基于規模報酬可變假設的城市環境績效評價及其成因分解

陳曉紅，周智玉

(中南大學 商學院,湖南 長沙 410083)

一、引言

中國經濟高速增長取得的成就引世人矚目，伴隨產生的資源消耗和環境污染問題也受到各方關注。近年來，我國在成長為世界第二大經濟體的同時，二氧化硫排放量和二氧化碳排放量都已位居世界第一。在此背景下，如何科學、客觀地評價發展過程中的環境績效，并有效地對現有環境績效的形成原因進行分解分析，成為環境管理需要解決的一個重要課題，引起學術界的廣泛討論。

城市是環境管理中一類重要的對象，首先，它是產業發展、社會服務、人口承載的集聚區，既是人類經濟、社會發展的精華，又是能源消耗、污染物排放的集中區；其次，城市是環境管理中連接宏觀和微觀的關鍵層級，它既接受上級政府的統一環境規制和監管，又擁有自身獨立的環境管理職權，既可以在宏觀層面上進行規劃優化和調整、政策制定，又可以在微觀上直接監督、干預園區和企業的生產活動和環境行為。因此，城市的環境績效較為直接地反映了政府宏觀和微觀環境管理活動實施的成效，對城市環境績效的評價和成因分解也最為直觀地為政府評估和改進其環境管理提供了參考依據。

為此，本文將城市視為獨立決策單元，嘗試以測算城市投入產出的相對效率為思路，以方向距離函數和環境DEA生產技術為基礎，構建潛在產出測量模型來測量城市的環境績效，引入曼奎斯特—倫伯格指數實現對城市環境動態績效的評價，并通過對上述兩種績效評價結果的分解，探究造成城市環境績效差異的原因，據此提出相關政策建議。

本文內容結構安排為：第二部分對環境績效評價相關文獻進行簡要綜述，第三部分為城市環境績效測量，第四部分為城市環境績效差異成因分解，第五部分為結論與政策建議。

二、文獻綜述

環境績效評價的概念在國外最早出現于20世紀60年代末期，相關的理論研究到20世紀90年代逐漸豐富起來，主要研究工作圍繞著微觀的企業環境績效評價展開，集中在環境績效的內涵、評價指標等方面。在環境績效的內涵上，Gray(1993)從信息披露的角度，認為企業環境績效應包括該企業環境政策、環境計劃、環境會計、環境和可持續發展活動管理等5方面[1]。Corbett(2002)認為企業環境績效指企業環境管理活動取得的成效，既包括生產活動造成的直接環境直接影響，也包括企業制度、文化等方面包含的環保意識[2]。在環境績效評價指標方面，國際標準化組織(ISO)(1999)發布了ISO140315環境績效評價標準，提供了一個包含環境狀態指標、管理績效指標、經營績效指標等三方面指標的環境績效指標庫[3]。Henri(2008)認為環境績效指標包含了針對環境管理問題的關鍵量化信息，從環境管理法規、環境管理目標和公共補貼等三方面探討了指標的需求和使用[4]。此外，聯合國貿易與發展會議(ISAR)[5—7]、世界可持續發展工商理事會(WBCSD)[8]、加拿大特許會計師協會(CICA)[9]等機構也都發布了環境績效或生態效率評價指標體系。

