废水排放对我国海洋经济效率的影响分析

都晓星，李京梅

（中国海洋大学 经济学院，山东 青岛 266100）

引 言

我国海洋经济持续发展壮大，2003年全国海洋产业生产总值首次突破1万亿元，海洋经济总量迈上新台阶，2016年我国主要海洋产业生产总值达到7.05万亿元，占国内生产总值的9.5%，海洋经济的快速发展为国民经济带来了新的经济增长点。然而，海洋产业在发展壮大过程中排放了大量生活污水、工农业废水，废水的直接入海易造成海水富营养化、表层海水温度升高、海水溶氧量降低等生态灾害，进而引起大量鱼虾及贝类的死亡和爆发赤潮。海洋经济的高速发展，资源消耗强度大、废弃污染物排放过多、海洋环境恶化等问题越来越严重[1-3]。据统计，2016年我国监测的368个陆源入海排污口中，全年入海排污口达标排放次数占监测总次数的55%，其中工业类、市政类和其他类排污口达标排放次数比率分别为68%、51%和65%，入海排污口临近海域环境质量状况较差，91%以上无法满足所在海域海洋功能区的环境保护要求，多数监测海域的生态系统处于亚健康或者不健康状态[1]。鉴于废水直接入海对近海生态造成的严重破坏，而传统海洋经济效率核算缺少对废水污染物负外部性的考虑，难以明晰废水污染对效率造成的影响，因此传统效率核算不能体现海洋经济的可持续发展效率。为此准确评价废水排放对我国海洋经济效率的影响应将废水污染纳入到效率核算范围，从而科学评价海洋经济发展成果，有利于海洋经济在发展壮大过程中更好协调经济社会活动和近海生态环境的关系，提高海洋经济发展质量。

现有文献对海洋经济效率的研究集中在以下几个方面：（1）围绕海洋经济某产业效率的研究，Cullinane等利用面板模型并结合DEA方法通过对世界上30个重要的集装箱港口生产效率测度分析，量化了港口私有化对效率的影响，结果表明私有化程度的提高并不一定导致港口效率的改善[2]；孙康、季建文等研究了天然渔业水域污染对海洋渔业经济效率造成的影响，结果表明我国海洋渔业经济效率值持续低迷[3]；徐璐等利用动态Malmquist模型研究了包含能耗和污染因素的我国海洋渔业的效率变动，结果表明我国海洋渔业绿色效率有待提高[4]；（2）围绕海洋经济不包含非期望产出效率核算的研究，如王斌斌、李滨勇运用因子分析方法，从海洋经济的界定和绩效的理解两方面出发，构建海洋经济发展绩效考评的指标体系，并提出海洋经济绩效提升的建议[5]；杜军利用DEA以及Malmquist生产率指数测度了我国沿海省份海洋经济效率，结果表明沿海地区海洋经济效率的提高完全由技术进步驱动，提高海洋经济效率需要进一步提升规模效率和技术效率对海洋经济效率的贡献[6]，（3）考虑环境因素后的海洋经济效率核算，如陈艳丽、王波等利用随机前沿模型构建我国沿海地区海洋环境综合指数，测度包含环境因素的海洋经济效率值，结果表明我国海洋经济效率的提升仍需要技术进步的拉动[7]，刘新民、刘广东基于低碳海洋经济视角，利用Malmquist-Luenberger指数研究海洋经济效率时将二氧化碳作为非期望产出，对影响低碳海洋经济效率的因素进行了分析，结果表明考虑二氧化碳排放约束后沿海各省低碳海洋经济效率下降显著，技术进步是低碳海洋经济效率改善的主要因素[8]，刘铁鹰基于传统Malmquist指数分析沿海地区考虑工业废水污染的环境效率，结果表明环渤海部分省份工业废水入海量存在超标现象，沿海省市需要严格限制污染物的入海排放[9]。

