基于SBM 模型的資源型城市綠色創新效率測算與差異分析

徐贊贊，俞雅乖

（寧波大學 商學院，浙江 寧波 315211）

一、引言

資源型城市主要是指由資源的開采而興起，并主要依靠資源型產業來支持自身經濟發展的一種特殊城市類型（李博等，2016）[1]。2013 年國務院頒布了《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020年）》，確定了262 個資源型城市，其中地級市116 個，占我國地級市總數的39.59%。隨著資源的不斷開采，資源型城市已逐步形成了過度依賴不可再生資源與自然資源的單一產業結構，造成了經濟增長緩慢、生態環境惡化、高素質人才流失嚴重等問題（Li等，2015）[2]。傳統的經濟發展方式將難以繼續，探究資源型城市如何實現可持續發展迫在眉睫。

綠色創新作為改善環境績效、提升競爭力和升級產業結構的有效途徑（Singh 等，2020）[3]，被視為節約能源、減少污染、并在資源限制更為嚴格和環境退化的情況下實現持續經濟、社會與生態環境三者協調發展的重要方法（Ke Haiqian 等，2021）[4]。資源型城市正面臨資源與環境的雙重約束，為使其可持續發展，需要改善傳統的經濟發展方式，形成以綠色和創新為主的資源利用模式，以促進各方面的健康協調發展。研究與測度中國資源型城市的綠色創新效率對解決當下資源型城市面臨的發展問題顯得尤為重要。

二、研究綜述

綠色技術的概念最早由Ernest 在1994 年提出，是指能夠在節約資源的同時，達到減少、消除或避免環境污染目的的產品、技術和工藝的總稱[5]。而綠色創新是在綠色技術創新的基礎上衍生，并與綠色技術創新息息相關的概念。Garcia-Granero 等（2018）[6]認為綠色創新分為綠色產品、綠色過程、綠色組織和綠色營銷創新四種創新類型，同時應包括每種類型下業績指標的完整組合，以全面衡量綠色創新。一般而言，效率為生產活動中投入的資源與產出的產品之間的效用比例關系。因此，本文中綠色創新效率的涵義指的是在保證節約能源消耗及控制環境污染的前提下，創新資源投入與其產出的比值。關于綠色創新效率，現有的研究集中于綠色創新效率的測度與評價兩個方面。

在綠色創新效率測度方面，主要集中于評價指標體系與評價內容的構建與確定；Wong 等（2012）[7]將綠色創新分為了兩部分，即綠色過程創新和綠色產品創新，并分別研究這兩種綠色創新對于中國制造企業綠色效率和經濟效率的影響。韓晶（2012）[8]首先對各區域環境污染指數進行了測度，進而將其納入綠色創新效率的評價體系中，對中國各區域的綠色創新效率進行了測算分析。在綠色創新效率評價方法方面，目前DEA 方法使用最廣，在大量學者的研究下，DEA 法不斷得到完善。張逸昕和林秀梅（2015）[9]將DEA 模型與Malmquist 指數方法相結合，從靜態和動態兩個方面測算了中國省際層面的綠色創新效率。任耀等（2014）[10]基于DEA-RAM 模型，從綠色、創新以及經濟角度構建了綠色創新效率評價體系，并對山西省的綠色創新效率進行了實際的測算。李金滟等（2016）[11]運用含非期望產出的SBM模型測算了長江中游城市群28 個地級市的綠色創新效率。

城市運行階段投入產出比的有效提升對于其進一步發展的重要性不可忽視，利用有限資源投入實現更高水平的產出，可以使城市的現有發展狀況得到改善與提升，對于面臨資源、經濟與環境等發展困境的資源型城市來說，更為重要。

在資源型城市效率研究方面，已有的文獻主要測度和分析了資源型城市的城市效率、全要素能源效率、環境效率以及轉型效率等指標。對于中國資源型城市效率的研究最早由對城市效率的研究開始。其中，Sun 等（2012）[12]利用DEA 模型，對中國24個資源型城市的效率進行了測算，并將資源型城市按照區域與資源類型進行了對比研究；李江蘇等（2017）[13]基于中國115 個資源型城市的研究數據，采用C2R 和C2GS2 兩種DEA 模型測算了各資源型城市的發展效率。由于資源型城市的枯竭現象日益嚴重，部分學者開始將能源納入了資源型城市效率的評價體系，并開始考慮綠色發展問題。李博等（2016）[1]在對2004—2012 年中國資源型城市的全要素能源效率進行分析時，將全市用電量作為能源投入指標計入了測算體系。李德山等（2021）[14]從環境污染的視角出發，結合SBM 與ML 指數模型，對2003—2016 年間山西省11 個煤炭類資源型城市的環境效率和生產率進行了測算與差異分析。由于資源型城市正面臨轉型發展的難關，資源型城市轉型效率獲得了越來越多學者的關注。董鋒等（2012）[15]結合環境因素，運用DEA 模型與熵值法測算了21個地級資源型城市2000—2007 年間的轉型效率。熊彬和胡振坤（2019）[16]采用動態DEA 模型對東北地區20 個資源型城市2005—2016 年的轉型效率及其空間與時間差異進行了深入的研究。

