中國沿海地區(qū)海洋污染物減排成本及環(huán)境效率幻覺研究

趙良仕，冷明祥

(遼寧師范大學(xué) 海洋經(jīng)濟與可持續(xù)發(fā)展研究中心，遼寧 大連 116029)

21世紀是海洋的世紀，海洋已經(jīng)成為世界各國提升綜合國力和爭奪長遠戰(zhàn)略優(yōu)勢的新空間[1].2018年中國海洋生產(chǎn)總值為83 415億元，約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的9.3%，較上年增長6.7%，高于同期6.6%的GDP的增速，海洋經(jīng)濟已成為中國經(jīng)濟發(fā)展新引擎.但不容忽視的是，中國海洋經(jīng)濟發(fā)展過程中“高排放、高污染”的特征十分顯著，由此所導(dǎo)致的海洋資源枯竭、海洋環(huán)境污染、海洋生態(tài)系統(tǒng)退化等問題日益凸顯，直接影響了海洋經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展[2].在此背景下，《全國海洋經(jīng)濟發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出推進海洋生態(tài)文明建設(shè)，科學(xué)統(tǒng)籌海洋開發(fā)與保護，推動海洋經(jīng)濟由速度規(guī)模型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)海洋經(jīng)濟健康持續(xù)發(fā)展.基于此，科學(xué)準確的測算海洋環(huán)境效率，探究海洋經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境污染之間的變化狀況，是提升海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展能力與實現(xiàn)人海和諧共生的關(guān)鍵.

現(xiàn)有研究多采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)與隨機前沿面分析法(SFA)對海洋環(huán)境效率進行測算，趙林等[3]采用考慮非期望產(chǎn)出的SBM模型測算了2001—2012年中國沿海11省市的海洋經(jīng)濟效率,并分析其時空演變特征；胡求光等[4]將生態(tài)效率引入到海洋生態(tài)系統(tǒng)研究中，采用DEA方法測算了2010—2014年中國沿海11省市的海洋生態(tài)效率；趙昕等[5]基于考慮非期望產(chǎn)出的SBM-DEA模型對2003—2013年間中國沿海11省市的海洋綠色經(jīng)濟效率進行測算，并借助空間面板計量模型從空間效應(yīng)角度探究了海洋綠色經(jīng)濟效率的主要影響因素；蓋美等[6]運用SFA方法測算了中國沿海11省市的綠色海洋經(jīng)濟效率，并對其時空演變與影響因素進行了探討；王嵩等[7]建立了中國沿海地區(qū)壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)(PSIR)模型，通過海洋生態(tài)與海洋經(jīng)濟的共生演化Logistic模型中的基本指數(shù)，測算各省市海洋生態(tài)與海洋經(jīng)濟的共生系數(shù)；吳淑娟等[8]建立了海洋經(jīng)濟綠色效率的評價指標體系，給出了“海洋經(jīng)濟綠色效率”定義，使用DEA模型測算了海洋經(jīng)濟綠色效率，并采用因子分析法研究其影響因素.

上述海洋環(huán)境效率的研究僅以污染物的排放量作為非期望產(chǎn)出，但由于各省市經(jīng)濟發(fā)展水平與污染物排放量存在差異，導(dǎo)致污染物對不同省市的影響也存在差異，因此，將污染物的減排成本納入海洋環(huán)境效率的測算中是有必要的；且近年來中國海洋環(huán)境效率雖穩(wěn)步上升，但海洋生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢卻沒有得到逆轉(zhuǎn)，由此可見，海洋環(huán)境效率并不能很全面的描述海洋經(jīng)濟發(fā)展與海洋生態(tài)環(huán)境之間的變化狀況.目前關(guān)于污染物排放影子價格與減排成本的研究主要集中在碳減排方面，陳立蕓等[9]利用非參數(shù)方向距離函數(shù)測算模型，采用相關(guān)經(jīng)濟產(chǎn)出和污染排放指標估算了中國28個省級行政區(qū)的邊際碳減排成本；María等[10-11]、Peng等[12]利用參數(shù)二次型方向距離的方法分別估算了飲用水處理廠、區(qū)域火電行業(yè)、污水處理廠的CO2影子價格；王奇等[13]采用比例分配法和熵值賦權(quán)法，探討了中國各地區(qū)在碳排放驅(qū)動因素、減排能力、減排成本等方面的差異，研究了中國2020年碳排放控制目標分配問題.此外，在環(huán)境效率測算方面，王連芬等[14]為彌補環(huán)境效率衡量經(jīng)濟社會發(fā)展質(zhì)量過度依賴經(jīng)濟增速的缺陷，在現(xiàn)有環(huán)境效率研究的基礎(chǔ)上，把污染排放的影子價格作為環(huán)境成本的計價單位，定義了環(huán)境效率幻覺指數(shù)，并測算了中國31個省區(qū)市的環(huán)境效率和環(huán)境效率幻覺.

