環(huán)保投資與資源環(huán)境變化關(guān)系分析

鄔娜，王艷華，吳佳，封強(qiáng)，李思奇，傅澤強(qiáng)*

1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院清潔生產(chǎn)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究中心 2.中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境與自然資源學(xué)院

當(dāng)下，生態(tài)文明建設(shè)是我國(guó)的重要建設(shè)任務(wù)，十九屆四中全會(huì)也進(jìn)一步明確了生態(tài)文明建設(shè)是關(guān)系中華民族永續(xù)發(fā)展的千年大計(jì)。資源環(huán)境約束一直是影響我國(guó)發(fā)展的重要因素，過(guò)去高速的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)了諸多的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，我國(guó)面臨著持續(xù)改善環(huán)境質(zhì)量的壓力，而增加環(huán)保投資是必然的選擇，我國(guó)的環(huán)保投資占國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)的比例從2000年的1.01%最高升到2010年的1.84%。根據(jù)各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，環(huán)保投資是改善資源環(huán)境問(wèn)題的關(guān)鍵因素，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，歐盟國(guó)家的環(huán)保投資占比遠(yuǎn)超我國(guó)，平均水平為1.75%，最高達(dá)3.3%[1]。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)環(huán)保投資占比為1%～1.5%時(shí)，才能對(duì)環(huán)境污染有所控制；環(huán)保投資占比為2%～3%時(shí)，才能對(duì)環(huán)境質(zhì)量有所改善[2]?？梢?jiàn)，我國(guó)的環(huán)保投資水平還遠(yuǎn)不足以支持環(huán)境質(zhì)量的明顯改善。而不同環(huán)保投資水平究竟可以帶來(lái)多大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益，其彼此間究竟存在什么關(guān)系，一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。

1 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

國(guó)外學(xué)者對(duì)于環(huán)保投資的相關(guān)研究始于20世紀(jì)60年代，由最初集中于環(huán)保投資的結(jié)構(gòu)、規(guī)模估算等[3-4]，逐步聚焦到環(huán)保投資的效率、效益以及環(huán)保投資與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境改善和社會(huì)發(fā)展間的關(guān)系[5-6]。關(guān)于環(huán)保投資的效益研究有考量單一效益的也有考量綜合效益的，如Obarska等[7]發(fā)現(xiàn)波蘭國(guó)家環(huán)保投資尤其是社會(huì)設(shè)施建設(shè)投資在改善水質(zhì)，保障飲用水的可獲得性方面取得了較好的成效；Mesjaszlech[8]利用歐盟國(guó)家2008—2014年數(shù)據(jù)，分析了工業(yè)環(huán)保支出與污染治理間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)多數(shù)國(guó)家的環(huán)境治理對(duì)可持續(xù)發(fā)展有積極影響，但環(huán)保投資的增加并不總是伴隨良好生態(tài)效應(yīng)的增加。

國(guó)外學(xué)者在環(huán)保投資結(jié)構(gòu)、規(guī)模估算，及環(huán)保投資對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、環(huán)境改善的影響等方面的研究，得到的主要結(jié)論有[9]：環(huán)保投資的增加可以促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)；環(huán)保投資對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的作用有限，主要體現(xiàn)為對(duì)環(huán)境改善的影響；環(huán)保投資過(guò)多或過(guò)少都會(huì)影響經(jīng)濟(jì)績(jī)效，需要找到最佳的環(huán)保投資水平，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙贏。

