資源型城市低碳轉型階段性及其全要素生產率評價
——基于非期望產出SBM模型

張逸昕，張 杰

（1.黑龍江科技大學管理學院，黑龍江哈爾濱 150022；2.山東科技大學經濟管理學院，山東青島 266590）

1 研究背景

資源型城市曾因擁有豐富的自然資源，在城市經濟發展過程中獲得了優先發展的基礎，為國家經濟建設提供了大量的自然資源，給社會發展作出了重要貢獻。但是隨著時間的推移，資源型城市也因自然資源的過度開采和索取，出現了自然資源耗竭、環境污染嚴重、經濟發展乏力、產業結構不合理及社會福利待遇低下等一系列問題，這些問題嚴重影響著區域經濟的進一步發展。隨著低碳經濟、環保城市和環保低碳技術的理念越來越受到人們的關注和重視，資源型城市的經濟發展方向正逐漸由依賴資源消耗向著低碳環保節能型轉變，特別是在當前生態社會和綠色發展理念占主導地位的情況下，資源型城市低碳轉型已成為學者們關注的焦點。另一方面，隨著地球氣候和環境的不斷惡化，傳統的靠資源與環境成本代價來發展經濟的模式正受到越來越多國家的摒棄和反對，并引發了國際社會的強烈反思，即以往多年通過傳統經濟發展模式所獲取的利潤能否修補對環境破壞所造成的損壞？

關于資源型城市轉型問題，國內外學者進行了大量研究，主要涉及資源型城市轉型的模式、轉型效率、轉型途徑、轉型動力、轉型機制、轉型方向、轉型階段等基礎性問題［1-12］；也有一些學者研究資源型城市轉型的政府政策問題，包括政府規制、政策策略、政策與環境協調等問題［13-16］；還有一些學者研究了資源型城市轉型的其他方面，諸如資源型城市轉型與可持續發展、資源型城市轉型與綠色發展、資源型城市轉型系統評價以及資源型城市轉型與我國供給側結構改革等等問題［17-23］?？傊?，這些研究取得了豐富的成果和經驗，對傳統資源型城市提升現有行業水平，優化產業結構，加速形成新型、高效的經濟模式具有重要意義。但已有研究很少有從低碳轉型視角對資源城市轉型效果加以審視，基于資源型城市多維度建立低碳轉型思維框架的研究成果少見。

2 資源型城市低碳轉型的影響因素

資源型城市低碳轉型的影響因素涉及到諸多層面，結合前人的研究成果，本文認為其主要影響因素體現在以下方面［24-25］：

（1）資源類型。受到資源物理特性和現有加工技術的約束，不同類型的資源的低碳轉換難度和復雜性有所差異，而不同的技術物理特性在城市經濟領域內又相應地衍生出了差異化的主導產業群和延伸產業鏈。比如，煤炭資源城市所形成的支柱產業主要是煤炭開采與初加工，煤化工等后續產業由于物理延展性與擴張力不夠，其產品深加工度與產品升值空間均有限，然而石油、天然氣、有色金屬等資源由于其物理量階相對較高，所以形成的加工產業鏈延伸度較大、延展性較強，從而產業鏈層次相對更多，相對減少了城市對資源開采的依賴?？梢娰Y源類型的差異從某種程度上影響著城市低碳轉型的難易程度，而由資源稟賦導致的主導產業鏈的縱向延伸和橫向拓展能力的差異對資源型城市的低碳轉型產生著不同的影響。

（2）資源產業生命周期。由于煤炭、石油等自然資源具有不可再生性和耗竭性，由其主導的產業必定會在經歷初生期、成熟期后，因觸碰資源存量紅線而走向衰退。一般而言，從資源產業生命周期的角度來看，越靠近衰退期，資源型城市進行低碳轉型越需要承擔較高的成本，其轉型的風險也越大。因此，資源型城市應在資源產業進入衰退期前就要借助以往資源產業累積的資金、技術和人才優勢，延伸和拓寬優勢產業鏈，爭取獲得縱向一體化的成本優勢和橫向多樣化的風險分擔優勢，以降低臨期的轉型難度。

