基于Super-SBM和Malmquist模型的西部地区环境效率分析

赵桂芳 牛胜强

摘 要：  采用西部地区（除西藏外）11个省市自治区2005-2015年的面板数据，运用Super-SBM模型和Malmquist指数模型，从静态、动态两方面对西部地区环境效率进行分析.研究结果表明：西部地区整体环境效率不高，且各省市自治区之间存在明显差异，四川环境效率最高，宁夏环境效率最低.Malmquist指数动态分析表明，西部地区环境效率总体呈上升趋势，但环境效率提升的主要驱动力是技术进步，技术效率对环境效率提高贡献不大，应采取综合措施全面、持续推进西部地区环境效率提升.

关键词： 静态效率分析;动态效率分析;技术进步;技术效率

[中图分类号]F127   [文献标志码]A

Environmental Efficiency Analysis of Western Area Based on the Super-SBM and Malmquist Models

ZHAO Gui-fang， NUI Sheng-qiang*

（Lanzhou University of Finance and Economics Institute of Statistics，Lanzhou 730020，China）

Abstract： The paper analyzes the environmental efficiency of western area from the aspects of static state and dynamic state based on the Super-SBM and Malmquist index models. The panel data from 2005-2015 are gathered from 11 provinces in the western area， not including Tibet. The research shows the environmental efficiency is not high in the whole western area and there are obvious differences among these provinces. Environmental efficiency in Sichuan is the highest and that in Ningxia is the lowest. The dynamic analysis based on the Malmquist index model finds the environmental efficiency in the western area tends upwards overall， the main reason of which is technological progress rather than technological efficiency. Therefore， the comprehensive measures should be adopted to improve the environmental efficiency of the western area entirely and sustainably.

Key words： state efficiencyanalysis; dynamic efficiency analysis; technological progress; technologicalefficiency

近年來，随着绿色发展理念日益深入人心和建设美丽中国行动不断升级提速[1]，特别是国家政策对传统资源导向型经济发展模式不断强化的限制以及供给侧结构性改革政策持续推进，西部地区开始注重环境质量评估，加大了环境保护投资力度.环境效率[2]指在相同的投入预算下，获得尽可能多的期望产出和尽可能少的非期望产出.当前，国内学者大多是从省级层面、从不同角度对我国环境效率进行分析研究.杨俊[3]、曾贤刚[4]、鲁炜[5]和吴先华[6]等分别运用不同的DEA方法对我国各省市自治区环境效率进行了实证分析，但针对西部地区环境效率的研究较少.尹传斌[7]等采用Super-SBM模型测算了我国西部大开发15年（2000-2014年）的环境效率，分析了影响西部地区环境效率的诸多因素.唐小力[8]运用BCC模型研究了2000-2008年我国西部地区环境效率，利用Malmquist 指数模型分析了在此期间西部各省市自治区环境效率的变化情况.为了更客观地评价西部地区环境效率状况，本文运用Super-SBM模型和Malmquist指数模型，分别从静态和动态角度，对西部地区环境效率的总体水平和演变趋势进行实证分析，并在此基础上对改进和优化西部地区环境效率提出对策建议.

1 环境效率评价模型

1.1 Super-SBM静态环境效率评价模型

在环境效率的评价中，数据包络分析是最常用的一种方法.2001年Tone[9]提出了SBM模型，与传统的数据包络分析方法相比，该模型在目标函数中直接接入了松弛变量，解决了松弛变量对测算结果的影响，测算结果更加合理准确.研究表明，运用包含非期望产出的SBM模型评价环境效率是可行的，而且得到学术界的广泛认可.李静[10]以环境变量作为非期望产出，利用SBM模型测算了我国各区域环境效率值，说明环境变量的引入明显降低了环境效率水平.刘勇[11]等对比分析不同的DEA模型，表明SBM模型更能反映环境效率评价的本质.SBM模型的测算结果也存在一些不足，如测算结果中，有效决策单元的效率值最大为1，且经常会同时出现多个决策单元同时为1的情况，这样就存在多个有效决策单元无法比较的问题，也对有效决策单元的进一步研究带来不便.为了克服这个缺点，Tone[12]进一步提出了Super-SBM模型，用于评价SBM有效的决策单元.鉴于此，本文采用包含非期望产出的Super-SBM模型，测算我国西部地区静态环境效率.

