西部大开发十五年环境效率评价及其影响因素分析

尹传斌++朱方明++邓玲

摘要西部大开发政策实施以来，西部地区实现了快于东部和中部的经济增长。正确认识西部地区经济增长中的环境成本，评价西部地区的环境效率具有重要意义。本文运用考虑非期望产出的超效率SBM模型测算了2000—2014年西部大开发以来的环境效率。研究发现：西部地区环境效率偏低，处于相对无效状态。西部地区环境效率明显低于传统效率，经济增长付出了较高的环境代价。西部大开发以来传统效率与环境效率之间的差距呈现先扩大后缩小的“倒U”型走势变化。西部地区省份环境效率在全国排名靠后，各省份的环境效率呈现出差异化的发展态势，其中重庆和四川排名不断提升，新疆排名逐步回落，内蒙古和广西在西部地区排名相对靠前且比较稳定，云南和陕西一直处于中间水平，贵州、甘肃、青海、宁夏排名相对靠后。西部地区环境效率2000—2003年上升，2004—2010年不断下降，2010—2014年趋于平稳。西部地区环境效率低于东部地区且差距大，也低于中部地区和全国平均水平。通过收敛性检验发现，西部地区各省份间的环境效率差距呈现先缩小后扩大的趋势；西部地区与东部地区间的环境效率差距逐渐扩大，与中部地区间的环境效率差距先扩大后缩小。本文同时采用了Tobit模型进行面板回归，实证分析了西部地区环境效率的影响因素。结果表明：经济发展水平、科学技术水平、能源消费结构、环保投资力度对西部地区环境效率具有显著影响；产业结构变化和对外开放程度对西部地区环境效率影响不显著；西部地区存在环境效率的库兹涅茨曲线。

关键词西部地区；环境效率；超效率SBM

中图分类号F124.6文献标识码A文章编号1002-2104（2017）03-0082-08doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2017.03.010

为了提升西部地区经济社会发展水平，促进我国区域经济均衡发展，2000年党中央正式提出了西部大开发政策。西部大开发政策的提出与实施，给西部地区发展带来了重大机遇，该政策实施以来西部地区经济实现了快速增长。据计算，西部地区2014年实际生产总值与2000年相比增长了403.7%，而东部和中部分别为368.1%、363.2%。西部地区在过去的十五年期间经济增长快于东部和中部，西部大开发政策对西部地区经济增长起到了良好的提振作用。经济增长和环境保护是我国现代化进程中面临的难题，西部地区在实现快速发展的同时，也带来了许多资源和环境问题。西部地区作为我国生态环境脆弱，在资源、能源、生态安全等方面具有重要战略地位的地区[1]，在经济发展过程中应更加重视资源节约和生态环境保护。当前西部地区经济发展依然相对落后，西部地区面积占全国的71.4%，生产总值却依然只占全国的18.14%，尤其是扶贫攻坚任务依然艰巨。面临既要实现经济增长，又要保护生态环境，实现经济“又好又快”发展的目标和任务，改变西部地区高投入、高消耗、高排放的低效增长方式，实现经济增长方式向集约型和质量效益型转变，走上绿色发展道路，是西部地区新一轮大开发实现新发展的必然选择。在转变经济发展方式过程中必须充分认识经济增长对资源的消耗以及产生的环境污染问题，对经济增长效率的评估必须考虑环境的消耗。客观、准确地评估西部大开发考虑环境约束下的经济增长绩效，有利于我们更加正确认识西部大开发过程中经济增长的资源和环境问题，从而促使西部地区在新一轮的西部大开发中走上绿色发展道路，实现经济“又好又快”发展。

