節能減排效率與經濟發展水平的耦合關系研究*
——以陜西省為例

唐曉靈 曹 倩

(西安建筑科技大學管理學院，陜西 西安 710055)

資源環境問題已成為制約經濟社會發展的瓶頸之一。在保障經濟增長的前提下實現節能減排目標，實現環境與經濟的雙贏，對于促進地區可持續發展具有重要的現實意義。

節能減排效率可根據是否考慮污染物排放等非期望產出分為兩類：一類不考慮非期望產出；一類考慮非期望產出[1]。研究表明，考慮非期望產出的節能減排效率更符合現實情況[2]。本研究首先采用考慮非期望產出的Super-SBM模型[3]計算節能減排效率，該模型一方面可以解決投入和產出的松弛問題，另一方面可以解決有效決策單元(DMU)排序問題。然后，本研究選用OH[4]構建的全局 Malmquist-Luenberger (GML)指數法計算節能減排效率增長率。

關于節能減排效率與經濟發展水平的協調關系研究中，往往將經濟發展水平只用單一的國內生產總值(GDP)來表征[5]，在研究尺度上也多基于國家或省級層面，對于更小尺度的研究少之又少。因此，本研究在對節能減排效率進行測度的基礎上，綜合考慮多項指標表征經濟發展，并以國家能源重要供給基地陜西省為例，研究其2005—2016年地級市尺度的節能減排效率與經濟發展水平的耦合關系，以期為陜西省乃至其他省份的經濟、資源、環境可持續發展提供參考。

1 研究方法

1.1 節能減排效率的表征

在假設DMU規模報酬不變的情況下，運用Super-SBM模型對節能減排效率進行靜態分析,并且分解出純技術效率(PTE)和規模效率(SE)，方法詳見文獻[1]。

進一步運用GML指數法[6]測算節能減排效率增長率，動態分析節能減排效率。GML指數可分解為效率變化(GMEC)和技術變化(GMTC)，GMEC可進一步分解為純效率變化(GPEC)和規模效率變化(GSEC)，而GMTC可進一步分解為純技術變化(GPTC)和規模技術變化(GSTC)。GPEC可以表征環境治理水平，GSEC可以表征規模經濟水平，GPTC可以表征技術水平，GSTC則可以表征經濟規模和技術進步之間的協調關系。

節能減排效率靜態和動態分析具體在MAXDEA 7.9 Ultra軟件進行。輸入指標如下：

(1) 資本投入：使用張軍等[7]的永續盤存法(見式(1))計算資本投入。

Ki，t=Ki,t-1(1-δ)+Ii,t

(1)

式中：Ki,t為地級市i第t年的資本投入，億元；Ki,t-1為地級市i第t-1年的資本投入，億元；δ為固定資產投資折舊率，%，本研究選擇吳延瑞[8]確定的陜西省固定資本形成額折舊率，取值為3.3%；Ii,t為地級市i第t年的固定資產投資額，億元。

(2) 勞動力投入：以年末城鎮就業人數計。

(3) 能源投入：以一次能源消耗總量計，具體由單位GDP能耗與實際GDP相乘得到[9]。

(4) 期望產出：以實際GDP作為期望產出，并利用GDP平減指數將其折算為2005年不變價格。

(5) 非期望產出：選取SO2排放量、CO2排放量、廢水排放量、固體廢物產生量，同時考慮到環境污染指標之間的相關性，采用改進的熵值法[10]將它們統一成綜合能源污染指數作為非期望產出[11]。

資本投入、固定資產投資額、年末城鎮就業人數、單位GDP能耗、實際GDP、SO2排放量、CO2排放量、廢水排放量、固體廢物產生量數據均來自2006—2017年“陜西省統計年鑒”，其中資本投入還需要2005年的數據。