综上所述，国内外学者关于海洋经济效率的研究对科学评价海洋经济发展效率具有重要借鉴意义，但仍存在一些不足，对某一海洋产业效率的研究缺乏对海洋经济效率的整体把握，传统的效率核算方法鲜有将废水污染作为非期望产出纳入到经济效率核算，未能科学评价经济发展成果。而沿海省份涉海产业所产生的废水中大量无机和有机污染物的直接排放入海会引起水体富营养化和爆发赤潮，破坏海水质量、底栖环境及生物多样性，产生的负面环境效应对海洋经济效率造成严重折损，因此在分析海洋经济效率时考虑废水排放等非期望产出将更具有科学性和客观性。基于此，本文选择沿海11省市作为决策单元，利用数据包络分析（DEA）和Malmquist-Luenberger指数测度2003—2014年间沿海省份包含废水污染的海洋经济效率，并分析效率的动态变化，从而科学把握我国海洋经济效率的演变规律，以期为海洋经济的科学、持续发展提供指导建议。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

传统的DEA模型通过海洋经济投入产出绩效评价生产要素和期望产出的效率关系，对生产过程中产生的污染物鲜有关注。本文将采用方向性距离函数从而将污染物纳入到海洋经济效率核算范围，并通过利用Malmquist-Luenberger生产率指数实现对效率的动态测度。

1.1.1 方向性距离函数

人类社会经济活动不可避免的排放污染物，环境技术是一种能够反映“好产出”和“坏产出”的特殊投入产出技术结构，目前常采用生产集合表示，如下式所示[10]：

式中：P（x）表示各产出的集合，x为生产投入要素，y为各种期望产出，b为各种非期望产出。一般假设每一个省市使用N中投入x=（x1，x2，…，xN）∈，生产出M种好产出y=（y1，y2，…，yM）∈，同时排放出I种坏产出b=（b1，b2，…，y）I∈。

基于上述生产集合，Chambersetal和Chung et al[11-14]在Shephard距离函数[15]的基础上提出方向性距离函数（Directional Distance Functions，DDF），方向性距离函数内涵在期望产出增加的同时实现了非期望产出的减少，DDF使测度包含环境因素的全要素生产率成为可能，并首次在测度瑞典纸浆厂全要素生产率变动中得到应用。此后这一方法广泛应用于环境约束下生产效率的分析。

方向性距离函（DDF）具体形式如下：

式中：g=（gy，-gb）产出扩张的方向向量，其中gy为期望产出扩张方向向量，-gb为非期望产出扩张方向向量，β为产出向量扩张倍数。在经济发展水平不同的地区方向向量g存在明显的差异，为便于分析，本文假定g=（y，-b），表示期望产出和非期望产出保持成比例增减。

DDF表示为在既定的投入向量x下，产出向量（y，-b）沿着方向向量g所能增减的最大倍数β，其值越小表明实际生产距生产可能性边界的距离越小，生产效率较高，等于0说明实际生产处于可能性边界上，生产完全有效率。当存在两种以上产出时，式（2）可转化为以下线性规划问题[16]：

1.1.2 Malmquist-Luenberger生产率指数

在生产效率的研究中，Malmquist指数是用来测度不同时期全要素生产率动态变化的常用指标，在方向性距离函数的基础上，Chung[11]构造了从t到t+1期间存在非期望产出下的Malmquist-Luenberger指数，即ML指数，ML指数能够测度不同时期包含非期望产出的全要素生产率动态变化。其具体定义如下：

式中：技术进步指数测度生产前沿面从t到t+1期的移动，即生产前沿面向外扩张的程度，一般认为是技术进步的结果；效率改进指数测度了从t到t+1期每个决策单元的实际生产与理想生产前沿面的最大可能产出迫近程度的变化。ML值小于1说明全要素生产率下降即效率降低，其值大于1则表明全要素生产率增长，效率改善。因此，海洋经济效率的变化表现为全要素生产率的变化，技术进步、技术效率的变动均会引起海洋经济效率的变化。

1.2 指标选取及说明

本文研究主要研究废水为非期望产出的海洋经济运行效率，结合研究目的和数据可得性，选取了劳动、资本、能源等为主要投入，主要海洋产业生产总值为期望产出、废水直接入海量为非期望产出等指标，最终指标如下。

