唐小力，祝東波

(重慶工商大學(xué)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院，重慶 400067)

基于DEA的中國西部地區(qū)環(huán)境效率實證分析

唐小力，祝東波

(重慶工商大學(xué)經(jīng)濟(jì)貿(mào)易學(xué)院，重慶 400067)

運(yùn)用DEA模型測度了2001—2008年間我國西部地區(qū)12個省市區(qū)的相對環(huán)境效率，并結(jié)合Malmquist指數(shù)對期間各地區(qū)環(huán)境效率變化趨勢進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:我國西部各區(qū)域的相對環(huán)境效率總體水平比較低，環(huán)境污染造成了較大程度的效率損失;西部地區(qū)的環(huán)境績效具有較大的省際差異，且省際差異在研究年份內(nèi)經(jīng)歷先逐年減小再逐年擴(kuò)大的演變過程;西部各省市環(huán)境效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間并沒有明顯的相關(guān)關(guān)系;西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來，西部地區(qū)在研究年份內(nèi)的環(huán)境效率都得到了不同程度的改善。

環(huán)境效率;數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法;Malmquist指數(shù)

一、引言

改革開放三十多年以來，我國經(jīng)濟(jì)保持了持續(xù)快速地增長。2009年我國國內(nèi)生產(chǎn)總值首度超過日本成為“全球第二大經(jīng)濟(jì)體”。與之相伴的卻是生產(chǎn)資源的快速消耗和生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。2006年我國 GDP能耗為8.89噸標(biāo)準(zhǔn)油每萬美元，是德國的5.13倍，是日本的8.63倍。2009年全年我國能源消費總量為31.0億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。2008年我國二氧化硫排放量為 2 321.23萬噸，工業(yè)廢水排放量為2 416 511萬噸，同年我國環(huán)境污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失1.82億元。①文中所有數(shù)據(jù)均來源于2001—2008年《中國統(tǒng)計年鑒》及2009年《中國統(tǒng)計公報》。從這些數(shù)字不難看出在快速的經(jīng)濟(jì)增長背后，我們付出的是沉重的環(huán)境代價。西部地區(qū)自2000年西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了長足的進(jìn)步，然而隨之而來的環(huán)境問題令人堪憂。隨著西部地區(qū)不斷承接?xùn)|部的污染產(chǎn)業(yè)，使得原本就極為脆弱的西部生態(tài)環(huán)境承受著更為巨大的壓力。西部地區(qū)雖在近幾年加大了環(huán)境治理投資力度，環(huán)境治理技術(shù)水平得到了較大提高，但環(huán)境污染形勢依然嚴(yán)峻。因此，研究西部大開發(fā)以來我國西部地區(qū)的環(huán)境效率狀況，發(fā)現(xiàn)其演變的特點，分析其產(chǎn)生原因，探究如何避免走東部“先污染、再治理”的老路，具有很重要的現(xiàn)實意義和理論價值。

迄今為止，國內(nèi)外研究環(huán)境效率的文獻(xiàn)可謂汗牛充棟。如張炳等研究了杭州灣精細(xì)化工園區(qū)企業(yè)的生態(tài)效率，結(jié)果表明該園區(qū)大部分企業(yè)的生態(tài)效率相對有效，少數(shù)企業(yè)生態(tài)效率無效，并指出這種無效多為規(guī)模無效和技術(shù)無效［1］。周景博和陳妍運(yùn)用DEA方法對我國各省2000—2005年的靜態(tài)環(huán)境效率作了分析，發(fā)現(xiàn)我國各區(qū)域環(huán)境效率總體水平比較高，大多都處在前沿面上［2］。王俊能等對我國31個省市區(qū)2003—2007年的環(huán)境效率進(jìn)行總體分析與評價，結(jié)果表明，我國區(qū)域環(huán)境效率總體水平比較低，但環(huán)境效率正逐年好轉(zhuǎn)［3］。李靜和程丹潤運(yùn)用 SBM模型測算了1990—2006年我國各省區(qū)環(huán)境效率值;在分析我國東、中、西部環(huán)境效率差異及演進(jìn)規(guī)律時發(fā)現(xiàn)在引入環(huán)境變量后明顯降低了中國區(qū)域的平均效率水平，并發(fā)現(xiàn)中西部地區(qū)對環(huán)境變量的引入較東部地區(qū)更為敏感［4］。王兵等也運(yùn)用SBM模型和盧恩伯格生產(chǎn)率指標(biāo)(Luenberger productivity indicator)測度了我國30個省份1998—2007年的環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其成分，并對影響環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長的因素進(jìn)行了實證研究［5］。Magnus Lindmark 和 Peter Vikstro 考察了全球59個國家生產(chǎn)率的增長及收斂情況，得出結(jié)論:我國臺灣地區(qū)等新興工業(yè)地區(qū)或國家較快的生產(chǎn)率績效是以損失生態(tài)環(huán)境為代價換取的。