我國(guó)學(xué)者對(duì)環(huán)保投資相關(guān)問(wèn)題的研究始于20世紀(jì)80年代，與國(guó)外類似，起初的研究也以估算環(huán)境污染的經(jīng)濟(jì)損失為主[10-13]。21世紀(jì)以來(lái)不少學(xué)者采用環(huán)保投資優(yōu)先增長(zhǎng)模型和數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)模型探討我國(guó)環(huán)保投資對(duì)環(huán)境污染的治理效率[14-16]。對(duì)于環(huán)保投資與污染排放或者環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系，有學(xué)者認(rèn)為持續(xù)有效的環(huán)保投資能促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)向清潔生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變，可減少工業(yè)主要污染物的排放[17-19]；多數(shù)學(xué)者認(rèn)為制約環(huán)境進(jìn)一步改善的原因之一是環(huán)保資金的投入不足[20-22]；也有學(xué)者認(rèn)為我國(guó)的環(huán)保投資在環(huán)境污染治理中發(fā)揮了積極作用，但作用大小因地區(qū)不同有所不同[23-24]。國(guó)內(nèi)學(xué)者研究的熱點(diǎn)集中在環(huán)保投資對(duì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響方面，主要結(jié)論有：環(huán)保投資既能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，也能抑制經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)；環(huán)保投資遏制了污染排放，但環(huán)保投資的效率低下等。

總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于環(huán)保投資與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)系研究已經(jīng)形成了多層次、多角度探討的局面。但是多數(shù)研究集中在環(huán)保投資的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，而針對(duì)環(huán)保投資與環(huán)境效應(yīng)方面的研究，多集中在環(huán)保投資對(duì)某一類資源或污染物的影響，或者主要以工業(yè)污染減排效應(yīng)為主，較少研究環(huán)保投資與資源環(huán)境綜合變化效應(yīng)的關(guān)系。因此，筆者針對(duì)環(huán)保投資的綜合生態(tài)效應(yīng)(既包括對(duì)環(huán)境要素的影響，也包括對(duì)資源的影響)，構(gòu)建能表征資源環(huán)境變化綜合效應(yīng)的指標(biāo)體系，分析環(huán)保投資與資源環(huán)境變化綜合效應(yīng)的相關(guān)及耦合關(guān)系，論證環(huán)保投資的綜合生態(tài)效應(yīng)是正向還是負(fù)向，是否協(xié)調(diào)，進(jìn)一步補(bǔ)充環(huán)保投資效應(yīng)評(píng)估相關(guān)理論，以期為定量評(píng)估我國(guó)近年環(huán)保投資的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)提供方法借鑒，為促進(jìn)我國(guó)環(huán)保投資效率的提升提供依據(jù)。

2 研究方法構(gòu)建及數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 環(huán)保投資與資源環(huán)境變化相關(guān)性分析

2.1.1指標(biāo)選取

環(huán)保投資是指用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的資金投入。環(huán)保投資采用環(huán)境保護(hù)投資占GDP的比例來(lái)表征，反映環(huán)保投資的強(qiáng)度。參照現(xiàn)有針對(duì)單要素資源環(huán)境效應(yīng)評(píng)估的指標(biāo)體系[25-26]，選取9個(gè)指標(biāo)代表資源環(huán)境系統(tǒng)，其中資源系統(tǒng)包括水資源和能源，環(huán)境系統(tǒng)包括大氣環(huán)境、水環(huán)境、固體廢物、森林覆蓋率等。9個(gè)指標(biāo)中有2個(gè)正向指標(biāo)、7個(gè)負(fù)向指標(biāo)(表1)。

表1 資源環(huán)境變化指標(biāo)

2.1.2資源環(huán)境變化綜合指數(shù)測(cè)算

本研究關(guān)注的是環(huán)保投資與資源環(huán)境變化總體情況的關(guān)系，因此需要測(cè)算資源環(huán)境變化綜合指數(shù)以表征資源環(huán)境變化的多個(gè)指標(biāo)信息。

由于代表資源環(huán)境變化的各指標(biāo)的單位不同，不具備可比性，因此要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。指標(biāo)無(wú)量綱化常用的方法主要有標(biāo)準(zhǔn)化法[27]、閾值法[28]和目標(biāo)值指數(shù)法(均值化法)[29]。其中，閾值法是將所有指標(biāo)實(shí)際值歸一化到[0,1]或[-1,0]，因本研究指標(biāo)涉及正、負(fù)指標(biāo)，故選用閾值法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化。

