國家重點開發城市綠色經濟效率及演化特征

王 杰

蘭州大學 經濟學院，甘肅 蘭州 730000

0 引言

十九大報告提出“為建設富強民主文明和諧美麗的社會主義現代化強國奮斗”[1]，將綠色發展理念融入社會主義初級階段的基本路線，在新時代中國特色社會主義背景下，推進綠色發展已經成為解決發展不平衡不充分矛盾和推動經濟社會進步的重要一環。同時，《全國主體功能區規劃》要求把國家重點開發區的節點城市打造為帶動區域發展的重要增長極[2]，因此評價這些節點城市的綠色經濟績效，對于推進美麗中國建設和實現《全國主體功能區規劃》的既定目標有重要指導意義。

根據已有文獻的討論[3,4]和本文的思考，綠色經濟效率包含兩層含義：一方面是“綠色”，即綠色經濟效率必須反映經濟過程中的環境友好程度，這一點在當前中國深入貫徹綠色發展理念、推進美麗中國建設的宏觀背景下顯得尤為重要；另一方面是“經濟”，綠色經濟效率同時也是一種經濟績效的衡量指標，必須刻畫出經濟體的投入(包括能源投入)產出效率。簡而言之，綠色經濟效率是考慮環境約束下的投入產出效率，因而是衡量綠色經濟績效的有效手段。

目前學者們對綠色經濟效率的研究主要集中在兩方面。其一，對經濟體的綠色經濟效率進行測算評價并對綠色經濟水平做出評估，楊龍等率先將環境污染指數納入經濟效率測算模型并較早提出綠色經濟效率概念[3]，錢爭鳴等較為清晰地界定了綠色經濟效率的含義并測算了中國主要省市區的綠色經濟效率及影響因素[4]，林曉等借助SBM和空間Durbin 方法探究了遼寧省14市綠色經濟效率的空間溢出問題[5]；聶玉立等、王曉云等、張文博等、錢龍分別從不同角度出發研究了城市綠色經濟效率問題[6-10]。其二，詳細探究某一特定因素對綠色經濟效率的影響機理，如胡安軍等、劉耀彬等分別研究了產業集聚對綠色經濟效率的作用機制[11,12]，方齊云等探討了城鎮化與綠色經濟績效的時空效應[13]，錢爭鳴等[14]、弓媛媛[15]各自探究了環境管制對綠色經濟效率的作用路徑。從研究方法看，由于DEA方法能夠免予獲取生產函數和價格信息[16,17]，因而被廣泛用于綠色經濟效率的測算。

通過對上述文獻的梳理發現：從研究范圍來看，關于國家主體功能區綠色經濟績效的探究并不多見；從研究指標來看，學者們對綠色經濟效率的含義已經基本形成共識，并且就綠色經濟效率的測算和影響因素做了大量分析，但鮮有文獻剝離出綠色經濟效率的內涵指標展開探究，從而未能解析出不同經濟體綠色經濟效率的內在差異。從投入產出要素來看，絕大部分文獻用土地或者電力消耗代替能源消費量，因而與實際能源消耗情況存在出入。

綜上所述，本文試圖從以下幾個方面對已有研究進行拓展：首先對投入要素做了更新，用城市的能源消費量作為能源投入要素；其次借助方向性距離函數構建出綠色效率、經濟效率和綠色經濟效率模型，據此將90個節點城市分為四類以解析其綠色經濟特征；最后利用滿足傳遞性、跨期比較要求的GML指數分析四類城市綠色經濟效率的時序演進特征及驅動因子。

1 研究方法、指標及數據

1.1 方向距離函數(DDF)

為同時將資源與能源消耗、期望產出和污染物納入測算體系，參考Chung等[18]、Zhou等[19]的做法。假設有N個決策單元，M種投入，Q種期望產出和q種非期望產出，生產可能性集為P={(X,Y,U):X→(Y,U)}，XM×N,YQ×N,Uq×N分別為投入、期望產出和非期望產出矩陣。為評價決策單元距離前沿面的距離(即決策單元的無效率值)，構建規模報酬不變、非期望產出弱可處置的方向性距離函數模型：D(x,y,u,g)=sup{wT·v:(x,y,u)+v·diag(g)∈P}，具體求解如下：

(1)

其中，w=(wx,wy,wu)為投入、期望產出和非期望產出對應的權重向量，具體與投入產出的數量有關①，v=(vx,vy,vu)為系數向量，g=(gx,gy,gu)為方向向量。求解過程中如遇到非線性規劃式可通過Charnes-Cooper變換轉化為線性規劃式[20]。