（3）制造業先進程度。資源型城市是受計劃經濟影響最深的城市，國家對資源市場進行了長期的干預和管制，導致資源產品的售價并未從市場供需上得到準確體現，這直接造成了資源型城市資本積累的總量偏低且使用效率低下；同時，對資源類初級產業的過分重視，使得對具有“干中學”累進效應的制造業投資存在嚴重的擠出效應，而新發展經濟學理論認為制造業的發展是區域經濟演進的主要推動力，其快速發展將使城市具備較大可塑空間，制造業的先進程度決定著一個區域的轉型能力和轉型速度［26］。

（4）教育投資水平。教育投資水平的高低決定著一個城市人才儲備量的多寡，充足的人力資本將從3個方面促進資源型城市低碳轉型：第一，人才集聚能產生吸納效應和根植效應，從一定程度上聚合和吸引其他生產要素，有助于孵化新興技術和產業，并促進創新的推廣和傳播，進而推動低碳技術的演進發展；第二，高素質的專業人才能推動低碳城市管理模式的創新，能夠驅策城市管理者主動站在區域生態可持續的角度進行低碳的制度改良，從而帶動資源的減量化有序發展；第三，教育投資力度的加大可以推動低層級人力資本向高層級人力資本轉變，直接提升資源產業勞動力的素質和技能，促使其與更高層級的技術相融合，從而在人才要素供給上推動整個城市的低碳轉型。

（5）技術創新水平。技術創新一方面能夠提升生產效率和資源使用效率，促進資源城市向減量化和循環化的經濟模式演進，另一方面技術創新能夠加速清潔可再生能源的研發、存儲及其商業化應用，減少資源型城市對資源的依賴程度。技術創新還能促進多種新技術、新產業的萌生，有助于資源產業開拓下游產業鏈和橫向跨越“資源-資源加工”的碳密集型產業循環，實現碳脫鉤發展。當然對資源型城市來說，由于其內部的創新要素吸納力有限，創新基礎相比其他類城市相對薄弱，資源資本積累又不充分，因而還需根據城市自身特點，聚焦現有的技術突破點集中發力，由其帶動新的低碳產業鏈萌生，并向產業鏈高端過渡。

（6）環境規制力度。相較于其他職能類型的城市，由于資源型城市能夠輕易且廉價地獲取資源，因此這類城市一般是資源利用程度和環境保護程度最低的城市類型，而環境規制能夠成為資源型城市低碳轉型的“推動器”和“調節劑”，因為在嚴格的環境規制下，高資源消耗企業和污染企業均需為自身的超標碳排放付出累進遞增的成本代價，甚至限制生產，高額成本費用不僅限制了排污企業的其他營利性投資機會，也將直接影響其進一步生存與發展，從而倒逼相關企業不斷提升資源利用水平和采用環保循環技術進行生產；環境規制還會提升行業的進入壁壘，對后進場企業提出綠色環保與可持續發展的更高要求，對污染轉移企業亮起“紅燈”。最終嚴格的環境規制帶來的將是生產技術的低碳改進和生產管理方式的提升，最直接的體現就是生產過程中廢棄物重復使用次數的增多、工業生產地區周邊水質和空氣質量的改善、對周圍居民的影響逐漸減低，最終推動城市由原來的高污染、高消耗向低污染、低消耗轉變。

（7）政府轉型能力。政府職能在于進行轉型規劃和提供財政支持。不可再生資源消耗影響的不僅是城市的可持續發展能力，也是當地后代人滿足其需求的能力。資源型城市進行低碳轉型要兼顧環境改善和經濟增長。資源型城市在低碳轉型中必定要大量關停污染企業和淘汰落后產能的工作，相應地會產生轉型企業沉淀資本與債務的處置問題以及大量失業問題，在中央對下崗職工獎補資金補貼有限的情況下，資源型城市政府需要承擔轉型企業失業職工的補償金、轉崗培訓資金和部分就業困難職工的安置費等大量轉型成本，還需建設“就業信息網+職業培訓網+社會保障安全網”等服務平臺，以協同解決下崗職工的再就業問題。這些都迫切需要政府通過加強財政轉移支出、完善新興產業和衰退產業補償激勵機制、強化政府的財政職能和服務職能等措施，推動資源型城市順利跨越低碳轉型攻堅區，政府支持力度越強，對城市的低碳轉型過程影響越積極。