基于上述研究，為更準確地探究海洋經(jīng)濟發(fā)展與海洋生態(tài)環(huán)境之間的變化關(guān)系，引入海洋污染物排放的影子價格作為減排成本的計價單位，定義了海洋環(huán)境效率幻覺(Marine Eco-efficiency Illusion)的概念，測算了中國沿海11省市的海洋環(huán)境效率幻覺，以此來分析中國海洋環(huán)境效率增加的同時海洋環(huán)境質(zhì)量卻在下降的實際情況，為制定海洋經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護政策提供依據(jù)，從而提升海洋經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的能力.

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 污染排放成本和環(huán)境效率幻覺模型

隨著海洋環(huán)境的惡化與污染物處理成本的增加，對海洋環(huán)境效率測算需要考慮到海洋污染物排放的影子價格.本文采用F?re等[15]提出的基于方向性距離函數(shù)的影子價格估計方法和二次型函數(shù)[16]，對中國沿海省市廢水入海量和海洋固體廢物排放量的影子價格進行測算，如式(1)所示：

F?re等[15]指出污染物的排放量乘以污染物排放的影子價格表示由非期望產(chǎn)出帶來的負收益，即污染物的減排成本，如式(2)所示：

(2)

其中，CPC指海洋污染物的減排成本，qi為第i種海洋污染物排放的影子價格，bi為第i種海洋污染物排放總量.海洋污染物排放的影子價格表示減排一個單位海洋污染物要損失多少單位的海洋生產(chǎn)總值，而海洋污染物減排成本表示污染物的排放對海洋生產(chǎn)總值造成的總損失.

目前，有關(guān)海洋環(huán)境效率的研究多集中于對每個時期投入產(chǎn)出效率的靜態(tài)測算，而忽視了對海洋經(jīng)濟產(chǎn)出與污染物減排成本動態(tài)變化的考慮.在實際生產(chǎn)過程中，海洋經(jīng)濟產(chǎn)出在增長的同時，海洋污染物的減排成本也在增加，由于忽略了二者增速差距的分析，致使對海洋經(jīng)濟發(fā)展與海洋環(huán)境質(zhì)量變化狀況的認識出現(xiàn)偏差.借鑒王連芬等[14]提出的環(huán)境效率幻覺定義，提出海洋環(huán)境效率幻覺的概念，將海洋環(huán)境效率幻覺定義為海洋污染物減排成本增長率與海洋經(jīng)濟產(chǎn)出增長率之比，如式(3)所示：

(3)

當海洋環(huán)境效率幻覺大于1時，即海洋污染排放成本增長率高于海洋經(jīng)濟產(chǎn)出增長率，為高海洋環(huán)境效率幻覺；當海洋環(huán)境效率幻覺大于0且小于1時，為低海洋環(huán)境效率幻覺；當海洋環(huán)境效率幻覺小于0時，為無海洋環(huán)境效率幻覺，即該省市海洋污染排放成本呈負增長，不存在海洋環(huán)境效率幻覺.

