吳建新 黃蒙蒙

中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的綠色轉(zhuǎn)型：基于環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率的分析

吳建新 黃蒙蒙

忽視能源消耗和“壞”產(chǎn)出會(huì)扭曲對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)績(jī)效和社會(huì)福利變化的估計(jì)，有礙于城市產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)。將能源投入變量和SO2、CO2兩種“壞”產(chǎn)出變量加入環(huán)境效率和環(huán)境生產(chǎn)率投入產(chǎn)出指標(biāo)體系中，采用全局參比的SBM方法和Luenberger指數(shù)方法測(cè)算中國(guó)286個(gè)城市2002-2011年間能源和環(huán)境雙重約束下的環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其無效率來源。研究發(fā)現(xiàn)：中國(guó)城市在這一時(shí)期存在清晰的綠色轉(zhuǎn)型軌跡，轉(zhuǎn)折點(diǎn)為2006年；節(jié)能減排是中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的主要推手，但資本無效率惡化減緩了城市綠色轉(zhuǎn)型的步伐；東部地區(qū)城市和大城市在中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型中起到了很好的帶動(dòng)效應(yīng)；政府科技投入、人力資本、外商直接投資、工業(yè)專業(yè)化和服務(wù)業(yè)專業(yè)化等是推動(dòng)中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的重要因素。

綠色轉(zhuǎn)型； 城市經(jīng)濟(jì)； 環(huán)境效率； 環(huán)境全要素生產(chǎn)率

一 引 言

隨著資源約束和環(huán)境污染問題的加劇，綠色發(fā)展問題受到空前關(guān)注。由于資源環(huán)境的外部性，采用傳統(tǒng)效率和生產(chǎn)率評(píng)價(jià)城市經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，會(huì)扭曲對(duì)社會(huì)福利變化和經(jīng)濟(jì)績(jī)效的估計(jì)，可能在政策建議上產(chǎn)生誤導(dǎo)。近年來，Chung et al.(1997)[1]提出的Malmquist-Luenberger生產(chǎn)率指數(shù)方法(MLPI)、Chambers et al.(1996)[2]提出的Luenberger生產(chǎn)率指數(shù)方法(LPI)和Tone(2001)[3]提出的SBM(Slack-based Measure)方法等為解決資源和環(huán)境約束下的經(jīng)濟(jì)績(jī)效評(píng)價(jià)分析提供了豐富的工具。

有學(xué)者將資源或環(huán)境問題納入中國(guó)經(jīng)濟(jì)效率的分析之中。例如，研究省區(qū)效率和生產(chǎn)率的有王兵等(2010)[4]、匡遠(yuǎn)鳳和彭代彥(2012)[5]以及李濤(2013)[6]等；研究部門行業(yè)環(huán)境效率的有陳詩(shī)一(2010)[7]、沈能(2012)[8]等。在城市生產(chǎn)率的研究方面，邵軍和徐康寧(2010)[9]基于Malmquist指數(shù)分析方法測(cè)度了我國(guó)4個(gè)直轄市以及187個(gè)地級(jí)市1999-2006年的全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)、效率改進(jìn)與技術(shù)進(jìn)步。也有極少數(shù)文獻(xiàn)開始涉及到城市經(jīng)濟(jì)的壞產(chǎn)出問題，如肖攀等(2013)[10]將勞動(dòng)和資本作為投入，城市生產(chǎn)總值作為好產(chǎn)出，SO2作為壞產(chǎn)出，結(jié)合MLPI方法測(cè)算了中國(guó)286個(gè)地級(jí)以上城市2003-2010年的環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其構(gòu)成。王業(yè)強(qiáng)(2012)[11]利用BCC模型和超效率模型，分析了中國(guó)286個(gè)地級(jí)以上城市2005-2010年的規(guī)模效率，但沒有考慮資源和環(huán)境問題。一些研究分析了中國(guó)城市環(huán)境污染規(guī)律及其影響因素。林伯強(qiáng)和劉希穎(2010)[12]在Kaya恒等式基礎(chǔ)上引入城市化因素，研究了城市化與碳排放的影響因素，發(fā)現(xiàn)碳排放量與城市化等變量之間存在長(zhǎng)期均衡關(guān)系。楊曉蘭和張安全(2014)[13]采用固定效應(yīng)——工具變量法對(duì)中國(guó)281個(gè)地級(jí)市2004-2010年的人均SO2、人均廢水和人均煙塵等排放量進(jìn)行了“環(huán)境庫(kù)茨涅茨曲線”假說檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)城市污染物排放與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在倒U型關(guān)系，符合“環(huán)境庫(kù)茨涅茨曲線”假說。

上述文獻(xiàn)對(duì)我國(guó)城市效率和生產(chǎn)率及其決定因素作出了有益的探討，但所使用的投入數(shù)據(jù)基本限于資本和勞動(dòng)，即使有個(gè)別文獻(xiàn)涉及到“壞產(chǎn)出”等環(huán)境因素，也僅限于城市SO2的排放，鮮有考慮能源和碳排放等因素。而企業(yè)在生產(chǎn)過程中不但會(huì)消耗能源，而且會(huì)產(chǎn)生SO2、CO2等壞產(chǎn)出，忽視“壞產(chǎn)出”會(huì)對(duì)企業(yè)績(jī)效做出錯(cuò)誤的評(píng)估與結(jié)論。且以往研究方法一般都采用了徑向、角度的DEA模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，沒有避免方向向量設(shè)定帶來的主觀性問題，從而導(dǎo)致環(huán)境效率和生產(chǎn)率估計(jì)的偏誤(Cooper et al., 2007)[14]。因此，本文進(jìn)行如下拓展：在環(huán)境效率和環(huán)境生產(chǎn)率投入產(chǎn)出指標(biāo)的選取上，除了傳統(tǒng)的資本、勞動(dòng)和城市生產(chǎn)總值外，增加了能源投入變量以及SO2、CO2兩種壞產(chǎn)出變量，并且采用基于全局參比的GSBM(Global Slack-based Measure)方法和GLPI指數(shù)方法(Global Luenberger Productivity Index)，對(duì)中國(guó)286個(gè)地級(jí)以上城市(除拉薩和日喀則之外)2002-2011年的環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率進(jìn)行分析。

二 研究方法

P={(x，y，b)│x≥Xλ，y≤Yλ，b≥Bλ，λ≥0}

(1)

這里λ∈Rn是一個(gè)強(qiáng)度向量(Intensity Vector)，上述定義采用的是規(guī)模報(bào)酬不變的假設(shè)，如果采用規(guī)模報(bào)酬可變的假設(shè)，就需要加入eλ=1即強(qiáng)度向量為1的約束。要構(gòu)造環(huán)境生產(chǎn)技術(shù)，上述生產(chǎn)可能性集需要滿足閉集、有界集、期望產(chǎn)出和投入的強(qiáng)可處置、零結(jié)合公理和產(chǎn)出弱可處置等條件。

(一)全局參比的GSBM環(huán)境效率方法

基于前面的定義和假設(shè)，定義一個(gè)非徑向、非角度的SBM環(huán)境效率指數(shù)(Environmental Efficiency,EE)：

(2)

為了進(jìn)一步分析各投入和產(chǎn)出要素對(duì)環(huán)境效率的貢獻(xiàn)，還可以通過計(jì)算各要素?zé)o效率值在總無效率值中的比例來估計(jì)，第O個(gè)決策單元的無效率值可以分解如下：

(3)