從前述回顧的這些文獻(xiàn)不難看出國內(nèi)外現(xiàn)有文獻(xiàn)大多或是從國家、地區(qū)層面，或是從產(chǎn)業(yè)層面、企業(yè)層面來測評環(huán)境效率，尚沒有專門研究我國西部地區(qū)環(huán)境效率的文獻(xiàn)。本文擬以DEA模型和Malmquist指數(shù)方法為基礎(chǔ)，對西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來該地區(qū)的環(huán)境效率進(jìn)行嘗試性研究。

二、基于DEA的環(huán)境效率測度模型

(一)環(huán)境效率的內(nèi)涵

環(huán)境效率指單位環(huán)境負(fù)荷的經(jīng)濟(jì)價值，或環(huán)境經(jīng)濟(jì)上的投入產(chǎn)出比。它衡量的是經(jīng)濟(jì)發(fā)展所付出環(huán)境代價的大小，是測度經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展?fàn)顩r的重要指標(biāo)之一。

(二)基于DEA的環(huán)境效率靜態(tài)測度

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析是由著名運(yùn)籌學(xué)家A.Charnes和W.W.Cooper等以“相對效率”概念為基礎(chǔ)發(fā)展起來的一種系統(tǒng)分析方法。DEA方法包括很多模型，其中應(yīng)用最為廣泛的為1978年提出的固定規(guī)模報酬模型即CCR模型和其后提出的可變規(guī)模報酬模型即BCC模型。假定模型中有N個決策單元，每個決策單元有m種投入和n種產(chǎn)出，xij表示第j個DMU的第i種投入量，yrj表示第j個DMU的第r種產(chǎn)出量，v和u分別表示各投入及產(chǎn)出的權(quán)值向量，則:Xj=(X1j，X2j，…，Xmj)T，Yj=(Y1j，Y2j，…，Ynj)T，v=(v1，v2，…，vm)T，u=(u1，u2，…，un)T。若為投入導(dǎo)向型，即在維持現(xiàn)有產(chǎn)出水平的情況下最小化投入，此時可以得到BCC模型的標(biāo)準(zhǔn)形式:

式(1)的解即為各DMU在投入導(dǎo)向BCC模型下的相對技術(shù)效率。其值越大，則該DMU的環(huán)境效率越高。如果其值為1，則該DMU就處于環(huán)境技術(shù)前沿上。如果其值小于1，則位于t期環(huán)境技術(shù)前沿下，表示該DMU是非有效或弱有效的。本文將采用上述模型。

(三)基于Malmquist指數(shù)的環(huán)境績效動態(tài)測度

Malmquist指數(shù)是由Malmquist首度提出的，它的提出是基于DEA方法利用距離函數(shù)(Distance Function)的比率來計算投入產(chǎn)出指數(shù)的。1982年Caves et al.首度把它應(yīng)用到生產(chǎn)理論，并用來作為生產(chǎn)效率指數(shù)。從t時期到t+1時期，Malmquist指數(shù)可以表示成:

Malmquist生產(chǎn)指數(shù)表示某一決策單元在t期至t+1期生產(chǎn)率的變化程度。若M0＞1，表示生產(chǎn)率呈現(xiàn)上升趨勢，反之表示衰退趨勢。借鑒相關(guān)文獻(xiàn)，式(2)中的M0也可測度某個決策單元從t期到t+1期之間的環(huán)境效率變化;如果其值大于1，則意味著在t期到t+1期，該DMU的環(huán)境效率得到了改善，而且其值越大，環(huán)境績效的改善程度越大，反之亦然。故Malmquist指數(shù)能較好地反映不同時期的環(huán)境效率演變情況。

三、實證分析

(一)變量選取與數(shù)據(jù)處理

采用DEA方法研究效率問題的重點和難點在于選取投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)。本文將非期望產(chǎn)出作為投入指標(biāo)處理，而相關(guān)的研究主要使用經(jīng)濟(jì)體的污染排放作為非期望產(chǎn)出數(shù)據(jù)的代理變量，如CO2、SO2、COD等排放量。借鑒相關(guān)文獻(xiàn)可知所選取的投入、產(chǎn)出變量過多，不僅會模糊環(huán)境效率概念，且可能高估地區(qū)的環(huán)境效率，因此，借鑒王俊能等的處理辦法，選取國家總量控制的COD排放量和SO2排放量兩項基本指標(biāo)作為投入變量，選取GDP作為產(chǎn)出變量［3］。