對(duì)資源環(huán)境變化起負(fù)向作用的指標(biāo)，表示指標(biāo)值越小，資源環(huán)境變化越向好的方向發(fā)展。其無(wú)量綱化公式如下：

(1)

對(duì)資源環(huán)境變化起正向作用的指標(biāo)，無(wú)量綱化公式如下：

(2)

式中：xij為第i個(gè)被評(píng)價(jià)對(duì)象的第j項(xiàng)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；x′ij為閾值法處理后的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；maxxij為第j個(gè)指標(biāo)的最大值；minxij為第j個(gè)指標(biāo)的最小值。經(jīng)無(wú)量綱化處理后，所有的指標(biāo)都是越大越好[30]。

計(jì)算資源環(huán)境變化綜合指數(shù)，需要確定構(gòu)成綜合指數(shù)的各指標(biāo)的權(quán)重，即各指標(biāo)的貢獻(xiàn)程度的大小。目前國(guó)內(nèi)外權(quán)重的確定方法主要有主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法[27]，其中主觀賦權(quán)法主要有專家打分法、層次分析法；客觀賦權(quán)法主要有熵值法、主成分分析法、因子分析法等。本研究采用在生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)中常用且經(jīng)過(guò)研究證實(shí)其有效的熵值法來(lái)確定各指標(biāo)的權(quán)重。用熵值法直接對(duì)無(wú)量綱化后的指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，可以得出n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)、m個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的評(píng)價(jià)矩陣中第j個(gè)指標(biāo)的信息熵(bj)：

(3)

信息效用值(pj)為：

pj=1-bj

(4)

pj越大，說(shuō)明指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中的重要性越大，于是可以得到第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)(Wj)為：

(5)

評(píng)價(jià)對(duì)象在各指標(biāo)上的標(biāo)準(zhǔn)值相差越大，則熵權(quán)越大，表明該指標(biāo)提供的有用信息較大；而在各指標(biāo)上的標(biāo)準(zhǔn)值相差越小時(shí)，表明該指標(biāo)提供的有用信息較小，則該指標(biāo)的熵權(quán)較小。

綜合指數(shù)是通過(guò)對(duì)若干評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化、賦權(quán)、聚合等一系列過(guò)程獲得的，用于表征資源環(huán)境變化狀態(tài)和水平的綜合評(píng)價(jià)值。本研究構(gòu)建了t年的資源環(huán)境變化綜合指數(shù)〔U(t)〕的計(jì)算公式：

(6)

式中:Xj(t)為資源環(huán)境變化指標(biāo)中第j項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值。

2.1.3環(huán)保投資與資源環(huán)境變化綜合指數(shù)的相關(guān)性測(cè)度

利用SPSS 22.0對(duì)環(huán)境變化、環(huán)保投資、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間做Pearson相關(guān)性檢驗(yàn)。通過(guò)相關(guān)性分析，判斷2個(gè)或者多個(gè)因素之間是否有關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)程度的多少、相關(guān)程度是否明顯。

2.2 耦合性測(cè)度

2.2.1耦合度

用耦合度(C)表征環(huán)保投資系統(tǒng)和環(huán)境變化系統(tǒng)二者之間相互作用、相互影響的程度[13]，其計(jì)算公式如下：

(7)

式中：U1為環(huán)保投資系統(tǒng)的表征指標(biāo)，環(huán)保投資占GDP的比例；k為調(diào)節(jié)系數(shù)，取值為2～5，本研究為加強(qiáng)區(qū)分度，k取4。

2.2.2耦合協(xié)調(diào)度

耦合協(xié)調(diào)度(R)表征環(huán)保投資系統(tǒng)和環(huán)境變化系統(tǒng)二者相互作用中良性耦合程度的大小，體現(xiàn)了協(xié)調(diào)狀況好壞，其計(jì)算公式如下：

R=(C×T)

(8)

T=αU1+βU(t)

(9)

