生态文明视角下的区域环境效率时空差异评价

2016-01-15胡彪,李健毅

中国科技论坛 2015年5期

胡彪，李健毅

(天津理工大学管理学院，天津300384)

摘要：通过构建非期望产出模型，并选择全国30个省市作为研究对象，从时空的角度对其环境效率进行评价。研究结果表明：从时间角度上看，2003—2012年环境效率水平总体在平稳进步，东南部地区领先于中部、西南部和北部地区。从效率分解变化上看，整体上对环境全要素生产率的贡献呈规模效率变化>纯技术效率变化>技术进步变化。从空间角度上看，北部和东南部地区的环境效率已呈现两极化趋势，中部和西南部地区环境效率的集聚型由“低-高”进入“高-低”，并与东南部地区的集聚特征日趋接近，使得原有的三类型集聚空间格局分布正逐渐转变为二类型格局分布。

关键词：生态文明；环境效率；SBM-Undesirable模型；时空差异

项目基金：国家“十二五”863计划项目(2012AA063007),天津市哲学社会科学规划项目(TJYY13-038)。

收稿日期：2014-09-17

作者简介：胡彪(1962-)，男，河北人，教授，高级工程师，硕导；研究方向：现代工业工程与循环经济。

中图分类号:X171.1

文献标识码:A

Abstract：Based on the perspective of ecological civilization and constructs an undesirable output model SBM-undesirable，this paper selects 30 provinces in China and evaluates environmental efficiency from the angle of the time & space differences.It is found that in the angle of time，the level of ecological civilization in each province increases steadily from 2003 to 2012，level of Chinese southeast area is better than these in central，southwest and north areas.In view of changes in efficiency decomposition，pure technical efficiency always plays a positive role to environmental total factor productivity but scale efficiency makes largest contribution to environmental total factor productivity.In the angle of space，in north and southeast China environmental efficiency has showed a trend of polarization，gathering type of environmental efficiency for central and southwest areas from “low-high” into “high-low” and showed agglomeration features with southeast area obviously.It makes three types of spatial pattern of distribution become two types spatial pattern of distribution.

The Time & Space Differences Analysis on Regional Environmental Efficiency under the Perspective of Ecological Civilization

Hu Biao，Li Jianyi

(School of Management，Tianjin University of Technology，Tianjin 300384 China)

Key words:Ecological civilization；Environmental efficiency；SBM-Undesirable output model；The time & space differences

1引言

近几年，随着学者们对生态文明研究的深化，国内生态文明的研究也在日趋成熟。目前，针对生态文明的研究主要集中于生态文明建设路径研究、生态文明评价指标体系研究和生态文明评价研究三个方面[1-10]。

以上研究均从综合视角探讨生态文明的建设问题，然而生态文明与环境层面相结合的研究仍然较少。其中，陈灿平[7]等通过描述西部地区生态环境现状并分析其成因，总结西部地区生态文明建设制度的不足，提出加快其建设的若干对策。朱成全[8]的研究立足于环境视角从大气环境、水环境、土壤环境、生态健康四个方面构建评价指标体系，成金华[9]则在原有研究的基础上把中国划分成东北、东南、西北和西南四个区域并根据其环境特性构建区域环境差异的评价指标体系。白永亮[10]等基于EKC理论探讨经济增长与环境污染的关系及其趋势，分析并解析污染变化的原因，并提出生态文明建设合作的建议。

已有研究取得了不少有价值的理论成果，但仍存在以下问题：第一，多数学者对生态文明的环境问题研究停留在对环境生态文明的论述及其评价指标体系的构建，缺乏在生态文明视角下环境问题的实证研究；第二，针对环境问题的区域研究大多都欠缺对区域环境总体变化的有效分析，并且研究范围较窄不能反映中国的整体现状。鉴于此，本文立足于生态文明的理念，在考虑环境改善过程中所产生的负效应的情况下，采用SBM-Undesirable模型合理测算全国30个省市的环境效率，利用Malmquist生产率指数模型论述影响各省环境效率的因素，并通过制作主要年份的LISA集聚图揭示各省市环境效率的时空演变特征。

