中國省際環境全要素生產率及其影響因素分析

李小勝+余芝雅+安慶賢

摘要

改革開放以來中國經濟取得到了快速發展，但與此同時，我國很多環境污染指標在世界排名也顯著提高。那么中國的經濟增長是否是造成環境污染的原因？經濟增長對環境一定是有害的嗎？也就是環境庫茲涅茨曲線在中國是否存在？圍繞著這些問題國內外學者進行了大量有益的探討。但是很多文獻都是利用人均收入和人均排放關系來識別是否存在環境庫茲涅茨曲線。這種方法的缺點是沒有認清這兩者都是生產過程的產出，是生產過程中的投入導致產出的結果。忽略生產過程中的投入和產出組合的效率變化，只研究兩個產出之間的關系會影響傳統的環境庫茲涅茨曲線檢驗基礎，也妨礙環境效率影響因素的識別。正是循著這個方向，很多學者構建了一個綜合的環境績效指標。通過研究環境績效指標與人均收入之間的關系來識別是否存在環境庫茲涅茨曲線。基于此，本文利用中國30個省份1997-2011年經濟增長和污染排放數據，利用考慮環境的數據包絡模型研究了環境全要素生產率指數及其分解。研究發現：考慮環境因素的全要素生產率指數年均增長2.94%，環境全要素生產率指數的增長主要來自技術進步指數。影響環境全要素生產率指數的空間面板Tobit回歸模型表明，人均收入對環境全要素生產率增長產生正向的作用，這表明經濟發展水平越高，經濟與環境的協調性越好。人均收入的平方項系數為負，表明環境全要素生產率的庫茲涅茨曲線存在。對外開放水平高導致環境全要素生產率的下降。技術進步始終是環境全要素生產率增長的積極原因。

關鍵詞 距離函數；環境全要素生產率；空間面板Tobit回歸

中圖分類號 F124 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2014）10-0017-07 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2014.10.004

改革開放以來我國經濟取得到了快速發展，按照可比價計算1978-2011年我國經濟年均增長速度達到9.7%，2010年中國經濟取代日本成為世界上第二大經濟體。但與此同時，我國很多環境污染指標在世界排名也顯著提高。目前中國的多個城市環境污染在世界的排名都是靠前的。在人均收入取得較快速度增長的同時人們對環境的要求隨之越來越高，國際社會對中國的環境指責和準備針對中國出口產品征收環境稅等要求日益增多。那么中國的經濟增長是否是造成環境污染的原因？經濟增長對環境一定是有害的嗎？也就是環境庫茲涅茨曲線在中國是否存在？圍繞著這些問題國內外學者進行了大量有益的探討。

Grossman和Krueger^[1]研究了北美貿易協定對環境的影響，他們發現多種污染物與人均收入之間存在一種倒“U”型關系。幾乎同時Panayotou等^[2]人也得到了類似的結果，并且Panayotou首次將這種倒“U”型關系稱之為環境庫茲涅茨曲線。隨后很多學者對不同國家的環境污染指標與經濟增長進行計量檢驗，得到的結論幾乎是喜憂參半，一部分學者支持環境庫茲涅茨曲線存在，另一部分學者不支持環境庫茲涅茨曲線的結論。同樣，國內很多學者對特定的環境污染指標與經濟增長之間的關系，利用不同的計量方法設定后進行檢驗，如包群等^[3]、蔡昉等^[4]、李小勝等^[5]，他們得到的結論和國外的研究結論是基本一致的。Jobert等^[6]認為環境污染指標與經濟增長指標之間的關系如何，這主要受到污染指標的選取、解釋變量的選取、數據處理、計量方法選擇和函數的形式設定等不同而不同。目前這一觀點基本受到了認可。

