金 玲 楊金田
(1.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院,北京 100012;2.環(huán)境保護(hù)部環(huán)境規(guī)劃院,北京 100012)
近年來,中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展取得了巨大的成就,大量的研究文獻(xiàn)使用產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、省際數(shù)據(jù)等從多個(gè)角度證明了中國(guó)的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)效率在改革開放后得到了大幅度提高,研究結(jié)果還顯示出東部地區(qū)獲得了遠(yuǎn)比中西部地區(qū)更高的經(jīng)濟(jì)效率(Zheng,Liu and Bigsten,2003)。但是這些研究無一例外忽略了環(huán)境污染的成本對(duì)經(jīng)濟(jì)效率的影響。追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇,通過提高環(huán)境效率緩解經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中的資源環(huán)境壓力。隨著大氣環(huán)境卻持續(xù)惡化,空氣污染問題日益嚴(yán)峻,研究考慮大氣環(huán)境因素的效率,分析經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與大氣環(huán)境污染之間的協(xié)調(diào)關(guān)系具有重要意義。
環(huán)境效率是一個(gè)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相結(jié)合的概念,其基本理念是在不增加環(huán)境負(fù)荷的情況下,經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出保持現(xiàn)狀或擴(kuò)大規(guī)模,從而提升社會(huì)整體福利水平,實(shí)現(xiàn)人類的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。環(huán)境效率以單位環(huán)境投入(或污染物排放量)獲得經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出來衡量,是連接經(jīng)濟(jì)與資源環(huán)境的關(guān)鍵指標(biāo),體現(xiàn)了環(huán)境和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展的程度。
環(huán)境效率根據(jù)研究對(duì)象的不同,可以分為微觀、中觀和宏觀三個(gè)層次。微觀針對(duì)企業(yè)層面,如何做到清潔生產(chǎn),如何用最少的資源和環(huán)境壓力創(chuàng)造盡可能多的產(chǎn)品或服務(wù),更多的關(guān)注市場(chǎng)價(jià)值的獲得。隨著研究的深入,環(huán)境效率的概念內(nèi)涵和范圍擴(kuò)展到中觀的行業(yè)層面和宏觀的國(guó)家層面,強(qiáng)調(diào)盡可能少地影響環(huán)境同時(shí)創(chuàng)造盡可能多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,是衡量宏觀經(jīng)濟(jì)體可持續(xù)發(fā)展的重要度量指標(biāo)。
要深入研究環(huán)境效率,就需要使用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行實(shí)證研究和定量評(píng)價(jià),其中“生命周期評(píng)價(jià)”(Life Cycle Assessment,LCA)方法和“數(shù)據(jù)包絡(luò)方法”(Data Envelopment Analysis,DEA)方法是最常用的兩種方法。
“生命周期評(píng)價(jià)”方法是指評(píng)估特定產(chǎn)品在它的從生產(chǎn)、使用到回收整個(gè)生命周期中,對(duì)環(huán)境造成的影響。包括原材料的提取與加工、制造、運(yùn)輸、使用、和最終處理,對(duì)資源、能源消耗和廢物排放對(duì)環(huán)境造成的潛在影響進(jìn)行評(píng)價(jià),量化其對(duì)環(huán)境的影響,進(jìn)而得到其環(huán)境效率。LCA方法顯然更適合微觀和中觀層面的環(huán)境效率評(píng)價(jià),不能運(yùn)用于宏觀環(huán)境效率的評(píng)價(jià)。
另外一種評(píng)價(jià)環(huán)境效率的方法是使用“數(shù)據(jù)包絡(luò)分析”方法,DEA方法是評(píng)價(jià)相對(duì)效率的一種非參數(shù)線性規(guī)劃方法,基本思想是滿足以最少的投入獲得盡可能多的產(chǎn)出,以實(shí)現(xiàn)最佳的經(jīng)濟(jì)效率。
