湖北省區域生態效率測度及影響因素研究

鄧帆帆，劉 軍,2，韓娟娟

(1.湖北大學 旅游學院；2. 湖北大學旅游發展研究院，湖北 武漢 430062)

0 引言

作為評價可持續發展水平的重要指標，生態效率逐漸受到學界重視與廣泛認可。近年來，湖北省政府及其地方政府均對生態文明進行探索與實踐，如湖北省政府發布《湖北省生態環境保護“十四五”規劃》，規劃中指出要統籌做好生態修復、環境保護、綠色發展，推進生態文明體制改革，使生態環境質量持續改善，生態環境安全得到有力保障；湖北省黃岡市大別山各景區已逐步建立起垃圾封閉儲存和無害化處理系統以及生態資源循環利用系統；武漢市青山區政府實施“四水共治”、大力實施城市海綿化改造、推動土壤改良生態修復，認真開展《固體廢物污染環境防治法》執法檢查行動等。基于湖北省多項政策支撐，其生態效率及其相關研究始終處于快速發展階段，本研究利用超效率SBM模型以及Malmquist指數模型對湖北省2011-2018年地級市生態效率進行測算并展開實證分析，為評估湖北省經濟發展與環境協調現狀提供科學的理論依據。

1 文獻綜述

生態效率(E-coefficiency)一詞最早由Schaltegger & Sturm[1]于1990年正式提出，即生產過程中增加的產出和增加的環境影響的比值(ratio of increased output to environmental impact)。后續學者研究多從環境進步、新陳代謝、生態改進、資源協調利用等角度拓展和完善生態效率的概念[3-6]，但基本圍繞WBCSD[2]思想展開。生態效率值可以被用作良好的可持續性分析指標。早期生態效率測度采用單一比值法，用生產的經濟產出與資源投入的比值評價生態效率，經濟產出指標多選取國內經濟生產總值GDP[7]、企業凈產值[8]、綠色GDP[9]。也有學者選用能值價值表征經濟價值[10]。隨著研究深入，產生了指標體系法[11]和模型分析法[12]。目前被普遍接受的模型工具是DEA模型(數據包絡分析法)。趙哲等[12]利用超效率DEA模型和Malmquist指數測度呼倫貝生態效率。就生態效率的驅動因素而言，學界普遍接受IPAT模型[13]，有學者嘗試在人口、富裕程度和技術等因素基礎上添加政府管制、對外開放程度、地理位置等探究生態效率影響因素及影響程度[14-16]。在生態效率實證研究領域，國外將生態效率廣泛運用于企業生產和產品設計中[17-18]。國內生態效率實證研究集中在行業及區域領域，就行業發展而言生態效率被廣泛運用在農業[19]、工業[20]發展中。隨著中國旅游產業影響力的提升，旅游生態效率實證研究興起，王兆峰等[21]為旅游產業實現“帕累托”最優提供參考項目。就城市和區域層面而言，已建立安徽省[22]、廣東省[23]、江蘇省[24]、內蒙古[25]等省市層面、長江經濟帶城市群[26]等區域層面的研究。總體而言，生態效率能夠在不同的環境條件下作為估量環境績效的工具，其相關研究仍處于快速發展階段，并呈現出以下特點：①研究領域：研究集中在區域工業、農業、旅游業等區域行業層面，區域整體生態效率的研究相對較少；②研究內容：對綜合生態效率的測度相對集中，利用回歸模型分析生態效率的驅動因素及影響程度并提出解決方案的文獻相對較少；③研究對象：對長三角、珠三角、京津冀等經濟相對發達的城市群區域生態效率研究較多，少有對中部城市群、中等經濟發展水平省份區域生態效率的研究；④研究方法：多使用數據包絡分析模型測度生態效率靜態狀況,少有文獻利用Malmquist指數分析生態效率時間序列演變情況；⑤研究層次：研究對象相對宏觀，缺少對某省市域甚至縣域這一微觀單位生態效率的研究。針對上述研究現狀，本研究將嘗試構建新的指標體系，利用超效率SBM模型對湖北省地級市區域整體生態效率進行測算并展開實證分析，進一步豐富湖北省生態效率研究。

2 研究方法與數據來源

2.1 超效率SBM模型

超效率DEA是在DEA的基礎上延伸產生的，通過線性組合其他決策單元投入產出指標的方式剔除被評價決策單元，提高評價結果的準確性。常用的超效率DEA模型有超效率SBM模型、超效率CCR模型和超效率BCC模型，其中超效率SBM模型是非徑向的，擺脫投入與產出等比例變大或變小的假設，考慮投入和產出冗余或不足時產生的松弛變量問題，使評價結果更加有效且提升研究的準確性和科學性。