1.2.1 投入变量

（1）劳动投入：劳动力仍然是海洋经济必不可少的投入要素，是海洋经济成果的缔造主体。本文选取11省市涉海就业人数作为劳动投入指标，单位为万人。

（2）资本投入：当代海洋经济的发展壮大对于资本要素的要求越来越高，资本投入的多少往往是衡量产业能否实现持续发展的重要标准。目前统计数据并没有对海洋经济资本投入的专门统计，借鉴张军等（2004）[17]对我国1952—2000年的省际资本存量的估算，本文采用戈登史密斯1951年开创的永续盘存法，借鉴公式Kt=It+（1-δt）Kt-1，其中Kt、Kt-1、δt、It分别表示t年、t-1 年的资本存量，δt表示t年的资本折旧率，选择张军等（2004） 研究成果，折旧率为9.6%，以地区主要各省市海洋产业总产值和各省市地区生产总值的比值作为折算系数，得出沿海11省市主要海洋产业以2003年为基期的固定资产投资额，作为资本投入指标，单位为亿元。

（3）能源投入：我国海洋经济经历了粗放式发展阶段，虽然科技的进步减少了对能源的依赖，但能源投入作为主要海洋产业的动力来源，在过去以及当前阶段仍是重要的生产要素。依据沿海各省市海洋经济生产总值与地区生产总值的比例构建折算系数，从而得出以标准煤计算的各省市海洋经济发展过程中的能源投入量，单位为万吨。

1.2.2 产出变量

（1）期望产出：海洋经济发展最直接的成果就是主要海洋产业的生产总值，因此本文选取沿海11个省市以2003年为基期价格的海洋产业生产总值作为期望产出指标，单位为亿元。

（2）非期望产出：海洋经济发展壮大难以避免大量废水的排放，而废水中含有大量的无机和有机污染物，大量直接排放入海会引起水体富营养化和爆发赤潮，因而废水对生态系统产生的影响具有综合性，代表性。结合沿海省市的海域使用状况与数据的可获得性，本文选取沿海省市废水直接入海量作为坏产出指标，单位为万吨。

1.3 数据来源

本文以我国11个沿海省市作为研究对象，为测度海洋经济发展效率及效率的动态演变，结合数据可获性，选取2003—2014年作为研究时间段，数据来自《中国海洋统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国固定资产投资统计年鉴》《中国能源统计年鉴》以及各省市历年国民经济社会发展统计公报[18-21]。投入产出指标的描述性统计分析如表1所示。

表1 2003—2014年各指标的描述性统计Tab.1 Descriptive statistics of each indicator from 2003 to 2014

2 实证结果分析

2.1 传统海洋经济效率分析

运用Deap2.1计算了2003—2014年我国海洋经济在不考虑废水约束的海洋经济效率值，结果如表2所示。效率大于1说明海洋经济实现效率改善，反之则说明效率降低。

由表2可知，天津、上海、浙江、山东、江苏等5省份海洋经济发展始终保持较高的效率水平，而同为发达省份的广东省发展效率一般；福建、辽宁、海南等省份发展效率处于效率较低的中等阶段；河北、广西两省份效率处于低水平阶段。纵向分析我国海洋经济效率可以得出，2003—2014年我国海洋经济发展效率总体实现不断改善，其中辽宁省效率提升幅度最大，提升了63.6%，浙江省效率提升幅度最小，仅提升20.1%。在2003—2007年间，我国沿海多数省份实现了海洋经济发展效率实现较大改善，这得益于我国海洋经济发展规模不断扩大，处于规模经济阶段，这一结论与杜军等（2016）[6]的研究结论一致。综上，我国沿海省份中，海洋经济基础较好、产业处于高层次的东部省份发展效率能保持较高水平，而基础薄弱、以传统海洋产业为主导等欠发达省份发展效率不高。

表2 不考虑废水排放的2003—2014沿海省市海洋经济效率分析Tab.2 Analysis of marine economic efficiency of coastal provinces without consideration of the discharge of wastewater from 2003 to 2014

