環境約束視角下西部地區生態效率測度與影響因素研究

溫 冰 肖春梅

（新疆財經大學 經濟學院，新疆 烏魯木齊 830012）

一、引言

2020年5月，中共中央、國務院出臺的《關于新時代推進西部大開發形成新格局的指導意見》提出“加大美麗西部建設力度，筑牢國家生態安全屏障?！秉h的十九屆五中全會提出“主要污染物排放總量持續減少，生態環境持續改善，生態安全屏障更加牢固”的主要目標。西部地區獨特的地理特征，是構成我國生態安全屏障的重要組成部分，并在稀缺性資源儲備、維護生態穩定等方面發揮戰略性作用。西部大開發戰略實施以來，西部地區GDP占全國比重從 2000年的17.23%提高到2019年的20.71%，人均GDP從4848元增加到53741元，經濟實力顯著增強，但同時西部地區也面臨著“南北增長差異”的問題：西南地區與西北地區①西北地區包括內蒙古、寧夏、甘肅、陜西、青海、新疆六個?。▍^）；西南地區包括云南、貴州、四川、重慶、廣西、西藏六個省（區、市）。的GDP差額從2000年的4639億元拉大到2019的61114億元，擴大約13倍。此外，工業化進程的加快、城鎮化的推進使得大氣污染嚴重、廢棄物堆積等環境問題逐步成為西部地區高質量發展的阻礙。2017年西部地區工業二氧化硫排放量達到324萬噸，占全國排放總量的36%，固體廢棄物利用率低于全國平均水平近11個百分點。推動西部地區的高質量發展，需結合當地獨特的生態環境，深入研究環境約束下西部地區生態效率的變動趨勢及其影響因素，對于解決西部地區資源約束難題、實現生態環境良性循環發展、形成新發展格局具有戰略性和全局性的意義。

“生態效率”的概念最早由德國學者Schaltegger和Sturm[1]提出，核心思想是“經濟產出高、資源消耗少、環境污染小”，進而可動態地呈現經濟與資源、環境之間的協調發展關系。目前學者主要從三個方面對生態效率相關問題進行深化和拓展：一是生態效率的評價指標體系。包括資源投入、期望產出和非期望產出三個層面。資源投入方面，主要從資本存量、勞動力、能源等方面選取指標。趙領娣和李莎莎等[2]、韓燕和鄧美玲[3]均選取年末單位從業人員、固定資產投資、供水總量、城市建設用地面積、全社會用電量作為資源消耗指標；期望產出方面，大多采用GDP[4]這一指標，其他指標包括工業增加值[5]、地方一般公共預算收入[6]、市轄區建成區綠化覆蓋率[7]等；非期望產出方面，常見指標有工業三廢[8]、三廢排放[9]等。沈偉騰和胡求光等[10]選取廢水排放總量、化學需氧量、SO2排放量、煙塵排放量作為非期望產出對中國區域生態效率進行評價。二是生態效率的測度方法。包括單一比值法[11]、綜合評價方法[12]、數據包絡分析法（DEA）、生態足跡法[13]和能值分析法[14]等。非參數的數據包絡分析法（DEA）不受指標量綱和數量影響，也不局限于生產函數的具體形式，是目前研究的主流方法。傳統的DEA模型在評價生態效率時未納入非期望產出進行有效測度[15]，非徑向、非角度的SBM模型克服了這一缺陷，因此汪艷濤和張婭婭[16]、蓋美和展亞榮[17]均采用SBM模型測算生態效率。三是生態效率的影響因素研究。羅能生和李佳佳等[18]認為城鎮化與生態效率之間存在非線性關系。姬曉輝和汪健瑩[19]指出外商投資規模、開放化水平和研發投入對環境規制影響生態效率的溢出效應具有明顯門檻特征。李強[20]指出產業升級對生態效率的增長有抑制作用。蔡玉蓉和汪慧玲[21]研究得出經濟發展水平這一變量支持環境庫茲涅茨曲線假說。其他影響因素包括地方政府競爭、財政分權、金融集聚[22][23][24]等。此外，生態效率的研究內容還包括區域差異[25]、空間溢出[26]等方面。