(二)全局參比的GLPI環(huán)境全要素生產(chǎn)率指數(shù)方法

環(huán)境效率測(cè)度的是靜態(tài)的效率指數(shù)，無法考察生產(chǎn)前沿移動(dòng)帶來的技術(shù)進(jìn)步等動(dòng)態(tài)信息，故采用新的DEA方法開展分析。自從F?reetal.(1994)[16]采用Malmquist生產(chǎn)率指數(shù)(MPI)將全要素生產(chǎn)率變化分解為技術(shù)進(jìn)步和效率變化后，這一指數(shù)得到廣泛的應(yīng)用。Chambersetal. (1996)[2]采用方向性距離函數(shù)的概念，引入了一種新的全要素生產(chǎn)率變化測(cè)度指數(shù)，將資源和環(huán)境因素加入全要素生產(chǎn)率的測(cè)度中，即LPI全要素生產(chǎn)率指數(shù)，該指數(shù)不但可以包含壞產(chǎn)出等因素，還可以靈活選擇需要測(cè)度的角度。Chungetal. (1997)[1]將方向性距離函數(shù)引入MPI指數(shù)提出了測(cè)度環(huán)境全要素生產(chǎn)率變化的MLPI生產(chǎn)率指數(shù)方法。LPI生產(chǎn)率指數(shù)是MLPI生產(chǎn)率指數(shù)的一般化，是一種非徑向可加的生產(chǎn)率指數(shù)，避免了MLPI生產(chǎn)率指數(shù)不考慮變量松弛帶來的偏誤。但是普通的MPI、LPI和MLPI生產(chǎn)率指數(shù)都面臨不可行解問題以及可傳遞性問題。后續(xù)研究中，Pastor和Lovell(2005)[17]、Oh(2010)[18]采用全局參比的方法分別成功解決了MPI和MLPI生產(chǎn)率指數(shù)的不可行解和可傳遞性問題。借鑒上述文獻(xiàn)的方法，通過構(gòu)造全局參比的GLPI指數(shù)方法來解決LPI指數(shù)的不可行解和可傳遞性問題。

按照Fukuyama和Weber(2009)[19]、Zhouetal.(2012)[20]的思路，可以定義一個(gè)非徑向、非角度的SBM方向性距離函數(shù)來表示環(huán)境無效率(SlackBasedInefficiency，SBI)：

(4)

按Chambersetal.(1996)[2]的定義，第O個(gè)決策單元從第t期到t+1期的Luenberger生產(chǎn)率變化表示如下：

(5)

與MPI分解方法相同，Luenberger指數(shù)可以被分解為效率變化和技術(shù)變化：

(6)

(7)

全局參比的技術(shù)采用全部研究時(shí)期的樣本點(diǎn)來構(gòu)建生產(chǎn)前沿，相當(dāng)于對(duì)全部時(shí)期生產(chǎn)前沿的包絡(luò)。在全局參比的生產(chǎn)前沿下，將不會(huì)再有無效率的交叉項(xiàng)。因此，GLPI指數(shù)可以直接用第t期與第t+1期的方向性距離函數(shù)之差表示：

(8)

(9)

當(dāng)?shù)趖期的最優(yōu)實(shí)踐差距大于(小于)第t+1期時(shí)，技術(shù)進(jìn)步(技術(shù)退步)存在，故采用全局參比的技術(shù)就可以將Luenberger指數(shù)分解為技術(shù)進(jìn)步和效率變化兩個(gè)部分。

采用的投入有資本、勞動(dòng)和能源，好產(chǎn)出用城市生產(chǎn)總值表示，壞產(chǎn)出用CO2和SO2排放量表示。

三 數(shù)據(jù)說明與投入產(chǎn)出指標(biāo)選取

(一)數(shù)據(jù)說明

截止2014年7月，中國(guó)大陸地區(qū)共有288個(gè)地級(jí)市，其中拉薩市和日喀則市的數(shù)據(jù)缺失，所以樣本包含除拉薩和日喀則之外的全部286個(gè)城市。同理，由于2002年以前中國(guó)城市的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)缺失較多，所以僅分析2002-2011年期間10年的數(shù)據(jù)。城市投入和產(chǎn)出數(shù)據(jù)主要來自歷年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國(guó)區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》等。

1.資本投入：資本存量采用永續(xù)盤存法來計(jì)算。用該方法計(jì)算資本存量需要基期資本存量、當(dāng)年的固定資產(chǎn)投資數(shù)據(jù)、折舊率和投資平減指數(shù)等四個(gè)指標(biāo)。其中，《城市統(tǒng)計(jì)年鑒》提供了歷年各城市全市固定資產(chǎn)投資總額數(shù)據(jù)，采用平減指數(shù)折算為不變價(jià)數(shù)據(jù)。由于我國(guó)目前還沒有公布地級(jí)市的資本平減指數(shù)，因此采用各省的資本平減指數(shù)代替，即可得到以2000年價(jià)格計(jì)算的投資序列。關(guān)于折舊率，借鑒Wu(2009)[21]的方法和結(jié)果采用分地區(qū)的折舊率。

基期資本存量采用如下公式計(jì)算：

(10)

其中，gj是選定時(shí)期內(nèi)固定資產(chǎn)投資的增長(zhǎng)率，δ是折舊率，然后采用公式Kj, t=Kj, t-1(1-δ)+Ij, t計(jì)算出其它年份的資本存量值。

2.能源投入。我國(guó)城市使用的能源主要包括電能、煤氣和液化石油氣等，但北方城市出于冬季采暖的需要，也存在熱能的供應(yīng)。我國(guó)城市熱能主要有鍋爐房供熱和熱電廠供熱兩種，其原料多數(shù)以原煤為主，《中國(guó)城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》提供了歷年各城市集中供熱的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?！禛B/T 15317-2009燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測(cè)》規(guī)定的燃煤工業(yè)鍋爐熱效率最低標(biāo)準(zhǔn)介于65%～78%之間，考慮到目前我國(guó)集中供熱鍋爐以中小型燃煤鍋爐為主，因此采用70%的熱效率值來計(jì)算。原煤的平均低位發(fā)熱量為20908千焦/千克。利用供熱量、熱效率和原煤發(fā)熱量系數(shù)就可以計(jì)算出需要的原煤數(shù)量，再利用原煤折算標(biāo)準(zhǔn)煤系數(shù)(0.7143千克標(biāo)準(zhǔn)煤/每千克)，可以計(jì)算出集中供熱消耗的能源數(shù)量。對(duì)于城市交通運(yùn)輸消耗的能源，《城市統(tǒng)計(jì)年鑒》提供了城市出租汽車和公共汽車的數(shù)量，再結(jié)合國(guó)家城市公交車輛和出租車燃油消耗限值的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來計(jì)算。將上述電能、煤氣和液化石油氣、熱能和交通運(yùn)輸能耗轉(zhuǎn)化成萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤后加總得到各個(gè)城市總的能源投入。

3.勞動(dòng)投入。在對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的研究中一般都將勞動(dòng)時(shí)間作為勞動(dòng)投入，由于我國(guó)目前還沒有勞動(dòng)時(shí)間的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，故采用各城市歷年的從業(yè)人員數(shù)量作為勞動(dòng)投入。

4.好產(chǎn)出。采用不變價(jià)的實(shí)際城市生產(chǎn)總值(GRP)作為好產(chǎn)出，利用《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》中的名義城市生產(chǎn)總值通過分省的GDP平減指數(shù)計(jì)算得出。

5.壞產(chǎn)出。采用CO2和SO2排放量作為各城市的壞產(chǎn)出。歷年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》提供了國(guó)內(nèi)各地級(jí)市年度SO2排放量數(shù)據(jù)。CO2排放量不僅包括直接能源消耗產(chǎn)生的CO2排放，如煤氣和液化石油氣等，還包括電能和熱能消耗產(chǎn)生的CO2排放。其中直接能源消耗的碳排放利用IPCC提供的相關(guān)轉(zhuǎn)化因子計(jì)算。電能消耗產(chǎn)生的碳排放比較復(fù)雜，借鑒Glaeser和Kahn(2010)[22]的做法，即由于同一電網(wǎng)區(qū)域內(nèi)的電能具有可替代性，因此具有相同的排放因子。我國(guó)電網(wǎng)分為華北、東北、華東、華中、西北和南方六大區(qū)域電網(wǎng)，采用各區(qū)域電網(wǎng)基準(zhǔn)線排放因子和城市電能消耗量計(jì)算出各城市電能消耗所產(chǎn)生的碳排放。根據(jù)IPCC2006，原煤的碳排放系數(shù)為2.53千克CO2/千克，利用熱能消耗的原煤數(shù)量就可以計(jì)算出集中供熱產(chǎn)生的碳排放。城市交通產(chǎn)生的CO2分別采用公交汽車和出租車消耗的柴油和汽油數(shù)量及其在IPCC2006中的轉(zhuǎn)化系數(shù)計(jì)算，柴油和汽油的轉(zhuǎn)化系數(shù)分別為2.73千克CO2/公升和2.26千克CO2/公升。

