基于三階段DEA模型的省際真實(shí)環(huán)境效率測度與影響因素分析

郭四代+仝夢+郭杰+韓玥

摘要 隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大量不可再生資源不斷消耗，生態(tài)環(huán)境急劇惡化，嚴(yán)峻的資源環(huán)境形勢已成為阻礙我國經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展的“硬約束”。切實(shí)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，采取有效的環(huán)境治理政策刻不容緩。而有效的環(huán)境效率測度可探究出造成資源過度消費(fèi)與環(huán)境污染的主要原因，從而推進(jìn)環(huán)境治理政策的改進(jìn)。本文基于2006—2015年省際區(qū)域的面板數(shù)據(jù)，采用三階段DEA模型評價(jià)了相同環(huán)境下各區(qū)域的環(huán)境效率水平、變化趨勢及其差異性，探討了我國環(huán)境效率的影響因素，剝離了外部環(huán)境因素與隨機(jī)誤差因素的影響，為測度環(huán)境效率的真實(shí)水平提供了可行的方法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①三階段DEA模型可有效剔除隨機(jī)誤差與外部環(huán)境因素對區(qū)域環(huán)境效率的影響，能客觀真實(shí)地測度我國各省市的環(huán)境效率水平，從而獲得比傳統(tǒng)DEA模型更有效的環(huán)境效率狀況。②排除隨機(jī)誤差與外部環(huán)境因素作用后，我國東部、中部、西部及全國的平均環(huán)境效率值和平均純技術(shù)效率值均被低估，平均規(guī)模效率則在不同程度上被高估，環(huán)境效率的提升主要受規(guī)模效率水平不高的制約。③調(diào)整后的東部、中部、西部真實(shí)環(huán)境效率水平存在明顯的空間不平衡現(xiàn)象。④規(guī)模收益的變動受環(huán)境與隨機(jī)因素的影響比較明顯，絕大部分省份處于規(guī)模收益遞增行列。故為進(jìn)一步提高中國環(huán)境效率水平，應(yīng)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例，并借助“一帶一路”倡議，實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移；適度增加環(huán)境污染治理投資規(guī)模，轉(zhuǎn)變“先污染后治理”模式；根據(jù)規(guī)模收益變化情況，各省市應(yīng)因地制宜地選擇不同的發(fā)展模式；切實(shí)提升企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新能力和環(huán)境污染治理技術(shù)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和污染排放的減量化；發(fā)展城市群，提高新型城鎮(zhèn)化水平與環(huán)境治理效率；進(jìn)一步深化對外開放程度，提高外貿(mào)依存度。

關(guān)鍵詞 三階段DEA模型；環(huán)境效率；外部環(huán)境因素；隨機(jī)誤差因素

中圖分類號 F062.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104（2018）03-0106-11 DOI：10.12062/cpre.20170917

據(jù)《2017年全球能源架構(gòu)績效指數(shù)報(bào)告》顯示，中國的能源架構(gòu)績效指數(shù)在127個(gè)國家中排名為95位，二氧化碳排放量約占世界總排放量的30%，這充分說明了我國的能源利用效率處于中下游水平，與發(fā)達(dá)國家相比存在著較大的差距。改革開放近40年，中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力已躍居世界第二大經(jīng)濟(jì)體，但隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，大量不可再生資源不斷消耗，生態(tài)環(huán)境急劇惡化，嚴(yán)峻的資源環(huán)境形勢已成為影響我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展全局的硬約束，如嚴(yán)重的霧霾污染、水資源污染泛濫、土壤重金屬污染等。近年來，各級政府都十分重視環(huán)境污染的治理和生態(tài)環(huán)境的改善，相繼出臺了諸多環(huán)境保護(hù)政策，雖然生態(tài)環(huán)境建設(shè)取得了巨大的成績，但生態(tài)環(huán)境不斷惡化的趨勢依然沒有發(fā)生根本性的改觀，環(huán)境狀況依然不能令人滿意。因此，切實(shí)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，采取有效的環(huán)境治理政策刻不容緩。而有效的環(huán)境效率測度可探究出造成資源過度消費(fèi)與環(huán)境污染的主要原因，這是有助于環(huán)境治理政策改進(jìn)的前提條件。為此，有必要在節(jié)能減排的約束下更加準(zhǔn)確地測算我國省際地區(qū)環(huán)境效率的真實(shí)水平、變化趨勢及其差異性，找尋出有助于環(huán)境治理政策改進(jìn)的空間。