綜上，以資源型城市為評價對象的綠色創新效率研究較少，而資源型城市正面臨綠色創新帶動轉型發展的關鍵時期，測度與評價資源型城市的綠色創新績效對其可持續發展具有重要意義，已有文獻雖然對于綠色創新效率評價的指標體系研究得較為全面，但未體現資源型城市創新發展的特點，并不適合直接用其進行資源型城市綠色創新效率的測度與評價。

基于此，本文立足于效率視角，利用2010—2019年64 個地級資源型城市的相關數據，運用考慮非期望產出的SBM 模型，測度與分析了資源型城市的綠色創新效率及其分類差異，從而為提升中國資源型城市綠色創新效率與實現中國資源型城市的可持續發展提供決策的科學依據。

三、研究設計

（一）研究方法

本文利用考慮非期望產出的SBM 模型進行資源型城市綠色創新效率的測算分析。相較于其他DEA 基礎模型，SBM 模型具有將松弛投入和松弛產出均考慮在內的優勢，使其對于各個決策單元的效率評價更為真實。同時，SBM 模型使用的度量方法為非徑向、非角度，避免了兩者帶來的偏差和影響，更能體現其本質。根據本文的研究目的，需加入環境污染指標，并希望其處于負產出狀態。

基于此，本文選取DEA 方法中的SBM-Undesirable模型為研究方法。根據定義，加入非期望產出的SBM-Undesirable 模型如下：

（二）案例城市選取

由于資源型城市中的地級市具有發展歷史長、規模大等特點，使其對城市可持續發展的需求更為迫切，成為資源型城市問題研究中的首要部分。基于數據的可獲得性與完整性，本文選取資源型城市中的64 個地級市作為研究對象。同時《規劃》中將全部資源型城市劃分為成長型、成熟型、衰退型與再生型4 類，在此基礎上，本文根據國家計委宏觀經濟研究院課題組在2002 年對資源型城市的界定分類[17]與李博等（2016）[1]研究資料中的分類方式，將所選取的資源型城市按照所在區域與資源類型進行了類型群組的劃分，如表1 所示。

表1 資源型城市區域分類

（三）數據來源與指標選取

基于研究對象及數據的可得性，本文選取64個資源型城市2010—2019 年的相關數據，作為投入產出數據。數據主要來源于《中國城市統計年鑒》、各市的統計年鑒、各省份科技廳網站、部分地市國民經濟和社會發展統計公報以及EPS 數據庫，其中，部分缺失數據使用線性插值法進行補充。

在構建資源型城市綠色創新效率評價的投入產出指標體系時，借鑒以往的研究成果，并充分考慮了環境因素和資源因素，同時兼顧指標的科學性和數據的可得性。投入指標方面，包括勞動力投入、資本投入以及能源投入。其中，勞動力投入方面，借鑒白雪潔等（2014）[18]的做法，選用單位從業人員中的從事科技活動人員數量作為科技勞動投入，從事水利、城市環境、公共服務人員數量作為綠色勞動投入。資本投入采用固定資產投資來表示。由于各個城市煤炭、石油和天然氣三種化石能源的消費總量并未有效統計，本文借鑒李艷軍和華民（2014）[19]的做法，選用全社會用電量來衡量能源投入。期望產出方面，將資源型城市人均GDP 作為經濟產出指標，將城市專利授權量作為創新產出指標，而對于綠色產出指標，借鑒孫鈺等（2015）[20]的思想，選取建成區綠化覆蓋面積作為綠色產出能力的衡量指標。此外，非期望產出方面，根據李健和馬曉芳（2019）[21]的做法，以城市廢水排放量和SO2排放量作為非期望產出的衡量指標。詳細的指標體系如表2 所示。