梳理文獻可發現，對生態效率的研究存在以下不足：第一，在多數研究生態效率的成果中，產出評價指標體系主要考慮經濟發展與環境污染，鮮有考慮生態保護層面。第二，大多數文獻采用普通DEA模型對生態效率進行測度，這會出現多個決策單元同時為1的情況，難以進一步區分有效單元之間的效率差異。第三，國內學者研究西部地區生態效率的文獻相對較少，且對于西北和西南兩個經濟區域未能進一步探討區域間的差異。鑒于此，本文在現有研究基礎上對西部地區生態效率進行實證研究，一是在考慮污染物排放對生態效率的環境約束下，進一步豐富生態效率評價指標體系；二是采用非角度規模報酬不變約束下的超效率SBM模型，能夠有效比較不同效率間差異；三是通過分析西部地區（不含西藏）11個?。▍^、市）2003—2017年生態效率靜態和動態變化趨勢，進一步區分西北和西南地區探討生態效率的區域差異，深入研究影響西部地區生態效率變動的因素，可為制定相關發展政策提供量化依據。

二、研究方法與數據來源

（一）研究方法

1.熵值法。把各年各指標匯總為截面數據再進行標準化處理，假設有m個對象、n個指標，具體計算公式如下：

式中，ρ*為生態效率值；X代表要素投入；Y代表合意與非合意產出；m、s代表投入與產出指標數量；分別代表對應的松弛變量；i、o分別代表投入與產出決策單元；λj為權重向量；k為生產時期；ρ*≥1代表生態效率相對有效；ρ*＜1代表生態效率相對無效。

3.GlobalMalmquist-Luenberger指數。Oh[28]（2010）構建了GML指數模型，并將其分解為技術進步指數和技術效率指數兩個部分，本文用來測度生態效率變化率，具體分解公式如下：

其中，GML表示在給定技術水平前提下生態效率的變化情況；GTC和GEC由GML指數分解而成，分別表示t到t+1時期的技術進步指數和技術效率指數；GML、GTC和GEC大于1（或小于1）分別代表生態效率上升（或下降）、技術進步（或退步）和技術效率改善（或下降）。

（二）指標體系構建及數據說明

基于可持續發展視角并借鑒相關學者的研究成果，本文構建的西部地區生態效率評價指標體系如表1所示。由于DEA模型的應用條件要求投入產出變量不宜過多，鑒于此，所采用的部分指標利用熵值法進行計算，使得模型測度結果更符合客觀實際。本文采用的數據跨度為2003—2017年，數據來源于《中國環境統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》和各省區市統計年鑒。

表1 西部地區生態效率評價指標體系

三、西部地區生態效率時序演變特征

（一）靜態分析

1.從整體趨勢看，2003—2017年西部地區生態效率值先下降再波動上升（見表2）。從發展階段來看，大致分為四個階段：（1）下降期（2003—2008年），生態效率由0.653一直下降到0.296，下降54.67%。此階段處于西部大開發戰略的初始階段，西部地區經濟以GDP為導向的粗放式發展特征明顯。西部整體的資本、勞動力和資源要素投入均保持較高水平，資源過度投入的同時環境污染也在增加，生態效率下降幅度較大。（2）上升期（2008—2011年），生態效率由 0.296增加到0.358，上升20.95%。國家“十一五規劃”和《西部大開發“十一五”規劃》的制定及實施有助于促進西部生態環境建設，西部地區的環境污染情況亦得到有效控制。2008年金融危機爆發后，西部地區受影響較小，經濟發展態勢較中東部地區更為平穩。以2009年為例，西部地區GDP平均增速為12.51%，比中部高0.93個百分點，比東部高1.3個百分點，經濟產出給生態效率帶來的效益大于資源消耗和環境污染帶來的損失，生態效率提高。（3）轉換期（2011—2016年），生態效率由0.358增加到0.421，上升17.60%。國家在2010年末頒布了《全國主體功能區規劃》，西部許多地區被列為限制開發區或者禁止開發區，并在環境恢復治理、嚴格開發準入等方面做出了相關規定，生態保護的緊迫性得到進一步重視，生態效率緩慢提高。（4）發展期（2016—2017年），生態效率由0.421上升到0.517，上升22.80%。隨著經濟發展理念的轉變，要求著力推進綠色、循環、低碳發展，西部地區污染治理力度持續加大，居民環保意識增強，生態功能逐步完善，生態效率加快提升。

