生態文明視角下的區域環境效率時空差異評價

生態文明視角下的區域環境效率時空差異評價

胡彪，李健毅

(天津理工大學管理學院，天津300384)

摘要：通過構建非期望產出模型，并選擇全國30個省市作為研究對象，從時空的角度對其環境效率進行評價。研究結果表明：從時間角度上看，2003—2012年環境效率水平總體在平穩進步，東南部地區領先于中部、西南部和北部地區。從效率分解變化上看，整體上對環境全要素生產率的貢獻呈規模效率變化>純技術效率變化>技術進步變化。從空間角度上看，北部和東南部地區的環境效率已呈現兩極化趨勢，中部和西南部地區環境效率的集聚型由“低-高”進入“高-低”，并與東南部地區的集聚特征日趨接近，使得原有的三類型集聚空間格局分布正逐漸轉變為二類型格局分布。

關鍵詞：生態文明；環境效率；SBM-Undesirable模型；時空差異

項目基金：國家“十二五”863計劃項目(2012AA063007),天津市哲學社會科學規劃項目(TJYY13-038)。

收稿日期：2014-09-17

作者簡介：胡彪(1962-)，男，河北人，教授，高級工程師，碩導；研究方向：現代工業工程與循環經濟。

中圖分類號:X171.1

文獻標識碼: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

近幾年，隨著學者們對生態文明研究的深化，國內生態文明的研究也在日趨成熟。目前，針對生態文明的研究主要集中于生態文明建設路徑研究、生態文明評價指標體系研究和生態文明評價研究三個方面[1-10]。

以上研究均從綜合視角探討生態文明的建設問題，然而生態文明與環境層面相結合的研究仍然較少。其中，陳燦平[7]等通過描述西部地區生態環境現狀并分析其成因，總結西部地區生態文明建設制度的不足，提出加快其建設的若干對策。朱成全[8]的研究立足于環境視角從大氣環境、水環境、土壤環境、生態健康四個方面構建評價指標體系，成金華[9]則在原有研究的基礎上把中國劃分成東北、東南、西北和西南四個區域并根據其環境特性構建區域環境差異的評價指標體系。白永亮[10]等基于EKC理論探討經濟增長與環境污染的關系及其趨勢，分析并解析污染變化的原因，并提出生態文明建設合作的建議。

已有研究取得了不少有價值的理論成果，但仍存在以下問題：第一，多數學者對生態文明的環境問題研究停留在對環境生態文明的論述及其評價指標體系的構建，缺乏在生態文明視角下環境問題的實證研究；第二，針對環境問題的區域研究大多都欠缺對區域環境總體變化的有效分析，并且研究范圍較窄不能反映中國的整體現狀。鑒于此，本文立足于生態文明的理念，在考慮環境改善過程中所產生的負效應的情況下，采用SBM-Undesirable模型合理測算全國30個省市的環境效率，利用Malmquist生產率指數模型論述影響各省環境效率的因素，并通過制作主要年份的LISA集聚圖揭示各省市環境效率的時空演變特征。

2研究方法及指標選取

2.1模型選用

DEA是一種多輸入多輸出的分析方法，即要素投入與產出之間的相對效率評價的系統分析法[11]。在生態文明建設的過程所產生的廢氣、廢水等污染物將會對生態文明的建設造成不良影響，在現有相關文獻研究中，大多把這種不良影響稱為非期望產出。為了更為合理地分析投入、產出及污染三者的關系，本文采用Tone提出的SBM-Undesirable模型評價區域的環境效率。其效率表達式為：

(1)

(2)

式中，Si-、Srg 、Srb分別為第i0個評價單元DMU的投入沉余量、正產出不足及副產出超標量；S-、Sg 、Sb為對應的向量；λ為權重向量；ρ*為效率測算值，且0≤ρ*≤1，當ρ*=1，即S-=0、Sg=0、Sb=0時被評價單元有效率的，反之則為無效率。