式中：T為綜合協(xié)調(diào)指數(shù)；α、β為加權(quán)系數(shù)，本研究認(rèn)為環(huán)保投資系統(tǒng)和環(huán)境變化系統(tǒng)的重要程度相同，即α、β均為0.5。

2.2.3耦合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

利用中值分段法，對(duì)耦合度和耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行分類[31]，分類標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

表2 耦合度與耦合協(xié)調(diào)度階段評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

3 結(jié)果與分析

3.1 我國(guó)歷年資源環(huán)境變化指數(shù)

采用閾值法對(duì)選取的資源環(huán)境變化指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，并根據(jù)式(3)～式(5)資源環(huán)境變化指標(biāo)權(quán)重的確定方法，計(jì)算得出9個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)果見(jiàn)表3。采用式(6)計(jì)算得出我國(guó)2006—2017年的資源環(huán)境變化綜合指數(shù)(圖1)。

表3 資源環(huán)境變化指標(biāo)權(quán)重

圖1 我國(guó)2006—2017年資源環(huán)境變化綜合指數(shù)Fig.1 China’s comprehesive index of resource and environment changes from 2006 to 2017

由圖1可以看出，2006—2017年我國(guó)資源環(huán)境變化綜合指數(shù)呈先增長(zhǎng)后下降趨勢(shì)，其中2006—2010年隨著環(huán)保投資占比的上升，資源環(huán)境變化綜合指數(shù)也呈上升趨勢(shì)；此后隨著環(huán)保投資占比的下降，資源環(huán)境變化綜合指數(shù)也呈緩慢波動(dòng)下降趨勢(shì)。總體看，近些年我國(guó)處于靠增加環(huán)保資金投入來(lái)改善資源環(huán)境狀況的階段，初步判斷環(huán)保投資水平和資源環(huán)境變化間存在互動(dòng)關(guān)系。

從我國(guó)的情況看，長(zhǎng)期以來(lái)，政府一直扮演環(huán)境污染治理的主體角色，但與發(fā)達(dá)國(guó)家或地區(qū)相比環(huán)保支出仍然偏小，如2006—2017年歐盟環(huán)境保護(hù)支出占GDP的比例平均水平達(dá)到2.10%[32]，而在此期間我國(guó)的最高水平為1.84%，可見(jiàn)我國(guó)的環(huán)保投資力度明顯不足。因此，今后仍需加大財(cái)政對(duì)環(huán)保投資的支持。

3.2 環(huán)保投資與資源環(huán)境變化綜合指數(shù)的相關(guān)性分析

采用SPSS 22.0對(duì)我國(guó)2006—2017年環(huán)保投資占比與資源環(huán)境綜合變化情況進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，同時(shí)考慮到環(huán)保投資對(duì)資源節(jié)約和環(huán)境改善可能會(huì)有一定的滯后效果，用不同時(shí)期的環(huán)保投資與沒(méi)有滯后(0，A組)，短期滯后(1 a，B組)，中期滯后(3 a，C組)，長(zhǎng)期滯后(5 a，D組)的資源環(huán)境變化綜合指數(shù)做相關(guān)分析，得出相關(guān)性系數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表4。相關(guān)性系數(shù)最大對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為環(huán)保投資的滯后期。從表4可以看出，A～D組的相關(guān)系數(shù)分別為0.015、0.289、0.434、0.375，且都有顯著相關(guān)性，相關(guān)性最大的是C組，即我國(guó)近年的環(huán)保投資對(duì)資源環(huán)境作用的滯后期為3 a，屬于中期滯后?？梢?jiàn)環(huán)保投資對(duì)資源環(huán)境變化的效應(yīng)需要時(shí)間的證明，不能簡(jiǎn)單地用當(dāng)年的投入產(chǎn)出比判斷環(huán)保投資效益的高低。因此，做我國(guó)相關(guān)環(huán)保投資效益評(píng)估時(shí)更要關(guān)注中長(zhǎng)期尺度上的效益，不能短視。