1.2 指標選取與數(shù)據(jù)來源

以2001—2015年中國11個沿海省市為研究對象，以海洋生產(chǎn)資源作為投入要素，海洋經(jīng)濟生產(chǎn)總值(GOP)為期望產(chǎn)出，海洋污染物排放作為非期望產(chǎn)出，相關(guān)數(shù)據(jù)均來自歷年《中國海洋統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》和《中國能源統(tǒng)計年鑒》，具體指標解釋如下:

(1)海洋資本：采用海洋產(chǎn)業(yè)年均資本存量指標來表示.由于目前國內(nèi)未有海洋資本存量方面的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，參考何廣順等[17]關(guān)于海洋資本投入的計算公式：海洋資本投資=(沿海省市GOP/沿海省市GDP)×沿海省市固定資產(chǎn)投資.

(2)海洋勞動力：以沿海省市海洋產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人數(shù)表示.

(3)海洋資源：考慮到目前中國海洋經(jīng)濟發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)為海洋漁業(yè)、海洋旅游業(yè)、海洋交通運輸業(yè)，結(jié)合數(shù)據(jù)的可得性，選取三大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)中的海水養(yǎng)殖面積、鹽田總面積、油田生產(chǎn)井、碼頭長度、沿海省市旅行社數(shù)為變量，采用熵權(quán)法將其綜合值作為一個海洋資源投入指標.

(4)海洋經(jīng)濟生產(chǎn)總值：以沿海省市各年海洋產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)總值(GOP)來表示.

(5)海洋污染物：目前對經(jīng)濟發(fā)展過程中污染物排放的研究，一般采用碳排放量作為非期望產(chǎn)出指標，但海洋經(jīng)濟的發(fā)展十分依賴于海洋這一自然資源，而廢水和固體廢棄物對海洋資源的影響很大，因此，選取沿海省市的海洋廢水排放量和海洋固體廢物排放量兩個指標作為非期望產(chǎn)出.

2 結(jié)果與分析

2.1 海洋污染物影子價格分析

根據(jù)經(jīng)濟生產(chǎn)理論，海洋污染物排放的影子價格表示減少排放一個單位的污染物會造成多少單位經(jīng)濟產(chǎn)出的損失，采用Matlab軟件測算了中國沿海11省市污染物排放的影子價格，如表1.

2001—2015年間，中國海洋污染物排放的影子價格具有明顯的階段性特征.2001年海洋污染物排放的影子價格均處于較高水平，但從2002起，海洋污染物排放的影子價格開始呈現(xiàn)下降趨勢，到2006年，海洋污染物排放的影子價格到達最低點，2007—2015年，海洋污染物排放的影子價格開始緩慢上升，并最終維持在一個較為穩(wěn)定的水平.主要原因為，2001—2006年正處于“十五”期間，國家開始大力開發(fā)海洋資源，發(fā)展海洋經(jīng)濟，在這一過程中片面地強調(diào)經(jīng)濟發(fā)展的速度和規(guī)模，而忽視了污染物的排放問題，造成了污染物的大量排放，海洋污染物排放的影子價格呈現(xiàn)下降趨勢.根據(jù)袁鵬等[18]的研究，影子價格與污染排放規(guī)模大致呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系，即當污染排放規(guī)模越大時，影子價格越低.從2007年開始，國家實行節(jié)能減排政策，注重經(jīng)濟發(fā)展的質(zhì)量和效益，海洋污染物肆意排放的情況得到了一定程度的緩解.隨著海洋污染物排放規(guī)模下降,進一步減排的難度加強，需要付出的成本也越大，所以海洋污染物排放的影子價格開始上升并最終趨于一個較為穩(wěn)定的水平.

表1 2001—2015年中國沿海地區(qū)廢水排放和固體廢物排放的影子價格

注：限于版面，僅列出了部分年份海洋污染物排放的影子價格；32.67/19.28*表示“沿海地區(qū)廢水排放影子價格/沿海地區(qū)固體廢物排放量影子價格”

圖1 2001—2015年中國沿海地區(qū)海洋污染物的平均影子價格Fig.1 The average shadow prices of marine pollution emissions in China’s coastal areas from 2001 to 2015