區(qū)分不同規(guī)模城市以及城市群和非城市群在環(huán)境效率和生產(chǎn)率方面的差異。將2002-2011年平均市轄區(qū)人口大于200萬(wàn)的城市作為大城市，介于100-200萬(wàn)之間的城市作為中等規(guī)模城市，小于100萬(wàn)的作為小城市。于是有42個(gè)大城市、76個(gè)中等規(guī)模城市和168個(gè)小城市，大中小三類城市的數(shù)量比例接近于1：2：4，較符合城市規(guī)模的分布規(guī)律。 城市群劃分方法:借鑒中國(guó)科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所發(fā)表的《2010中國(guó)城市群發(fā)展報(bào)告》的分類方法，主要分析了10個(gè)城市群*包括：京津冀城市群、長(zhǎng)三角城市群、珠三角城市群、山東半島城市群、遼中南城市群、中原城市群、長(zhǎng)江中游城市群、海峽西岸城市群、川渝城市群和關(guān)中城市群。。為了區(qū)分城市的區(qū)域差異，借鑒多數(shù)文獻(xiàn)的做法，將城市按照所屬地域分為三大地區(qū)：東部地區(qū)、中部地區(qū)和西部地區(qū)*東部地區(qū)有北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南等11個(gè)省(市)，共計(jì)101個(gè)城市；中部地區(qū)有8個(gè)省級(jí)行政區(qū)，分別是山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南，共計(jì)101個(gè)城市；西部地區(qū)包括的省級(jí)行政區(qū)共12個(gè)，分別是四川、重慶、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆、廣西、內(nèi)蒙古，合計(jì)84個(gè)城市。。

四 實(shí)證結(jié)果及分析

根據(jù)前述方法和樣本數(shù)據(jù)，計(jì)算中國(guó)286個(gè)城市2002-2011年期間的環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率。為分析兩者的構(gòu)成，作進(jìn)一步的分解，同時(shí)與不考慮能源和壞產(chǎn)出的傳統(tǒng)生產(chǎn)效率和傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率進(jìn)行比較，實(shí)證檢驗(yàn)影響環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率的因素。

(一)城市環(huán)境效率及其分解

1.城市環(huán)境效率的測(cè)算結(jié)果

表1報(bào)告了2002-2011年期間中國(guó)和三大區(qū)域城市環(huán)境效率和傳統(tǒng)生產(chǎn)效率的平均值及其無效率來源的分解結(jié)果。這一時(shí)期我國(guó)286個(gè)城市環(huán)境效率的平均值為0.307，而傳統(tǒng)生產(chǎn)效率平均值為0.310，考慮能源和環(huán)境要素后效率水平有所下降，表明能源的過度投入和環(huán)境污染物的過度排放造成了效率損失，這與王兵等(2010)[4]、匡遠(yuǎn)鳳和彭代彥(2012)[5]的研究結(jié)果相似。在全國(guó)環(huán)境無效率來源中，環(huán)境因素和能源無效率的貢獻(xiàn)最大，合計(jì)貢獻(xiàn)72.5%。就單個(gè)要素來看，SO2排放無效率所占的比例最高，為26.3%，其次是CO2排放無效率，貢獻(xiàn)23.4%，能源投入無效率占22.8%，排在第三位；而傳統(tǒng)的資本要素和勞動(dòng)要素的投入無效率分別只占18.4%和9.1%，好產(chǎn)出GRP則沒有出現(xiàn)無效率。雖然已經(jīng)有許多文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)我國(guó)資本投入的利用效率相當(dāng)?shù)?，但以上結(jié)果顯示我國(guó)環(huán)境污染排放和能源利用效率更差，環(huán)境污染和能源利用效率低才是造成我國(guó)城市環(huán)境效率低下的主要原因。如果不考慮能源和環(huán)境約束，傳統(tǒng)的生產(chǎn)無效率來源中，有85.5%的無效率來自好產(chǎn)出的生產(chǎn)不足，而資本和勞動(dòng)要素的過度投入分別只占總體無效率的8.7%和5.9%。從傳統(tǒng)生產(chǎn)效率和環(huán)境效率的比較可以發(fā)現(xiàn)，要提高傳統(tǒng)生產(chǎn)效率，最有效的辦法是提高好產(chǎn)出GRP；而要改善環(huán)境效率，最重要的是降低SO2和CO2的排放，其次才是提高能源的利用效率。王兵等(2010)[4]認(rèn)為好產(chǎn)出的生產(chǎn)不足成為無效率的主要來源與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)不相符合，忽略能源和環(huán)境要素可能會(huì)導(dǎo)致效率測(cè)算結(jié)果的偏誤，進(jìn)而得出錯(cuò)誤的政策建議。本文的研究結(jié)果也證明了環(huán)境效率是一個(gè)比傳統(tǒng)生產(chǎn)效率更能反映實(shí)際生產(chǎn)狀況的效率指標(biāo)。

表1 2002-2011年全國(guó)和各區(qū)域城市平均環(huán)境效率、傳統(tǒng)效率及其無效率來源分解

注：本表中的平均為算術(shù)平均，各無效率成分為其在總無效率中所占的份額。

就三大區(qū)域來看，東中西部城市的平均傳統(tǒng)生產(chǎn)效率和環(huán)境效率呈梯度遞減的現(xiàn)象，東部最高，中部次之，西部最低。環(huán)境無效率的來源構(gòu)成排序與全國(guó)一致，但相對(duì)貢獻(xiàn)份額卻有較大差別，勞動(dòng)對(duì)東部環(huán)境無效率的貢獻(xiàn)只有5.6%，但對(duì)西部城市的貢獻(xiàn)高達(dá)11.8%，表明西部地區(qū)在勞動(dòng)的有效利用方面存在較大劣勢(shì)。東部地區(qū)改善環(huán)境效率面臨的主要問題是環(huán)境污染物的過度排放和能源的過度投入，合計(jì)占總無效率的76.4%，因此政府政策更應(yīng)該著力于節(jié)能減排方面；中西部地區(qū)環(huán)境無效率的來源更加分散，因此需要從多個(gè)方面著手來提高環(huán)境效率。與環(huán)境效率相比，傳統(tǒng)生產(chǎn)無效率的構(gòu)成沒有統(tǒng)一的模式，雖然好產(chǎn)出GRP無效率依然是三大區(qū)域生產(chǎn)無效率最主要的來源，但資本無效率對(duì)東部城市和西部城市無效率的貢獻(xiàn)大于勞動(dòng)無效率，對(duì)中部城市無效率的貢獻(xiàn)小于勞動(dòng)無效率。