表2 2003—2017年西部地區生態效率測度結果

2.分西北、西南區域看，第一，西北、西南地區與西部整體生態效率變動的趨勢一致，且西北地區均值高于西南地區（見圖1）。第二，西北地區變異系數與西部整體變化趨勢大致相同，呈現相對穩定狀態；西南地區變異系數呈現“M”型波動，整體保持上升趨勢，生態效率差距明顯擴大（見圖2）。分析其原因：（1）從投入產出角度，西北地區經濟發展水平落后于西南地區，但大多數地區的生態基礎條件較好。西北地區的生態環境指數均值約為西南地區的1.55倍，尤其青海、內蒙古、新疆的生態收益產出遠高于西部整體水平。西南地區雖然經濟產出較高，但資源利用效率普遍低于西北地區，在經濟社會發展過程中資源消耗對環境的負面影響較大，同時污染防治意識不強，環境污染指數均值約為西北地區的1.56倍，非期望產出較高。（2）從區域差異角度，西南和西北地區在2008—2011年期間表現出顯著生態效率區域差異。自2008年開始，西南地區經濟增速超過西北地區，兩地區的經濟發展表現出明顯分異特征。其間西南地區憑借經濟發展優勢，吸引大量的資本和勞動力，依托良好的工業發展基礎，推動產業結構優化升級，使生態效率快速上升，增速為61.12%，同時內部差異擴大。西北地區人口密度低，經濟增速放緩，生態效率增速僅為0.92%，生態效率平穩發展，內部差異縮小。

圖1 2003—2017年西部整體及分地區生態效率平均值對比圖

圖2 2003—2017年西部地區各年份生態效率變異系數值對比圖

（二）基于GML指數的生態效率值動態評價

1.西部地區2003—2017年生態效率值動態變化見表3。

表3 西部地區各年份平均GML指數及其分解

第一，西部地區GML指數整體呈波動上升態勢，總體處于規模報酬遞增階段。不同時期的GML值最大值為1.162，最小值為0.729，自2008年以后GML數值均大于1，表明之后生態效率呈現上升趨勢，與靜態生態效率值的變化情況一致。

第二，西部地區生態效率的GML指數分解中，不同指數發揮作用不同。從均值看，西部地區GML值為1.011，年均增長1.1%，分解的技術效率指數上升3.1%，而技術進步指數下降0.9%。

第三，就技術效率指數而言，2003—2017年的均值高于GML指數，是各?。▍^、市）生態效率提升的主要驅動力。表明西部地區的生態管理水平提高，資源得到有效配置。

第四，就技術進步指數說，低于GML指數和技術效率指數，阻礙生態效率的提升，技術進步有待進一步提高。在研究投入方面，2018年西部地區R&D經費投入占全國的24.59%，與2005年27.30%相比下降2.71個百分點，科技創新投入不足，技術進步對生態效率的帶動作用仍未呈現。

2.西部地區各?。▍^、市）生態效率值動態變化見表4。

表4 2003—2017年西部地區11省份的GML指數及其分解

第一，從各地區GML指數的分解情況來看，各?。▍^、市）的指數分解有顯著差異。內蒙古、重慶、陜西、寧夏的GML值大于1，年均增長率分別為6.7%、21.3%、6.3%、16.2%，生態效率呈逐年改善趨勢，其余省（區、市）的GML值均小于1。

第二，技術進步指數和技術效率指數都起正向促進作用的省份是重慶和內蒙古。以內蒙古為例，GML值的年均增長率為6.7%，其中技術進步的貢獻率為6.5%，技術效率的貢獻率為0.2%，故技術進步構成其增長的主要動力。

