考慮非期望產(chǎn)出的中國區(qū)域生態(tài)效率測度及差異分析

劉丙泉 王超

摘要：將環(huán)境污染視為非期望產(chǎn)出，并考慮省級區(qū)域的異質(zhì)性，構(gòu)建基于共同前沿的生態(tài)效率測度模型，對2005—2016年中國30個省市自治區(qū)的生態(tài)效率進行評價，并分析全國、三大經(jīng)濟帶內(nèi)及三大經(jīng)濟帶間的差異。結(jié)果表明：考察期內(nèi)中國整體生態(tài)效率偏低，但呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的趨勢；在不同前沿面下，中國大多省市自治區(qū)生態(tài)效率的表現(xiàn)差異巨大；區(qū)域生態(tài)效率表現(xiàn)不同，東部地區(qū)生態(tài)效率最高、中部次之、西部地區(qū)最低，這與三大經(jīng)濟帶的經(jīng)濟發(fā)展水平相一致；中國整體生態(tài)效率差距正逐步縮小，并趨向收斂，東部區(qū)域差距先收斂后發(fā)散但差距較小，中部區(qū)域差距趨向發(fā)散，西部區(qū)域差距居高不下，東部與中部間差距先收斂后發(fā)散且發(fā)散趨勢明顯，東西、中西部差距一直很大。

關(guān)鍵詞：共同前沿；生態(tài)效率；非期望產(chǎn)出；收斂性

中圖分類號：F205；X24

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5595（2018）02-0045-05

改革開放30多年以來，中國經(jīng)濟高速發(fā)展，成為了世界第二大經(jīng)濟體。然而，高投入、高排放的粗放型經(jīng)濟增長方式并未從根本上轉(zhuǎn)變。伴隨在生產(chǎn)過程中非期望產(chǎn)出（如三廢）的大量排放，嚴重破壞了中國的生態(tài)環(huán)境。因此，在經(jīng)濟新常態(tài)下，加快推進區(qū)域綠色發(fā)展，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境質(zhì)量的共同提升，是現(xiàn)階段中國各級政府面臨的首要問題。

一、文獻綜述

自從美國學(xué)者Schaltegger在1990年首次提出生態(tài)效率[1]的概念后，通過對生態(tài)效率評價來反映可持續(xù)發(fā)展程度的方法得到了廣泛的認可。生態(tài)效率評價的方法主要有單一比值法、指標體系法及模型法三類。其中，單一比值法雖然操作簡單，但只能得到一個單一的綜合值，不能區(qū)分不同環(huán)境的影響，也不能給出改進方向[2-3]；指標體系法雖然能將經(jīng)濟、自然、社會等多方面因素綜合考慮在內(nèi)，但需要人為地確定權(quán)重，這就避免不了人的主觀性[4-6]；而Data Envelopment Analysis模型（簡稱DEA模型）法憑借所需指標少、不需要人為確定權(quán)重、有很強的客觀性等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于企業(yè)、行業(yè)、生態(tài)園區(qū)、區(qū)域等的生態(tài)效率評價研究中。例如，付麗娜等運用超效率DEA模型測算了2005—2010 年長株潭“3+5”城市群中各城市的生態(tài)效率[7]；李勝蘭等運用DEA模型測算了地方政府競爭視角下的中國30個省市自治區(qū)的區(qū)域生態(tài)效率，并檢驗了環(huán)境規(guī)制對中國區(qū)域生態(tài)效率的影響[8]；成金華等應(yīng)用空間自相關(guān)方法對中國省級區(qū)域的生態(tài)效率演化格局進行了實證分析，并探尋了影響區(qū)域生態(tài)效率差異變化的空間機制[9]；楊凱等基于區(qū)域梯度發(fā)展模式分析了中國工業(yè)生態(tài)效率區(qū)域差異[10]；李佳佳等通過建立空間計量和門檻面板模型研究了城市規(guī)模對生態(tài)效率的影響及其區(qū)域差異[11]。研究發(fā)現(xiàn)，在區(qū)域生態(tài)效率測算方面，大多學(xué)者將所有決策元（Decision Making Unit，簡稱DMU）放在單一前沿下參與運算，認為DMU之間不存在群組關(guān)系，并未考慮各區(qū)域的地域限制、資源稟賦、政策導(dǎo)向等因素而帶來的異質(zhì)性問題。另外，在區(qū)域生態(tài)效率差異分析方面，當(dāng)前研究大多以效率值的統(tǒng)計分析作為差異分析手段，從靜態(tài)和動態(tài)的視角對區(qū)域生態(tài)效率差異進行分析，而對區(qū)域內(nèi)及區(qū)域間的生態(tài)效率差異是趨向收斂還是發(fā)散關(guān)注較少。