2.2 Malmquist指數

由于數據包絡分析模型測度存在無法運用界面數據從時間維度上測度效率變動趨勢及其引起變動因素的不足，因此納入ML生產率指數法,在考慮非期望產出的條件下，動態分析效率變化趨勢以實現多時期、多地區效率演化過程評價，構建ML指數如下：

式中，x、y分別表示投入、產出向量，Dt為產出距離函數，Mt為效率變化值。由公式可知，全要素生態率(MI)分解為技術進步(TC)與技術效率(EC)，技術效率在規模報酬可變的條件下，又可分解規模效率(SEC)及純技術效率(PEC)，構成MI指數的某一變化比率大于1時，表明其是生產率水平提高的根源；反之，則導致生產率水平的降低，MI計算公式可表示為：

MI=TC*EC=TC*SEC*PEC

2.3 指標選取與數據來源

超效率SBM模型測度湖北省區域生態效率指標系統由產出、投入2種指標類型構成，產出指標可分為期望經濟產出和非期望環境投入，投入指標即能源投入。如表1所示，經濟期望產出指標用GDP表示；環境非期望產出用廢水、廢氣、廢渣表示；資源投入要素包括勞動力投入、資本投入、能源投入、土地投入和水資源投入。

表1 區域生態效率測度指標體系

本研究選取2011—2018年湖北省地級市作為研究對象，數據來源于《湖北省統計年鑒》《住房和城鄉建設部城市建設用地統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》、《湖北省水資源公報》《湖北省環境保護公報》、各城市統計年鑒。由于部分指標的數據缺失，同一城市相同指標不同年份之間指標數據存在密切聯系，本文采用插值法對缺失數據進行處理。

3 湖北省生態效率測度

3.1 湖北省區域生態效率測度結果

本文通過超效率SBM模型測度湖北省區域生態效率，利用MaxDEA ultra7軟件分別測定出14個城市綜合技術效率值(TE)、純技術效率值(PTE)以及規模效率值(SE)。由于不同時間各個城市的效率值不能進行直觀比較，本文加入理想值對比研究，得到表2、表3、表4。

根據表2、表3、表4可知，①2011—2018年各城市生態效率值均有所上升，其中宜昌、武漢、隨州三地綜合技術效率值上升趨勢顯著，且增長率均超過200%，說明以上地區在研究期間的生態可持續發展水平提升明顯。荊門、荊州、咸寧、黃石、鄂州、潛江在2018年的綜合生態效率均小于1，呈現出綜合生態效率無效狀態，且潛江綜合生態效率處于全省最低水平。

表2 2011—2018年湖北省主要城市綜合技術效率值(TE)

表3 2011—2018年湖北省主要城市純技術效率值(PTE)

表4 2011—2018年湖北省主要城市規模效率值(SE)

從整體情況來看，各地區在經濟與環境之間的平衡問題上已逐步通過相應手段往均衡點靠攏，但效果仍有待改善，整治方式仍需優化，以保證長期內生態效率得到更好的提高。②湖北省純技術效率區域差異顯著，沿湖北省區域輪廓自北向南、自西向東呈高-低-高狀態分布。從研究期間均值來看，襄陽、隨州、仙桃、黃岡、孝感純技術效率值超過0.84，但只有襄陽超過1，表現出純技術效率有效狀態。從增長率看，全省各地區純技術效率均保持正向增長，黃岡市2011-2018年期間的純技術效率增長率為5.39%，為全省范圍內最低值，呈現出小幅度增長，說明黃岡市在企業管理以及技術使用上仍有很大改善空間；武漢、宜昌、隨州以及仙桃四市的增長率分別為204.20%、199.71%、192.81%、106.32%，是全省純技術效率層面增長最快的市區，盡管地域之間存在效率不一的問題，但仍有部分市區呈現較高效率態勢，應充分鼓勵效率值高的市區在技術發展、成果轉化、環保法規等各層面與其他區域進行交流學習，發揮龍頭帶動作用。③2011—2018年湖北省各城市規模效率均值從2011年的0.903增加到2018年的0.958，除2011—2012年間大幅度增長外，之后幾年的規模效率均在0.95上下穩定浮動，說明從時間上看，研究期間，全省規模效率整體未發生大幅度增長，即全省在產業規模大小、規模水平、規模優化以及規模之間的聯系上并未得到逐步提升，這是產業結構在優化配置上存在問題，導致對經濟效益與生態正向作用不夠的體現。從2018年的規模效率值來看，仙桃、黃岡、武漢規模效率從有效狀態降為無效狀態，表明這3個城市向最優生產規模發展進程不夠穩定，并且2018年全省所有市區均未實現最優規模效率，表明仍需調整產業結構和生產規模，提高資源利用效率以及可持續發展能力。