1.2 Malmquist动态环境效率评价模型

Malmquist指数能够反映不同时期的环境效率随时间变化情况.从t到t+1期的Malmquist指数可以表示为：

公式（1）中， x t，y t 表示t时期的投入产出向量，Dt 0 x t，y t 表示距离函数.如果M 0>1，则说明从t期到t+1期该决策单元环境效率得到改善;反之，则说明该决策单元环境效率下降.如果M 0=1，则表明该决策单元t期到t+1期环境效率没有变化.Malmquist指数可以分解为技术进步指数和技术效率指数两部分.前者指的是生产技术的进步对环境效率的影响，其值大于1，说明出现技术进步，环境前沿面向前移动;后者体现的是管理水平的改善和提高，其值大于1，说明决策单元靠近环境效率前沿面.

2 西部地区环境效率实证分析

2.1 变量选取、数据来源与数据处理

本文以我国西部地区为研究对象，利用2005-2015年各省市自治区的面板数据为样本，运用Super-SBM模型分析环境污染情况下我国西部地区的环境效率状况.由于西藏相关数据缺失较多，故只对西部地区其他11个省市自治区进行分析研究.数据来源于各省市自治区的统计公报、统计年鉴和国家统计局.

研究选取劳动、资源、资本作为投入要素[13]，产出要素考虑期望產出和非期望产出两类.劳动要素投入采用各省市自治区历年从业人员数衡量，资源要素投入采用能源消费量衡量，资本要素投入通过资本存量衡量（资本存量的计算以2005年为基期采用永续盘存法进行估算[14]，其基本公式为：

其中，K t和Kt-1分别表示t时期和t-1时期的资本存量，I t表示t时期的投资额，δ表示折旧率）.期望产出用各省市自治区的实际生产总值衡量.非期望产出采用二氧化硫排放量衡量.各省市自治区的实际生产总值统一以2005年不变价为基准进行换算得到.

2.2 静态环境效率测算结果分析

利用2005-2015年西部地区11个省市自治区的面板数据，采用Super-SBM模型，应用软件MyDea1.0测算得到各省市自治区的环境效率值，结果见表1.

由表1可以看出，2005-2015年，西部地区的环境效率介于0.60～0.75，呈现先下降后缓慢上升的趋势，总体环境效率偏低.以2015年为例，仅内蒙古、重庆和四川达到了环境效率有效状态，其他省市自治区环境效率较低，青海、宁夏环境效率不足0.5.说明西部地区环境污染造成了较大程度的效率损失.2005-2015年，四川、重庆和内蒙古的环境效率持续上升，并分别于2012，2013和2015年进入环境前沿面，表明近年来，四川、重庆和内蒙古的环境保护工作取得一定的成效.广西、云南、新疆环境效率下降幅度较大，由2005年处于环境前沿面持续下降，到2015年环境效率值分别为0.76，0.57，0.58.2005-2015年，青海、宁夏的环境效率一直处于较低水平，效率值不到0.5，与西部其他省市自治区的环境效率相差甚远.出现这种状况的原因可能是政府在引导发展的过程中只注重经济的快速发展、保护生态环境的整体意识不强所产生的后果.但是从另一个角度看，环境效率值越低，改进经济活动的潜力就越大.

由图1可知，西部各省市自治区的环境效率在时间变化上存在较大差异.11年间，内蒙古、广西、重庆和云南的环境效率存在很大的变化，说明这些省份的环境效率很不稳定，各年之间的差距较大.内蒙古和重庆环境效率逐年提高，环境保护取得一定的成效;广西和云南环境效率逐年下降，环境出现倒退现象;青海、宁夏的环境效率值偏低，环境效率变化不大，这也反映出宁夏、青海环境效率长期处于低效的严峻性.

2.3 环境效率动态变化分析

研究运用Malmquist指数模型分析2005-2015年环境效率变动情况. Malmquist指数计算结果如表2所示，Malmquist指数分解结果见图2和图3.由表2可知，西部地区环境效率得到了一定程度的改善.2014-2015年西部各省市自治区的Malmquist指数除四川、宁夏、新疆外，都大于1，均值为1.043，说明西部地区环境效率水平总体上朝着更好的方向发展.西部各省市自治区的跨期动态变化区域差异比较大.差异最大的是广西，最小值是2008-2009年的1.001，最大值是2014-2015年的1.227，差异值达到0.226;差异最小的为宁夏，2014-2015年为0.998，2007-2008年值最大为1.044，差异值为0.046.

