中国八大经济区生态效率测度及影响因素研究——来自中国285个地级市面板数据的经验证据

孙 伟 马思雨

（安徽建筑大学，安徽 合肥 230601）

一、引言

自1978 年改革开放至今，伴随着我国经济的飞速发展，环境污染、资源耗竭等问题日益凸显。为了实现可持续发展、促进我国生态文明建设，科学测度全国区域生态效率及把握生态效率的影响因素势在必行。1990 年，德国学者Schaltegger 和Sturm 首次提出了生态效率的概念[1]。后经世界可持续发展工商理事会（WBCSD）广泛推广后，学术界逐渐接受其在经济发展与环境保护之间寻求平衡共荣的观念[2]。

在过往的三十年中，众多学者对生态效率进行了全方面、多层次的深入研究。国内学者以我国经济及环境数据为基础，在生态效率指标体系构建、测度方法创新、影响因素分析等方面取得了许多有价值的研究成果。例如，胡彪和孙雪基于非期望产出SBM 模型分析了“京津翼”、“长三角”和“珠三角”城市群48 个城市的生态经济效率时空演变规律[3]。任梅等以东部、中部、西部和东北地区为研究单元，利用非期望产出超效率SBM 模型测度了相关区域的生态效率[4]。屈文波基于中国30 个省份面板数据，在考虑非期望产出的情况下，测算了有关省际生态效率[5]。韩凌和徐昕基于Matlab 集成分析程序探究了2005-2014 年贵阳市铝产业生态效率，并以此为贵阳市资源型城市转型建言献策[6]。

在生态效率测度方法方面，杨斌利用Charnes 等提出的数据包络分析（DEA）方法测算了中国各区域的生态效率[7]。王恩旭和武春友基于超效率DEA 模型对中国30 个省市区进行了生态效率测度[8]。邓波等将Fried 于2002 年提出的三阶段DEA 模型运用至我国省际生态效率测度上，给出了2008 年31 个省市区的生态效率[9]。薛静静等则以DEA-BBC 模型为基础，利用湖南省煤炭行业有关数据综合分析了煤炭利用生态效率[10]。胡彪和付业腾采用非期望产出SBM 模型对中国30 个省市区的生态效率进行了测算[11]。

在生态效率影响因素方面，陈傲基于线性回归模型，以区域生态效率评价值为最终评价指标，详细分析了环保资金投入、环境政策和产业结构的影响程度[12]。蔡玉蓉和汪慧玲采用SYS-GMM 动态面板模型详细探究了产业结构升级影响中国区域生态效率的理论机制[13]。许学国和张俊杰基于正式环境规制与非正式环境规制交互视角，实证分析了两种规制对工业生态效率的影响[14]。类似地，谢波等依次将科技创新和环境规制影响因素与区域生态效率相结合，进行相关性分析[15]。龚新蜀等则探讨了外商直接投资、市场分割对区域生态效率的影响[16]。

综上所述，目前对于区域生态效率的研究已较为丰富，区域划分形式多为省际、流域、传统东中西区域等。但随着社会的发展，传统的东、中、西划分方式已难以适应区域间的发展差异状况。为此，国务院发展研究中心提出八大经济区划分方法，将大陆划为八大社会经济区域。目前，以八大经济区为研究对象的区域生态效率及其影响因素研究较少。鉴于此，本文将基于2003-2016 年中国285 个地级市的面板数据，首先采用非期望产出SBM 模型测定相关城市生态效率，而后以八大经济区为研究单元，采用Tobit模型分析相关影响因素，最后结合测度及分析结果提出相应的政策建议。

二、研究模型、指标体系及数据来源

（一）非期望SBM 模型

数据包络分析（DEA）方法由Charnes 和Cooper于1978 年首次提出，可用于分析多个决策单元间的相对效率[17]。但由于传统DEA 模型未考虑投入变量的松弛性及非期望产出，效率度量精度在特定情形下无法保证。Tone 针对以上缺陷，将松弛变量引入模型，提出如下考虑非期望输出的SBM 模型[4]。

