環境約束下中國地區工業化發展模式及路徑選擇

摘 要：從技術效率和環境技術效率二維角度將我國工業化發展模式劃分為四種類型，并利用1999—2008年省級工業部門投入產出數據對我國31個省市區的工業化發展路徑進行實證研究。結果表明，東部地區相對實現了資源節約、環境友好型工業發展模式，而中西部地區總體上仍未走出資源浪費、環境污染型粗放式發展老路。地區間工業發展路徑差異顯著，河北、內蒙古、浙江、四川和重慶等地區實現了漸進式發展，廣西實現了跨越式發展，陜西出現了倒退，而黑龍江、湖北、天津等地區則在經濟效率和生態效率間搖擺。

關鍵詞：環境約束；工業化；發展路徑；技術效率；環境技術效率

The Development Pattern and Path Choice of Regional Industrialization in China under Environmental Constraints

DA Fengyuan1，WU Jun2

(1.College of Economics， Southwest University for Nationalities， Chengdu， Sichuan， 610041， China; 2. Bureau of Economic

Trade Development， Chengdu Hi-tech Industrial Development Zone， Chengdu， Sichuan， 610041， China)

Abstract：From the twodimensional perspective of technological efficiency and environmental technological efficiency， this paper divides regional industrialization pattern in China into four types， and empirically researches industrialization development paths based on the inputoutput data of China’s 31 provincial industrial sectors. The results show that the eastern region relatively realized the resourcesaving and environmentfriendly industrial development pattern while the central and western region is still in resourcewasting process. There is a significant difference between regional industrial development paths. Hebei， Inner Mongolia， Zhejiang， Sichuan and Chongqing realized stepbystep development; Guangxi realized greatleapforward development; backwards in Shanxi， and Heilongjiang， Hubei and Tianjin swayed between economic efficiency and ecological efficiency.

Key words：environmental constraints， industrialization， developing paths， technological efficiency， environmental technological efficiency

改革開放以來，我國經濟保持了30多年的高速增長，成為世界上增長速度最快的經濟體之一，但我國經濟增長主要依靠生產要素的大量投入而非生產率的提升（吳敬璉，2005；林毅夫等，2007）［1］ ［2］，并且付出了昂貴的環境代價。2005年我國SO2排放總量居世界第一，我國已有1/3的河流和1/4近岸海域遭到嚴重污染。可見，傳統工業化的粗放型增長道路與我國人均資源短缺、環境容量有限的現實國情相違背，堅持走人與資源和諧發展的新型工業化道路是實現可持續性發展的必然選擇。同時，我國地域廣闊，地區間工業發展嚴重不平衡，這就決定了我國新型工業化道路不能采取一刀切的統一模式，需要結合地區工業發展的自身實際和能力，找準自己的產業定位，尋求建立“資源節約型和環境友好型”新型工業發展模式的突破口和側重點，選擇符合自身比較優勢的轉型道路。本文即是關于環境約束下我國地區工業化發展模式及路徑選擇的有益探索。

一、理論分析框架

（一）技術效率與環境技術效率

1．環境技術

經濟活動往往會伴隨污染物的產生，環境技術即反映了這樣一種同時包括“好”產出和“壞”產出的特殊投入產出技術結構。它可以表示為以下產出集合的形式（Fare et al.，2007）［3］：①[注：①當不考慮“壞”產出b時，（1）式即表達了傳統技術，傳統技術是環境技術定義中的一種特例。

P（x）=｛（y，b）：x能生產出（y，b）｝，x∈RN+

（1）

P（x）為投入x∈RN+所能生產的“好”產出y∈RM+和“壞”產出b∈RI+的所有可能性集合。

并且，一個良好定義的環境技術需要滿足以下假設：（1）“壞”產出是聯合弱可處置的（weakly disposable）：如果（y，b）∈P（x）且0≤θ≤1，那么（θy，θb）∈P（x）。該假設表明減少非合意產品是有代價的，即在既定投入下，“好”產出的減少僅在“壞”產出同時減少時才有可能，這保證了生產可能性邊界的凸性。（2）“好”產出和“壞”產出是“零和的”（1-joint）：如果（y，b）∈P（x）且b=0，那么y=0。此條件表明僅在“好”產出為零的前提下，“壞”產出才可能為零，即如果存在正的“好”產出，必然會伴隨產生“壞”產出。該假設保證了生產可能性邊界經過原點。（3）投入要素x和“好”產出y是強可處置的（strong/free disposable）：如果x1≥x2，那么P（x1）P（x2）；如果（y1，b）∈P（x）且y1≥y2，那么（y2，b）∈P（x）。如圖1所示，P（x）即為既定投入x下兩種產出（y，b）的生產可能性邊界。