隨著DEA方法的應(yīng)用不斷擴(kuò)展,許多學(xué)者開始探討將DEA方法應(yīng)用于宏觀層面的環(huán)境效率評(píng)價(jià)??陆 ⒗畛?]吧資源、環(huán)境作為投入變量,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作為產(chǎn)出變量,使用DEA初始模型CCR模型評(píng)價(jià)了中國(guó)各地區(qū)資源、環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)性。孫廣生等在將DEA模型應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境效率的分析,并運(yùn)用1997年各地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了實(shí)證評(píng)價(jià)。向書堅(jiān)、吳淑麗[4-5]運(yùn)用面板數(shù)據(jù)對(duì)中國(guó)各省的廢氣治理效率極其影響因素進(jìn)行了分析,但是他將環(huán)境治理過程從生產(chǎn)過程中分離出來,不能很好地評(píng)價(jià)各地大氣環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)調(diào)關(guān)系。
目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用DEA模型對(duì)于環(huán)境效率的研究,而針對(duì)大氣環(huán)境效率評(píng)價(jià)的文獻(xiàn)尚未查到,從大氣環(huán)境污染的角度專門研究環(huán)境效率具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義,對(duì)于如何協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和大氣污染問題具有重要作用。
本文擬從大氣環(huán)境污染的角度對(duì)各省經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率情況進(jìn)行評(píng)價(jià),從橫向和縱向兩個(gè)方面研究中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和大氣污染物排放的效率關(guān)系,從實(shí)證角度解釋我國(guó)各省近年來大氣環(huán)境效率的變化趨勢(shì)及東中西部及東北地區(qū)的特點(diǎn)和存在問題,為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和制定大氣環(huán)境管理政策提供依據(jù)。
數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)方法最初由Charnes、Cooper和Rhodes(1978)基于Farrell(1957)關(guān)于生產(chǎn)效率的觀點(diǎn)提出,用于評(píng)估公共部門和非營(yíng)利部門的效率。數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis,簡(jiǎn)稱DEA)是由美國(guó)管理科學(xué)家查內(nèi)斯(A.Charnes)、庫(kù)珀(W.Cooper)等于20世紀(jì)70年代末提出的一種新的評(píng)價(jià)和分析組織效率的方法。與其他傳統(tǒng)方法相比,DEA在分析具有多種投入(輸入)和產(chǎn)出(輸出)的決策單元(組織)的相對(duì)效率時(shí)具有十分突出的優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為了組織效率分析的一個(gè)重要的工具。
相比其他評(píng)價(jià)方法而言,DEA方法的優(yōu)點(diǎn)是不需要預(yù)先估計(jì)參數(shù),在避免主觀因素、簡(jiǎn)化運(yùn)算、減少誤差等方面有著明顯的優(yōu)越性。
DEA模型在環(huán)境領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)主要采用了兩種基本DEA模型——CCR和BCC模型。兩者的區(qū)別在于CCR僅能計(jì)算綜合效率,而BCC模型可以將綜合效率分為純技術(shù)效率和規(guī)模效率,能夠更加有針對(duì)性地分析DEA無效的原因。另外,CCR模型假設(shè)固定規(guī)模報(bào)酬,而BCC模型假設(shè)可變規(guī)模報(bào)酬,考慮到資源環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系,作者認(rèn)為在應(yīng)用DEA評(píng)價(jià)大氣環(huán)境效率時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇BCC模型,更貼近經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)實(shí)際。