3 資源型城市低碳轉型效率評價體系的構建

3.1 資源型城市低碳轉型效率評價指標的選取

基于資源型城市低碳轉型的影響因素，同時借鑒其他學者的研究成果，可以將資源型城市低碳轉型評價歸納為經濟低碳轉型、社會低碳轉型、環境低碳轉型和政策低碳轉型等4個維度，并進一步將4個維度細分為若干個衡量指標（見表1）［17,21,27-29］，用以評估資源型城市向低能耗城市轉變的效率。

表1 資源型城市低碳轉型效率評價指標體系

3.2 資源型城市低碳轉型效率等級的劃分

為了能夠更加準確地將資源型城市低碳轉型的階段性特點表述出來，還需要將城市轉型效率劃分為若干階段。在借鑒相關學者研究的基礎上，本文將資源型城市低碳轉型的效率等級劃分為5個層級：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ，每個等級的綜合評價效率值取值范圍不同（見表2）［5,12,15］。

表2 資源型城市低碳轉型評價等級劃分標準

（1）低級階段。當資源型城市低碳轉型的綜合評價效率值小于0.5時，表明該城市低碳轉型的效果并不理想，處于低級階段。處于這一階段的城市，其經濟和社會資源系統沒有得到合理的低碳規劃與分配，資源利用效率比較低，生態環境也沒有明顯的改善；同時由于資源利用不充分，還有可能出現能耗損失大、碳排放量多等負面問題。資源型城市要想轉型成功，只有在要素得到合理分配和充分利用的情況下，利用低碳技術協助企業減少廢棄物的排放，并對城市污染進行有效治理，才能推動城市朝著低能耗、低碳方向發展?？傮w來看，當資源型城市轉型處于低級階段時，就表明城市的發展通常是以環境污染為代價，并沒有以減少廢棄物、污染物的排放和降低碳排放量為管理手段來實現經濟的可持續性。

（2）初級階段。當資源型城市低碳轉型的綜合評價效率值落入0.5～1.0區間時，表明該城市的低碳轉型步入初級階段。雖然在這一階段，城市的低碳發展有了一定程度的好轉，且在低碳發展過程中遇到的一些問題也得到一定解決，暫時避免了經濟的衰退，但生態環境與經濟發展的矛盾仍然較為突出，主要是因為仍然存在部分為了追求經濟效益最大化而不惜以資源環境承載力為代價的行為，資源利用率不高，城市的能耗損失依然難以降低，碳排放量也有待進一步調控。如何才能實現經濟的可持續發展依然是這一階段的資源型城市發展需要解決的問題。

（3）中級階段。當資源型城市低碳轉型的綜合評價效率值落入大于1.0～1.5區間時，該城市的低碳轉型步入中級階段。相較于上一階段，在此階段城市的經濟發展方式趨于良性轉換，人們的觀念發生了轉變，不再單純地以犧牲環境作為發展代價，能夠有意識地減少污染、主動想辦法提高資源利用率和改進生產方式，城市的碳排放量也逐漸降下來。但是這還遠遠不夠，在此階段城市的經濟發展對資源的依賴程度仍然較高，制約著城市進一步向低能耗城市轉型。

