基于環(huán)境視角評價(jià)長江沿線主要港口效率

鄧 萍， 應(yīng) 鑒（重慶交通大學(xué)，重慶400074）

0 引 言

在當(dāng)今的時(shí)代，港口不僅是船舶?？亢涂拓浖⒌倪\(yùn)輸節(jié)點(diǎn)，也是一個綜合的社會文化經(jīng)濟(jì)聚合點(diǎn)，更是帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)騰飛的基石。港口效率是衡量資源配置能否體現(xiàn)管理水平及企業(yè)滿意程度的關(guān)鍵指標(biāo)，是港口企業(yè)評價(jià)其市場競爭能力、保證持續(xù)性發(fā)展的重要參考依據(jù)。早些年的學(xué)者研究港口效率體系時(shí)，只關(guān)注利好的經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)物，例如集裝箱吞吐量和散貨吞吐量，卻忽視與經(jīng)濟(jì)效益無關(guān)的附加環(huán)境產(chǎn)物，如硫化物、氮化物、二氧化碳等。這并不符合實(shí)際的生產(chǎn)運(yùn)營情況，更加不符合當(dāng)今世界綠色環(huán)保的潮流。港口的建設(shè)、運(yùn)營、發(fā)展等活動都不可避免地會對港區(qū)環(huán)境和周邊生態(tài)產(chǎn)生直接或間接的影響。港口的發(fā)展不能只關(guān)注期望的產(chǎn)出，也不能只追求規(guī)模而不顧生態(tài)環(huán)境的損害。如何建設(shè)綠色生態(tài)港口，如何兼顧港口的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)是未來發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。保證港口可持續(xù)發(fā)展的前提下尋求港口的效率的提升，注重環(huán)境的治理同經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相協(xié)調(diào)，有利于擺脫當(dāng)前港口發(fā)展的困境。因此，科學(xué)合理地評價(jià)港口效率，解讀各港口資源配置水平，探究港口間的效率差距，從環(huán)境的角度分析影響港口的因素，并以此提出長江沿線主要港口效率的研究，能夠?yàn)閷斫ㄔO(shè)環(huán)境友好型、資源節(jié)約型的綠色可持續(xù)發(fā)展的港口提供重要的參考依據(jù)。

目前，已有不少國內(nèi)外的學(xué)者陸續(xù)意識到這個問題，并對此做了相關(guān)的研究。2017年袁楊、孫加森提出了改進(jìn)的非期望產(chǎn)出DEA模型，研究了環(huán)境污染產(chǎn)出對港口的影響，并對期望產(chǎn)出加以權(quán)重約束以凸顯其重視程度。2018年劉勇和汪傳旭使用考慮非期望產(chǎn)出的網(wǎng)絡(luò)DEA模型，將CO排放量作為非期望產(chǎn)出評價(jià)了港口的生產(chǎn)效率和環(huán)境效率。2019年王騰和呂靖通過非期望產(chǎn)出的SBM網(wǎng)絡(luò)模型研究了環(huán)境污染產(chǎn)出對上海港口效率的影響。2020年武永貴、田芳運(yùn)用SBM模型對沿海港口進(jìn)行了評價(jià)，該模型考慮了非期望產(chǎn)出碳排放對港口效率的影響。Fare等人使用非期望的產(chǎn)出DDF模型研究了世界92家發(fā)電廠污染排放的環(huán)境效率。Sun J運(yùn)用非徑向DDF模型對中國港口企業(yè)環(huán)境效率進(jìn)行評價(jià)分析；Chung等將方向距離函數(shù)和ML生產(chǎn)指數(shù)結(jié)合起來，研究了環(huán)境因素下能源效率的問題。2014年赫珍珍、李健等選取工業(yè)排放二氧化碳作為環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)，利用環(huán)境方向距離函數(shù)和非參數(shù)線性規(guī)劃建立了工業(yè)環(huán)境績效測度模型，對1990年到2020年工業(yè)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了研究分析；2015年劉晶對沿海21個主要港口船舶臨在港排放量進(jìn)行了估算，以此作為非期望的環(huán)境產(chǎn)出，運(yùn)用方向距離函數(shù)模型計(jì)算了港口綜合環(huán)境效率值。