1 文獻(xiàn)綜述

隨著人們對資源環(huán)境問題的日益重視，F(xiàn)are[1]等人最早提出環(huán)境效率概念，用它來測算考慮環(huán)境效率情形下的生產(chǎn)效率情況，該概念在1992年的里約地球峰會上被提及，自此以后，得到了國際學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可和深入的討論。DEA作為一種非參數(shù)方法，在環(huán)境效率測度領(lǐng)域的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。Zaim和Taskin[2]較早運(yùn)用DEA方法測度了OECD國家的環(huán)境效率及其影響因素。之后，隨著處理非期望產(chǎn)出新方法的出現(xiàn)，越來越多的學(xué)者基于DEA方法測算環(huán)境效率，最常見的方法有非徑向的SBM方法和有徑向的方向距離函數(shù)（DDF）方法。方向距離函數(shù)法是基于一種弱可處置性假設(shè)的模型，是在距離函數(shù)的基礎(chǔ)上增加投入和產(chǎn)出的不同改進(jìn)方向衍生出來的，可增加期望產(chǎn)出，減少非期望產(chǎn)出，且近年來取得了廣泛的運(yùn)用。Khanna M和Kumar S[3]采用方向距離函數(shù)測算了標(biāo)準(zhǔn)普爾500家公司的環(huán)境效率，并用截?cái)嗷貧w模型分析了企業(yè)環(huán)境效率的影響因素。Tao等[4]人在考慮能源消耗和污染物排放情形下，基于方向性距離函數(shù)和盧恩伯格生產(chǎn)力指數(shù)測算了我國1999—2009年的環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率，并考察了效率和生產(chǎn)率變化的決定因素。Lin， E等[5]人采用方向距離函數(shù)測算了63個(gè)國家在1981—2005年的環(huán)境效率，并驗(yàn)證了隨著環(huán)境效率的增加是否采用《京都議定書》。王兵等[6]人考慮資源環(huán)境因素，采用SBM方向性距離函數(shù)對我國30個(gè)省份1998—2007年的環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率進(jìn)行了測算，并對比分析了兩者的影響因素。非徑向的SBM模型是由Tone于2001年提出來的，由于它考慮了徑向和角度選擇的差異而造成投入和產(chǎn)出的松馳性問題，更受到研究者的青睞。Zhang[7]基于SBMDEA模型提出了純能源效率和規(guī)模效率指標(biāo)，在考慮二氧化碳、二氧化硫和化學(xué)需氧量等非期望產(chǎn)出的情形下，測算了中國在2001—2010年的能源效率。Chang[8]基于SBM模型評價(jià)了韓國港口的環(huán)境效率和二氧化碳排放減少量。胡達(dá)沙、李楊[9]基于2000—2009年的省級面板數(shù)據(jù)，運(yùn)用SBM模型測算了各省區(qū)的環(huán)境效率、影響因素及其區(qū)域差異。宋馬林[10]等人構(gòu)建了考慮整數(shù)約束和非期望產(chǎn)出指標(biāo)的SBM超效率模型，并對我國各省區(qū)2012年第二產(chǎn)業(yè)的環(huán)境效率進(jìn)行了測算，以期驗(yàn)證該模型的有效性和穩(wěn)健性。黃永春、石秋平[11]基于研發(fā)驅(qū)動理論構(gòu)建了SBM模型，實(shí)證分析了我國東、中、西部的環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其影響因素。方向距離函數(shù)法由于確定方向向量方法的不同會導(dǎo)致不同的測評結(jié)果，且并沒有考慮投入產(chǎn)出的松弛改進(jìn)問題，可能會高估決策單元的效率。但SBM模型則有效解決了徑向測度帶來的問題，較其他模型更能體現(xiàn)效率評價(jià)的本質(zhì)。

目前，有較多的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)基于傳統(tǒng)的DEA方法評價(jià)環(huán)境效率，但這些方法并不能剔除隨機(jī)誤差和外部環(huán)境因素對環(huán)境效率的影響，無法真實(shí)反映出環(huán)境效率的實(shí)際狀況。Fried[12]等人基于傳統(tǒng)DEA模型提出了三階段DEA法，該方法排除了有效投影點(diǎn)和無效率點(diǎn)混合的情形，且能有效的排除外部環(huán)境及隨機(jī)誤差等對生產(chǎn)單元效率的作用，使得效率水平更加客觀真實(shí)。而較少學(xué)者應(yīng)用三階段DEA方法研究我國環(huán)境效率問題，這或許是由于DEA模型的輸出一般都選用正向的產(chǎn)出，而環(huán)境污染物作為負(fù)產(chǎn)出，選擇三階段DEA方法則會失靈。但運(yùn)用線性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換法對環(huán)境污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化后，則可以很好的解決三階段DEA模型評價(jià)中的負(fù)產(chǎn)出問題，有效地保持了凸性和線性關(guān)系，不僅可以獲得比傳統(tǒng)DEA模型精度更高的環(huán)境效率結(jié)果，還可以進(jìn)一步豐富環(huán)境效率測度理論，促進(jìn)學(xué)科向前發(fā)展。鑒于此，本文試圖優(yōu)化以往研究的不足，力圖運(yùn)用三階段DEA模型和線性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)法獲得相同環(huán)境下更為客觀真實(shí)的環(huán)境效率水平，為制定環(huán)境效率改善政策提供科學(xué)依據(jù)。endprint

2 研究方法

具體來看，基于三階段DEA模型所進(jìn)行的環(huán)境效率的度量操作具體情況如下。

階段一：依據(jù)傳統(tǒng)的DEA模型測算決策單元效率值。

該階段一般選用規(guī)模報(bào)酬可變的BCC模型對我國30個(gè)省市的初始投入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)進(jìn)行傳統(tǒng)的DEA分析。BCC模型是在修正CCR模型基礎(chǔ)上構(gòu)建起來的，它改進(jìn)了CCR模型只能計(jì)算規(guī)模報(bào)酬不變情形下的效率值。BCC模型可表示為：

式中，X表示各省市的投入指標(biāo)變量矩陣，Y表示相對的產(chǎn)出指標(biāo)變量矩陣，N表示所選省市的數(shù)目，λj表示投入變量的權(quán)重，θ為效率值。

