基于案例分析法的工業(yè)環(huán)境效率研究

郭文英

[摘? ? 要] 環(huán)境效率對指導(dǎo)區(qū)域經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展有重要意義，以山西省和貴州省為例做環(huán)境效率研究，應(yīng)用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）測算山西省和貴州省2010-2017年工業(yè)環(huán)境效率。在此基礎(chǔ)上利用Tobit模型構(gòu)建多元線性回歸，分析工業(yè)環(huán)境效率的關(guān)鍵影響因素。結(jié)果表明：2010-2017年山西省工業(yè)環(huán)境效率優(yōu)于貴州省工業(yè)環(huán)境效率，但與理想狀況仍有一定差距;山西省的工業(yè)經(jīng)濟增長對環(huán)境成本的依賴正在減小，貴州省市的工業(yè)增長需要犧牲更多的環(huán)境成本。

[關(guān)鍵詞] 數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）;工業(yè)環(huán)境效率;山西省;貴州省

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2021. 01. 080

[中圖分類號] F205;F127? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]? A? ? ? [文章編號]? 1673 - 0194（2021）01- 0193- 04

0? ? ? 引? ? 論

環(huán)境效率是用來衡量經(jīng)濟發(fā)展所付出的環(huán)境代價大小的一個指標(biāo)。環(huán)境污染與經(jīng)濟增長之間關(guān)聯(lián)性的問題，不僅是對經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展問題的深入分析，而且是對環(huán)境與經(jīng)濟政策的重大思考。

國外對環(huán)境效率的分析主要集中于產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)品以及國際貿(mào)易等方面，從微觀角度探討如何從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、銷售到回收等各個經(jīng)濟活動環(huán)節(jié)提高環(huán)境效率[1]。國內(nèi)研究多以區(qū)域為研究對象，絕大多數(shù)以全國作為研究尺度，以各省作為決策單元，計算各省環(huán)境效率。研究表明自20世紀(jì)90年代后期以來，中國環(huán)境效率不斷上升，環(huán)境效率的分布多符合中國東、中、西的3個經(jīng)濟帶的劃分，自東向西遞減[2-4]。一些學(xué)者針對中國電力產(chǎn)業(yè)做了相關(guān)研究，結(jié)果表明，2000年以來中國電力產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率不斷下降，不利于中國節(jié)能減排目標(biāo)的實現(xiàn)。[5]目前，中國環(huán)境效率研究缺乏以山西省和貴州省這類煤炭重工業(yè)省份為對象的研究。

文章以山西省和貴州省為研究區(qū)域，利用DEA測度2010年以來山西省和貴州省工業(yè)環(huán)境效率的變化情況，利用Tobit模型從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資本有機構(gòu)成、所有制結(jié)構(gòu)、高新技術(shù)產(chǎn)值比重、生產(chǎn)規(guī)模、環(huán)境管理力度、外商投資、經(jīng)濟發(fā)展水平等方面找出環(huán)境效率顯著影響因子，為區(qū)域經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供指導(dǎo)。

1? ? ? 研究區(qū)域概況與研究方法

1.1? ?研究區(qū)域概況

山西省和貴州省作為我國最典型的煤炭資源型省份，其煤炭資源豐富，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以重化工業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，環(huán)境問題突出。為了了解煤炭大省的工業(yè)經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平，確定環(huán)境效率關(guān)鍵影響因素，本文對山西省和貴州省進(jìn)行環(huán)境效率分析，為區(qū)域經(jīng)濟、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展提供指導(dǎo)。

1.2? ?研究方法

1.2.1? ?數(shù)據(jù)來源

本文選取山西省和貴州省2010～2017 年的工業(yè)總產(chǎn)值作為產(chǎn)出變量指標(biāo)，選取工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量和固體廢棄物產(chǎn)生量作為環(huán)境投入指標(biāo)。產(chǎn)出指標(biāo)Y為工業(yè)生產(chǎn)總值，作為一項重要的經(jīng)濟指標(biāo)，可以反映工業(yè)用水產(chǎn)出效益，較好地體現(xiàn)產(chǎn)出價值，衡量經(jīng)濟產(chǎn)出;X1為工業(yè)廢水排放量可以反映水資源的利用情況;X2表示工業(yè)廢氣排放量是分析環(huán)境效率與可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵;X3表示固體廢棄物產(chǎn)生量可以反映工業(yè)環(huán)境效率，衡量廢物產(chǎn)生的重要指標(biāo)。

數(shù)據(jù)來源于《山西省統(tǒng)計年鑒》和《貴州省統(tǒng)計年鑒》，并做以統(tǒng)一整理。依據(jù)上述指標(biāo)查閱了2010-2017年的詳細(xì)數(shù)據(jù) （見表1），并且運用Deap 2.1軟件包，進(jìn)行DEA分析，得出計算結(jié)果。