從不同規(guī)模城市來看，中等規(guī)模城市的平均環(huán)境效率最高，為0.325；其次是大城市，為0.315；小城市最低，只有0.296。中小城市環(huán)境無效率的來源按其所占份額從大到小排序依次為：SO2排放、CO2排放、能源投入、資本投入和勞動(dòng)投入，與全國(guó)平均環(huán)境無效率相同。但大城市表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，其平均環(huán)境無效率來源中，CO2排放無效率處在第一位，占無效率總額的25.7%；其次是能源無效率，占25.5%；SO2無效率僅排第三位，占23.5%。上述結(jié)果表明大城市在SO2減排方面表現(xiàn)比較突出，但在節(jié)能環(huán)節(jié)做得不夠好，其能源無效率值遠(yuǎn)高于中小城市，與能源消耗密切相關(guān)的CO2排放無效率值也高出很多。此外，大城市勞動(dòng)無效率所占的比例很低，只有6.9%，其平均無效率值也小于中小城市，體現(xiàn)出大城市在勞動(dòng)利用方面具有較大優(yōu)勢(shì)。在傳統(tǒng)生產(chǎn)效率下，大城市的效率要顯著高于中小城市，這與許多采用全要素生產(chǎn)率或勞動(dòng)生產(chǎn)率指標(biāo)研究(Au和Henderson，2006[23]；傅十和和洪俊杰，2008[24]等)得出的結(jié)論相同。在政府政績(jī)考核機(jī)制影響下，我國(guó)許多城市在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中單純依靠加大要素投入和犧牲環(huán)境來?yè)Q取高速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，忽視了資源和環(huán)境利用帶來的效率損失，從而導(dǎo)致我國(guó)城市環(huán)境惡化和資源損耗嚴(yán)重。傳統(tǒng)無效率構(gòu)成中，除了產(chǎn)出依然是主要的無效率來源外，大城市在勞動(dòng)的利用上體現(xiàn)出較大優(yōu)勢(shì)，但在資本的利用上缺乏效率；中小城市在資本和勞動(dòng)兩種投入上的無效率值比較均衡。

城市群城市和非城市群城市在環(huán)境效率方面存在顯著差異(見表2)。研究時(shí)期內(nèi)全國(guó)城市群城市的平均環(huán)境效率為0.343，而非城市群城市只有0.283，比城市群城市低了17.5%。全國(guó)城市群城市的平均傳統(tǒng)效率為0.340，非城市群城市為0.290。由表2可見，城市群城市的6種環(huán)境無效率平均值都低于非城市群城市。三大區(qū)域城市群城市相對(duì)非城市群城市也具有相同的生產(chǎn)效率優(yōu)勢(shì)，但環(huán)境效率水平沿東中西部趨勢(shì)遞減。兩者相比較，可以發(fā)現(xiàn)城市群城市不但在傳統(tǒng)生產(chǎn)效率上具有優(yōu)勢(shì)，其在環(huán)境效率上的優(yōu)勢(shì)更加明顯。城市群一般是以大城市為核心，由地理上相臨近的不同規(guī)模城市組成的城市集合體，城市群內(nèi)部各城市之間存在緊密的分工和協(xié)同效應(yīng)，從而提高了城市群的整體生產(chǎn)效率?？梢娋统鞘谢窂竭x擇來看，城市群是一種高效的資源與環(huán)境集約型城市化發(fā)展模式。

表2 2002-2011年城市群和非城市群城市的平均環(huán)境效率及其無效率來源構(gòu)成

注：本表中的平均為算術(shù)平均，各無效率成分為實(shí)際計(jì)算值。

表3 2002-2011年全國(guó)十大城市群的環(huán)境效率平均值及其無效率來源分解

(續(xù)上表)

城市群環(huán)境效率IEKIELIEEnergyIEYIECO2IESO2IETotal京津冀城市群03110598024907760000076207383123長(zhǎng)江中游城市群02870623033606830000077909683389遼中南城市群02850556030308450000085007243278關(guān)中城市群02070730055607750000075107813593

注：本表中的平均為算術(shù)平均，各無效率成分為實(shí)際計(jì)算值。

從表3來看，海峽西岸城市群的環(huán)境效率最高，為0.533；其次是山東半島城市群(0.391)和長(zhǎng)三角城市群(0.371)。環(huán)境效率值排在后三位的分別是長(zhǎng)江中游城市群(0.287)、遼中南城市群(0.285)和關(guān)中城市群(0.207)。不同城市群在環(huán)境無效率來源上也存在較大差異。SO2排放無效率最低的是山東半島城市群，最高的是長(zhǎng)江中游城市群；海峽西岸城市群在CO2排放、能源消耗、勞動(dòng)和資本投入等無效率方面都具有最低值。環(huán)境無效率的最高值則分別來自遼中南城市群(IECO2，0.850；IEEnergy，0.845)。關(guān)中城市群在傳統(tǒng)投入要素資本和勞動(dòng)上的無效率值最高(IEL，0.556；IEK，0.730)。在十大城市群中，能源環(huán)境無效率(IEEnergy、IECO2以及IESO2三者之和)依然是無效率的主要來源，意味著節(jié)能減排是提高城市群環(huán)境效率的主要手段。不過，十大城市群環(huán)境無效率來源中，除海峽西岸城市群外，其它城市群在能源環(huán)境無效率方面的差距并不大，差距主要來自傳統(tǒng)投入要素?zé)o效率(IEK與IEL之和)。例如，山東半島城市群與關(guān)中城市群在能源環(huán)境無效率上的差距為0.499，但在傳統(tǒng)要素投入無效率上的差距高達(dá)0.918?？梢娨s小城市群之間的環(huán)境效率差距，不但要降低落后城市群的資源環(huán)境無效率，更要提高其傳統(tǒng)要素投入的利用效率。

2. 城市環(huán)境效率的演變與城市綠色轉(zhuǎn)型

圖1展示了全國(guó)城市和不同規(guī)模城市2002-2011年環(huán)境效率及其無效率來源的演變。全國(guó)和不同規(guī)模城市環(huán)境效率隨時(shí)間變化都呈現(xiàn)明顯的“U”型趨勢(shì)，2002-2006年期間，全國(guó)城市經(jīng)歷了平均傳統(tǒng)效率和環(huán)境效率的雙重惡化，2006年后環(huán)境效率實(shí)現(xiàn)了持續(xù)的增長(zhǎng)，但傳統(tǒng)效率卻仍然延續(xù)了下降的趨勢(shì)。就全國(guó)城市平均值來說，環(huán)境效率的最低點(diǎn)出現(xiàn)在2006年；不同規(guī)模城市中，中小規(guī)模城市環(huán)境效率到達(dá)谷底的時(shí)間與全國(guó)一致，大城市環(huán)境效率在2004年就到達(dá)了谷底，比中小規(guī)模城市早了兩年時(shí)間。是什么導(dǎo)致我國(guó)城市環(huán)境效率的“U”型反轉(zhuǎn)呢？首先，根據(jù)環(huán)境效率和傳統(tǒng)效率演變趨勢(shì)的差別推斷，“U”型反轉(zhuǎn)必然與能源和環(huán)境要素相關(guān)。其次，按照第二部分的定義，環(huán)境效率變化與無效率變化正好相反，那么具有相反變化趨勢(shì)的投入或產(chǎn)出無效率對(duì)環(huán)境效率變化的影響最大。根據(jù)這一特點(diǎn)，可從圖1推斷影響全國(guó)環(huán)境效率變化的主要因素可能是能源投入、CO2排放和SO2排放，因?yàn)橘Y本無效率、勞動(dòng)無效率與環(huán)境效率的變化趨勢(shì)差別很大，不太可能是環(huán)境效率逆轉(zhuǎn)的主要因素?？捎?減去無效率作為單個(gè)投入或產(chǎn)出的效率指數(shù)，通過對(duì)單個(gè)投入或產(chǎn)出效率與環(huán)境效率相關(guān)系數(shù)的計(jì)算來檢驗(yàn)。結(jié)果表明，能源投入效率與環(huán)境效率的相關(guān)系數(shù)(0.909)最高，其次是CO2和SO2排放效率與環(huán)境效率的相關(guān)系數(shù)，分別為0.832和0.772，而環(huán)境效率與資本和勞動(dòng)效率的相關(guān)系數(shù)較低。因?yàn)槌鞘协h(huán)境效率的“U”型變化主要來自能源消耗的節(jié)約以及CO2、SO2等環(huán)境污染物排放的減少，所以將這一現(xiàn)象稱為我國(guó)城市的“綠色轉(zhuǎn)型”。