應(yīng)用DEA方法進(jìn)行大氣環(huán)境效率評(píng)價(jià),總體上分為以下幾個(gè)步驟,如圖1。
圖1 基于DEA模型的大氣污染物省際分配方法框架圖
BCC是1984年 Banker,Charnes和Cooper提出的,它是專門用來評(píng)價(jià)決策單元的技術(shù)有效性的。BCC模型考慮到在某些情況下,生產(chǎn)可能集用錐性定理來描述可能缺乏準(zhǔn)確性,因此在CCR模型提出了不考慮錐性定理的BCC模型。錐性定理即經(jīng)濟(jì)學(xué)中的可加性定理:若以投入量x的k倍進(jìn)行輸入,那么輸出量也以原產(chǎn)出的k倍產(chǎn)出。
假設(shè)有n個(gè)決策單元,每個(gè)決策單元都有m種投入和s種產(chǎn)出,用xij(xij>0,i=1,2,……,m)代表第j個(gè)決策單元對(duì)第i種類型輸入的投入量;用yrj(yrj>0,r=1,2,……,s)代表第j個(gè)決策單元對(duì)第r種類型輸出的產(chǎn)出量;vi為第i種輸入的權(quán)系數(shù),ur為第r種輸出的權(quán)系數(shù)。并記:
其中:n為決策單元個(gè)數(shù);θ0為決策單元的有效值,λj為相對(duì)于DMU0重新構(gòu)造一個(gè)有效組合中第j個(gè)決策單元的組合權(quán)重比例;s+,s-是松弛變量。
①當(dāng)θ=1且s-=s+=0時(shí),則稱該決策單元為DEA有效,即該單元在原投入X0的基礎(chǔ)上所獲得的產(chǎn)出Y0已達(dá)到最優(yōu);該決策單元的綜合效率同時(shí)為純技術(shù)有效和規(guī)模有效;
②當(dāng)θ=1且s-≠0或s+≠0時(shí),則稱決策單元為弱DEA有效。決策單元不同時(shí)為純技術(shù)有效和規(guī)模有效。
③當(dāng)θ<1時(shí),D決策單元為DEA無效,決策單元既不是純技術(shù)有效,也不是規(guī)模有效。
選取投入產(chǎn)出指標(biāo)是應(yīng)用DEA模型的一項(xiàng)基礎(chǔ)性的前提工作,不同的指標(biāo)可能導(dǎo)致結(jié)果的巨大差異。通常指標(biāo)選取要遵循以下幾個(gè)要求:
一是全面性。指標(biāo)選取要兼顧信息的全面性,投入產(chǎn)出之間要有聯(lián)系,保證所選指標(biāo)盡可能全面反映生產(chǎn)過程。
二是代表性。要考慮指標(biāo)之間的相關(guān)性,如果投入、產(chǎn)出指標(biāo)與其他投入、產(chǎn)出指標(biāo)之間存在較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系時(shí),可以認(rèn)為該指標(biāo)包含的信息已經(jīng)在其他指標(biāo)中有所反應(yīng),不必再重復(fù)選取。
三是指標(biāo)數(shù)量。如果指標(biāo)選取過細(xì)過多,將導(dǎo)致DEA有效單元數(shù)目增加,不利于比較和分析。如果指標(biāo)選取過少,不利于發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的問題,無法提供充分全面的信息。Cooper認(rèn)為決策單元的個(gè)數(shù)應(yīng)該大于投入產(chǎn)出個(gè)數(shù)之積的三倍。
四是數(shù)據(jù)可得性,應(yīng)選取易于收集數(shù)據(jù)的投入產(chǎn)出指標(biāo)。
根據(jù)指標(biāo)選取要求,初步選取了應(yīng)用于大氣污染物省際分配的DEA模型投入產(chǎn)出指標(biāo)。
投入指標(biāo):經(jīng)濟(jì)學(xué)在分析投入時(shí),一般會(huì)涉及三個(gè)方面:勞動(dòng)力、資本。另外,能源也是經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)總必不可少的投入,同時(shí)也與大氣污染物排放密切相關(guān)。采取將非期望產(chǎn)出作為投入指標(biāo)處理方法。最終確定投入指標(biāo)包括各省區(qū)市能源消耗總量、就業(yè)人數(shù)①根據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2011》中的解釋,指在16周歲及以上,從事一定社會(huì)勞動(dòng)并取得勞動(dòng)報(bào)酬或經(jīng)營(yíng)收入的人員。這一指標(biāo)反映了一定時(shí)期內(nèi)全部勞動(dòng)力資源的實(shí)際利用情況。、固定資產(chǎn)投資、SO2排放量、NOx排放量、煙粉塵排放量6項(xiàng)指標(biāo)。產(chǎn)出指標(biāo):要能夠反映各省、區(qū)、市經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的指標(biāo),這里選取地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)。