其中，ρ 为效率值，x 为投入变量，yg为期望产出变量，yb为非期望产出变量，m 为投入指标个数、S1为期望产出指标个数，S2为非期望产出指标个数，S-、Sg和Sb则分别为投入、期望产出和非期望产出的松弛变量。当效率值ρ=1 时，被评价的决策单元相对有效，投入产出关系无需做出调整；当效率值ρ＜1 时，被评价的决策单元相对无效，需相应调整投入产出关系以寻求更高的效率值。

（二）Tobit 模型

由于利用公式（1）导出的效率值ρ 取值范围为0≤ρ≤1，本质上为受限变量。若此时仍采用最小二乘法对回归系数进行估计，最终结果将会产生较大偏差。为解决上述因变量受限制的参数估计问题，Tobin 于1958 年提出了基于最大似然估计方法的Tobit 模型[18]。该模型具有如下标准形式

其中，β 为相关系数向量，Xi为自变量，Y*i和Yi分别为潜变量和被解释变量，Ei为扰动变量，且假设该扰动项服从均值为0，方差为σ2的正态分布，即Ei～N（0,σ2）。

（三）指标体系的构建

生态效率的内涵由广义角度出发可理解为产出与投入的比值，具体而言，生态效率即追求以最少的资源环境损耗实现最大的经济社会效益[1]。文献综述中，有关生态效率指标体系构建的文献均由投入、产出角度切入，所选取指标归根结底均可划分为资源类、环境影响类及经济类三大类指标，其中资源类指标又可细分为自然资源类及社会资源类，而这正与生态效率内涵中所包含的资源、环境及经济三个维度一一对应[3-6]。在借鉴现有文献研究成果的基础之上，考虑指标数据的可获得性，最终选取自然资源投入、社会资源投入、期望产出以及非期望产出四类指标，具体指标如表1 所示。

表1 生态效率测度指标体系

（1）自然资源投入指标：该类指标主要反映八大经济区的自然资源消耗情况。

（2）社会资源投入指标：该类指标主要反映生态经济发展过程中作为基本指标的劳动力及资本的投入，依次选取从业人数期末数（万人）及固定资本存量（万元）加以表征。其中，固定资本存量的计算以固定资产投资总额为基础数据，基于永续盘存法，以2002 年的价格为基期，分别计算得出2003-2016 年285 个地级市的固定资本存量。

（3）期望产出指标：该类指标主要用于衡量各研究单元的经济产出，本文选取地区生产总值（万元）用以表征经济发展总量。特别地，为消除价格波动带来的影响，所有数据均以2002 年价格为基期加以换算后供后续使用。

（4）非期望产出指标：该类指标主要表征经济活动中所带来的环境污染状况，本文选取部分“三废”排放量作为非期望产出指标，依次为工业废水排放量（万吨）、工业烟（粉）尘排放量（吨）以及工业二氧化硫排放量（吨）。

（四）数据来源

参照国务院发展研究中心对于八大经济区的划分标准①，基于2003-2016 年《中国城市统计年鉴》，剔除由于历史遗留、行政区划变更等原因造成的相关统计数据极度缺失的城市后，最终选取285 个地级市的相关数据进行后续分析。其中个别研究期内的数据缺失采用插值法进行补齐，相关数据按照2002 年的不变价格进行折算。

三、中国八大经济区生态效率测度及分析

为最终获取八大经济区的生态效率，首先基于公式（1）所示的非期望产出SBM 模型，运用MaxDEA 7 Ultra 软件测算所选取的285 个地级市的城市生态效率，后依据前文提及的区域划分方式，基于加权平均得出最终所需的区域生态效率。相关地区及全国生态效率值测算结果具体如表2 所示，各地区生态效率变化趋势及差异则如图1 所示。

结合表2 和图1，深入挖掘有关数据、仔细分析变化趋势后，可得出如下特征：

（1）全国生态效率在2003-2016 年内总体水平不高，整体变化趋势呈现为先下降后上升。具体而言，全国生态效率均值2003 年为0.61，随后逐年下降至2005 年的0.53，2006 年后则始终保持波动上升，直至2016 年达到峰值0.68。

（2）北部沿海、东部沿海及南部沿海生态效率水平高于全国平均水平，东北地区、黄河中游、长江中游及西南地区生态效率值与全国生态效率值相当，而西北地区生态效率值则低于全国平均值。进一步依据各经济区生态效率值排序，可将2003-2016 年大致划分为三个阶段，即2003-2008 年、2009-2013年以及2014-2016 年。