根據Fare等人的研究Malmquist生產力指數能分解為技術效率變化(Effch)和技術進步變化(Techch)兩部分，其中技術效率變化又可進一步分解為純技術效率變化(Pech)和規模效率變化(Sech)。本文在借鑒Fare的研究成果的基礎上，考慮到非期望產出對Malmquist生產力指數將產生影響，因此提出一個考慮非期望產出的Malmquist生產率指數，具體公式如下：

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

=Pech×Techch×Sech

(3)

式中，x、y分別為被評價單元的投入量與產出量；M(xt,yt,ut,xt+1,yt+1，ut+1)值反映TFP指數狀況，且若TFP>1說明綜合生產率提高，TFP=1說明綜合生產率沒有發生變化，TFP<1說明綜合生產率下降。

2.2指標選取和數據來源

基于SBM-Undesirable模型的基本要求，本文將設定投入、期望產出與非期望產出三個類型的指標。由于在生態文明的前提下對環境效率進行研究，因此對于指標的搜索應聚焦于生態文明與環境的相關研究。通過文獻搜索，根據已有研究的基礎[12-16]，結合生態文明的特點，最終確立指標體系(見表1)。

本文的大部分數據來自2004—2013年的《中國環境統計年鑒》與《中國統計年鑒》，個別數據來自2004—2014年的各省市統計年鑒。由于2003—2006年西藏地區的區域環境改善投入、工業污染治理竣工項目數量、水利、環境及公共設施管理從業人員數量等6項指標的數據不可得，為了保證評價結果的真實性和準確性，本文僅選用中國30個省市2003—2012年的面板數據，對各省市的環境效率進行評價分析。

表1　區域環境效率評價指標體系

3實證分析

3.1全國30個省市環境效率的時間演變分析

按照上述模型，運用MaxDEA 4.0軟件計算2003—2012年全國30個省市的面板數據，測算各個省市的環境效率、Malmquist生產指數值增長(Tfpch)、純技術效率變化(Pech)、技術進步變化(Techch)及規模效率變化(Sech)(表2-3)。

表2　2003—2012年30個省市環境效率值

續表2

如表2所示，2003—2012年中國30個省市的環境效率總體趨向于穩定并在逐步提高，其中上海、江蘇、廣東、北京等16個省市的各年環境效率值均為1，說明這些省市的環境效率符合生態文明建設的要求，并且隨著各地區生態文明建設的日趨完善，當地的環境質量也在逐步提高。四川、湖南、廣西及寧夏四個地區的各年環境效率值基本為1，僅有個別年份的環境效率值處于0.38～0.7之間，說明這四個省的環境效率基本符合生態文明建設的要求，但在協調環境改善及治理與社會發展兩者關系的能力上略有不足，導致個別年份的環境效率出現明顯的波動。反觀河北、遼寧、陜西等10個省市，其環境效率水平仍然偏低，部分省市的環境效率值出現倒退現象。其中以河北省的環境效率增長幅度尤為明顯，2003—2009年河北省的環境效率值均在0.5～0.6之間，但2010—2012年該省的環境效率值均達到1，說明在這一時期河北省政府加大對環境的重視，從污染治理經費、市容改善、技術改革等方面進行調整，減少污染物的排放量，使當地的環境得到改善。2003—2012年間內蒙古與遼寧的環境效率值均在0.2～0.3之間，一方面說明兩省的環境效率較低，另一方面說明兩省所采用的環境整治方案與該省的實際情況不相適應，不能有效提高兩省的環境效率，兩省政府應盡快出臺新的政策，采取新的措施改善環境質量提高環境效率。吉林、黑龍江、河南等6個省市的環境效率值起伏比較明顯。在2003—2012年期間，吉林、黑龍江與河南的環境效率值變化呈“U”形，甘肅、新疆與陜西的環境效率變化成倒“N”形，這6個省的經濟及技術水平相對落后，對污染治理與環境改善這兩方面的投入不足，致使省內社會發展與社會環境出現局部脫節因而在個別年份產生環境效率拐點。

