湖北省磷矿资源生态开发效率评估与分类管理

杜春丽 任雪莹 杜子杰

（武汉工程大学管理学院，湖北武汉430205）

长期以来GDP锦标赛与粗放式矿产资源开发的传统思维，导致我国磷矿资源开发过程中出现了资源耗损严重、生态破坏、环境污染等一系列矿产开发的负效应问题［1-2］，磷矿资源开发与生态环境保护的两难矛盾日益突出，持续困扰着我国区域经济高质量发展和生态文明建设进程。与此同时，磷矿资源作为我国24种战略性矿产资源之一，其开发利用也关乎国家经济、国防安全和战略性新兴产业的发展需求，尤其是在中美经贸冲突不断升级的情况下，其供给安全问题已受到政界和学界高度关注［3-4］。显然，在实现区域经济高质量发展、切实保障战略性矿产资源供给安全的重大背景下，如何推动磷矿资源生态开发和高效利用成为需要予以深入研究的重要课题。

我国磷矿资源主要集中分布在湖北、云南、贵州、四川和湖南等5省，资源保有储量占全国磷矿资源保有储量81.25%（数据来源于2017年湖北省、云南省、贵州省、四川省和湖南省统计年鉴），各地区磷矿资源禀赋差异巨大，决定了不同地区磷矿资源产业发展存在“先天性”差异［5］。此外，我国磷矿资源大都分布在主体功能区规划中的限制开发区域，区域内生态脆弱、自然灾害频发，经济社会发展相对滞后，是实施主体功能区战略和推进区域高质量发展的难点地区［6］。因此，如何把握区域经济技术发展水平和资源禀赋的异质性，是促进磷矿资源生态开发的关键所在。那么，磷矿资源生态开发效率如何？不同区域磷矿资源生态开发效率是否存在差异性？基于差异性如何推动磷矿资源生态开发和高效利用？深入探讨上述问题对推动磷矿资源绿色开发、加快区域高质量发展具有重要的理论价值和实践意义。

1 研究对象的选择与概况

湖北省是我国5大磷矿基地之一，2017年磷矿资源保有储量占全国29.61%（数据来源于2017年《湖北省矿产资源统计年报》），位居全国首位，在开发过程中，湖北省磷矿资源不可避免地出现了开发与环境保护的两难矛盾，严重制约了湖北省磷资源产业绿色转型和经济高质量发展步伐，同时省内磷矿资源分布也呈现分布不均衡特征（湖北省磷矿资源主要集中在宜昌、荆门、襄阳和神农架等鄂西和鄂西南地区）。总体而言，湖北省磷矿资源开发利用情况是全国磷矿资源开发利用的缩影，极具代表性。

基于此，本项目以磷矿资源丰富的湖北省为研究对象，根据磷矿资源禀赋、区域功能定位以及经济技术发展水平，选取省内13个磷矿资源开发利用相对稳定集中的县域城市作为评价决策单元，分析磷矿资源生态开发效率，探究磷矿资源分类管理的路径，为实现磷矿资源绿色开发、切实保障我国战略性矿产资源供给安全提供科学依据和智力支持，也为其他战略性矿产资源的生态开发与差别化管理提供借鉴与参考。

2 研究方法与指标选取

一般而言，在传统的矿业生产过程中，生产者期望以较少的投入获得较多的期望产出，而实际的生产过程不仅带来了产品、利润等期望产出，也伴随着废石、尾矿等非期望产出的出现。因此，本项目构建了一个考虑非期望产出的DEA模型来测算湖北省磷矿资源生态开发效率。

2.1 基于非期望产出的数据包络分析方法

数据包络分析方法（DEA）是一种对基于投入和产出的多个决策单元（DMU）的效率进行综合评价的定量方法，该方法不需要预先设定生产函数模型，也不受主观判断影响，可以避免由于模型设定偏差导致的问题，其常用的分析模型主要有CCR模型、BCC模型和FDH模型。由于磷矿资源产业具有典型的规模优势特征，研究将非期望产出作为投入指标，选用DEA-BCC模型测算湖北省磷矿资源生态开发效率。