圖1 全國(guó)及不同規(guī)模城市平均環(huán)境效率及其無效率來源、傳統(tǒng)效率的動(dòng)態(tài)變化

從不同規(guī)模城市來看，雖然能源無效率和SO2、CO2排放無效率的下降依然是我國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的主要驅(qū)動(dòng)力，但勞動(dòng)投入無效率的下降對(duì)城市環(huán)境效率的提高也起到了積極推動(dòng)作用，從圖1可見大中小城市勞動(dòng)投入無效率的值在研究時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)了較大幅度的持續(xù)下降。這一結(jié)果符合我國(guó)近年來勞動(dòng)生產(chǎn)率提高、勞動(dòng)力供給趨向緊張的實(shí)際情況。大中小城市資本投入無效率在2006年之前都呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，但2006之后大城市的資本無效率下降，中小城市的資本無效率雖然沒有增加，但也沒有明顯的改善跡象。事實(shí)上，由于節(jié)能減排政策的推進(jìn)，中小城市的資本無效率已經(jīng)非常接近能源和CO2排放的無效率。此外，雖然中等規(guī)模城市在2002-2011年間的平均環(huán)境效率最高，但2006年之后大城市的環(huán)境效率逐漸趕上并超過了中等規(guī)模城市，體現(xiàn)出大城市在綠色轉(zhuǎn)型方面的巨大進(jìn)步和潛力。

圖2 2002-2011年我國(guó)十大城市群環(huán)境效率變化

圖2展示了我國(guó)十大城市群2002-2011年的環(huán)境效率變化。由圖可見，綠色轉(zhuǎn)型軌跡最明顯的是海峽西岸城市群，其次是山東半島城市群，接下來是珠三角城市群和川渝城市群，他們的環(huán)境效率觸底后反彈的幅度都超過了0.1。有些城市群雖然也出現(xiàn)了轉(zhuǎn)型的跡象，但環(huán)境效率觸底后反彈的幅度很小，不超過0.035，而且不太穩(wěn)定，出現(xiàn)了一定反復(fù)，如長(zhǎng)三角城市群、中原城市群和長(zhǎng)江中游城市群。2011年環(huán)境效率高于和低于2002年水平的城市群各有5個(gè)。環(huán)境效率改善幅度最大的三個(gè)城市群分別是川渝城市群、珠三角城市群和京津冀城市群，其2011年的環(huán)境效率分別比2002年提高0.107、0.088和0.074。城市群開始轉(zhuǎn)型的時(shí)間也有先后，京津冀城市群和珠三角城市群在2003年就開始了綠色轉(zhuǎn)型，關(guān)中城市群始于2004，山東半島城市群、遼中南城市群和川渝城市群始于2005年，海峽西岸城市群始于2006。不同城市群轉(zhuǎn)型時(shí)間和幅度的差異，意味著不同城市群綠色轉(zhuǎn)型的動(dòng)力機(jī)制和作用時(shí)間可能存在差異，需要進(jìn)一步分析。

推動(dòng)我國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的因素是什么呢？從國(guó)家政策層面看，2006年國(guó)家為了實(shí)現(xiàn)《中華人民共和國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要》中嚴(yán)格控制高能耗、高污染和資源型產(chǎn)品出口的要求，降低或取消了一些行業(yè)的出口退稅，增加了國(guó)內(nèi)短缺資源和節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品的進(jìn)口。同時(shí)將環(huán)境保護(hù)作為淘汰落后產(chǎn)能和設(shè)備的依據(jù)，關(guān)閉了大批浪費(fèi)資源、污染環(huán)境的企業(yè)?！秶?guó)家環(huán)境保護(hù)“十一五”規(guī)劃》又將113個(gè)城市列為環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市，制定了節(jié)能減排的具體目標(biāo)。按照《中國(guó)的能源政策(2012)》白皮書，2006-2011年，我國(guó)萬(wàn)元國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗累計(jì)下降20.7%，實(shí)現(xiàn)節(jié)能7.1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。計(jì)算的城市萬(wàn)元GRP能耗下降22.3%，萬(wàn)元GRP SO2排放下降48.2%，萬(wàn)元GRP CO2排放下降20.6%。節(jié)能減排效果的取得一方面來自政府環(huán)保政策的推動(dòng)，另一方面可能與企業(yè)在新能源開發(fā)、脫硫和低碳技術(shù)方面的進(jìn)步密切相關(guān)。分析結(jié)果表明，2006年以來中國(guó)的能源與環(huán)境政策是卓有成效的。一般來說，大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)在環(huán)保意識(shí)和政策執(zhí)行力度方面都要強(qiáng)于中小城市或經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，這可能是由于大城市和東部地區(qū)城市較早開始綠色轉(zhuǎn)型。大城市和東部地區(qū)城市在綠色轉(zhuǎn)型過程中走在了前面，為我國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型起到了很好的帶頭作用。

(二)城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其分解

1.城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率分析

表4報(bào)告了中國(guó)城市傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率與環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其構(gòu)成的平均增長(zhǎng)率。全國(guó)2002-2011年間傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)為-1.22%，環(huán)境全要素生產(chǎn)率雖然也是負(fù)增長(zhǎng)，但只有-0.05%，表明資源和環(huán)境因素減緩了環(huán)境全要素生產(chǎn)率的下降。傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率下降的原因中，效率降低和技術(shù)退步各占一半左右；而環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的下降主要來自技術(shù)退步，其效率增長(zhǎng)為0.49%。就三大區(qū)域來看，只有西部城市的環(huán)境全要素生產(chǎn)率實(shí)現(xiàn)了正增長(zhǎng)，東部城市和中部城市的環(huán)境全要素生產(chǎn)率都出現(xiàn)了小幅度下降，即2011年的環(huán)境全要素生產(chǎn)率沒有恢復(fù)到2002年的水平，下降的原因來自技術(shù)退步。這與前面環(huán)境效率分析的結(jié)果一致。與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)不同，三大區(qū)域城市的傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率都出現(xiàn)了不同程度的下降。從整體上看，2002-2011年間中國(guó)城市的傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率都出現(xiàn)了下降，說明城市沒有完全擺脫主要依靠增加投入來促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的粗放型城市化發(fā)展模式。

表4 城市傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的比較分析

注：本表中的平均為算術(shù)平均。

分城市類型來看，2002-2011年期間只有大城市實(shí)現(xiàn)了環(huán)境全要素生產(chǎn)率正增長(zhǎng)，中小城市的環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)為負(fù)。三種類型城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率下降的原因主要是技術(shù)水平的下降，而效率都得到了提高，這兩方面的差異化作用，使得三種類型城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率變化方向不同。與環(huán)境全要素生產(chǎn)率相比，傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率下降的幅度更大。實(shí)際上，在此期間，能源生產(chǎn)率提高了28.7%，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高了31.7%，而資本生產(chǎn)率則下降了31.5%。環(huán)境全要素生產(chǎn)率分析再次表明，資本生產(chǎn)率的惡化是導(dǎo)致傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率下降和城市綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)程緩慢的主要原因。

從表5的城市群分析結(jié)果看，在2002-2011年期間，十大城市群傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率的增長(zhǎng)都為負(fù)；但從環(huán)境全要素生產(chǎn)率來看，有5個(gè)城市群實(shí)現(xiàn)了正增長(zhǎng)，按照增長(zhǎng)幅度從大到小排列分別為：川渝城市群(1.2%)、珠三角城市群(0.96%)、京津冀城市群(0.82%)、遼中南城市群(0.44%)和關(guān)中城市群(0.44%)，其他5個(gè)城市群雖然是負(fù)增長(zhǎng)，但幅度小于傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率。多數(shù)城市群環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)來自效率變化，但長(zhǎng)三角城市群、山東半島城市群和中原城市群等技術(shù)變化的貢獻(xiàn)更大一些。