圖1 生產可能性邊界和距離函數2．Shepard距離函數與方向性距離函數

環境技術實際上給出了生產的可能性邊界，即一定投入下的最大“好”產出、最小“壞”產出的集合。在此基礎上，我們就可以通過距離函數來計算出每個決策單元的相對效率。Shepard產出距離函數表示既定投入下所有產出（包括“好”產出和“壞”產出）同比例擴張的最大倍數（Shephard，1970），但它無法用來表示“壞”產出減少的情形。方向性距離函數（Directional distance functions，DDF）通過改進Shepard產出距離函數，從而可以用來衡量“壞”產出的減少。Shepard距離函數和DDF的具體形式分別為：

D0(x，y，b)=infθ:((y，b)/θ)∈P(x)

（2）

D0(x，y，b;g)=supβ:(y，b)+βg∈P(x)

（3）

根據Chung et al.（1997）［4］，Sherpard距離函數和方向性距離函數存在以下關系：

D0(x，y，b;g)=1/D0(x，y，b)－1

（4）

g=（gy，-gb）為產出擴張的方向向量，方向向量g的選取反映了人們對“好”產出和“壞”產出進行取舍的不同效用偏好。貧窮地區生存需要遠高于環境保護，因此可能忽略污染排放；而在發達地區人們對于生活質量更加重視，污染排放得到控制嚴格，故gy比gb大得多。本文主要對比考察了兩種情形：傳統情形g=（y，0），即在構造生產技術時不考慮“壞”產出；環境約束情形g=（y，-b），即“好”產出和“壞”產出在其原有存量基礎上成比例增減。

DDF表示在既定投入向量x下，沿著方向向量g，產出向量（y，b）所能擴張的最大倍數β。DDF的值越小表明生產越接近生產可能性邊界，生產的效率就越高，等于0時表明生產決策單元已處于生產可能性邊界之上，生產是完全有效率的。

圖1反映了在既定投入x下兩種產出（y，b）的生產過程。傳統情形中，Shephard距離函數將產出向量A徑向擴展到生產可能性邊界上的C點，生產決策單元A離生產可能性邊界的距離為θ=OC/OA= XC /XA = YC/YA，此情形只考慮了“好”產出的增加。環境約束情形，方向性距離函數將生產決策單元A沿著方向向量g擴展到生產可能性邊界上的B點，此時“好”產出是增加的，同時“壞”產出是減少的，生產決策單元A離生產可能性邊界的距離為β= 1－XB/XA = YB/YA－1。如果存在兩種以上的產出，我們就無法給出以上簡單形式的表達式。此時（2）和（3）式可分別轉換成以下線性規劃問題（Fare et al.， 1994）［5］：Dt0(xt，yt，bt)=minθ

s.t. ∑Kk=1λtkytkm≥ytk'm/θ；∑Kk=1λtkbtki≥btk'i/θ；∑Kk=1λtkxtkn≤xtk'n；λtk≥0；

（5）

m=1，…，M；i=1，…，I；n=1，…，N；k=1，…，K

Dt0(xt，yt，bt;yt，－bt)=maxβ

s.t.∑Kk=1λtkytkm≥(1+β)ytk'm；∑Kk=1λtkbtki=(1+β)btk'i；∑Kk=1λtkxtkn≤xtk'n；λtk≥0；

（6）

m=1，…，M；i=1，…，I；n=1，…，N；k=1，…，K

3．技術效率與環境技術效率

技術效率（Technical Efficiency，TE）衡量了實際產出量ytk'm與傳統技術結構下前沿產出量ytk'm/θ的比率（Fare，1957）。與傳統技術效率的定義類似，環境技術效率（Environmental Technical Efficiency，ETE）為“好”產品的實際產出量ytk'm與環境技術結構下的前沿產出量(1+β)ytk'm的比率。TE和ETE的表達式分別為：

