. er. io. sit. y. Nat. al. Ch. engchi. 30. i n U. v.

(41) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 第三章台灣地區都市發展背景分析台灣地區為多元產業發展地區，都市經濟快速的發展使得資源快速消耗，同時也產生環境問題如空氣污染、廢棄物、河川水污染等。現今世界面臨溫室效應導致全球暖化問題，進而提出永續發展的發展方式，台灣於過去歷經快速的工商業發展，於各縣市因政策、資源分配、地理區位的差異而呈現發展上的差異，於經濟發展所創造出的利潤，卻也面臨環境影響的隱憂。為了解過去發展的趨勢，以下就民國 85、90 及 95 年台灣地區各縣市的經濟發展和環境現況進行說明。. 第一節. 台灣地區經濟發展現況. 政治大. 台灣地區經濟整體發展與世界主要經濟體發展趨勢相同，逐漸從一級產業轉. 立. 變為二、三級產業，以下就台灣地區各級產業之國內生產毛額結構進行說明，以. ‧ 國. 學. 了解台灣整體經濟之情勢。. 一、台灣地區整體發展趨勢. ‧. 從下圖 3-1 顯示農業生產對國內生產毛額貢獻逐年下降，而工業部分亦為同. y. Nat. 樣的趨勢，而服務業則是呈現逐年上升。. io. sit. 農業部門所佔國內生產總額比例從 3.68%下降至 98 年的 1.74%；而工業比例. n. al. er. 逐年下降後持帄約佔 30%；服務業部門從民國 80 年之 57%逐漸上升至 98 年約為. i n U. v. 70%。顯示台灣地區服務業已為國內生產總額重要的主力部分。. engchi. 農業工業服務業 80年 81年 82年 83年 84年 85年 86年 87年 88年 89年 90年 91年 92年 93年 94年 95年 96年 97年 98年. 單位：百分比. 80 70 60 50 40 30 20 10 0. Ch. 年別. 圖 3-1 台灣地區各部門佔國內生產毛額比例歷年趨勢圖資料來源：行政院主計處。 31.

(42) 第三章台灣地區都市發展背景分析. 表 3-1 台灣地區各部門佔國內生產毛額比例單位：%. 項目. 農業. 工業. 服務業. 80 年 81 年 82 年 83 年 84 年 85 年 86 年 87 年 88 年 89 年. 3.68. 38.48. 57.84. 3.5. 36.81. 59.69. 3.5. 35.91. 60.59. 3.37. 34.37. 62.27. 3.33. 33.14. 63.52. 3.06. 32.5. 64.43. 2.46. 32.22. 65.32. 2.38. 31.66. 65.96 67. 2.02. 30.52. 67.47. 1.9. 28.74. 69.36. 1.82. 30.38. 67.8. 1.71. 31.2. 67.08. 1.68. 31.75. 66.57. 1.67. 31.26. 67.08. 1.61. 31.33. 67.06. 1.49. 31.38. 67.12. y. 1.6. 29.05. 69.35. 1.74. 28.96. 69.3. n 資料來源：行政院主計處。. Ch. engchi. sit. er. ‧ 國. io. al. 30.55. 學. Nat. 91 年 92 年 93 年 94 年 95 年 96 年 97 年 98 年. 2.45. ‧. 立. 90 年. 政治大. i n U. v. 於了解台灣地區整體趨勢以服務業為主要發展類型，而於各縣市因地理因素、政策導向等因素不同，因而發展的產業類型仍有所差異。以下就二級、三級產業的就業員工數及全年生產總額進行說明：. 二、各縣市第二、三級就業員工數根據工商及服務業普查資料，就二、三級就業員工數總和部分，於 85 年、 90 年及 95 年，整體趨勢隨時間就業員工數呈現增加趨勢。其中又以台北縣、台北市及桃園縣為就業員工數最高的前三名。. 32.

(43) 應用經濟-生態效率分析台灣縣市發展之研究. 1,800,000 1,600,000 1,400,000 單位：人. 1,200,000 1,000,000. 85年. 800,000. 90年. 600,000. 95年. 400,000 200,000 0 台台基桃新新苗台台彰雲南嘉嘉台台高高屏宜花台北北隆園竹竹栗中中化林投義義南南雄雄東蘭蓮東市縣市縣市縣縣市縣縣縣縣市縣市縣縣市縣縣縣縣. 縣市. 政治大. 圖 3-2 22 縣市第二、三級產業就業人口數總和. 立. 分別觀察第二級產業各縣市的情況，第二級產業就業人口數較高分布於台北. ‧ 國. 學. 縣市、桃園縣、台南縣及高雄縣市。台北縣於民國 85 年積極開發周邊新市鎮，因而加速第二級產業的發展，其中又以製造業比例較高，至民國 95 年第二級產. ‧. 業就業人口數則微幅下降；而桃園縣於民國 85 年到 95 年，第二級產業員工數上. sit. y. Nat. 升 19.91%，製造業亦為主要的產業類型；台北市雖以第三級產業為主，但於台灣地區第二級產業人口則亦為重要分布地區。台南縣及高雄縣市則亦以製造業為. io. n. al. er. 主要第二級產業發展，其中台南縣則因南部科學園區設置，成為光電產業科技重鎮。 700,000. Ch. engchi. i n U. v. 600,000 500,000 單位：人. 400,000. 85年. 300,000. 90年. 200,000. 95年. 100,000 0. 縣市台台基桃新新苗台台彰雲南嘉嘉台台高高屏宜花台北北隆園竹竹栗中中化林投義義南南雄雄東蘭蓮東市縣市縣市縣縣市縣縣縣縣市縣市縣縣市縣縣縣縣. 圖 3-3 22 縣市第二級產業就業人口數 33.