表2 八大经济区生态效率测算值

图1 2003-2016 年中国八大经济区生态效率变动趋势

四、中国八大经济区生态效率影响因素分析

（一）变量选取

生态效率的内涵决定了区域生态效率测度将涉及资源、环境与经济三个维度，而相应维度下多种指标所存在的差异注定会导致不同区域间生态效率水平迥异。因此，探寻区域生态效率影响因素时，应分别从资源、环境及经济角度出发，选取多种具有典型代表性的指标加以分析。现有研究中，关于区域生态效率影响因素的系统研究较为少见，多为在区域生态效率测度的基础之上选取若干指标进行实证探究，所涉及的区域划分形式也通常为省际、流域或传统东中西区域等[19]。文献综述中有关区域生态效率影响因素的研究基于所测度的研究单元内生态效率，详细探究了包括科技创新、外商投资、环境规制等在内的多项指标的影响程度[12-16]。本文生态效率影响因素的选择，以涵盖资源、环境、经济三方面典型要素为原则，最终选取经济发展因素、人力资本因素、外资利用因素、科技实力因素以及政府政策因素四大类因素，具体所包含内容如表3 所示。需要特别说明的是，为消除价格波动带来的影响，相关指标中的价格数据均以2002 年的价格为基期进行了折算。

1.经济发展因素：经济发展水平直接关乎生态效率测度指标体系中的期望产出指标，是区域生态效率的重要影响因素。具体而言，经济发展水平将通过规模效应、结构效应及技术溢出效应直接或间接影响区域生态效率水平[20]。

表3 区域生态效率影响因素

2.人力资本因素：人力资本作为经济活动中的基本指标，将从创新意识提升和环保意识增强两方面对区域生态效率产生影响。

3.外资利用因素：外资利用对于区域生态效率的影响具有两面性，一方面，在区域经济发展的初期，资金短缺的压力往往会带来外资进入门槛的降低，从而使得过度的资源消耗及环境污染现象频发；但另一方面，外资的引入也势必会带动技术水平的大幅提升，资源利用率的提高以及节能减排措施的改进又会对生态效率水平产生显著正向影响[21]。

4.科技实力因素：科技实力作为区域生态效率水平提升的重要倚仗，具体体现在资源利用率提高及污染治理技术提升。

5.政府政策因素：环境规制与生态效率的环境维度直接相关，是区域生态效率水平的重要影响因素，本文选取污水处理厂集中处理率、生活垃圾无害化处理率以及一般工业固体废物综合利用率的加权平均值加以表征。与此同时，区域内政府的有关政策亦会对经济发展等方面产生重要影响，因此也需将其纳入影响因素选取范畴。

（二）回归模型建立

基于公式（2）所示的标准Tobit 模型，建立如下相关关系模型以具体描述中国八大经济区生态效率与各影响因素的几何关系。

其中，EEit意指t 年i 地区的生态效率值，β1～β11分别为11 项影响因素对生态效率值的影响因子，αit常数项，Eit为该模型的扰动项。基于上述模型，利用Stata15.1 软件对回归系数进行估计，具体结果如表4所示。

分析表4 中相关数据可以得出如下特征：

1.繁荣程度、经济聚集对区域生态效率具有显著的正向作用，人力资本状况、利用外资状况、政府对科技的支持、基础设施状况、政府对经济的干预、金融支持、环境规制对区域生态效率的影响则存在明显的空间差异，而人口密度和政府对教育的支出对区域生态效率的影响不显著。

2.经济发展因素均通过了1%显著性水平检验，这说明经济发展水平是影响区域生态效率的重要因素。经济的快速发展增加了政府的资本积累，政府有更多的资金投入环境治理，从而改善生态环境。该特征与屈小娥[22]的研究发现保持一致。

3.人力资本因素中人力资本状况对东北地区、北部沿海及长江中游生态效率呈现显著正向作用，这是由于随着人们受教育程度的提高，环保意识得以进一步加强，从而对生态效率产生了良好的促进作用。该特征这与潘兴侠[20]的研究发现保持一致。

