基于DEA模型的環(huán)保投資綜合效率的實(shí)證分析

摘要：本文基于非參數(shù)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型(DEA)，以2003-2009年我國30個(gè)省市地區(qū)的面板數(shù)據(jù)為樣本，對(duì)我國環(huán)保投資績(jī)效水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，依據(jù)地區(qū)的環(huán)保投資績(jī)效的評(píng)價(jià)結(jié)果和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度，劃分了四類地區(qū)，并結(jié)合逐步回歸分析方法，分別實(shí)證研究了四類地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平的主要影響因素，為各有側(cè)重的提升地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平提供經(jīng)驗(yàn)證據(jù)。

關(guān)鍵詞：環(huán)保投資；效率；DEA模型；影響因素

中圖分類號(hào)：F831.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3060(2012)01-0111-05

當(dāng)前，環(huán)境問題已經(jīng)成為人類普遍重視的問題。環(huán)境治理投資是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境治理協(xié)調(diào)發(fā)展的重要手段。世界銀行1997年的一項(xiàng)研究顯示，根據(jù)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)國家在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)時(shí)期，環(huán)保投入要在一定時(shí)間內(nèi)持續(xù)穩(wěn)定達(dá)到國民生產(chǎn)總值的1％-1.5％，才能有效的控制住污染；達(dá)到3％才能使環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。自2003年以來，我國環(huán)境污染治理投資已初具規(guī)模，如表1所示：從總量看，投資規(guī)模逐年增加，由2003年的1628億元增加到2009年的4525億元，規(guī)模增加近兩倍，但占GDP的比重較為穩(wěn)定，均未超過1.5％；從結(jié)構(gòu)看，以政府為主導(dǎo)的城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資所占比重最大，建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”環(huán)保投資次之，工業(yè)污染治理投資比重最小。

環(huán)保投資的效率應(yīng)當(dāng)體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。縱觀對(duì)投資效率的研究，可以發(fā)現(xiàn)，投資效率的度量主要是從以下幾個(gè)方面展開研究：一是從投資的總量效率角度考慮，主要采用增量資本產(chǎn)出比、資本產(chǎn)出比、投資產(chǎn)出比三類指標(biāo)，度量社會(huì)投資的總體效率；二是從投資的結(jié)構(gòu)效率角度考慮，主要按照新古典微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)的“資本邊際收益率均一化”準(zhǔn)則，通過資本流動(dòng)的方向來衡量產(chǎn)業(yè)間的資本配置效率；三是從投資規(guī)模對(duì)資金成本變動(dòng)的反應(yīng)角度來衡量投資的效率，即總投資是否與總產(chǎn)出同向變動(dòng)、與資本成本反向變動(dòng)。本文從投資的總量效率角度研究我國環(huán)保投資的效率問題，探索環(huán)保投資活動(dòng)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益與資本投入的關(guān)系及影響其績(jī)效水平的主要因素。

一、研究設(shè)計(jì)

1 環(huán)保投資績(jī)效水平的測(cè)度模型

國內(nèi)外已有研究將非參數(shù)方法——數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法(DEA，Data Envelopment Analysis)引入到環(huán)保投資效率評(píng)價(jià)中。現(xiàn)有文獻(xiàn)常采用兩種思路來處理環(huán)境變量與產(chǎn)出的關(guān)系：一種是將環(huán)境排放作為投入要素，與資本和勞動(dòng)力一起引入生產(chǎn)函數(shù)；另一種思路是基于方向性距離函數(shù)，將環(huán)境排放作為非期望產(chǎn)出，與GDP等期望產(chǎn)出一起納入生產(chǎn)函數(shù)。本文采用將環(huán)境排放作為非期望產(chǎn)出的第二種處理方法，基于投入導(dǎo)向和規(guī)模報(bào)酬不變的條件，構(gòu)造我國省際環(huán)保投資綜合績(jī)效水平的非參數(shù)線性規(guī)劃測(cè)度模型，衡量我國各省市的環(huán)保投資績(jī)效，如式(1)所示：

其中，D(x₁，y₁)為第i個(gè)地區(qū)與環(huán)保投資無效地區(qū)構(gòu)成的生產(chǎn)面前沿的距離，表示在投入x不變的情況下，可以增加產(chǎn)出y的程度，這個(gè)距離函數(shù)值在0～1之間，值越大，表明該省的投資效率越高。

