河北省環(huán)保投資效率研究
——基于三階段DEA模型

張夢圓

（河北經(jīng)貿(mào)大學(xué)經(jīng)濟研究所，河北石家莊 050061）

1 引言

生態(tài)環(huán)境是人類賴以生活的物質(zhì)條件，隨著經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，環(huán)境污染問題逐漸變?yōu)榻?jīng)濟發(fā)展的阻力。我國已經(jīng)將環(huán)境保護支出正式列為一個單獨的國家財政預(yù)算科目，從國家層面到各級地方政府無不高度重視環(huán)境保護。在京津冀協(xié)同發(fā)展的大背景下，河北省環(huán)保投資額度占GDP的比重從2003年的1.09%上升到2017年的1.68%。環(huán)境污染的治理水平不斷提升，是否意味著環(huán)保投資效率也隨之增強，環(huán)保資金的使用是否最大限度地發(fā)揮了效用，環(huán)保投資效率是否有進一步的上升空間，本文對相關(guān)問題展開研究。

近年來，隨著人們對資源環(huán)境問題的日益重視，國內(nèi)外學(xué)者對環(huán)保投入和污染治理投資已經(jīng)做了大量的研究。Fa e re最先提出了環(huán)保投資效率的概念，并用環(huán)保投資效率測算公司的生產(chǎn)效率［1］。學(xué)者們對環(huán)保投資效率問題的研究可以從以下3個方面概述：首先，從研究方法上看，大部分學(xué)者都采用了數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（DEA）對環(huán)保投資的效率問題進行定量化研究。Halkos運用DEA方法測算了經(jīng)合組織（OECD）17個國家的環(huán)境效率，并研究了各國環(huán)境效率與國民收入之間的庫茲涅茨曲線關(guān)系［2］。李芳林、唐欣和黃珂、張安錄等基于三階段DEA模型對我國30個?。▍^(qū)、市）和17個城市群的環(huán)保投入效率進行了實證研究［3-4］。其次，從研究內(nèi)容上看，部分學(xué)者從微觀視角分析了上市公司和企業(yè)的環(huán)保投入效率［5］。另一部分學(xué)者以中、宏觀視角，從整體區(qū)域角度［6-7］對環(huán)保投資效率進行了評價。Lozano以美國為例，根據(jù)人口、GDP、能源消耗和溫室氣體排放之間的關(guān)系建立了非參數(shù)DEA模型，研究其投入產(chǎn)出效率［8］。最后，從研究結(jié)論來看，由于研究視角的不同，眾多學(xué)者從不同方面得出了結(jié)論。王俊霞等通過構(gòu)建DEA－Tobit兩階段模型，指出我國西部地區(qū)經(jīng)濟規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與西部地區(qū)環(huán)保投資效率呈顯著正相關(guān)關(guān)系［9］。

以上關(guān)于環(huán)保投資效率的分析研究對本文具有重要的參考意義?；谖墨I梳理發(fā)現(xiàn)，關(guān)于河北省環(huán)保投資問題的研究只聚焦于單一方面，僅關(guān)注了環(huán)境保護投資對于經(jīng)濟發(fā)展的影響，缺乏對環(huán)境質(zhì)量的改善以及社會發(fā)展評價。從總體來看，學(xué)者們在研究中國地區(qū)環(huán)保投入效率的問題時，通常將目光局限于某一年的具體情況，而很少表現(xiàn)出環(huán)保投入效率的動態(tài)變化情況。因此，本文參考以往文獻，在評價指標選取過程中綜合考慮了環(huán)保投資的經(jīng)濟效率、社會效率以及環(huán)境效率。選用河北省2003—2017年的數(shù)據(jù)，采用三階段DEA模型，以期更高效地對環(huán)境保護投資提供參考建議。