我國環境績效評價方面的研究興起于2000年前后，在研究的范圍上拓展到了區域環境績效評價層面。楊東寧等(2004)等先后對環境績效的內涵進行了拓展，定義環境績效為政府或組織進行環境管理所取得的經濟效益和社會效益[10]。在區域環境績效的實證研究方面，有對國家和地區層面的研究，如楊文舉(2009)運用DEA方法對我國分地區環境績效及其影響因素進行了實證研究[11]，認為我國地區工業的相對環境效率總體水平比較低，但整體上得到了較為明顯的改善，其改善主要源于技術進步，惡化則源于生態效率惡化；也有對城市群和城市層面的研究，如張偉等(2011) 對長三角都市圈城市群全要素能源效率及其成分進行了測度，得出了能源的過度使用以及廢氣的過度排放導致長三角都市圈能源效率增長率和能源使用技術效率增長率的降低等結論[12]。彭靚宇(2013)[13]、王金鳳等(2011)[14]分別運用“壓力—狀態—響應”模型、層次分析法對天津、揚州等城市的環境績效進行了評價，并分析了導致相關城市環境績效變化的影響因素。另一些學者則關注了資源環境效率與經濟增長之間的關系。如涂正革和肖耿(2009)在實證研究中證實了隨著中國環境全要素生產率逐步提高，環境約束對經濟增長的抑制作用在逐漸減弱[15]。王兵等(2010)通過對我國環境全要素生產率與市場全要素生產率兩大指標的考查，揭示了兩者變化中呈現的相互背離的趨勢，由此說明我國節能減排之路還任重而道遠[16]。陳詩一(2010a、2010b)構建基于方向性距離函數的分析模型測算了中國工業全要素生產率，并對2009—2049年節能減排的損失和收益進行了模擬分析，提出了工業生產與節能減排雙贏發展的最優路徑[17—18]。

通過已有研究文獻的梳理，可以發現國內外關于環境績效評價的研究成果已頗豐，但還存在著一些遺憾：對于城市層面的環境績效評價和成因分析的研究還不多，尤其是對處于同一行政區劃內的多個城市間的對比研究很少；另外，在使用DEA方法對環境績效進行測算時，絕大多數情況下仍然遵循規模報酬不變假設，沒有考慮規模報酬可變的情形。本文與以往研究的不同之處在于：(1)根據城市環境績效形成的特點，在采用DEA方法測算環境績效時遵循規模報酬可變假定，在估算多個經濟社會發展差異較大的城市環境績效時更加準確；(2)選取處于同一省域內的多個同級別城市作為研究對象，有利于比較和揭示在同一環境規制條件下，城市環境績效動態變化的成因。

三、城市環境績效測度

1.基于潛在產出測量的環境DEA模型

(1)

其中，βs、βf分別為Decision Making Unit (DMU)A各種期望產出和非期望產出的潛在產出比例；pA是加權潛在產出比例測度，越小意味著環境績效越好，當其為0時，說明所測量的DMUA處在當前生產結合中的前沿面上；ws、wf分別為各種期望和非期望產出的權數，它們事先根據環境管理中對期望和非期望產出的控制程度設定，總和為單位1。zc為強度變量，是對第c個觀察值設定非負權重，總和不大于1，體現了生產技術可為規模報酬可變；θ為修正系數，大于0且無限逼近0，表明規模報酬可變情況下的生產可能性集合不包括零點。

2.指標選擇與數據來源

本文運用“多投入—多產出”的DEA模型，以湖南省下轄的13個地級市(不含湘西自治州)為實證研究對象，對城市環境績效進行測量，考察的時間區間為2007—2012年。其中，“投入”是指資本、勞動力和能源等生產要素的投入，“產出”則包括期望產出和非期望產出兩類，期望產出為城市國內生產總值，非期望產出為各類環境污染物的排放。根據評價對象的特點，研究者在具體指標選擇上一般有所側重和不同。

(1)資本投入。資本投入常用“資本存量”這一指標來衡量[12，20，23]，本文參考張軍等(2004)的測算方法[24]，采用“永續盤存法”，以2000年為基期按不變價格計算得出資本存量數據。計算方法為Ki,t=Ii,t+(1-δi,t)Ki.t-1，其中Ki,t是城市i第t年的資本存量，Ii,t是城市i第t年的投資，δi,t是城市i第t年的固定資產折舊率。

(2)勞動力投入。勞動力投入水平理論上由勞動力的投入數量、素質和勞動時間來決定，但由于在城市層面，勞動力素質和勞動時間方面的數據難以獲得，本文選取各城市歷年從業人數作為勞動力投入量指標。