4.外资利用因素对东北地区、北部沿海及东部沿海生态效率呈现正向影响，这说明在上述区域内的外商投资多为高新技术产业投资，技术设备的革新带来了生态效率水平的提升；而对剩余经济区生态效率则呈现负向影响，这是由于在大量引入外资的情况下，国外高污染、高耗能的产业也随之进入我国，对我国生态环境带来了较大压力，该特征与潘兴侠及谢波等[15]的研究发现保持一致。

5.科技实力因素中政府对科技支持的提升理应带来区域生态效率水平的提升，但却在多个经济区内呈现负向影响，其中东北地区尤为显著。这说明目前阶段，我国科研创新体系仍不够完善，不断提升的科技支持并未完全转换为生产力，受支持单位创新能力不足，未形成政府对科技支持提升促进生态效率水平提升的持续性良性关系。

6.政府政策因素对区域生态效率的影响呈现空间差异化分布。环境规制对大部分经济区的生态效率呈现负向作用，这说明目前阶段，严格的环境治理措施在一定程度上会抑制区域经济增长。而理应对区域生态效率起正向作用的基础设施状况、政府对经济的干预以及金融支持均存在部分经济内对生态效率呈现显著负向影响的现象，这说明目前阶段，在促进经济发展过程中，未全面考虑资源消耗及环境保护问题，从而造成资源与环境所带来的负面影响要强于经济增长本身所带来的正向影响。

表4 中国八大经济区生态效率影响因素测算结果

此外，为保证表4 所示测算结果的可靠性，本文对所涉及的11 项生态效率影响因素做稳健性检验，相应回归结果表明前文所测算的回归特性未发生实质性改变。因此，本文基于Tobit 模型得到的生态效率影响因素回归分析结果是可信的。

五、结论与政策建议

本文基于2003-2016 年中国285 个地级市的面板数据，运用非期望产出SBM 模型测算出八大经济区的生态效率，并基于Tobit 模型对4 大类11 项影响因素进行了回归性分析，结论如下：

首先，区域生态效率测度结果显示，2003-2016年，全国生态效率总体水平不高，整体变化趋势呈现为先下降后上升趋势。进一步地，八大经济区生态效率变化趋势与全国生态效率变化趋势保持一致。其中北部沿海、东部沿海及南部沿海生态效率水平高于全国平均水平，东北地区、黄河中游、长江中游及西南地区生态效率值与全国生态效率值相当，而西北地区生态效率值则低于全国平均值。

其次，影响因素分析结果显示，繁荣程度、经济聚集对区域生态效率具有显著的正向作用，人力资本状况、利用外资状况、政府对科技的支持、基础设施状况、政府对经济的干预、金融支持、环境规制对区域生态效率的影响则存在明显的空间差异，而人口密度和政府对教育的支出对区域生态效率的影响不显著。概括而言，经济发展因素对八大经济区生态效率正向作用明显，人力资本因素及外资利用因素对于区域生态效率影响呈现显著的区域异质性，特别地，目前阶段下科技实力因素及政府政策因素均未充分发挥对区域生态效率提升的促进作用，因此，作为政策建议的落脚点，后续应加以重点改进提升。

通过以上研究和分析，本文提出促进区域生态效率的政策建议：

第一，提高外资质量，强化发展监督。在不断引入外资的情况下，应尽可能减少高污染、高排放以及高耗能项目引进，要保证经济效益与环境效益共发展。与此同时，要不断完善环保立法体系，在外资引进的同时，加强立法、执法监督，以实现可持续发展为最终目标。

第二，落实经济支撑，注重自主创新。政府应把经济投入落实到实处，为地区发展给予支持。要持续提升创新能力，不断完善创新体系，把科技创新合理运用到生产型产业中。培育科研创新人才，注重科技创新激励，将政府对科技的支持发展为生态效率提升的新兴源泉。

第三，增强环保意识，完善规制政策。逐步提高人们的受教育程度，从小培养环保意识，让环保思想深入人心。此外，环境规制政策的运用要同时平衡政府和市场两方面作用，既不能一味地治理环境抑制经济增长，也不能只顾经济发展而破坏生态环境。

第四，严格基建标准，提升环保效应。在城市化不断推进及众多基础设施兴建的同时，要充分考虑环保因素，保证公共绿化面积。出行时应尽可能选择公共交通，减少私家车的使用量，以减少交通运输带来环境压力。此外，基础设施投入使用时更要实时加强管控，避免更多的环境污染。