按照以上指標(biāo),選取2006—2012年的數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》,將數(shù)據(jù)導(dǎo)入DEA SOLVER 3.0軟件求解,具體結(jié)果見表1。
表1 基于DEA模型得出的我國(guó)各省大氣環(huán)境效率值(2006-2011年)
②根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局2011年6月13號(hào)的劃分辦法,將我國(guó)的經(jīng)濟(jì)區(qū)域劃分為東部、中部、西部和東北四大地區(qū)。東部包括:北京、天津、河北、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南。中部包括:山西、安徽、江西、河南、湖北和湖南。西部包括:內(nèi)蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、西藏、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆。東北包括:遼寧、吉林和黑龍江。
大氣環(huán)境投入與社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出達(dá)到了相對(duì)協(xié)調(diào)的狀態(tài),技術(shù)和規(guī)模效益都有效.表1中評(píng)價(jià)得分較低的省份說明,在付出一定大氣環(huán)境污染代價(jià)的情況下,所得到的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出沒有達(dá)到最佳狀態(tài),這一評(píng)價(jià)結(jié)果與當(dāng)?shù)氐拇髿猸h(huán)境污染狀況也是相符的。
首先將基于DEA模型計(jì)算的大氣環(huán)境效率與不含大氣污染指標(biāo)的純經(jīng)濟(jì)效率與進(jìn)行對(duì)比分析,見圖2。2006-2011年純經(jīng)濟(jì)效率平均值為0.78,而在加入二氧化硫、氮氧化物和煙粉塵排放量三項(xiàng)大氣污染物指標(biāo)后,全國(guó)平均效率水平大幅下降,歷年大氣環(huán)境效率始終在低位徘徊,平均值僅為0.46,為純經(jīng)濟(jì)效率的60%。說明在考慮大氣環(huán)境污染的情況下,技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效率將會(huì)受到一定程度的影響,大氣環(huán)境污染造成了較大程度的效率損失,也意味著在不考慮大氣環(huán)境污染因素時(shí)進(jìn)行的效率評(píng)價(jià)是失真的和不符合實(shí)際的,使用含有大氣污染指標(biāo)的效率評(píng)價(jià)更能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的質(zhì)量,評(píng)價(jià)結(jié)果真實(shí)可靠。
圖2 2006-2011年我國(guó)大氣環(huán)境效率與純經(jīng)濟(jì)效率對(duì)比
對(duì)近年來效率值的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析,2006年-2011年我國(guó)純經(jīng)濟(jì)效率穩(wěn)重有升,始終保持在0.75~0.80之間。而2006年-2011年我國(guó)大氣環(huán)境效率呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì),由2006年的0.41提高到2011年的0.52。說明“十一五”時(shí)期,國(guó)家明確提出了節(jié)能減排約束性目標(biāo),要求單位GDP能耗在五年內(nèi)降低20%,主要大氣污染物排放削減10%,這是我國(guó)首次將節(jié)能減排約束性指標(biāo)納入五年規(guī)劃綱要,國(guó)家層面采取了一系列積極政策措施,使得全國(guó)范圍內(nèi)的節(jié)能減排指標(biāo)順利完成,實(shí)現(xiàn)了增產(chǎn)不增污,促進(jìn)了大氣環(huán)境效率的提高。
對(duì)中國(guó)30個(gè)省的大氣環(huán)境效率進(jìn)行分析,并把其分為東部、中部、西部和東北地區(qū)2四個(gè)區(qū)域進(jìn)行對(duì)比。根據(jù)表1數(shù)據(jù)分析可得,2006-2011年四大區(qū)域的環(huán)境效率平均值排序?yàn)闁|部地區(qū)>中部地區(qū)>東北地區(qū)>西部地區(qū),東部地區(qū)平均大氣環(huán)境效率均在0.57以上,一直保持著中國(guó)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的領(lǐng)先者,可以認(rèn)為其屬于經(jīng)濟(jì)發(fā)展與大氣環(huán)境保護(hù)較協(xié)調(diào)的地區(qū);中部地區(qū)和東北地區(qū)大氣環(huán)境效率基本穩(wěn)定在0.4~0.5之間,可判斷其為經(jīng)濟(jì)發(fā)展與大氣環(huán)境污染協(xié)調(diào)能力一般地區(qū);西部地區(qū)環(huán)境效率呈現(xiàn)較低水平,一直維持在0.3左右的水平,可認(rèn)為其是經(jīng)濟(jì)發(fā)展與大氣環(huán)境污染協(xié)調(diào)能力較差的地區(qū),及這一地區(qū)不能夠兼顧兩者之間的關(guān)系,經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)處于矛盾對(duì)立層面。