表2 資源型城市綠色創新效率指標體系

四、研究結果

（一）效率測度結果分析

本文采用考慮非期望產出的SBM 模型進行測算得到資源型城市綠色創新效率值，如表3 所示。縱向來看，從表3 中可以看出，在本文所研究的64 個資源型城市中，2010—2019 年，只有大慶市、東營市、鶴崗市、湖州市、淮北市、萊蕪市、七臺河市、新余市、伊春市以及淄博市這11 個城市綠色創新效率值始終處于生產前沿面上，效率最低的10 個城市分別為三門峽市、畢節市、承德市、宜春市、通化市、平頂山市、百色市、邢臺市、六盤水市以及張家口市，通過觀察效率均值可知，各資源型城市的綠色創新效率之間存在較為明顯的差異性。橫向來看，資源型城市在2010—2019 年，綠色創新效率均值呈現先波動下降后緩慢上升的變化趨勢。2014 年是研究期內資源型城市綠色創新效率變動趨勢的轉折點，也是效率均值最低點，與效率均值最高年份2018 年相差0.213 6。但綠色創新效率均值最高年份2018 年也只達到0.771 5，仍有22.85%的進步空間。

表3 資源型城市綠色創新效率均值（2010—2019 年）

為了進一步分析不同資源型城市綠色創新效率的差異，本文將各資源型城市分別按照規劃綜合分類、所在區域分類以及資源類型分類劃分為不同的組別，并分別計算三種分類方式下各組內資源型城市的綠色創新效率均值，結果反映在表4 中。

（二）效率分類差異分析

1.資源型城市綠色創新效率的規劃綜合分類差異分析。按照規劃綜合分類，各類資源型城市的綠色創新效率均值如表4 所示。從表4 第一部分可以看出，資源型城市綠色創新效率從高到低依次為衰退型、再生型、成熟型以及成長型。四種類型資源型城市的綠色創新效率值在2014 年后，都有明顯的上升趨勢，衰退型資源城市在2018 年，達到了效率均值最高點0.913，距離生產前沿面僅差8.71%。再生型資源城市在2018 年效率值達到了0.806，也處于高效率狀態，并且再生型城市在2014 年后，綠色創新效率的增長幅度最高，從2014 年的最低值到2018 年的最高值增長了58.75%。成長型資源城市在2015—2016 年，增長幅度達到了57.58%，分析可知，是由于松原市在2015 年后，極大減少了工業廢水的排放，提高了綠色產出所導致。

2.資源型城市綠色創新效率的區域分類差異分析。按照資源型城市所在區域分類，各類資源型城市的綠色創新效率均值如表4 所示。從表4 第二部分可以看出，資源型城市綠色創新效率從高到低依次為東北部、東部、中部以及西部地區。東北部地區資源型城市除了通化市之外，其余資源型城市均在某一年份或多年份處于生產前沿面上，并且，在研究期間內的每一年，東北部地區資源型城市綠色創新效率均值均在其他地區之上；東部地區資源型城市綠色創新效率值一直保持較為平穩的狀態，最高值與最低值之間僅相差0.134；中部地區資源型城市在2010—2014 年間的綠色創新效率一直較低，2014年效率值僅為0.495，2015 年后，出現了較大幅度增長，到2017 年，達到了0.754，之后維持在此水平；西部地區資源型城市綠色創新效率值在每一年份均低于其他三類地區資源型城市，2015 年后，效率值有所增長，但仍處于較低范圍。

3.資源型城市綠色創新效率的資源類型分類差異分析。按照資源型城市資源類型分類，各類資源型城市的綠色創新效率均值如表4 所示。從表4 第三部分可以看出，按照資源類型分類，資源型城市綠色創新效率從高到低依次為森工類、非金屬類、油氣類、黑色類、煤炭類、有色類以及綜合類。其中綠色創新效率值最高的類型森工類資源型城市在2013 年、2014 年、2015 年、2017 年以及2019 年都處于生產前沿面。2014 年后，排名第三的油氣類資源型城市的綠色創新效率快速增長，也分別在2016 年、2017 年以及2018 年這三年達到了生產前沿。而有色類與綜合類資源型城市綠色創新效率均值雖然在2010—2019 年有緩慢上升的趨勢，但均未達到平均水平。

表4 各分類方式下資源型城市綠色創新效率均值（2010—2019 年）

五、研究結論與啟示

（一）研究結論

本文以2010—2019 年中國64 個資源型城市的面板數據為樣本，運用非期望產出的SBM 模型測算了各資源型城市的綠色創新效率，進而對效率測算結果進行了分類研究。得到結論如下：

第一，從整體上看，資源型城市中只有大慶市等11 個城市始終處于生產前沿面，而其他城市則均在樣本期間內存在要素投入冗余、產出效益不足和環境負外部效應產出過多等問題，各資源型城市的綠色創新效率之間也存在較為明顯的差異性；從時間上看，在2010—2014 年，資源型城市的綠色創新效率均值波動下降，2014—2019 年，呈平緩上升趨勢，其中2014 年是效率均值變化的轉折點。2013年11 月，國務院發布了印發《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020 年）》的通知，其中要求各資源型城市推進綠色發展、加強環境治理和生態保護并支持和領導城市創新轉型發展。由于專利等指標具有滯后效應，因此《規劃》下發的下一年，即2014年處于資源型城市的一個過渡期，而2014 年后，資源型城市綠色創新效率緩慢上升，說明《規劃》的下發使資源型城市綠色創新轉型取得了一定成效。