選擇地區(qū)城市環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資率、工業(yè)污染治理投資率和建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”環(huán)保投資率為輸入向量；“三廢”利用收益率和環(huán)保投資產(chǎn)出率為期望輸出；地區(qū)單位GDP廢氣、廢水、固廢的排放為非期望輸出，對(duì)于這類非期望輸出，本文采用Golany和Roll的MLT數(shù)據(jù)變換方法，f^k(U)=1/U^k，轉(zhuǎn)換為地區(qū)單位“三廢”排放GDP產(chǎn)出。

2 環(huán)保投資績(jī)效的影響因素

影響環(huán)保投資績(jī)效水平的因素有很多，各地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展水平和結(jié)構(gòu)并不一致，影響因素也不盡相同。本文主要研究地區(qū)的環(huán)保投資規(guī)模和結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、消費(fèi)水平和結(jié)構(gòu)、能源利用效率、技術(shù)發(fā)展水平、對(duì)外貿(mào)易的規(guī)模和結(jié)構(gòu)對(duì)其環(huán)保投資績(jī)效水平的影響。

環(huán)保投資規(guī)模和結(jié)構(gòu)的影響。環(huán)保投資規(guī)模增大能帶來地區(qū)環(huán)境污染治理績(jī)效的提高，但是規(guī)模過大反而產(chǎn)生“規(guī)模不經(jīng)濟(jì)”。環(huán)保投資結(jié)構(gòu)的合理性，尤其是以“全過程管理”為理念的建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”環(huán)保投資所占的比重，對(duì)環(huán)保投資績(jī)效水平有決定性的影響。

經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的影響。在國民經(jīng)濟(jì)的三次產(chǎn)業(yè)中，第二產(chǎn)業(yè)的能源消耗和“三廢”的排放最高，其中又以高耗能的鋼鐵、石油加工、有色冶金等重工業(yè)的發(fā)展最為迅速，產(chǎn)值由2003年的6.74萬億元增加到2009年的38.68萬億元。2009年，北京、海南和貴州第二產(chǎn)業(yè)的比重分別為23.5、26.8和37.7，而陜西、重慶和內(nèi)蒙古的比重分別為51.9、52.8和55，可見各地區(qū)第二產(chǎn)業(yè)的比重差別較大。地區(qū)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)是影響地區(qū)環(huán)境的重要因素，第二產(chǎn)業(yè)比重較大的地區(qū)，環(huán)保投資績(jī)效水平會(huì)受到較大的影響。

消費(fèi)水平和結(jié)構(gòu)的影響。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了各地區(qū)消費(fèi)水平的提高，以北京地區(qū)為例，人均年消費(fèi)水平由2003年的1.35萬元增加到2009年的3.85萬元，消費(fèi)水平的提高帶動(dòng)了消費(fèi)方式的改變，對(duì)“三廢”排放造成了不小的影響。此外，由于我國城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，城鎮(zhèn)居民和農(nóng)村居民的消費(fèi)水平存在明顯的差異，且這種差距在不斷拉大，以消費(fèi)支出水平最低的貴州地區(qū)為例，2003年比重為25.87％的城鎮(zhèn)人口占消費(fèi)總支出的比重為41.6％，2009年比重為29.89％的城鎮(zhèn)人口占消費(fèi)總支出的65.9％。各地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變遷會(huì)導(dǎo)致其環(huán)境保護(hù)投資績(jī)效水平發(fā)生變化。

能源利用效率的影響。能源消耗指標(biāo)是衡量各地區(qū)能源利用效率的重要指標(biāo)，系數(shù)越小，能源利用效率越高，越有利于地區(qū)環(huán)境的改善。從2009年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》的各地區(qū)能源消耗指標(biāo)可以看出，各地區(qū)在能源利用效率上存在巨大的差異，以北京和寧夏地區(qū)為例，能源消耗指標(biāo)分別為0.61和3.45，差距懸殊。

地區(qū)技術(shù)發(fā)展水平的影響。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了生產(chǎn)力的提高，提高了能源的產(chǎn)出效率，減少了單位產(chǎn)出的排放。因此，技術(shù)的提高和發(fā)展是促使排放減少和污染密度降低的最重要因素。