本文在前人的基礎(chǔ)上，運(yùn)用非期望產(chǎn)出的GDDF模型對長江沿線主要港口的多種環(huán)境產(chǎn)出進(jìn)行分析，研究它們是否會對港口效率產(chǎn)生影響，并探究環(huán)境產(chǎn)出的量變對港口效率的影響程度。

1 模型的構(gòu)建

由于上述模型計(jì)算的是各要素的無效率，因此時(shí)期的生產(chǎn)要素有效率：ex=1-β∈（0,1），時(shí)期的理想產(chǎn)出要素有效率：ey=1/（1+ β）∈（0,1），時(shí)期的非期望環(huán)境產(chǎn)出要素有效率：eu=1-β；該模型的各要素指標(biāo)給予了不同的系數(shù)，能夠做到完全非徑向的變化，所以該模型在理論上更加符合目前生產(chǎn)實(shí)際的需要。本文認(rèn)為該模型仍存在一定的局限性，不同時(shí)期的DUM生產(chǎn)前沿面存在差異，無法直接進(jìn)行跨時(shí)期的比較分析。故本文引入Global技術(shù)理論對模型（1）進(jìn)行了相關(guān)改變，完善了不同時(shí)期DUM無法進(jìn)行對比分析的問題，結(jié)合Global技術(shù)的完全非徑向DDF模型如下所示：

2 實(shí)證分析

2.1 長江沿線港口指標(biāo)的選取與描述。本文以長江沿線12個主要港口作為研究對象，回顧國內(nèi)外港口效率研究方面的相關(guān)文獻(xiàn)并結(jié)合長江沿線港口的實(shí)際情況，選取港口的泊位數(shù)和泊位長度作為DEA模型的投入指標(biāo)，確定港口的散貨吞吐量和集裝箱吞吐量作為DEA模型產(chǎn)出指標(biāo)。港口投入和產(chǎn)出指標(biāo)的數(shù)據(jù)均來源于國家統(tǒng)計(jì)局2016年至2019年的《中國港口統(tǒng)計(jì)年鑒》，具有較高的可靠性。以往的學(xué)者對港口效率進(jìn)行評價(jià)時(shí)，僅考慮港口的期望產(chǎn)出，這與新時(shí)代的綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略有所不符，非期望產(chǎn)出理應(yīng)被重視。本文將可吸入顆粒物（PM）、硫化物、氮化物、貨物固廢作為港口非期望環(huán)境產(chǎn)出。參考以往的相關(guān)文獻(xiàn)，經(jīng)研究整理后選擇了合理的方法對長江沿線港口環(huán)境產(chǎn)出指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，其中可吸入顆粒物（PM）、硫化物、氮化物三種環(huán)境產(chǎn)出由兩部分組成，即臨港排放和在港排放，前者基于燃油法計(jì)算獲取，后者基于船舶發(fā)動機(jī)功率法計(jì)算獲取。具體數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)如表1所示。

2.2 考慮環(huán)境因素下的長江沿線港口效率分析。算例1是基于港口符合生產(chǎn)實(shí)際的前提下考慮了環(huán)境因素的影響，運(yùn)用完全非徑向GDDF模型評價(jià)了長江沿線12個港口的綜合效率，從而獲得更加客觀真實(shí)的結(jié)果。本文依據(jù)國內(nèi)外生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)處理的經(jīng)驗(yàn)，采用熵值法并對表1的四種非期望環(huán)境產(chǎn)出進(jìn)行降維處理，最終獲得一個環(huán)境指標(biāo)。根據(jù)式（2），采用Matlab2018對算例1進(jìn)行求解，結(jié)果如表2所示：

