基于生態足跡的區域綠色技術效率及其影響因素研究

王志平　陶長琪　沈鵬熠

1文獻綜述

20世紀50、60年代，發達國家發生多起重大環境污染事件，政府開始引導開發解決環境污染問題的技術。相關技術逐步經歷了無廢工藝、清潔生產、污染預防等概念演化。1994年，布郎（E·Brawn）和韋爾德（D·Weld）提出“綠色技術”的概念，獲得學界廣泛關注。綠色技術是指遵循生態原理和生態經濟規律，節約資源和能源，避免、消除或減輕生態環境污染和破壞的技術。它承載著一種新型的人與自然的關系，強調發展經濟的同時，維護自然生態平衡。綠色技術效率，也即在經濟生產過程中，在降低環境污染與節約自然資源的前提下，以既定的投入，爭取最大產出；或者在產出既定的條件下，爭取最小的投入。

研究表明：只有效率不斷得到改善的集約型增長才是可持續的[1]。在對效率的研究中，學者們逐步納入環境、資源因素。楊龍、胡曉珍[2]通過構建環境污染指數，測算DEA效率，認為僅東、中部存在綠色經濟效率的俱樂部收斂；張江雪、朱磊[3]以非期望的工業廢氣排放作為投入

變量，測度了基于綠色增長的工業創新效率，認為東西部分別存在規模報酬遞減、遞增現象；涂正革[4]以工業煤炭消耗作為資源投入，以SO2排放作為產出指標，采用SBM方法，對各地區環境技術效率進行評價。這些對綠色技術效率的分析，多為單獨從環境約束或者生態能源角度進行研究，缺少從資源、環境角度對綠色技術效率進行整體上的綜合考察。

以能源投入作為資源利用效率考核的主要指標具有積極的現實意義，但衡量經濟產出的本質尺度是向消費者提供最終服務的質量和價值，而不簡單局限于生產出的物質數量。生態足跡是從消費的角度考察自然資源使用量的簡單指標，受到越來越多的研究關注。以生態足跡表征自然資源投入，為衡量經濟發展中資源利用效率提供了可能性。對于環境問題，本文認為，簡單地以單個指標（如：工業廢氣排放或者SO2排放）來考察環境治理雖然使用便捷但顯得片面。以綠色GDP核算理論為指導，本文通過構建綠化指數（ECI）來修正傳統的產出指標。對資源、環境進行以上綜合處理的基礎上，本文使用效率的前沿方法來進行綠色技術效率測度與分析。

2資源使用與綠化指數的測度

2.1生態足跡（Ecological Footprint，簡稱EF）的概念及其測度

生態足跡概念是由加拿大經濟學家William Rees等[5]提出，并由其博士生Wackernagel完善。生態足跡的測算思路為：①把消費劃分為不同的項目Ci；相對應的生產力為Yi，也即單位生態生產性土地上生產第i項消費項目的年平均能力；由此得到第i項消費占用的生態生產性土地的公頃數Ai（Ai=Ci/Yi）。②生態生產性土地一般分為可耕地、牧草地、林地、建筑用地、水域、化石能源地六類；對應乘以均衡因子（equivalence factors）后加總得到一個簡單指標。第i類均衡因子由全球i類生態生產性土地平均生態生產力除以全球各類平均生態生產力得到。本文采用的均衡因子源于Wackernagel[5]對中國生態足跡測算的取值，利用《新中國60年統計資料匯編》，《中國生態足跡報告》等資料估算了2001-2010年29個省市區的人均生態足跡。

東、中、西部人均生態足跡分別為：5.92、4.49、4.34公頃/人。這顯然是由我國區域經濟發展的梯度格局所決定的：東部地區較高的經濟發展與消費水平使得生產、生活具有較高的生態資源占用；而中西部地區則相反。隨著經濟總量的增長，各區域對生態影響的深度與廣度都在強化。東、中、西部人均生態足跡不斷增長，增長率分別為7.39%、7.29%、9.74%。西部較高的增長數值可解釋為：其一，在“西部大開發”戰略影響下，西部經濟在快速趕超的同時，對生態資源的占用也在快速增長；其二，先發地區較高的經濟發展水平與社會經濟發展要求會加大西部地區生態輸出，這在一定程度上加劇了西部人均生態足跡的增長。