第三，僅技術效率指數起正向促進作用的是四川、貴州、甘肅、陜西和寧夏五個?。▍^）。技術效率指數均大于1，起正向的促進作用，技術進步指數小于1，阻礙了生態效率的提高，對生態效率的提升有較大改進空間，應加強新技術和新產品研發科技的投入。

第四，僅技術進步指數起正向促進作用的是青海。青海省的技術進步指數大于1，而技術效率指數變動值較小，存在一定的改進空間。在今后的發展中要積極轉變經濟發展模式，提高管理方法與技術水平，使資源配置得到合理利用。

四、影響因素分析

（一）變量選取

基于對現有文獻的整理，在考慮指標的適用性以及數據可獲得性的基礎上，從經濟、社會和生態三個維度構建影響因素指標體系（見表5）。

表5 西部地區生態效率影響因素指標含義

（二）數據說明

數據主要來自《中國科技統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國統計年鑒》以及國家統計局網站。對于少量缺失值通過均值法補齊，具體指標的描述性統計如表6所示。

表6 變量指標的描述性統計

（三）模型構建與方法選取

本文選取生態效率值（eff）為因變量，上述解釋變量為自變量。為檢驗經濟發展水平與生態效率是否存在EKC效應，將人均GDP的對數（lnpgdp）和人均GDP對數的二次項（lnpgdpsq）引入計量模型中。構建模型如下：

式中，effkt表示第k省（區、市）t年的生態效率值，εkt為隨機誤差項，其他為各影響因素指標。本文采用個體時點固定效應、個體固定效應、隨機效應、隨機效應tobit、混合回歸、FGLS[32]六種面板模型檢驗進行擬合，根據擬合結果進行比較選取最優模型。

基于Hausman檢驗，在5%的顯著性水平下，拒絕原假設，故應采用固定效應模型。在比較上述兩種模型的R2、AIC、BIC的基礎上，最終選擇最優的個體固定效應模型，后續分地區和分時間段回歸都是基于此模型基礎。

（四）模型結果分析

1.全域性估計及分析

第一，環境規制強度平均每增長1%，西部地區生態效率值平均下降0.237%，該結論支持了易杏花和劉錦鈿[33]的研究。可能的原因是由于西部地區仍為粗放型經濟發展模式，處于“邊污染邊治理”狀態，總體環境規制程度較低，投入力度不足，未充分發揮出生態效率的正向效應（見表7）。

表7 西部地區生態效率影響因素回歸結果：全樣本回歸

第二，對外開放水平平均每增長1%，生態效率值平均增長0.429%。西部地區加大對外開放水平，促進了區域的經濟發展，帶動就業和GDP的增長，并在對外交流的過程中不斷吸收國外先進的清潔技術和管理經驗，提高資源利用效率，提升生態效率水平。

第三，城鎮化水平平均每增長1%，生態效率值平均增長7.221%，這一點與汪曉文和劉娟[34]的研究一致：西部地區目前處在“U”型曲線的上升階段，生態效率隨著城鎮化水平提升而提高。由于居民的環保概念逐漸加強，能源消費結構趨向綠色，人口、產業等規模集聚效應提升了資源利用效率，生態環境逐漸改善。

第四，人均GDP對數的系數為負，二次項系數為正，且在1%水平顯著，說明經濟發展水平與生態效率呈“U型曲線”。生態效率與環境污染程度呈現反向變動關系，與污染先增后減的“倒U型曲線”本質一致，驗證西部地區支持環境庫茲涅茨曲線。

第五，產業結構優化和科技創新水平沒有通過顯著性檢驗，說明目前在西部地區產業結構優化水平和科技創新水平對生態效率的影響不明顯。

2.分地區回歸分析（見表8）

表8 西部地區生態效率影響因素回歸結果：分地區回歸結果

由于西部地區生態效率水平存在差異，將西部地區分為西北地區和西南地區，探究其影響因素。

第一，西北地區環境規制強度平均每增加1%，生態效率值平均下降0.264%。西北地區環境污染治理強度相較西南地區高，對生態效率的作用得以顯示出來。生態效率不高的地區不得不投入更多資金進行末端治理，表明西北地區的環境污染情況較為嚴重，迫切需要采取“精準治理”“因地制宜”等差異化措施。