總體來看,越發(fā)達(dá)的地區(qū)大氣環(huán)境效率越高,發(fā)達(dá)地區(qū)在經(jīng)濟(jì)水平和發(fā)展階段上處于領(lǐng)先地位,相應(yīng)的大氣污染治理技術(shù)水平也越高,在環(huán)保投入方面也越多。而西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式依然粗放,單位GDP排放強(qiáng)度較高,經(jīng)濟(jì)發(fā)展以犧牲環(huán)境空氣質(zhì)量為代價(jià)。
圖3 我國(guó)各省區(qū)大氣環(huán)境效率的標(biāo)準(zhǔn)差
分析大氣環(huán)境效率值的標(biāo)準(zhǔn)差,能夠反映出各省的地區(qū)差距,2006年標(biāo)準(zhǔn)差為0.178,之后逐步上升到2011年的0.284,說明各地的大氣環(huán)境效率的差距逐漸擴(kuò)大化。
大氣環(huán)境效率是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與大氣環(huán)境污染之間協(xié)調(diào)性程度的度量。本文采用2006-2012年面板數(shù)據(jù),對(duì)中國(guó)30個(gè)省大氣環(huán)境效率進(jìn)行了研究,分析了東部、中部、西部和東北地區(qū)大氣環(huán)境效率的變化趨勢(shì)與地區(qū)差異。研究表明:2006-2011年全國(guó)大氣環(huán)境效率整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì),東部地區(qū)效率值最高,西部地區(qū)效率最低,地區(qū)效率差距逐年擴(kuò)大。為此提出以下建議:
第一,東部地區(qū)在提高工業(yè)廢氣治理純技術(shù)效率的同時(shí)應(yīng)注意提高其工業(yè)廢氣治理規(guī)模效率;
第二,各地區(qū)在投入資本進(jìn)行環(huán)境治理時(shí)應(yīng)注重資源的優(yōu)化配置,以免影響工業(yè)廢氣治理規(guī)模效率;
第三,在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面,一方面要加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí),大力發(fā)展第三產(chǎn)業(yè),另一方面要強(qiáng)化走新型工業(yè)化道路,提高產(chǎn)業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平;
第四,在對(duì)外貿(mào)易和外商直接投資方面,要優(yōu)化對(duì)外貿(mào)易結(jié)構(gòu),注重提升生產(chǎn)技術(shù)和環(huán)境治理的科技水平,在引進(jìn)外資的同時(shí)要注意消化吸收其先進(jìn)的管理、工藝和環(huán)境治理技術(shù);
第五,目前排污費(fèi)制度并沒有對(duì)中國(guó)工業(yè)廢氣治理產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用,因此政府應(yīng)綜合運(yùn)用多種經(jīng)濟(jì)、法律和行政方式對(duì)排污企業(yè)進(jìn)行治理,以產(chǎn)生更好的治理效果;
第六,企業(yè)在努力獲取經(jīng)濟(jì)利益的同時(shí)應(yīng)注意承擔(dān)其社會(huì)環(huán)境責(zé)任,注意改進(jìn)其自身的環(huán)境管理能力,提高生產(chǎn)工藝的環(huán)境治理技術(shù)水平,最終提高工業(yè)廢氣治理技術(shù)效率。
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[8]蔣春來,楊金田,金玲等.“十二五”水泥行業(yè)NOX總量減排形勢(shì)分析及對(duì)策探討[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2012,37(6):26-32.
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[10]云雅如,王淑蘭,胡君等.中國(guó)與歐美大氣污染控制特點(diǎn)比較分析[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展,2012,37(4):32-36.