階段二：隨機(jī)前沿分析（SFA）模型的投入產(chǎn)出調(diào)整。

第一階段基于傳統(tǒng)DEA模型分析所得的效率值要受到環(huán)境、隨機(jī)誤差及管理效率的綜合作用。為進(jìn)一步分清各因素所產(chǎn)生的影響程度，在此環(huán)節(jié)需借助SFA模型以剔除環(huán)境因素和隨機(jī)誤差因素，提高DEA的估計(jì)信度，從而得出的決策單元投入冗余僅由管理無效率造成。假設(shè)有n個(gè)決策單位，單個(gè)決策單元均有m種投入，可觀測的外部環(huán)境變量有p個(gè)，則可構(gòu)建的SFA回歸方程如下：

式中，y*ik，yik為第k個(gè)決策單元第i項(xiàng)投入的調(diào)整值和初始值，β^n表示環(huán)境變量的估計(jì)值。等式右邊第二項(xiàng)式子表示將所有決策單元的第i項(xiàng)投入變?yōu)榄h(huán)境變量作用為最大的情況下，讓其放在最不好的環(huán)境內(nèi)投入的增量。等式右側(cè)第三部分則是將其放在最大隨機(jī)干擾項(xiàng)的情況下投入的增量。由此各決策單元面對同樣的外部條件便可得以保障。

階段三：修正后的DEA模型。

用上階段的y*ik更換原來的yik，其他保持不變，繼續(xù)運(yùn)用式（1）度量出新的效率結(jié)果，利用松弛變量所含信息，此時(shí)的效率結(jié)果排除了環(huán)境及隨機(jī)因素的作用部分，是我國各省市實(shí)際環(huán)境效率大小值的客觀呈現(xiàn)。

3 變量選取與數(shù)據(jù)獲取

3.1 變量選取

（1）投入變量選取。根據(jù)前人在環(huán)境效率領(lǐng)域的研究成果，并依據(jù)傳統(tǒng)宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理論，測算環(huán)境效率的投入變量包括以下三項(xiàng)：①能源投入。能源作為一種中間投入，王兵[6]等在傳統(tǒng)的全要素生產(chǎn)率的測算過程中沒有將其納入模型中考慮。其實(shí)在考慮了環(huán)境因素之后，Watanabe和Tanaka[14]將煤炭消費(fèi)量作為能源消費(fèi)指標(biāo)，并將該資源投入納入經(jīng)濟(jì)增長模型中。但從我國能源消費(fèi)現(xiàn)狀來看，能源消費(fèi)包括煤炭、石油和天燃?xì)獾确N類，而煤炭消費(fèi)量就占能源消費(fèi)總量的60%左右，且呈逐年下降趨勢。因此，選擇各省市歷年能源消費(fèi)總量作為能源投入較合時(shí)宜。②勞動投入。相比簡單的勞動力人數(shù)而言，勞動力有效投入應(yīng)是更好的度量指標(biāo)，但數(shù)據(jù)獲取較難，借鑒楊俊[15]等、沈能[16]等的做法，此處采用各省市歷年從業(yè)人員數(shù)作為勞動投入指標(biāo)。③資本投入?！坝览m(xù)盤存法”是按可比價(jià)格估算資本存量最常用的方法之一，主要涉及基期資本數(shù)量計(jì)算，當(dāng)期投資指標(biāo)和折舊率的選擇，以及投資平減四個(gè)問題。選用資本存量作為資本投入指標(biāo)，以2000年為基期，借鑒張軍的算法進(jìn)行估算，從而可求得2006—2015年期間各省份的資本存量。

（2）產(chǎn)出變量。借鑒相關(guān)研究成果和考慮數(shù)據(jù)的可獲得性，選用GDP指標(biāo)作為期望產(chǎn)出；為全面考察環(huán)境污染因素，選取了化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫、煙（粉）塵、固體廢棄物排放指標(biāo)，運(yùn)用熵權(quán)法對其進(jìn)行降維處理，把五大指標(biāo)綜合成一個(gè)環(huán)境污染綜合指數(shù)，并以此作為非期望產(chǎn)出。在環(huán)境效率評價(jià)中，通常存在著“三廢”排放量這種類型的環(huán)境污染物指標(biāo)。而三階段DEA模型則要求每個(gè)決策單元的輸入和輸出數(shù)據(jù)必須為正值，且DEA效率通常是以評價(jià)指數(shù)的形式來呈現(xiàn)的，指數(shù)值越大，效率水平也就越高，所以，該方法要求投入越低越優(yōu)，產(chǎn)出越多越優(yōu)。因此，若以上指標(biāo)不能滿足DEA模型的運(yùn)行條件，則將出現(xiàn)效率測評無效的情況。

鑒于此情形，必須對以上所需指標(biāo)做相應(yīng)的轉(zhuǎn)化處理，目前常用的方式有曲線測度評價(jià)法、污染物投入處理法、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)處理法及方向距離函數(shù)法。其中，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換函數(shù)處理法是由Seiford and Zhu[17]提出的一種較為理想的效率評價(jià)方法，包含負(fù)產(chǎn)出、線性與非線性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化等不同類型，由于線性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化法在VRS模型分析中更具優(yōu)勢，此處特選取該方法對環(huán)境污染物指數(shù)做數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化，具體公式為：Y′i=-Yi+C，C表示某個(gè)非常大的向量，以此保證所有轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)均為正值，借鑒已有研究成果，我們選取C值為樣本地區(qū)最大值的1.1倍。