1.2 經濟發展水平的表征

參考孫姍姍等[12]、孫東琪等[13]、蓋美等[14]的指標選取原則，同時考慮指標的科學性、代表性及可得性，從經濟規模、經濟結構、經濟增長潛力3個角度選取12個三級指標多維度反應經濟發展水平(見表1)，三級指標參考文獻[15]的方法進行歸一化處理。

運用變異系數法計算各三級指標權重(見式(2))，并通過線性加權法得出各地級市經濟發展指數，一般認為，<0.15為滯后型、0.15～<0.30為中等型、0.30～<0.89為較發達型、0.89～1.00為發達型[15]。

表1 經濟發展指數指標體系

(2)

式中：wm為指標m的權重；Vm為指標m的變異系數，%。

1.3 耦合關系表征

借鑒耦合度協調模型(見式(3))，分析節能減排效率與經濟發展的耦合關系[16]。

(3)

式中:C為節能減排效率與經濟發展水平的耦合度，取值范圍為0～1，C=1為最佳耦合狀態，C=0為無序發展狀態；u為節能減排效率；v為經濟發展指數；k為調節指數，兩個系統的耦合通常取2。

2 結果與分析

2.1 節能減排效率分析

2.1.1 節能減排效率的靜態分析

由表2可以看出，陜西省各地級市歷年的節能減排效率均值均小于1，表明陜西省的投入產出結構不是很合理。從分解效率來看，歷年來的SE均小于1，約為0.80，呈現出規模不經濟狀態；而歷年來的PTE均大于1，表明技術進步對節能減排效率的提升具有促進作用。

表3進一步從規模報酬角度進行分析發現，陜西省規模報酬遞減的城市個數呈上升趨勢，而遞增的城市個數呈下降趨勢，說明陜西省即將進入受要素邊際報酬遞減規律制約的階段。至2016年，陜西省規模報酬遞增城市占比為70%，增加投入是它們提高節能減排效率的主要策略；而西安市、寶雞市和榆林市進入規模報酬遞減階段，未來需減少投入的冗余量。因為從理論上講，在規模擴大初期，會帶來顯著的規模效應，促進節能減排效率與經濟發展水平的提升，但是受要素邊際報酬遞減規律制約，隨著規模的繼續擴大，經濟發展水平難以保持增長態勢。

2.1.2 節能減排效率的動態分析

從表4可以看出，2005—2016年，陜西省節能減排效率增長率均值為1.004，其中GPEC、GPTC、GSEC也均大于1，而GSTC小于1，由此說明提高陜西省節能減排效率主要需協調好技術進步與經濟規模之間的關系。

其中，安康市、延安市、渭南市等的節能減排效率增長率較大，結合經濟發展水平分析，經濟發展水平較高地區其節能減排效率較高，但增長率會相對較小。從GMEC來看，咸陽市的GPEC較低，西安市、延安市的GSEC較低；從GMTC來看，各地級市的差異較大，其中漢中市、咸陽市的GPTC和GSTC都較低，進一步說明經濟規模與技術進步之間呈現不協調發展狀態。

表2 2005—2016年陜西省各地級市歷年的節能減排效率均值

表3 2005—2016年陜西省各地級市規模報酬情況

表4 2005—2016年陜西省節能減排效率增長率均值

2.2 經濟發展水平分析

2005—2016年，陜西省經濟發展指數如表5所示。從陜西省各地級市均值的時間變化來看，2005—2016年陜西省的經濟發展指數呈現波動上升的趨勢，總體上為緩慢增長。從各地級市歷年均值的空間分布來看，各地級市間并未呈現輻射帶動現象：發達型城市只有西安市1個，寶雞市、延安市和榆林市為較發達城市，但經濟發展指數遠低于西安市，咸陽市、銅川市為中等型城市，其他地級市均為滯后型城市，說明西安市經濟的快速發展并未對周邊區域形成輻射帶動作用，反而可能會吸收周邊區域的各類生產要素，造成較大層級差別。

