中國城市環(huán)境績效評價：時空演變與影響因素

康海媛 李先玲 劉馳

（中南民族大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，湖北武漢 430074）

1 引言

城市環(huán)境效率研究屬于區(qū)域環(huán)境效率研究的組成部分。在區(qū)域環(huán)境效率研究中，大部分選擇國家數(shù)據(jù)或省域數(shù)據(jù)作為研究樣本，城市數(shù)據(jù)文獻(xiàn)相對較少。在國家環(huán)境效率研究中，Soares 等［1］發(fā)現(xiàn)收入水平是影響國家環(huán)境效率的主要因素之一，低收入和中等收入國家效率較低，高收入國家環(huán)境效率較高且呈增長趨勢。Moutinho［2］也驗(yàn)證了這一結(jié)論，發(fā)現(xiàn)拉丁美洲國家的生態(tài)效率整體低下。在歐洲國家環(huán)境效率比較中，Halkos 和Tzeremes［3］研究結(jié)果顯示，不存在環(huán)境效率與國民收入之間的庫茲涅茨（Kuznets）曲線關(guān)系。

在省域數(shù)據(jù)的環(huán)境效率比較中，中國東部沿海地區(qū)環(huán)境效率高，而中西部地區(qū)則較低［4］。東部地區(qū)傳統(tǒng)要素和創(chuàng)新要素的利用效率均高于中西部地區(qū)［5］，且東部地區(qū)的污染減排技術(shù)比中西部地區(qū)要高得多［6］，中國需要進(jìn)一步推動?xùn)|部地區(qū)的先進(jìn)環(huán)保技術(shù)向中西部轉(zhuǎn)移［7］。在城市環(huán)境效率研究中，Lee等［8］估算世界主要港口城市的環(huán)境效率，發(fā)現(xiàn)新加坡、釜山、鹿特丹等城市環(huán)境效率最高，而天津則環(huán)境效率最低。Deilmann 等［9］測算了德國116 個城市的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效率，發(fā)現(xiàn)中等城市一般比大城市更有效率。王兵、肖海林［10］測算了長三角和珠三角城市群的環(huán)境全要素生產(chǎn)率。

學(xué)者們對環(huán)境效率的研究取得了豐碩成果，但還存在以下不足：一是大多數(shù)研究在測算環(huán)境效率時，均采用基于當(dāng)期技術(shù)集的指數(shù)，所得環(huán)境效率水平值不滿足傳遞性，不適合直接比較；二是缺乏對城市維度環(huán)境效率影響因素的深入研究。因此，本文擬從以下方面進(jìn)行完善：一是將選擇基于全域技術(shù)集的Global-Malmquist-Luenberger 生產(chǎn)率指數(shù)，測算環(huán)境效率水平值，其滿足傳遞性，適合進(jìn)行橫向與縱向比較；二是深入分析城市環(huán)境效率的影響因素，揭示其存在的規(guī)律。

2 研究方法與數(shù)據(jù)選取

2.1 研究方法

2.1.1 全域距離函數(shù)

2.1.2 Global-Malmquist-Luenberger 指數(shù)的構(gòu)建及分解

在全域距離函數(shù)的基礎(chǔ)上，本文構(gòu)建產(chǎn)出導(dǎo)向的Global-Malmquist-Luenberger 生產(chǎn)率指數(shù)，見下式：

2.1.3 環(huán)境全要素生產(chǎn)率的計算

利用K 個決策單元、T 個時期的面板數(shù)據(jù)計算得出環(huán)境全要素生產(chǎn)率（GTE），即環(huán)境效率，見下式：

2.2 變量與數(shù)據(jù)選取

由于數(shù)據(jù)可得性限制，本文選擇中國204 個地級以上城市作為研究樣本，選取勞動力、資本、能源作為投入變量，城市生產(chǎn)總值為期望產(chǎn)出變量，選擇SO2排放量為非期望產(chǎn)出變量，代表環(huán)境約束。能源投入指標(biāo)選擇用電量與液化石油氣供氣總量來表示，因?yàn)樵凇吨袊鞘薪y(tǒng)計年鑒》中沒有一次能源（煤炭、石油、天然氣等）的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。從2003 年起我國統(tǒng)計年鑒使用新的行業(yè)分類標(biāo)準(zhǔn)，液化石油氣供氣總量、工業(yè)SO2排放量2 個指標(biāo)在城市年鑒中都從2003 年開始系統(tǒng)統(tǒng)計，故環(huán)境效率計算的時間段為2003 年至2016 年。