1文献综述

将环境约束纳入分析框架度量生产效率更为准确，更符合现实生产过程，对可持续的分析更加可靠。将资源和环境因素纳入到生产率核算中进行环境效率评估一直被学术界关注。DEA方法是生产率度量的有效分析工具，得到广泛应用。然而经典DEA模型要求投入必须尽可能缩减而产出必须尽可能扩大，使得经典的DEA模型不适用于考虑环境污染的生产效率评估。为了使DEA方法可以度量包含环境污染的生产效率，学者们作了许多尝试。Fare et al[2]提出一种非线性的环境生产率评价方法，由于该方法是一种非线性规划的生产率评价方法，求解较为困难，使其应用受到一定的限制。Hailu和Veeman[3]则把环境污染作为投入要素，与其他常规投入一同纳入传统DEA模型中来度量决策单元的环境效率，形成环境污染作投入处理法。在实际生产中，人们自然是希望环境污染越小越好，这与DEA对投入指标的要求是一致的，因而这种方法具有一定的合理性。由于在现实的生产过程中，非期望产出和常规投入并不能总是保持一定的同比例关系，因此这种评价方法不能反映出实际的生产过程。Seiford和Zhu[4]提出了一种数据转换函数法，来计算决策单元的环境效率。数据转化法在BCC模型中虽然具有很大的优势，但在CCR模型中则无法保持分类的一致性。Chung et al[5]提出了方向性距离函数（DDF）用于评价考虑环境因素的生产率，较好地解决了考虑非期望产出的生产率评价问题。但是该方法是径向和角度的度量方法，没有考虑投入和期望产出的松弛问题，导致度量的生产率值不准确和有偏。Kaoru Tone[6]提出基于松弛测度的SBM（Slacksbased measure）模型，有效克服了径向和角度的缺陷。

尹传斌等：西部大开发十五年环境效率评价及其影响因素分析中国人口·资源与环境2017年第3期伴随着测度方法的不断改进和发展，许多学者选择全国、区域、行业、特殊问题等视角进行环境效率的评价和实证研究。刘瑞翔[7]、王兵等[8]采用SBM模型对中国省际的环境效率或中国绿色经济增长绩效进行了研究。杨俊等[9]将污染变量作为具有弱可处置性的“坏”产出的DEA模型，曾贤刚[10]使用线性数据转换的DEA方法，刘殿国和郭静如[11]采用超效率DEA方法，鲁炜和赵云飞[12]运用DEA比例模型，各自都对中国省域环境效率进行实证了分析。有许多学者对不同行业的环境效率进行了研究。涂正革等[13]采用SBM模型，对1998—2008年资源环境约束下我国工业的环境效率展开实证分析。张子龙等[14]利用超效率DEA分析了中国286个地级城市在2005—2010年间的工业环境效率变化。也有学者从特殊的问題和视角进行环境效率研究，谭雪等[15]分析了用水和排水视角下中国环境效率；吴先华等[16]用超效率SBM模型对中国大气环境效率进行了评价。综合目前的研究来看，DEA方法仍然是生产效率评价最典型的方法。

从对西部大开发政策实施绩效和对西部地区的环境效率研究来看，朱承亮等[17]、陆张维等[18]、彭曦和陈仲常[19]、李国平等[20]、淦未宇等[21]、王新红等[22]分别从全要素生产率、区域均衡发展、前后对比、综合评价等角度对西部大开发战略实施绩效进行了评价，但都未涉及环境效率的评估。从环境效率的角度评价西部大开发绩效的研究较少，容建波等[23]采用SBM模型评估了碳排放约束下中国西部地区环境效率，但只考虑碳排放这一非期望产出。部分对全国环境效率的研究中对西部地区环境效率有所涉及，但是缺乏针对性的细致分析，且数据的时间跨度较短。选择从环境效率的视角评价西部大开发实施以来的经济增长效率，对补充西部大开发的研究以及更好推进新一轮西部大开发具有重要意义。综上，本文采用基于非期望产出超效率的SBM模型度量我国西部大开发过去十五年（2000—2014年）的环境效率，并以测算结果为基础，采用Tobit模型对西部地区环境效率的影响因素进行分析。

2研究方法及数据

2.1环境效率评价模型

DEA方法中有分别适用于不同问题的具体模型，其中SBM模型在度量非期望产出的环境效率方面具有独特的优势，得到学术界广泛的使用和认可。SBM模型属于非径向，松弛变量直接被加入到目标函数中，直接对输入和输出的松弛变量进行处理，解决了投入松弛性问题。同时，SBM模型具有无量纲性和非角度的特点，能够避免量纲不同和角度选择的差异带来的偏差和影响，比其他模型更能体现生产率评价的本质。然而，经典的SBM模型不能解决决策单元效率大于1的排序问题。

2002年Kaoru Tone在SBM 模型的基础上提出超效率SBM 模型。超效率SBM模型允许有效决策单元的效率值大于等于1，这样解决了有效决策单元间的排序及差别问题。本文拟采取超效率SBM模型测算西部地区的环境效率。包含非期望产出的超效率SBM模型表示如下：

其中，n表示DMU个数，m表示DMU投入个数，S1表示期望产出个数，S2表示非期望产出的个数。x-、yg—和yb—分别表示投入、期望产出和非期望产出的松弛量，yg和yb分别表示期望产出和非期望产出，λ是一个常数向量。目标函数p*越大表示决策单元效率越高。