表4 環(huán)保投資與資源環(huán)境變化綜合 指數(shù)相關(guān)性分析及環(huán)保投資滯后效應(yīng)

3.3 環(huán)保投資與資源環(huán)境變化綜合指數(shù)的耦合協(xié)調(diào)性分析

對(duì)我國(guó)近年的環(huán)保投資占比與資源環(huán)境變化綜合指數(shù)進(jìn)行耦合關(guān)系和耦合協(xié)調(diào)性分析，結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 我國(guó)2006—2017年環(huán)保投資與資源環(huán)境 變化綜合指數(shù)間的耦合關(guān)系Fig.2 Coupling relationship between environmental protection investment and the comprehensive index of resources and environment changes in China from 2006 to 2017

由圖2可見(jiàn)，從2006—2017年我國(guó)的環(huán)保投資占比與資源環(huán)境變化綜合指數(shù)的耦合度呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，且根據(jù)表2的評(píng)價(jià)結(jié)果，2006—2013年屬于拮抗階段，2014—2017年屬于磨合階段。二者的耦合協(xié)調(diào)度也呈波動(dòng)上升的趨勢(shì)，其中2006—2009年屬于中協(xié)調(diào)階段，2010—2017年屬于高協(xié)調(diào)階段。因此，綜合耦合度和耦合協(xié)調(diào)度得出，我國(guó)2006—2013年屬于拮抗中協(xié)調(diào)階段，2014—2017年屬于磨合高協(xié)調(diào)階段。

4 結(jié)論

(1)2006—2017年，我國(guó)基本處于靠增加環(huán)保資金投入來(lái)改善資源環(huán)境狀況的階段，在此期間，資源環(huán)境變化綜合指數(shù)呈先增長(zhǎng)后下降趨勢(shì)，與環(huán)保投資的變化趨勢(shì)基本一致。鑒于我國(guó)目前的環(huán)保投資水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還有差距，因此未來(lái)資源環(huán)境持續(xù)改善仍需要增加環(huán)保投資。

(2)近年我國(guó)環(huán)保投資水平和資源環(huán)境變化間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系，即隨著環(huán)保投資的增加，資源環(huán)境變化呈現(xiàn)改善趨勢(shì)，但環(huán)保投資對(duì)資源環(huán)境變化作用存在3 a的滯后期，屬于中期滯后。因此，評(píng)估我國(guó)的環(huán)保投資效益不能簡(jiǎn)單地根據(jù)當(dāng)年的資金投入多少判斷效益的高低，要關(guān)注中長(zhǎng)期尺度上的效益。

(3)我國(guó)環(huán)保投資與資源環(huán)境變化綜合指數(shù)2006—2013年屬于拮抗中協(xié)調(diào)階段，這一階段是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展比較快速的階段，因此對(duì)節(jié)約資源、控制污染等方面的資金投入處于穩(wěn)中上升的水平，2010年我國(guó)的環(huán)保投資達(dá)到近年的最高，占GDP的比例達(dá)到1.84%；此后隨著經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的變化，環(huán)保投資水平處于波動(dòng)下降趨勢(shì)，由于環(huán)保投資水平變化調(diào)整，與資源環(huán)境變化的關(guān)系基本處于拮抗趨于比較協(xié)調(diào)的階段。這也可以看出，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)保投資的力度存在一定的正相關(guān)關(guān)系，在我國(guó)隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，環(huán)保投資力度基本也相應(yīng)地加大；2014—2017年屬于磨合高協(xié)調(diào)階段，這一階段，環(huán)保投資水平未出現(xiàn)較大的躍升和下降，變化比較緩和，因此與資源環(huán)境變化的關(guān)系進(jìn)入磨合高協(xié)調(diào)階段，這也說(shuō)明環(huán)保投資水平的緩和，使資源環(huán)境的變化趨于緩和，二者逐步進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展的狀態(tài)。因此，我國(guó)的環(huán)保投資應(yīng)逐步緩和增長(zhǎng)，避免波浪式變動(dòng)。