1.2 綠色效率、經濟效率和綠色經濟效率

(1)綠色效率(GE)

(2)經濟效率(EE)

(3)綠色經濟效率(GEE)

1.3 GML指數

GML指數的測算可以建立全局生產可能性集合，因而具有傳遞性且能夠滿足跨期比較要求。根據Oh等(2010)， GML指數為：

(2)

t到t+1期的技術效率變動為：

t到t+1期的技術進步為：

則GML指數可以分解為：

(2)式中的方向性距離函數求解如下：

(3)

(4)

1.4 研究對象、指標選取與數據來源

參照《國務院關于印發全國主體功能區規劃的通知》[20](以下簡稱《通知》)對國家重點開發區節點城市的規劃，并參考《全國城鎮體系規劃綱要(2005—2020年)》《中國統計年鑒》列出的大中城市名單，本文選取冀中南、呼包鄂榆地區等17個重點開發區中的90個重要節點城市②作為研究對象，鑒于《通知》的發布時間及數據可得性，本文選取的時間跨度為2011—2016年。

根據前文綠色經濟效率的含義，本文選取四類指標作為測算綠色經濟效率的投入產出要素：資本、勞動作為非能源投入，能源消耗作為能源投入，GDP作為期望產出，工業“三廢”作為非期望產出。資本投入通過永續盤存法計算得到，以2010年為基期，初始資本存量和折舊率確當參見單豪杰[21]的做法；勞動投入用年末城鎮單位從業人員數、私營和個體從業人數之和代替；能源投入為當年能源消費量；工業“三廢”分別為工業廢水、二氧化硫和煙(粉)塵排放量。

表1 投入產出指標描述Table 1 Description of input output index

上述數據中，能源消費量由單位GDP能耗(當年價格)與GDP相乘求得，單位GDP能耗的數據來自各省政府、統計局、環保局、工業和信息化委員會、發展改革委員會官網或省級統計年鑒，其余數據均來自《中國城市統計年鑒》。

2 實證結果

2.1 效率測算結果

(1)綠色效率：測算結果顯示，90個城市中的鄂爾多斯、大慶、長沙、溫州、廈門、汕頭、?？?市始終位于生產前沿面上，歷年綠色效率值均為1，表明這7市污染物實際排放量達到最優。揭陽、齊齊哈爾、寧德、福州、西安、武漢、呼和浩特、湛江、莆田、汕尾、潮州、成都12市綠色效率均值介于0.79和1之間，部分年份綠色效率達到1，說明這些城市的污染物排放中無效排放量占比較小，污染物減排空間不大。其余絕大部分城市的綠色效率值長年處于低位，無效排放量占實際排放量的比重較大。其中邢臺、銅陵、景德鎮、九江、中衛5市的綠色效率均值低于0.1，污染物排放中有效排放量占比很小，污染物減排面臨較大壓力。

(2) 經濟效率：處于生產前沿面上的鄂爾多斯、大慶、長沙、溫州、廈門、汕頭、海口7市也表現為經濟效率相對有效，以最少的投入創造了盡可能多的期望產出，在90個節點城市中達到了資源配置的最佳狀態。齊齊哈爾、武漢、合肥等18市的經濟效率均值介于0.9和1之間，個別年份達到相對有效，屬于經濟資源配置較為優化的城市，但仍然存在一定的改進空間。與之形成鮮明對比的是，邯鄲、臨汾、忻州、黃石、孝感、貴陽、銅川、蘭州、白銀、西寧、銀川、石嘴山、吳忠、中衛14市的經濟效率排名墊底，經濟資源配置不合理，資源浪費現象比較普遍，投入產出效益偏低。

(3) 綠色經濟效率：鄂爾多斯、大慶等7市的綠色經濟效率依然表現為相對有效，資源消耗強度和廢物排放強度都位于最優狀態，其經濟過程處于環境和經濟雙重有效的模式。其余城市的綠色經濟效率值介于綠色效率和經濟效率之間，正好體現出綠色經濟效率是對環境保護和經濟增長的一種綜合反映。合肥、齊齊哈爾、南昌等15市的綠色經濟效率均值介于0.8和1之間且能在個別年份達到1，其資源消耗強度或廢物排放強度尚未達到最優層面，意味著在產出增長過程中未能完全兼顧環境保護和資源節約。相比較而言，邢臺、長治、忻州、臨汾、黃石、孝感、吳忠、中衛、西寧9市的綠色經濟效率低于0.4，說明其資源消耗和廢物排放的平均水平最高僅達到前沿面城市的40%，資源浪費和污染物無效排放普遍存在，綠色增長前景不容樂觀。