對(duì)外貿(mào)易的影響。對(duì)外貿(mào)易對(duì)一國環(huán)境影響主要分解為以下三個(gè)效應(yīng)：規(guī)模效應(yīng)、技術(shù)效應(yīng)和成分效應(yīng)。規(guī)模效應(yīng)會(huì)使環(huán)境惡化，技術(shù)效應(yīng)能提高環(huán)境質(zhì)量，成分效應(yīng)對(duì)環(huán)境的影響則取決于具有比較優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品的種類，若此類產(chǎn)品是高能耗、高污染的，則成分效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致環(huán)境惡化，反之若生產(chǎn)低能耗、低污染型產(chǎn)品，環(huán)境條件會(huì)持續(xù)改善。總的來說，對(duì)外貿(mào)易對(duì)國家或者地區(qū)環(huán)境污染水平的影響，取決于這三種效應(yīng)之和。

3 研究方法

為了檢驗(yàn)上述因素對(duì)我國各省市環(huán)保投資績(jī)效水平的影響程度，本文采取多元逐步回歸分析的實(shí)證方法進(jìn)行分析，具體如模型(2)所示：

其中，EFF為經(jīng)模型(1)計(jì)算得出的地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效結(jié)果；EISIZE為地區(qū)環(huán)保投資規(guī)模；CLEV為地區(qū)消費(fèi)水平；ECI為地區(qū)能源消耗指標(biāo)；TTSIZE為地區(qū)技術(shù)市場(chǎng)交易規(guī)模，代表地區(qū)的技術(shù)發(fā)展水平；TFSIZE為地區(qū)對(duì)外貿(mào)易規(guī)模；TSIP為建設(shè)項(xiàng)目“三同時(shí)”環(huán)保投資所占環(huán)保投資支出的比重，代表環(huán)保投資結(jié)構(gòu)；SIP為第二產(chǎn)業(yè)占三次產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的比重，代表地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)；CPP為地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)，即城鎮(zhèn)居民消費(fèi)所占的比重；IPP為進(jìn)口占對(duì)外貿(mào)易總額的比重，代表對(duì)外貿(mào)易結(jié)構(gòu)。

4 數(shù)據(jù)來源與說明

本文研究樣本是2003-2009年中國大陸30個(gè)省市的面板數(shù)據(jù)(西藏、臺(tái)灣省、香港和澳門特別行政區(qū)除外)，所有數(shù)據(jù)均來自歷年《中國統(tǒng)計(jì)年答》。

二、實(shí)證結(jié)果及分析

1 環(huán)保投資績(jī)效水平的測(cè)度結(jié)果

經(jīng)過模型(1)計(jì)算，我們得到了各省區(qū)2003-2009年歷年的環(huán)保投資績(jī)效距離函數(shù)值。圖1所示是核算出的2009年各地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效的距離函數(shù)值，可以看出，各地區(qū)的環(huán)保投資績(jī)效水平差距較大，環(huán)保投資績(jī)效水平最高可達(dá)1，而績(jī)效水平最低的只有0.12，相差0.88。依據(jù)地區(qū)生產(chǎn)總值和環(huán)境保護(hù)投資績(jī)效水平的高低，30個(gè)省市地區(qū)可以分成四種類型：環(huán)保投資績(jī)效水平高的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、欠發(fā)達(dá)地區(qū)，環(huán)保投資績(jī)效水平低的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、欠發(fā)達(dá)地區(qū)。其中，環(huán)境保護(hù)投資績(jī)效水平較高的發(fā)達(dá)地區(qū)是：廣東、江蘇、浙江、河南、上海、四川、福建、北京；環(huán)保投資績(jī)效水平較高的欠發(fā)達(dá)地區(qū)是：黑龍江、江西、天津、吉林、云南、貴州和海南。這兩類地區(qū)的距離函數(shù)值較高，環(huán)保投資績(jī)效水平的提升空間有限。環(huán)境保護(hù)投資績(jī)效水平較低的發(fā)達(dá)地區(qū)是：山東、河北、遼寧、湖南、湖北、安徽和內(nèi)蒙古；環(huán)保投資績(jī)效水平較低的欠發(fā)達(dá)地區(qū)是：陜西、廣西、山西、重慶、新疆、甘肅、寧夏和青海。這兩類地區(qū)的距離函數(shù)值低于0.5，其環(huán)保投資效率存在較大的提升空間。