1.2.2? ?研究方法

數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA，Data Envelope Analysis）是比較不同生產(chǎn)者加權(quán)的投入、產(chǎn)出向量確定有效生產(chǎn)前沿，衡量各生產(chǎn)者與最佳生產(chǎn)前沿的距離，最后確定各生產(chǎn)者的效率，能靈活處理多投入多產(chǎn)出指標(biāo)的問題，對具體的生產(chǎn)函數(shù)形式?jīng)]有要求[7]，并且決策單元的有效性與各項投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的量綱選取無關(guān)[8]，可直接使用輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，建立非參數(shù)的最優(yōu)化模型。

經(jīng)典的DEA模型是CCR模型和BBC模型，二者都是徑向計算。文章選擇Tone[7]在1997年提出的SBM模型（Slacks-Based Measure），假設(shè)sk-表示最大投入冗余，sr+表示最大產(chǎn)出不足，那么xki-sk-和yri+sr+用來代替原生產(chǎn)前沿在目標(biāo)函數(shù)中體現(xiàn)松弛變量的作用，這樣計算出的效率是為使生產(chǎn)者達(dá)到生產(chǎn)前沿所需優(yōu)化投入或產(chǎn)出的平均改進(jìn)程度。

式中，ρ為效率值;i，j表示生產(chǎn)者序數(shù)，共有n個生產(chǎn)者;xki、xkj表示第i、j個生產(chǎn)者第k種投入，yri、ykj表示第i、j個生產(chǎn)者第r種產(chǎn)出，λ為權(quán)重向量。

DEA通過計算生產(chǎn)者與同期同類型最佳生產(chǎn)者的差距得到其效率，稱之為相對效率。其優(yōu)點在于無須事先假定函數(shù)形式，模型的權(quán)重由線性規(guī)劃分析數(shù)據(jù)產(chǎn)生，因此不受主觀因素的影響;缺點是無法排除效率估算結(jié)果中的隨機因素，且難以預(yù)測絕對效率的變化趨勢。

2? ? ? 結(jié)果與分析

2.1? ?山西省工業(yè)環(huán)境效率數(shù)據(jù)結(jié)果

基于DEA模型中SBM方法從投入主導(dǎo)，不考慮規(guī)模收益，得出的是山西省工業(yè)環(huán)境效率為 1;從投入主導(dǎo)，考慮規(guī)模收益，得出的是山西省工業(yè)環(huán)境效率為1，規(guī)模收益不變;從產(chǎn)出主導(dǎo)，不考慮規(guī)模收益，得出的是山西省工業(yè)環(huán)境效率為1;從產(chǎn)出主導(dǎo)，考慮規(guī)模收益，得出的是山西省工業(yè)環(huán)境效率為1。

綜上所述，通過DEA方法對山西省環(huán)境效率進(jìn)行估算，得到的結(jié)果總體，山西省檢測效率為1。

2.2? ?貴州省工業(yè)環(huán)境效率數(shù)據(jù)結(jié)果

（1）從投入主導(dǎo)，不考慮規(guī)模收益;得出的是貴州省工業(yè)環(huán)境效率為0.009。同時工業(yè)生產(chǎn)總值原始值已達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值，不需要改變;而工業(yè)廢水排放量為了達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值需要投入指標(biāo)的松弛變量，即投入冗余值減少2.526，產(chǎn)出指標(biāo)的松弛變量，即產(chǎn)出不足值減少0.024;而工業(yè)廢氣排放量為了達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值需要投入指標(biāo)的松弛變量減少119.794;而固體廢物排放量為了達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值需要投入指標(biāo)的松弛變量減少8110.748，產(chǎn)出指標(biāo)的松弛變量，即產(chǎn)出不足值減少76.342。

（2）從投入主導(dǎo)，考慮規(guī)模收益，得出的是貴州省工業(yè)綜合環(huán)境效率以及規(guī)模環(huán)境效率為0.009，技術(shù)環(huán)境效率為1且規(guī)模收益遞增。

（3）從產(chǎn)出主導(dǎo)，考慮規(guī)模收益，得出的是貴州省工業(yè)環(huán)境效率為0.009。同時工業(yè)生產(chǎn)總值原始值要達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值，需要投入冗余值增加160 113.281;而工業(yè)廢水排放量為了達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值需要產(chǎn)出不足值減少2.533;而工業(yè)廢氣排放量已達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值;而固體廢物排放量為了達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值需要產(chǎn)出不足值減少8 124.893。