3.2 湖北省區域生態效率Malmquist指數分析

Malmquist模型可以體現生態效率時間序列變化情況，與超效率SBM模型結合能從時間和空間、靜態和動態角度評價生態效率。本文測算湖北省14個城市2011-2018年Malmquist指數MI(全要素生產率變化指數、綜合效率變化指數)、技術效率變化指數EC、技術進步指數TC以及純技術效率變化指數PEC，計算得到規模效率變化指數SEEC，從時間和區域角度分析湖北省生態效率，整理得出表5、圖1。

表5 2011—2018年湖北省主要城市生態環境年均Malmquist指數

由表5及圖1可知，2011-2018年大部分城市全要素生產率均有所增長，平均增長率為18.3%，其中潛江綜合生態效率變化最大，全要素生產率達到2.208，增長120.8%，潛江綜合生態效率峰值大、基數小，生態效率變化相對明顯，所以MI較大。除潛江外，隨州、武漢綜合生態效率增速較為顯著，分別為62.2%和28.6%。研究區域中只有鄂州市全要素生產率小于1，綜合生態效率下降，降幅為0.4%，這表明鄂州市與全省其他城市相比在生態可持續發展上仍存在差距。另外，其他城市雖有所增長但是增速未見顯著，這反映出湖北省整體在協調經濟與生態環境之間存在不足。從綜合生態效率變化指數的分解來看，在技術效率指數上，潛江達到2.007，增長100.7%，是全省最高值，除此之外，隨州、咸寧、仙桃等8個城市技術效率值超過1，說明以上地區在已有的技術水平上，獲得了較大的產業產出效果；與此同時，鄂州、黃岡、武漢、荊州以及襄陽的技術效率小于1，分別降低0.4%、0.8%、0.9%、0.9%、4.6%，表明這些城市前一時期向生產前沿的逼近距離大于后一時期向生產前沿的逼近距離，即資源利用效率不高，需協調資源配置，合理進行資源的開發，對于已開發的資源應在后續的管理上嚴格把關投入的落實情況。從技術進步上看，2011-2018年湖北省區域平均技術增長幅度為7.3%，除仙桃外其他城市的技術進步值均大于1，仙桃市降低3.6%，表明仙桃需增強科技創新能力、提升生產技術水平。另外，武漢“1+8”城市圈中的黃岡、咸寧、孝感、黃石、鄂州及潛江的技術進步指數并不高，而武漢的技術進步值達到1.298，說明武漢生態資源的吸引力具備較強的指向性，但武漢在交通運輸等行業上提供的技術支撐未能經過合理處置，向周邊發散自身的資源利用效率能力不足，因而武漢市技術進步效率提升明顯，而相鄰城市并未展現相應的技術含量及資源利用能力。綜合來看，技術效率的均值為1.094，大于技術進步均值1.073，說明對湖北省各產業而言，技術效率的提升對全要素生產力的正向作用強于技術進步，因此需要在已有技術的利用上尋找突破口，提高通過技術帶來的產出。

圖1 2011—2018年湖北各市年均Malmquist指數及其分解

從純技術效率變化情況來看，武漢、荊州、襄陽、黃岡純技術效率值小于1，表明這些區域管理水平有所下降，影響區域生態效率的增長，但它們距離效率有效狀態差距微小，因此需要完善體制機制、促進資源合理配置。隨州市純技術效率值最高(1.376)，純技術效率提升超過5%，說明該城市在構建健康有序的產業格局上表現良好。從規模效率變化上看，全省均值為1.05，規模效率提升5%，略高于純技術效率。其中，全省共有一半的城市呈現效率降低態勢，宜昌、孝感、咸寧、黃石、荊門、隨州、鄂州規模效率均小于1，并且以上7個城市中，除鄂州市外，其他城市均是首次出現分解效率小于1的情況，表明這些城市均未實現規模經濟，可能仍停留在“規模擴大，效益提升”的簡單層面，未認清各產業的集群效應，以至于無法形成集群驅動力。并且不同類型的企業具備不同行業特征，應差異化經營，調整其生產規模以提高管理水平，最終達到提升生態效率的目的。

綜上可知，2010-2018年間湖北省各市全要素生產率及其分解效率均對生態效率產生正向影響，其中技術效率對全要素生產率的正向影響強于技術進步，規模效率對技術效率的正向影響強于純技術效率，但50%的城市仍需發展規模經濟來提升生態效率。各地區是命運共同體，應該加強區域合作，整合資源配置，提升科技創新能力，推動供給側改革，加大扶貧力度，實現共贏發展。