由图2可以看出，2005-2015年西部地区的Malmquist指数均大于1，表明西部地区环境效率整体呈现上升趋势，但是各期间波动幅度比较小.2005-2006和2006-2007年Malmquist指数均为1.05，表明环境效率较上年增长5.0%，分别有4.5%和5.0%的贡献来源于技术进步.2007-2015年，虽然各年Malmquist指数均大于1，但是技术效率指数均小于1，说明环境效率的提高得益于技术进步的提高，技术效率不但没有贡献，甚至起负作用.总体而言，2005-2015年，西部地区Malmquist指数、技术进步指数和技术效率指数年平均增长率分别为3.6%，6.4%和-0.25%，这也说明环境效率的提高得益于技术进步，技术效率的作用较小.因此，西部地区新技术的不断引进，使得其环境效率得到一定程度的提高，然而技术效率不高的问题还很普遍，有待进一步改善.

图3是西部各省市自治区Malmquist指数及其分解.从Malmquist指数角度来看，除云南外，其他省市自治区Malmquist指数均大于1，说明西部地区环境效率水平整体有向好发展的态势，内蒙、重庆、四川的各项效率指标都表现为有效，且重庆的环境效率上升幅度最高，达到10.0%，这主要归功于技术进步的改善.虽然青海、宁夏的相对效率很低，西部各省市自治区的Malmquist指数大于1，说明青海、宁夏的环境状况也在逐年得到改善.在各个省市自治区中，技术进步指数均大于1表现出不同程度的正向作用;技术效率指数除内蒙古、重庆、四川外均小于1，说明技术效率指数对西部地区环境效率的改善贡献不大.总体而言，西部地区环境效率提高的主要驱动力为技术进步，而技术效率对环境效率的提高作用较小.

3 结论与建议

3.1 结论

（1）2005-2015年，西部地区环境效率呈先下降后缓慢上升的趋势，总体环境效率偏低.2015年仅内蒙古、重庆及四川达到环境效率有效状态，其他省市自治区环境效率较低，环境污染造成了较大程度的效率损失.宁夏的环境效率最低，其环境效率值不到0.5，与其他省市自治区差距较大.

（2）西部地区各省市自治区之间环境效率存在较大差异，且均有不同程度的波动.内蒙古、广西、重庆、云南的环境效率很不稳定;内蒙古和重庆环境效率逐年提高，环境保护方面取得一定的成效;广西和云南环境效率在逐年下降，环境出现倒退现象;青海、宁夏的环境效率比较稳定，但环境效率最低，说明环境保护工作的收效甚微.

（3）从Malmquist指数的动态分析结果可以看出，西部地区环境效率总体呈现向好发展态势，其主要贡献来源于技术进步.西部各省市自治区中，除云南外其他省市自治区的Malmquist指数均大于1，归因于技术效率的严重落后.内蒙古、重 庆、四川的各项效率指标都表现为有效，重庆市的环境效率增长最快，增长率达到10.0%，这主要归功于技术进步的改善.宁夏的环境效率最低，但其Malmquist指数及技术进步指数均大于1，环境状况也正在得到逐年的改善.在各省市自治区的环境效率中，技术进步均起到不同程度的正向作用.

3.2 提高西部地区环境效率的建议

提高西部各省市自治区环境效率  政府要加快引进先进技术，加大环保投资力度，严格控制煤炭消耗，加快清洁能源对煤炭的替代进程;借鉴东部沿海城市的先进经验，调整产业结构，摆脱高污染、高能耗传统产业，围绕重点产业进行产业链整合，发展循环经济;引导各省市自治区进行区域合作交流，培养各省市自治区的自主创新能力，加快推动各省市自治区之间环境合作机制.

提高西部地区环境效率的增长率  继续加大对技术进步的支持力度，鼓励企业进行节能减排技术创新，重视技术发展和科技创新，加大对节能环保技术工艺和装备研发的投入;提高政府和企业的环境管理水平;应采取严格的监督和治理措施，對于存在环境破坏的企业必须依法依规予以惩治，企业应积极引进先进的技术，以提高环境治理技术水平，提高废气治理技术效率;考虑各省市自治区发展的差异性，实施差异化的环境效率改善模式，对于在环保工作中取得较好成效的省市自治区应该继续保持现有环境规制强度，环境改善成效不显著的省市自治区应该转变经济发展方式，加强环境管制，逐步实现西部地区整体环境效率的提高.

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