2.2 考虑非期望产出的海洋经济效率分析

利用MaxDEA 6.9软件分别从静态效率、动态变化两方面测度以废水为非期望产出的我国沿海省市海洋经济发展效率，以便对我国海洋经济的效率有更为科学的认识。

2.2.1 海洋经济效率静态分析

我国沿海省市海洋经济废水约束下的效率值如表3所示。可以看出，考虑废水污染后各省海洋经济效率值发生不同程度改变。由表3可知，天津、上海、浙江、福建、广东在考虑废水后海洋经济效率能够保持在高位水平，效率年平均值高于0.9，是废水排放弱约束地区；山东、江苏两省的年效率平均值介于0.6～0.9之间，发展效率处于中等水平，存在一定的改善空间，是废水排放中等约束地区；河北、辽宁、广西、海南等四省份年效率平均值低于0.6，发展效率处于低位，存在很大改善空间，是废水排放强约束地区。

表3 废水约束下海洋经济静态效率值Tab.3 Static efficiency of marine economy with consideration of wastewater

2.2.2 传统核算与包含废水污染的效率对比分析

我国沿海省份海洋经济要素禀赋条件不同，海洋产业结构及技术水平存在差异，因此废水的排放量及对废水的处理方式也不同。对比表2和表3数据可得出各沿海省市废水排放对海洋经济效率的影响，结果如表4所示。

表4 海洋经济效率差异情况分析Tab.4 Analysis of the difference of efficiency of marine economy

由表4可以得出，存在废水约束的情况下，沿海省市中仅福建能够保持效率改善，说明福建省在海洋经济发展过程中能够处理好对废水的处理，实现了海洋经济的可持续发展，浙江、广东两省份在近几年的海洋经济发展过程中也能实现效率不降低，说明两省在合理利用资源和控制污染方面也取得一定成效。多数省份考虑到废水约束后海洋经济效率下降，下降幅度最大省份为广西，年平均效率损失70%，说明在发展海洋经济过程中该省份未能处理好与环境的关系，粗放式的发展方式造成环境负载过大，这与广西临海地区大力发展钢铁、造纸、石油等产生大量废水的重污染项目不无关系。可以得出，废水排放弱约束地区多为海洋经济强省，其中天津、浙江、福建、广东均为我国海洋经济发展示范区，涉海产业基础、科技力量雄厚，能够实现对废水等污染物的恰当处理；作为废水排放中等约束地区的山东、江苏两省份，虽然海洋经济实力也较强，但作为大江大河入海口，废水过多排放、污水处理意识和技术的滞后等因素导致较大程度的效率折损；废水排放强约束地区的河北、辽宁、广西、海南等四省份海洋经济发展水平较低，始终存在陆源污染物超标排放现象，因此效率损失最大。可见实现产业结构升级，通过技术创新实现清洁生产，减轻生态负载、发展环境友好经济是低效率省份亟待解决的问题。

2.2.3 沿海省市海洋经济生产率动态分析

男人犹豫了一会儿，才把木排撑到表姐跟前。木排安稳多了，不用担心水浪或障碍物的冲击了。这个时候表姐才感觉到冷，一低头，发现自己身上几乎没有衣服。她赶紧蹲下身子，想借此拂掉贴在她身上的眼睛。其实也没有完全光着，上身还剩一个肚兜。肚兜因为湿透了，紧巴巴地粘在身上，身上高的高低的低，跟没穿衣服一个样。她一屁股坐到木排上，委屈地哭起来，哭自己的这副狼狈样，哭家人下落不明——娘一个不会凫水的旱鸭子，能顶得过这么大的水？还有爹和两个弟弟，这会儿都在哪儿呢？想到他们都生死不明，表姐越哭越痛，越痛越哭。与生死搏斗了整整一天，表姐哪顾得上哭？

计算废水约束下我国沿海省市海洋经济全要素生产率指数以分析海洋经济效率的动态变动，计算结果如表5所示。由表5可知，我国沿海省市海洋经济发展效率基本保持增长态势，全要素生产率对海洋经济增长的贡献越来越大，经济发展的质量得到改善。对各省份的效率分析可以发现，在研究阶段的早期辽宁、河北、福建、海南等4省份ML指数大于1，实现了效率的增长，说明海洋经济总量较小的省份也能够通过合理配置资源以实现海洋经济的高效发展。全国层面上我国海洋经济在2009年以后全要素生产率保持了正增长，2009—2014年效率分别比上年增长0.9%、1.1%、1.3%、0.6%、1.8%，海洋经济效率逐步改进。