第二，產業結構優化在西北地區通過了1%的顯著性水平檢驗，且顯著為負。相比較而言，西北地區雖在工業化水平方面高于西南地區，但其自身的工業發展實際上還處于資源密集型產業為主導的初步發展階段，這種發展階段具有較為典型的“三高一低”的特點，對生態效率的提高作用并不明顯。

第三，城鎮化水平在西北地區顯著為正，城鎮化水平平均每增加1%，生態效率值平均增加15.07%。西北地區城鎮化水平一直略高于西南地區，城鎮化水平的提升會推動產業結構趨向綠色低耗方向發展，同時技術創新也帶來了低成本和高效率，對西北地區生態效率的改善作用進一步擴大。

第四，對外開放水平在西南地區通過了5%的顯著性水平檢驗，對生態效率是正向影響。借助西部大開發戰略的實施，西南地區的外貿依存度、實際利用外商直接投資規模持續擴大，帶動整個西部地區對外開放水平的提升。西北地區由于開放平臺較少、貿易主體和產品結構單一、綜合保稅區和自貿區容量有限等原因，并未充分利用此機遇來提升生態質量和生態效率[35]。

第五，人均GDP對數的系數為負，二次項系數為正，在西南和西北地區都通過了1%顯著性水平的檢驗，符合EKC假說；科技創新在西南地區和西北地區都未通過顯著性檢驗，創新能力明顯不足，對生態效率的影響作用不大。

3.分時間段回歸分析（見表9）

表9 西部地區生態效率影響因素回歸結果：分時間段回歸結果

把2009年作為分界點，討論不同時間段影響西部地區生態效率的主要因素。

第一，環境規制對西部地區生態效率的抑制作用逐漸減弱。變量系數由2003—2009年的0.430下降到2010—2017年的0.133，說明環境污染治理有成效?？赡艿脑蚴且幹剖股鷳B補償的正向作用增強，經濟成本的負效益減弱。

第二，產業結構優化在2010—2017年通過了顯著性水平檢驗，對生態效率是負向影響。西部地區第三產業占比至2016年幾乎與第二產業持平，產業結構優化進程緩慢。由于西部地區第二產業發展較為成熟，工業在經濟中占有較高比重，第三產業發展又相對滯后，難以彌補工業粗放式發展帶來資源過度消耗和環境污染加劇的負面影響，同時以技術和資本密集型為代表的高端服務業處于初步發展階段，難以發揮對生態效率的提升作用。

第三，對外開放的系數體現為由負到正，且均通過了顯著性水平檢驗，即對外開放對生態效率是先抑制后促進作用。西部大開發初期，出口貿易為粗放式的發展模式，出口產品中占比較高的“三高”工業品增加了污染物的排放和資源的消耗，不利于生態效率的改善。伴隨對外開放水平的持續性提升，引進了國外相對先進的技術、機械設備、施工工藝，減少了污染物的排放且降低了資源消耗，生態環境質量改善，生態效率隨之提高。

第四，人均GDP對數的系數為負，二次項系數為正，且在兩個時間段內都通過了顯著性水平檢驗，強力支持了西部地區的EKC假說，因此推動經濟快速發展是促進西部地區提高生態效率的有效路徑。

第五，科技創新水平在2010年后通過顯著性水平檢驗，成為影響生態效率的重要因素?？萍紕撔滤矫吭黾?%，生態效率值增加0.624%。隨著經濟發展，提高科技創新水平有利于發展節能減排等新技術，可以有效控制經濟活動中的資源浪費和環境污染情況，有助于生態效率的提高。