2 環(huán)保投資績(jī)效影響因素的實(shí)證結(jié)果及分析

基于模型(2)，在0.05的顯著性水平上，對(duì)環(huán)保投資效率較高的發(fā)達(dá)地區(qū)、欠發(fā)達(dá)地區(qū)，和環(huán)保投資效率較低的發(fā)達(dá)地區(qū)、欠發(fā)達(dá)地區(qū)的環(huán)保投資績(jī)效水平的主要影響因素分別進(jìn)行逐步回歸分析，分析這些影響因素的顯著性，得出如下結(jié)論(括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)為相應(yīng)參數(shù)的t統(tǒng)計(jì)量)：

環(huán)保投資績(jī)效水平低的欠發(fā)達(dá)地區(qū)(陜西、山西等)的主要影響因素是：地區(qū)消費(fèi)水平(-0.48)、環(huán)保投資結(jié)構(gòu)(0.37)、能耗系數(shù)(-0.48)、技術(shù)發(fā)展水平(0.26)和環(huán)保投資規(guī)模(-0.36)。地區(qū)消費(fèi)水平、能耗系數(shù)和環(huán)保投資規(guī)模對(duì)地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平的影響是負(fù)向的，環(huán)保投資結(jié)構(gòu)、技術(shù)發(fā)展水平對(duì)地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平的影響是正向的。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)水平都比較低，能源利用效率不高，不能僅靠環(huán)保投資規(guī)模的增加來提高環(huán)境治理的績(jī)效，可以通過學(xué)習(xí)先進(jìn)地區(qū)的生產(chǎn)技術(shù)，提高能源利用效率，有效減少化石能源消費(fèi)量，達(dá)到減緩“三廢”排放的目的；并以全過程管理環(huán)保投資為理念，引導(dǎo)和鼓勵(lì)環(huán)境防治污染的措施與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用，有效提高環(huán)保效率；同時(shí)，消費(fèi)水平的提高不能以高能耗為代價(jià)，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)低碳消費(fèi)，提高地區(qū)居民環(huán)保節(jié)約的消費(fèi)意識(shí)。

環(huán)保投資績(jī)效水平低的發(fā)達(dá)地區(qū)(山東、遼寧等)的主要影響因素是：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(-0.58)、地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)(-0.28)、能耗系數(shù)(-0.26)和環(huán)保投資結(jié)構(gòu)(-0.26)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)、能耗系數(shù)和環(huán)保投資結(jié)構(gòu)對(duì)地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平有顯著的負(fù)向影響。因此，為有效提高這些地區(qū)的環(huán)保投資績(jī)效水平，應(yīng)當(dāng)合理調(diào)整第二產(chǎn)業(yè)在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的比重，調(diào)整化石能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)或壓低高排放部門比重等手段進(jìn)行減排；建立新型的地區(qū)資源收益分配制度，為企業(yè)節(jié)能減排提供激勵(lì)與約束機(jī)制，利用稅收杠桿和采購政策等經(jīng)濟(jì)手段，支持企業(yè)的節(jié)能減排技術(shù)的研發(fā)、新能源的開發(fā)、能源的傳輸與存儲(chǔ)技術(shù)的優(yōu)化和進(jìn)步，提高能源的利用效率，降低排放強(qiáng)度；引導(dǎo)合理的環(huán)保投資結(jié)構(gòu)，調(diào)整“三同時(shí)”環(huán)保投資的比重，鼓勵(lì)金融機(jī)構(gòu)、企業(yè)和個(gè)人進(jìn)入環(huán)保經(jīng)濟(jì)投資效率較高的領(lǐng)域；采取適當(dāng)措施，緩解地區(qū)城鎮(zhèn)化進(jìn)程帶來的環(huán)保壓力，在城鎮(zhèn)居民小區(qū)引入合同能源管理模式，既引導(dǎo)低碳消費(fèi)，又使居民共享節(jié)能減排的收益，使得城鎮(zhèn)居民的低碳減排具有長(zhǎng)期性、穩(wěn)定性、收益性。