但遺憾的是，上述文獻都是利用人均收入和人均排放關系來識別是否存在環境庫茲涅茨曲線。這種方法的缺點是沒有認清這兩者都是生產過程的產出，是生產過程中的投入組合導致產出的結果。忽略生產過程中的投入和產出組合的效率變化，只研究兩個產出之間的關系會影響傳統的環境庫茲涅茨曲線檢驗基礎，也妨礙環境效率影響因素的識別^[7]。正是循著這個方向，很多學者構建了一個綜合的環境績效指標。Zaim和Taskin^[7]采用雙曲線型的效率測度方法，對OECD國家的環境效率進行測量。Zhou等^[8] 基于環境生產技術構建了環境導向的距離函數，研究了1997-2004年世界前18個碳排放大國的CO2排放全要素生產率，并利用DEA技術從“多投入和多產出”的角度研究環境效率，這種方法比傳統的利用“單投入單產出”更加全面和客觀^[8]。國內王群偉等^[9]采用與Zhou等^[8]相同的方法構造環境效率指數，并且利用面板回歸和面板協整模型分析了環境效率的影響因素。

上述的文獻都注意到應用全要素的角度來度量環境效率，但是有些研究中沒有考慮能源投入問題，實際上很多污染指標是與能源使用有一定的關系。其次，很多研究中的非期望產出只采用一種污染指標作為非期望產出，代表性有可能不夠。為了避免這種遺漏變量問題，本文將能源消費看成與資本投入和勞動投入一樣，是一種重要的投入要素。對于期望產出，本文和通常的文獻一樣將各地區的生產總值作為代表。但是非期望產出，本文采用SO2排放和CO2排放這兩種污染指標。最后，上面的文獻一個重要缺陷是對環境全要素生產率指數和環境效率指數等的影響因素測量，采用的都是普通線性回歸或面板回歸的方法。本文正是考慮了上述研究的這些問題，借助Zhou等^[8]測定環境全要素生產率指數和環境效率的研究方法。首先，得到我國省際之間環境全要素生產率指數及其分解；其次，應用空間面板Tobit模型對影響環境全要素生產率指數的因素進行研究；最后，是本文的實證結果分析和一些政策建議。

公式（7）表示地區i利用t+1時期的投入和產出量，以t時期的技術為參照，而計算的效率大小。同樣還有三個距離函數可以通過上面的規劃問題求得，這些距離函數只需將約束條件中的上標時間進行更換就能得到。

2 數據來源

根據環境導向的距離函數設置和環境全要素生產率計算要求，我們需要資本存量、從業人員、能源消費和地區生產總值以及非期望產出SO2和CO2排放的數據。對地區資本存量我們采用永續盤存法進行核算，可以用公式Kit=Kit-1（1-δ）+Iit來表示，其中δ表示折舊率，本文認為折舊率為10%，這也是很多文獻采用的折舊率。投資數據很多文獻都采用的是固定資本形成總額數據，本文也采用該指標，這個指標直接從中國統計年鑒上可以找到。投資品的價格指數我們采用固定資產投資價格指數來表示。由于1997年前部分地區的很多數據不全，本文只研究了1997-2011年中國除西藏、港、澳、臺地區的30個省份情況。對于期初的資本存量，由于我們研究的期限是1997-2011年，采用1997年的固定資本形成總額除以折舊率10%和1997-2011年各省份GDP的平均增長速度得到，這樣就得到了以1997年為基期的資本存量數據，單位為億元。勞動力本文采用年底就業人員數的平均值表述，單位為萬人。能源消費數據來自《中國能源統計年鑒》，單位是萬 t標準煤。好產出用各地區的地區生產總值表示，單位為億元，按照年鑒中提供的地區生產總值發展速度指數折算成不變價。中國各種統計年鑒中沒有CO2排放量的直接統計數據，本文采用肖明月、方言龍的核算方式得到，單位為萬 t^[10]。SO2排放的數據直接來自《中國環境統計年鑒》，單位為萬 t。

3 環境全要素生產率分析

根據我們收集整理的中國30個省份1997-2011年數據，以及環境導向的距離函數公式（7）等，我們能得到四種距離函數。在得到距離函數后，可以根據公式（4）得到1998-2011年的環境全要素生產率指數及其分解的技術效率指數和技術進步指數。通過分析我們發現絕大多數省份這些年環境全要素生產率是上升趨勢的，特別是廣東、貴州、湖南上升的趨勢比較明顯。但是我們也發現部分省份的環境全要素生產率出現下降的趨勢，例如安徽省和天津市，但占總省份的數目不多。環境全要素生產率上升的階段，也是我國“十一五”和“十二五”時期政府對節能減排工作的重視階段，這個時期我國多數省份也都經歷經濟結構調整過程，產業結構逐漸趨向合理，資源利用效率逐漸提高，環境保護意識日益增強。