本文主要研究我國西部地區(qū)的環(huán)境效率狀況，因此將我國西部各省、直轄市和自治區(qū)作為決策單元。DEA方法大體要求DMU的數(shù)目滿足大于輸入輸出指標(biāo)之和的兩倍的條件，本文滿足此要求。以2001—2008年我國31個省(市、自治區(qū))共8年的面板數(shù)據(jù)作為樣本，具體數(shù)據(jù)來源于2001—2009年《中國統(tǒng)計年鑒》。各年各地區(qū)的國內(nèi)生產(chǎn)總值運(yùn)用GDP平減指數(shù)進(jìn)行平減(2001年為基期)，相關(guān)數(shù)據(jù)的一般統(tǒng)計描述見表1。由于各省市環(huán)境效率改善的規(guī)模報酬一般認(rèn)為是可變的，并期望在維持現(xiàn)有水平的產(chǎn)出時能夠最小程度地消耗環(huán)境資源，因此利用規(guī)模報酬可變(VRS)條件下的BCC投入導(dǎo)向型效率模型對我國西部地區(qū)環(huán)境效率進(jìn)行綜合評價分析。

(二)中國西部地區(qū)環(huán)境效率實證分析

1.中國西部地區(qū)相對環(huán)境效率分析

現(xiàn)以2001—2008年我國西部地區(qū)12個省(市、自治區(qū))的國內(nèi)生產(chǎn)總值、二氧化硫排放量、化學(xué)需氧量排放量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)來求解式(1)，得到各年各省的環(huán)境效率值，其中西部地區(qū)12省(市、自治區(qū))的環(huán)境效率值見表1。

表1 2001—2008年中國西部各地區(qū)環(huán)境效率統(tǒng)計描述

觀察表1可發(fā)現(xiàn)以下結(jié)論:(1)2001—2008年我國西部地區(qū)各區(qū)域的相對環(huán)境效率總體水平比較低，說明環(huán)境的污染造成了較大程度的效率損失。8年間12省份的環(huán)境效率平均值依次為0.50、0.39、0.37、0.58、0.53、0.56、0.58 和 0.60，可以看出環(huán)境效率平均水平在2002年和2003年有所下降，后又穩(wěn)步上升。以2008年為例，僅西藏處于前沿面上，其他省份均是DEA非有效或弱有效的;在0.9～1.0之間的僅內(nèi)蒙古;重慶、云南、陜西、甘肅和四川的相對效率值在0.5～0.8之間，相對處于良好水平;貴州、新疆、青海、寧夏和廣西5個省份的環(huán)境效率在0.5以下，其中廣西和寧夏的相對效率值僅為0.26和0.24，其環(huán)境效率明顯較低，亟待改善。其他年份情況與之相仿。這主要是因為在生產(chǎn)活動中西部各省市企業(yè)片面地重視經(jīng)濟(jì)利益，而忽視了生態(tài)環(huán)境保護(hù)所付出的代價。生態(tài)環(huán)保意識淡薄，沒有嚴(yán)格遵守環(huán)保政策的排污標(biāo)準(zhǔn)。政府在引導(dǎo)發(fā)展過程中片面注重短期的經(jīng)濟(jì)效果，而忽視了環(huán)境法規(guī)的制度建設(shè)，未能嚴(yán)格執(zhí)法。從另一個角度看，我國西部大多數(shù)省份都具有較大潛力去改進(jìn)其生產(chǎn)活動，且環(huán)境效率越低的省份其經(jīng)濟(jì)活動的改進(jìn)潛力也越大。(2)就西部地區(qū)的環(huán)境效率省際差異而言，2001—2008年各年的環(huán)境效率標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.23、0.22、0.22、0.19、0.21、0.22、0.23 和 0.24，這表明西部地區(qū)的環(huán)境績效具有較大的省際差異，且省際差異在研究年份內(nèi)先逐年減小再逐年擴(kuò)大，呈倒U型演變過程。(3)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較為落后的西藏地區(qū)在研究年份內(nèi)的相對環(huán)境效率都為1，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對較高的四川省的相對環(huán)境效率卻較低，這表明西部各省市環(huán)境效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。筆者認(rèn)為在以西藏為代表的高環(huán)境效率低產(chǎn)出的地區(qū)，應(yīng)以發(fā)展生態(tài)環(huán)境產(chǎn)業(yè)為主，即生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的水資源、優(yōu)質(zhì)的大氣與多樣性物種等環(huán)境資源為主的產(chǎn)業(yè)，而非大規(guī)模的發(fā)展傳統(tǒng)工業(yè)，以維持該區(qū)域較良好的生態(tài)環(huán)境狀況和較高的環(huán)境效率水平。環(huán)境產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中的新興產(chǎn)業(yè)，可對經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的負(fù)面效應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)償。