2.1.1 基于非期望产出的BCC模型

假设某经济系统（湖北省磷矿资源开发系统）中有n个独立的决策单元DMUj（j=1，2，…，n）（此处指湖北省各磷矿开发利用县域），各自组织m种可控性资源（简称投入）Xj=（x1j，x2j，…，xmj）T，生产s种产品Yj=（y1j，y2j，…，ysj）T，同时产生k种非期望产出物Bj=（y（s+1）j，y（s+2）j，…，y（s+k）j）T。将非期望产出物作为输入指标，定义第j0个DMU的效率评价指数为

将式（1）进行分式转化得出基于投入的BCC模型，并进一步引入投入/产出的松弛变量（sx-，sy+，sb-），如式（2）所示。

显然，当最优解θ*=1，sx-*=0，sb-*=0时，则称决策单元j0为 DEA 有效；当θ*＜1，或sx-*≠0，sy+*≠0，sb-*≠0时，则称决策单元j0为非DEA有效。若θ*=1，且sx-*≠0，或sy+*≠0或sb-*≠0时，则判定决策单元j0为弱 DEA有效。

2.1.2 Malmquist指数

Malmquist指数是由 Caves（1982），Fare（1994）等引入并进一步发展的一种非参数线性规划方法，主要通过构造从t期到t+1期的Malmquist指数来分析效率的动态变化情况，其模型如下：

在式（3）中，Dt+1(xt+1,yt+1)和Dt(xt,yt)分别表示t+1期和t期评价对象的研究对象的生产距离函数。假设规模报酬可变，全要素生产率指数（TFP）可以分解为技术效率指数（TEC）和技术进步指数（TC），技术效率指数（TEC）反映了决策单元的技术投入和创新状况，技术进步指数（TC）反映了行业技术水平和创新能力，当TC大于1时说明技术出现进步，反之则出现退步，等于1时则表明技术水平不变。技术效率指数（TEC）可以分解成纯技术效率指数（PTEC）和规模效率指数（SEC）。

2.2 指标体系构建和数据来源

（1）构建湖北省磷矿资源生态开发效率评价投入产出指标体系。通过相关文献梳理［7-10］以及对矿产资源生态开发效率的理解，本项目将非期望产出作为投入指标，构建湖北省磷矿资源生态开发效率评价的投入产出指标体系，详见表1所示。

（2）数据来源与处理。本项目所用数据均来自于2013—2017年的《湖北省矿产资源统计年报》、《湖北省矿山企业矿产资源开发统计年报》。基于数据的可获得性，在具体操作上，将年报中各个企业归属到所在县域城市，将相关数据加总求和作为各个评价决策单元投入产出指标体系的具体数据，对于部分缺失数据采用算数平均法进行补缺［11］，并进行属性归一化处理，将结果保留3位小数。

3 实证分析与结果

3.1 基于DEA模型的湖北省磷矿资源生态开发效率评价

基于DEA-BCC模型，本项目利用DEAP2.1软件对湖北省13个县域城市2013—2017年磷矿资源生态开发效率进行实证分析，得出了湖北省磷矿资源生态开发的综合技术效率、纯技术效率和规模效率等各项效率指标，具体如表2所示。

从表2可以发现，总体来看，湖北省磷矿资源生态开发的综合技术效率水平不高，且呈波动下降的趋势，多年平均值仅为0.781。具体分析如下：

（1）湖北省磷矿资源生态开发的纯技术效率平均值较高，为0.996，趋近于1，总体呈现出逐年上升的趋势，说明近5年来，湖北省磷矿资源生态开发的技术水平日益提升，也反映了湖北省对环境负荷产物综合利用的能力也逐渐增强。

（2）由表2也可以看出湖北省磷矿资源生态开发的规模效率平均值较低，仅为0.784，并呈现出波动下降的趋势，这说明2013—2017年湖北省磷矿资源生态开发的规模效率不高，存在着投入冗余或产出不足的问题。规模效率变化趋势与综合技术效率变化趋于一致，由此可以判断导致湖北省磷矿资源生态开发低效率的主要原因是规模效率不高。