（3）環(huán)境變量。此類變量需達(dá)到“分離假設(shè)”的要求，關(guān)鍵挑選出對環(huán)境效率產(chǎn)生作用，同時(shí)在較短時(shí)間里樣本不能主觀更改或把握的因素。學(xué)術(shù)界對環(huán)境效率的影響因素有著諸多不一致的實(shí)證結(jié)果，但普遍認(rèn)為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、開放水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等變量對環(huán)境效率有著重要的影響。綜合已有的研究成果，考察以下七個(gè)方面對環(huán)境績效可能產(chǎn)生的影響。①實(shí)際人均GDP。以各省市的實(shí)際GDP與總?cè)丝诘谋戎乇硎救司鵊DP，它是以某省市某一年為基期進(jìn)行CPI折算的。②人口密度。用每平方公里人口數(shù)量表示該指標(biāo)。③產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。用工業(yè)占三大產(chǎn)業(yè)總量的比值表示。④城市化水平。城鎮(zhèn)和農(nóng)村對環(huán)境效率的影響程度存在著較大差異，此處用地方城鎮(zhèn)人口占常駐總?cè)丝谥缺硎境鞘谢?。⑤外貿(mào)依存度。用地區(qū)進(jìn)出口總額占地區(qū)GDP的比值表示該指標(biāo)，也稱為外部系數(shù)，反映了該地區(qū)的外向程度。⑥外資開放度。用地區(qū)實(shí)際利用外資總額占地區(qū)GDP的比值表示該項(xiàng)指標(biāo)。⑦政府規(guī)劃。用各區(qū)域在環(huán)境污染治理方面的投資總額與其當(dāng)年區(qū)域GDP的比值表示。⑧科技水平。用區(qū)域RD投入占區(qū)域GDP的比值表示。

3.2 數(shù)據(jù)獲取及處理

根據(jù)所選分析工具及指標(biāo)的特點(diǎn)，由于西藏、香港、澳門和臺灣地區(qū)的數(shù)據(jù)資料不齊全或不完整，此處只分析我國30個(gè)省、直轄市和自治區(qū)2006—2015年間的環(huán)境效率。其中，各變量指標(biāo)數(shù)據(jù)均來自歷年的《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》、各省市統(tǒng)計(jì)年鑒和中國經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫。由于各個(gè)指標(biāo)的計(jì)量單位不同會對分析結(jié)果產(chǎn)生較大的影響，本文借鑒Afonso[18]等人提出的無量綱化數(shù)據(jù)處理方法，即為消除指標(biāo)不同計(jì)量單位的影響，用各項(xiàng)子指標(biāo)除以各自平均值的方法來對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行正規(guī)化處理，則可得到均值為1的無量綱子指標(biāo)。endprint

表1為投入變量、產(chǎn)出變量及環(huán)境變量經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從表1可以看出，各變量之間的最大值與最小值之間的差異極其不平衡。其中，差異最大的變量為人口密度指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)差為1.461，其最大值為2014年的上海（8.714），人口密度達(dá)到每平方公里3 826人，最小值為2006年的青海省（0.017），人口密度約為每平方公里7人，兩者相差約546倍。其次是外貿(mào)依存度指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)差為1.219，其最大值約是最小值的49倍。其余變量的最大值與最小值之間相差倍數(shù)均在2倍以上，這也充分說明了我國各省市之間在投入、產(chǎn)出、環(huán)境變量等方面存在著較為嚴(yán)重的不平衡現(xiàn)象。

4 實(shí)證結(jié)果分析

4.1 第一階段傳統(tǒng)DEA實(shí)證結(jié)果分析

在此階段，通過所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，借助軟件DEAP2.1，選取BCC模型對中國30個(gè)省在2006—2015年間的績效水平進(jìn)行了分析，其結(jié)果如表2所示。

從全國范圍來看，在不考慮外部環(huán)境變量和隨機(jī)因素的情況下，全國達(dá)到技術(shù)有效前沿面的省市數(shù)量在0～3個(gè)之間逐年波動變化，到2015年僅為2個(gè)。全國、中部、西部地區(qū)的平均綜合技術(shù)效率水平均呈波動下降趨勢，東部地區(qū)為波動上升趨勢。其中，全國及中西部地區(qū)的平均純技術(shù)效率水平均呈波動下降趨勢，東部的為波動上升趨勢，且東部地區(qū)的效率水平始終高于中、西部地區(qū)及全國平均水平，而全國及三大區(qū)域規(guī)模效率水平都比較高，均高于所在地區(qū)的純技術(shù)效率水平，且差異及變化幅度較小，這說明限制東、中、西部地區(qū)環(huán)境效率提升的主要因素在于純技術(shù)效率不高的影響。但此結(jié)果沒有將環(huán)境與隨機(jī)因素的作用成分去除，無法反映不同省域的實(shí)際環(huán)境效率情況，因此還需進(jìn)一步調(diào)整和測算。