環(huán)保投資績(jī)效水平較高的欠發(fā)達(dá)地區(qū)(黑龍江、云南等)的主要影響因素是：環(huán)保投資規(guī)模(-0.54)。環(huán)保投資規(guī)模對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)保投資績(jī)效的影響是負(fù)向的，存在反規(guī)模效應(yīng)。這些地區(qū)的環(huán)保投資績(jī)效提升的空間有限，通過環(huán)保投資規(guī)模的擴(kuò)大來提升其績(jī)效水平適得其反，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)資金的監(jiān)管，建立科學(xué)規(guī)范的環(huán)境保護(hù)投資效益評(píng)價(jià)體系，對(duì)環(huán)保資金投入產(chǎn)出的效率進(jìn)行準(zhǔn)確的核算，引導(dǎo)社會(huì)進(jìn)行規(guī)模合理的環(huán)保投資。

環(huán)保投資績(jī)效水平較高的發(fā)達(dá)地區(qū)(廣東、江蘇等)的主要影響因素是：地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)(0.49)。對(duì)這些地區(qū)而言，地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)的變遷對(duì)環(huán)保投資績(jī)效水平的影響是正向的。促進(jìn)這類地區(qū)城鎮(zhèn)居民的低碳消費(fèi)是進(jìn)一步提高其環(huán)保投資績(jī)效水平的有效途徑：一方面，通過技術(shù)進(jìn)步及增加非化石能源的生產(chǎn)消費(fèi)比重來減少排放強(qiáng)度；另一方面，促進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的環(huán)保轉(zhuǎn)化，引導(dǎo)城市居民的低碳消費(fèi)。

對(duì)外貿(mào)易的規(guī)模和結(jié)構(gòu)對(duì)中國四類地區(qū)的環(huán)保投資績(jī)效均沒有顯著的影響。

三、結(jié)論

本文基于非參數(shù)數(shù)據(jù)包絡(luò)分析模型，在投入產(chǎn)出的函數(shù)中綜合考慮了“三廢”排放的非期望產(chǎn)出，對(duì)我國環(huán)境污染治理投資的綜合績(jī)效水平進(jìn)行了測(cè)度，依據(jù)績(jī)效結(jié)果和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，劃分了四類地區(qū)：環(huán)保投資績(jī)效水平高的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)、環(huán)保投資績(jī)效水平低的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)，四類地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平提升的空間各不相同。

利用已測(cè)量的2003-2009年四類地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效結(jié)果，結(jié)合這四類地區(qū)相應(yīng)年份的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平和結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)，分別實(shí)證研究了影響其環(huán)保投資績(jī)效水平的顯著因素，發(fā)現(xiàn)不同類型的地區(qū)，其影響因素并不相同，提升地區(qū)環(huán)保投資績(jī)效水平的措施也應(yīng)當(dāng)各有側(cè)重：對(duì)環(huán)保投資績(jī)效水平低的欠發(fā)達(dá)地區(qū)(陜西、山西等)而言，重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是合理規(guī)劃環(huán)保投資規(guī)模、改善環(huán)保投資結(jié)構(gòu)、提高能源的利用效率、促進(jìn)地區(qū)的技術(shù)發(fā)展水平和提高地區(qū)居民的低碳消費(fèi)意識(shí)；對(duì)環(huán)保投資績(jī)效水平低的發(fā)達(dá)地區(qū)(山東、遼寧等)而言，應(yīng)當(dāng)合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、緩解城鎮(zhèn)化進(jìn)程對(duì)地區(qū)環(huán)保帶來的壓力、提高能源的利用效率和引導(dǎo)合理的環(huán)保投資結(jié)構(gòu)；對(duì)環(huán)保投資績(jī)效水平較高的欠發(fā)達(dá)地區(qū)(黑龍江、云南等)而言，應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)社會(huì)進(jìn)行規(guī)模合理的環(huán)保投資；對(duì)環(huán)保投資績(jī)效水平較高的發(fā)達(dá)地區(qū)(廣東、江蘇等)而言，應(yīng)當(dāng)有效提高地區(qū)城鎮(zhèn)居民的非化石能源和環(huán)保產(chǎn)品的消費(fèi)比重。