事实上，湖北省磷矿开发利用的主要县域城市均处于限制开发区域，这种区划功能定位以及相关政策均对所在地区的经济技术发展水平、资源环境承载力提出了较高的要求，使得湖北省磷矿资源开发利用的规模受到限制，这也是近年来湖北省对矿产资源开发及生态环境管控力度加大的结果。

3.2 基于DEA-Malmquist指数的湖北省磷矿资源生态开发效率评价

为了更加深入地研究湖北省磷矿资源生态开发效率在2013—2017年间随时间推移而产生的动态变化及其原因，项目运用DEA-Malmquist指数模型测度湖北省2013—2017年的磷矿资源生态开发效率及其分解值，具体结果见表3所示。

通过对Malmquist指数分解可以发现，总体来看，2013—2017年湖北省磷矿资源生态开发的全要素生产率指数均值为1.042，5年间整体呈增长趋势（年均增长4.2%）。其中，技术进步指数平均上升8.9%，技术效率指数平均下降4.4%，说明2013—2017年湖北省磷矿资源生态开发全要素生产率的提升主要来源于行业技术进步。然而，磷矿资源开发利用中企业技术效率在5年间呈现了下降态势，究其原因主要是磷矿资源开发的规模效率下降导致的，这与前文DEA-BCC模型分析结论基本一致。

从时间维度来看，2013—2017年湖北省磷矿资源生态开发的全要素生产率呈现先上升后下降的态势，显然，2015年是转折点，见图1所示。2013—2014年、2014—2015年这2年内，湖北省磷矿资源生态开发的全要素生产率指数均大于1，分别增长21.7%和6.9%，表明这两个阶段全要素生产率呈上升态势，但前者是由于行业技术出现较大进步，后者是因为规模效率指数增长了17.2%。2015—2016年期间，尽管规模效率指数提高了8.2%，但由于行业技术进步指数下降18.4%，导致湖北省磷矿资源开发利用效率整体下降，TFP值下降了11.4%；2016—2017年间，尽管行业技术进步指数提高了24.7%，但规模效率的下降阻碍了全要素生产率的大幅上升。

需要说明的是，湖北省磷矿资源开发利用的全要素生产率在2013年上升而2015年后陡然下降的原因是有迹可循的。2013年，国土资源部在鄂、湘、川、黔、滇磷矿主产区启动“三型矿山”建设试点工作，湖北省各磷矿企业大力推广中低品位磷矿选矿技术、中下磷层同时回采等新技术、新方法，转变矿产资源开发利用方式，实现了开采方式科学化、资源利用高效化，从而使行业全要素生产率得到大幅度提升。2015年以后，湖北省先后进行了“全省矿产资源领域专项整治行动”、“全省矿产资源勘查开发秩序整顿专项行动”等一系列改革行动，部署开展了创建省市级绿色矿山、大力推进矿产资源绿色勘查、开展矿产资源绿色开发收益共享精准扶贫试点等六项重点工作，规范磷矿企业生产运营与管理，强调重视矿产资源的生态开发和绿色发展，这种生态倒逼机制促使一些绿色技术水平较低的磷矿开采和开发企业减少产能或者停止开采，直接或间接影响了湖北省磷矿企业资源开发利用的全要素生产效率。此外，随着《湖北长江经济带生态保护和绿色发展总体规划》等行动纲领的逐步颁布实施，湖北省加大了长江沿线磷矿采选和磷化工企业的环境整治，某种意义上降低了湖北省磷矿资源开发的规模效益，从而也解释了2015—2016年间湖北省磷矿资源开发利用的全要素生产率的下降。

