黃河中游城市工業(yè)環(huán)境績效及其影響因素
——基于DEA-Tobit模型的實證分析

楊亞紅，劉長海

(1.延安大學生命科學學院，陜西延安716000；2.子長縣農產品質量安全檢驗檢測站，陜西延安717300)

環(huán)境績效是對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展投入產出狀況的一項考核標準，我國經(jīng)濟自2014年進入了新常態(tài)即是一項顯著標志。新常態(tài)主要特點是結構性減速，主要包括資源配置效率下降、要素供給率下降、創(chuàng)新能力滯后以及資源環(huán)境約束增強等[1]，這一增長模式符合環(huán)境績效的考核標準，而高投入、高能耗發(fā)展階段帶來的環(huán)境污染和資源浪費嚴重拉低了環(huán)境績效值。如何保證工業(yè)快速發(fā)展的同時，減少資源消耗、降低環(huán)境污染，實現(xiàn)生態(tài)、社會、經(jīng)濟的協(xié)調持續(xù)發(fā)展，是“十三五”發(fā)展規(guī)劃中的重要任務。認清中國工業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀，并深入探討其中關鍵性影響因素，將會成為解決問題的切入點。

1990年，由Schaltergger首次提出生態(tài)效率這一概念，它是指產品與服務的價值與環(huán)境負荷的比值[2]。隨后世界企業(yè)可持續(xù)發(fā)展理事會(WBSCD)將生態(tài)效率拓展為資源效率和環(huán)境績效兩部分，其中，環(huán)境績效為衡量經(jīng)濟體創(chuàng)造單位產值過程中產生的環(huán)境影響[3]。環(huán)境績效是相關單位對環(huán)境進行管理所取得的可測結果，可根據(jù)相關單位指定的環(huán)境方針、環(huán)境目標、環(huán)境指標及其他環(huán)境表現(xiàn)要求對結果進行測量，目前，關于環(huán)境績效的研究在國外相對成熟，開展在企業(yè)、行業(yè)、區(qū)域等各個層面[4-6]。國內相關研究開展較晚，且集中于不同省份之間的環(huán)境績效評價或生態(tài)效率動態(tài)分析[7-9]。研究方法主要包括單一比值法[10]、指標體系法[11]和模型法[6]三類。其中，模型法主要以數(shù)據(jù)包絡分析方法(Data Envelopement Analysis，DEA)為主。DEA分析方法優(yōu)點在于所需指標少、靈敏度高、可靠性強，且能夠避免人為確定權重的主觀影響，成為了目前測算生態(tài)效率和環(huán)境績效的主流方法。在環(huán)境績效的影響因素方面，Doonan等[5]研究發(fā)現(xiàn)員工的高層管理參與和環(huán)境教育對環(huán)境績效具有顯著影響；潘興俠等[12]評價了中國中東部省域的工業(yè)生態(tài)效率，并運用面板數(shù)據(jù)模型分析了產業(yè)結構、外資利用、研發(fā)投資以及污染治理投資四個因素對工業(yè)生態(tài)效率的影響；張淑英等[13]運用Tobit模型分析了我國人均地區(qū)生產總值、地理位置以及對外經(jīng)濟等因素對區(qū)域工業(yè)生態(tài)效率的影響；楊文舉等[14]提出在運用Tobit模型分析環(huán)境績效影響因素時，要考慮經(jīng)濟發(fā)展、工業(yè)結構、對外開放、環(huán)境規(guī)制和科技進步等方面的影響。