所有變量數(shù)據(jù)來源于歷年《中國城市統(tǒng)計年鑒》，其中，勞動力變量采用單位從業(yè)人員與城鎮(zhèn)個體勞動者之和；資本存量參考王兵等［4］計算自2003年及以后的報告期資本存量。

3 中國城市環(huán)境效率的空間差異

3.1 城市環(huán)境效率的區(qū)域比較

3.1.1 中國城市環(huán)境效率的統(tǒng)計描述

2003—2016 年中國城市環(huán)境效率均值統(tǒng)計見表1。

表1 2003—2016 年中國城市環(huán)境效率均值統(tǒng)計

2003—2016 年14 年間中國城市環(huán)境效率均值為0.796，仍需進(jìn)一步改進(jìn)。具體到各個城市，環(huán)境效率水平較高的5 個城市為自貢、三亞、天津、德陽、雞西。環(huán)境效率水平較低的5 個城市為阜新、貴陽、赤峰、黃石、淮北，這5 個城市中有4 個城市是典型的資源型城市。其中，阜新、淮北是以煤礦產(chǎn)區(qū)而著稱，黃石、赤峰則擁有豐富的金屬礦產(chǎn)資源。資源型產(chǎn)業(yè)帶來大量污染氣體排放，因而環(huán)境效率值較低。

3.1.2 四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域的環(huán)境效率分布特點(diǎn)

由表2 可見，四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域（依據(jù)國家統(tǒng)計局的劃分方法）環(huán)境效率均值分布梯度由高到低為東部＞東北＞西部＞中部。東部地區(qū)的環(huán)境效率最高，這一結(jié)論與王兵等［4］的結(jié)論相同。這體現(xiàn)出環(huán)境效率的分布與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平高的地區(qū)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)能力強(qiáng)。自20 世紀(jì)90 年代末的國有企業(yè)改革以來，東北地區(qū)很多大型國企經(jīng)歷了所有制轉(zhuǎn)變甚至破產(chǎn)倒閉，使東北地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。2012 年東北第三產(chǎn)業(yè)比重增長率為2.6%，高于東部的-1.4%和中部的0.6%（由《中國統(tǒng)計年鑒2012》《中國統(tǒng)計年鑒2013》計算得到），一定程度上影響了東北的環(huán)境效率。

表2 2003—2016 年四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域城市環(huán)境效率均值統(tǒng)計

3.1.3 十大城市群的環(huán)境效率分布特點(diǎn)

十大城市群2003—2016 年間的環(huán)境效率均值計算結(jié)果見表3。在十大城市群中，環(huán)境效率最高的3 個城市群為山東半島、珠三角、川渝城市群。從樣本期間單位GDP 的SO2排放量來看，山東、廣東、四川3 個省每億元GDP 的SO2排放量分別為35，14，36 t，均低于全國41 t 的平均水平；環(huán)境效率最低的3 個城市群為長江中游、遼中南、長三角，仍以單位SO2排放量比較，其所包含城市平均SO2排放量依次為46，50，42 t，均高于全國平均水平。

表3 2003—2016 年十大城市群環(huán)境效率水平比較

3.2 城市環(huán)境效率的探索性空間數(shù)據(jù)分析

由表4 可知，在204 個城市中，32 個城市的環(huán)境效率顯示了顯著的空間關(guān)聯(lián)性，共占城市總數(shù)的17.65%。其中，17 個城市位于第Ⅰ象限（自身效率高-周圍效率高），屬環(huán)境“高效型”發(fā)展集群，例如成都、西安、寧波等；4 個城市在第Ⅲ象限（自身效率低-周圍效率低），屬環(huán)境“低效型”發(fā)展集群，如黑河、阜新、營口、遼陽等。11 個城市顯示了非相似的空間關(guān)聯(lián)性，其中，2 個城市在第Ⅱ象限（自身效率低-周圍效率高），屬“山谷型”發(fā)展集群，包括重慶、嘉峪關(guān)；9 個城市在第Ⅳ象限（自身效率高-周圍效率低），屬“山峰型”發(fā)展集群，有平頂山、許昌、錦州、丹東等城市。

表4 2016 年中國城市環(huán)境效率空間聚集

4 中國城市環(huán)境效率的時間演變

4.1 中國城市環(huán)境效率的整體變化趨勢

由圖1 可知，2003—2016 年期間中國城市環(huán)境效率穩(wěn)步上漲，由2003 年的0.729 9 上升到2016年的0.867 2，其中在2005 年之后呈現(xiàn)比較明顯的增長態(tài)勢。中國政府在2005 年10 月將能源強(qiáng)度明確納入“十一五”規(guī)劃，提出2010 年年末單位GDP能耗比2005 年年末下降20%的約束性指標(biāo)［11］。因此，2005 年之后的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行受到的環(huán)境約束更強(qiáng)，所以環(huán)境效率出現(xiàn)快速上漲。