第二，從規劃綜合分類差異分析結果看，資源型城市綠色創新效率從高到低依次為衰退型、再生型、成熟型以及成長型；其中，由于《規劃》中明確提出，要求政府引導再生型城市創新發展，分析再生型資源城市投入產出效率及其改進方向可知，2014年后，大部分再生型資源城市的創新產出不足值有了明顯的降低，再生型資源城市綠色創新效率增長幅度最大達到58.75%。由于衰退型城市面臨嚴重的資源枯竭問題，在2008—2009 年，國務院先后公布了44 個資源枯竭型城市，助力其實現經濟轉型發展，衰退型資源城市的轉型工作開展較早，并取得了一定的成效，形成了良好的基礎，使其2010—2019 年的綠色創新效率均值均高于其他類型城市。成熟型資源城市雖然綠色創新效率的均值與上升幅度并不高，但總體保持較為穩定的緩慢增長，這與其控制污染產出的減少有關。成長型資源城市綠色創新效率均值在2014—2015 年增長迅速，幅度達到57.58%，分析可知，主要原因為松原市2016 年以及之后的工業廢水與工業SO2的排放得到了強有效的管控，排放量大大降低，使其成長型資源城市的效率均值也隨之上升。

第三，從所在區域分類差異分析結果來看，資源型城市綠色創新效率從高到低依次為東北部、東部、中部以及西部；東北部與東部地區如大慶市、鶴崗市、七臺河市、萊蕪市以及淄博市，由于自身以及所在省份經濟比較發達，人均GDP 產出相對較高，能夠有更多的資金投入到環境保護以及創新方面，同時發達國家產業轉移也更青睞于東北部及東部地區，帶來一定創新技術，使東北部及東部地區綠色創新效率值靠前。西部地區資源型城市在2010—2019年綠色創新效率均值均低于其他三類地區，分析其投入產出數據及改進方向可知，西部地區資源型城市投入力度不足，并且污染排放較為嚴重。

第四，從資源類型分類差異分析結果來看，資源型城市綠色創新效率從高到低依次為森工類、非金屬類、油氣類、黑色類、煤炭類、有色類以及綜合類。森工類資源城市因其本身資源特性，環境治理成效一直較為顯著，且創新能力較強，在研究期內的五年都處于生產前沿面，并且自2012 年后，綠色創新效率均值都高于0.9。由于油氣類資源城市中的濮陽市和松原市在2016 年極大地控制了污染物的排放，并提高了經濟產出，使其整體綠色創新效率在2015—2016 年迅速增長，加上油氣類資源城市通常擁有雄厚的資金作為基礎，2016 年之后其綠色創新效率也一直保持高效率狀態。而煤炭和有色類資源型城市由于環境污染嚴重，治理和創新難度較大。而綜合類城市綠色創新效率最低，可能是由于除宜春市之外，其他城市如葫蘆島市、黃石市等煤炭和有色類占比較高，造成了一定影響。

（二）研究啟示

提高資源型城市綠色創新效率，縮小各資源型城市之間綠色創新效率差異性極為重要。非效率資源型城市應調整其投入產出結構，合理優化資源配置比例，同時加大科技勞動投入力度，控制經濟發展中的污染排放，實現其綠色創新效率的有效提升。

對于衰退型與再生型資源城市，相關政府應基于現有狀況進一步制定更為詳細的發展規劃，在保持綠色創新高效率的同時，助力其創新轉型發展；對于成熟型和成長型資源城市，雖然現階段兩類城市的發展目標還是與其自身資源緊密相關，但在發展過程中，必須注重對污染物排放的控制，不可以單純的經濟增長為目標。

對于東北部、東部以及中部地區資源型城市，綠色創新效率值仍有較大進步空間，各城市應發揮地區聯動效應，與高效率資源型城市實現信息交流互享，合理調整投入產出結構，提高綠色創新效率；對于西部地區資源型城市綠色創新效率，相關政府需要提高重視，解決資源投入力度不足與環境治理問題。同時各地應重視創新產出，引導本地創新性發展或者依據自身優勢條件吸引創新技術的引入。

對于森工類與油氣類資源型城市，在已達到效率的基礎上，可以進一步增強創新與綠色的產出，維持優化其綠色創新效率；對于黑色類、煤炭類、有色類以及綜合類資源型城市，相關政府應當合理規劃增加其綠地面積，提高綠色產出，并制定政策減少其環境污染，嚴格控制污染物排放量，或提高相應污染處理技術。