2 現(xiàn)狀分析

近年來河北省在環(huán)保和污染治理方面投入大量資金，環(huán)保投資占GDP的比例也逐步加強。環(huán)境污染治理投資總額由2003年的75.8億元增長到2017年的605.8億元，15年間增長了530億元。環(huán)保投資占GDP比重從2003年的1.07%增長到2017年的1.68%。中國環(huán)境科學(xué)研究院的研究顯示，要使環(huán)境問題基本解決，環(huán)保投資需占GDP的1.5%；要使環(huán)境污染基本得到控制，環(huán)保投資需占GDP的1%。2010年以前河北省環(huán)保投資占GDP的比例均不足1.5%，2011年達到最高值2.54%，目前在1.68%左右。由此看來，雖然河北省環(huán)保投資的總量在不斷上升，但環(huán)保投資占GDP的比例依然偏低。2003—2017年，河北省環(huán)境污染治理投資規(guī)模逐步擴大，但上升速度較為遲緩，投資規(guī)模的起伏也較大。

3 研究模型及數(shù)據(jù)

3.1 模型選取

根據(jù)Hartman和Thomas的觀點，DEA窗口分析的主要優(yōu)點是可以提供指定時間段內(nèi)的效率趨勢，并且可以同時檢查效率評估的穩(wěn)定性和其他屬性，對于評價多個投入與多個產(chǎn)出分析具有相對優(yōu)勢。本文選取Fried在2002年提出的三階段DEA模型來評價決策單元的效率［10］，其優(yōu)點在于可以剔除在經(jīng)典DEA模型中存在的因隨機因素影響決策單元結(jié)果的情況，消除環(huán)境、隨機因素對效率的影響。在第二階段中采用隨機前沿分析法（SFA），可以更準確、更科學(xué)地對河北省環(huán)保投入效率情況進行測度。具體公式和指標解釋見表1。

表1 研究方法及指標解釋

3.2 指標體系構(gòu)建及數(shù)據(jù)來源

根據(jù)已有文獻可知，投入產(chǎn)出指標的選擇是效率評價最關(guān)鍵的一步。本文在構(gòu)建效率評價指標體系的過程中，綜合參考已有研究成果［6-7］，把決策單元分為2個投入指標、5個產(chǎn)出指標和3個環(huán)境變量指標，建立河北省環(huán)境保護投入效率評價指標體系，見表2。

表2 河北省環(huán)境保護投入效率評價指標體系

表2中的投入指標X1，X2、產(chǎn)出指標Y1，Y3統(tǒng)計數(shù)據(jù)均來自《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》；產(chǎn)出指標Y2統(tǒng)計數(shù)據(jù)來自《河北省生態(tài)環(huán)境狀況公報》；產(chǎn)出指標Y4，Y5，環(huán)境變量指標Z1～Z3統(tǒng)計數(shù)據(jù)來自《河北經(jīng)濟年鑒》和《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

4 實證結(jié)果分析

4.1 第一階段DEA結(jié)果

第一階段運用DEAP2.1軟件，以投入導(dǎo)向的DEA－BCC模型對河北省2003—2017年的環(huán)保投資效率進行測算，測算出各個決策單元環(huán)保投資的效率值，見表3。

表3 第一階段河北省環(huán)境污染治理評價值及規(guī)模報酬

總體來看，河北省2003—2017年環(huán)保投資綜合效率和規(guī)模效率較低，純技術(shù)效率較高，其中，綜合效率平均值為0.740，規(guī)模效率平均值為0.756，純技術(shù)效率平均值為0.974。從綜合效率的角度來看，河北省2003年和2004年的環(huán)保投入產(chǎn)出具有有效的綜合效率，效率值均為1.000；2011年綜合效率值最低，僅為0.406。純技術(shù)效率是用技術(shù)水平來衡量決策單元的投入是否有效，除2011年和2013年外，河北省其余13年的純技術(shù)效率均為1.000，表明其環(huán)保投資整體是有效的。河北省需要提高整體的環(huán)保規(guī)模效益，使其在環(huán)保方面的投入向集約、規(guī)范、高效的方向發(fā)展。由于此階段的環(huán)境效率結(jié)果沒有考慮環(huán)境和隨機因素對管理無效率的影響，需要在第二階段建立相似SFA模型對數(shù)據(jù)進行進一步調(diào)整和測算。