4.2 第二階段SFA回歸結(jié)果及分析

在DEA分析的第二階段，運(yùn)用SFA法分解出環(huán)境因素、隨機(jī)誤差和管理無效率對環(huán)境效率的影響程度，調(diào)整各省市的原始投入值，可得到相同管理環(huán)境下的環(huán)境績效水平。將第一階段測算出的能源、勞動力、資本三個(gè)指標(biāo)的松弛量當(dāng)作回歸函數(shù)中的被解釋變量，以人口密度、實(shí)際人均GDP、城市化水平、外貿(mào)依存度、外資開放度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、政府規(guī)劃、科技水平作為解釋變量，考察8個(gè)環(huán)境變量對3個(gè)投入項(xiàng)松弛變量的影響。運(yùn)用軟件Frontier4.1，可得到第二階段SFA回歸結(jié)果，如表3所示。從表3中可以看出，部分結(jié)果經(jīng)檢驗(yàn)呈現(xiàn)出不同程度的顯著，依此可知，外部環(huán)境對不同省域的環(huán)境投入松弛變量有一定的顯著作用。因此，為了有效剝離管理因素和隨機(jī)因素，對投入變量進(jìn)行第二階段的調(diào)整則顯得相當(dāng)重要。

在考察環(huán)境變量對投入松弛變量所帶來的影響時(shí)，若系數(shù)結(jié)果是正值，則意味著環(huán)境變量值的上升將會帶來投入松弛變量的增長或產(chǎn)出降低，導(dǎo)致浪費(fèi)增加，對環(huán)境效率產(chǎn)生不利影響。若結(jié)果是負(fù)值，表明此環(huán)境變量的上升將帶來投入松弛變量的縮小或產(chǎn)出增加，產(chǎn)生節(jié)約現(xiàn)象，對環(huán)境效率產(chǎn)生正影響。下面分析對投入松弛變量有顯著影響的環(huán)境變量：

（1）人口密度。計(jì)算結(jié)果表明，人口密度對能源和勞動力的投入松弛變量的回歸系數(shù)均為正值，且均通過了1%的顯著水平檢驗(yàn)。這說明了人口密度的增加會導(dǎo)致能源和勞動力投入松弛變量的增加，意味著能源、勞動力資源未得到充分利用，從而對環(huán)境效率產(chǎn)生不利的影響。

（2）實(shí)際人均GDP。計(jì)算結(jié)果表明，實(shí)際人均GDP與能源、勞動力和資本投入松弛變量的回歸結(jié)果都是正值，且與資本投入松弛變量的回歸系數(shù)在1%顯著水平下顯著。這就是說實(shí)際人均GDP對能源與勞動力的投入冗余帶來的影響是不顯著的，但實(shí)際人均GDP的上升將會帶來資本投入松弛變量的增加，從而降低資本的利用效率。這主要是由于人均GDP的增加對資本利用效率的影響存在門檻效應(yīng)，當(dāng)?shù)陀陂T檻值時(shí)，人均GDP的增加將無法對資本利用效率的提升產(chǎn)生正影響，從而對環(huán)境效率帶來不利影響。

（3）城市化水平。計(jì)算結(jié)果表明，城市化水平同勞動力、資本投入松弛變量的回歸結(jié)果都是負(fù)值，同時(shí)也均通過1%顯著水平檢驗(yàn)。這說明了城市化水平的提高將使得勞動力及資本的投入松弛變量減小，從而產(chǎn)生節(jié)約現(xiàn)象，對環(huán)境效率帶來正影響，這與實(shí)際相符合。城市化水平的推進(jìn)，雖然會增加勞動力和資本的投入，但通過規(guī)模效應(yīng)和聚集效應(yīng)可以更合理的配置投入資源，提高投入資源的使用效率；同時(shí)還可以通過產(chǎn)業(yè)集聚和人口集聚提高集中排污、集中污染治理能力，降低治污成本，有效緩解生態(tài)環(huán)境壓力。

（4）外貿(mào)依存度?；貧w結(jié)果表明，外貿(mào)依存度與能源、資本及勞動力投入松弛變量的回歸結(jié)果都是負(fù)值，且均在1%顯著水平下顯著。這說明外貿(mào)依存度的增加將會帶來能源、勞動力和資本投入冗余的減少，產(chǎn)生節(jié)約現(xiàn)象，從而對環(huán)境效率產(chǎn)生影響。出現(xiàn)此種結(jié)果的原因可能是，近年來，我國的加工貿(mào)易比重實(shí)現(xiàn)了高速度、跨越式發(fā)展，外貿(mào)依存度的增長對能源、勞動力及資本的影響已突破了門檻值的限制，呈現(xiàn)出積極的正向影響。

（5）外資開放度。回歸結(jié)果表明，外資開放度與能源和資本的投入松弛變量的回歸結(jié)果為負(fù)值，與勞動力投入松弛變量的回歸系數(shù)為正值，且均在1%水平下顯著。這說明外資開放度的增加將會導(dǎo)致能源與資本的投入松弛變量的減少、勞動力投入冗余的增加，從而產(chǎn)生能源與資本資源的節(jié)約、勞動力資源的浪費(fèi)現(xiàn)象。

（6）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。計(jì)算結(jié)果表明，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源、勞動力和資本投入松弛變量的回歸系數(shù)均為正值，且均在1%顯著水平下顯著。由此可知，第二產(chǎn)業(yè)比重的增加將會帶來能源、勞動力及資本投入松弛變量的增加，造成浪費(fèi)現(xiàn)象。而在同一顯著水平下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源和資本投入松弛變量的回歸系數(shù)要遠(yuǎn)大于與勞動力投入松弛變量的回歸系數(shù)，這充分說明了能源與資本的利用效率受第二產(chǎn)業(yè)比重的影響更大，這主要是由于我國還處于發(fā)展中國家階段，技術(shù)創(chuàng)新能力不高，能源與資本的利用效率較低，第二產(chǎn)業(yè)比重的增加勢必會帶來環(huán)境效率的降低，這與實(shí)際相互吻合。