2.我國西部地區(qū)環(huán)境效率 Malmquist指數(shù)分析

利用我國31個省份2001—2008年之間的面板數(shù)據(jù)，采用Malmquist指數(shù)模型計算環(huán)境效率的變化趨勢，具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 2002—2008年我國西部各省環(huán)境效率的動態(tài)變化

由表2可以得出以下結(jié)論:

一是中國西部地區(qū)的環(huán)境效率總體上都得到了改善。研究內(nèi)各年度西部地區(qū)的平均環(huán)境效率變化分別為 1.20、1.09、1.09、0.99、1.11、1.17 和1.15，僅2004—2005年間出現(xiàn)了環(huán)境效率倒退的現(xiàn)象。研究期間環(huán)境效率改善最大的省份為內(nèi)蒙古，其累積的環(huán)境效率指數(shù)為2.81，環(huán)境效率改善最小的省份為甘肅，其累積的環(huán)境效率指數(shù)為1.21。西部地區(qū)的環(huán)境效率整體上都得到了改善，2008年的平均環(huán)境效率比2001年提高了21%，僅少數(shù)省份的環(huán)境效率在少數(shù)年份內(nèi)出現(xiàn)了倒退現(xiàn)象。

二是研究內(nèi)各年份的標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.23、0.11、0.11、0.23、0.04、0.04 和 0.04，這表明環(huán)境效率變化的省際差異先逐年減小再趨于平穩(wěn)。以2007—2008年為例，西部12個省份的環(huán)境效率指標(biāo)全大于1，這表明它們環(huán)境效率都得到了不同程度的改善。其中改善程度最大的省份為內(nèi)蒙古和陜西，它們的環(huán)境績效都提高了20.4%，西藏的環(huán)境績效改善程度最低，期間環(huán)境效率僅提高了7%。其余年份情況與之相仿。

之所以出現(xiàn)上述現(xiàn)象，筆者認(rèn)為主要在于西部大開發(fā)戰(zhàn)略實施以來西部地區(qū)各省份在資金、人力、技術(shù)等方面加大了對環(huán)境治理的投入力度，各級政府、企業(yè)的環(huán)保意識有所加強(qiáng)，環(huán)境治理水平得到了相應(yīng)提高。

四、結(jié)論

本文對環(huán)境效率的研究文獻(xiàn)進(jìn)行了回顧，通過引入DEA模型和Malmquist指數(shù)方法，選取二氧化硫排放量和化學(xué)需氧量排放量作為投入變量，國民生產(chǎn)總值作為產(chǎn)出變量，實證考察了我國西部地區(qū)12個省份2001—2008年的環(huán)境效率狀況與其變化趨勢。主要得出以下結(jié)論:(1)我國西部地區(qū)各省份的環(huán)境效率普遍較低，存在著環(huán)境技術(shù)無效率現(xiàn)象，主要是因為各級政府和企業(yè)片面地重視短期的經(jīng)濟(jì)利益，而未將長期可持續(xù)發(fā)展的工作落到實處;(2)西部地區(qū)的環(huán)境績效具有較大的省際差異，且省際差異在研究年份內(nèi)呈先逐年減小再逐年擴(kuò)大的演變過程;(3)西部各省份環(huán)境效率與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間并沒有明顯的相關(guān)關(guān)系;(4)各級政府、企業(yè)對長期的經(jīng)濟(jì)利益和可持續(xù)發(fā)展逐步重視，加大環(huán)保投入，西部地區(qū)在研究年份內(nèi)的環(huán)境效率都得到了不同程度的改善。