2研究方法及指标选取

2.1模型选用

DEA是一种多输入多输出的分析方法，即要素投入与产出之间的相对效率评价的系统分析法[11]。在生态文明建设的过程所产生的废气、废水等污染物将会对生态文明的建设造成不良影响，在现有相关文献研究中，大多把这种不良影响称为非期望产出。为了更为合理地分析投入、产出及污染三者的关系，本文采用Tone提出的SBM-Undesirable模型评价区域的环境效率。其效率表达式为：

(1)

(2)

式中，Si-、Srg 、Srb分别为第i0个评价单元DMU的投入沉余量、正产出不足及副产出超标量；S-、Sg 、Sb为对应的向量；λ为权重向量；ρ*为效率测算值，且0≤ρ*≤1，当ρ*=1，即S-=0、Sg=0、Sb=0时被评价单元有效率的，反之则为无效率。

根据Fare等人的研究Malmquist生产力指数能分解为技术效率变化(Effch)和技术进步变化(Techch)两部分，其中技术效率变化又可进一步分解为纯技术效率变化(Pech)和规模效率变化(Sech)。本文在借鉴Fare的研究成果的基础上，考虑到非期望产出对Malmquist生产力指数将产生影响，因此提出一个考虑非期望产出的Malmquist生产率指数，具体公式如下：

M(xt,yt,ut,xt+1,yt+1,ut+1)

=Pech×Techch×Sech

(3)

式中，x、y分别为被评价单元的投入量与产出量；M(xt,yt,ut,xt+1,yt+1，ut+1)值反映TFP指数状况，且若TFP>1说明综合生产率提高，TFP=1说明综合生产率没有发生变化，TFP<1说明综合生产率下降。

2.2指标选取和数据来源

基于SBM-Undesirable模型的基本要求，本文将设定投入、期望产出与非期望产出三个类型的指标。由于在生态文明的前提下对环境效率进行研究，因此对于指标的搜索应聚焦于生态文明与环境的相关研究。通过文献搜索，根据已有研究的基础[12-16]，结合生态文明的特点，最终确立指标体系(见表1)。

本文的大部分数据来自2004—2013年的《中国环境统计年鉴》与《中国统计年鉴》，个别数据来自2004—2014年的各省市统计年鉴。由于2003—2006年西藏地区的区域环境改善投入、工业污染治理竣工项目数量、水利、环境及公共设施管理从业人员数量等6项指标的数据不可得，为了保证评价结果的真实性和准确性，本文仅选用中国30个省市2003—2012年的面板数据，对各省市的环境效率进行评价分析。

表1　区域环境效率评价指标体系

3实证分析

3.1全国30个省市环境效率的时间演变分析

按照上述模型，运用MaxDEA 4.0软件计算2003—2012年全国30个省市的面板数据，测算各个省市的环境效率、Malmquist生产指数值增长(Tfpch)、纯技术效率变化(Pech)、技术进步变化(Techch)及规模效率变化(Sech)(表2-3)。

表2　2003—2012年30个省市环境效率值

续表2

如表2所示，2003—2012年中国30个省市的环境效率总体趋向于稳定并在逐步提高，其中上海、江苏、广东、北京等16个省市的各年环境效率值均为1，说明这些省市的环境效率符合生态文明建设的要求，并且随着各地区生态文明建设的日趋完善，当地的环境质量也在逐步提高。四川、湖南、广西及宁夏四个地区的各年环境效率值基本为1，仅有个别年份的环境效率值处于0.38～0.7之间，说明这四个省的环境效率基本符合生态文明建设的要求，但在协调环境改善及治理与社会发展两者关系的能力上略有不足，导致个别年份的环境效率出现明显的波动。反观河北、辽宁、陕西等10个省市，其环境效率水平仍然偏低，部分省市的环境效率值出现倒退现象。其中以河北省的环境效率增长幅度尤为明显，2003—2009年河北省的环境效率值均在0.5～0.6之间，但2010—2012年该省的环境效率值均达到1，说明在这一时期河北省政府加大对环境的重视，从污染治理经费、市容改善、技术改革等方面进行调整，减少污染物的排放量，使当地的环境得到改善。2003—2012年间内蒙古与辽宁的环境效率值均在0.2～0.3之间，一方面说明两省的环境效率较低，另一方面说明两省所采用的环境整治方案与该省的实际情况不相适应，不能有效提高两省的环境效率，两省政府应尽快出台新的政策，采取新的措施改善环境质量提高环境效率。吉林、黑龙江、河南等6个省市的环境效率值起伏比较明显。在2003—2012年期间，吉林、黑龙江与河南的环境效率值变化呈“U”形，甘肃、新疆与陕西的环境效率变化成倒“N”形，这6个省的经济及技术水平相对落后，对污染治理与环境改善这两方面的投入不足，致使省内社会发展与社会环境出现局部脱节因而在个别年份产生环境效率拐点。