表5 城市群傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)比較分析

注：本表中的平均為算術(shù)平均。

2. 城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)演變與城市綠色轉(zhuǎn)型

從圖3(a)中可以看到，全國(guó)城市在2006-2007年實(shí)現(xiàn)平均環(huán)境全要素生產(chǎn)率的增長(zhǎng)，在此之前除了小城市在個(gè)別年份實(shí)現(xiàn)了平均環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)外，均處于下降狀態(tài)。自2006-2007年后全國(guó)和三大區(qū)域平均環(huán)境全要素生產(chǎn)率保持了持續(xù)增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，但2008-2009年后增長(zhǎng)的速度顯著下降。與全國(guó)和中西部城市不同，東部城市實(shí)現(xiàn)平均環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的時(shí)間要早1年，即2005-2006年。從圖3(b)中可以看出，傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率除了個(gè)別年份是正增長(zhǎng)外，大多數(shù)時(shí)期都是負(fù)增長(zhǎng)，這與前面環(huán)境效率和傳統(tǒng)效率水平的分析一致。雖然各個(gè)地區(qū)城市實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型的時(shí)間不同，但就全國(guó)平均而言，環(huán)境全要素生產(chǎn)率清晰地顯示我國(guó)城市在2006年開始了綠色轉(zhuǎn)型，從轉(zhuǎn)型后(2006-2011年)實(shí)現(xiàn)的環(huán)境全要素生產(chǎn)率累計(jì)增長(zhǎng)幅度來看，東部城市最成功，增長(zhǎng)6.8%，其次是西部城市，增長(zhǎng)4.61%，中部城市增長(zhǎng)的幅度最低，只有3.69%。結(jié)果顯示，2002-2003年中國(guó)城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率下降的幅度最大，此后下降幅度逐步收窄，并在2006年開始了環(huán)境全要素生產(chǎn)率的綠色轉(zhuǎn)型。2009年后，受“四萬(wàn)億”政策的影響，環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的速度有所下降，但仍然保持了正增長(zhǎng)。從全國(guó)平均來看，2011年中國(guó)城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率仍然沒有恢復(fù)到2002年的水平，286個(gè)城市中只有151個(gè)城市實(shí)現(xiàn)了環(huán)境全要素生產(chǎn)率的凈增長(zhǎng)。

圖3 全國(guó)和三大區(qū)域城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率和傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)

由圖4可見，大中小城市的平均傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率在大多數(shù)年份中都是負(fù)增長(zhǎng)，但環(huán)境全要素生產(chǎn)率在研究的后半時(shí)期實(shí)現(xiàn)了正增長(zhǎng)，推動(dòng)了城市的綠色轉(zhuǎn)型。環(huán)境全要素生產(chǎn)率變化規(guī)律顯示，不同類型城市開始綠色轉(zhuǎn)型的時(shí)間存在差異，大城市從2004-2005年度即實(shí)現(xiàn)并保持了環(huán)境全要素生產(chǎn)率的正增長(zhǎng)，中小城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率從2006-2007年度開始才出現(xiàn)正增長(zhǎng)。從轉(zhuǎn)型后所實(shí)現(xiàn)的增長(zhǎng)幅度來看，大、中、小城市分別累計(jì)增長(zhǎng)6.18%、5.05%和4.75%。大城市綠色轉(zhuǎn)型更加顯著的一個(gè)可能原因是，中小規(guī)模城市缺乏改造高污染生產(chǎn)設(shè)備所需的資金，例如大城市在脫硫設(shè)備的采用方面具有較高優(yōu)勢(shì)，因此其SO2排放率較低。當(dāng)然，也有可能是中小城市環(huán)境規(guī)制程度低于大城市造成的。

圖4 全國(guó)和大中小城市環(huán)境全要素生產(chǎn)率與傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)

整體上看，環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率的計(jì)算結(jié)果為城市綠色轉(zhuǎn)型特征提供了相同的證據(jù)，即2002-2006年期間中國(guó)城市經(jīng)歷了傳統(tǒng)效率和環(huán)境效率的雙重惡化，從2006年開始中國(guó)城市走上了綠色轉(zhuǎn)型的道路，而大城市和東部地區(qū)在這一轉(zhuǎn)型過程中起到了積極的先導(dǎo)作用。在資本無效率導(dǎo)致傳統(tǒng)效率持續(xù)惡化的條件下，中國(guó)城市在節(jié)能減排方面做出了卓有成效的嘗試，雖然整體上環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率還沒有恢復(fù)到2002年時(shí)的水平，但這一發(fā)展趨勢(shì)非常值得肯定，為我國(guó)城市的綠色可持續(xù)發(fā)展奠定了良好基礎(chǔ)。

(三)中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的影響因素分析

在前文對(duì)城市環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率分析的基礎(chǔ)上，以城市環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率為因變量，借鑒現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)研究來分析影響中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的因素?；跀?shù)據(jù)可得性，選取如下解釋變量：(1)發(fā)展水平變量：用不變價(jià)格勞均產(chǎn)出的對(duì)數(shù)(lny)表示，用于考察收入水平與環(huán)境效率及環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間的關(guān)系，加入平方項(xiàng)檢驗(yàn)環(huán)境庫(kù)茨涅茨曲線的存在性；(2)城市規(guī)模：借鑒多數(shù)文獻(xiàn)的做法，用市轄區(qū)人口的對(duì)數(shù)(lnsize)表示城市規(guī)模，考慮到城市規(guī)模與環(huán)境效率、環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間不一定是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，因此回歸中加入了城市規(guī)模的平方項(xiàng)；(3)外商直接投資：用實(shí)際外商投資額與城市GRP的比值(FDIY)表示，可以檢驗(yàn)“污染天堂”假說的存在性；(4)環(huán)境規(guī)制：用城市工業(yè)污水排放合格率、SO2去除率和工業(yè)煙塵去除率的平均值(ER)表示；(5)研發(fā)投入：由于缺乏研發(fā)投入變量，采用城市人均政府科學(xué)事業(yè)費(fèi)支出的對(duì)數(shù)(lnsci_exp)表示；(6)人力資本：因?yàn)槟壳皼]有關(guān)于城市人力資本水平的統(tǒng)計(jì)，因此采用城市中每萬(wàn)人在校大學(xué)生數(shù)的對(duì)數(shù)(lnstudent)來代替；(7)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變量：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是能源消耗和環(huán)境污染物排放的主要決定因素，因此用不同的變量從不同角度來分析，考慮到不同的專業(yè)化會(huì)導(dǎo)致城市生產(chǎn)效率差異，用第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值占GRP比重來分別表示工業(yè)專業(yè)化(Sec_Share)與服務(wù)業(yè)專業(yè)化(Ter_Share)水平變量；用全部19個(gè)產(chǎn)業(yè)門類城市就業(yè)人員計(jì)算出的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)基尼系數(shù)(Gini)來表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)化程度，基尼系數(shù)越大，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)化程度越高；(8)基礎(chǔ)設(shè)施：發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)設(shè)施(如交通運(yùn)輸)有利于城市高效運(yùn)行，分別采用城市客運(yùn)量、貨運(yùn)量與城市人口比值的對(duì)數(shù)來表示，即lntrans_cargo和lntranx_pass。由于環(huán)境效率的取值具有明顯的截?cái)嗵卣?，因此適合采用Tobit回歸方法來處理。對(duì)于環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)則采用面板數(shù)據(jù)回歸方法進(jìn)行計(jì)量分析，并通過Hausman檢驗(yàn)來確定具體采用固定效應(yīng)或者隨機(jī)效應(yīng)方法。