目前，我國關于生態(tài)效率或者環(huán)境績效方面的研究還局限在區(qū)域層面，主要以各省為單位展開環(huán)境績效的測度，而對小尺度，如市域或縣域環(huán)境績效的測算相對較少。在省域內由于地理環(huán)境因素和戰(zhàn)略發(fā)展需求的不同，造成城市間環(huán)境效率缺乏可比性，所以針對更小尺度的環(huán)境效率測度研究更具有指導意義。本文采用DEA分析方法，對黃河中游地區(qū)14個城市的工業(yè)環(huán)境績效進行測算和對比分析，在構建工業(yè)環(huán)境績效影響因素的理論分析模型基礎上，采用Tobit模型進行實證分析，在分析結果的基礎上得出相應的結論及政策啟示。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本文的研究區(qū)域為黃河中游地區(qū)，主要包括陜西、山西兩省所在的渭河、延河、無定河、汾河和沁河等黃河一級支流，流經(jīng)寶雞市、咸陽市、西安市、銅川市、渭南市(渭河流域)、延安市(延河流域)、榆林市(無定河流域)、晉城市(沁河流域)、運城市、臨汾市、呂梁市、晉中市、太原市、忻州市(汾河流域)14個地級市區(qū)。2013年，該區(qū)域國內生產總值22876.67億元，其中第二產業(yè)增加值12798.58億元，占該地區(qū)國內生產總值的55.95%。研究區(qū)域煤炭、石油、天然氣等礦產資源豐富，為其工業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎。1998年開始，國家在該區(qū)域實施了大規(guī)模的退耕還林(草)和天然林禁伐等生態(tài)恢復政策。但近年來資源的耗竭和污染的加重使得該區(qū)域面臨著水污染加劇、空氣環(huán)境質量下降、水土流失嚴重等生態(tài)環(huán)境問題[15]。2012年，該區(qū)域工業(yè)廢水排放量約62274×104t，工業(yè)SO2排放量約1275810 t，分別占陜西省和山西省排放總量的75.91%和74.57%[16]。

研究選取黃河中游地區(qū)14個城市2003-2012年10年間相關指標，指標數(shù)據(jù)來源于《陜西統(tǒng)計年鑒》[17]、《山西統(tǒng)計年鑒》[18]和《中國城市統(tǒng)計年鑒》[19]、《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》[16]，運用DEAP2.1軟件對每個城市相應年份的工業(yè)環(huán)境績效進行測算，運用Stata12.0軟件對工業(yè)環(huán)境績效的影響因素做Tobit回歸。

1.2 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)包絡分析法：數(shù)據(jù)包絡分析法是“由Charnes和Cooper等人于1978年創(chuàng)建……該模型可以對多投入、多產出的‘部門’或‘單位’的相對有效性進行評價”[20]，它使用數(shù)學規(guī)劃評價具有多個投入與產出決策單元(DMU)間的相對有效性，得到經(jīng)濟學中具有深刻經(jīng)濟含義的背景和管理信息。1984年，Banker、Charens和Cooper放寬了這個假設，提出了BC2-DEA模型[21]，BC2模型是數(shù)據(jù)包絡分析法的基本模型之一，它由同時評價規(guī)模有效性和技術有效性轉化為單純評價技術有效性[22]。本文參鑒魏楚、吳小慶等[23,24]論文中運用的的BC2模型對黃河流域上述14個決策單元進行純技術效率評價。

1.3 數(shù)據(jù)模型

Tobit模型：采用Tobin(1958)年提出的Tobit模型進行回歸分析。Tobit模型也稱為受限因變量模型或歸并回歸模型(Censored Regression Model)，模型采用極大似然法進行參數(shù)估計，其模型形式為：

Yi=β0+βTXi+εi

(1)

式中，i(i=1，2，3，…14)代表黃河中游14個不同的城市(決策單元)；Yi為表征工業(yè)環(huán)境績效的不同城市的生態(tài)效率值；Xi為表征第i個城市環(huán)境績效影響因素的解釋變量，具體變量選取將在后文進行詳細闡述；β0為常數(shù)項；βT為未知參數(shù)向量；εi為擾動項，且服從正態(tài)分布。

1.4 模型構建

工業(yè)環(huán)境績效是工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展過程中，考慮資源消耗和環(huán)境污染所帶來的負面影響的不同經(jīng)濟體的生產效率。1991年，Grossman和Krueger就以SO2和煙塵排放為例，驗證了污染物排放和人均收入之間存在倒U型關系，即環(huán)境庫茲涅茨曲線[25]。后來Copeland和Taylor通過構建南北貿易模型，完善了貿易和環(huán)境關系的理論[26]。之后國內外展開了大量有關環(huán)境污染和經(jīng)濟發(fā)展以及貿易開放之間關系的研究[27-30]。然而，國內外在環(huán)境績效影響因素方面的探討還沒有形成固定的理論分析框架。為此，在借鑒環(huán)境庫茲涅茨曲線以及南北貿易模型等理論的基礎上，對工業(yè)環(huán)境績效的影響因素分析框架做如下分析：

