我国地方环境污染治理效率研究.pdf

'2010年第5期科技管理研究ScienceandTechnologyManagementResearch20l0No．5文章编号：1000—7695(2010)05—0198一()4我国地方环境污染治理效率研究许陈生(广东外语外贸大学国际经贸学院国际经济贸易研究中心，广东广州510006)摘要：运用DEA方法，核算了我国29个省级地区1992至2007年期间的环境污染治理效率及其动态变化。结果发现，我国地方环境污染治理效率表现为发散趋势，"-3前效率水平低下，但总体上存在明显的效率改善，节能减排政策亦取得初步成效。同时发现，我国地方环境污染治理效率及其动态变化存在较大的地区差异，总体上表现为东高西低的分布格局。关键词：环境污染；经济增长；技术效率；数据包络分析中图分类号：X5文献标识码：A相比较，从而得到各个DMU相对效率的测度。通常，DEA1引言方法可基于投入亦可基于产出来计算，前者评价的是为了得改革开放以来，我国经济一直保持稳定快速发展，并取到相同的产出所需要投入的多寡，后者评价的是相同的投入得了世人瞩目的成就，但与此同时，经济发展付出了巨大的可能得到的产出大小，但本质上两者并没有区别。环境成本，经济高速增长导致的资源消耗和污染排放使得我本文以基于投入角度的DEA方法进行地方环境污染治理国生态环境日益恶化，污染问题日益严重，并成为我国经济效率评价，在规模报酬不变的假设下，基于投入角度的DEA可持续发展的重大挑战。技术效率即为求解如下形式的线性规划(Chameseta1．，本文试图从治理效率的角度探讨我国地方环境污染与经1978)：济增长之间的关系。由于向自然界排放各种污染物可以看成F(Y，XIC，S)=min{A：AxEL(ylC，S)}是经济增长的代价，因此我们可以把污染排放与经济增长看s．t．L(YlC，S)={(l，2，⋯，)"∑成是投入和产出的关系，即经济增长是产出、污染排放是投．．ZY≥y，王≤入(或称环境成本)。而所谓环境污染治理效率是指同样经Okx，∑h≤，≥0；m=1，2，⋯，；n：1，2，⋯，Ⅳ；k=1，．．济产出所付出最少环境成本的特性，反映的是环境成本与经2，⋯，}济产出之间的关系，相同经济产出所需污染排放越小，则意式中，x为投入，Y为产出，Z为权重，N、M和K分别味着治理效率越高。表示投入变量、产出变量和DMU的个数，F；为第i个DMU从这一思路出发，借助数据包络分析法(DataEnvelop—的技术效率。显然，Fi的取值为不大于1的正数，等于1说mentAnalysis，简称DEA)，就可以评价我国地方环境污染的明该DMU处于最优生产前沿面，其生产为DEA有效，小于相对治理效率及其动态变化。由于DEA方法内生确定各个投1说明该DMU处于最优生产前沿面之内，其生产为DEA非入和产出的权重，不需要指定投入和产出的具体函数关系，效率，取值越大说明DMU的技术效率越高。排除了很多主观因素，而且具有单位不变性的特点，因此是2．2Malmquist生产率评价多投入与多产出的同类决策单元(DecisionMakingUnits，我们对地方环境污染的跨期治理效率表现有兴趣。但基简称DMU)生产效率的有效方法，并得到广泛认可和实际于DEA方法得到的技术效率是静态值，其跨期比较只能比较应用。不同时期各个地方效率表现相对于最优DMU表现的差距，本文以我国省级地区为研究对象，试图解决两个问题：换言之，由于不同时期DMU的最优生产前沿面可能发生移第一，我国地方环境污染治理效率水平如何，是否存在地区动，因此我们无法用DEA效率对DMU跨期效率表现进行分差异?第二，我国地方环境污染治理效率动态变化如何，是析。为此，我们需要采用Fareeta1．(1994)的Malmquist生改善还是恶化?对这两个问题我们分别应用DEA方法得到的技术效率和Malmquist生产率指数(MalmquistProductivityIn—产率指数。Malmquist生产率指数亦以DEA模型为基础，但dex)来分析。本文接下来的安排如下：第二部分对DEA方辅助于距离函数的概念，可以用来评估DMU跨期效率变动。法作了简要介绍，第三部分利用DEA方法对我国地方环境污基于投人的Malmquist生产率指数计算公式如下：染的相对治理效率及其动态变化进行了评价与分析，最后是结论。(+l，y+l；t，t=[×云]其中，(，Y‘)和“(“，Y”)分别为第t期及第t+1期2基于DEA的技术效率和Malmquist生产率的投入距离函数(DistanceFunction)，它们分别表示第t期和第2．1基于DEA的技术效率t+1期的投入和产出相对于第t期和第t+l期生产前沿面的DEA方法的基本原理是通过线性规划求解出最优生产前位置。