為探究海洋廢水排放和海洋固體廢物排放影子價格的差異，將沿海11省市兩種污染物排放的平均影子價格以雷達圖展示，如圖1.2001—2015年間，中國沿海省市的海洋廢水排放和海洋固體廢物排放的平均影子價格分別為19.82萬元/t與13.51萬元/t，這意味著每減排1 t廢水就要損失約19.82萬元的GOP，而每減排1 t固體廢物則要損失約13.51萬元的GOP.此外，從污染排放影子價格的空間分布上看，不同省市之間存在較大差異，大致呈現(xiàn)“南北高、中間低”的分布態(tài)勢，其中，上海海洋廢水排放和海洋固體廢物排放的影子價格均最低，分別為7.37萬元/t和5.49萬元/t，天津海洋廢水排放的影子價格最高，為31.27萬元/t，海南海洋固體廢棄物排放的影子價格最高，為19.25萬元/t，差距懸殊.

2.2 海洋污染物減排成本分析

利用海洋污染物排放的影子價格和排放總量計算了中國沿海11省市2001—2015年污染物的減排成本，如表2.2001—2015年間，中國海洋污染物減排成本大致經(jīng)歷了一個先上升后下降，最后保持平穩(wěn)狀態(tài)的過程.從空間分布上看，海洋污染物的平均排放成本呈現(xiàn)“南北高，中間低”的態(tài)勢，中國北部的河北與遼寧，南部的廣東和廣西，其海洋污染物的平均減排成本處于高值區(qū)，表明這類省市在污染物的減排過程中要付出更多的代價，進一步減排的難度較大；中部的上海和江蘇污染物的平均減排成本處于較低水平，意味著在海洋污染物的減排工作中所付出的經(jīng)濟代價較小，具有進一步的減排空間.主要原因是由于北方環(huán)渤海地區(qū)的省市一直是中國的重工業(yè)基地，在資源枯竭與環(huán)境惡化問題壓力的倒逼下，積極進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，加強海洋污染物的減排和環(huán)境整治工作，使得污染物的減排成本處于較高水平；廣西和海南的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以第一產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)，第二產(chǎn)業(yè)所占比重較小，進一步減排的空間不大，因此海洋污染物的減排成本也處于較高水平；而中部的浙江和福建經(jīng)濟活動強度大，第二產(chǎn)業(yè)占比高，海洋污染物排放量大，故此海洋污染物的減排成本處于較低水平.

表2 2001—2015年中國沿海地區(qū)海洋污染排放成本

注：限于版面，僅列出了部分年份海洋污染物減排成的測算結(jié)果

2.3 海洋環(huán)境效率幻覺分析

由海洋環(huán)境效率幻覺定義可知，當海洋污染排放成本增長率高于海洋經(jīng)濟產(chǎn)出增長率時，存在海洋環(huán)境效率幻覺；當環(huán)境成本為負增長時，將不存在海洋環(huán)境效率幻覺.在已測算出污染物減排成本的基礎(chǔ)上，運用MATLAB軟件測算中國沿海11省市2001—2015年的海洋環(huán)境效率幻覺.

為分析海洋環(huán)境效率幻覺的時空特征，基于中國沿海各省市海洋環(huán)境效率幻覺得分，將其劃分為3類：高、低及無海洋環(huán)境效率幻覺區(qū)，如表3.整體來看，考察期內(nèi)中國沿海省市出現(xiàn)海洋環(huán)境效率幻覺的數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢.2002年，中國沿海11省市中有8個省市存在海洋環(huán)境效率幻覺，到2015年，這一數(shù)值下降至6個，表明在注重海洋經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量政策的指導(dǎo)下，中國的海洋環(huán)境問題得到了一定的緩和，但仍有超過總數(shù)的一半的省市存在著海洋環(huán)境效率幻覺，表明在中國海洋經(jīng)濟的發(fā)展過程中仍存在著很嚴重的海洋污染排放成本增長率高于海洋經(jīng)濟產(chǎn)出增長率的環(huán)境效率幻覺現(xiàn)象，我國海洋環(huán)境仍在惡化.反觀現(xiàn)有關(guān)于中國海洋環(huán)境效率的測算，其結(jié)果多數(shù)表明中國的海洋環(huán)境效率呈現(xiàn)上升趨勢[3]，僅從海洋環(huán)境效率的角度不能全面評價海洋資源利用和經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量，而通過測算海洋污染物的減排成本與海洋環(huán)境效率幻覺能夠更客觀的分析海洋經(jīng)濟增長與海洋污染物排放之間的變化狀況.從空間上對海洋環(huán)境效率幻覺分析可知，無海洋環(huán)境效率幻覺的省市呈現(xiàn)出由北向南轉(zhuǎn)移的趨勢，中國的北部沿海省市由無海洋環(huán)境效率幻覺轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖诤Ｑ蟓h(huán)境效率幻覺，而南方沿海地區(qū)恰恰相反，表明南方地區(qū)越來越重視海洋環(huán)境的保護，海洋環(huán)境質(zhì)量有所改善.此外，海洋環(huán)境效率幻覺出現(xiàn)年份較多的省市主要有遼寧與海南等省市，遼寧在14 a間有8 a存在海洋環(huán)境效率幻覺，而海南則在14 a間有10 a都存在海洋環(huán)境效率幻覺，表明這類省市海洋環(huán)境持續(xù)惡化的狀況更為嚴重.

