湖北长江经济带绿色发展效率测度与评价

刘习平，管 可

（湖北经济学院a.碳排放权交易湖北省协同创新中心；b.经济与环境资源学院，武汉 430205）

0 引言

面对资源利用效率不高、环境污染日益严峻的现实问题，绿色发展问题受到了广泛的关注和讨论，一些学者在测算城市经济发展效率时，将资源与环境因素纳入测度模型[1]，强调城市经济的发展与资源环境的协调，称其为绿色发展效率[2]。李艳军、华民（2014）[3]考虑环境污染测算了我国275个城市2011年的绿色效率，结果显示中部城市绿色效率水平最低，城市规模与绿色效率呈“U”型变动关系。李琳（2015）[4]考虑剔除环境污染非期望产出，采用DEA与Malmquist指数比较分析中三角和长三角城市的绿色效率，表明长三角的绿色效率明显高于中三角[4]。岳书敬（2015）[5]将能源消耗和污染排放纳入分析框架，对我国96个地级市绿色发展效率进行了测算，表明城市绿色发展效率得到了显著提升。卢丽文（2016）[6]利用包含非期望产出的DEA模型测算了长江经济带108个地级及以上城市绿色效率，表明整体水平不高，但正在逐步改善。班斓、袁晓玲（2016）[7]采用非合意产出的超效率SBM模型，对中国省际绿色经济效率进行了测算，结果表明考虑资源与环境因素后，中国经济效率水平有所下降。

随着长江经济带纳入国家区域经济发展战略，对以长江经济带为代表的流域经济绿色发展问题日益受到学者们的关注。湖北长江经济带属于流域经济，其生态保护和绿色发展至关重要，湖北长江经济带绿色发展对于湖北经济实现科学发展和跨越式发展意义重大，从已有绿色效率研究文献来看，流域经济带的研究案例较少。本文以湖北长江经济带为研究对象，构建非期望产出的DEA-SBM模型，从时间和空间的角度测算湖北长江经济带绿色发展效率以及演化趋势和特征，并计算出各城市投入和产出冗余度和不足度，为湖北长江经济带实现“生态优先、绿色发展”提供决策和参考。

1 绿色发展效率测度模型

DEA是运用数学中的线性规划以及数据统计方法比较各决策单元与参考决策单元的相对效率，但DEA的相对效率评价思想蕴含着尽可能减少投入和扩大产出，但现实生产过程带有明显的副产品，如污染排放物，称为“非期望产出”。很显然，从绿色发展的角度来看，这些非期望产出必须尽可能地减少才能实现最佳的经济效率，而传统的DEA模型并不能反映实际的生产过程。绿色发展效率需要考虑资源环境因素，实现经济效益的最大化和资源消耗和环境污染的最小化。本文把污染物排放作为非期望产出，使用考虑非期望产出的非径向和非角度的DEA-SBM模型来测算湖北长江经济带绿色发展效率。

假设共有n个决策单元，每个决策单元都包含投入、期望产出和非期望产出三个要素，将这三个要素分别表示为x、yg和yb，且x∈Rm、yg∈Rs1以及yb∈Rs2。定义矩阵X、Yg和Yb：

其中，xi＞0、yg i＞0 和＞0（i=1，2，…，n），考虑非期望产出的DEA-SBM模型可表示成：

其中，s表示投入、产出的松弛量，即s-∈Rm和sb∈Rs2分别代表投入及非期望产出的冗余，sg∈Rs1表示期望产出的不足；λ是权重向量。目标函数ρ*关于s-、sg、sb呈现出严格递减的关系，并且0≤ρ*≤1。对于某一个特定的被评价单元而言，当且仅当ρ*=1，即s-=0、sg=0、sb=0时是有效率的。

2 指标选取与数据来源

湖北长江经济带覆盖了长江干流湖北沿线8个城市，分别为武汉、黄石、宜昌、荆州、鄂州、黄冈、咸宁、恩施，其国土面积54168.5平方公里，占全省的29.1%，在湖北经济发展格局中具有举足轻重的地位。同时，湖北长江经济带属于流域经济，其生态保护和绿色发展任务异常艰巨，根据国家提出的“生态优先、绿色发展”的总体思路，湖北省积极谋划，力争将湖北长江经济带打造成为绿色发展的新引擎。本文选择湖北长江经济带8个城市作为研究对象，数据来源于2003—2014年《中国城市统计年鉴》以及各城市历年国民经济与社会统计公报。

