于 偉1，張 鵬2

（1.山東財(cái)經(jīng)大學(xué)工商管理學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014；2.濟(jì)南大學(xué)管理學(xué)院，山東 濟(jì)南 250002）

0 引言

高污染和高能耗的傳統(tǒng)工業(yè)發(fā)展模式使得近20年我國環(huán)境問題頻頻出現(xiàn)，同時(shí)做到節(jié)能減排和提質(zhì)增效已成為全面發(fā)展必須要破解的難題?，F(xiàn)代社會(huì)人類的生產(chǎn)和生活中不可避免地會(huì)產(chǎn)生大量污染排放，在控污和節(jié)污的同時(shí)擴(kuò)大有效產(chǎn)出是提高能源利用效率以及實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展雙贏目標(biāo)的關(guān)鍵。特別是在依靠正常的技術(shù)進(jìn)步速率較難實(shí)現(xiàn)2020年我國政府的減排承諾的背景下［1］，要實(shí)現(xiàn)發(fā)展和減排的雙贏目標(biāo)，更需要大幅度提升能源和環(huán)境效率，擴(kuò)大能源投入的創(chuàng)效產(chǎn)出。這使得現(xiàn)階段優(yōu)化污染排放效率有著迫切的現(xiàn)實(shí)意義。此外，由于資源稟賦和發(fā)展途徑的差異，我國省域間污染排放強(qiáng)度和效率不可避免地會(huì)存在較大差異，厘清這種差距的變動(dòng)趨勢和探究污染排放效率的時(shí)空格局對(duì)于合理確定地區(qū)節(jié)污減排目標(biāo)和政策方略從而推動(dòng)全域范疇內(nèi)“兩型”社會(huì)發(fā)展具有重要價(jià)值。

節(jié)能減排中的效率問題是研究者們長期關(guān)注的問題之一，早期學(xué)者多采用碳強(qiáng)度或人均碳排放等單要素指標(biāo)進(jìn)行衡量。盡管此類指標(biāo)簡便易測，但無法反映經(jīng)濟(jì)體污染排放績效的多維度特征，也無法反映各個(gè)要素之間的替代作用［2］，此外諸如資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段等因素的變化可能改變污染排放強(qiáng)度，但并未改變污染排放效率。隨著SBM、SFA等方法的開發(fā)利用，研究者們開始圍繞著碳排放效率及全要素能源效率的影響因素和區(qū)域差異性等進(jìn)行大量的研究［3－7］，但這些研究大多并未有效涵蓋污染排放全貌，也未深入分析排放效率的時(shí)空異質(zhì)格局。本研究嘗試在構(gòu)建綜合污染評(píng)價(jià)指數(shù)的基礎(chǔ)上，以省域?yàn)榛締卧?005－2012年數(shù)據(jù)測度污染排放效率并分析其時(shí)空差異表現(xiàn)，以期為提升污染排放效率和推動(dòng)區(qū)域間協(xié)調(diào)發(fā)展提供借鑒。

1 研究方法

1.1 區(qū)域污染綜合指數(shù)設(shè)定

既有文獻(xiàn)中研究者大多以碳排放或廢氣等部分指標(biāo)刻畫區(qū)域污染，本研究試圖構(gòu)建污染綜合指數(shù)對(duì)此加以突破。在基于數(shù)據(jù)可得性基礎(chǔ)上選取多種污染物綜合反映區(qū)域排污狀況并利用因子分析計(jì)算相應(yīng)權(quán)重，得出區(qū)域污染綜合指數(shù)。這種處理方式一是權(quán)重指標(biāo)較為客觀，二是在數(shù)據(jù)降維過程中盡可能保留了原始數(shù)據(jù)所含信息。