圖1 2003—2016 年中國城市環(huán)境效率變化趨勢

4.2 中國城市環(huán)境效率的區(qū)域變化

四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域的城市環(huán)境效率變化趨勢見圖2。觀察發(fā)現(xiàn)，2003—2016 年中國四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域城市環(huán)境效率整體呈上漲態(tài)勢，上漲幅度最大的是東部，上漲幅度最小的是東北地區(qū)。東北地區(qū)的環(huán)境效率從2006 年到2011 年期間增幅最大，增長速度最快，但2012 年后大幅遞減。中部與西部的環(huán)境效率最為接近，兩者交替上漲，最終西部略微高于中部。

圖2 中國四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域環(huán)境效率變化趨勢

進(jìn)一步分析中國十大城市群環(huán)境效率的變化趨勢，見圖3。圖3 顯示，2003—2016 年間中國十大城市群環(huán)境效率出現(xiàn)了不同幅度的上升，其中，2016年較2003 年增長幅度最大的是長三角、山東半島與京津冀城市群，波動幅度最大的是海峽西岸城市群，該城市群是唯一一個2016 年環(huán)境效率低于2003 年的城市群；2016 年較2003 年環(huán)境效率上漲幅度最小的城市群是關(guān)中、珠三角和長江中游城市群，而川渝城市群是14 年來環(huán)境效率波動最小的城市群。在2003 年和2016 年環(huán)境效率最低的城市群均是遼中南。

圖3 中國十大城市群環(huán)境效率變化趨勢

5 城市環(huán)境效率影響因素分析

5.1 變量設(shè)定及數(shù)據(jù)來源

基于“環(huán)境庫茲涅茨曲線假說”，選擇人均GDP的對數(shù)形式及平方項(xiàng)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的代理變量，分別記為lnPGDP，（lnPGDP）2。結(jié)構(gòu)性變量包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與能源結(jié)構(gòu)，其中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)記為STRIN，用第二產(chǎn)業(yè)占GDP 比重來表示；能源結(jié)構(gòu)記為STREN，由用電量比重來表示，計算方法為把電能所提供的熱量除以所有能源（包括電能、液化石油氣）提供的熱量總和。本文選擇利用外資占GDP 比重來表示對外開放程度，記為OPEN。選擇年末轄區(qū)總?cè)丝跀?shù)作為衡量人口規(guī)模的變量，記為PEOPLE?？萍加绊懸蛩夭捎每萍贾С稣钾斦С霰戎貋肀硎?，記為SCIRATE，反映政府支持力度。被解釋變量為城市環(huán)境效率，記為ENEC。

5.2 模型設(shè)定及方法

由面板模型的豪斯曼檢驗(yàn)結(jié)果（p＝0.000 0）可知，應(yīng)建立固定效應(yīng)模型。鑒于研究選擇的樣本數(shù)量，本文建立固定效應(yīng)變截距模型，形式為：

5.3 回歸結(jié)果分析

運(yùn)用GLS 進(jìn)行估計，得到環(huán)境效率面板模型參數(shù)估計結(jié)果，見表5。

表5 環(huán)境效率面板模型參數(shù)估計結(jié)果

第一，中國城市環(huán)境效率隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平提高呈“U”型變化，這一結(jié)論與王兵等相同。根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨曲線（EKC）理論，隨人均GDP 增加，SO2排放量先增加后減少，因而在SO2排放約束下的環(huán)境效率呈現(xiàn)相反變化，即先下降后上升。在樣本期間中國城市發(fā)展表現(xiàn)出顯著的EKC 效應(yīng)，其原因?yàn)椋簭墓I(yè)化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段來看（見表6），2003 年的204個城市中，處于工業(yè)化初期與中期的城市占主體，至

2016 年演變?yōu)樘幱诠I(yè)化中期與后期的城市占主體。工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)必然伴隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級，當(dāng)由工業(yè)化初期進(jìn)入工業(yè)化中期階段，在沒有技術(shù)先行保證條件下，必然要依靠資源與能源投入；當(dāng)由工業(yè)化中期進(jìn)入工業(yè)化后期或后工業(yè)化時期，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)帶來第二次升級，技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)與服務(wù)業(yè)地位上升，污染物排放減少。