3.2全国30个省市环境效率跨期TFP指数及其分解的时间演变分析

本文把2003—2012这一时期分成三个时间跨度，通过分析中国30个省市在这三个时期的Tfpch、Pech、 Sech和Techch数值的变化可更进一步了解影响各省市环境效率变化的原因。

从表3可以看出，在不同时期中国30个省市的环境效率变动具有相应的特点。2003—2006期间纯技术效率大于或等于1的省市有20个而且在这类省市里经济发展较快的省市居多，具有经济优势的地区能为当地引进新技术以及新颖的管理模式对于其技术效率具有促进作用。值得注意的是这一时期除河南、四川和陕西其他省市的规模效率变化均呈正增长，从均值这项数据来看，规模效率变化的平均增长率为1.059远大于其他两项，说明这一时期规模效率对全要素生产率的影响占主导作用。反观各省市的技术进步变化情况，仅有天津、河北、广东等全国技术领先的省市呈正增长其余省市均呈负增长，说明这一阶段中国大部分省市仅原用以往技术发展环境事业，尚未对研发新的环境技术及旧技术的革新引起重视。

表3　30个省市环境效率的跨期TFP指数及其分解

2006—2009期间的全要素生产率及其子项均高于2003—2006时期的各项数值，虽然规模效率对全要素生产率的影响仍占主导作用，不过技术进步变化的增长幅度尤为明显达3%，而且技术进步变化呈正增长的省市已有18个，其进步原因可能是受中共十七大提出建设生态文明的发展战略的影响。相对于另外两个子项的平均增长幅度，纯技术效率的增幅明显不足仅有0.5%，这可能是2008年金融危机对中国的经济造成冲击，导致中国减少对外资技术及人才的引入。而且在这一时期，各省市的规模效率有了进一步的提高，其均值达1.066并且除江苏与新疆两省的规模效率低于0.9意外其余各省的规模效率基本达到有效水平，天津、山西与上海的规模效率排在全国前列，陕西、辽宁与江西三省紧随其后，说明这些省市加大了投入的规模，使得资金、劳动力、资源等要素得到合理的利用和配置，促进规模效率的增长。

与前两段时期相比，尽管2009—2012年各省市的纯技术效率变化得到了提高，但是规模效率变化和技术进步变化却在下降。从规模效率变化方面分析，尽管该时期各省市的规模效率变化都纷纷下降，但是规模效率变化有效的省市仍然占据多数，说明在这一时期中国对环境整治及改善的投资规模逐步扩大但其增幅并不明显；从技术进步变化方面分析，仅有北京、辽宁、云南等7个省市的技术进步变化有效其余的均无效，其中黑龙江的技术进步变化最低为0.787，其余省市均处于0.8～0.95，说明大部分省市的环境技术发展速度不能达到与该时期相匹配的水平。从全要素生产率方面分析，从均值一项不难发现，造成其DEA无效的原因是技术进步变化无效。尽管纯技术效率变化达到3个时期的最大值，但是也无法弥补低下技术进步变化造成的影响，因此在今后的发展中各省市需要更加注重环境技术的发展。