1.2 污染排放效率內(nèi)涵及測度方式

在借鑒Leibenstein［8］從投入產(chǎn)出角度定義的技術(shù)效率的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)學(xué)者對(duì)碳排放效率的定義［4］，本研究將污染排放效率描述為單位污染排放形成的實(shí)際產(chǎn)出與最優(yōu)產(chǎn)出（生產(chǎn)前沿邊界）之間的比值，該數(shù)值處于0和1之間，數(shù)值越大意味著污染排放效率越高。測度污染排放效率的關(guān)鍵是確定生產(chǎn)前沿邊界，目前主要有數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）和隨機(jī)前沿分析（SFA）兩種方法。SFA利用生產(chǎn)函數(shù)構(gòu)造有效前沿面，采用技術(shù)無效率項(xiàng)的條件期望作為技術(shù)效率，并考慮測量誤差和統(tǒng)計(jì)干擾從而保證待估效率的有效性。在模型設(shè)定合理且使用跨期面板數(shù)據(jù)的前提下，SFA方法具有比較優(yōu)勢。在生產(chǎn)函數(shù)形式選擇中，作為任意生產(chǎn)函數(shù)的二級(jí)泰勒近似的超越對(duì)數(shù)生產(chǎn)函數(shù)具有易估計(jì)和包容性強(qiáng)的特點(diǎn)。因此本研究基于該函數(shù)構(gòu)建了如下評(píng)價(jià)模型，該模型是在經(jīng)典超越對(duì)數(shù)生產(chǎn)函數(shù)基礎(chǔ)上同時(shí)減去lnPit得出 。

式中：Kit、Lit和Pit分別代表第i個(gè)省域第t年的固定資產(chǎn)投入、人員投入和“污染”投入，分別用區(qū)域全社會(huì)固定資產(chǎn)投資額、從業(yè)人員數(shù)和污染綜合指數(shù)指代（西藏部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，故不計(jì)之）；T代表時(shí)間項(xiàng)，Yit代表區(qū)域GDP。為消除物價(jià)變動(dòng)因素的影響，利用歷年固定資產(chǎn)價(jià)格指數(shù)將固定資產(chǎn)投資額轉(zhuǎn)換成2000年不變價(jià)格，隨后利用永續(xù)盤存法將固定資產(chǎn)投資額的年度流量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的存量，其中折舊率取常見的9.6%?；曩Y本存量采用基年固定資本投資額除以10%確定［9］，GDP亦按平減指數(shù)進(jìn)行消脹。αi（i＝0，1，2，…13）為待估計(jì)第i項(xiàng)參數(shù)。Vit和Uit相互獨(dú)立，Vit代表隨機(jī)誤差項(xiàng)，包含觀測誤差和其他隨機(jī)噪聲誤差，且Vit～i，i，d.N（0，σ2v）；Uit代表技術(shù)非效率項(xiàng)，服從截?cái)嗾龖B(tài)分布N（mit，σ2u），其中mit＝δ×zit，zit為影響技術(shù)非效率的因素，δ為系數(shù)向量，該值為正（負(fù)）說明影響因素對(duì)技術(shù)效率有負(fù)（正）的影響。效率可通過TEit＝exp（－Uit）測算得出。此外可通過方差參數(shù)判定模型設(shè)定是否合理，表達(dá)式為γ＝σ2u／（σ2v＋σ2u）。當(dāng)γ接近0時(shí)意味著實(shí)際產(chǎn)出和前沿面的偏差多來自于不可控因素造成的噪聲誤差，此時(shí)用最小二乘法即可；當(dāng)γ接近于1時(shí)則表明實(shí)際產(chǎn)出和前沿面的偏差主要來自生產(chǎn)的非效率，需要用隨機(jī)前沿模型對(duì)函數(shù)進(jìn)行估計(jì)。

1.3 泰爾指數(shù)及其分解

泰爾指數(shù)是常見的用于測度不均衡程度的工具，計(jì)算公式為：其中：xi代表第i個(gè)考察區(qū)域的污染排放效率，k為所考察的區(qū)域個(gè)數(shù)，u為所有考察區(qū)域污染排放效率的加權(quán)平均值，pi為第i區(qū)域人口權(quán)重。Theil指數(shù)顯著優(yōu)點(diǎn)之一在于能夠按照子樣本對(duì)總樣本進(jìn)行分解，分析各子樣本內(nèi)部（組內(nèi)）和子樣本之間（組間）的不均衡程度及其對(duì)總體不均衡的貢獻(xiàn)度。本研究以國家統(tǒng)計(jì)局口徑下的三地帶對(duì)泰爾指數(shù)加以分解。具體分解公式如下：