表6 環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的影響因素分析

注：***、**和*分別表示1%、5%和10%的顯著性水平。

表6中的模型1是環(huán)境效率的Tobit回歸結(jié)果，模型2是全部樣本環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的固定效應(yīng)回歸結(jié)果。 為了深入考察城市綠色轉(zhuǎn)型的推動(dòng)因素，又將環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)分為2002-2006年和2006-2011年兩個(gè)子時(shí)期進(jìn)行回歸，結(jié)果分別為模型3和模型4。由于環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)回歸模型的Hausman檢驗(yàn)都非常顯著，故采用固定效應(yīng)模型?！碍h(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”假說認(rèn)為環(huán)境污染指標(biāo)與人均收入之間存在倒“U”型關(guān)系，在模型1中勞均產(chǎn)出平方項(xiàng)的回歸系數(shù)為負(fù)值且不顯著，因此結(jié)果并不支持“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”假說。模型2中勞均產(chǎn)出平方項(xiàng)對(duì)環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的回歸系數(shù)不但顯著而且為正值，但這只能說明勞均產(chǎn)出與環(huán)境全要素生產(chǎn)率變化率之間存在“U”型關(guān)系，勞均產(chǎn)出平方項(xiàng)回歸系數(shù)在兩個(gè)子時(shí)期樣本的回歸中不顯著，因此也不能證明“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”假說成立。非參數(shù)的局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑法(Locally Weighted Scatterplot Smoothing，LOWESS)能夠捕捉到兩個(gè)變量之間更加準(zhǔn)確的曲線關(guān)系，因此，采用LOWESS方法繪出環(huán)境效率與勞均產(chǎn)出之間的關(guān)系曲線(見圖5)，可以看出二者之間的關(guān)系近似直線而非曲線，表明環(huán)境效率隨收入水平的升高而改善。因此，先惡化、后改善的“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”規(guī)律在本文研究的樣本區(qū)間內(nèi)并不存在。

圖5 環(huán)境效率與勞均產(chǎn)出以及城市規(guī)模之間的關(guān)系

城市規(guī)模是影響環(huán)境效率的重要變量，集聚效應(yīng)、選擇效應(yīng)和分類效應(yīng)都會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)率高的大企業(yè)向大城市集中，即大城市具有生產(chǎn)率優(yōu)勢(shì)。模型1的回歸結(jié)果顯示，環(huán)境效率與城市規(guī)模之間不存在顯著的倒“U”型關(guān)系。同樣可以采用LOWESS方法繪出環(huán)境效率與城市規(guī)模之間關(guān)系的曲線(見圖5)，可以看出二者之間的關(guān)系似乎接近于“M”型而非倒“U”型，采用二次曲線回歸方法沒有捕捉到環(huán)境效率與城市規(guī)模之間的真實(shí)關(guān)系。用LOWESS方法擬合得出的最優(yōu)城市規(guī)模為市轄區(qū)人口220萬(wàn)左右，這與前面的統(tǒng)計(jì)分析基本吻合。不過，城市規(guī)模及其平方項(xiàng)對(duì)環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的回歸系數(shù)不顯著。

外商直接投資變量對(duì)環(huán)境效率的回歸系數(shù)顯著為正，表明外商直接投資與環(huán)境效率正相關(guān)；在全部樣本回歸中，外商直接投資對(duì)環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的回歸系數(shù)雖然為負(fù)值，但不顯著?！拔廴咎焯谩奔僬f認(rèn)為，發(fā)達(dá)國(guó)家嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制會(huì)促使其污染密集型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移到環(huán)境規(guī)制較弱的發(fā)展中國(guó)家，并形成“逐底競(jìng)賽”(The Race to the Bottom)，即哪里的環(huán)境規(guī)制水平低，污染產(chǎn)業(yè)就轉(zhuǎn)移到哪里。本文的研究結(jié)果顯然不支持這一結(jié)論。事實(shí)上，中國(guó)的外商直接投資主要分布在東部沿海和大城市等經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的地區(qū)，而這些地區(qū)的環(huán)境效率和環(huán)境規(guī)制水平都比較高。在兩個(gè)子時(shí)期樣本的回歸中，只有模型4中外商直接投資的回歸系數(shù)顯著為正，表明外商直接投資推動(dòng)了2006-2011年期間的環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)。環(huán)境規(guī)制水平與環(huán)境效率顯著正相關(guān)，與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)顯著負(fù)相關(guān)，表明從長(zhǎng)期來看，環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度有利于環(huán)境效率水平的提高，但環(huán)境規(guī)制在樣本時(shí)期中沒有促進(jìn)環(huán)境全要素生產(chǎn)率的增長(zhǎng)。由于全要素生產(chǎn)率的提高可以看作是廣義的技術(shù)進(jìn)步，因此也可以理解為環(huán)境規(guī)制并沒有促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，結(jié)果不支持環(huán)境規(guī)制會(huì)倒逼技術(shù)進(jìn)步的“波特假說”。

內(nèi)生經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論認(rèn)為研發(fā)和人力資本是技術(shù)進(jìn)步的兩大來源。政府科學(xué)事業(yè)費(fèi)支出、人力資本變量(每萬(wàn)人在校大學(xué)生數(shù))與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間顯著的正相關(guān)關(guān)系與理論預(yù)期相符合。但政府科學(xué)事業(yè)費(fèi)支出與環(huán)境效率顯著負(fù)相關(guān)，人力資本變量與環(huán)境效率的關(guān)系不顯著。這一看似矛盾的結(jié)果正好反映了經(jīng)濟(jì)綠色轉(zhuǎn)型時(shí)期水平指標(biāo)和增長(zhǎng)率指標(biāo)的不同特點(diǎn)，作為水平指標(biāo)的環(huán)境效率表示的是長(zhǎng)期積累的結(jié)果，而環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)表示短期的變化量。上述結(jié)果僅僅表明樣本時(shí)期內(nèi)科技投入和人力資本對(duì)環(huán)境全要素生產(chǎn)率起到了促進(jìn)作用。

在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)因素中，工業(yè)專業(yè)化(Sec_Share)與環(huán)境效率顯著負(fù)相關(guān)，但與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)顯著正相關(guān)。表明工業(yè)專業(yè)化城市雖然環(huán)境效率水平較低，但在樣本期內(nèi)改善的幅度較大。服務(wù)業(yè)專業(yè)化(Ter_Share)對(duì)環(huán)境效率的回歸系數(shù)不顯著，與環(huán)境全要素生產(chǎn)率的關(guān)系在兩個(gè)子時(shí)期雖然顯著，但方向相反，表明服務(wù)業(yè)專業(yè)化城市在2002-2006年期間環(huán)境全要素生產(chǎn)率下降，而在2006-2011年期間環(huán)境全要素生產(chǎn)率明顯改善。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)化基尼系數(shù)(Gini)與環(huán)境效率顯著正相關(guān)，表明專業(yè)化城市具有較高的環(huán)境效率，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)化基尼系數(shù)對(duì)環(huán)境全要素生產(chǎn)率的回歸系數(shù)不顯著。

貨運(yùn)能力與環(huán)境效率顯著負(fù)相關(guān)，客運(yùn)能力與環(huán)境效率顯著正相關(guān)。貨運(yùn)能力強(qiáng)的城市與資本要素密切相關(guān)，可以看作是“資本密集型”城市，客運(yùn)能力強(qiáng)的城市與勞動(dòng)要素的聯(lián)系更緊密，可以看作“勞動(dòng)密集型”城市，當(dāng)然這里的“勞動(dòng)密集型”不一定是指?jìng)鹘y(tǒng)的低附加值勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，也可能是知識(shí)技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。這是因?yàn)樨浳镞\(yùn)輸較多的城市往往具有發(fā)達(dá)的重化工業(yè)，如鄂爾多斯、烏海和嘉峪關(guān)等人均貨物運(yùn)輸量排在前三位的城市。相反，那些人均客運(yùn)量大的城市多以先進(jìn)制造業(yè)、高科技產(chǎn)業(yè)或服務(wù)業(yè)為主，如人均客運(yùn)量排在前三位的城市分別是深圳、東莞和珠海，其主要支柱產(chǎn)業(yè)是電子信息等高科技產(chǎn)業(yè)、金融服務(wù)業(yè)和旅游業(yè)等，因此具有相對(duì)較高的環(huán)境效率值。貨運(yùn)能力與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間的關(guān)系僅在2006-2011年期間顯著，而客運(yùn)能力與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間的關(guān)系在兩個(gè)時(shí)期都不顯著。