（7）政府規(guī)劃。計(jì)算結(jié)果表明，政府規(guī)劃與能源投入松弛變量的回歸系數(shù)為正值，與勞動力、資本投入松弛變量的回歸系數(shù)為負(fù)值，并且三個(gè)結(jié)果系數(shù)均在1%水平下顯著。這意味著政府環(huán)境治理投資的增加與能源、勞動力及資本投入松弛變量的變化有很大的相關(guān)性。而其與能源投入松弛變量的回歸系數(shù)為正相關(guān)關(guān)系，這說明政府環(huán)境治理投資明顯滯后于環(huán)境的污染，即當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境污染后，政府才會增加環(huán)境治理投資，從而出現(xiàn)被動治理現(xiàn)象。同時(shí)，環(huán)境治理投資較多用于環(huán)境污染的末端治理，而在清潔能源生產(chǎn)、能源效率提升等前端防控投入?yún)s相對不足。endprint

（8）科技水平。計(jì)算結(jié)果表明，科技水平與能源、資本投入松弛變量的回歸系數(shù)為負(fù)值，與勞動力投入松弛變量的回歸系數(shù)為正值，同時(shí)三個(gè)結(jié)果系數(shù)均在1%顯著水平下嚴(yán)格顯著，這說明科技水平的提高能帶來能源與資本效率的提高，卻無法實(shí)現(xiàn)勞動力使用效率的提高。首先，科技創(chuàng)新水平的提高，這無疑意味著對我國資本配置效率的提升有著顯著作用；同時(shí)，隨著先進(jìn)能源利用技術(shù)、清潔能源技術(shù)的運(yùn)用，勢必會提高能源利用效率，帶來能源的大量節(jié)約。因此，科技水平對能源和資本投入的影響與實(shí)際情況相吻合。其次，隨著科技水平的提升，機(jī)器設(shè)備更新加速，勞動生產(chǎn)率與科技水平將呈同步提升趨勢，但科技水平與勞動效率未必呈同步發(fā)展趨勢，這是因?yàn)閯趧有实奶嵘粌H取決于我國從業(yè)人員整體文化素質(zhì)水平，還取決于經(jīng)濟(jì)、體制機(jī)制、宏微觀管理、勞動者的積極性等諸多因素，這與Luo[19]等，辛波[20]等，Yin[21]的結(jié)論一致。

基于上述剖析易知，環(huán)境變量對不同的投入松弛變量產(chǎn)生的影響程度因區(qū)域而異。因?yàn)橥獠凯h(huán)境因素的作用，可能會使得不同環(huán)境下的地區(qū)在環(huán)境績效上表現(xiàn)出較大的偏差。所以，需對原來的投入變量進(jìn)行調(diào)整，將環(huán)境與隨機(jī)因素的作用成分去除，從而保證各地區(qū)處在同樣的外部環(huán)境條件中，進(jìn)而探索其環(huán)境效率的實(shí)際水平。

4.3 第三階段投入調(diào)整后的DEA實(shí)證結(jié)果

在此階段，依照式（4）對投入變量進(jìn)行修正，借助軟件DEAP2.1，把新的投入數(shù)據(jù)與原產(chǎn)出量一同放入BCC模型，重新測算出不同決策單元的效率水平，具體結(jié)果如表4所示。

通過一、三階段的結(jié)果比較可發(fā)現(xiàn)，去掉外部環(huán)境與隨機(jī)因素的作用后，不同省市的環(huán)境效率出現(xiàn)了較大的改變，調(diào)整后的綜合環(huán)境績效水平高于調(diào)整前的水平值，且呈上升趨勢。其中，調(diào)整后的全國平均規(guī)模效率值明顯低于其平均純技術(shù)效率值；全國平均純技術(shù)效率比調(diào)整前整體上有較大提升；同時(shí)，調(diào)整后的規(guī)模效率水平呈上升趨勢，雖依舊低于調(diào)整前的水平值，但兩者間的差值在不斷縮小。由此可知，在剔除環(huán)境與隨機(jī)因素的影響后，由于規(guī)模效率水平的不足，導(dǎo)致了綜合環(huán)境效率水平的提升出現(xiàn)了困難，即意味著環(huán)境效率的提升主要受到規(guī)模效率水平不高的制約。

從調(diào)整前后技術(shù)有效前沿面角度來看，綜合技術(shù)有效的省市數(shù)的總量始終保持在0～3個(gè)之間，在2006年，綜合技術(shù)效率達(dá)到有效值的省市數(shù)量調(diào)整前后均為2個(gè)，而到2015年，環(huán)境效率達(dá)到技術(shù)效率前沿面的省市數(shù)量則為3個(gè)。