（4）從產(chǎn)出主導(dǎo)，考慮規(guī)模收益，得出的是貴州省工業(yè)環(huán)境效率為 1。

通過DEA方法對工業(yè)環(huán)境效率進(jìn)行估算，得到的結(jié)果總體，貴州省環(huán)境效率為0.009。

2.3? ?影響工業(yè)環(huán)境效率因素的分析

根據(jù)前人的研究，影響工業(yè)環(huán)境效率的可能因素有資本有機構(gòu)成（資本勞動比，CL）、輕重產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（重工業(yè)產(chǎn)值比重，HEA）、所有制結(jié)構(gòu)（國有企業(yè)產(chǎn)值比重，NA）、生產(chǎn)規(guī)模（大型企業(yè)產(chǎn)值比重，IP）、經(jīng)濟發(fā)展水平（人均國內(nèi)生產(chǎn)總值，PG）、科技因素（高新技術(shù)產(chǎn)值比重，HI）、外商投資（實際利用外資額，F(xiàn)I）、環(huán)境管理力度（工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率，WS）等[12]。效率取值區(qū)間為[0，1]，因此回歸方程的因變量被限制在該范圍，如果直接采用最小二乘法，估計出的參數(shù)容易有偏和不一致，而Tobit模型正是處理這種因變量受限情況的回歸模型。本文以DEA計算的工業(yè)環(huán)境效率均值（IE）作為因變量，以影響因素作為自變量，構(gòu)建Tobit回歸模型。

IE=C0+C1×CL+C2×HEA+C3×NA+C4×IP+C5×PG+C6×HI+C7×FI+C8×WS（5）

式中，C0、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8均為待定系數(shù)。根據(jù)計算，回歸結(jié)果為：IE=0.644-0.095CL-0.045HEA+0.024NA+0.046IP+0.229PG-0.161HI+0.229FI-0.014WS （R2=0.88，解釋變量CL、PG、HI 的p值在0.01水平下顯著，HEA的p值在0.1水平下顯著）

2.3.1? ?資本密集化與重工業(yè)化

回歸結(jié)果顯示CL每提高1個單位，工業(yè)環(huán)境效率下降0.095個單位，而HEA每上升1個單位，工業(yè)環(huán)境效率下降0.045個單位。2010～2017年山西省和貴州省CL和HEA不斷上升，由此工業(yè)環(huán)境效率下降9個百分點，貢獻(xiàn)率為-33.3%。這說明重工業(yè)化與資本密集化都不利于工業(yè)效率的提高。目前山西省和貴州省，工業(yè)產(chǎn)值增長，與此相對的是污染物排放量也呈現(xiàn)擴大趨勢，不利于工業(yè)環(huán)境效率的提高。

2.3.2? ?經(jīng)濟發(fā)展水平

人均GDP每提高1個單位，工業(yè)環(huán)境效率提升0.229個單位。2010-2017年，山西省和貴州省人均GDP不斷提高，推動環(huán)境效率提高30個百分點，貢獻(xiàn)率達(dá)到105%。經(jīng)濟發(fā)展水平的提高極大地促進(jìn)了工業(yè)環(huán)境效率的提高。據(jù)此可以推斷，經(jīng)濟的發(fā)展能夠帶來規(guī)模效應(yīng)，改善生產(chǎn)技術(shù)，推動治污設(shè)施建設(shè)，同時提高了居民的生活水平，在物質(zhì)需求得到滿足后居民對環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高。

2.3.3? ?高新技術(shù)產(chǎn)值比重

隨著經(jīng)濟競爭的加劇，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位越來越明顯，已逐漸成為社會經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)[15]。2010-2017 年山西省和貴州省高新技術(shù)產(chǎn)值比重HI不斷提高。傳統(tǒng)觀點認(rèn)為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)環(huán)境效率更高，但是回歸結(jié)果卻與傳統(tǒng)認(rèn)識相反?；貧w顯示，HI每上升1個單位會使工業(yè)環(huán)境效率下降0.161個單位，導(dǎo)致2010-2017 年間工業(yè)環(huán)境效率下降5個百分點，貢獻(xiàn)率為-14%。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因在于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所產(chǎn)生的污染物種類更多、組合類型更復(fù)雜，而相關(guān)的污染處理能力則相對滯后。

