李冬冬 許正良 周慧廣

摘要：伴隨區(qū)域生態(tài)建設(shè)的不斷推進(jìn)，生態(tài)環(huán)境優(yōu)化型的科技投入日漸增多。文章將從區(qū)域生態(tài)建設(shè)的視角，對(duì)科技投入對(duì)環(huán)境排放和環(huán)境治理的影響作用進(jìn)行評(píng)價(jià)。鑒于科技投入→環(huán)境排放→環(huán)境治理之間的串聯(lián)關(guān)系，利用加性兩階段DEA模型對(duì)我國(guó)30個(gè)區(qū)域中科技投入對(duì)污染排放及污染治理效率進(jìn)行測(cè)算，與此同時(shí)，也獲得了科技投入與環(huán)境治理之間的影響關(guān)系。

關(guān)鍵詞：科技投入；兩階段DEA模型；環(huán)境承載力；生態(tài)環(huán)境建設(shè)

為推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，依賴于資源消耗的傳統(tǒng)型生產(chǎn)模式成為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展措施的首選，自1978年以來(lái)，這種模式的確在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起到了巨大的推動(dòng)作用。然而，能源消耗型的生產(chǎn)模式中忽略了城市的環(huán)境承載能力，犧牲了有限的資源與人類賴以生存的自然環(huán)境。眾所周知，科技是第一生產(chǎn)力，通過(guò)科技投入可轉(zhuǎn)化為先進(jìn)的技術(shù)裝備，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)值和培育有活力的技術(shù)市場(chǎng)環(huán)境，從而推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的跨越式發(fā)展。在全球溫室效應(yīng)、環(huán)境污染日益嚴(yán)重的警示下，區(qū)域建設(shè)者逐漸增強(qiáng)了生態(tài)環(huán)境建設(shè)意識(shí)，并努力構(gòu)建經(jīng)濟(jì)—環(huán)境—社會(huì)協(xié)調(diào)的區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)。自1999年海南設(shè)定為環(huán)保部認(rèn)定的第一個(gè)生態(tài)省至今，我國(guó)的生態(tài)省區(qū)域已擴(kuò)展為15個(gè)。在區(qū)域生態(tài)建設(shè)的進(jìn)程中，科技資源投入在增進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也在一定程度上影響了環(huán)境污染的排放和環(huán)境污染的治理。

本文將從投入—產(chǎn)出的視角對(duì)科技投入與區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的影響作用進(jìn)行測(cè)度。首先，根據(jù)將科技資源和環(huán)境污染排放分別界定為環(huán)境排放子系統(tǒng)的投入、產(chǎn)出指標(biāo)。將環(huán)境污染排放和環(huán)境污染治理分別界定為環(huán)境治理子系統(tǒng)的投入與產(chǎn)出指標(biāo)。然而，兩個(gè)子系統(tǒng)間前后銜接，共同組成一個(gè)以科技資源為投入、環(huán)境污染治理為產(chǎn)出的綜合系統(tǒng)。通過(guò)測(cè)算各個(gè)系統(tǒng)的投入、產(chǎn)出效率，即可獲得科技投入對(duì)區(qū)域環(huán)境建設(shè)的影響作用及程度。本文將采用處理多投入、多產(chǎn)出系統(tǒng)效率水平的DEA模型方法作為研究工具。然而，傳統(tǒng)DEA評(píng)價(jià)中將決策單元視作"黑箱"，忽略了決策單元（DMUs）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。鑒于本文提出的子系統(tǒng)之間的串聯(lián)關(guān)系，本文將采用加性兩階段DEA模型對(duì)子系統(tǒng)影響效率及系統(tǒng)整體影響效率進(jìn)行測(cè)度。

一、 國(guó)內(nèi)外研究評(píng)述

科技投入對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響問(wèn)題早已引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注。成金華，吳巧生（2005）研究了現(xiàn)代技術(shù)對(duì)資源環(huán)境的影響，并于（2007）建立了“成本內(nèi)化”的科技創(chuàng)新體系用于促進(jìn)區(qū)域生產(chǎn)環(huán)境建設(shè)。魏建兵等人（2006）研究了人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響評(píng)價(jià)。然而，目前針對(duì)于科技投入與生態(tài)建設(shè)影響關(guān)系的量化研究還比較少。本文將試圖通過(guò)量化模型，測(cè)算科技資源投入對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的影響及貢獻(xiàn)程度。

科技資源投入是推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。為清晰測(cè)度科技投入的影響程度及貢獻(xiàn)率，我國(guó)學(xué)者進(jìn)行了多種方法的嘗試：侯風(fēng)華、趙國(guó)杰（2008）利用索洛余值法推導(dǎo)了科技投入對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)影響的速度方程。李兵等人（2009）利用C-D生產(chǎn)函數(shù)的基礎(chǔ)上引入科技投入變量構(gòu)建了生產(chǎn)函數(shù)模型。韋鳳琴，黃佐钘（2012）采用基于投入型 Malmquist 生產(chǎn)率指數(shù)法量化了科技投入對(duì)能源效率的影響。謝友才，張紅輝（2009）利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）方法測(cè)量了浙江省各地區(qū)的科技投入產(chǎn)出效率。鑒于DEA模型在處理多投入—多產(chǎn)出系統(tǒng)相對(duì)有效性的優(yōu)勢(shì)，該方法在科技投入影響程度及貢獻(xiàn)率中被廣泛應(yīng)用。