2.2綠化指數及相對綠色GRP產出

在國民經濟核算理論中，綠色GDP是一個可反映自然資源消耗及生態環境破壞的理想產出指標。王金南等[6]認為，由于技術、觀念以及制度方面的障礙，獲取完全意義上的綠色GDP指標只能是一個長期的核算目標。借鑒綠色GDP核算的思想，本文參考國家統計局中國經濟景氣監測中心[7]、朱承亮、岳宏志等[8]處理方法，以綠化指數對傳統產出指標進行調整得到綠色GRP產出。具體做法為：先通過構建出綠化指數指標體系（X1-X7），采用因子方法提煉出公因子F，再通過公式1轉換為綠化指數（ECI），來表征各地區環境治理水平。再以ECI對GRP進行調整，得到相對綠色產出。其中，X1為廢水排放達標率；X2為固體廢物處置率；X3為SO2去除率；X4為煙塵去除率；X5為粉塵去除率；X6為三廢綜合利用產品產值占污染投資比重；X7為環境污染治理投資總額占GRP比重。數據來源于2001-2011年《中國統計年鑒》。

ECI=0.5+0.5×[F-min{F}]/[max{F}-min{F}]（1）

測算結果表明，東、中、西部地區ECI水平分別為0.895、0.817、0.724。這表明經濟相對發達的東中部地區具有更多的資源和能力進行環境治理，綠化指數表現出較高的水平。東、中、西部地區ECI的年平均變化率分別為-0.014%、0.45%、1.17%，也即ECI水平較低的西部具有趕超特征，而相對發達的東部地區ECI水平有相對下降的趨勢。東、中、西部地區ECI標準差系數的年平均變化率分別為2.35%、-3.65%、5.05%，西部ECI差異幅度不斷增大，東部地區ECI差異水平有所增加，而中部各省ECI差異不斷減小。而經過ECI調整的相對綠色GRP，數值比傳統GRP更小，各地區差異幅度有所降低。

3基于SFA的綠色技術效率測度模型及其影響因素

3.1技術效率（TE）的測度模型

在測算生態足跡及綠色GRP的基礎上，采用隨機前沿生產函數模型（SFA）測算綠色技術效率。結合本文情況，隨機前沿生產函數模型表達型式見公式2。

其中，Yit為i地區在t年的相對綠色GRP的對數值，i取1到29，代表除重慶、西藏以外的29個省級行政單位；t取1到10，代表2001到2010年。Xit為投入向量，包括受教育年數調整得到的有效勞動力L，使用永續盤存法得到的資本存量K[9]，以及生態足跡EF。vit-uit為復合殘差項，vit為第i個省份在第t年生產過程的隨機誤差， 包括測量誤差以及各種不可控的隨機因素，包含于確定性前沿產出，也即前沿產出要受隨機因素影響。uit為第i個省份在第t年生產無效率項，為非負隨機變量，uij和vij的分布是獨立的， 都和回歸的解釋變量無關。γ=σ2u/（σ2u+σ2v），若γ≠0，則說明使用隨機前沿生產函數模型是合理的。由于存在復合殘差項，OLS估計失效，使用極大似然法（ML）得到的估計量是有效的，且截距項為一致估計量。生產函數f采用超越對數形式，因此公式2具體表現為公式3。

3.2綠色技術效率的影響因素

在文獻中， 有兩種方法經常被建議用來對效率的影響因素進行估計。第一種是兩步法， 先估計出隨機前沿的生產函數， 再對無效率項與外生變量建立回歸方程重新估計；第二種方法稱作一步法，將環境影響直接納入分析框架， 所有的任務可以一步完成。王泓仁[10]利用蒙特卡羅模擬方法證實了一步估計優于兩步估計。本文使用一步法，采用Battese & Coelli（1995）的模型[11]，對公式3有：

其中，Zit為效率影響因素構成的向量，η為參數向量。本文從不同層面對區域綠色技術效率影響因素進行考察，包括技術層面、制度層面、產業層面。

（1）技術層面。技術研發（Z11）一般包括人力資本及R&D投入兩方面。基于本文對有效勞動力L作為結構變量已經進行了處理，因此僅考察R&D投入影響。R&D經費投入有利于微觀企業技術效率的增進以及區域資源節約、環境保護，本文以R&D經費內部支出（標準化數據）作為代理指標；技術引進（Z12）可以避開研發風險，對提高區域技術效率和發展的質量具有更加現實意義，本文以相應年份《中國科技統計年鑒》的各地區技術市場技術流向金額作為代理指標；技術溢出（Z13）可表現為MAR知識溢出、Jacobs知識溢出、Porter知識溢出，對區域技術能力具有重要影響[12]，本文采用VerspagenCaniёls模型測度結果