從環(huán)境績效水平調(diào)整前后來看，絕大部分省份處于規(guī)模收益遞增行列，極少部分處于規(guī)模收益不變或遞減行列。而對于規(guī)模收益不變的省份數(shù)量而言，調(diào)整后除了2006年、2009年和2014年等于調(diào)整前數(shù)量，2007年多于調(diào)整前數(shù)量之外，其余年份均少于調(diào)整前數(shù)量，但變化數(shù)量并不大。對于規(guī)模收益遞增的省份數(shù)量而言，調(diào)整后除了2006年與2009年等于調(diào)整前數(shù)量、2007年少于調(diào)整前數(shù)量外，其余年份均多于調(diào)整前數(shù)量。對于規(guī)模收益遞減的省份數(shù)量而言，調(diào)整后除2006—2010年外，其余年份均少于調(diào)整前數(shù)量。這說明外部環(huán)境因素成為了各省市規(guī)模擴(kuò)大的關(guān)鍵限制因素，大多省市依舊可采取擴(kuò)大要素投入規(guī)模的路徑來實(shí)現(xiàn)環(huán)境效率狀況的改善。此外，由表5可知，VRS有效數(shù)在調(diào)整后的數(shù)據(jù)變化趨勢上更趨平緩；調(diào)整后的綜合技術(shù)效率達(dá)到規(guī)模有效的省份數(shù)量整體變化不大，但各年份的綜合技術(shù)效率卻有明顯上升，這說明環(huán)境和隨機(jī)因素對環(huán)境績效水平的影響較大。

4.4 基于Bootstrap方法的區(qū)域環(huán)境效率調(diào)整前后比較分析

為了驗(yàn)證評價(jià)結(jié)果的穩(wěn)健性，基于Bootstrap方法，利用SPSS22.0軟件測算投入調(diào)整前后全國整體及不同區(qū)域各項(xiàng)效率的平均值以及效率的置信區(qū)間，可進(jìn)一步提高效率測算的可靠性，此處設(shè)置Bootstrap次數(shù)B為1 000。結(jié)果如表6、表7和表8所示。

從表6、表7和表8可以看出，全國環(huán)境績效與平均純技術(shù)效率在調(diào)整后有明顯的上升，平均規(guī)模效率則明顯下降，由此帶來了我國環(huán)境的平均綜合效率的變化，各個(gè)經(jīng)濟(jì)區(qū)域變化情況如下：

東部地區(qū)：排除環(huán)境與隨機(jī)因素作用后，中國東部環(huán)境的平均綜合效率在95%和90%兩種類型區(qū)間上變化均比較明顯，即有明顯的上升。東部地區(qū)平均純技術(shù)效率均值從0.847 1增加到0.989 8，平均規(guī)模效率值則由0.989 5降到了0.887 1。據(jù)此可得，該區(qū)域的純技術(shù)效率的平均水平被低估了，相應(yīng)的規(guī)模效率的平均水平被高估了，進(jìn)而區(qū)域的平均綜合技術(shù)效率出現(xiàn)被低估的結(jié)果。此外，還可以看出環(huán)境變量對我國東部地區(qū)環(huán)境效率的影響主要體現(xiàn)在環(huán)境績效的純技術(shù)效率水平方面。

中部地區(qū)：排除環(huán)境與隨機(jī)因素影響后，該地區(qū)的平均純技術(shù)效率和平均規(guī)模效率均有所變動。平均純技術(shù)效率由原來的0.757 9上升到了0.995 8，平均規(guī)模效率則由0.980 5下降至0.769 1，由此導(dǎo)致其平均綜合效率從0.743 5提高到了0.766 0。據(jù)此可知，在環(huán)境變量的作用下，中部的純技術(shù)效率的平均水平被低估，而平均規(guī)模效率水平則被高估，由此造成了中部地區(qū)的環(huán)境總效率水平被低估。由變化幅度大小可以看出，其環(huán)境變量對中部區(qū)域環(huán)境效率的影響關(guān)鍵是通過其純技術(shù)效率來實(shí)現(xiàn)的。

西部地區(qū)：排除環(huán)境與隨機(jī)因素作用后，西部地區(qū)的平均純技術(shù)效率由原來的0.787 8上升至0.992 0，其平均規(guī)模效率由0.983 1下降至0.855 1，由此導(dǎo)致其平均綜合效率從原來的0.787 8增加到了0.848 0。依此易知，環(huán)境因素的作用使得此區(qū)域純技術(shù)效率的平均水平出現(xiàn)被低估的結(jié)果，而規(guī)模效率相應(yīng)的平均值被高估，由此使得此區(qū)域的綜合效率的平均水平被低估。同理可知，環(huán)境變量對西部環(huán)境效率的影響也是主要通過純技術(shù)效率水平來實(shí)現(xiàn)的。

從全國來看：剔除環(huán)境因素和隨機(jī)因素影響后，全國平均綜合效率明顯提高，由0.790 8上升到0.835 4，造成這一結(jié)果的原因在于三大經(jīng)濟(jì)區(qū)域的綜合環(huán)境效率水平均受環(huán)境因素影響較大所致。endprint

綜上，環(huán)境變量對我國三大經(jīng)濟(jì)地區(qū)的環(huán)境績效均有所影響，并主要是通過各地區(qū)的純技術(shù)效率來影響的。