基于此，本研究將中國30個省市自治區(qū)（不包括港、澳、臺及西藏，下同）按三大經(jīng)濟帶劃分為東、中、西三大區(qū)域，構(gòu)建并應(yīng)用考慮非期望產(chǎn)出的共同前沿模型，對2005—2016年中國生態(tài)效率進行評價，然后采用經(jīng)濟學(xué)中的σ-收斂假說來測度全國、三大區(qū)域內(nèi)部及三大區(qū)域間生態(tài)效率的差異收斂性。

二、研究設(shè)計

（一） 考慮非期望產(chǎn)出的共同前沿模型

在傳統(tǒng)區(qū)域生態(tài)效率的DEA測度中，認為不同區(qū)域是同質(zhì)的，將所有DMU放在單一前沿面下進行評價，并通過單一效率值來判定各區(qū)域的生態(tài)效率是否為DEA有效，不考慮不同區(qū)域存在的“先天差異”，顯然是不合理的。根據(jù)Fare等提出的環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)（又稱弱可處置性生產(chǎn)技術(shù)）概念[12]及Battese對共同前沿模型的定義[13]，將所有參評的S（S=30）個區(qū)域劃分為L （L=3） 個不同類型的組，X=（x1，x2，…，xn）為投入要素，Y=（y1，y2，…，ym）為產(chǎn)出要素，U=（u1，u2，…，uj）為非期望產(chǎn)出，則第l個組的投入產(chǎn)出關(guān)系可以表示為：pl（x）={（y，u）：（x，y，u）∈Tl}，Tl為第l組DMU決定的技術(shù)集。pl（x）決定的生產(chǎn)前沿稱為區(qū)域前沿面，所有pl（x）決定的生產(chǎn)前沿稱為共同前沿面。

假定Xkn表示第k個地區(qū)的第n種投入總量（n=1，2，…，N；k=1，2，…，S），Ykm表示第k個地區(qū)第m種產(chǎn)出的總量（m=1，2，…，M），Ukj表示第k個地區(qū)第j種非期望產(chǎn)出的總量（j=1，2，…，J），則在嚴格環(huán)境規(guī)制并假定規(guī)模效率不變的前提下，DMU0在共同前沿下的效率（θ=1-a）可由式（1）計算獲得：

maxa

st. ∑sk=1λkxkn≤x0n， n=1，2，…，N

∑sk=1λkykm≥（1+a）y0m， m=1，2，…，M（1）

∑sk=1λkukj=（1-a）u0j， j=1，2，…，J

λk≥0，k=1，2，…，S

假定將S個區(qū)域劃分為L個類型組后，DMU0隸屬第t個小組（t=1，2，…，L），則在嚴格環(huán)境規(guī)制并假定規(guī)模效率不變的前提下，DMU0在其區(qū)域前沿下的效率（δ=1-β）可由式（2）計算獲得：

maxβ

st. ∑sk=1λkxtkn≤x0n， n=1，2，…，N

∑sk=1λkytkm≥（1+β）y0m， m=1，2，…，M （2）

∑sk=1λkutkj=（1-β）u0j， j=1，2，…，J

λk≥0，k=1，2，…，St， t=1，2，…，L

在共同前沿面下的效率值為θ（θ=1-a），且當(dāng)θ=1時，DMU0位于共同前沿面上；在區(qū)域前沿面下的效率值為δ（δ=1-β），且當(dāng)δ=1時，DMU0位于共同前沿面上。

