基于兩階段DEA-Malmquist的西南地區工業循環經濟效率評價

聶文倩，王婷，2

（1.貴州大學 管理學院，貴州 貴陽 550000；2.貴州大學人民武裝學院，貴州 貴陽 550000）

0 引言

工業作為一個國家發展的重要根基，是推動經濟發展、提質增效升級的主戰場。然而，工業在帶動技術創新、促進經濟效益的同時會不可避免地消耗生態資源，從而產生廢水、廢料、廢氣等物質。現階段，環境持續惡化以及資源過度開發等問題已然成為了制約經濟發展和社會發展的瓶頸，迫使人類重新審視發展歷程，尋找新的經濟發展模式。

循環經濟要求將經濟活動組織成一個“資源-產品-再生資源”的反饋式流程，所有資源要能在這個不斷進行的經濟循環中得到合理的持久利用，實現廢物減量化、資源化和無害化，使經濟系統和自然生態系統的物質和諧循環，維護自然生態平衡，是一種符合可持續發展理念的經濟增長模式，也是推進綠色發展、加強生態文明建設的重要途徑。

我國新型工業化戰略指出，要堅持資源開發與節約并舉，努力提高資源利用率，積極推進資源利用方式從粗放向節約的轉變。西南地區工業發展起步較晚，主要省份仍處于由農業化向工業化過渡的階段，消耗了大量的資源推動工業發展，發展速度雖快，但工業水平仍較落后。因此，對西南地區工業的循環經濟發展水平進行科學客觀評價，進而尋求其提高工業循環經濟發展水平的現實途徑，對西南地區促進可持續發展和新型工業化有重要意義。

1 研究綜述

隨著循環經濟熱度的增加，國內外眾多學者對各行業、區域的循環經濟效率進行了研究。關于循環經濟效率評價的指標體系，Zhou B等以政府發布的循環經濟評價指標體系為基礎，結合寧波循環經濟發展實際構建了綜合評價指標體系；李丹等構建了包含正向生產過程和逆向廢棄物處理過程的兩階段工業循環經濟效率評價指標體系；Almas Heshmati等采用主成分分析法，提出了由廢物回收利用、空氣污染物排放等部分組成的多維參數指標體系。在評價方法上，Zhou B等采用模糊綜合評價方法對循環經濟發展狀況進行了動態評價；Chen等、Roman Lacko等分別利用數據包絡分析模型對地區和企業的循環經濟效率進行了分析和比較；王俊嶺等采用DEA模型和Malmquist指數從靜態分析和動態分析兩個方面對循環經濟效率進行了測算。在研究對象方面，賓厚等、賈國柱等對包裝產業和建筑業的循環經濟進行了研究；曹子堅等從西部地區視角對循環經濟進行了評價。在各省具體行業上學者們也分別對河南省農業、浙江省制造業、安徽省農業的循環經濟發展情況進行了分析。

綜上所述，當前學者多采用DEA方法對循環經濟效率進行評價，且側重于運用單階段DEA模型，而循環經濟系統是一個歷經各種資源投入到產出，然后將廢棄物進行處理再利用的多過程系統，當前研究未從循環經濟子系統視角對循環經濟效率變化進行分析。鑒于此，本文以西南地區各省市為研究對象，通過構建兩階段網絡DEA模型和Malmquist指數，考察西南地區工業循環經濟過程的分階段效率及變化趨勢，并通過與其他地區的對比，闡明西南地區與其他地區的差距及其成因，揭示西南工業循環經濟發展的薄弱環節，對西南地區未來工業循環經濟發展提供對策建議。

2 研究方法與指標體系

2.1 工業循環經濟兩階段DEA模型構建

兩階段DEA模型通過對中間過程進行研究，能夠得出投入產出過程中的階段效率以及各個子階段對整體效率影響情況，可以深入分析循環經濟發展內部情況。

2.1.1 工業循環經濟兩階段運作機理

在工業循環經濟系統中，其運作過程具有明顯的兩階段鏈式過程特征，如圖1所示。第一個階段為生產運行階段。企業通過人力、物力、財力等資源的投入進行生產，產出工業產品從而獲得經濟效益，產出經濟成果，但工業生產也會有環境產出，即會產生大量的工業廢氣、廢水以及固體廢物。第二個階段則為廢棄物的處理利用階段，即將前一階段所產出的廢氣、廢水、固體廢物進行處理和再利用，同時會有其他投入以促進生產方式轉變為節約化，減少資源的浪費和廢棄物的產生，減輕對環境的污染，體現出循環利用成果。該階段可以反映出一個地區對環境和資源的重視程度，通過和生產運行階段對比，可以進一步反映出各地區經濟發展與其廢棄物處理利用是否協調發展。