五 結(jié)論與討論

本文采用GSBM方法和GLPI生產(chǎn)率指數(shù)方法測(cè)算了我國(guó)286個(gè)城市2002-2011年資源與環(huán)境雙重約束下的環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率及其無效率來源，詳細(xì)解釋了這一時(shí)期中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型的過程，并分析了影響城市綠色轉(zhuǎn)型的因素。

分析表明，考慮了能源與環(huán)境污染因素的平均環(huán)境效率小于不包含能源與環(huán)境因素的傳統(tǒng)效率。無效率來源分解顯示環(huán)境污染物排放和能源無效率的貢獻(xiàn)最大，合計(jì)貢獻(xiàn)72.5%。就單個(gè)要素來看，SO2排放無效率所占的比例最高，為26.3%；其次是CO2排放無效率，貢獻(xiàn)23.4%，能源投入無效率占22.8%，排在第三位；而傳統(tǒng)的資本要素和勞動(dòng)要素的投入無效率分別只占18.4%和9.1%。動(dòng)態(tài)地看，我國(guó)城市環(huán)境效率隨時(shí)間呈“U”型變化，轉(zhuǎn)折點(diǎn)為2006年。因?yàn)槌鞘协h(huán)境效率的“U”型變化主要來自能源消耗的節(jié)約以及CO2、SO2等環(huán)境污染物排放的減少，所以將這一現(xiàn)象稱為中國(guó)城市的綠色轉(zhuǎn)型。三大區(qū)域城市的環(huán)境效率和傳統(tǒng)效率沿東部、中部、西部呈現(xiàn)依次遞減的趨勢(shì)。不同規(guī)模城市中，中等規(guī)模城市具有較高的平均環(huán)境效率，但大城市具有較高的傳統(tǒng)效率。LOWESS分析表明我國(guó)環(huán)境效率意義上的最優(yōu)城市規(guī)模是市轄區(qū)人口220萬(wàn)左右。

2002-2011年中國(guó)城市的傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率都出現(xiàn)了下降。傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率的下降來自技術(shù)進(jìn)步和效率的雙重惡化，而效率水平特別是能源和環(huán)境效率的提高減緩了因技術(shù)退步導(dǎo)致的環(huán)境全要素生產(chǎn)率的下降。動(dòng)態(tài)地看，全國(guó)城市平均環(huán)境全要素生產(chǎn)率在2006-2007年度之前都是負(fù)增長(zhǎng)，之后都是正增長(zhǎng)，而傳統(tǒng)全要素生產(chǎn)率保持了下降的趨勢(shì)，再次證明中國(guó)城市2006年以后成功實(shí)現(xiàn)了綠色轉(zhuǎn)型。環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率的分析都表明，不同區(qū)域、不同規(guī)模城市綠色轉(zhuǎn)型的時(shí)間和幅度存在差異，東部城市和大城市開始綠色轉(zhuǎn)型的時(shí)間要早于全國(guó)平均時(shí)間，其綠色轉(zhuǎn)型的幅度也大于全國(guó)平均水平，為推動(dòng)我國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)起到了很好的先導(dǎo)作用。

“十五”期間(2001-2005年)重工業(yè)化的再度加深、節(jié)能減排政策沒有得到有效執(zhí)行是環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率嚴(yán)重下降的主要原因。2006年后大批浪費(fèi)能源、污染環(huán)境企業(yè)的關(guān)停并轉(zhuǎn)和一系列節(jié)能減排政策的實(shí)施扭轉(zhuǎn)了城市環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率的下降趨勢(shì)，使得城市綠色轉(zhuǎn)型走上快車道，但2009年“四萬(wàn)億”政策的出臺(tái)又減緩了綠色轉(zhuǎn)型的步伐。雖然我國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型取得了可喜的成績(jī)，但不可過于樂觀，實(shí)際上，2011年的全國(guó)平均環(huán)境效率仍然沒有恢復(fù)到2002年的水平。在大中小型城市中，只有大城市的環(huán)境效率超過了2002年的水平，三大區(qū)域中也只有西部城市超過了2002年的環(huán)境效率水平。從無效率來源看，能源和環(huán)境污染排放無效率依然很高，資本無效率值甚至還在增長(zhǎng)，只有勞動(dòng)無效率值比較低，因此要完成我國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型還需要企業(yè)、政府和居民的長(zhǎng)期努力。

本文也分析了環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)的影響因素。環(huán)境效率的分析結(jié)果不支持“環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線”假說，但環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)與勞均產(chǎn)出之間存在顯著的“U”型關(guān)系。雖然二次曲線回歸分析沒有發(fā)現(xiàn)城市規(guī)模與環(huán)境效率之間存在倒“U”型關(guān)系，但采用LOWESS方法擬合出的環(huán)境效率與城市規(guī)模之間的實(shí)際關(guān)系曲線更加接近“M”型。在其它影響因素層面，外商直接投資、環(huán)境規(guī)制、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)專業(yè)化程度、客運(yùn)能力等與環(huán)境效率正相關(guān)，而政府科學(xué)事業(yè)費(fèi)支出、工業(yè)專業(yè)化、貨運(yùn)能力等與環(huán)境效率顯著負(fù)相關(guān)。政府科學(xué)事業(yè)費(fèi)支出、人力資本水平和工業(yè)專業(yè)化在整個(gè)樣本期內(nèi)都促進(jìn)了環(huán)境全要素生產(chǎn)率的增長(zhǎng)，但外商直接投資、服務(wù)業(yè)專業(yè)化僅在2006-2011年期間與環(huán)境全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)顯著正相關(guān)，表明中國(guó)城市綠色轉(zhuǎn)型受到了多種因素的共同推動(dòng)。

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[引用方式]吳建新, 黃蒙蒙. 中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的綠色轉(zhuǎn)型： 基于環(huán)境效率和環(huán)境全要素生產(chǎn)率的分析[J]. 產(chǎn)經(jīng)評(píng)論, 2016, 7(6): 98-115.

The Green Transformation of China’s Urban Economy:
An Investigation based on Environmental Efficiency and Environmental Total Factor Productivity

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This paper use global slack based measure (GSBM) and global luenberger productivity index(GLPI) to estimates environmental efficiency and environmental total factor productivity growth and their sources of inefficient of 286 Chinese cities during the period 2002-2011. We identify a green transformation trajectory of Chinese cities with a turning point at 2006 in our sample period. Energy conversation and pollutants reduction are the key drivers of this transformation, while the deterioration in capital inefficiency slows down the transformation speed. From the perspectives of region and city size, the eastern cities and large cities are leading in this transformation process. Regression results show that government expenditure on science and technology, human capital, foreign direct investment, and specialization in secondary and tertiary industry contribute to this green transformation.

green transformation; urban economy; environmental efficiency; environmental total factor productivity

2016-08-28

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目“加權(quán)的連續(xù)性分布動(dòng)態(tài)方法及其應(yīng)用研究”(項(xiàng)目編號(hào)：16YJA790050，項(xiàng)目主持人：吳建新)；國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目“推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的機(jī)制與政策研究”(項(xiàng)目編號(hào)：71333007，項(xiàng)目主持人：胡軍) ；國(guó)家社科基金重大項(xiàng)目“我國(guó)重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)市場(chǎng)化生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制研究”(項(xiàng)目編號(hào)：15ZDA054，項(xiàng)目主持人：張捷)。

吳建新，博士，暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院副教授，暨南大學(xué)資源環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所研究員，主要研究方向?yàn)樾逝c生產(chǎn)率分析；黃蒙蒙，暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院碩士研究生，主要研究方向?yàn)樾逝c生產(chǎn)率分析。

F299.2； F205

A

1674-8298(2016)06-0098-18

[責(zé)任編輯：莫 揚(yáng)]

10.14007/j.cnki.cjpl.2016.06.009