雖然環境全要素生產率雖然是上升的，但是波動還是比較劇烈的，從最高的1.847 4，到最低的0.372 5。從表1中各個省份的1998-2011年的平均值情況來看其波動的特征也比較明顯。30個省份環境全要素生產率指數（MCPI）在1998-2011年年均增長為2.94%，北京的環境全要素生產率在這30個省是增長最快，年均增長22.27%，其次是江蘇年均增長18.36%，和排名第一的北京相差3.91個百分點。湖北、上海、廣東、海南、福建、河北、浙江、天津這八個省份的環境全要素生產率也是年均增長率在10%以上。部分省份也出現了環境全要素生產率的下降，例如，湖南、江西、內蒙古等地區，但從總的趨勢看，這些省份的環境全要素生產率還是上升趨勢的。從這些平均值我們也總結出一個現象，環境全要素生產率比較低或者出現下降的省份，多數是中、西部地區，如山西、內蒙古、吉林、黑龍江等；而經濟發達地區的環境全要素生產率不約而同的出現了上升。隨著發達地區環境保護意識增強和處罰力度的加大，省份間產業發生轉移的現象比較普遍，一些能源消耗多、污染排放大、低效率行業逐漸被轉移到中西部地區。這種現象導致中國總的環境污染排放并沒有下降的趨勢。從表1我們還得到一個非常有意義的現象，我國環境全要素生產率的上升主要來自技術進步的提高，技術效率的貢獻幾乎沒發生變化。這種現象表明各地區提高技術進步的同時應該在效率方面下功夫，只有效率提高了才是一種內涵式的發展方式。

為了理解各省份環境全要素生產率波動的原因，我們從時間維度來理解波動的原因。隨著這些年中國環境保護的重視以及中國加入一些國際性的環境保護協定的要求，我國環境全要素生產率整體上有了較大的提高。雖然各省份的波動比較大，但是逐年的環境全要素生產率總體上也是上升趨勢的。表2顯示我國環境全要素生產率從1998年的0.868 8上升到2011年的1.132 5。特別是進入21世紀后的這11年只有2003和2005年發生了環境全要素生產率的下降，其余年份，年均的增長速度都在6%以上。從時間維度來看環境全要素生產率的增長也主要來自技術進步。從上面的分析我們可以看出整體上中國的經濟增長速度和環境質量之間的協調性越來越好。

產率的提高隨著人均收入的提高也是有一定的極限，是否到了零界點與經濟的發展水平是相關的。其次，經濟結構的系數為-0.155 1，表明經濟結構的變化導致環境全要素生產率的下降，這一點與我國的當前現實經濟是密切相關的。數據顯示我國2005年后的重工業化的傾向日益嚴重，由于重化工業是能源消耗密集型行業，隨著排放的污染氣體增多，對中國的環境全要素生產率起到一定的阻礙作用，這一結論與采用基于投入產出表的兩級分解技術得到的結論是一致的。對外開放水平對環境全要素生產率的影響系數為-0.002 5，產生阻礙作用。技術進步對環境全要素生產率的作用系數為0.033，且在5%的顯著性水平下顯著，技術進步的符號符合理論的預期，一方面技術的進步有效的降低了能源的消耗，而能源的消耗與污染的排放是直接相關的。另一個方面技術的進步會導致污染控制技術和清潔生產技術的大量應用，隨之環境全要素生產率出現上升情況。

從上面的四個模型分析我們可以看到，雖然各個模型估計的系數都是符合經濟理論意義的，但是空間面板Tobit模型有效的考慮了空間效應和截斷分布情況，得到的結果更為可靠。最重要的是模型的顯著性比前面的三個模型都提高了，特別是技術進步在前面的模型中都不是很顯著，隨著空間效應的引入，這個變量的顯著性發生了明顯的改變。