4.2 第二階段SFA回歸結(jié)果

第二階段將第一階段計算出的各投入指標松弛變量的差額值作為被解釋變量，將常住人口、人均可支配收入、第二產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)GDP的比例作為解釋變量，運用Frontier4.1軟件進行SFA回歸分析，所得結(jié)果見表4。在進行回歸之前，首先需要對模型的適應(yīng)性進行檢驗，檢驗其是否存在無效率項ujk。原假設(shè)H0∶γ=0，若接受原假設(shè)則說明模型中不存在無效率項ujk，SFA回歸無效；反之則說明SFA回歸是有效的。在表4中可以看到2個投入指標的松弛變量的γ值顯著不為0，均接近于1，說明具有無效率項。表4中LR檢驗均通過1%顯著性檢驗，說明使用SFA模型是正確的。

表4 第二階段SFA回歸結(jié)果

根據(jù)表4的回歸結(jié)果，下面逐一對環(huán)境變量對環(huán)保投資效率產(chǎn)生的影響進行分析。

（1）常住人口總量。人口對環(huán)境污染治理投資與當年完成環(huán)保驗收項目的投入差額值的回歸系數(shù)均為正，且在1%水平上顯著。表明地區(qū)人口總數(shù)提升會使該地區(qū)污染物也相應(yīng)增加，不利于提高河北省的環(huán)保投資效率。

（2）人均可支配收入。人均可支配收入對當年完成環(huán)保驗收項目的投入差額值的回歸系數(shù)為負，通過1%水平上的顯著性檢驗。人均可支配收入越高，表示地區(qū)經(jīng)濟社會狀況越好，對環(huán)保投資效率的提高產(chǎn)生正向影響。

（3）第二產(chǎn)業(yè)增加值占地區(qū)GDP的比例。第二產(chǎn)業(yè)增加值占比與松弛變量的回歸系數(shù)均為正，且在1%水平上通過顯著性檢驗。這證實河北省注重工業(yè)發(fā)展，同時也造成環(huán)境污染問題的加劇。第二產(chǎn)業(yè)增加值占比的增加將會導(dǎo)致污染治理投資總額的增加，產(chǎn)生了浪費現(xiàn)象，極大地限制了環(huán)保投資效率的提升。

上述分析結(jié)果表明，環(huán)境變量對不同的決策單元會產(chǎn)生不同的影響，從而導(dǎo)致環(huán)保投資效率水平出現(xiàn)偏差。因此，需要將環(huán)境因素與隨機因素進行控制和剔除，從而保證結(jié)果的穩(wěn)健性。

4.3 第三階段調(diào)整投入后的DEA分析結(jié)果

根據(jù)表1中式（3）將第二階段調(diào)整后的投入變量與原始的產(chǎn)出變量再次帶入DEA－BCC模型，用DEAP2.1軟件進行數(shù)據(jù)處理，得到第三階段調(diào)整后的環(huán)保投資效率值，見表5。

表5 第三階段河北省環(huán)境污染治理評價值及規(guī)模報酬

從表5中可以看出，在剔除了環(huán)境因素和隨機因素的影響后，各決策單元的環(huán)保投資效率值均有不同程度的提高，這意味著在第二階段進行的環(huán)境因素和隨機因素的剔除是非常必要的。從綜合效率角度看，較第一階段有小幅度提升，有效決策單元從2個變?yōu)?個。調(diào)整后2003年離開效率前沿，2006年和2008年提升到效率前沿，除2003年的綜合效率值有所下降，其余年份都顯著提高，表明很多年份在第一階段中的環(huán)保投資效率值都被低估了。從純技術(shù)效率來看，整體均值提高了，但2003年、2005年、2007年的純技術(shù)效率與第一階段相比降低了，表明這3年的技術(shù)管理水平在第一階段被高估了。從規(guī)模效率角度看，調(diào)整后的規(guī)模效率均值為0.891，第一階段和第三階段均處于規(guī)模有效的年份是2004年。2005年、2007年、2009—2017年這11年的規(guī)模報酬遞減，規(guī)模效益遞減的年份占到70%，表明河北省的投入要素可能存在冗余或者資源無法得到有效分配，并且河北省環(huán)境治理單純依靠增加投入，對于產(chǎn)出增長的促進作用已經(jīng)不大，只有依靠技術(shù)進步及管理創(chuàng)新才能提高環(huán)境污染治理的效率。