2.2环境效率影响因素的分析模型

为了探究西部地区环境效率的影响因素和影响程度，以更好地对环境效率的提升提出针对性对策建议，以环境效率为因变量进行回归分析。由于环境效率是一个大于0的受限因变量，当因变量为切割值（或截断值）时，OLS不再适用于估计回归系数，本文采用面板Tobit模型对环境效率的影响因素进行分析。Tobit模型表示如下：

当yi≤0时，y*i=0；当yi>0时，y*i=yi。式中，y*i为潜变量；yi为观测到的因变量；β0为常数项；χij为自变量向量；βj 为相关系数向量；εi为随机误差项。

2.3数据和变量选取

本文以西部大开发起始年2000年为最初年，根据数据的可得性选择2014年为截止年份，以2000—2014年为考察区间。西部地区所包括的省份有内蒙古、广西、重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。由于西藏数据缺失严重，选择除西藏外的西部其余11个省（区、市）为基本研究单元（DMU）。本文基础数据来源于《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》和《中国环境统计年鉴》以及各省的统计公报，个别省份少数年份缺失数据采用滑动平均或指数平滑进行补全。

在投入方面，綜合考虑资本、劳动、资源三种要素投入。其中资本存量以2000年为基期，2000年的初始值借鉴张军[25]的研究结果，采用永续盘存法进行估算。现有研究对劳动要素大部分采用各省历年从业人员数来衡量，为同时反应劳动投入的数量和质量，本文采用教育年限法评估得到的人力资本存量进行衡量。资源要素投入采用能源消费量来衡量。

其次，在产出方面，包含有期望产出和非期望产出两类。其中期望产出选择各省、市、自治区的生产总值表示，统一以2000年不变价格为基准进行换算得到各省份的地区实际生产总值。其中非期望产出，为更全面地考虑环境污染因素，选择工业二氧化硫排放量、工业废水排放总量、工业固体废物产生量作为非期望产出指标。

根据环境经济学相关理论和已有文献研究，环境效率的主要影响因素有以下几个方面：产业结构、科技水平、对外开放程度、能源消费结构、经济发展水平、环境保护力度等。本文相应地用第二产业产值占地区生产总值比重衡量产业结构，以decy表示；用专利授权数衡量科技水平，以zlsq表示；用进出口贸易总额占地区生产总值比重衡量对外开放程度，以jck表示；用煤炭消费占能源消费比重衡量能源消费结构，以mtxf表示；用人均地区生产总值衡量经济发展水平，对人均地区生产总值进行取自然对数处理，以ln（grp）表示；用环境污染治理投资占地区生产总值的比重衡量环境保护力度，以hbtz表示。为了考察西部地区环境效率的变化是否存在库兹涅茨曲线，加入人均地区生产总值的平方项，以ln（grp）2表示。

3环境效率评估结果及分析

基于2000—2014年的面板数据，采用非期望产出的超效率SBM模型计算西部地区环境效率，为了将传统效率值与环境效率值进行对比，同时也使用合意产出的超效率SBM模型对不包含环境污染变量的传统效率情况进行了测算，并对效率进行排名。为了保证西部地区与东部地区、中部地区具有可比性，将东、中、西省份进行统一测算。东部地区包括北京、天津、河北、山东、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、广东和海南；中部地区包括黑龙江、吉林、山西、河南、安徽、江西、湖南和湖北。西部各省份主要年份环境效率值与传统效率值见表1，西部各省份主要年份在全国的环境效率排名及西部地区内部的排名见表2。

3.1西部地区总体环境效率评价

从表1可以看出，西部各省的环境效率较低，所有省份的环境效率都低于1，没有省份实现环境效率有效。过去十五年环境效率平均值最高的省份是四川省，最低的是宁夏。图1是西部地区总体的环境效率和传统效率以及传统效率与环境效率的差值的走势变化。从图1可以看出，考虑了非期望产出的环境效率值比不考虑非期望产出的传统效率值明显下降。西部大开发实施以来的十五年期间，西部地区总体的环境效率为0.308，传统效率为0449，传统效率与环境效率的差值为0.141，说明西部地区的经济增长付出了较多的环境代价，也说明不考虑环境因素的效率评价是不合实际、不准确的，而基于非期望产出的SBM模型能够提高效率评价的准确性和可信程度。西部地区环境效率与传统效率差值在过去十五年中呈现先增加后减少，形成“倒U”型曲线的走势，并在2008年出现拐点。在2000—2008年环境效率与传统效率的差值不断增加，尤其是在2002—2005年间环境效率与传统效率的差值快速提升，说明西部大开政策效应的显现促进了西部地区经济加快发展，但同时未能控制好环境污染和能源消耗。2008年之后环境效率与传统效率的差值不断缩小，2006—2010 年“十一五”规划期间国家实施了节能减排强制措施，使得环境效率与传统效率的差值在2006—2008年扩大的速度减缓，2008出现拐点后环境效率与传统效率的差值不断缩小，反映出西部地区节能减排工作取得了一定成效。