圖1 工業循環經濟兩階段過程

2.1.2 工業循環經濟兩階段DEA模型構建

由于不同地區的產業結構、資源利用情況等存在差異，有可能使得無法以最優規模進行，因此本文采取的是規模報酬可變模型，即DEA-BCC模型。

假設有個決策單元（），每個決策單元包括兩個子階段，設X表示為第個決策單元的第一階段投入；Y表示為第個決策單元的第一階段的階段最終產出，Y′表示為第一階段產出中的階段中間產出，投入變量種，階段最終產出變量種，階段中間產出種；第二階段的投入為第一階段的階段中間產出和外源投入，D表示為第個決策單元的第二階段的外源投入，Z表示為第二階段的階段最終產出，中間投入變量種，產出變量為種。由于第一階段的投入為資源投入，產出為經濟產出和環境產出，為了使得經濟產出增加，資源消耗減少，故第一階段采取投入導向的模型；第二階段的投入為第一階段的環境產出，產出為廢棄物的處理利用量，應當使得環境產出不增加情況下處理利用量得到增加，故第二階段采取產出導向的模型。

（1）第一階段的測度：以投入為導向。模型如下：

2.2 Malmquist指數模型

為了對工業循環經濟效率動態變化趨勢特征進行深入分析，本文借鑒Fare等定義的考察兩個相鄰時期全要素生產率變化的Malmquist指數模型，并選擇規模報酬可變，具體模型如下：

M（x，y，x，y）可以進一步分解為效率變化（）和技術進步變化（），關系為M（x，y，x，y）＝×。其中，表示相對技術效率在時期到+1時期的變化程度，即技術效率的變動指數，當＞1時，表明相對技術效率提升；當＝1時，則表明技術效率不變；＜1時，表明相對技術效率下降。而則表示從期到+1期的技術生產邊界的推移程度，即技術的變動指數，當＝1時，表明技術不變；當＞1時，表明技術進步；當＜1時，則表示技術衰退。

2.3 指標體系和數據來源

2.3.1 指標體系構建

學者們在指標的選取上存在一定共性，在不同程度上選擇了資源消耗、從業人員數量、經濟產出、廢棄物的排放或處理利用效益情況等作為投入產出指標，但大多文獻并未考慮地區政府政策或行為對其循環經濟效率的影響，政府行為能從宏觀角度進行市場引導、改善資源配置，從而促進資源利用，這在一定程度上忽略了既定客觀事實問題。因此，本研究遵循“3R”原則，借鑒已有研究結果的基礎，并結合指標數據的可得性、合理性、全面性，合理選擇工業循環經濟兩階段DEA模型中各階段投入產出指標。

第一階段為生產運行階段，是工業企業進行各種資源投入從而產出經濟成果的過程。投入指標包括人力投入、財力投入和資源投入，分別用工業行業的從業人員數量、工業的固定資產投資總額、地區工業源的能源消耗總量進行衡量。產出指標主要包括經濟產出和環境產出（非期望產出），分別選取工業增加值和工業廢氣（SO）、廢水（COD）以及一般工業固體廢物的排放量進行衡量。

第二階段為廢棄物處理利用階段，是經濟產出附帶的環境產出污染通過技術處理從而得以無污染排放和循環利用的一個過程。由于地區循環經濟效率會受到政府政策導向的影響，因此引入了政府財政支出中的工業污染治理投資作為外源投入。第二階段的產出是在上述三廢排放量以及政府政策下經過循環利用階段得到的結果，產出指標即工業廢水的處理量、工業廢氣的處理量以及一般工業固體廢物的循環利用量。需要說明的是，為排除環保設施閑置情況導致的數據誤差，本文將工業廢水和廢氣處理量定義為地區廢水和廢氣環保處理設備數量與其處理能力的乘積，研究模型如圖2所示。

圖2 工業循環經濟兩階段DEA模型

2.3.2 數據來源

西南地區的工業循環經濟效率評價包含了重慶市、四川省、貴州省和云南省，由于西藏地區部分數據缺失，在此不進行分析，研究時間區間為2016—2019年。為保證數據的一致性，本文所有數據均來自于2016—2020年《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國工業統計年鑒》以及各省市統計局公布的權威數據。