2.3 節能減排效率與經濟發展水平的耦合關系分析

由表6可見，2005—2016年，陜西省各地級市的節能減排效率與經濟發展水平的耦合度總體呈波動上升趨勢，向著更好的耦合狀態發展。不同地級市之間耦合度差別較大，其中西安市的耦合度最高，歷年均值為0.900，商洛市最低，歷年均值為0.171。西安市一直處于較佳耦合狀態，其原因在于西安市作為陜西省的經濟發展增長極，在發展的過程中吸收了較多的人才、資金、技術流入，使得其經濟發展與節能減排之間趨于協調；銅川市盡管節能減排效率與經濟發展指數均較低，但相互之間的耦合度較佳；榆林市、延安市的耦合度也較佳，這兩個地級市是陜北地區資源型城市，主要依靠石油、煤炭開采拉動經濟，因此耦合度低于西安市；漢中市、安康市、商洛市位于陜南地區，耦合度較低，因為陜南地區經濟發展水平相對滯后，與節能減排效率發展不匹配。

2.4 節能減排效率與經濟發展水平的相互影響關系探究

為了進一步明確節能減排效率、經濟發展水平及兩者之間耦合度的關系，進行多元線性回歸，如式(4)所示。

表5 2005—2016年陜西省經濟發展指數

表6 2005—2016年陜西省節能減排效率與經濟發展水平的耦合度

C=α+β1u+β2v

(4)

式中：α、β1、β2分別為常數項、節能減排效率項和經濟發展指數項系數。

對2005—2016年陜西省各地級市的數據進行回歸分析，結果如表7所示。由表7可見，R2為0.866,各項系數P均為0,說明擬合效果較好。β1為負，說明節能減排效率的提升反而會使耦合度下降。β2為正，說明經濟發展水平的提高會使耦合度上升。

表7 節能減排效率、經濟發展指數和耦合度的回歸分析結果

具體分析對耦合度具有促進作用的經濟發展指數與耦合度的關系(見圖1)發現，經濟發展指數與耦合度之間呈倒“U”型分布，說明隨著經濟發展水平的提高，耦合度也將提高，但超過拐點之后，隨著經濟發展水平的提高，耦合度會趨于下降。目前，陜西省除西安市外，總體處于倒“U”型的左側階段。陜西省要實現節能減排效率與經濟發展水平協調發展，還要繼續大力發展經濟，增強西安市對周圍地級市的輻射帶動作用，轉變西安市經濟發展方式，提高其資源配置效率，走集約型經濟增長道路。

圖1 經濟發展指數與耦合度的關系Fig.1 Relationship between economic development index and coupling degree

3 結論與建議

3.1 結 論

(1) 2005—2016年，陜西省各地級市歷年的節能減排效率均值均小于1，說明陜西省的投入產出結構不是很合理，呈現出規模不經濟狀態，技術進步對節能減排效率的提升具有促進作用。節能減排效率增長率均值為1.004，主要需協調技術進步與經濟規模之間的關系。

(2) 2005—2016年陜西省的經濟發展指數呈現波動上升的趨勢，總體上為緩慢增長。西安市經濟的快速發展并未對周圍地級市形成輻射帶動作用。

(3) 陜西省各地級市的節能減排效率與經濟發展水平耦合度總體呈波動上升趨勢，趨于協調方向發展，其中西安市的耦合度最高，商洛市最低。節能減排效率提高會使耦合度下降，而經濟發展水平的提高對耦合度起促進作用，但經濟發展指數與耦合度之間呈倒“U”型分布，超過拐點之后，隨著經濟發展水平的提高，耦合度會趨于下降。

3.2 建 議

建議陜西省繼續大力發展經濟，增強西安市對周圍地級市的輻射帶動作用，同時轉變西安市經濟發展方式，提高其資源配置效率，走集約型經濟增長道路，以實現節能減排效率與經濟發展水平的協調發展。