（4）高級階段。當資源型城市低碳轉型的綜合評價效率值落入大于1.5～2.0時，該城市的低碳轉型步入高級階段，這是資源型城市低碳發展所必經的一個階段。在這一階段，意味著經過前面幾個階段發展經驗的積累，城市的低碳轉型基本完成，城市的經濟發展與生態環境整體協調，資源的分配較為合理，經濟發展對資源的依賴明顯降低，能耗和碳排放顯著減少。具體表現為：城市內工廠的選址十分恰當，不會對市民與城市環境造成影響；城市的規劃建設也很合理；城市的經濟發展正穩步前進，已具可持續發展的雛形。盡管如此，在這一階段城市的經濟結構和低碳發展仍有改善的空間，還可以對城市的經濟、社會與環境系統進行更好地協調配置。

（5）理想階段。當資源型城市低碳轉型的綜合評價效率值落入大于2.0區間時，這是該城市低碳轉型的理想階段。在此階段，城市已經基本實現了低能耗轉型目標，資源的消耗和碳排放量相較于高級階段又有了更大程度的降低，很好地解決了城市經濟與資源環境等系統之間的矛盾，基本擺脫了以資源為主導的經濟發展模式，經濟運行已不再依賴于大量資源的投入，這是一個能耗更低、碳排放量更少的健康和諧城市。雖然已經實現了低碳目標，但城市仍不能掉以輕心，因為社會正處于飛速發展、日新月異的變革之中，因此還要主動思考如何才能維持住這種健康發展的態勢，穩中有升，并且根據環境、經濟與科技的發展作出合理的調整，在出現矛盾時能夠及時迅速地作出反應，以此來構建一個更美好更和諧的社會。

3.3 考慮非期望產出的SBM評價模型

3.3.1 數據包絡分析

自運籌學家Charnes等［30］在1978年提出數據包絡分析（DEA）方法以來，一個全新的研究領域從這一方法中逐步發展起來，即一門涉及運籌學、系統科學、管理科學等多學科交叉的領域正日漸完善，且DEA方法已被廣泛應用在自然、社會等多領域。DEA方法歸屬于相對效率評價方法，涉及到“多投入-多產出”模式，其實質是通過評價相似決策單元（decision making unit，DMU）來進行整體效率評估的決策方法。但傳統DEA模型的缺陷在于在效率測量中僅考慮了徑向縮減或增加，未包含松弛改進部分。本文采用了Tone［31］提出的SBM模型，并根據研究需要加入了非期望產出這一變量，用以測度資源型城市的低碳轉型效率。

在國內外都有大量學者對非期望產出進行研究和改進，如為了實現最小非期望產出和最大期望產出并以最小資源投入達成目標，Singhal等［32］引入了生產率指數（Malmquist-Luenberger index，ML指數），并將產出要素與非期望產出聯系起來；文忠橋等［33］用逆向投入變量替代非期望產出，并設定恒定產出，使投入要素和非期望產出在該條件下實現同比下降，但恒定產出的設定與實際生產過程不太相符，究其原因是需要保證在數據縮小或增加時按相同倍數改變投入與非期望產出；馮晨鵬等［34］分別測算了基于非徑向和徑向距離函數二者的相對效率，同時在DEA模型中引入非期望產出這一新要素。本文結合SBM模型與ML指數，基于其不同表現在方向距離函數的基礎上分別予以測算。為了更好、更直觀地反映資源型城市低碳轉型的效果，評價需要測算的數據包括ML指數值和效率最優值。

3.3.2 方向距離函數

3.3.3 生產率指數及其分解

我們將方向向量的數值定義為在每個資源型城市的實際觀測值數據，基于Chung等［35］提出的生產率指數，用式（4）可以簡潔明了地展示從t期到t+1時期具體的生產率指數。為了研究問題的需要，可以將ML指數分解為兩個部分，即技術進步指數（TCML）和技術效率指數（ECML），分別見式（5）和式（6），且而分解的前提條件是規模報酬保持不變。此外，決策單元從t期到t+1期的過程中全要素生產率（total factor productivity，TFP）的變化程度可以被ML指數所測度：當ML指數＞1時，在構建的模型中TFP有所增加；當ML指數=1時，說明TFP沒有改變；同理，當ML指數＜1時，TFP有所降低。在相鄰時期內每個DMU被ECML測度所產出的數據會出現前沿面被逼近的情況：當ECML＞1時，表示生產前沿面與某個DMU在t+1時期更接近，說明效率在不斷提高；每個生產前沿面在兩個時間點間產生的位移為TCML指數測度，當TCML指數＞1時，表示技術進步能夠同時促進期望產出的正向變動與非期望產出的負向變動。