TE(xt，yt，bt)=1/Dt0(xt，yt，bt)

（7）

ETE(xt，yt，bt;yt，－bt)=1/(1+Dt0(xt，yt，bt;yt，－bt))

（8）

TE和ETE的值處于0和1之間，若值為1表明生產者處于前沿生產面上，是完全有效率，若值為0表明生產完全無效率。

（二）基于技術效率視角的工業發展模式分析框架

由上可知，TE反映的是工業生產過程中既定經濟資源投入下產出各種工業產品價值的效率，而ETE則反映的是工業生產過程中既定投入所生產的“好”的工業產品和“壞”的工業副產品（工業污染）的效率［6］ ［7］。TE側重經濟效率，ETE側重生態效率，因而本文將工業部門的技術效率分解為TE和ETE兩個維度，并根據其相對取值的大小，將我國地區現有工業化發展模式劃分為以下四種類型（圖2）：

圖2 技術效率二維結構與地區工業化發展模式1．發展模式A——資源節約、環境污染型

A模式屬于一種資源節約、環境污染型的發展模式，A模式下的地區資源消耗低但是污染排放高。這類地區更多的是致力于提高工業發展過程中物質資源和人力資源投入的利用效率，從而以較少的資源投入保持較高的工業化發展水平。然而這類以GDP導向型發展模式的地區忽視了對環境生態的保護和治理，工業廢水、廢氣、固體廢物的排放較高，生態環境受到一定程度的污染和破壞。

2．發展模式B——資源節約、環境友好型

B模式是一種資源節約、環境友好型發展模式，處于B模式的地區的工業TE和ETE均較高，是一種低消耗、低污染型的工業發展模式。相對于其他發展模式，處于B模式的地區通過引進和采用先進的技術和科學的管理方法，既注重自然資源的合理開發利用，又注重物質資本和人力資源的充分有效使用；既重視在工業生產過程中采取有效措施盡量減少污染排放，又重視經濟生態環境的綜合治理與保護。這種工業發展模式同時兼顧了經濟發展和生態文明建設，代表著新型工業化發展模式的方向。

3．發展模式C——資源浪費、環境污染型

C模式是一種資源浪費、環境污染型發展模式。相比于其他地區，C模式地區的工業發展過程中資源利用率低，資源投入消耗量大，工業“三廢”排放量大，生態環境遭到較大的破壞，是一種高消耗、高污染的工業發展方式，與其他三種模式的地區相比，它屬于工業化發展最差的地區。

4．發展模式D——資源浪費、環境友好型

D模式是一種高消耗、低污染型的發展模式。D模式地區的產業比較“綠色化”（即其產業結構中低污染產業如旅游業比重較大，而像火電、造紙、冶金、化工等重污染產業的比重相對較低），并且比較注重對生態環境的治理與保護。然而，D模式的地區對資源的利用效率及經濟效率相對偏低，需要在保護生態環境質量的同時，提高工業發展的科技含量和管理水平。

二、變量選取與結果分析

（一）變量選取及數據說明

本文通過產出導向型DEA方法及方向性產出距離函數測算TE和ETE［8］，以1999-2008年間我國31個省市區的工業部門為生產決策單元，并假定我國區域經濟活動可以概念化為兩種投入（資本、勞動力）、一種“好”產出（工業增加值）和兩種“壞”產出（COD、SO2）的生產技術［9］。現將這三類變量做一簡要說明：

1．投入：選取“固定資產凈值年均余額”和“年均就業人數”作為資本和勞動投入指標，數據均來自相應年份的《中國統計年鑒》、《中國工業經濟統計年鑒》和中國資訊行數據庫。其中年均就業人數的單位為萬人，固定資產年均余額的單位為億元，并以1999年的不變價格進行折算，具體折算系數為各年度各地區的“固定資產投資價格指數”。

2．“好”產出：以各地區的“工業增加值”來代表“好”產出，數據來源于《中國統計年鑒》和《2004年中國經濟普查年鑒》，單位為億元，并且以各地區相應年度的“工業品出廠價格指數”折算成1999年不變價。