表3 中國沿海地區(qū)部分年份海洋環(huán)境效率幻覺

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

在海洋資源約束趨緊、海洋環(huán)境污染問題嚴重與海洋可持續(xù)發(fā)展能力持續(xù)削弱的背景下，需更科學(xué)分析中國海洋經(jīng)濟發(fā)展與污染物排放之間的變化狀況.基于二次型方向性距離函數(shù)和收益函數(shù)的對偶關(guān)系，測算了2001—2015年中國沿海11省市海洋廢水排放和海洋固體廢物排放的影子價格、減排成本與海洋環(huán)境效率幻覺，得到以下結(jié)論：

(1)在2001—2015年間，中國沿海省市海洋污染物的影子價格呈現(xiàn)先下降，后上升，最終保持穩(wěn)定的趨勢；海洋污染物的影子價格在不同省市之間的差異較大，呈現(xiàn)出“南北高、中間低”的態(tài)勢；海洋廢水排放和海洋固體廢物的排放具有不同的影子價格，每減排1 t廢水平均損失19.82萬元，每減排1 t固體廢物平均損失13.51萬元，該估算結(jié)果可以為沿海省市制定海洋污染物排放交易價格提供參考.

(2)在2001—2015年間，中國沿海省市海洋污染物的減排成本呈現(xiàn)先上升后下降，最后保持平穩(wěn)狀態(tài)的過程；從空間分布上看，海洋污染物的平均減排成本呈現(xiàn)出“南北高，中間低”的分布格局.

(3)中國沿海省市出現(xiàn)海洋環(huán)境效率幻覺的數(shù)量由2002年的8個下降至2015年的6個，表明中國海洋環(huán)境質(zhì)量惡化的狀況有所緩和；從空間上看，無海洋環(huán)境效率幻覺的省市呈現(xiàn)出由北向南轉(zhuǎn)移的趨勢，中國的北部沿海省市由無海洋環(huán)境效率幻覺轉(zhuǎn)變?yōu)榇嬖诤Ｑ蟓h(huán)境效率幻覺，而南方沿海地區(qū)恰恰相反.

3.2 討論

(1)在海洋污染物排放量居高不下，海洋環(huán)境持續(xù)惡化的背景下，必須在發(fā)展海洋經(jīng)濟的同時，提高環(huán)境技術(shù)效率，控制海洋污染排放；中國海洋污染物排放交易機制中尚缺乏污染物排放價格的制定，因此，為實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的提升，應(yīng)結(jié)合海洋污染排放的影子價格為海洋污染物的排放制定一定的市場價格

(2)本文在海洋污染物排放方面受統(tǒng)計數(shù)據(jù)限制，只考慮了直接排入海洋的廢水和固體廢物排放，但在實際生產(chǎn)過程中還存在其他污染物，如石油及其產(chǎn)品、重金屬、農(nóng)藥和生活污水等，這些因素將導(dǎo)致海洋污染物排放的影子價格的估算有所偏差.