綜上分析，河北省的環(huán)保投資效率只有3年是DEA有效的，從2009年開始逐步下降。2009—2017年河北省環(huán)境治理投資冗余嚴重，投資效率不高，規(guī)模效益處于遞減階段?？赡艿脑蛴袃牲c：第一，2008年奧運會在北京召開，受京津冀一體化的影響，河北省在環(huán)保投入的規(guī)模和效率方面都有很大提升，奧運會結(jié)束后，由于環(huán)保投入的規(guī)模過大，使各個方面難以得到有效的協(xié)調(diào)，導(dǎo)致了投資效率的下降，成本上升。第二，目前環(huán)境污染治理投資有70%以上為環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施等固定資產(chǎn)投資，而固定資產(chǎn)投資產(chǎn)生效益與投入之間有一定的時滯。河北省在純技術(shù)效率方面具有很高的水平，只有5年沒達到DEA有效，說明其做到了創(chuàng)新和利用新技術(shù)。

5 結(jié)論與對策建議

運用三階段DEA模型對河北省2003—2017年的環(huán)保投資效率進行了分析，結(jié)果表明，規(guī)模效率是河北省環(huán)保投資總體效率水平不高的主要原因，其環(huán)保投資效率增長的主要動力源于技術(shù)進步。

針對以上結(jié)論，要進一步改善和提升河北省環(huán)保投資效率，重點應(yīng)抓好以下幾項工作：

（1）河北省多個年份處于規(guī)模收益遞減，這就意味著繼續(xù)擴大投資規(guī)模不利于提高環(huán)保投資效率，應(yīng)合理配置環(huán)保投資資金。從2009年起，河北省在環(huán)境污染治理方面的投資近倍數(shù)增長，投資規(guī)模不斷擴大，應(yīng)該尋求達到規(guī)模與投入產(chǎn)出相適應(yīng)的結(jié)合點。因此，優(yōu)化環(huán)保投資資源配置水平、改善環(huán)保技術(shù)效率是提升河北省環(huán)保投資效率的主要途徑。

（2）河北省環(huán)保投資效率增長主要源于技術(shù)進步，未來要進一步提高環(huán)保技術(shù)裝備的水平。要持續(xù)提高河北省環(huán)保投資效率，應(yīng)當引導(dǎo)從事環(huán)保產(chǎn)品或服務(wù)的企業(yè)積極研究和開發(fā)適應(yīng)河北省經(jīng)濟發(fā)展水平的環(huán)境保護技術(shù)和設(shè)備，加大對環(huán)保技術(shù)與設(shè)備開發(fā)研究的扶持力度。增加環(huán)保科技研發(fā)的力度，鼓勵高校以及科研院所進行調(diào)查、研究，組建一支環(huán)保科技研發(fā)團隊。

（3）針對規(guī)模收益的變化情況，河北省要適當調(diào)整環(huán)保投資規(guī)模，優(yōu)化資源配置，合理配置勞動力、資金與資本資源，提高資源的利用效率，走內(nèi)涵式發(fā)展道路［15］。河北省每一年的環(huán)境污染狀況都不一樣，其投入水平也存在差異，因此其環(huán)保投入效率也存在明顯差別。每年應(yīng)該根據(jù)自身發(fā)展情況，對環(huán)境污染問題進行評估，有針對性地采取措施治理環(huán)境污染，提高環(huán)保投資效率，發(fā)揮資金政策的引導(dǎo)作用。