3．“壞”產出：以廢水中化學需氧量排放量（COD）和廢氣中二氧化硫排放量（SO2）來代表“壞”產出。原因在于工業廢水中的COD和工業廢氣中的SO2是我國環境管制中的典型污染物和主要控制對象，而像廢水、廢氣和固體廢物等指標同質性較差，進行省區間的比較則會出現較大的誤差。工業廢水中COD排放量和工業SO2排放量數據均來自于相應年份的《中國環境年鑒》和中國資訊行數據庫，單位均為萬噸。

（二）實證結果分析

根據產出導向型DEA模型，本文利用DEAP2.1和Matlab7.0軟件分別測算出全國、東中西部地區及31個省市區在1999-2003、2004-2008兩個五年時段以及2008年的TE和ETE均值（樣本期間各年技術效率的算術平均值）①[注：①為了更好地比較各地區在近年來工業發展模式的縱向演變過程，本文還將考察期劃分為1999-2003年和2004-2008年兩大階段。，結合圖一技術效率二維結構中的地區工業發展模式劃分的原則，實證結果如表1和圖3所示。表1

1．工業發展模式區域特征

從東中西部三大區域的總體效率特征來看（表1），考察期內區域差異顯著。東部地區無論是TE還是考慮環境約束下的ETE均領先于中、西部，在總體上表現為資源節約型和環境友好型發展模式，而中、西部地區則表現為資源消耗型和環境污染型發展模式。這表明，無論是在技術創新還是在控制污染排放方面，東部地區都走在全國的前頭，而中西部地區由于經濟基礎、產業結構、科技創新和制度等方面原因，其工業經濟發展質量要嚴重滯后于經濟發達的東部地區。值得注意的是，西部地區在20世紀90年代末和21世紀初期的幾年中曾表現為資源浪費型和環境友好型發展模式，而后在發展工業的同時環境污染卻出現了惡化。

2．工業發展模式地區特征

2008年，北京、內蒙古、上海、江蘇、浙江、山東、廣東、海南、西藏等9個地區屬于資源節約型和環境友好型的模式，其TE和ETE值都相對較高（TE＞0.821，ETE＞0.842），表明這些地區處于新型工業化發展較高水平，工業發展過程中資源消耗低、污染排放少；河北、山西、遼寧、黑龍江、湖北、青海、新疆等7個地區的工業發展屬于資源節約型和環境污染型模式，其經濟發展帶有明顯的GDP導向特征，而對生態環境的治理和保護相對不足；天津、吉林、福建、河南、廣西、湖南、四川、重慶、貴州等9個地區則屬于資源浪費型和環境友好型模式，其工業發展過程中污染排放相對較少，然而其資源利用效率和經濟效率較低，今后在繼續注重環境生態的同時應積極引進先進的技術和管理方式，提升經濟效率；值得注意的是，安徽、江西、云南、陜西、甘肅、寧夏等6個地區屬于資源浪費型和環境污染型發展模式，其工業發展具有高消耗、高污染、低效率的特征。相對全國其他地區而言，這6個地區的經濟發展能力和生態環境建設的能力較弱，可持續發展能力相對較低。

3．地區工業發展模式演變

從表1中各地區在兩個時段工業發展模式縱向演變過程看，陜西省（A→C）的工業發展模式出現了相對退化，從資源節約環境污染型發展模式倒退為資源浪費環境污染型發展模式，說明其不僅在生態環境保護和治理方面依然沒有得到改善，并且傳統經濟效率也出現了相對倒退。而河北（C→A）、內蒙古（A→B）、浙江（D→B）、廣西（C→B）、四川（C→D）和重慶（C→D）的工業發展模式出現了相對進步。其中，河北、四川和重慶三地擺脫了資源浪費環境污染型工業發展模式，而內蒙古、浙江和廣西則進入了資源節約環境友好型發展模式，尤其是廣西在最近幾年中工業經濟實現了跨越式發展，從資源浪費環境污染型發展模式直接跨越到資源節約環境友好型發展模式。此外，黑龍江（D→A）和湖北（D→A）由資源消耗環境友好型工業發展模式轉變為資源節約環境污染型發展模式，反映出其經濟競爭力的增強和GDP導向下生態環境治理和保護的相對不足。而天津（A→D）由于環境規制的加強在環境生態治理方面取得了突破，但同時卻犧牲了傳統經濟效率。