3.3 湖北省磷矿资源开发利用的区域差异性

为了进一步了解湖北省磷矿资源开发利用效率的区域差异情况，本项目对2013—2017年湖北省13个县域城市磷矿资源开发利用效率进行测度，具体结果详见表4所示。

显然，13个县域城市磷矿资源生态开发综合效率差异较大，综合效率平均值最高的县域城市是兴山县和钟祥市，达到了1.000，保康、神农架林区、远安县的综合效率值都在0.9以上，其他县域城市的综合效率平均值均在0.9以下，且最低的仅为0.603。为了切实把握区域资源开发的差异性，本研究采用K-均值聚类分析方法对湖北省13个县域城市磷矿资源生态开发效率进行聚类分级，有效理清了13个县域的归属梯队问题。聚类结果详见表5所示。

由表5可知，1类高效区包括兴山、保康、钟祥等3个县域城市，占比23.1%。该区域拥有磷资源行业的龙头企业，技术水平相对较高，保证了人力、资本、技术等要素投入产出较高收益，能将矿山开发的负效应降到最小，因而资源开发综合技术效率、纯技术效率和规模效率较高。

2类中效区包括神农架林区、夷陵区和远安县，占比23.1%，其磷矿资源生态开发的综合技术效率和规模效率不高，但纯技术效率较高。其中，夷陵区和远安县经过多年的大规模、高强度无序开采，生态环境已受到严重的破坏，处于规模报酬递减阶段；而神农架林区是重要生态安全屏障，生态环境异常敏感脆弱，已有磷矿资源开发已经造成较为严重的水土流失现象。

3类低效区包括大悟、房县、鹤峰、黄梅、南漳、随县和宜城等7个县市地区，占比53.8%，受困于该区域的功能定位，大规模、高强度的开发活动受到限制，加之磷资源产业基础相对薄弱，其磷矿资源生态开发的综合技术效率和规模效率较低。

4 研究结论与对策建议

4.1 主要结论

（1）从DEA静态分析来看，湖北省磷矿资源生态开发的综合效率不高，主要原因在于规模效率较低，存在投入冗余或产出不足的情况，但湖北省磷矿企业处理环境负荷产物并进行综合利用的纯技术效率相对较高。

（2）从Malmquist指数分析来看，因行业绿色技术水平的进步，2013—2017年湖北省磷矿资源生态开发的全要素生产率总体呈增长态势，但企业技术创新的不足以及规模效率不高阻碍了全要素生产率的进一步提升。

（3）从区域来看，湖北省县域间磷矿资源生态开发综合效率存在显著差异，可以明显划分为高效区、中效区和低效区。

以上评判结果较准确地反映了湖北省磷矿开发利用的现状。

4.2 建议与对策

当前资源环境约束力度日趋加大，建设绿色矿山是矿产资源开发大势所趋，亟需破解矿产资源开发和生态环境保护的两难困境，实现矿产资源绿色高质量发展，为此，本文提出以下建议与对策：

（1）在未来资源开发利用活动中，建议出台相关政策鼓励磷矿企业开展技术创新，不断持续增强矿山企业绿色技术创新能力，降低矿山开发带来的生态环境负面影响，积极申报“绿色矿山”、“生态开发”试点，实现磷矿资源产业的绿色发展。

（2）建议继续执行强有力的生态约束和环境规制。对于符合主体功能区规划要求的局部重点开发区域要加强环境监督与管理，对于禁止开发区域，应采用“关、停、并、转”等措施继续执行严格的环境规制。

（3）建议根据区域资源禀赋差异、区域功能差异，实行差异化的分类管理。高效区要充分发挥区域内磷矿资源行业内龙头企业的示范作用和技术引领作用，保持现有开发规模，呈现稳中有质的发展态势；中效区应提升磷矿资源规模化开采、集约化经营水平，加快绿色矿山建设，研发磷矿资源深加工的关键技术，不断提高产品附加值，全面提升绿色全要素生产率；低效区生态环境敏感性较强，磷矿资源开发和相关产业基础相对薄弱，应尽快实施企业退出机制，对于该区域中发展基础较好的企业，应大力发展循环经济，使磷矿资源开发和生态环境保护并行。