生態(tài)環(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)，要協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，使我國西部地區(qū)盡快走上一條可持續(xù)發(fā)展的道路，必須轉(zhuǎn)變原先“高投入、高污染、資源型”的經(jīng)濟(jì)增長方式［6］。首先，地方政府應(yīng)通過制定有利于產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的政策，積極引導(dǎo)企業(yè)走“高科技、高效益、低消耗、低污染”的新型工業(yè)化道路。建立能耗和廢氣排放的科學(xué)考評體系，加大環(huán)境執(zhí)法力度，建立健全環(huán)保法制法規(guī)，構(gòu)建環(huán)境保護(hù)激勵和約束機(jī)制。同時要加大對西部地區(qū)工業(yè)污染治理的資金、技術(shù)和人力成本的投入力度。其次，要加大環(huán)保宣傳力度，提高企業(yè)的環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的意識;注重經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益的有機(jī)結(jié)合。最后，由于西部地區(qū)省份之間的自然條件和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的差異較大，環(huán)境污染的具體程度也有很大差別，如果經(jīng)濟(jì)中沒有使用適宜技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的話，則經(jīng)濟(jì)活動中不可避免地會出現(xiàn)技術(shù)無效率現(xiàn)象［7］。所以應(yīng)根據(jù)西部各區(qū)域的實際經(jīng)濟(jì)狀況和環(huán)境狀況選擇適宜的先進(jìn)技術(shù)來提高其環(huán)境效率。

本文存在許多不足之處，由于DEA方法對投入產(chǎn)出變量的選取有一定的主觀性以及沒有考慮投入和產(chǎn)出的松弛效應(yīng)，使得效率的測算出現(xiàn)偏差;沒有考慮其他的污染排放物，這也會造成效率的偏差;未對環(huán)境效率變化進(jìn)行分解研究，無法探究環(huán)境效率變化的源泉，也未對影響相對環(huán)境效率變化的相關(guān)因素進(jìn)行分析。這些問題都需要進(jìn)一步深入的研究和解決。

［1］張炳，畢軍，黃和平，等.基于DEA的企業(yè)生態(tài)效率評價:以杭州灣精細(xì)化工園區(qū)企業(yè)為例［J］.系統(tǒng)工程理論與實踐，2008(4):159－166.

［2］周景博，陳妍.中國區(qū)域環(huán)境效率分析［J］.統(tǒng)計與決策，2008(14):44－46.

［3］王俊能，許振成，胡習(xí)邦，等.基于DEA理論的中國區(qū)域環(huán)境效率分析［J］.中國環(huán)境科學(xué)，2010(4):565－570.

［4］李靜，程丹潤.中國區(qū)域環(huán)境效率差異及演進(jìn)規(guī)律研究——基于非期望產(chǎn)出的SBM模型的分析［J］.工業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2008(11):100－104.

［5］王兵，吳延瑞，顏鵬飛.中國區(qū)域環(huán)境效率與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長［J］.經(jīng)濟(jì)研究，2010(5):95－109.

［6］陳柳欽.新世紀(jì)低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展的國際動向［J］.重慶工商大學(xué)學(xué)報:社會科學(xué)版，2010(2):11.

［7］楊文舉.中國地區(qū)工業(yè)的動態(tài)環(huán)境績效:基于DEA的經(jīng)驗分析［J］.數(shù)量經(jīng)濟(jì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究，2009(6):87－98.

An Empirical Analysis of Environmental Efficiency in Western Regions of China Using DEA

TANG Xiao-li，ZHU Dong-bo
(Trade ＆ Economics School，Chongqing Technology＆Business University，Chongqing 400067，China)

This paper uses data envelopment analysis(DEA)model to measure the relative environmental efficiency of 12 provinces in western regions of China for the period 2001-2008 and analyses the variation trends of the environment efficiency of each region combining the Malmquist index.The results indicate that:(1)the overall level of the relative environmental efficiency is low in the western regions of China，and the environment pollution caused a larger degree of efficiency loss;(2)there is a large interprovincial difference in the environmental performance of the western regions，and the difference presents an evolutionary process that it first reduces year by year then grows year by year in research periods;(3)there is no obvious relevant relation between the environmental efficiency and economic development levels of western provinces and cities;(4)since the implementation of the west development strategy the environmental efficiency of western regions get different degrees of improvements in the research period.

environmental efficiency;data envelopment analysis;Malmquist index

F127

A

1674－8425(2012)04－0025－05

2011－10－16

唐小力(1986—)，女，四川廣安人，碩士研究生，研究方向:中國工業(yè)化理論與實踐;祝東波(1984—)，男，碩士研究生，研究方向:中國工業(yè)化理論與實踐。

(責(zé)任編輯 鄺坦勵)