三、我國地區新型工業化發展路徑選擇

根據以上效率角度的分析可見，中國地區間工業發展差異較大，不同地區的工業發展模式也不盡相同。各地區可以結合自身的特點，選擇一條符合當地實際的新型工業化發展道路，優化調整經濟結構，轉變經濟增長方式，合理充分利用自然資源，減少控制污染排放，最終形成資源節約型和環境友好型的可持續發展模式。具體而言，有以下幾種路徑可以選擇（圖4）：

1．A→B。對于發展模式為A的河北、山西、遼寧、黑龍江、湖北、青海、新疆等地區，由于其經濟資源利用效率較高，故在工業化過程中應注重優化和調整工業結構，使產業結構更加綠色化，加大工業污染排放的控制力度和治理水平，引進國內外先進的污染無害化處理設備，提高廢物再生利用率。通過優化產業結構和提高生態環境的綜合治理水平，進入到資源節約環境友好型的可持續發展模式。

2．D→B。2008年處于D模式的地區有天津、吉林、福建、河南、廣西、湖南、四川、重慶和貴州。這些地區應當在繼續保持綠色化工業發展模式的同時，積極提升工業發展的科技含量和科學管理水平，提高物質資源和人力資源的利用效率，使工業發展從資源浪費環境污染型發展模式進入資源節約環境友好型發展路徑。

3．C→A→B，C→D→B，C→B。2008年處于C模式的地區有安徽、江西、云南、陜西、甘肅、寧夏。這些地區無論是資源利用效率還是BTB在全國都處于較低水平，具有明顯的粗放式增長特征，即高消耗、高污染、低產出、低效益。它們的發展轉型有三種路徑可以選擇，即C→A→B，C→D→B的漸進式發展路徑以及C→B的跨越式發展路徑。其中，跨越式的發展路徑相對于前兩種路徑雖最為直接但難度較大，其對資源合理配置使用和生態環境治理水平都提出了更高的要求。這類地區應結合自身的實際情況，找準符合本地比較優勢的產業定位，努力提高工業發展的科技含量和生態環境治理水平，尋求新型工業化跨越式發展的突破口和著力點。

4．對于處于B模式的地區如北京、上海、江蘇、浙江等，在繼續做好工業發展領頭羊的同時，應積極向國際上生態文明和經濟發達的地區學習，加大自主創新和產業結構優化升級，提升工業發展的國際競爭力和經濟生態和諧發展的水平，促使其可持續發展能力和新型工業化水平更上一個臺階。

四、結論與啟示

本文從TE和ETE二維分析的視角，利用1999—2008年的省級投入產出數據，基于產出導向型DEA方法和方向性距離函數的分析框架，對我國31個省市區的工業化發展模式進行了實證研究和分析探討，得出主要結論如下：

目前，北京、上海、江蘇、浙江、山東、廣東、內蒙古、海南和西藏等9個地區相對實現了資源節約型和環境友好型工業發展模式，河北、山西、遼寧、黑龍江、湖北、青海和新疆等7個地區處于資源節約和環境污染型工業發展模式，天津、吉林、福建、河南、廣西、湖南、四川、重慶和貴州等9個地區處于資源浪費和環境友好型工業發展模式，而安徽、江西、云南、陜西、甘肅和寧夏等6個地區則處于資源浪費和環境污染型工業發展模式。從三大區域來看，東部地區在總體上已處于資源節約型和環境友好型工業發展模式，而中西部地區由于經濟基礎、產業結構、科技創新和制度等方面原因，其工業經濟發展質量要嚴重滯后于經濟發達的東部地區，總體上走的仍然是資源浪費環境污染型的工業發展老路。

考察期內我國地區間工業發展呈現出差異化演變特征。河北、內蒙古、浙江、廣西、四川和重慶等地區的工業發展出現了進步，尤其是廣西實現了從資源浪費、環境污染型向資源節約、環境友好型的跨越式發展，而陜西省的經濟發展卻出現了倒退。黑龍江、湖北兩省在提升經濟效率的同時忽略了生態環境的綜合治理和保護，而天津市在提高環保質量的同時卻犧牲了經濟效率。總之，各地區應根據現有工業發展階段和水平，選擇合適自身實際的新型工業化發展路徑（漸進式發展和跨越式發展），盡快實現工業化發展從規模擴張向質量提升的轉變。

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