式中：右邊復(fù)合項(xiàng)中第一項(xiàng)為組內(nèi)差距，第二項(xiàng)為組間差距。Wg表示第g個(gè)區(qū)域人口占全域比重，T（xg）表示第g組的組內(nèi)差距，T（μ1e1，μ2e2，μ3e3）表示組間差距，WgT（xg）／T表示第g組對(duì)全域Theil指數(shù)貢獻(xiàn)度。

2 2005－2012年各省域污染綜合指數(shù)

本研究旨在考察區(qū)域綜合污染，因此選擇廢水排放、化學(xué)需氧量排放、氨氮排放總量、二氧化硫排放總量、煙（粉）塵排放總量進(jìn)行綜合考量。首先對(duì)5種污染物原始數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理以確保量綱一致，其次進(jìn)行因子分析適宜性檢驗(yàn)，計(jì)算表明KMO值為0.724，通過巴特立特球形檢驗(yàn)，表明適合進(jìn)行因子分析。方差最大正交旋轉(zhuǎn)后顯示五指標(biāo)較好地附著在兩個(gè)因子上，累計(jì)方差解釋比達(dá)到86.11%，隨后本研究先后以測項(xiàng)在因子上的負(fù)載和因子解釋的方差百分比為相對(duì)權(quán)重計(jì)算得出區(qū)域綜合污染分值并將其轉(zhuǎn)化為0～100之間的數(shù)值。表1報(bào)告了部分年度內(nèi)各省域綜合污染指數(shù)（缺失年度數(shù)據(jù)備索）。

3 生產(chǎn)函數(shù)估計(jì)結(jié)果

本研究采取2005－2012年面板數(shù)據(jù)和最大似然估計(jì)法，使用軟件Frontier 4.1得到各系數(shù)（參數(shù)）估計(jì)結(jié)果（表2）。其中，γ值為0.99，接近于1，這表明實(shí)際產(chǎn)出和前沿面的偏差主要來自生產(chǎn)的非效率，因此相比較于最小二乘法，應(yīng)使用隨機(jī)前沿模型對(duì)函數(shù)進(jìn)行估計(jì)。

4 省域污染排放效率測度結(jié)果及其時(shí)空差異

4.1 污染排放效率時(shí)序動(dòng)態(tài)分析

表3報(bào)告了各省域部分年度污染排放效率值和考察期內(nèi)的均值。結(jié)果顯示2005－2012年間，除黑龍江以外，我國其余各省域污染排放效率均呈現(xiàn)不同程度的增長。其中，全域均值由0.482增至0.536，年均增幅為3.06%，除2009年以外，保持了逐年遞增態(tài)勢。各省域中增幅前四位依次是四川（6.374%）、湖北（5.977%）、貴州（5.781%）和湖南（5.209%），這些省域集中在中西部地區(qū)。東中西三地帶年均增幅分別為3.21%、2.39%和3.47%，西部地區(qū)高于中東部，這與區(qū)域發(fā)展的后發(fā)優(yōu)勢和政策傾斜有關(guān)。

4.2 污染排放效率空間差異分析

我國區(qū)域間污染排放效率仍存在較大的空間不均衡，東中西部考察年度內(nèi)污染排放效率均值分別為0.63、0.53和0.44，呈現(xiàn)梯度遞減格局，這與各地帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率較為吻合。表4進(jìn)一步報(bào)告了2005－2012年我國污染排放效率泰爾指數(shù)及其按三地區(qū)分解結(jié)果。全域污染排放效率泰爾指數(shù)在考察年度內(nèi)呈現(xiàn)先減后增的“U”形趨勢，即全域范圍內(nèi)污染排放效率差距在2005－2012年先縮小后擴(kuò)大，拐點(diǎn)發(fā)生在2009年，考察期末2012年（0.025）差距較期初的2005年（0.021）有所增加。東部地區(qū)內(nèi)部污染排放效率泰爾指數(shù)在考察年度內(nèi)以2008年為拐點(diǎn)呈現(xiàn)先逐年遞減后逐年遞增的格局，對(duì)全域不均衡的貢獻(xiàn)率由31.50%增至47.72%；中部地區(qū)內(nèi)部差距以2009年為拐點(diǎn)呈現(xiàn)先逐年遞增后逐年遞減的格局，對(duì)全域不均衡貢獻(xiàn)率介于17.40%～27.99%之間；西部地區(qū)內(nèi)部差距相對(duì)較小，在考察期內(nèi)表現(xiàn)為略有波動(dòng)的遞減趨勢，對(duì)全域不均衡貢獻(xiàn)率最高年份為8.53%；三地區(qū)間污染排放效率泰爾指數(shù)在考察年度內(nèi)介于0.006～0.009之間，對(duì)全域內(nèi)部差距貢獻(xiàn)率介于23.21%～42.03%并保持逐年遞減趨勢?？疾炷甓葍?nèi)初期東部地區(qū)內(nèi)部差距和三地區(qū)組間差距是全域內(nèi)部差距的主要來源，末期則形成東部、中部和組間共同引致的差距格局。