5 結(jié)論及建議

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①剔除隨機(jī)誤差因素和外部環(huán)境因素影響后，我國東部、中部、西部及全國各省市的環(huán)境效率水平均發(fā)生了較大的變化。調(diào)整后，全國的平均規(guī)模效率值遠(yuǎn)低于平均純技術(shù)效率值，且全國平均綜合技術(shù)效率與其平均規(guī)模效率在發(fā)展水平及趨勢上是一致的；全國、東部、中部和西部地區(qū)的平均純技術(shù)效率都在不同程度上被低估，平均規(guī)模效率則在不同程度上被高估，但后者的幅度小于前者，這使得平均環(huán)境效率水平均被低估?？梢?，環(huán)境因素和隨機(jī)誤差因素主要通過影響純技術(shù)效率的方式來影響環(huán)境效率的，此類因素的存在將會影響真實(shí)環(huán)境效率的測度，因此，采用三階段DEA模型評價(jià)我國各省市的環(huán)境效率是合理且必要的。②我國三大區(qū)域的真實(shí)環(huán)境效率水平存在明顯的空間不平衡現(xiàn)象。2006—2015年，東部、中部和西部地區(qū)均呈上升趨勢，東部、中部地區(qū)上升幅度較大，西部地區(qū)則呈緩慢上升趨勢。在2006—2007年期間，環(huán)境效率值的大小依次為“西部地區(qū)>東部地區(qū)>中部地區(qū)”；在2007—2015年期間，環(huán)境效率大小依次為“東部地區(qū)>西部地區(qū)>中部地區(qū)”。③環(huán)境因素和隨機(jī)誤差因素對環(huán)境效率產(chǎn)生了顯著影響。人口密度、實(shí)際人均GDP的增加，都會對環(huán)境產(chǎn)生不利的影響；城市化水平與外貿(mào)依存度的提高會對環(huán)境產(chǎn)生正影響；外資開放度、科技水平的增加會提高能源和資本的利用效率，產(chǎn)生節(jié)約現(xiàn)象，同時(shí)也會導(dǎo)致勞動力投入冗余的增加，從而產(chǎn)生浪費(fèi)現(xiàn)象，對環(huán)境效率產(chǎn)生負(fù)影響；環(huán)境治理投資占比的上升能帶來勞動力與資本利用效率提升，卻無法實(shí)現(xiàn)能源利用效率的提升，說明環(huán)境治理投資明顯滯后于環(huán)境污染，存在著被動治理的現(xiàn)象；第二產(chǎn)業(yè)比重的增加將會帶來能源、勞動力及資本投入松弛變量的增加，造成浪費(fèi)現(xiàn)象，對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。④規(guī)模收益的變動受環(huán)境和隨機(jī)因素的影響比較明顯，絕大部分省份處于規(guī)模收益遞增行列，極少部分省市處于規(guī)模收益不變或遞減行列。

鑒于我國省際地區(qū)及全國的環(huán)境效率情況，本文提出以下六點(diǎn)政策建議：①優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。切實(shí)做好第二產(chǎn)業(yè)的節(jié)能減排，提質(zhì)增效工程，提高產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新能力，逐步實(shí)現(xiàn)以第二產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)向以第三產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的調(diào)整，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比例，并借助“一帶一路”戰(zhàn)略，積極實(shí)施產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移。②適度增加環(huán)境污染治理投資規(guī)模，提高企業(yè)污染排放成本。轉(zhuǎn)變“先污染后治理”模式，走“在發(fā)展中保護(hù)，在保護(hù)中發(fā)展”之路、實(shí)現(xiàn)發(fā)展與環(huán)保的雙贏，推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)。同時(shí)，鼓勵(lì)企業(yè)發(fā)展以技術(shù)創(chuàng)新為核心的前端預(yù)防路徑，從本質(zhì)上提高能源使用效率，降低環(huán)境污染排放程度。③針對規(guī)模收益變化情況，不同省份應(yīng)選擇不同的發(fā)展方式。對于我國規(guī)模收益處于遞增的省市，可選擇采取擴(kuò)大要素投入規(guī)模的路徑來實(shí)現(xiàn)其環(huán)境效率的改善；而對于調(diào)整后呈現(xiàn)出規(guī)模收益遞減的地區(qū)，應(yīng)優(yōu)化其資源的合理配置，提高利用效率，走內(nèi)涵式發(fā)展道路，從而提高其環(huán)境效率。④切實(shí)提升企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新能力和環(huán)境污染治理技術(shù)創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和污染排放的減量化。具有自主創(chuàng)新能力的企業(yè)須重視能源高效利用技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)工藝、廢棄物循環(huán)利用技術(shù)的研發(fā)與創(chuàng)新，加強(qiáng)環(huán)境污染治理的前端預(yù)防。缺乏自主創(chuàng)新的企業(yè)應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研合作，降低能耗，減少污染排放。⑤規(guī)劃發(fā)展城市群，提高新型城鎮(zhèn)化水平與環(huán)境治理效率。對于人口基數(shù)大、處于工業(yè)化中后期階段的現(xiàn)實(shí)國情而言，發(fā)展城市群不僅可通過人口集聚和產(chǎn)業(yè)集聚，集中優(yōu)勢資源發(fā)展經(jīng)濟(jì)，還可以提高集中排污、集中治理效率，降低治污成本，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)化和環(huán)境效率的共同改善。⑥進(jìn)一步深化對外開放程度，提高外貿(mào)依存度。各地區(qū)應(yīng)實(shí)施更加主動的開放戰(zhàn)略，完善對外開放體制機(jī)制，增強(qiáng)外資引進(jìn)力度，不斷提升經(jīng)濟(jì)開放水平。

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