4 資源型城市低碳轉型效率實證評價

4.1 數據來源及預處理

我國是一個發展中的資源大國，資源型城市眾多，為了簡化研究問題，本文結合國家計委宏觀經濟研究院課題組［36］確定的118個資源型城市，和李夢雅等［37］研究確定的51個礦業城市，從中選取了17個典型資源型城市作為研究對象（以下簡稱“典型資源城市”），這些資源型城市名稱及其資源稟賦如表3所示。所有指標的基礎數據均來源于2011—2018年的《中國城市統計年鑒》與《中國區域統計年鑒》。數據預處理過程中排除了評估單元間差異度小的指標，如離散系數同時剔除了同一標準層內信息重復在90%以上的指標。

表3 典型資源城市及其資源分類

4.2 評價過程及結果

根據2011—2018年的數據，本文首先計算了各典型資源城市的ML指數及其效率值變動區間；其次，在ML指數的基礎上，分解測量其TCML指數和ECML指數。2011—2018年典型資源城市整體的ML指數TCML指數和ECML指數值如表4所示，ML指數、TCML指數和ECML指數的波動變化如圖1所示。統計結果顯示，在考慮非期望產出的前提下，2011—2018年典型資源城市由ML指數所表征的TFP年均增長率為2.4%，說明這些城市的低碳全要素生產率整體呈良性發展態勢，即低碳轉型有了一定進步。其中，在統計期間，技術進步是TFP提升的主要動力源泉，TFP指數平均上升了2.6%；而技術效率（主要體現為要素配置管理水平引致的效率移動）的降低對TFP形成了消極影響。進一步觀察發現（見圖1），ML指數與TCML指數呈正相關，而ECML指數與TCML指數無顯著相關性，這在一定程度上說明低碳技術進步對典型資源城市低碳轉型的應因效果較為顯著，而城市低碳管理水平的改進問題由于并未引起政府的足夠重視，數值未有顯著改善。在2013—2018年這個時間段，TFP指數均大于1，但其增長的主導因素有所不同，其中在2013—2015年、2016—2018年間，低碳技術進步是TFP增長（低碳轉型加速期）的主導因素，而在2015—2016年這個跨期時段內，管理效率改進成為TFP增長的主要支配因素；在最近期的2017—2018年間，技術進步和管理效率改善均對TFP產生了正向推動效果，其中技術進步的作用更顯著?？梢姡琓FP增長是技術進步與管理效率改善共同作用的結果，但其主導因素處于動態變化中：主導因素為TCML時，相關產業技術的低碳化創新較活躍；主導因素為ECML時，政府對相關產業的低碳化管理、領導力量更活躍。增加，說明技術效率變化不明顯，而除雞西、烏海、淄博、盤錦、黃石外，多數城市的TCML指數均超越1，說明低碳技術進步是城市轉型的主動力源，同時也表明低碳技術應用是城市脫碳發展的關鍵控制因素。另外需要說明的是，2011—2018年間黃石和朔州的ECML指數出現了回落，降幅分別為2.5%、0.6%，表明這兩個城市的政府在低碳管理規劃與政策配套上未充分發揮疏導和管理職能。但從整體角度分析，2011—2018年間絕大多數典型資源城市均出現了技術的進步和效率的改善，從各城市細分角度來看，城市間的改善程度存在較大差異。