表5 2003—2014沿海各省市海洋经济ML指数Tab.5 ML index of marine economy in coastal provinces from 2003 to 2014

为进一步分析各省海洋经济效率变化，本文对ML指数进行分解，通过技术变动指数（Tech）和规模效率变动指数（Effch）研究我国海洋经济效率的动态变化原因。选取主要年份各沿海省份ML指数分解情况如表6所示。

由表6可以得出，我国海洋经济早期阶段效率改善的主要动力来自于技术效率（Effch），其中技术效率主要为规模效率和以经营管理水平为代表的纯技术效率，海洋经济规模扩大带来的规模经济和引进相对领先的经营管理技术带来的组织效率提升共同提升了整体效率，技术变动指数（Tech）对效率增长的贡献并不明显，说明海洋经济领域技术创新程度低；在2009年后，多数省份技术变动指数大于1，相对技术效率贡献而言技术变动指数成为效率改善的主要原因，技术进步成为海洋经济生产发展质量提升的重要原因。可见，我国海洋经济的发展壮大实现了由规模经济扩张阶段到技术进步推动发展的转变，科学技术在海洋经济发展壮大过程中的作用更加明显。

表6 我国海洋经济效率动态变化分解Tab.6 Decomposition of marine economic dynamic efficiency

3 结语

运用方向性距离函数和Malmquist-Luenberger指数，对我国沿海11省市2003—2014年间传统情况与考虑废水约束后海洋经济静态效率和动态变化进行测度，得出如下结论：

（1）传统海洋经济效率的核算大多仅仅考虑了资本投入、劳动投入等要素，本文研究了以废水作为海洋经济非期望产出时我国海洋经济效率出现不同程度的降低，说明传统核算方式造成效率的高估，因此有必要转变效率核算方式，正确评价所付出的环境代价；

（2）通过对废水约束下的静态效率分析得出，我国海洋沿海各省市海洋经济发展存在差异，其中天津、上海、浙江、福建、广东五省市的效率值较高，上海市形成了以滨海旅游业、海洋交通运输业、海洋船舶工业为主体的海洋产业体系，天津、浙江、福建、广东为海洋经济发展示范区，海洋科技资源丰富，临海产业布局调整更为合理，海洋经济发展示范区在效率改善方面取得显著成果；山东、江苏发展效率中等，这两个省份作为大江大河的入海口一定程度上废水污染物累计排放量比较高，因此效率较低，存在一定的改善空间；河北、辽宁、广西、海南效率较低，其中河北、辽宁两省份地处渤海湾区域，临海重工业密集导致废水过度排放，加之海湾自我修复能力差，效率折损程度较大；广西、海南两省经济发展水平较低，且仍以传统海洋经济为主，技术水平低，其中广西省在临海布局的主要产业中包括了大量造纸、化工、石化等高污染行业，效率折损最大，效率改善空间最大；说明我国海洋经济发展存在较大区域差异。

（3）对比分析传统核算与废水约束下海洋经济效率的差异可以发现，我国多数沿海省份在发展海洋经济过程中所排放的废水会对效率造成不同程度的折损，仅福建、浙江、广东三省份能够基本保持效率不下降，这一现象与各区域海洋经济发展模式有一定关系。因此废水强约束沿海地区应该注重发展方式的转变。

（4）通过对研究期内我国海洋经济生产率的分解情况看，我国海洋经济效率的改善存在两个较为明显的阶段。规模经济和引进相对领先的经营管理技术带来的组织效率提升是早期海洋经济效率改善的主要原因，可视为效率改善第一阶段；2009年后技术进步成为推动效率改善的主因，海洋经济发展效率不断改善，科技推动是实现效率改善的第二阶段。未来海洋科技水平的进步能够提高资源利用效率及改善污染物处理技术，海洋科技的创新将为环境保护和经济增长协调发展提供进一步重要保障。