表6 2003 年和2016 年中國城市工業(yè)化階段特征

第二，第二產(chǎn)業(yè)比重顯著負(fù)向影響城市環(huán)境效率，但影響程度比較微弱，該結(jié)論與劉殿國和郭靜如［12］的結(jié)論一致。中國城市主體經(jīng)歷工業(yè)化中期向后期轉(zhuǎn)變過程，第二產(chǎn)業(yè)比重較高，污染物排放量大，導(dǎo)致環(huán)境效率下降，但由要素聚集帶來產(chǎn)出的快速增長，削弱了對環(huán)境效率的影響程度。

第三，年末人口數(shù)顯著正向影響城市環(huán)境效率，但影響程度極其微弱。表7 給出2003 年、2016 年

204 個地級及以上城市環(huán)境效率隨人口規(guī)模變化的規(guī)律。在2003 年，環(huán)境效率最高的是小城市，最低的是超大型城市。2003 年中國城市化率為40.53%，正處于城市化加速階段，對于超大型城市而言，工業(yè)聚集程度高，城市基礎(chǔ)設(shè)施不完善，相關(guān)配套政策不成熟，要素配置缺乏效率，此時人口與產(chǎn)業(yè)的聚集必然產(chǎn)生一系列城市環(huán)境問題等。小城市雖然沒有要素聚集對生產(chǎn)率的正面作用，但由于其工業(yè)比重低，環(huán)境污染少，使其環(huán)境效率較高。在2016 年，城市環(huán)境效率最高的是超大型城市，最低的是中型城市。超大型城市由環(huán)境效率最低變?yōu)樽罡撸蕾囉诔鞘谢A(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。一個城市的人力資本、醫(yī)療條件以及交通和通信基礎(chǔ)設(shè)施對全要素生產(chǎn)率具有顯著的促進(jìn)作用［13］。中型城市大部分處于工業(yè)化初期和中期階段，2012 年70 個中型城市中有20 個處于工業(yè)化初期，39 個處于工業(yè)化中期，總計占84.3%，按照環(huán)境庫茲涅茨曲線，在工業(yè)化初期、中期，環(huán)境污染隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展正處于上升并達(dá)到頂峰的階段，必然導(dǎo)致環(huán)境效率較低。

表7 2003 年和2016 年中國城市環(huán)境效率的規(guī)模效應(yīng)變化

6 結(jié)語

本文采用Global－Malmquist－Luenberger 指數(shù)的DEA 方法測算2003—2016 年中國204 個城市的環(huán)境效率，分析了其空間差異和時間演變特點(diǎn)，建立面板數(shù)據(jù)模型實(shí)證檢驗(yàn)各種影響因素，得到如下結(jié)論：

中國城市環(huán)境效率顯著提升，由2003 年的0.729 9 上升到2016 年的0.867 2。從空間分布來看，仍然遵循東高西低的格局分布，但川渝城市群環(huán)境效率水平較高，這是近幾年西部快速發(fā)展的綜合體現(xiàn)；從時間演變來看，東北地區(qū)環(huán)境效率從2012 年開始嚴(yán)重下滑，無論整個東北地區(qū)還是遼中南城市群均在2016 年區(qū)域比較中處于末位；從影響因素來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍然是城市環(huán)境效率最重要的影響因素，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人口規(guī)模的影響受限于城市所處的工業(yè)階段與發(fā)展水平。

基于以上研究結(jié)論，提出如下建議：

第一，加強(qiáng)對東北地區(qū)的經(jīng)濟(jì)扶持，切實(shí)推進(jìn)東北振興計劃。研究結(jié)果顯示，相對于其他地區(qū)，東北地區(qū)出現(xiàn)較為明顯的環(huán)境效率水平低及增長乏力。遼中南城市群作為東北城市群的主要代表，環(huán)境效率水平處于十大城市群的末位，由點(diǎn)及面，可以反映出東北地區(qū)現(xiàn)今迫切需要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、吸收外來資本與技術(shù)的發(fā)展訴求。

第二，適度控制城市人口規(guī)模。要素聚集帶來規(guī)模效應(yīng)，有益于生產(chǎn)率提高，但也是在合理要素數(shù)量的區(qū)間范圍內(nèi)適用。對于人口規(guī)模超過1 000 萬人的超大型城市，需要進(jìn)行大量基礎(chǔ)設(shè)施、公共設(shè)施的投入與管理建設(shè)，如果沒有強(qiáng)大的資金支持，很難呈現(xiàn)出高效率。2003 年超大型城市極低的環(huán)境效率可見一斑。

第三，要做好資源型城市的轉(zhuǎn)型，助力資源型城市實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。城市環(huán)境效率測算結(jié)果顯示，效率最低的5 個城市有4 個都屬于資源型城市，因此資源型城市的功能轉(zhuǎn)型是決定中國城市可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。