經(jīng)濟發(fā)展：根據(jù)環(huán)境庫茲涅茨曲線假說，人均收入水平是衡量區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平的一個重要指標，也是影響污染物排放的重要控制變量。由于研究對象和研究區(qū)域的差異，不同學者對此的驗證也得到了污染物排放和人均收入之間不同的曲線關系，如有倒U型、正U型、N型、M型等[27]。黃河中游的14個城市均已進入工業(yè)化階段，但各地區(qū)之間的人均收入水平存在較大的差異，這種人均收入水平之間的差異可能是導致地區(qū)間環(huán)境效益水平差異的原因。

產業(yè)結構：環(huán)境庫茲涅茨曲線分析框架認為，隨著產業(yè)結構的不斷變化，會導致經(jīng)濟結構的變化，進而引起環(huán)境質量相應的變化。在經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實情況中，不同行業(yè)、不同產品的生產過程中對資源的消耗和對環(huán)境造成的污染程度也存在很大差異，而這種產業(yè)結構的差異必然會影響其工業(yè)環(huán)境績效水平。產業(yè)結構的調整會促使各種資源要素從低生產率的行業(yè)流向高生產率的行業(yè)，從而降低資源的消耗強度[28]。因此有理由相信，產業(yè)結構狀況的差異會引起經(jīng)濟體工業(yè)環(huán)境績效的差異。

貿易開放：Antweile的貿易開放理論框架認為，貿易自由化與環(huán)境污染之間并非是一種簡單的線性關系，這種影響關系取決于該國家的比較優(yōu)勢和環(huán)境規(guī)制程度。根據(jù)“污染避風港假說”，通常收入水平較低的發(fā)展中國家的環(huán)境規(guī)制也相對寬松，便更有可能成為污染密集型產業(yè)的“避難所”，這也將會造成發(fā)展中國家面臨更大的生態(tài)環(huán)境壓力，影響該國家的環(huán)境績效。

綜合以上理論分析，本文構建的工業(yè)環(huán)境績效影響因素模型(分析框架)如圖1所示。

圖1 工業(yè)環(huán)境績效影響因素分析框架

2 結果與分析

2.1 工業(yè)環(huán)境績效評價指標選取及數(shù)據(jù)來源

根據(jù)環(huán)境績效的內涵，參照大多數(shù)學者的做法，本文用工業(yè)增加值(億元，此處的工業(yè)增加值采用相應城市相應年份的工業(yè)增加值指數(shù)進行了調整，基期為2003年)作為產出指標衡量工業(yè)經(jīng)濟活動所創(chuàng)造的價值，用資源消耗和污染排放作為投入指標。綜合研究區(qū)域工業(yè)發(fā)展的實際情況和數(shù)據(jù)的可獲得性，用工業(yè)廢水排放量(10 kt)、工業(yè)SO2排放量(t)、工業(yè)煙塵排放量(t)三個指標表征污染排放，用工業(yè)用電量(億千瓦時)和工業(yè)勞動力投入量(萬人)兩個指標表征資源投入。研究選取前文所述黃河中游地區(qū)14個城市2003-2012年10年間相關指標的統(tǒng)計數(shù)據(jù)對工業(yè)環(huán)境績效進行測算，相關數(shù)據(jù)來源于《陜西統(tǒng)計年鑒》、《山西統(tǒng)計年鑒》和《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

2.2 黃河中游城市工業(yè)環(huán)境績效評價結果及分析

黃河中游14個城市相應年份的工業(yè)環(huán)境績效進行測算，計算結果見如表1。工業(yè)環(huán)境績效的平均值西安市、銅川市、延安市、榆林市、呂梁市5個地區(qū)的工業(yè)環(huán)境績效值為1，說明相對于區(qū)域內其他城市而言，這5個城市的投入產出水平達到最優(yōu)水平，在工業(yè)發(fā)展過程中兼顧了資源的可持續(xù)利用和環(huán)境的保護。2003年到2012年期間其他9個城市的工業(yè)生態(tài)效率值均小于1，屬于工業(yè)環(huán)境績效非有效地區(qū)。14個城市10年間的工業(yè)環(huán)境績效平均值為0.809。從表1可以看出，工業(yè)環(huán)境績效在平均值以下的城市有寶雞市、臨汾市、晉城市、晉中市和忻州市，其他城市的工業(yè)環(huán)境績效值均位于14個城市平均值以上。可見，黃河中游14個城市中環(huán)境績效較高的城市大都集中在陜西省。數(shù)據(jù)表明，樣本中的大部分山西城市在投入產出方面沒有達到最佳比例，直觀地反映出上述城市工業(yè)發(fā)展中存在的問題，需要重新調整工業(yè)生產資源投入結構和注重工業(yè)生產過程中控制污染的排放，以提高其工業(yè)環(huán)境績效水平。