為進(jìn)一步明確我國省域污染排放效率的空間格局，本研究利用SPSS軟件對(duì)不同污染排放效率的省域進(jìn)行了分層聚類分析，辨別不同區(qū)域污染排放效率的相似或相異性。聚類個(gè)數(shù)范圍分別指定為2、3、4個(gè)，聚類方法為 Ward法和歐式距離。結(jié)果顯示，當(dāng)全部樣本被劃分為2類時(shí)，北京、天津、上海、江蘇、浙江、福建和廣東為一類（高效率），其余省域?yàn)榱硪活悾ǖ托剩咝暑悇e下的省域集中在京津、長三角和珠三角等區(qū)域。當(dāng)全部樣本被劃分為3類時(shí)，結(jié)果顯示上述2類分組下的高效率組出現(xiàn)分化，北京、天津和上海成為單獨(dú)一類，三直轄市成為3類別下的高效率組，該組考察期內(nèi)污染排放效率均值均在0.8以上，江蘇、浙江、福建和廣東為次高效率組。當(dāng)全部樣本被劃分為4類時(shí)，2類分組下的低效率組出現(xiàn)分化，山西、內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江、山東、湖北、湖南、海南和陜西成為單獨(dú)一類，該類別下省域污染排放效率高于2類分組下的低效率組的其他省域。從聚類分析結(jié)果看，我國全域污染排放效率的東中西遞減格局顯著。

5 省域污染排放效率影響因素分析

借鑒已有研究，本文選取能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、市場化程度、開放度、城鎮(zhèn)化水平、區(qū)域創(chuàng)新能力和教育發(fā)展水平作為技術(shù)非效率的影響因素［10－18］。各變量測度方式和描述性統(tǒng)計(jì)值如表5所示。

技術(shù)無效函數(shù)表達(dá)式如下：

表6技術(shù)無效函數(shù)估計(jì)結(jié)果顯示各影響因素對(duì)污染排放效率的作用均通過至少5%顯著水平檢驗(yàn)。其中，能源結(jié)構(gòu)變量對(duì)污染排放效率存在負(fù)向影響，即能源消費(fèi)總量中煤炭的比重越高，區(qū)域污染排放效率越低。作為能源結(jié)構(gòu)中最重要的煤炭與其他能源相比特別是清潔能源對(duì)環(huán)境存在較大破壞。例如，煤炭燃燒排放的二氧化碳是石油的1.2倍，是天然氣的1.6倍，而水電和風(fēng)電等是不排放污染物的［10］。因此積極尋求煤炭替代品，大力發(fā)展清潔能源是節(jié)污減排的重要內(nèi)容。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)對(duì)污染排放效率存在積極影響且通過1%的顯著水平檢驗(yàn)，隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，單位能源能夠創(chuàng)造出更多的附加價(jià)值，從而對(duì)污染排放效率有促進(jìn)作用。值得注意的是，市場化程度對(duì)污染排放效率存在下行壓力。本研究選擇的市場化程度指標(biāo)刻畫了區(qū)域私營和個(gè)體企業(yè)的相對(duì)比重，相對(duì)較高的私營和個(gè)體企業(yè)比重在一定程度上導(dǎo)致了污染加劇和污染排放效率的下降，李濤和馬大來等研究也表明［11，15］，因政府推動(dòng)和企業(yè)自身的實(shí)力因素，國有企業(yè)的碳排放效率優(yōu)于非國有企業(yè)，這同時(shí)也意味著地方政府在招商引資過程中仍需深入關(guān)注其中的環(huán)境效益。開放度對(duì)污染排放效率存在積極影響且通過1%的顯著水平檢驗(yàn)，這意味著考察年度內(nèi)外商直接投資對(duì)生產(chǎn)力水平提高的效應(yīng)超過了污染排放增加的效應(yīng)。城市化和區(qū)域創(chuàng)新能力對(duì)污染排放效率存在顯著的積極影響。較高的城市化水平和創(chuàng)新能力推動(dòng)了資源和能源的集約化利用，拓展了單位資源的產(chǎn)出空間，使得生產(chǎn)力水平與污染之間能夠產(chǎn)生正的凈效應(yīng)。區(qū)域教育水平對(duì)污染排放效率存在積極影響且通過1%的顯著水平檢驗(yàn)，教育水平優(yōu)化的區(qū)域人力資源和知識(shí)基礎(chǔ)能夠有效惠及區(qū)域全要素環(huán)境效率，有助于實(shí)現(xiàn)兩型社會(huì)的發(fā)展目標(biāo)。