2.3.4? ?所有制結(jié)構(gòu)、工業(yè)規(guī)模、外商投資和環(huán)境管理力度

傳統(tǒng)觀點認(rèn)為國有工業(yè)企業(yè)的環(huán)境效率優(yōu)于私營企業(yè)，主要原因在于國企的社會責(zé)任感更強，對污染物排放的要求更為嚴(yán)格。2010-2017年，山西省國有企業(yè)產(chǎn)值比重持續(xù)下降而貴州省國有企業(yè)產(chǎn)值比重不斷上升，同時回歸顯示所有制結(jié)構(gòu)的變化對工業(yè)環(huán)境效率的作用并不顯著，說明國有企業(yè)的環(huán)境效率水平并非優(yōu)于私營企業(yè)。貴州省大型工業(yè)比重不斷下降，根據(jù)回歸結(jié)果，工業(yè)規(guī)模的變化對山西省和貴州省的工業(yè)環(huán)境效率的作用不明顯。山西省和貴州省的外商投資不斷擴大，但是回歸結(jié)果表示外商投資對工業(yè)環(huán)境效率的促進(jìn)作用不明顯。外商投資一方面給本地工業(yè)企業(yè)帶來了先進(jìn)的技術(shù)，促進(jìn)了科技合作，另一方面又引進(jìn)了發(fā)達(dá)國家高耗能、高污染的產(chǎn)業(yè)。兩方面的共同作用給工業(yè)環(huán)境效率帶來正、負(fù)兩方面影響，兩種影響相互抵消。環(huán)境管理力度利用廢水排放達(dá)標(biāo)率表征，回歸結(jié)果表明，環(huán)境管理力度對工業(yè)環(huán)境效率的影響不顯著。2010～2017年，廢水排放達(dá)標(biāo)率不斷提高，反映出山西省和貴州省環(huán)保部門對企業(yè)的有效監(jiān)管，因此整體來說環(huán)境管理對環(huán)境效率產(chǎn)生有效的作用。

3? ? ? 結(jié)論與討論

本文選用了DEA模型中SBM計算方法，對2010～2017年山西省和貴州省工業(yè)環(huán)境效率做了測算，而后對影響工業(yè)環(huán)境效率的因素做了分析，得出以下結(jié)論：

（1）2010-2017年，山西省工業(yè)環(huán)境效率優(yōu)于貴州省工業(yè)環(huán)境效率。

（2）通過投入角度分析，不考慮規(guī)模收益，發(fā)現(xiàn)貴州省工業(yè)環(huán)境效率低。其中工業(yè)廢水排放量未達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值，同時工業(yè)廢氣排放量未達(dá)到DEA有效的目標(biāo)值。因此，貴州省需要進(jìn)一步出臺環(huán)保措施促進(jìn)工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量的降低。

（3）工業(yè)的資本密集化、重型化以及高新技術(shù)化不利于工業(yè)環(huán)境效率的提高。煤炭開采業(yè)、裝備制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)對環(huán)境的污染較為嚴(yán)重，在山西省和貴州省的集聚嚴(yán)重影響了本區(qū)環(huán)境效率的提升。經(jīng)濟發(fā)展水平的提高極大改善了工業(yè)環(huán)境效率，更多治污設(shè)施建設(shè)以及居民對生存質(zhì)量的更高要求推動了環(huán)境效率的提升。國有大型企業(yè)基礎(chǔ)雄厚、治污條件好，而小型企業(yè)生產(chǎn)靈活、組織簡單，兩者各有優(yōu)勢，國有工業(yè)企業(yè)比重的下降以及小型企業(yè)比重的上升對工業(yè)環(huán)境效率的變化無明顯作用。外商投資既促進(jìn)了本區(qū)工業(yè)技術(shù)革新，又引入了污染產(chǎn)業(yè)，兩個作用相抵導(dǎo)致外商投資的增加沒有提高工業(yè)環(huán)境效率。環(huán)境管理的相對不穩(wěn)定導(dǎo)致其對環(huán)境效率的提升沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用。

根據(jù)以上分析得出的結(jié)論，可以從以下幾個方面來提高工業(yè)環(huán)境效率：

（1）提高經(jīng)濟發(fā)展水平。隨著經(jīng)濟發(fā)展水平提高，企業(yè)的科技投入力度就會加大，企業(yè)清潔生產(chǎn)的意識也會加強，這樣工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量以及固體廢物產(chǎn)生量也會降低。

（2）優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展環(huán)境友好型工業(yè)。建立水資源循環(huán)利用系統(tǒng)，實施企業(yè)分層用水，中水清潔再利用，降低企業(yè)的工業(yè)廢水排放量。通過推廣和提倡清潔生產(chǎn)技術(shù)，提高廢氣處理效率，并對工業(yè)企業(yè)實行嚴(yán)格的獎懲措施，對于廢氣排放少、污染少的企業(yè)實行補貼政策;對工業(yè)企業(yè)中的固體廢物產(chǎn)生量最多的行業(yè)，采取強力措施嚴(yán)格限制并給予處罰。

（3）加大科技投入，加快資源配置效率，提高資源利用率，使山西省和貴州省的資源優(yōu)勢得以充分利用、工業(yè)環(huán)境效率不斷提高，實現(xiàn)區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。

由于資料和自身經(jīng)驗有限，本文在影響因素方面論述還不夠詳盡，而且可能存在其他影響因素，這將會是今后研究的重點。

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