各城市工業(yè)環(huán)境績效的變動趨勢：西安市、銅川市、延安市、榆林市、呂梁市的工業(yè)環(huán)境績效在這10年間基本保持穩(wěn)定，且呈現(xiàn)較高的工業(yè)環(huán)境績效水平；寶雞市、咸陽市、渭南市、忻州市工業(yè)環(huán)境績效逐年有所改善，且改善幅度最大的為忻州市；運城市、臨汾市、晉城市、晉中市的工業(yè)環(huán)境績效整體呈現(xiàn)下降趨勢；太原市的工業(yè)環(huán)境績效在2003到2012年期間呈現(xiàn)波動變化趨勢。

2.3 影響因素指標選擇及數(shù)據(jù)來源

根據(jù)工業(yè)環(huán)境績效影響因素模型選取合適的指標表征相應的變量，借鑒前人的研究，并結合統(tǒng)計年鑒中相關數(shù)據(jù)的實際可獲得性，最終選取以下指標：(1)用計算得出的工業(yè)環(huán)境績效的純技術效率值作為因變量表征各市區(qū)的工業(yè)環(huán)境績效水平。(2)用各市人均GDP值(lngdpp)表征其人均收入水平。為了去除物價等因素的影響，此處人均GDP以2003年為基期，采用GDP平減指數(shù)進行了調整。(3)用各市戶籍所在城鎮(zhèn)人口數(shù)所占總人口數(shù)的比例(Urban)表征各市區(qū)的城鎮(zhèn)化水平。(4)用第二產業(yè)增加值所占當年GDP的比重(Structure)表征各市區(qū)的工業(yè)結構。(5)用進出口總額所占當年GDP的比重，即貿易依存度(Open)表征各市區(qū)的國際貿易水平。其中，進出口額年鑒統(tǒng)計指標單位為萬美元，本文通過《中國統(tǒng)計年鑒》查找相應年份美元的平均匯率值對進出口額先進行了統(tǒng)一折算，然后再計算其貿易依存度。(6)用鐵路和公路的貨運總量(Incargo)表征各市區(qū)的國內貿易水平。(7)用實際利用外商投資總額占當年GDP的比重(Fdi)表征各市區(qū)的外商直接投資水平。

2.4 工業(yè)環(huán)境績效影響因素實證分析

工業(yè)環(huán)境績效的影響因素做Tobit回歸，回歸結果見表2。

表1 黃河中游城市相對工業(yè)環(huán)境績效(2003年-2012年)

表2 黃河中游城市工業(yè)環(huán)境績效影響因素的Tobit回歸結果

注：括號內為相應系數(shù)均值的標準誤差；*、**、***分別表示參數(shù)估計值在10%、5%和1%的顯著水平上通過檢驗。

從Tobit回歸模型的極大似然值和chi2的顯著性可以看出，模型整體擬合效果較好，在此前提下對每個工業(yè)環(huán)境影響因素做如下分析：

在經(jīng)濟發(fā)展對工業(yè)環(huán)境績效的影響中，人均GDP的參數(shù)估計值顯著正相關，說明人均GDP的增長有助于工業(yè)環(huán)境績效的改善。人均收入水平提高表征地區(qū)經(jīng)濟增長的同時，也在某種程度上反映出該地區(qū)對環(huán)境質量的需求提高，進而增強其環(huán)境規(guī)制強度，導致工業(yè)環(huán)境績效表現(xiàn)出較高的水平。城鎮(zhèn)化水平對工業(yè)環(huán)境績效的影響并不顯著，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是由于本文所統(tǒng)計的城鎮(zhèn)化指標為戶籍城鎮(zhèn)人口所占總人口的比例，而黃河中游地區(qū)為工業(yè)較發(fā)達地區(qū)，城鎮(zhèn)外來務工人員較多，導致戶籍城鎮(zhèn)化率遠低于該地區(qū)的人口城鎮(zhèn)化率，不能反映該地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的真實水平。