3.3全国30个省市环境效率的空间格局分析

本文借鉴梁竞[17]和袁冬梅[18]所采用的研究方法，利用变异指数、Theil指数和Moran指数测度中国各省市环境效率的空间差异(见图1)。可以看出，2003—2012年Moran’s I值均为正说明中国环境效率具有较为明显的空间集聚特征，即存在环境效率高和环境效率低的聚集区。Moran’s I值呈先下降后上升再回落的变化趋势并在2005年达到最低，说明2003—2005年期间各省市的环境效率变化步调存在明显的差异，因而打破原有的聚集空间格局。在2005年后Moran’s I值不断增大到2010年达到最高，说明省市间形成新的空间集聚格局并具有显著的空间集聚特征。反观Theil指数与变异系数的变化趋势，不难发现它们均具有呈“W”型的走势，并在2010年均达到最低，说明2010年中国各省市间环境效率的差距最小。从数值上看，2003—2012年Theil值均偏小，说明这一期间各省市的环境效率虽然存在差距但差距并不显著，不过2011—2012年Theil值持续上升在2012年达到最高，说明省市间环境效率的差距在逐步扩大，省市间环境效率的差距在2012年达10年内的最大差距。

2003—2012年各省市环境效率的空间格局大致能分为三个类。第一类是以新疆、甘肃、内蒙古以及黑龙江等6个位于中国北部所构成的环境效率“低-低”集聚区，第二类是以北京、山东、江苏、云南、江西、贵州等16个位于中国东南部所构成的环境效率“高-高”集聚区，第三类是以陕西、陕西、湖南、河南等8个位于中国中部和西南部所构成的环境效率“低-高”及“高-低”集聚区。不难发现，中国环境效率的空间格局分布与经济发展水平的空间格局分布[19]相似，说明区域经济发展水平对区域环境效率的集聚效应具有一定程度的影响。

图1　2003—2012年全国环境效率空间差异变化趋势

尽管中国各省环境效率的集聚空间格局相对稳定，但个别地区环境效率的聚集空间格局却在逐年演变，其中中部和西南部地区的变化尤为明显。从2003 LISA集聚图可知，由于河北、河南、湖北与湖南的环境效率较低与周围地区形成了自北向南的“低-高”集聚带，甘肃、青海、四川等省市环境效率的集聚特征并不明显。2007年后河北省的环境效率得到提高，与周边省市形成了京津冀鲁的“高-高”集聚区，甘肃省在青海、四川与宁夏三省的带动下与周边地区形成“高-低”集聚区，并具有较为明显的集聚特征，中部和西南部地区环境效率的集聚特征逐渐明显，并且个别中部地区与东南部地区呈集聚的趋势。从2012 LISA集聚图能看出，与2003年相比中部和西南部的“低-高”集聚区域减少，“高-低”集聚区域却在增加，说明2003—2012年期间中部和西南部地区的环境效率得到很大的提高，与中国南部地区的差距正逐步缩小。然而北部地区的“低-低”集聚区没有发生明显变化，说明该地区的环境效率仍处在较低水平，也揭示了北部地区与其他两地区环境效率水平的差距正逐步扩大。

4研究结论

(1)2003—2012期间中国各省市的环境效率水平总体在平稳进步，东南部地区的环境效率水平一直处于全国前列，中部与西南部地区的环境效率水平进步幅度明显，北部地区环境效率水平的进步幅度较小，总体环境效率水平与东南部和西南部地区的差距逐步扩大。

(2)2003—2012期间纯技术效率变化一直对各省市环境全要素生产率起到积极的作用，说明引进的环境技术和管理模式促进中国的环境事业发展。2009年后规模效率变化对环境全要素生产率的主导作用减弱，其可能是减少对环境的投入所致，今后应调整对环境的投入，合理利用与配置各项投入，提高规模效率变化的作用。相对规模效率变化和纯技术效率变化而言技术进步变化已成为环境全要素生产率提高的“跛脚点”，亟需对其引起重视。整体上对环境全要素生产率的贡献呈规模效率变化>纯技术效率变化>技术进步变化。

(3)2003—2012期间北部和东南部地区环境效率的集聚空间格局变化并不明显，仍然为“低-低”和“高-高”集聚型，反映中国北部和东南部地区的环境效率已呈现两极化趋势。中部和西南部地区环境效率的集聚型由“低-高”集聚型进入“高-低”集聚型，说明中部和西南部地区环境效率得到明显的提高。所属于中部与西南部地区的河北、四川、重庆等省市与部分东南部地区的集聚特征日趋明显，导致原有的三类型集聚空间格局分布正逐渐转变为两类型空间格局分布。

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