3.2全國30個省市環境效率跨期TFP指數及其分解的時間演變分析

本文把2003—2012這一時期分成三個時間跨度，通過分析中國30個省市在這三個時期的Tfpch、Pech、 Sech和Techch數值的變化可更進一步了解影響各省市環境效率變化的原因。

從表3可以看出，在不同時期中國30個省市的環境效率變動具有相應的特點。2003—2006期間純技術效率大于或等于1的省市有20個而且在這類省市里經濟發展較快的省市居多，具有經濟優勢的地區能為當地引進新技術以及新穎的管理模式對于其技術效率具有促進作用。值得注意的是這一時期除河南、四川和陜西其他省市的規模效率變化均呈正增長，從均值這項數據來看，規模效率變化的平均增長率為1.059遠大于其他兩項，說明這一時期規模效率對全要素生產率的影響占主導作用。反觀各省市的技術進步變化情況，僅有天津、河北、廣東等全國技術領先的省市呈正增長其余省市均呈負增長，說明這一階段中國大部分省市僅原用以往技術發展環境事業，尚未對研發新的環境技術及舊技術的革新引起重視。

表3　30個省市環境效率的跨期TFP指數及其分解

2006—2009期間的全要素生產率及其子項均高于2003—2006時期的各項數值，雖然規模效率對全要素生產率的影響仍占主導作用，不過技術進步變化的增長幅度尤為明顯達3%，而且技術進步變化呈正增長的省市已有18個，其進步原因可能是受中共十七大提出建設生態文明的發展戰略的影響。相對于另外兩個子項的平均增長幅度，純技術效率的增幅明顯不足僅有0.5%，這可能是2008年金融危機對中國的經濟造成沖擊，導致中國減少對外資技術及人才的引入。而且在這一時期，各省市的規模效率有了進一步的提高，其均值達1.066并且除江蘇與新疆兩省的規模效率低于0.9意外其余各省的規模效率基本達到有效水平，天津、山西與上海的規模效率排在全國前列，陜西、遼寧與江西三省緊隨其后，說明這些省市加大了投入的規模，使得資金、勞動力、資源等要素得到合理的利用和配置，促進規模效率的增長。

與前兩段時期相比，盡管2009—2012年各省市的純技術效率變化得到了提高，但是規模效率變化和技術進步變化卻在下降。從規模效率變化方面分析，盡管該時期各省市的規模效率變化都紛紛下降，但是規模效率變化有效的省市仍然占據多數，說明在這一時期中國對環境整治及改善的投資規模逐步擴大但其增幅并不明顯；從技術進步變化方面分析，僅有北京、遼寧、云南等7個省市的技術進步變化有效其余的均無效，其中黑龍江的技術進步變化最低為0.787，其余省市均處于0.8～0.95，說明大部分省市的環境技術發展速度不能達到與該時期相匹配的水平。從全要素生產率方面分析，從均值一項不難發現，造成其DEA無效的原因是技術進步變化無效。盡管純技術效率變化達到3個時期的最大值，但是也無法彌補低下技術進步變化造成的影響，因此在今后的發展中各省市需要更加注重環境技術的發展。

3.3全國30個省市環境效率的空間格局分析

本文借鑒梁競[17]和袁冬梅[18]所采用的研究方法，利用變異指數、Theil指數和Moran指數測度中國各省市環境效率的空間差異(見圖1)。可以看出，2003—2012年Moran’s I值均為正說明中國環境效率具有較為明顯的空間集聚特征，即存在環境效率高和環境效率低的聚集區。Moran’s I值呈先下降后上升再回落的變化趨勢并在2005年達到最低，說明2003—2005年期間各省市的環境效率變化步調存在明顯的差異，因而打破原有的聚集空間格局。在2005年后Moran’s I值不斷增大到2010年達到最高，說明省市間形成新的空間集聚格局并具有顯著的空間集聚特征。反觀Theil指數與變異系數的變化趨勢，不難發現它們均具有呈“W”型的走勢，并在2010年均達到最低，說明2010年中國各省市間環境效率的差距最小。從數值上看，2003—2012年Theil值均偏小，說明這一期間各省市的環境效率雖然存在差距但差距并不顯著，不過2011—2012年Theil值持續上升在2012年達到最高，說明省市間環境效率的差距在逐步擴大，省市間環境效率的差距在2012年達10年內的最大差距。