2.2 各類城市的發展特征

本部分綜合綠色效率、經濟效率和綠色經濟效率三類指標值，借助K均值聚類算法將90個城市分為四大類 (表2)，并通過三大效率值的對比情況探討各類城市的綠色經濟特征。

從90個城市整體來看，除鄂爾多斯、大慶、長沙、溫州、廈門、汕頭、海口7市三類效率值③相等且都為1外，其余83個城市的經濟效率均高于綠色效率，意味著重點開發區節點城市的發展模式更加注重“經濟”而不是“綠色”。

觀察表2可看出，數量最少的第Ⅰ類城市三大效率值都處于最高水平，均值分別為0.950、0.992和0.975，該類城市經濟效率和綠色效率對綠色經濟效率的貢獻相差無幾，經濟資源配置和污染物減排接近或者達到有效狀態，在促進經濟增長的同時也有力控制了污染物排放，處于經濟增長和環境保護得到兼顧的強有效發展路徑之上，是重點開發區中典型的綠色增長型城市。

表2 重點開發區90個地級市按綠色效率、經濟效率和綠色經濟效率的分類情況Table 2 Classification of green efficiency，economic efficiency and green economic efficiency of 90 cities in important development areas

第Ⅱ類城市的三大效率值也處于較高水平，均值分別為0.711、0.900和0.828，但與第Ⅰ類城市差距明顯。同時，綠色效率低于綠色經濟效率，說明污染物無效排放對綠色經濟效率表現出負向作用；而經濟效率高于綠色經濟效率，意味著較高的投入產出效率拉高了綠色經濟效率。這類城市處于未能有效兼顧經濟增長和環境保護的弱有效發展路徑之上，是重點開發區中典型的增長型城市。

第Ⅲ類城市效率值的特征比較明顯，三大效率均值分別為0.266、0.723和0.569。綠色效率和經濟效率值之間的缺口遠大于其他各類城市，污染物無效排放對綠色經濟效率表現出非常明顯的負向作用，綠色經濟效率受環境污染的制約相對嚴重，即便較高的經濟效率也無法使綠色經濟效率保持在較高區間。說明這類城市處于用環境破壞換取經濟增長的相對無效發展路徑之上，是重點開發區中典型的污染增長型城市，同時也是重點開發區中數量最多的城市類型。

第Ⅳ類城市的三大效率均值分別為0.235、0.521和0.454，其綠色效率與第Ⅲ類城市相當而經濟效率更低，說明這類城市的經濟效率對綠色效率的正向作用比第Ⅲ類城市小，表現為綠色經濟效率較第Ⅲ類城市有明顯下滑。概括而言，這類城市綠色經濟效率偏低，處于環境保護和經濟增長均未取得合意成績的無效發展路徑之上，是重點開發區中典型的落后型城市。

2.3 各類城市的區位分布

Ⅰ類城市主要分布在海峽西岸經濟區，且是該區域占主導地位的城市類型，間接表明海峽西岸經濟區是重點開發區中綠色經濟水平最高的區域。Ⅱ類城市是典型的增長型城市，在地理上并未呈現出集中分布的特征，散布在哈—長、呼包鄂榆、關中—天水、長江中游地區和海峽西岸經濟區。Ⅲ類城市作為污染增長型城市，主要分布在經濟擴張較快、資源儲量豐富、重工業基礎雄厚的區域，如冀中南、哈—長地區、中原經濟區、東隴海地區、北部灣地區、江淮地區、成渝地區和關中—天水地區。Ⅳ類城市作為落后型城市，主要分布在生產效率低下、污染物管制力度不夠的中西部地區，如長江中游地區的武漢城市圈、滇中、黔中、蘭州—西寧、關中—天水地區和寧夏沿黃經濟區。

從具體的開發區來看，海峽西岸經濟區的城市結構優越、綠色增長水平最高；呼包鄂榆、成渝、哈—長地區包含Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類城市，Ⅱ類城市占主導地位；東隴海地區和中原經濟區全部為Ⅲ類城市，意味著這兩大地區存在以破壞環境為代價換取經濟增長的發展行為；冀中南地區、太原城市群、關中—天水、滇黔和北部灣地區主要為Ⅲ、Ⅳ類城市，偶有Ⅰ、Ⅱ類城市；江淮地區和長江中游地區包含的城市類型較為齊全、城市結構比較分散；寧夏沿黃經濟區和蘭州—西寧地區全部為Ⅳ類城市，間接表明這部分區域的綠色經濟績效在重點開發區中排名墊底。