(3)能源投入。作為投入量指標，能源方面主要選取了各城市歷年的能源消費總量作為能源投入數據，采用的是統計中把煤炭、石油制品等能源的消費量轉換成統一單位“噸標準煤”加總而成的數據。

(3)期望產出。參考相關研究中的通行做法，選取各城市歷年GDP作為期望產出指標，采用的是按2000年不變價格折算的各城市歷年實際GDP。

(4)非期望產出。國內外相關研究中，學者對非期望產出指標的選取存在一定程度的差異[12，15-18，21]，根據評價對象的不同，非期望產出指標通常從工業廢氣、二氧化硫、二氧化碳、氮氧化物排放量等指標中選取。本文研究的對象是城市環境績效，影響城市環境的污染因子主要有二氧化硫、氮氧化物排放量，懸浮顆粒物濃度，以及化學需氧量、氨氮排放量等，考慮到數據的連續性和可得性，在大氣和水環境污染因子中分別選取二氧化硫(SO2)排放量、化學需氧量(COD)排放量作為非期望產出指標。城市環境績效評價的主要投入、產出指標情況見表1。

表1 城市環境績效評價主要投入產出指標

本文所有數據均來自于相關年份湖南省及各市統計年鑒、環境狀況公告、政府部門報告。

3.計算結果及分析

運用本文構建的環境DEA模型，采用分析軟件對搜集到的數據進行計算，得出湖南省各地級市2007—2012年環境績效水平，計算結果見表2。

表2 湖南省各地級市環境績效水平計算結果

從計算結果中可以看出：

(1)位居全省環境績效水平前列的兩個地級市是長沙和張家界，但兩市實現良好環境績效的方式是截然不同的。長沙市2012年實現GDP6399.9億元，位居全省第一，由于近年來大力發展高新技術產業、戰略性新興產業，加大淘汰高污染、高耗能、資源型企業的力度，經濟發展質量得到有效提升，2012年單位GDP能耗僅為0.60噸標準煤/萬元，為同期全省所有地級市中最低值。張家界市則以旅游服務、現代農業為主導產業，2012年實現GDP338.99億元，總量位居全省最末，但由于其主導產業能耗低、污染少，特別是基本不存在工業污染，使得其環境績效水平也位居全省前列。

(2)其他地級市環境績效分布呈現較大程度差異，環境績效測算值在0.8～1.0之間的地級市為衡陽、株洲、常德、岳陽；在0.7～0.8之間的地級市為湘潭、永州、邵陽；在0.6～0.7之間的地級市為郴州、懷化、益陽、婁底。這些地級市在固定資產投資、勞動力投入等方面的效率差異不很顯著，能源消費方式是決定其環境績效水平差異的關鍵因素，如環境績效水平測算值較低的婁底市，其2012年單位GDP能耗為1.70噸標準煤/萬元，幾乎為長沙單位GDP能耗水平的3倍。

(3)由長沙、株洲、湘潭、衡陽、岳陽、常德、益陽、婁底八市組成的環長株潭城市群平均環境績效水平略高于全省平均水平，這說明環長株潭城市群作為湖南省區域經濟發展的重點區域，在貢獻了全省80%以上GDP的同時，在轉變發展方式、提高發展質量方面也取得較大進展，由于其卓有成效的資源集約節約利用和環境治理，為全省環境績效的優化做出了貢獻。

四、城市環境績效動態分析與成因分解

1.動態環境績效評價指數

為了進一步探究城市環境績效動態變化的趨勢及其成因，我們引入共同前沿曼奎斯特—倫伯格(Meta-frontier Malmquist-Luenberger，MML)指數，在前文基于潛在產出的環境績效測算的基礎上，進一步計算動態環境績效評價指數(Dynamic Environmental Performance Assessment Index，DEPAI)。