表4 2011—2018年典型資源城市整體生產率指數值

圖1 2011—2018年典型資源城市生產率指數及其分解指數波動情況

表5 2011—2018年典型資源城市平均生產率指數及其分解

如表5所示，從空間異質性來看，2011—2018年在典型資源城市中只有雞西、烏海、淄博、盤錦、黃石5個城市的ML＜1，70%的城市均出現了TFP增加，特別是大慶、濮陽、阜新、晉城的TFP平均增幅均超過7%，大同、陽泉的TFP漲幅也超過了5%，而黃石的TFP降幅明顯，高達7%；從TFP增長的推動因素看，所有城市的ECML指數均未出現顯著所示，從空間異質性來看，2011－2018年在典型資源城市中黃石5個城市的ML<1，70%的城市均出現了TFP增加，特別是大慶、濮陽、阜TFP平均增幅均超過7%，大同、陽泉的TFP漲幅也超過了5%，而黃石的TFP高達7%；從TFP增長的推動因素看，所有城市的ECML指數均未出現顯著增加，率變化不明顯，而除雞西、烏海、淄博、盤錦、黃石外，多數城市的TCML指數說明低碳技術進步是城市轉型的主動力源，同時也表明低碳技術應用是城市脫碳控制因素。另外需要說明的是，2011－2018年間黃石和朔州的ECML指數出現了

結合2011—2018年典型資源城市低碳轉型的TFP初始效率值（見圖2）的變動情況分析，從整體效率來看，可以認為這些城市在過去8年中已由低碳轉型的低級階段穩步過渡到了中級階段（參照表2）。從效率值的波動來看，大部分城市的效率值得到較大提升，只有雞西、淄博和黃石的效率值整體水平相對偏低，即自2008年國家陸續確定資源枯竭型城市及2013年實施資源型城市可持續發展規劃以來，各資源型城市都開始關注低碳技術發展，試圖通過循環和綠色技術實現城市的轉型集約發展。要特別指出的是，多數典型資源城市效率值的變化特點均是小范圍浮動型，而非逐年遞次增加，比如撫順、阜新的效率值分別在2013、2014年有所下降，鞍山則在2017年出現了較大幅度下降，主要原因在于在低碳技術運用和城市低碳規制實施過程中資源型城市需要采取一系列強制措施，而這些措施可能會產生短時逆向的影響；又如鞍山在2014年前效率值增長趨于穩定，這一時期政府對資源產業低碳脫鉤的措施相對和緩，主要從督促企業縮減污染排放、改善不可再生資源利用效率、提高可再生能源使用比例等方面致力于推動產業自身的低碳治理，而在2015年鞍山決定整體拆除高污染高排放的水泥企業，2017年又整體關閉了所有鋼鐵土焙燒窯企業，從而使得其效率值在這兩個年度出現了較大回落。

圖2 2011—2018年典型資源城市低碳轉型的全要素生產率波動情況

5 結論

本文選取我國17個典型的資源型城市為研究對象，利用面板數據探究其低碳轉型的時空異質性，在考慮非期望產出的情況下，采用SBM模型（基于方向性距離函數）來測算資源型城市低碳轉型的全要素生產率，并在轉型效果評價階段以TFP測度模型和效率值共同進行度量測評。研究結果表明：從整體來看，研究期內典型資源城市的低碳TFP呈良性發展態勢，且TFP上升的主要源泉在于技術進步，即采用低碳技術、更新機械設備等技術創新手段能夠有效促進低碳經濟增長；而由要素配置水平決定的技術效率的小幅下降則對TFP增長形成了負效應，表明城市在低碳治理和減排措施等管理行為方式上仍有欠缺。進一步從空間異質性來看，各資源型城市在其縱向和橫向維度均表現出迥異的TFP和效率值變動特征，這主要是由于低碳技術進步和環境管制政策的雙重作用效果，兩者效應相疊加：一方面使得資金更多地向技術創新領域傾斜，更集中地投入到低碳產業中去，從而推動了TFP增長；另一方面也會由于短時逆向的治理影響，使得城市的經濟產能暫時性減少。但從總體角度看，相較于期初，后期各資源型城市的TFP增長和效率值提升均較顯著，這說明減少污染排放、積極研發綠色可持續能源替代品，推動低碳技術創新和能源利用效率的改善，這些都對資源型城市的低碳轉型及其全要素生產率增長產生了長期積極的影響。