3 綠色經濟效率的時序演化特征

3.1 不同開發區的GML指數

我們將90個城市GML指數2011—2016年的累計變化值和幾何平均值按所在開發區列在表3中④。表3顯示，重點開發區的節點城市6年間綠色經濟效率累計上漲15.2%，年均增長率達2.4%，絕大部分重點開發區的GML值呈上升趨勢。GML的分解指數告訴我們，整體而言，技術進步(TC)對綠色經濟效率貢獻大于技術效率(EC)，二者的累計貢獻分別為6.6%和3.9%，年均貢獻分別為1.3%和0.8%。

表3 重點開發區GML指數及分解項Table 3 GML index and its decomposition of important development areas

太原城市群、滇中地區、寧夏沿黃經濟區的GML指數呈下降態勢，GML分解項表明技術進步是制約滇中地區和寧夏沿黃經濟區綠色經濟績效上升的主要因素，這兩大區域一定程度上忽視了技術創新對于綠色經濟效率的重要性，而太原城市群綠色經濟效率下滑則主要起因于技術效率的滯后，說明該區域內城市發展存在經濟資源錯配、投入布局不合理的現象。GML累計漲幅小于10%的有江淮地區、關中—天水地區和海峽西岸經濟區，前兩大區域綠色經濟效率的小幅走高態勢源于技術進步的正向作用和技術效率的負向作用，而海峽西岸經濟區的GML值呈現時序平穩態勢，可能是由于該地區的大部分節點城市處在生產前沿面上，綠色經濟效率的改進空間較小。GML累計漲幅介于10%到20%之間的開發區占比最高，同時也是具有代表性的開發區，包括長江中游、蘭州—西寧、呼包鄂榆和東隴海地區、北部灣、哈長、冀中南地區和中原經濟區。其中，前四大區域技術效率對綠色經濟效率增長的貢獻大于技術進步，后四大區域正好相反。GML累計漲幅高于20%的地區為成渝地區、天山北坡地區和黔中地區，漲幅最高的黔中地區年均增長率高達11.5%，導致其2016年GML值比2011年高出82.4%，GML的分解項指出，技術效率和技術進步對該地區綠色經濟效率增長均有較大貢獻，累計貢獻值分別高達41.5%和26%。該地區綠色經濟效率的大幅增長與近些年引進高新技術產業、實現快速高質量發展不無關系。

3.2 四類城市的GML指數

圖1顯示，四類城市6年間GML值累計漲幅分別為1.13%、11.3%、12.9%和12.3%，Ⅰ類城市漲幅最小，原因是該類城市接近或者達到生產前沿面上，綠色經濟效率的改善空間較小，Ⅲ、Ⅳ城市綠色經濟效率偏低、改進空間大，因而漲幅較高。從變化趨勢分析，各類城市GML和TC曲線的變化趨勢大體一致，均表現為震蕩上行態勢，主要的震蕩區間為2012—2014年，可能的原因是這兩年中國經濟邁入新常態，全國經濟結構處于轉型升級之中，不可避免地波及到重點開發區城市的綠色經濟績效。而EC曲線并未表現出與GML和TC曲線一致的變化趨勢。

圖1 累計GML及其分解項變化趨勢Fig.1 Cumulative GML index and its decomposition change trend

第Ⅰ類城市的GML指數及分解項在2011—2013年中基本保持平穩運行，2014—2015年，技術進步下降引致了綠色經濟效率的小幅下滑，2015—2016年，在技術進步上漲和技術效率下降的共同作用下，GML指數出現反彈并超過了2014年之前的基點。意味著對第Ⅰ類城市而言，技術進步是導致綠色經濟效率漲落的主要因素。第Ⅱ類城市的TC曲線和EC曲線在2011—2015年間表現出反向運行特征，僅在2015—2016年間，EC和TC值雙雙上漲，TC和EC的疊加作用使得GML曲線在各年份大體呈現出不同程度上升趨勢，說明該類城市綠色經濟效率受到技術進步和技術效率的雙重驅動。

2011—2012年，第Ⅲ、Ⅳ類城市TC值下降，但技術效率上升抵消了TC值的下降，帶動GML值上漲；2012—2013年，第Ⅳ類城市的EC和TC值均出現下降，使GML指數大幅降落。與之不同的是，第Ⅲ類城市TC值上升部分抵消了技術效率值的降低，GML指數僅出現小幅降落。2013年之后，這兩類城市的GML指數均呈現加速上升態勢，但驅動因子不同。觀察EC和TC曲線可知，第Ⅲ類城市GML值上升源于技術效率的改善，而技術進步促成了第Ⅳ類城市GML值的上漲。概括而言，一方面，第Ⅲ、Ⅳ類城市三條曲線的變化趨勢大體同步，但第Ⅳ類城市的振幅較大，說明該類城市脆弱的經濟結構和低下的污染物管制能力導致效率對時序反應更加敏感；另一方面，第Ⅳ類城市綠色經濟效率的驅動因子為技術效率，第Ⅲ類城市綠色經濟效率的驅動因子體現出階段差異性，2011—2013年間為技術效率，2013—2016年為技術進步。