動態環境績效評價指數(DEPAI)又可以進行進一步分解，如式(3)所示：

=EC×BPC×TGC

動態環境績效分解的結果中，EC指要素配置效率變化項，表示兩個時期要素配置效率的相對變化率；如果EC>1，則表示要素配置效率的改善，如果EC<1，則表示要素配置效率的惡化。BPC則測度技術進步水平，BPC>1，則認為于技術進步。TGC測度技術缺口比率的變化，反映了特定城市平均技術水平與所有城市中最先進技術水平的差距變化，當TGC>1時表明其所測量的城市所有城市中最先進技術水平的差距在縮小。

2.城市動態環境績效評價結果與分解

根據動態環境績效評價指數定義及前文計算數據，采用分析軟件對湖南省各地級市2007～2012年間動態環境績效評價指數進行計算，結果見表3。

表3 湖南省各地級市動態環境績效評價指數計算結果(2007～2012年平均值)

從計算結果中可以看出：

(1)2007年至2012年的5年間，全省13個地級市平均動態環境績效評價指數為1.008，動態環境績效評價指數大于1的城市有8個，表示全省地級城市環境績效整體上發生改善。從各地級市的改善程度而言，改善程度最大的是株洲市，說明株洲市作為老工業基地，以獲批國家“兩型社會”建設綜合配套改革試驗區為契機，在推進產業轉型升級、城鄉環境整治、綠色出行改革、城市管理提質等方面均取得了切實成效，已由曾經的“全國十大污染城市”轉變為以現代工業文明為特征的生態宜居城市。其他環境績效改善程度較大的地級市還有長沙、常德，其改善水平均高于全省地級城市平均改善水平。

(2)從動態環境績效的成因分解來看，為環境績效改善做出主要貢獻的因素是技術進步。值得一提的是，13個地級市在此方面都表現出了改善的趨勢，說明各地級市政府把實施創新驅動發展戰略放在轉變經濟發展方式的首位，以科技創新推動兩型社會建設取得了切實的成效。

(3)技術缺口(即生產集合中一般生產者與領先生產者之間的技術差距)總體上表現為縮小趨勢，為環境績效改善做出了一定貢獻。但也應該看到，衡陽、岳陽、永州、懷化等地級市出現了技術缺口擴大的情況，這說明先進的低碳、清潔技術的推廣應用仍然表現出不均衡性，非中心城市尤其需要低碳、清潔技術推廣政策的普惠覆蓋甚至傾斜支持。

(4)在要素配置效率上，總體表現為微弱降低，大多數地級市五年間的要素配置效率沒有出現顯著變化，說明雖然通過多年的兩型社會建設改革，在環境績效領域優化要素配置效率的空間仍然很大，要重視改革試點成果的全面推廣和覆蓋，從而充分釋放出深化改革在優化經濟發展方式、提升環境績效方面的巨大紅利。

五、結論與政策建議

城市環境績效的評價及其成因分解是環境管理中富有積極實踐意義的重要課題。本文通過構建基于規模報酬可變假設的環境DEA模型，引入共同前沿曼奎斯特—倫伯格指數，力圖更加科學、準確地測量城市環境績效及其動態變化趨勢，并對其成因進行分解。通過對湖南省地級市環境績效的實證分析，得出以下結論。

(1)湖南省各地級市環境績效呈現出較大程度差異。通過對湖南省各地級城市環境績效水平的測量，可以看出城市間環境績效水平存在較大差異，得分差距較大。深入分析造成這種差距的原因，除了資源稟賦的不同外，發展方式的差異是關鍵內因。中低環境績效城市資源利用方式仍然較為粗放，對比分析各城市的投入產出指標發現，代表能源消費方式的單位GDP能耗指標是引起環境績效差異的主要因素，全省地級市中最低水平值幾乎是最高水平值的3倍。

(2)高環境績效水平城市的發展模式不盡相同。環境績效水平測量結果顯示，長沙市和張家界市是湖南省環境績效水平最高的城市，但深入分析不難發現，兩者實現高環境績效的發展模式并不相同。長沙市主要通過大力發展高新技術產業、戰略性新興產業，加大淘汰高污染、高能耗、資源型企業的力度；張家界市則主要通過發展旅游服務、現代農業等生態產業為主。雖然它們GDP總量差異很大，但都實現了良好的環境績效。