（二）指標體系構(gòu)建

生態(tài)效率追求的是以最少的資源投入與最小的環(huán)境污染獲得最大的經(jīng)濟產(chǎn)出，而且區(qū)域生態(tài)效率也是以實現(xiàn)低投入、低污染、高產(chǎn)出的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展模式為目標，因此，研究選取城市全年供水總量、電力消費量等作為資源投入指標，地區(qū)GDP作為經(jīng)濟產(chǎn)出指標，并以固體廢物產(chǎn)生量等污染物排放量作為非期望產(chǎn)出指標，構(gòu)建中國區(qū)域生態(tài)效率評價指標體系，如表1所示。

三、實證研究

（一）數(shù)據(jù)來源

本文以2005—2016年中國30個省市自治區(qū)為研究樣本，所取數(shù)據(jù)主要由《中國統(tǒng)計年鑒》（2005—2016）、《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》等整理獲得。

（二）實證結(jié)果與不同前沿面下的生態(tài)效率測度分析

將30個省級區(qū)域根據(jù)經(jīng)濟帶劃分為東部地區(qū)、中部地區(qū)和西部地區(qū)三大群組，分別在共同前沿面和區(qū)域前沿面下測算各省市自治區(qū)的生態(tài)效率值，計算結(jié)果分別用M-EE和G-EE表示，并對全國、三大經(jīng)濟帶內(nèi)及三大經(jīng)濟帶間的生態(tài)效率差異進行收斂性分析。

根據(jù)式（1）與式（2）對中國30個省市自治區(qū)的生態(tài)效率進行測算，結(jié)果如表2所示。

據(jù)對表2的分析可得到，從共同前沿評價結(jié)果看，考察期內(nèi)中國整體生態(tài)效率偏低，效率均值最高僅為085，但呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的趨勢，預(yù)計未來幾年會有進一步提升。從三大區(qū)域來看，中國三大經(jīng)濟帶生態(tài)效率呈現(xiàn)出由東部向中西部梯度遞減的趨勢，這與三大經(jīng)濟帶的經(jīng)濟發(fā)展水平相一致。東部地區(qū)的生態(tài)效率均值最高，且在考察期內(nèi)一直都高于095，其中，北京、上海等6個省市在12年間的效率值一直為1，只有遼寧的生態(tài)效率較低；中部地區(qū)的生態(tài)效率均值較低，雖呈現(xiàn)平穩(wěn)上升趨勢，但在2005—2016年生態(tài)效率都未超過09；西部地區(qū)的生態(tài)水平很差，在考察期內(nèi)生態(tài)效率均值雖有小幅上升，但均低于07。

從區(qū)域前沿評價結(jié)果看，考察期內(nèi)中國整體生態(tài)效率水平較高，效率均值高于09。東部與中部地區(qū)的生態(tài)效率均值很高，在2005—2016年效率均值都高于097，且表現(xiàn)平穩(wěn)；西部生態(tài)效率均值在12年間雖有小幅波動，但基本保持在08左右。

通過對比發(fā)現(xiàn)，在共同前沿和區(qū)域前沿下，各省市的生態(tài)效率值的表現(xiàn)及演化規(guī)律并不相同。在區(qū)域前沿下，各省市的效率均值普遍的比在共同前沿下的大。東部地區(qū)除河北省有小幅波動外，其他各省市在兩個前沿面下的表現(xiàn)

基本一致，而中西部絕大多數(shù)省市自治區(qū)在兩個前沿面下表現(xiàn)差異巨大，以山西省為例，在區(qū)域前沿下山西省在2005—2016年的生態(tài)效率值始終為1，一直處于區(qū)域前沿面上，但在共同前沿面下生態(tài)效率均值在考察期內(nèi)未高于08，最大值僅為078，生態(tài)效率水平很低，因此有很大的提升空間。另外，中部的生態(tài)效率均值在共同前沿下最大僅為087，而在區(qū)域前沿下生態(tài)效率均值最大達到098，生態(tài)效率達到了東部的水平，甚至有時還超越東部，成為效率最優(yōu)的區(qū)域。西部的生態(tài)效率均值在區(qū)域前沿下最小時為078，而在共同前沿下最大時也只有070。由此可說明東部地區(qū)各省市的生態(tài)效率明顯高于中西部地區(qū)，導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因可能在于：東部地區(qū)地處中國東部沿海，經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平較高，商品經(jīng)濟比較發(fā)達，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)大多為輕工業(yè)，第三產(chǎn)業(yè)所占比重大，環(huán)境治理資金充足，經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護協(xié)調(diào)度較高，與之相比，中西部地區(qū)地處內(nèi)陸，自然環(huán)境條件較差，經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)大多為第一、二產(chǎn)業(yè)，重工業(yè)所占比重較大，長期處于能源、原材料的供給地，環(huán)境污染較嚴重，這導(dǎo)致綜合生態(tài)效率長期與東部差距較大。