3.2西部地区省际间环境效率排名分析

从环境效率值可以发现，西部地区内部各省份之间的环境效率差距明显，而进一步对环境效率排名分析可以发现差距的动态变化情况，更清晰呈现出各省的环境效率水平在西部地区的位置及动态变化。从环境效率的排名来看，西部地区省份在所测算的30个省份中排名靠后，全国排名中的最后十五个省份几乎全部是西部省份。就西部地区内部的排名来看，省际间差异较大，西部地区各省份的环境效率呈现差异化的发展态势，有的省份排名随时间的变化较大，有的省份排名则较为稳定。新疆2000—2003年环境效率在西部连续排名第一，之后不断下降。排名不断上升的是重庆和四川。重庆市2000年在全国排名第24，在西部地区排名第五；到2014年在全国排名达到第14，在西部地区排名第一。四川省2000年在全国排名23，在西部地区排名第5；从2004年开始到2013年四川省在西部地区排名则一直保持第一，在全国的排名逐步上升，到2014年在全国排第15名。在西部地区内部排名靠后的省份是贵州、甘肃、青海、宁夏，宁夏一直处于最后一名，贵州、青海大部分年份排名在末3位。内蒙古和广西的排名相对靠前且排名比较稳定，排名在第2到第4之间。云南和陕西在西部地区排名处于中间水平，其中云南在2000—2003年排名相对靠前，之后有所回落；而陕西省的排名稳定，在全国的排名一直处于23—26之间。

3.3西部地区与东部、中部环境效率比较

图2为2000—2014年全国、东部、中部、西部环境效率的变化图。从图2可以发现，东部地区的环境效率高于中部地区和西部地区，西部地区环境效率低于中部地区，中部地区和西部地区都低于全国环境效率，西部和中部地区的环境效率与东部有较大的差距。从环境效率的发展趋势来看，西部和东部、中部呈现出较为相似的趋势，2000—2003年环境效率提升，2004—2010年呈现不断下降的趋势，2010—2014年环境效率趋于平稳。

3.4西部地区环境效率收敛性检验

西部地区各省份的环境效率有着较大的差异，差异的变化是什么趋势，其差异是扩大还是缩小？西部地区环境效率低于东部地区和中部地区，尤其是与东部地区有着较大的差距。那么西部地区的环境效率与东部地区、中部地区之间的差距是否存在缩小的趋势呢？这就需要对西部地区的环境效率进行σ收敛性检验。σ收敛是指区域间某一经济指标的差异程度。σ收敛最常用的指标是变异系数：CVj=σj/μj， σj为第j年变量的标准差， μj為第j年变量的均值。收敛检验结果见图3。从图3可见，西部地区内部省份间的环境效率差异系数表现出先逐渐减小后逐渐增加的趋势，说明西部地区环境效率不存在σ收敛，西部地区各省间的环境效率差异随着时间不断扩大。西部地区与东部地区的环境效率差异系数表现出明显的上升趋势，说明西部地区与东部地区之间的环境效率差距越来越大。西部地区与中部地区的环境效率差异系数表现出先上升后下降的趋势，2000—2005年差距不断扩大，2006—2014年不断缩小。

4西部地区环境效率的影响因素分析

为了探究西部地区环境效率变化的内在原因，找出影响环境效率的因素，本文采用面板数据Tobit模型分析各因素对环境效率的影响。按照前面所设定的Tobit面板模型和变量，采用stata软件进行Tobit面板数据回归，得到表3。