3 實證分析

3.1 西南地區工業循環經濟效率靜態評價

3.1.1 子階段效率分析

第一階段為生產運行階段，該階段西南地區各省市的經濟效率如表1所示。從省市來看，貴州省2016—2019年的綜合效率、純技術效率以及規模效率都為1，達到了最優效率狀態，說明該省份的工業生產運行實現了DEA有效，處于生產前沿面，且出現了規模報酬遞增趨勢。其次為云南省，由最優效率狀態經歷小幅下降后上升，下降的主要原因是規模無效，最終達到最優效率狀態。重慶市效率值在2018年出現了小幅波動，波動原因是規模無效和技術無效，最終接近最優效率。與其他省市相比而言，四川省的工業生產運行效率略遜一籌，2016—2018年均低于西南地區的平均效率水平，但其效率值呈現波動上升態勢。從年度均值來看，生產運行階段的綜合效率、純技術效率和規模效率均呈現波動上升狀態，說明西南地區工業的生產運行發展態勢不夠穩定。

表1 生產運行階段效率測算結果

第二階段為工業廢棄物的處理利用階段，該階段西南地區各省市的廢棄物處理利用效率如表2所示。重慶市在考察期間均達到了最優效率狀態，說明其在工業廢棄物的處理利用上實現了有效運行。貴州省和云南省在2016—2019年中有一年未實現DEA有效，但最終兩省于2019年達到了最優狀態，表明其在廢棄物的處理利用上取得了一定進步。而四川省在該階段成果較不理想，效率呈現較大波動，其純技術效率一直處于較低水平，規模效率也不高，其技術水平和規模投資配置還有待優化提高。從年度均值來看，處理利用階段的效率值均為波動下降狀態，對比第一階段來看，第二階段的成果較不理想，說明西南地區的工業經濟發展與其廢棄物處理利用沒有實現協調發展。

表2 廢棄物處理利用階段效率測算結果

3.1.2 整體效率分析

關于整體系統效率的定義，學者們有不同的觀點，結合本文模型的考慮，借鑒Yao等的研究，將整體效率定義為單個階段效率的加權之和，西南三省一市的工業循環經濟整體效率具體數值和變化趨勢如圖3所示。

圖3 西南地區工業循環經濟整體效率變化

在西南地區三省一市中，重慶市的工業循環經濟整體效率最佳，由最優效率狀態經歷小幅下降后上升，最終接近最優效率狀態。其次為貴州省，下降幅度比重慶市略大，但從2018年起回歸最優效率狀態。云南省的綜合效率值在2016年未達到地區平均水平，但效率值逐步提升，最終向最優效率收斂，說明其不斷尋求進步，總體發展趨勢較好。而四川省的工業循環經濟整體效率明顯偏低，未達到西南地區工業循環經濟效率平均水平，存在較大進步空間。從年度均值來看，西南地區整體的工業循環經濟效率呈現“U”形波動，提升幅度不高，還需進一步努力優化提升。

3.1.3 地區差異對比分析

只對西南地區內部工業循環經濟進行對比分析具有一定局限性，因此本文將西南地區的工業循環經濟效率與我國其他地區進行對比，從整體發展趨勢進行分析。根據各地區工業循環經濟兩階段綜合效率均值以及總樣本綜合效率均值繪制如下散點圖，其中總樣本第一階段和第二階段的綜合效率均值作為分界線。

從圖4中可以看出，2016年西南地區的工業循環經濟屬于中上水平，經濟效率和廢棄物的處理利用效率均高于大部分地區。2017年處于中等水平，經濟效率和廢棄物的處理利用效率與部分地區存在一定的差距。2018年表現較佳，經濟效率和處理利用效率都有所提升，縮短了除西北以外的其他地區之間的差距。2019年，西南地區的經濟效率躍居第一，略高于華南和華東地區，大幅超越西北地區，說明其工業的生產運行取得了不錯的成效，廢棄物的處理利用效率略超平均水平，整體發展態勢較好。

圖4 2016—2019年全國分地區工業循環經濟散點圖

3.2 動態評價

為了更直觀深入地研究西南地區工業全要素生產率隨時間的變動趨勢，采用Malmquist生產力指數對面板數據進一步分析。根據DEAP2.1軟件對所選樣本2016—2019年間的效率變動情況進行考察。