Charnes和Cooper于1987年首先提出了傳統(tǒng)的DEA模型與方法。然而，傳統(tǒng)DEA評(píng)價(jià)中將決策單元視作“黑箱”，忽略了決策單元（DMUs）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。伴隨系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的提高，兩階段DEA模型方法已成為學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。兩階段DEA模型的研究中，將整個(gè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)劃分為相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)串聯(lián)子系統(tǒng)，并且前一個(gè)子系統(tǒng)的產(chǎn)出（全部或部分）對(duì)應(yīng)為第二個(gè)子系統(tǒng)的投入。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)形式，Wang等人（1997）提出了序列型兩階段生產(chǎn)系統(tǒng)的DEA模型；Seiford，Zhu （1999）提出了兩階段DEA模型，并將其應(yīng)用于美國(guó)商業(yè)銀行的盈利部門和市場(chǎng)部門的績(jī)效測(cè)算中。Zhu（2000），Sexton和Lewis（2003）又分別將該模型應(yīng)用于世界500強(qiáng)企業(yè)和美國(guó)棒球隊(duì)績(jī)效測(cè)評(píng)中。以上研究主要基于傳統(tǒng)DEA模型的理論框架，將兩個(gè)階段分別作為多投入-多產(chǎn)出系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立效率測(cè)算。然而，現(xiàn)實(shí)評(píng)價(jià)中各個(gè)子系統(tǒng)與決策單元整體效率應(yīng)考慮在同一模型體系中。為克服傳統(tǒng)DEA模型在科技投入影響測(cè)算中的缺陷，馮鋒等人（2011）將科技投入劃分為科技研究開(kāi)發(fā)和科技應(yīng)用改造兩個(gè)子系統(tǒng)，并利用兩階段DEA模型進(jìn)行了投入-產(chǎn)出效率測(cè)算。馮志軍，朱建新（2011）、杜軍等人（2009）也采用兩階段DEA模型測(cè)算了科技投入對(duì)區(qū)域科技創(chuàng)新效率的影響。

綜上所述，雖然目前研究科技投入與生態(tài)環(huán)境建設(shè)影響的研究較多，但量化方法的研究較少。鑒于目前研究中，利用DEA方法測(cè)度科技投入的貢獻(xiàn)與影響的研究較多，然而真正從系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)中測(cè)算的研究較少。因此，本文將加性兩階段DEA模型應(yīng)用于區(qū)域生態(tài)環(huán)境優(yōu)化的影響評(píng)價(jià)中，以獲得科技投入對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境影響的量化評(píng)價(jià)結(jié)果。

二、 評(píng)價(jià)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分級(jí)及兩階段DEA模型介紹

科技資源作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)的投入，會(huì)通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新、科研人才研發(fā)、研發(fā)經(jīng)費(fèi)、研發(fā)項(xiàng)目、專利等投入轉(zhuǎn)化為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指標(biāo)，與此同時(shí)，工業(yè)化發(fā)展中也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的環(huán)境污染排放。我們將區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)作為研究系統(tǒng)，其中由科技投入產(chǎn)生環(huán)境污染作為第一個(gè)子系統(tǒng)，稱為“科技投入對(duì)污染排放影響子系統(tǒng)”。以環(huán)境污染指標(biāo)作為投入、環(huán)境污染治理指標(biāo)作為產(chǎn)出可以界定第二個(gè)子系統(tǒng)，稱為“環(huán)境污染治理子系統(tǒng)”。這兩個(gè)子系統(tǒng)并非互相獨(dú)立，其中，第一個(gè)子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的產(chǎn)出指標(biāo)恰好為第二個(gè)子系統(tǒng)的投入指標(biāo)。因此，兩個(gè)子系統(tǒng)具有串聯(lián)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)關(guān)系，如圖1所示。

鑒于科技投入對(duì)區(qū)域生態(tài)環(huán)境建設(shè)的影響系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，我們將選擇加性兩階段DEA模型進(jìn)行測(cè)算。下面我們將介紹該模型的基本形式。

假設(shè)評(píng)價(jià)系統(tǒng)中含有n個(gè)決策單元（記為：DMU，表示被評(píng)價(jià)對(duì)象），第一個(gè)子系統(tǒng)中，對(duì)于每一個(gè)DMUj（j=1，2，…，n）具有m個(gè)投入指標(biāo)，記為xij（i=1，2，…，m）和D個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)，記為zdj（d=1，2，…，D）。與此同時(shí)，zdj（d=1，2，…，D）同時(shí)也是第二個(gè)子系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的投入變量。第二個(gè)子系統(tǒng)中含有s個(gè)產(chǎn)出指標(biāo)，記為 yrj（r=1，2，…，s）。Chen 等人（2009）利用子系統(tǒng)的加權(quán)方式確定了兩階段DEA模型與方法。其中，第一階段的模型為：