5 結論與政策含義

通過環境導向的距離函數，我們計算了環境全要素生產率指數及其分解。從上面的分析看，無論是從省份分析，還是從時間維度分析，1998-2011中國的環境全要素生產率指數都是上升的。影響環境全要素生產率因素的空間面板Tobit回歸模型分析表明，經濟增長因素對環境全要素生產率產生正向的作用，該系數顯著，且系數值較大，是促進環境全要素生產率指數上升的主要力量。人均收入的平方項對環境全要素生產率的影響系數為負，表明對于環境全要素生產率的庫茲涅茨曲線存在。以工業產值占GDP比重表示的經濟結構指標，對環境全要素生產率指數的作用為負，工業化降低了環境全要素生產率指數的上升。對外開放水平高并沒有導致環境全要素生產率的上升，反而起到了消極的作用。技術進步是促進環境全要素生產率指數增長的重要因素之一。

從上面的分析我們可以看出，技術進步無論是在全要素生產率構成中，還是影響環境全要素生產率指數分析中都表明是主要力量和因素。這給我們的啟示是：①今后應該繼續加大技術進步的力度，技術進步一方面能加快經濟發展的速度，另一方面能夠減少能源消費，減少污染排放，是提高環境全要素生產率的主要渠道。②東部和經濟發達省份在保持環境全要素生產率繼續增長的同時，應進一步發揮區位優勢，在推動技術創新的同時繼續引進國際上環保的生產技術，借鑒國外的先進管理經驗，保證自身的環境全要素生產率穩步提高，從而產生輻射帶動西部地區技術和管理經驗的提高。西部地區在模仿和創新的同時，在世界產業轉移的過程中不能一味追求GDP的上升，今后更應該注重是否滿足節能環保要求，發展適宜性的技術和產業。③對外開放水平并沒有帶來我國環境全要素生產率的上升，這與我國長期處于在國際分工中價值鏈的低端，生產的是一些“高污染、高能耗、高排放”的產品有一定的關系，我國出口的產品主要是一些資源消耗大的產品，今后應該通過稅收和行政手段控制這些行業的出口，扭轉這種局面。④工業化阻礙環境全要素生產率的提高。我國新一輪工業化對環境全要素生產率產生了嚴重的負面影響。所以只有合理的經濟結構才能真正的降低環境污染，提高效率，走上可持續發展和綠色的經濟發展道路。

（編輯：田 紅）

參考文獻（References）

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[11]Anselin L. Spatial Econometrics： Methods and Models[M]. Kluwer，1988.

Influencing Analysis on Chinese Provincial Environmental Total Factor Productivity

LI Xiaosheng1 YU Zhiya1 AN Qingxian2

（1.Department of Statistics， Anhui University of Finance and Economics， Bengbu Anhui 233030， China；

2. School of Management， University of Science and Technology of China， Hefei Anhui 230026， China）

Abstract Since the reform and openingup， Chinese economy obtained a rapid development. But at the same time， many environmental pollutions indexes of China increased significantly among the world ranking. Whether Chinese economic growth is one of the causes of environmental pollution？ Is economic growth harmful to the environment？ Does the environmental Kuznets curve exist in China？ Based on these problems， domestic and foreign scholars carried out many beneficial discussion. But a lot of studies only use per capita income and per capita emissions to recognize the existence of environmental Kuznets curve. The disadvantage of this method is that it considers the process from the aspects of production outputs， which are consequences of the combination of inputs. Thus， it ignores the efficiency change in the production process. Only studying the relationship between the two kinds of outputs will affect the base of judging environmental Kuznets curve， and also hinder the recognition of the environmental factors. According to this proposition， many scholars have constructed a comprehensive index of environmental performance. Recognizing the existence of environmental Kuznets curve by studying the relationship between environmental performance indicators and per capita income. Based on the panel data of 30 provinces in China from the year 1997 to 2011， an environmental data envelopment analysis model was applied in this paper to analyze the environmental TFP index and its decomposition. It is found that the average annual growth of TFP index considering environmental factors increased 2.94%， the environmental TFP growth was mainly from technological progress. The analysis of Spatial Panel Tobit regression model affecting the environmental TFP factors showed that per capita income had the positive effect on the growth of environmental total factor productivity， which suggested that the higher the level of economic development， the better the coordination of economy and environment. Squared coefficient of per capita income was negative， indicating that the environmental TFP Kuznets Curve existed. High level of openingup led to a decline in the environmental total factor productivity. And technological progress is always the positive cause for environmental TFP growth.

Key words distance function； environmental TFP； spatial panel tobit regression

[11]Anselin L. Spatial Econometrics： Methods and Models[M]. Kluwer，1988.