第一階段的Malmquist指數分析數據如表3所示。在生產運行階段，重慶市僅在2017—2018年工業經濟全要素生產率出現了下降，較上年下降了9.9%，原因為綜合技術效率和技術變動指數均呈現下降趨勢，其余年份為上升趨勢，2019年的工業經濟全要素生產率提升了12.7%。四川省在三個時期段的生產力指數分別為0.951、1.094、1.058，可以看出該省的工業經濟全要素生產率出現了輕微浮動，由于綜合技術效率和技術進步指數的提高，其工業經濟全要素生產率均有小幅提升。貴州省的工業經濟全要素生產率呈現倒V形態勢，2019年較上年下降了24.5%，下降幅度較大，其主要原因為技術進步指數的大幅降低。云南省三個時期段的生產力指數分別為0.68、0.997、0.987，工業經濟全要素生產率表現不佳，一直處于下降趨勢但幅度有所減小，其主要原因是技術進步指數的增加。

表3 生產運行階段全要素生產率及其分解指數

第二階段的Malmquist指數分析數據如表4所示。在廢棄物處理利用階段，重慶市2017年的全要素生產效率較2016年增長了83.2%，說明其工業廢棄物的處理利用情況得到了很大進步，2018年與2017年相比下降了19.3%，下降原因是技術進步指數的降低。四川省在考察期間的全要數生產力指數分別為0.841、1.14、1.047，這表明四川省2017年的工業經濟全要素生產效率較上年下降了15.9%，其主要原因是純技術效率的大幅降低，而2018年較2017年增長了14%，主要原因是技術進步指數的增加，說明其廢棄物的處理利用技術和管理有很大的進步。貴州省2017年的全要素生產效率比2016年增長了20.6%，其原因是技術進步指數的增加。云南省2017的全要素生產效率比2016年提升了116.2%，比其他省市表現優秀，而2018年比2017年降低了21.6%，下降的主要原因是規模效率的降低，2019年則比2018年增加了12.4%，上升的主要原因是技術進步指數的提升。

表4 廢棄物處理利用階段全要素生產率及其分解指數

4 研究結論與啟示

根據工業循環經濟機理，構建兩階段DEA模型對西南地區工業循環經濟階段效率和整體效率進行時空對比分析，并利用Malmquist指數模型觀察了西南地區工業循環經濟效率的動態變化。

4.1 研究結論

西南地區工業循環經濟發展水平需要進一步優化提升。在三省一市中，重慶市的工業循環經濟整體效率最佳，已探索出一條工業生產與環境保護協同發展的模式，貴州省存在小幅波動但穩步發展，云南省不斷尋求進步并處于上升趨勢，而四川省的工業循環經濟整體效率最為薄弱，在考察期內均未達到西南地區工業循環經濟效率年平均水平，仍存在較大進步空間。

（1）在工業生產運行階段，西南地區整體表現較好，高于全國平均水平。其中，重慶、貴州和云南的工業運行投入產出配置較為合理，經濟效果較好，但貴州省和與云南省的技術進步指數處于下降狀態。此外，四川省出現了規模報酬遞減趨勢，規模無效和技術無效是導致其綜合效率未達最優和規模報酬遞減的原因，說明其工業規模和技術水平與工業經濟效率仍處于磨合之中。

（2）在廢棄物的處理利用階段，西南地區整體發展不如經濟運行階段效果好。在考察期間，重慶市的工業廢棄物的處理利用效果最佳，實現了有效運行。貴州省和云南省在廢棄物的處理利用上取得了一定進步，云南省技術進步最為明顯。而四川省在該階段的成果較不理想，效率呈現較大波動，技術水平和規模投資配置還有待優化提高。

4.2 對策建議

西南地區是我國經濟新增長極，工業化潛力巨大，近年來工業循環經濟水平取得了長足進步，但個別省工業循環經濟效率受純技術效率和規模效率的影響，投入產出呈現不平衡狀態。基于上述分析結論，為促進西南地區工業循環經濟發展提供以下建議：

（1）加強綠色發展理念，激發循環經濟熱情。政府應當大力宣傳循環經濟的價值和重要性，并制定相應政策激發工業企業的循環發展，吸引優質工業企業和技術人才常駐，促進產業結構升級，努力擺脫對資源型產業的依賴，摒棄粗放的經濟增長方式。

（2）增強協調關系網絡，合理配置資源要素。西南地區各省市間需要增強區域工業協同關系網，以實現資源要素區域間的自由流動及合理配置，實現循環經濟和經濟增效的共贏，提升西南地區的工業循環經濟效率。

（3）調整發展規模配置，引進先進技術人才。四川和云南的工業規模經濟阻礙了循環經濟的發展，需要依據現實情況調整工業發展和污染物處理利用發展的規模配置，并引進先進的污染治理設備和行業技術人才，著力實現發展水平提高和規模報酬遞增。