產業(yè)結構對工業(yè)環(huán)境績效的影響顯著正相關，說明第二產業(yè)占GDP比重較高的地區(qū)，其環(huán)境績效越高。雖然工業(yè)生產會帶來資源的消耗和環(huán)境的污染，但同時也會創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。此外，黃河中游地區(qū)工業(yè)較發(fā)達地區(qū)已形成了工業(yè)產業(yè)園區(qū)，工業(yè)產業(yè)園區(qū)的發(fā)展經(jīng)過統(tǒng)一的規(guī)劃和實施嚴格的污染監(jiān)控，這可能是導致工業(yè)產值比重較大地區(qū)的工業(yè)環(huán)境績效較高的原因。

分析表格統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，在貿易開放對工業(yè)環(huán)境績效的影響中，國際貿易(貿易依存度)對工業(yè)環(huán)境績效具有正向影響，但不顯著，而國內貿易(貨運量)對工業(yè)環(huán)境績效具有負向影響，且在1%的水平上顯著。黃河中游這14個城市均為內陸城市，其工業(yè)產品主要通過鐵路和公路交通運往消費地，由于山西和陜西兩省均處在中國國土的中間位置，工業(yè)國際貿易會帶來較大的物流成本，所以其工業(yè)產品主要用于國內貿易。國內貿易量的增大也將會帶來更多的工業(yè)資源消耗和工業(yè)環(huán)境污染，進而降低其工業(yè)環(huán)境績效水平。外商直接投資水平對該地區(qū)城市的環(huán)境績效水平具有顯著的正向影響。需要注意的是，中國政府在引進外資的同時注重工業(yè)發(fā)展過程中能源的消耗和環(huán)境的污染情況，避免中國成為所謂的“污染避風港”，所以黃河中游工業(yè)園區(qū)內外商直接投資使得該區(qū)域具有較高的工業(yè)環(huán)境績效水平，而主體是國內貿易的城市會面臨較大的環(huán)境績效壓力。

3 結論及對策

3.1 結論

本文在建立投入產出指標的基礎上，利用黃河中游14個城市2003-2012年10年間的年鑒統(tǒng)計數(shù)據(jù)對區(qū)域城市工業(yè)環(huán)境績效進行測度，測度結果用于分析工業(yè)環(huán)境績效的影響因素。通過建立工業(yè)環(huán)境績效影響因素分析框架，尋求經(jīng)濟發(fā)展、產業(yè)結構和貿易開放對工業(yè)環(huán)境績效的影響。研究得到結論：人均收入水平、工業(yè)產值所占GDP比重以及外商直接投資對地區(qū)工業(yè)環(huán)境績效具有顯著的正向影響；鐵路、公路貨運總量對地區(qū)工業(yè)環(huán)境績效具有顯著的負向影響；地區(qū)城鎮(zhèn)化水平和貿易依存度對工業(yè)環(huán)境績效的影響不顯著。

3.2 對策

針對以上結論，本文提出如下政策建議：①從經(jīng)濟發(fā)展的視角分析，黃河中游城市地方政府在積極應對進入“新常態(tài)”以來，經(jīng)濟結構性減速的同時，應大力發(fā)展低能耗、低污染、低排放的產業(yè)。在追求經(jīng)濟增長和工業(yè)發(fā)展的同時，應該適當提高企業(yè)、行業(yè)的環(huán)境規(guī)制水平，實質性推進生態(tài)文明建設。②從產業(yè)結構調整角度來看，黃河中游城市應該加大力度建設工業(yè)產業(yè)園區(qū)，同時不能降低已有的污染懲罰機制標準，并充分結合排污權交易等市場制度來嚴格控制資源的耗竭和污染的排放，不斷提高地區(qū)的工業(yè)環(huán)境績效。③從貿易開放的視角分析，黃河中游城市可以適當增加國際貿易，降低國內貿易，并繼續(xù)吸引“綠色”的外商直接投資用以加強區(qū)域工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。