(3)城市環境績效的改善是多種因素共同作用的結果。通過對湖南省各地級市動態環境績效的評價和成因分解，我們發現技術進步是推動城市環境績效改善的共同重要原因，其次技術缺口縮小也為環境績效改善做出了貢獻，要素配置效率提高對環境績效改善的促進效果目前尚不明顯。

基于上述發現，對未來改善城市環境績效的政策措施，提出以下建議。

第一，要科學、準確地確定城市發展定位、制定發展規劃。取得良好的環境績效，道路和模式并不是一成不變的，長沙和張家界不同的發展道路就是生動的說明。已經具有較強工業基礎的城市可以借鑒長沙的發展經驗，突出科技創新的驅動引領作用，大力發展高新產業、戰略性新興產業、現代服務業，加快淘汰退出高污染、高耗能、資源型企業，實現城市發展質量的提升和發展方式的轉變。工業化程度尚不高、生態優勢明顯的城市，可以選擇差異化的發展模式，發展具有當地特色的旅游觀光、現代農業等生態產業，充分發揮生態資源的內涵價值。

第二，要著重推進老工業城市的轉型升級。老工業城市由于其產業結構中重化工業比重偏大，歷史上環境治理投入不足、積累的環境問題較多等因素，環境績效水平大多不高，如從湖南省地級市的實證研究看，婁底、邵陽、湘潭等老工業城市普遍處于中低環境績效水平。要實現其環境績效的提升，需要綜合施策，多措并舉，方能取得較好效果。

實證研究結果證明，湖南省地級老工業城市中株洲的環境績效改善最為明顯，其城市轉型升級的實踐成效也受到國內外的廣泛贊譽，有關做法可以作為典型經驗加以推廣。在產業轉型升級上，一手推進綠色、低碳的產業發展，大力扶持軌道交通、航空動力、汽車、文化旅游、現代農業等新興主導產業；一手抓好節能減排、落后產能淘汰，推進大型重化工業企業的整體搬遷、退出，關停長期不能達標的污染企業。在環境治理方面，一手抓好城市環境的治理和修復，實施清水塘重金屬污染治理重點工程，完成歷史積累的重金屬底泥、廢渣清理處置；一手推進城鄉環境同治，創造了“城鄉環境同治的攸縣模式”，實現農村垃圾100%就地處理；在城市管理提質上，一手推進城市的美化、亮化、綠化、數字化工程，大力推進建筑節能和可再生能源應用，實現24小時、無死角的數字化城市管理；一手為市民提供清潔、便捷的公共交通網絡，將全市城區公交車全部置換成混合動力公交車，建立了包含2萬輛自行車的公共自行車租賃系統。通過多管齊下，實現工業、建筑、交通等多領域能耗、排放的同步降低，環境績效改善顯著。

第三，要發揮技術進步在環境績效改善中的主導作用。實證研究結果表明技術進步對環境績效的改善發揮了強有力的支撐作用，應當進一步完善科技創新支持政策，通過創建自主創新示范區、鼓勵加大研發投入、創新金融支持方式等一系列支持舉措，促進科技成果的研發和轉化。特別要重視環境產權市場與知識產權市場的對接，通過反映資源稀缺性的環境產權價格體系，促進環境科技創新成果的價值提升和轉化應用。

第四，要充分發揮深化改革的環境紅利效應，深化改革探索和推廣普及改革成果并重。根據黨的十八屆三中全會的要求和部署，要深入推進生態文明制度改革，包括健全自然資源資產產權制度和用途管制制度，劃定生態保護紅線，實行資源有償使用制度和生態補償制度，改革生態環境保護管理體制等方面。我們一方面要不斷深化資源環境領域的各項改革探索，創造出成功的改革經驗、模式，另一方面更要抓緊推廣普及已經成熟的改革成果，促使環境資源要素配置效率將不斷提高，讓改革紅利不僅產生出其經濟效益，也貢獻出巨大的環境效益。

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