选取指标包含投入指标、期望产出指标和非期望产出指标三大类（见表1），投入指标包括劳动、资本、能源、土地和水资源，期望产出用GDP表示，非期望产出用工业废水、工业二氧化硫和工业烟尘衡量。其中，劳动力要素投入采用全部从业人员人数来表示，单位为万人；能源采用能源消耗总量来表示，折算成吨/标煤；土地资源用建成区面积来表示，单位为平方公里。水资源用供水总量来表示，单位万吨。

关于资本投入数据，需要借助采用永续盘存法首先对地区资本存量进行估算，其计算公式为：

其中，i和t分别表示地区和时序，Ki，t和Ii，t分别表示第i个城市第t年的资本存量和投资，δit代表折旧率。Pt表示固定资产投资价格指数，由于没有各个城市的固定资产价格指数的统计数据，统一用湖北省固定资产投资价格指数替代。初始资本存量用2003年基期的固定资本投资总额除以10%得到，折旧率δit取6%[8]。

GDP用各城市GDP总量来表示，以2003年为基期剔除价格因素的影响，单位为亿元；工业废水用总的工业废水排放量来表示，单位为万吨；工业二氧化硫用总的工业二氧化硫排放量来表示，单位为吨；工业烟尘用总的工业烟尘排放量表示，单位为吨。

表1 投入和产出指标的统计性描述

3 测算结果及评价

3.1 绿色发展效率现状分析

由表2可知，2014年武汉和咸宁的综合效率优于其他几个城市，表明这两个城市在资源利用效率和污染排放方面取得一定成效。武汉由于城市集聚经济效应带来的资源利用效率的提高，而且近几年来越来越重视生态环境保护，所以综合效率较高。虽然咸宁城市规模和经济发展水平一般，但是该城市在投入产出规模及技术利用相对于其他城市是合理的，也说明了城市绿色效率的提高并不是盲目追求城市规模的扩张或GDP总量的增加。黄冈和恩施综合效率值较低，一方面是由于两个城市资源利用效率相对较低，同时近年来在招商引资和产业转移方面承接了一些高污染的行业。从综合效率的平均水平来看，其均值为0.7083，这说明整体水平不高，湖北长江经济带在提高资源利用效率和加大环境保护方面还有很大的优化空间。

表2 2014年湖北长江经济带城市绿色发展效率

3.2 绿色发展效率时间演化分析

根据湖北长江经济带几个主要城市的投入产出数据，计算平均值，即可得到2003—2014年湖北长江经济带城市发展效率的时间演化特征，见表3。

表3 2003—2014年湖北长江经济带城市绿色发展效率

从时间趋势上来看，湖北长江经济带综合效率、技术效率和规模效率虽然整体水平不高（见图1），但都呈现出改善的趋势，这就意味着虽然目前湖北长江经济带在经济与与资源环境协调发展方面有待进一步提高，但是在逐步改变过去那种高投入、高排放的粗放型发展模式。技术效率的值最高，这说明技术效率的变动是导致综合效率上升的主要来源。因此，提高生产技术水平、推进城市的创新发展是提升湖北长江经济带绿色发展效率的有效途径。

图1 湖北长江经济带绿色发展效率时间演变趋势

3.3 绿色发展效率空间演化分析

表4反映了2003年、2009年和2014年城市发展效率变化情况，2013年综合效率较高分城市主要是武汉、咸宁和宜昌，综合效率较低的为恩施、鄂州和咸宁。2014年综合效率较高的城市为武汉、咸宁和鄂州，综合效率最低的城市为恩施、黄冈和黄石。总体来看，空间上的变化和差异不是很大。但是鄂州2003年为综合效率较低的城市，2014年综合效率值得到了较大的提高，主要在于鄂州毗邻武汉，承接了武汉大批的生物医药等高新技术产业，同时武汉的技术溢出效应带来了鄂州资源利用效率的提高。

表4 2003—2014年湖北长江经济带城市绿色发展效率空间变化分析

3.4 投入产出冗余度与不足度分析

3.4.1 总体情况分析及时间变化趋势

用冗余度与不足度表示投入产出变量实际值与实现最优配置目标值的差距，冗余度与不足度的分析可为湖北长江经济带各城市资源投入和污染防治提供决策和参考。通过DEA-SBM模型得出湖北长江经济带绿色效率的投入产出冗余度与不足度，见表5。