由上述分析可以發(fā)現(xiàn)，中國整體生態(tài)效率水平偏低，省市間差距較大，三大經(jīng)濟帶生態(tài)效率的表現(xiàn)并不相同，區(qū)域內(nèi)部及區(qū)域間的生態(tài)效率也存在較大差異，因此提升中國生態(tài)效率不能“分而治之”，必須采取整體治理、協(xié)同治理的措施，所以認清這些差異的演化規(guī)律，明確這些差異是趨向收斂還是發(fā)散，有助于中國各級政府制定針對性、協(xié)調(diào)性的政策。為此，本研究采用經(jīng)濟學(xué)中的σ-收斂假說來測度全國、三大經(jīng)濟帶內(nèi)部及三大經(jīng)濟帶間生態(tài)效率的差異收斂性。在經(jīng)濟學(xué)中，σ-收斂假說是指隨著時間的推移以標準差度量的不同經(jīng)濟體之間人均產(chǎn)出水平的離散程度指標逐漸減小。本文據(jù)此，以t表示年份，N表示所有參評省市自治區(qū)，Dt表示年份t時N個省市自治區(qū)之間生態(tài)效率的樣本標準差，通過Dt隨時間的變化來反映全國、各區(qū)域內(nèi)及各區(qū)域間生態(tài)效率的離散程度，計算公式為

Dt=1/N∑Ni=1yi，t-1/N∑Ni=1yi，t2（3）

若隨時間推移標準差變小，則說明所測度的差異趨向收斂，反之則趨向發(fā)散。根據(jù)式（3）可得到中國區(qū)域生態(tài)效率演化規(guī)律，如圖1所示。

從圖1可以得到，從全國來看，在考察期內(nèi)參評的30個省市自治區(qū)間的生態(tài)效率的差距正逐步縮小，且趨向收斂于019。從三大經(jīng)濟帶內(nèi)部來看，東部地區(qū)各省市間差距在2005—2012年間逐漸縮小，并收斂于005，而在2013年后開始拉大，并有發(fā)散趨勢；中部地區(qū)各省間差距趨向發(fā)散，呈現(xiàn)波動上升趨勢；西部地區(qū)各省市自治區(qū)間差距一直居高不下，雖在2009—2014年間有小幅下降，但從2014年后開始上升。從三大經(jīng)濟帶之間來看，東中部地區(qū)間差異在2005—2012年趨向收斂，但從2012年后呈現(xiàn)發(fā)散趨勢；東西部地區(qū)間差異在考察期12年間雖然趨向收斂，但差距過大并且沒有明顯改善；中西部地區(qū)間差異在考察期內(nèi)基本趨于穩(wěn)定且一直較大。由此可見，在未來幾年，中國應(yīng)著重提升中西部地區(qū)的生態(tài)效率水平，縮小東中、東西及中西部地區(qū)的差距。當(dāng)前，中西部地區(qū)不僅承受著地處內(nèi)陸、自然環(huán)境條件較差的“先天缺陷”，還隨著東部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)升級，更多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和過剩產(chǎn)能被轉(zhuǎn)移到中西部地區(qū)，使中西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境更加惡化。因此，做好對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的承接，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，引進先進的生產(chǎn)技術(shù)，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟增長方式，走依靠技術(shù)推動、創(chuàng)新推動的可持續(xù)發(fā)展道路，對提高中西部地區(qū)及中國整體生態(tài)效率水平有重要的現(xiàn)實意義。