作為表征指標。

（2）制度層面。對外開放作為我國一項基本的制度設計，對區域技術效率具有重大影響。外資給當地帶來先進的技術與管理經驗的同時，是否存在著產業轉移導致的環境、資源問題。張彥博[13]認為，FDI的環境效應是把“雙刃劍”，對資金引入地區綠色技術水平的影響具有不確定性。本文對外商直接投資占GRP比重（Z21）對外資影響予以考察；國際經濟交流過程中，發達國家較高的環境標準到底是產生正向引領作用，還導致后發地區變成“污染的天堂”[14]？本文以出口占GRP比重（Z22）表征對外貿易的影響；“國退民進”有助于全社會經濟效率的提高，但市場的非理性、盲目性會導致環境問題的產生[15]，本文以工業總產值中非國企比重（Z23）反映各地區民營資本活躍度及市場化程度。

（3）產業層面。基于工業在國民經濟中的主導作用，工業也是資源消耗及環境污染的主要來源，本文以各地區工業總產值占GRP比重（Z31）表示資源利用強度；產業污染治理度（Z32）：以環境治理投資總額占GRP比重表示各地區環境污染治理力度；產業結構影響度（Z33）：以第三產業占GRP比重反映服務業對地區綠色技術效率可能造成的影響。

4綠色技術效率區域特征及其影響因素分析

4.1綠色技術效率的估計結果

為了實現相對理想的實證效果，本文進行了比較選擇。模型1采用了各省年生態足跡總量（單位：萬hm2）； 模型2采用每萬人生態足跡量（單位：hm2/萬人）。使用軟件Frontier4.1，結果見表1。兩個模型的γ值都在0.97以上，因此使用SFA模型是合理的。從變量數據的匹配性來說，模型1更吻合一致；但從各個參數的顯著性與結果的穩健性來看，模型2大部分參數都更顯著，因此模型2相對效果更好。

4.2綠色技術效率的區域特征

（1）與傳統技術效率的比較。圖1標識了我國各區域綠色技術效率。為方便對比，本文采用與王志平[9]類似的分析格式。區域綠色技術效率歷年均值東、中、西部分別為：0.499、0.282、0.191，仍然表現依次遞減格局，但效率值明顯低于傳統技術效率。在資源、環境因素的作用下，東部效率水平有所下降，而中西部效率水平有明顯提升。這表明東部經濟的繁榮是以大量生態資源占用和消耗為支撐，而中西部地區則成為發展經驗與成熟技術學習的受益者。尤其是中部地區，雖然ECI水平低于東部，但受生態資源投入的影響，綠色技術效率比傳統技術效率水平更高，表明中部地區對資源投入的相對節約。

（2）區域綠色技術效率的發展變化。縱向來看，東部地區綠色技術效率的略微下降趨勢與中西部地區效率水平的不斷上升形成反差。東、中、西部綠色技術效率年增長率分別為0.036%、0.078%、0.1%。較低的區域效率增長率，既表明技術效率相對穩定的特征；也反映了效率逐步累積的特點。水平較低的中、西部地區具備相對更高的綠色技術效率增長率，從而逐步實現趕超目標。東、西、中部綠色技術效率標準差系數分別為0.545、0.512、0.375，這反映了對外開放程度較高的沿海地區所面臨的