表5 湖北长江经济带2003—2014年投入产出冗余度与不足度

从投入指标来看，土地资源投入的冗余度最高，这在一定程度上反映出湖北长江经济带各城市盲目征地扩张城市建设用地的现象较为普遍，土地利用方式较为粗放。因此，要改变过去那种“摊大饼式”的城镇土地扩张模式，注重内涵挖潜和节约集约利用城镇土地资源。劳动和资本投入的冗余度也相对较高，一方面说明湖北长江经济带劳动力的效率不高，另一方面存在资本投入过量、产业发展重复建设和资本的浪费现象。其次，能源和水资源的冗余度也比较高，说明湖北长江经济带高耗能产业所占的比重还比较大，能源的利用效率不高，同时，在产业发展过程中带来了水资源的浪费和粗放式利用。

湖北长江经济带各城市都出现了非期望产出不足的问题，但不足度相对较低，结合各城市资源利用效率不高的实际情况，表明湖北长江经济带目前总体发展模式表现为追求经济产出的最大化，经济发展主要依靠大量的资源投入，同时受限于资源利用效率不高的问题，所以导致非期望产出的不足。从非期望产出的冗余度来看，三种污染物排放量冗余度都非常高，说明湖北长江经济带城市的高污染排放现象比较严重，这不利于城市的绿色发展。

从资源投入、期望产出和非期望产出的冗余度和不足度横向比较来看，经济产出GDP的不足并不是导致湖北长江经济带绿色发展效率整体水平不高的主要原因，而是因为资源的过度消耗和高污染物排放大大降低了绿色发展效率。其中，非期望产出的冗余度最高，说明湖北长江经济带城市高污染排放问题是导致绿色发展效率损失的主要原因。

从时间变化趋势来看，投入冗余度、期望产出不足度和非期望产出冗余度基本均呈现出随时间总体下降的趋势，说明投入要素过度消耗和利用效率不高的问题得到了一定程度的改善。从改善的效果来看，污染排放冗余度比资源投入冗余度下降幅度要小，也就意味着湖北长江经济带各城市在提高资源利用效率方面的效果优于降低污染排放的效果。

3.4.2 各城市现状分析

从2014年各城市投入产出冗余度与不足度来看（见下页表6），武汉、咸宁和恩施土地和资本投入冗余度相对较高，黄冈、黄石、鄂州、荆州和宜昌土地和能源投入冗余度相对较高。可以看出，湖北长江经济带各城市都存在着土地资源“摊大饼式”的开发和建设，另外也存在着资本投入过度和重复建设的问题。此外，能源利用效率不高也是导致绿色发展效率不高的一个重要原因。非期望产出中的工业废水、工业SO2和工业烟尘度存在很高的冗余度，城市污染排放问题应引起足够的重视。

表6 2014年各城市投入产出冗余度与不足度

4 结论与启示

（1）湖北长江经济带绿色发展效率整体水平不高，在提高资源利用效率和污染减排方面还有很大的优化的空间。从时间演变趋势来看，湖北长江经济带各城市正在逐步改变过去那种高投入、高排放的粗放型发展模式。从改善的程度来看，提高资源利用效率方面的效果优于降低高污染排放的效果。

（2）在资源利用效率方面，普遍存在着盲目的征地扩张城市建设用地带来的土地资源浪费、资本投入过度和重复建设以及能源利用效率不高等问题。湖北长江经济带目前总体发展模式表现为追求经济产出的最大化，经济发展主要依靠大量的资源投入，资源的过度消耗和高污染物排放大大降低了绿色发展效率，且湖北长江经济带城市高污染排放是导致绿色发展效率损失的主要原因。

（3）要改变过去那种“摊大饼式”的城镇土地扩张模式，注重内涵挖潜和节约集约利用城镇土地资源。合理布局湖北长江经济带各城市产业发展，避免重复建设和资源的浪费。提高生产技术水平、推进城市的创新发展是提升湖北长江经济带绿色发展效率的有效途径。制定严格的污染排放标准和环境规制政策，解决湖北长江经济带城市高污染排放问题。此外，根据湖北长江经济带资源投入和环境保护的实际情况，为湖北长江经济带各城市生产力的合理布局制定差异化的发展战略。