表1 數(shù)據(jù)描述性統(tǒng)計(jì)特征

表2 考慮環(huán)境因素的長江沿線港口效率分析

算例1在考慮港口環(huán)境因素后，長江沿線各港口效率均有不同程度的提升，說明增加環(huán)境產(chǎn)出后，港口的效率被整體拉高了。原因在于，港口的環(huán)境產(chǎn)出作為一種新的要素被納入港口效率評價(jià)體系，其本身同樣存在效率前沿，港口的效率越接近該前沿，則其環(huán)境產(chǎn)出表現(xiàn)越好。因此，忽略環(huán)境產(chǎn)出的港口效率往往會被低估，環(huán)境產(chǎn)出已經(jīng)成為現(xiàn)階段港口綜合效率評價(jià)中不可忽視的部分。從各年份上來看，環(huán)境產(chǎn)出作為新的要素納入港口效率評價(jià)體系，多數(shù)港口的效率值較高，但少數(shù)港口的效率反而偏低，如宜賓港和宜昌港，應(yīng)是這些港口的發(fā)展同環(huán)境的治理出現(xiàn)了嚴(yán)重的脫節(jié)，單要素環(huán)境產(chǎn)出效率遠(yuǎn)低于效率前沿面，這類港口應(yīng)當(dāng)更多的關(guān)注港區(qū)環(huán)境保護(hù)和環(huán)境污染產(chǎn)出的控制。部分港口，如鎮(zhèn)江港和泰州港前期效率表現(xiàn)較好，隨后的幾年有所下降，說明其為了提升港口實(shí)力，一味的追求發(fā)展而輕視了對環(huán)境的保護(hù)與治理。從時(shí)間變化的角度看，長江沿線多數(shù)港口效率呈逐年上升的趨勢，說明這些港口能夠意識到綠色經(jīng)濟(jì)的重要性，正穩(wěn)步向可持續(xù)型綠色港口邁進(jìn)。

隨后本文算例1中長江沿線12個主要港口依據(jù)地理位置劃分為三大區(qū)域：長江上游區(qū)域、長江中游區(qū)域、長江下游區(qū)域。擬期從空間位置上研究長江沿線主要港口發(fā)展情況，選擇每個區(qū)域所有港口的年平均效率作為橫坐標(biāo)參數(shù)，年份作為縱坐標(biāo)參數(shù)，建立了能夠反映長江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域港口跟隨時(shí)間變化的發(fā)展態(tài)勢及地理位置間差異性的描述圖如圖1所示。

據(jù)圖1的時(shí)間演化角度來看，考慮環(huán)境因素后的長江沿線主要港口的效率大體上呈現(xiàn)持續(xù)性增長的趨勢。就上游區(qū)域港口而言，2012年至2017年以較快速度持續(xù)性上升，并在2017年處于最高點(diǎn)；長江中游區(qū)域港口效率主要表現(xiàn)為波動式上升；下游區(qū)域港口，先是相對平穩(wěn)下降，后在2015年緩慢升高；從圖1中三條線的垂直間距來看，2012年至2017年間長江上中游區(qū)域港口正逐年縮短同下游區(qū)域港口的差距，說明近些年來的長江經(jīng)濟(jì)帶戰(zhàn)略取得了不錯的成績，帶動了沿江主要港口的發(fā)展。然而，長江上游區(qū)域港口仍存在較大問題，甚至2017年后還與下游港口呈現(xiàn)效率雙向背離的情況，這說明上游區(qū)域港口并未同中下游區(qū)域港口形成聯(lián)動發(fā)展，上游區(qū)域港口應(yīng)當(dāng)多學(xué)習(xí)下游優(yōu)秀港口的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。長江沿線主要港口若要形成整體的規(guī)模效應(yīng)，就應(yīng)當(dāng)互幫互助，消除區(qū)域差異，大力促進(jìn)上中游區(qū)域港口發(fā)展。

圖1 長江沿線區(qū)域港口時(shí)間演化效率圖

2.3 考慮使用岸電情況下長江沿線港口的效率分析。岸電是近些年來針對長江沿線港口的環(huán)境污染問題做出的應(yīng)對措施，通過電能代替化學(xué)能方式，達(dá)到控制污染排放的目的。以往船舶處于泊港狀態(tài)，需要打開輔機(jī)提供能源以滿足日常所需，而輔機(jī)的驅(qū)動需要化石燃料，因而造成了氣體污染的排放。岸電就是岸基供電，將岸上的電能輸送到泊港船舶，滿足能源需求。船舶在港區(qū)的排放分為臨港排放和在港排放，使用岸電的目的在于消除船舶在港排放。因此，考慮泊船使用岸電的情況下，算例2剔除了非期望產(chǎn)出指標(biāo)的在港排放，以此研究環(huán)境因素削弱下的長江沿線港口效率。