第二产业产值占地区生产总值比重未能通过显著性检验，说明产业结构变化对环境效率的影响不显著。这其中的原因可能是，第二产业产值比重增加带来生产总值的提高对环境效率具有正向作用，同时污染排放量增加对环境效率具有反向作用，一正一反的相对冲导致最后对环境效率的综合作用不显著。长期来看，随着产业结构的升级，第三产业比重不断提高，而第三产业是减物质化的，有利于环境效率的提高。因而，产业结构对环境效率的影响不显著也说明西部地区正处于工业化进程中。专利授权数为正，且通过了显著性检验，说明科学技术水平对环境效率具有显著的正向促进作用。科学技术进步一方面可以提升生产力，增加产出；另一方面特别是清洁生产技术和污染控制技术的进步，有利于减少资源、能源的消耗，减少污染排放，促进环境效率的提升。进出口占地区生产总值的比重未能通过显著性检验，说明对外开放程度对环境效率的影响不显著。这可能是因为西部地区对外开放程度不高，在对外贸易中获得的环境效益损益不明显。煤炭消费占能源消费的比重的系数为负，通过了10%水平下的显著性检验，显然煤炭消费增加会导致污染物排放增加，降低环境效率。人均地区生产总值的系数为正，其平方项为负，且都通过了显著性检验，说明人均地区生产总值对环境效率起正向作用，这表明随着经济发展水平提高，环境质量越来越好。人均地区生产总值平方项的系数为负，表明西部地区存在环境效率的库兹涅茨曲线。环境污染治理投资占地区生产总值的比重的系数为负，且通过了5%水平下的显著检验。这与我们习惯性看法不相符，或许应该反过来思考，因为环境污染严重、环境效率低的地区不得不投入更多的治理资金进行末端治理，这反映出西部地区经济的增长以大量的资源消耗和污染排放为代价，处于“边污染、边治理”的状态。

5结论与启示

本文运用基于非期望产出的超效率SBM模型测算了2000—20014年我国西部地区的环境效率，并分析了西部地区环境效率的影响因素。结果表明：①西部地区传统效率值与环境效率值之间差值较大，环境污染造成了较大程度的效率损失，西部地区粗放的增长模式付出了较大的环境代价。②西部地区环境效率低，在全国排名中靠后的绝大部分是西部地区省份。西部地区整体环境效率低于东部和中部地区，西部地区与东部地区之间的环境效率差距呈现不断拉大的趋势，西部与中部的环境效率的差距呈现先扩大后缩小的态势。③西部地区省际之间环境效率差距明显，且呈现差异化的态势。西部地区环境效率排名靠前的是重庆、四川、内蒙古、广西，重庆和四川的环境效率表现出不断提升的趋势，贵州、甘肃、青海、宁夏环境效率排名靠后。西部地区省际间的环境效率不存在σ收敛，各省间的环境效率差异具有不断扩大的趋势。在新一轮西部大开发中需要“因省施策”，促进西部地区各省之间协调发展。④经济发展水平和科学技术水平对西部地区环境效率具有显著的正面影响。西部地区环境效率随着经济发展水平提升和科技进步而得到提高。能源消费结构和环保投资力度对西部地区环境效率具有显著的负面影响，西部地区亟需改善能源结构，提高清洁能源使用比重。西部地区要转变“边污染、边治理”的模式，地方政府要积极引导发展方式转变，努力走上绿色发展道路，从源头上减少环境污染，而不是一味地加大末端治理。产业结构和对外开放程度对西部地区环境效率影响不显著。西部地区依然处于工业化进程中，必须坚持走新型工业化之路，积极推进产业升级，提高生产工艺和技术，提升对外开放水平，提高外贸产品竞争力。

由于条件限制和能力所限，本文研究存在一些不足和改进之处。环境效率是一个静态指标，评价的是同一时间截面各个决策单元的技术有效性，评价西部地区的绿色全要素生产率以反映西部地区生产率的动态变化是下一步需要做的工作。环境效率评价的准确性依赖于方法的正确性、投入产出指标的恰当性和数据的准确性，尝试采用不同的方法和指标进行评价，最后进行对比分析作出判断，可以提升评价结果向真实值的靠近程度，这也是我们下一步工作的方向。环境效率与影响因素之间的作用机制非常复杂，仅仅从宏观上进行简单的回归还远远不够，尝试从微观视角以生产企业为主体，采用结构方程模型探究环境效率的影响机制也值得我们研究。

（编辑：刘照胜）

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收稿日期：2016-11-25

作者简介：尹传斌，博士生，主要研究方向为可持续发展理论与实践。Email：scuycb@163.com。

基金项目：国家社科基金重大招标项目“未来十年深入实施西部大开发战略的关键和重点问题研究”（批准号：10&ZD024）；国家社科基金重点项目“城市生态文明协同创新体系研究”（批准号：13AZD076）。