4.3綠色技術效率的影響因素分析

影響因素的估計結果見表1的效率方程。根據SFA模型，對影響綠色技術效率的變量，負的參數值表示具有正的邊際效應，而正參數值則相反。

（1）技術層面影響分析。模型2表明，技術研發、技術引進、技術溢出對區域綠色技術效率分別具有顯著的正、負、正的影響。一般而言，引進成熟的技術能夠提升自身的技術水平及生產效率，但這是建立在一定的技術與管理能力基礎上的：既需要克服技術貿易壁壘的制約，有效引進適宜當地經濟發展水平的綠色技術；還需要依托自身的技術儲備和能力，有效地進行技術的消化、吸收和改造，才能為我所用。只有有針對性地引進與地區經濟發展水平及資源環境條件相適應的技術，才能真正起到提升區域綠色技術效率水平的作用，否則會起到負面的影響。研發經費正的邊際效應表明：我國創新資源投入整體上提高了各地區技術水平，對節約生態資源、保護環境起到積極的作用。技術溢出一般強調地理鄰近的影響，但也有研究[16]表明地理鄰近既不是技術溢出的充分條件，也不是必要條件。對我國而言，交通通訊基礎設施的充分發展大大加速了人員、物質與信息的流動，加速了區域間多維鄰近下創新互動，這對影響技術溢出的關鍵因素——緘默知識的傳播起到積極的促進作用。

（2）制度及產業層面影響分析。出口依存度、民營資本活躍度對綠色技術效率都有正向影響，且統計顯著。實證結果不支持“污染避難所”的理論，而是認為：國際環境標準以及國際市場的競爭壓力有利于我國綠色技術水平提高。雖然生態輸出會加大地區生態足跡，但綜合而言，出口依存度促使地區綠色技術效率達到更高的水準；民營資本的提升有利于提高市場的運作效率，但在政策監管不力的情況下，市場無法有效解決資源環境外部性問題，這就使得該指標對綠色技術效率僅產生有限的正影響。外資對各地綠色技術效率具有負的影響，但統計上并不顯著。產業層面，工業比重對區域綠色技術效率有負面影響。第二產業的發展增加了資源消耗，造成生態足跡劇烈增加。當第二產業內部處于產業鏈高端的部分（如高新技術產業）所占比例增加時，對生態資源的占用會減小，將有利于綠色技術效率提升，這表明工業結構有較大的優化空間。產業污染治理對綠色技術效率的負面影響，反映了污染治理未能有效地嵌入經濟生產，其對生產的約束效應與擠出效應未得到有效克服。與預期相反，服務業比重具有較大的負的邊際效應，這與生態足跡投入指標有關：第三產業發展對城市化作用日益突出，較高的服務業比重往往意味著較高的城市化水平。這可能導致過度的環境資源負荷（比如大量的汽車尾氣排放導致較大的碳足跡、高消費水平等），較高的生態資源占用及較大的生態足跡投入，降低了綠色技術效率。這解釋了三大直轄市綠色技術效率相對較低的原因。

5結論與啟示

以綠色技術及綠色GDP核算理論為指導，本文把環境、資源因素納入到SFA模型，利用隨機前沿超越對數生產函數測算出各地區2001-2010年綠色技術效率；并從技術、制度、產業三個層面對綠色技術效率的影響因素進行解析，得到以下結論：

第一，與傳統技術效率比較，我國綠色技術效率整體水平較低，雖然表現出上升的趨勢，但綠色技術效率值變化緩慢、呈現逐步累積的特點；綠色技術效率仍然表現為東高西低的區域特征；與傳統技術效率比較，東部效率值有所下降，而中西部效率值有所上升；尤其是中部地區，生態資源投入相對節約的特征明顯。這表明東部發達地區應進一步優化結構，加大資源利用效率，引領中西部的學習效應及綠色技術效率的提高。

第二，我國創新資源投入整體上提高了各地區技術水平，對節約生態資源、保護環境起到積極的作用；技術引進必須以自身的技術儲備和能力為依托，進行消化、吸收和改造，才能真正提升區域綠色技術效率水平，否則會起到負面的影響；技術溢出對區域綠色技術效率顯著重要影響，反映了我國便捷高效的交通通訊基礎設施的充分發展，有效促進了多維鄰近下創新互動。

第三，出口導致的生態輸出會加大地區生態足跡，但國際環境標準以及國際競爭有利于我國綠色技術水平提高。民營資本的提升有利于提高市場的運作效率，但在制度不嚴、缺乏監管的情況下，資源與環境的外部性使得該指標對綠色技術效率僅產生有限影響，只有嚴格的制度保障才能有效解決“市場失靈”問題。

第四，工業比重對區域綠色技術效率的負面影響，說明我國工業發展過程中資源的利用效率有待提高。而服務業比重對區域綠色技術效率產生的較大負面影響，則可能與城市化過程中過度的環境資源負荷與較高的生態資源占用有關。只有堅持結構優化、強化環境資源政策，才能逐步提高各地區綠色技術效率水平。

（編輯：尹建中）

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