表6 技術(shù)無效函數(shù)估計(jì)結(jié)果Table 6 Estimation of technical inefficiency function

6 結(jié)論和建議

提高污染排放效率是實(shí)現(xiàn)減污增質(zhì)發(fā)展目標(biāo)的內(nèi)在要求，這既需要準(zhǔn)確測度污染排放效率及其影響因素，也需要厘清我國污染排放效率的時(shí)空差異格局。本研究基于污染排放綜合指數(shù)和SFA方法研究表明，2005－2012年我國污染排放效率呈現(xiàn)波動(dòng)增長趨勢，仍存在較大的改善空間。泰爾指數(shù)和聚類分析表明，全域尺度下我國污染排放效率仍存在較大的空間不均衡，京津滬為污染排放效率較高區(qū)域，蘇浙粵閩次之，中部區(qū)域再次之，西南和西北板塊最低，全域內(nèi)部“點(diǎn)、面”特征顯著，且存在東中西梯度遞減格局。動(dòng)態(tài)分析則表明全域內(nèi)部差距呈現(xiàn)“U”形趨勢。區(qū)域尺度下東部和中部內(nèi)部差距顯著，東部地區(qū)內(nèi)部差距和三地區(qū)組間差距共同構(gòu)成了全域內(nèi)部差距的主要來源。能源結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、市場化程度、開放度、城鎮(zhèn)化水平、區(qū)域創(chuàng)新能力和教育發(fā)展水平等均是影響污染排放效率的因素，現(xiàn)階段能源結(jié)構(gòu)和市場化程度對(duì)區(qū)域污染排放效率存在下行作用。

提高污染排放效率和建設(shè)兩型社會(huì)既需要優(yōu)化能源投入的產(chǎn)出空間，也需要強(qiáng)化區(qū)域間的統(tǒng)籌性。從全域?qū)用婵矗枰貎?yōu)化能源結(jié)構(gòu)，加大對(duì)綠色技術(shù)的研發(fā)投入，增加清潔能源在能源體系中的比重；進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)企業(yè)的減排約束，防止以環(huán)境為代價(jià)的工業(yè)發(fā)展，為提高能源利用效率和節(jié)能減排效率創(chuàng)造良好的軟硬環(huán)境。從不同區(qū)域?qū)用婵?，高效率地區(qū)應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大高端制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的比重，增加智力和知識(shí)資本對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)度，建立節(jié)能減排效率和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的良性互動(dòng)機(jī)制，并強(qiáng)化對(duì)低效率地區(qū)的輻射帶動(dòng)作用；相對(duì)滯后區(qū)域在承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移時(shí)必須著重強(qiáng)化資源環(huán)境約束，釋放產(chǎn)業(yè)升級(jí)對(duì)污染排放效率的推進(jìn)作用。此外，政府在全域?qū)用孢€需要通過政策引導(dǎo)資源和能源向高利用效率區(qū)域流動(dòng)，形成對(duì)污染排放效率較低省域的倒逼機(jī)制，減少其對(duì)污染嚴(yán)重產(chǎn)業(yè)的依賴，從而降低全域范圍對(duì)能源的無效利用和污染排放。

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