從不同年份數(shù)據(jù)來看，長江沿線主要港口使用岸電后，港口效率普遍有所提升，宜賓港、瀘州港、九江港、泰州港等提升相對明顯，說明這幾個港口的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與港區(qū)環(huán)境污染的未能形成良性循環(huán)，其中九江港的表現(xiàn)最差，應(yīng)當(dāng)給予環(huán)境問題足夠的重視。泰州港和鎮(zhèn)江港2016年的效率表現(xiàn)不佳，同樣出現(xiàn)了環(huán)境方面的問題，而后的幾年改進(jìn)顯著，2019年已經(jīng)是綠色港口的標(biāo)桿。此外，還有部分港口，如武漢港、南通港、南京港的效率幾乎趨于不變，說明這些港口的環(huán)境污染問題已有高度的重視，其非期望產(chǎn)出效率表現(xiàn)良好?？傮w上來說，長江沿線港口岸電系統(tǒng)的普及，較大程度上減少了港口的非期望環(huán)境產(chǎn)出，客觀上提升了港口的綜合環(huán)境效率，有助于實(shí)現(xiàn)長江沿線港口的綠色可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

表3 算例2是否考慮岸電的長江沿線港口效率表

矩陣圖2和矩陣圖3分別為是否考慮岸電的長江沿線港口波士頓效率矩陣圖，以算例3中各港口的4年的年平均效率和年平均吞吐量作為橫縱坐標(biāo)。縱坐標(biāo)軸表示效率，橫坐標(biāo)軸表示港口貨運(yùn)吞吐量，矩陣圖2和矩陣圖3分別以效率平均值（0.85）、（0.87）以及吞吐量平均值（14 940.75萬噸）為分界線，將矩陣中的港口劃分為四個不同的部分，以此分析港口的核心競爭力和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。通過對不同維度的港口效率分析，直觀地表現(xiàn)長江沿線主要港口的水平差異和發(fā)展態(tài)勢。

圖2 忽略岸電的長江沿線港口波士頓效率矩陣圖

圖3 使用岸電的長江沿線港口波士頓效率矩陣圖

如圖2所示，（1）第一類型：特點(diǎn)是吞吐量大且效率較高，如江陰港、南京港等，這類港口位于經(jīng)濟(jì)繁榮和交通便利的地區(qū)，貿(mào)易體系成熟且資源利用率較高。此外這類港口還擁有良好的環(huán)境保護(hù)意識，重視港口經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境治理的相適性，能更好地控制污染排放對其自身的影響。在整個港口企業(yè)的競爭市場中，占據(jù)更大的優(yōu)勢，具備更勝一籌的核心競爭力。對于將來的發(fā)展，應(yīng)當(dāng)穩(wěn)中求進(jìn)，合理地進(jìn)行港口基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)能提升，逐步引入先進(jìn)的智能化設(shè)備和建立智能信息管理體系，爭取新的突破。（2）第二類型：特點(diǎn)是吞吐量相對較大，效率卻不算高。如鎮(zhèn)江港、泰州港，這類港口基礎(chǔ)投入大，依賴交通地理位置、區(qū)域經(jīng)濟(jì)條件的支持，能夠取得較好的成績，而環(huán)境保護(hù)意識相對欠缺，對港口環(huán)境污染產(chǎn)出的重視程度不足，在控制環(huán)境污染物排放和基礎(chǔ)設(shè)施資源的高效利用上，仍存在一定的上升空間。（3）第三類型：特點(diǎn)是能夠獲得較高效率而貨物吞吐量往往不大，如宜賓港和瀘州港，這類港口本身規(guī)模并不大，又位于長江上游區(qū)域，地理位置、航道條件均不占優(yōu)勢，獲得較高的效率原因是港口非期望環(huán)境產(chǎn)出相對較低，單要素環(huán)境產(chǎn)出效率表現(xiàn)較好，拉高了綜合效率。應(yīng)該發(fā)展腹地經(jīng)濟(jì)，加強(qiáng)鄰近地區(qū)間的貿(mào)易合作關(guān)系，發(fā)展臨港產(chǎn)業(yè)，通過科學(xué)合理的營銷策略刺激腹地的市場需求，從而提高港口的產(chǎn)出。（4）第四類型：特點(diǎn)是貨物吞吐量低于平均線而又遠(yuǎn)高于第三類港口，綜合效率卻較低于同規(guī)模水平的武漢港，如馬鞍山港和九江港等，這說明同處長江中游區(qū)域的武漢港在環(huán)境保護(hù)和污染排放治理方面走的更前更快，然而馬鞍山港和九江港過多的追求貨物吞吐量忽視了環(huán)境的護(hù)與治，綜合效率受環(huán)境因素影響較大。