Influencing Analysis on Chinese Provincial Environmental Total Factor Productivity

LI Xiaosheng1 YU Zhiya1 AN Qingxian2

（1.Department of Statistics， Anhui University of Finance and Economics， Bengbu Anhui 233030， China；

2. School of Management， University of Science and Technology of China， Hefei Anhui 230026， China）

Abstract Since the reform and openingup， Chinese economy obtained a rapid development. But at the same time， many environmental pollutions indexes of China increased significantly among the world ranking. Whether Chinese economic growth is one of the causes of environmental pollution？ Is economic growth harmful to the environment？ Does the environmental Kuznets curve exist in China？ Based on these problems， domestic and foreign scholars carried out many beneficial discussion. But a lot of studies only use per capita income and per capita emissions to recognize the existence of environmental Kuznets curve. The disadvantage of this method is that it considers the process from the aspects of production outputs， which are consequences of the combination of inputs. Thus， it ignores the efficiency change in the production process. Only studying the relationship between the two kinds of outputs will affect the base of judging environmental Kuznets curve， and also hinder the recognition of the environmental factors. According to this proposition， many scholars have constructed a comprehensive index of environmental performance. Recognizing the existence of environmental Kuznets curve by studying the relationship between environmental performance indicators and per capita income. Based on the panel data of 30 provinces in China from the year 1997 to 2011， an environmental data envelopment analysis model was applied in this paper to analyze the environmental TFP index and its decomposition. It is found that the average annual growth of TFP index considering environmental factors increased 2.94%， the environmental TFP growth was mainly from technological progress. The analysis of Spatial Panel Tobit regression model affecting the environmental TFP factors showed that per capita income had the positive effect on the growth of environmental total factor productivity， which suggested that the higher the level of economic development， the better the coordination of economy and environment. Squared coefficient of per capita income was negative， indicating that the environmental TFP Kuznets Curve existed. High level of openingup led to a decline in the environmental total factor productivity. And technological progress is always the positive cause for environmental TFP growth.

Key words distance function； environmental TFP； spatial panel tobit regression

[11]Anselin L. Spatial Econometrics： Methods and Models[M]. Kluwer，1988.

Influencing Analysis on Chinese Provincial Environmental Total Factor Productivity

LI Xiaosheng1 YU Zhiya1 AN Qingxian2

（1.Department of Statistics， Anhui University of Finance and Economics， Bengbu Anhui 233030， China；

2. School of Management， University of Science and Technology of China， Hefei Anhui 230026， China）

Abstract Since the reform and openingup， Chinese economy obtained a rapid development. But at the same time， many environmental pollutions indexes of China increased significantly among the world ranking. Whether Chinese economic growth is one of the causes of environmental pollution？ Is economic growth harmful to the environment？ Does the environmental Kuznets curve exist in China？ Based on these problems， domestic and foreign scholars carried out many beneficial discussion. But a lot of studies only use per capita income and per capita emissions to recognize the existence of environmental Kuznets curve. The disadvantage of this method is that it considers the process from the aspects of production outputs， which are consequences of the combination of inputs. Thus， it ignores the efficiency change in the production process. Only studying the relationship between the two kinds of outputs will affect the base of judging environmental Kuznets curve， and also hinder the recognition of the environmental factors. According to this proposition， many scholars have constructed a comprehensive index of environmental performance. Recognizing the existence of environmental Kuznets curve by studying the relationship between environmental performance indicators and per capita income. Based on the panel data of 30 provinces in China from the year 1997 to 2011， an environmental data envelopment analysis model was applied in this paper to analyze the environmental TFP index and its decomposition. It is found that the average annual growth of TFP index considering environmental factors increased 2.94%， the environmental TFP growth was mainly from technological progress. The analysis of Spatial Panel Tobit regression model affecting the environmental TFP factors showed that per capita income had the positive effect on the growth of environmental total factor productivity， which suggested that the higher the level of economic development， the better the coordination of economy and environment. Squared coefficient of per capita income was negative， indicating that the environmental TFP Kuznets Curve existed. High level of openingup led to a decline in the environmental total factor productivity. And technological progress is always the positive cause for environmental TFP growth.

Key words distance function； environmental TFP； spatial panel tobit regression