4 結論及建議

4.1 結論

(1)絕大部分城市與前沿面城市的綠色經濟效率存在較大差距，意味著污染物無效排放和投入產出效率不足現象在重點開發區內依然存在，經濟效率普遍高于綠色效率表明經濟效益比環境效益更受重視。K均值聚類結果顯示，90個節點城市可分為四類：第Ⅰ類城市的三大效率值達到或者接近1，形成了經濟效益和環境效益“雙贏”的局面，是重點開發區中的綠色增長型城市；第Ⅱ類城市屬于增長型城市，其綠色效率與第Ⅰ類城市存在一定差距，綠色效率同時拉低了綠色經濟效率，說明該類城市采取的是未能兼顧經濟增長和環境保護的弱有效發展模式；第Ⅲ類城市綠色效率和經濟效率間的缺口較大，較低的綠色效率值對綠色經濟績效產生較大制約，表明該類城市正處于用環境破壞換取經濟增長的相對無效發展路徑之上，屬于污染增長型城市；第Ⅳ類城市綠色效率、經濟效率和綠色經濟效率值均偏低，正處于面臨環境保護和經濟增長雙重壓力的無效發展路徑上，是典型的落后型城市。

(2)重點開發區節點城市的綠色經濟效率呈累計上升態勢，2011—2016年間綠色經濟效率平均累計上漲15.2%，年均增長率達2.4%，技術進步(TC)對綠色經濟效率貢獻明顯大于技術效率(EC)，城市綠色經濟效率的變化幅度和驅動因素存在區位和類型差異。時間變化趨勢方面：各類城市綠色經濟效率總體表現為震蕩上行趨勢，主要的震蕩區間為2012—2014年；具體來看，達到或者接近前沿面的第Ⅰ類城市綠色經濟效率表現最為穩定，僅在2014—2016年間出現小幅變化；受技術進步和技術效率的雙重影響，除2013—2014年外，第Ⅱ類城市綠色經濟效率在其余各年均呈現不同程度的上漲趨勢；第Ⅲ、Ⅳ類城市綠色經濟效率的變化趨勢大體同步，經濟結構脆弱和廢物管制能力低下使得第Ⅳ類城市的時序反應更加敏感，技術進步和技術效率分別在不同階段推動第Ⅲ類城市的綠色經濟效率發生變化。

4.2 政策建議

不同城市綠色經濟效率的特征和驅動因素表現出區位與類型差異，因而有必要采取差異化的發展策略以推動綠色經濟績效提升。從區位角度出發，哈長、冀中南地區、太原城市群、中原、寧夏沿黃經濟區、滇中和北部灣地區的節點城市應當充分發揮技術進步的正向作用，深入推進創新驅動發展戰略，促進人工智能、大數據等尖端信息技術與傳統產業深度融合，引導企業增加科技和環保投入；呼包鄂榆、蘭州—西寧、長江中游和東隴海地區的節點城市應在保證技術創新作用同時，在資源配置優化、搭配投入要素合理搭配上著重發力，進一步釋放技術效率對于綠色經濟績效的推動作用。

從城市類型的角度出發，一方面，第Ⅰ類城市應當鞏固其綠色增長的領先地位，同時注重科技創新對于綠色經濟效率的正向推動、避免技術效率下降的掣肘；第Ⅱ類城市需要在技術進步和產業結構優化方面并行發力，開發和引進環保技術，合理擴大第三產業占比，不斷增強清潔生產能力；第Ⅲ、Ⅳ類城市有必要加強企業的環境管制強度和增強政府環境監測力度，減弱“高污染、高能耗、低產出”行業對綠色增長潛力的制約。另一方面，對于包含第Ⅰ類城市的地區，應當大力促進城市間協同發展，完善城市間溝通交流的體制機制，發揮第I類城市的“空間溢出”效應，帶動Ⅲ、Ⅳ類城市邁出綠色發展步伐。

注 釋：

① 權重值的選取方式參見Zhou等的證明。

② 217個重點開發區及其包含的90個重要節點城市見附表。

③ 效率值及K均值聚類的相關計算均由MATLAB R2013b軟件完成，詳細測算結果見附表。

④ 表3中各開發區對應的數值由其所包含城市數值取平均得到。