就圖3而言，長江沿線港口使用岸電后，非期望產(chǎn)出減少了，其空間位置相較于圖2大多上升了一定距離，說明控制港口的污染排放有利于綜合效率的提升。具體而言，圖2中的泰州港坐標(biāo)低于效率平均線，而使用岸電后在圖3中已經(jīng)越過了效率平均線，證明了當(dāng)港口企業(yè)開始重視環(huán)境問題和控制環(huán)境污染產(chǎn)出后，客觀上能對自身港口效率的提升產(chǎn)生顯著作用。最后值得注意的是，考慮環(huán)境因素后，規(guī)模較小的港口雖然綜合效率數(shù)值看上去很高，也只是虛高，并不能說明該類港口的優(yōu)秀，只是非期望的環(huán)境污染產(chǎn)出相對較少，故表現(xiàn)更好。同時(shí)，由于模型和目標(biāo)函數(shù)側(cè)重于非期望產(chǎn)出，即最大程度減少非期望產(chǎn)出和最大程度增加期望產(chǎn)出，故非期望產(chǎn)出越少，結(jié)果固然越好。這一點(diǎn)也是本研究的不足之處，希望后面的研究者能給出更好的解決辦法。

3 總結(jié)與結(jié)論

本文針對長江沿線主要港口企業(yè)日益增加的環(huán)境污染產(chǎn)出、資源配置不合理、港口的發(fā)展與管理水平不匹配等問題，將環(huán)境因素納入港口效率的研究，并在傳統(tǒng)DEA模型的基礎(chǔ)上提出了基于非期望環(huán)境產(chǎn)出全要素GDDF模型。針對非期望環(huán)境產(chǎn)出賦予較大權(quán)重，以期反映對港口環(huán)境污染的重視程度，并利用該模型對長江沿線主要港口近八年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，客觀地評價(jià)了港口企業(yè)的綜合效率，驗(yàn)證了減少非期望環(huán)境產(chǎn)出對港口效率提升的有效性。

由實(shí)證研究可知：（1）長江沿線各主要港口尚未形成整體的規(guī)模效應(yīng)，尤其是長江上游區(qū)域的港口發(fā)展水平不高，大部分港口的效率均存在較大提升空間，港口的資源整合、投入和產(chǎn)出的優(yōu)化、管理水平都有提升的潛力。（2）考慮環(huán)境因素后，只有少數(shù)港口接近于效率前沿，說明多數(shù)港口目前并未重視環(huán)境的保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性，沒有貫徹執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，仍以犧牲環(huán)境為代價(jià)加速經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

最后，本文用算例3實(shí)證了港口使用岸電減少環(huán)境污染的產(chǎn)出，能夠提高港口的效率。這說明，以往被眾多學(xué)者忽視的環(huán)境產(chǎn)出正在影響未來港口的發(fā)展，客觀上限制了港口效率的提升潛力。未來的港口的標(biāo)簽無疑會是“綠色環(huán)?！?“可持續(xù)發(fā)展” “友好的綠色運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)”等，而現(xiàn)在的長江沿線港口卻是“排放大戶”。因此，減少港口污染排放的產(chǎn)出、治理已經(jīng)造成的生態(tài)破壞、保護(hù)長江的綠水青山會成為未來港口發(fā)展的必經(jīng)之路。