4.穩健性檢驗

由于生態效率存在時間的滯后性影響，且部分影響因素會與生態效率之間存在雙向因果關系，故模型可能存在遺漏變量導致的估計偏誤問題。鑒于此，基于本文采用的長面板數據特征，采用lsdvc估計方法進行穩健性估計，結果顯示選取的變量除了產生系數大小變動外，顯著性和方向均未發生變化[32]。

五、結論及對策建議

（一）主要結論

第一，在時間維度上，西部地區生態效率值在研究期內先下降再波動上升，各年份間的相對差異保持相對穩定；西部地區GML指數呈波動上升態勢，總體處于規模報酬遞增階段；在動態GML指數分解中，技術效率指數是GML指數增長的主要推動力，技術進步指數則主要影響GML指數的下降。

第二，在區域維度上，西北、西南地區與西部整體生態效率變動的趨勢一致，且西北地區均值高于西南地區；西北地區變異系數與西部整體變化趨勢大致相同，沒有大幅變化，呈現相對穩定狀態，西南地區變異系數呈現“M”型波動，整體保持上升趨勢，內部的生態效率差距明顯擴大；各?。▍^、市）生態效率值的GML分解指數有顯著差異。

第三，經濟發展水平、環境規制強度、對外開放程度和城鎮化水平是影響西部地區生態效率的主要因素，產業結構優化和科技創新水平對生態效率的影響不明顯，西部地區驗證了環境庫茲涅茨曲線假說；分區域看，城鎮化率對西北地區生態效率具有顯著的正向影響，環境規制強度、產業結構優化則具有顯著的負向影響。對外開放水平對西南地區生態效率具有顯著的正向影響；分時間段來看，環境規制強度和產業結構優化對生態效率具有顯著的負向影響，增強科技創新能力和對外開放水平為提高生態效率提供動力。

（二）對策建議

1.提高開放水平，塑造綠色的外向型經濟

一是發揮西部地區融入“一帶一路”倡議的優勢，鼓勵西部地區企業參與國際競爭，加強西部地區與沿線國家和地區的合作交流。二是建立嚴格的審核機制，引導資金流向綠色、低碳產業。實施負面清單準入制度，嚴禁高污染、高消耗、低效率的外資企業進入。三是加大招商引資力度，引入先進制造業、新能源、節能環保等高新技術企業，加快西部地區建設綠色產業體系。

2.加大科技創新投入，提升自主創新能力

一是由政府牽頭建立專項基金對研發企業進行扶持，給予一定的稅收抵免或優惠，或對研發支出進行一定比例的財政補貼，推動企業加大R&D經費投入力度。二是在科技成果轉化期，用企業先進技術應用產生的預期收益作為保障發行公債，推動科技成果的快速轉化和應用，完善科技成果轉化機制。三是積極建設各類產學研平臺，在企業和科研院所形成示范效應，強化企業同科研機構、高等院校的合作與交流。

3.優化產業結構，加快產業綠色轉型升級

一是優化工業結構，發揮主導產業作用，形成一批分工明確、有效協調的低碳型和綠色型產業集群。減少西部地區對資源型產業的依賴，推動資源的安全綠色開發和清潔低碳利用。加快資源型產業轉型升級，推動太陽能、風能等清潔能源的使用。二是加快構建現代化產業鏈。應在生態環保前提下發展原材料、能源、礦產等產業，提高資源利用效率，減少對生態環境的破壞。西南地區應利用產業和地理區位優勢優先發展先進制造業、現代服務業等，建立新型產業鏈分工關系。

4.加大環境規制力度，提高環境治理能力

一是加大環境污染治理投資力度，加強對污染企業的懲罰力度，提高企業污染成本和違規成本。鼓勵企業進行生產技術創新，實現末端治理向清潔生產方式轉變，降低污染治理成本。二是對于如內蒙古、廣西、四川等“三廢”排放量大的?。▍^）加強監管，完善環境規制體系。三是轉變地方政府以GDP為目標的政績觀，構建和實施綠色政績考核體系。政府要堅持經濟發展與生態保護并重，避免環境規制過程中的“逐底競爭”行為。