圖1 中國區(qū)域生態(tài)效率演化規(guī)律

四、結(jié)論與啟示

本文應(yīng)用考慮非期望產(chǎn)出的共同前沿模型定量評估了2005—2016年中國30個省市自治區(qū)的生態(tài)效率，并分析了中國整體、三大經(jīng)濟帶內(nèi)及三大經(jīng)濟帶間生態(tài)效率的差異演化規(guī)律和收斂性。主要結(jié)論包括：（1）中國整體生態(tài)效率偏低，效率均值最高僅為085，但趨勢是平穩(wěn)上升的，且預(yù)計未來幾年會有進一步提升。三大經(jīng)濟帶生態(tài)效率演化規(guī)律不同，東部地區(qū)生態(tài)效率水平最高，中部地區(qū)生態(tài)效率次之，西部地區(qū)生態(tài)效率最低，這與三大經(jīng)濟帶的經(jīng)濟發(fā)展水平相一致。（2）在共同前沿和區(qū)域前沿下，各省市自治區(qū)的生態(tài)效率值的表現(xiàn)并不相同，東部地區(qū)各省市的表現(xiàn)基本一致，而中西部絕大多數(shù)省市自治區(qū)在兩個前沿面下表現(xiàn)差異巨大，說明東部地區(qū)各省市的生態(tài)效率明顯高于中西部地區(qū)。（3）在考察期內(nèi)，中國整體生態(tài)效率差距正逐步縮小，并趨向收斂。東部差距先收斂后發(fā)散但差距較??；中部差距趨向發(fā)散，且呈現(xiàn)波動上升趨勢；西部差距一直居高不下。東中部間差異先收斂后發(fā)散但發(fā)散趨勢明顯，東西部間差異雖趨向收斂；但差距過大并且沒有明顯改善；中西部間差異在考察期內(nèi)基本趨于穩(wěn)定且一直較大。

鑒于此，可得到如下啟示：（1）中國整體生態(tài)效率水平偏低，中西部地區(qū)的低生態(tài)效率水平是造成這一現(xiàn)狀的根源所在，中西部地區(qū)應(yīng)克服“先天缺陷”，對東部轉(zhuǎn)移的產(chǎn)業(yè)做到有選擇的承接，根據(jù)自身的特點大力發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟走向低消耗、低污染、高產(chǎn)出的集約型增長模式。（2）中國三大區(qū)域間差距較大，東部生態(tài)效率水平最高，中部次之，西部最低。因此充分發(fā)揮東部地區(qū)的示范作用，鼓勵中西部地區(qū)向東部地區(qū)學(xué)習(xí)，加強經(jīng)濟帶間各省市自治區(qū)的交流、著重提升中西部地區(qū)的生態(tài)效率是縮小區(qū)域間差距、提高中國整體生態(tài)效率水平的必要手段。

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責(zé)任編輯：韓國良

The Measurement and Convergence Analysis of Regional Eco-efficiency

in China Considering Undesirable Output

LIU Bingquan， WANG Chao

（School of Economics and Management， China University of Petroleum， Qingdao， Shandong 266580， China）

Abstract： Regarding the environmental pollution as the undesirable output and considering the heterogeneity of provincial region， this paper constructs the eco-efficiency measure model based on the common frontier to evaluate the eco-efficiency of 30 provinces in China in 2005—2016 and analyze its differential convergence. The results show that the overall ecological efficiency of China is low， but is growing steadily. Under different frontier， there are great differences in the performance of ecological efficiency in most provinces and cities. The regional ecological efficiency preforms in different trends. The ecological efficiency of the eastern region is the highest， the central region is the second， and the western region is the lowest. This is consistent with the level of economic development of the three economic zones. Chinas overall ecological efficiency gap is gradually narrowing， and tends to converge. The gap among the eastern region tends to converge firstly and then to diverge， but the gap is smaller. The gap among the central region tends to diverge， and the gap among the western regions remains high. Still another， the gap between the east and the central region tends to converge firstly and then to diverge with very obvious trend. The gap between the east region and west region and the gap between central regions and western region have been remaining high.

Key words： Meta-frontier； eco-efficiency； undesirable output； convergence