2003—2012年各省市環境效率的空間格局大致能分為三個類。第一類是以新疆、甘肅、內蒙古以及黑龍江等6個位于中國北部所構成的環境效率“低-低”集聚區，第二類是以北京、山東、江蘇、云南、江西、貴州等16個位于中國東南部所構成的環境效率“高-高”集聚區，第三類是以陜西、陜西、湖南、河南等8個位于中國中部和西南部所構成的環境效率“低-高”及“高-低”集聚區。不難發現，中國環境效率的空間格局分布與經濟發展水平的空間格局分布[19]相似，說明區域經濟發展水平對區域環境效率的集聚效應具有一定程度的影響。

圖1　2003—2012年全國環境效率空間差異變化趨勢

盡管中國各省環境效率的集聚空間格局相對穩定，但個別地區環境效率的聚集空間格局卻在逐年演變，其中中部和西南部地區的變化尤為明顯。從2003 LISA集聚圖可知，由于河北、河南、湖北與湖南的環境效率較低與周圍地區形成了自北向南的“低-高”集聚帶，甘肅、青海、四川等省市環境效率的集聚特征并不明顯。2007年后河北省的環境效率得到提高，與周邊省市形成了京津冀魯的“高-高”集聚區，甘肅省在青海、四川與寧夏三省的帶動下與周邊地區形成“高-低”集聚區，并具有較為明顯的集聚特征，中部和西南部地區環境效率的集聚特征逐漸明顯，并且個別中部地區與東南部地區呈集聚的趨勢。從2012 LISA集聚圖能看出，與2003年相比中部和西南部的“低-高”集聚區域減少，“高-低”集聚區域卻在增加，說明2003—2012年期間中部和西南部地區的環境效率得到很大的提高，與中國南部地區的差距正逐步縮小。然而北部地區的“低-低”集聚區沒有發生明顯變化，說明該地區的環境效率仍處在較低水平，也揭示了北部地區與其他兩地區環境效率水平的差距正逐步擴大。

4研究結論

(1)2003—2012期間中國各省市的環境效率水平總體在平穩進步，東南部地區的環境效率水平一直處于全國前列，中部與西南部地區的環境效率水平進步幅度明顯，北部地區環境效率水平的進步幅度較小，總體環境效率水平與東南部和西南部地區的差距逐步擴大。

(2)2003—2012期間純技術效率變化一直對各省市環境全要素生產率起到積極的作用，說明引進的環境技術和管理模式促進中國的環境事業發展。2009年后規模效率變化對環境全要素生產率的主導作用減弱，其可能是減少對環境的投入所致，今后應調整對環境的投入，合理利用與配置各項投入，提高規模效率變化的作用。相對規模效率變化和純技術效率變化而言技術進步變化已成為環境全要素生產率提高的“跛腳點”，亟需對其引起重視。整體上對環境全要素生產率的貢獻呈規模效率變化>純技術效率變化>技術進步變化。

(3)2003—2012期間北部和東南部地區環境效率的集聚空間格局變化并不明顯，仍然為“低-低”和“高-高”集聚型，反映中國北部和東南部地區的環境效率已呈現兩極化趨勢。中部和西南部地區環境效率的集聚型由“低-高”集聚型進入“高-低”集聚型，說明中部和西南部地區環境效率得到明顯的提高。所屬于中部與西南部地區的河北、四川、重慶等省市與部分東南部地區的集聚特征日趨明顯，導致原有的三類型集聚空間格局分布正逐漸轉變為兩類型空間格局分布。

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(責任編輯譚果林)