表6 2011-2018年湖北省主要城市生態環境分年份Malmquist指數及其分解

表6為湖北省主要城市生態環境分年份Malmquist指數及其分解，數據顯示2011-2018年，湖北省區域生態效率發展過程可分為3個時期：緩慢增長時期、低速下滑時期、波動轉型時期。

(1)緩慢增長時期(2011-2014年)。該時期湖北省區域經濟增速放緩、管理水平下降、規模效率水平下降、期望經濟產出不足，但是由于“十一五”期間湖北省提出大力發展科技，向新型工業化道路前進，因而生產技術水平有所提升。

(2)低速下滑時期(2014-2016年)。該時期湖北省綜合生態效率處于下降階段。2014-2016年湖北省試圖通過改善區域管理水平來提升綜合生態效率，弱化了規模效率、資源利用和技術水平，導致生態效率呈低速下滑狀態，也說明該時期湖北省全省的產業自身經營能力有待提高。

(3)波動轉型時期(2016-2018年)。該時期湖北省區域管理水平、技術水平、規模效率和資源利用水平均有所提升，促進區域生態效率的增長。這一時期是湖北省響應國家“供給側改革”號召，推動經濟轉型升級的關鍵時期。2015年以后湖北省加大力度推進產業結構調整，導致第三產業比重增大且對GDP的貢獻開始趕超第二產業。但該時期生態效率增速不穩定，說明經濟轉型仍在進行中，需繼續協調資源配置水平、提升規模效率和生產技術水平。

4 結論與建議

4.1 研究結論

本次研究通過利用超效率SBM模型以及Malmquist指數模型測度湖北省地級市2011-2018年生態效率并對其展開分析，最終得出以下結論：

(1)2011—2018年湖北省區域生態效率呈上升狀態，生態效率空間差異顯著，技術效率沿湖北省區域輪廓自北向南、自東向西呈高-低-高狀態分布，規模效率各城市差異未見顯著，但90%以上城市未實現最優規模效率。盡管區域經濟環境可持續仍未實現，仍需從規模效率、技術水平和管理水平等多方面加以調整，但湖北省區域發展仍呈現良好格局。

(2)2010-2018年湖北省各市全要素生產率及其分解效率均對生態效率產生正向影響，其中技術效率對全要素生產率的正向影響影響強于技術進步，規模效率對技術效率的正向影響強于純技術效率，但50%的城市仍需發展規模經濟來提升生態效率。

(3)根據2010-2018年湖北省主要城市生態環境分年份Malmquist指數及其分解數據分析，可知研究期間湖北省區域生態效率發展過程可分為3個時期：緩慢增長時期(2011-2014年)、低速下滑時期(2014-2016年)、波動轉型時期(2016-2018年)。

4.2 政策建議

為提升湖北省區域生態效率，本文提出以下建議：

(1)因地制宜規劃，統籌綠色發展。自然資源充沛而經濟相對落后的地區應以自然資源促綠色發展，充分挖掘自然資源的旅游價值并開發中部旅游市場，針對細分市場制定個性化營銷方案，發揮旅游業的帶動作用；經濟發展速度較快但自然資源相對不足的地區可以轉變經濟發展方式，大力發展第三產業和高新技術產業，從源頭出發按照污染排放、資源消耗、技術水平、企業生產總值等指標對現有企業經濟環境協調發展程度評定等級，對等級較低企業加以改造，并對新進入企業進行等級判定及篩選。

(2)優化招商引資，建設綠色通道。加大綠色產業招商引資力度，成立專業招商引資小組，在全國篩選符合湖北發展要求的環保企業，建立環保企業信息庫。通過減稅免租、人才直輸等方式吸引高新科技企業和綠色環保企業入駐湖北，打造全新高科技環保產業基地。設置嚴格的企業準入門檻，審查企業在其他省份或地區的品牌價值、污染排放、生產總值、環境影響等指標，杜絕高污染、高能耗企業在湖北投資建廠，從污染源頭把控湖北省招引企業類型。

(3)加強技術利用，疏通傳統產業技術障礙。以科技創新、產業融合、應用推廣為主線，以解決傳統產業技術障礙為目標，以形成新時代信息技術產業鏈為核心，打造湖北省特色信息技術產業基地，著重于智能設備、感應裝置、新型信息通信技術、移動互聯網技術、圖像處理技術、應用軟件開發等領域的研究，集中科技人才、設施資源，大力引進全球尖端科技企業和項目，培育湖北省本土特色信息技術企業，形成新時代信息技術產業鏈。