D⋯(，Y‘)和JD：(”，Y”。)则分别表示第t期及第t+沿面，并把每一个DMU的生产可能性集同这个最优前沿面1期的投入产出相对于第t+l期及第t期生产前沿面的位置。收稿日期：2009—05—25。修回日期：2009—11—27项目来源：广东外语外贸大学“211工程”重点学科建设项目和广东外语外贸大学科研创新团队项目(GW2006一TB一011)资助 许陈生：我国地方环境污染治理效率研究l99第k个DMU的(“，Y”)可用如下线性规划来求解，“定缓解，但最近5年的总体平均效率均不到0．5，效率之低(，)可同理得到：下令人异常担忧。从三大经济地带来看，东部地区的环境污[D：(，Y)IC，S)]一=min0染治理效率明显好于中部地区与西部地区，在2O世纪90年Ktt+lt≤代早期，西部地区效率要好于中部地区，但从90年代后期开s．t．>10∑一，，。始，中部地区效率逐渐好于西部地区，而且西部地区与中部显然，当Malmquist生产率指数大于1时，表示该DMU地区的差距有越来越大的趋势。以上结果说明，第一，我国从第t期到第t+1期生产率改善，小于1则说明该DMU的效经济的高速发展是以重大的环境成本为代价换取的，而且地率在衰退或恶化。方环境污染治理效率在样本研究期间总体来看是不断趋于发3地方环境污染的治理效率及其动态变化散而不是收敛的趋势，地方差距也越来越大，但值得庆幸的是，我国最近几年开始实施的“节能减排”政策取得初步成3．1样本选择、变量说明与数据来源效，环境污染治理效率有开始好转的迹象。第二，说明我国(1)样本选择地方环境污染治理效率存在明显的地区差异，虽然东部地区本文选择我国省级地区为DMU，由于数据取得的原因，绝对污染排放比中部地区与西部地区更多，但从相对效率表本文未包括港澳台和西藏，由于重庆在1997年升任直辖市，现来看，中部地区与西部地区为经济发展所付出的相对环境为了保持数据的连续性，本文将1997年后的四川和重庆合成本更大，这在一定程度上也说明中部地区与西部地区是以并，这样本文分析的对象一共足我国29个省级地区。分析的环境为代价来追赶东部地区经济发展的，西部地区尤其如此。时间段为1992年至2007年。(2)变量说明与数据来源．．一I—·一畚罩—●．#掘曲—．·一★睥曲—*一l$曲l一——●—●～-如前所述，在地方经济增长和污染排放之间，我们把污’—’^’＼染排放看成是地方经济产出所付出的环境成本。地方经济产‘-、’：—’、-J__．—1rr——、：．—、—、=I～-：4出我们用按1990年不变价格计算的GDP表示，以?肖除价格＼。因素的影响。而为了更全面反映经济发展的环境代价，环境成本我们选择了6个污染排放指标来表示：工业废水、工业9921993l∞419951996199"ti081∞02900290i2002：0032∞42005200620o7废气、二氧化硫、烟尘、粉尘和化学需氧量。所有数据都图1我国整体与三大经济地带来自于相应各年《中国统计年鉴》和《中国环境年鉴》。的平均效率变化(1992—2007年)(3)变量的相关性与简单描述(2)省市效率差异投人变量和产出变量之间的相系关系以及简单描述统计作为代表，我们把1992年、1995年、2000年、2005年如表1所示。从表1可以看出，所有投入变量与产出变量之和2007年的29个省级地区环境污染治理效率得分整理如表2间都是显著的正相关，符合DEA模型的单调性假设。同时可所示。从表2可以看出，我国地方环境污染治理效率表现相以看到，样本研究期间的GDP平均为1814亿元，工业废水对最好的是北京与上海，在所有年份中都处在最优生产前沿排放平均为74307万吨，工业废气排放平均为5947万吨，二面；其次是天津、广东、海南等地区，每年都位居前列；而氧化硫排放平均为56亿立方米，烟尘排放平均为29．9万吨，表现最差的是山西、宁夏、广西、甘肃、辽宁等地区，几乎粉尘排放平均为27．7万吨，化学需氧量排放平均为每年都是排名位于倒数之列。1992年共有10个省级地区表216203吨现最好，处于最优生产前沿面，总体平均效率为0．79，但到表1污染排放物与GDP的相关系数与描述性统计2007年，只有北京、上海和广东3个省市处于最优生产前沿面，总体平均效率只有0．45，这说明在1992年至2007年期间，我国不同地方的经济发展模式存在很大差异，地区异质性特点很明显。为便于对地方环境污染治理效率进行比较，以进一步了解环境污染治理效率的地区差异，我们对29个省市区的环境污染治理效率进行了排序，代表性年份的排序结果一并列于表2。从中可以看出，在样本期问相对位置下降最大的是青海、新疆、山东、河北、内蒙古等地，相对位置上升最为明显的是湖南、江西、吉林、安徽等地，其他地方的相对位置变化不大。上述结果充分说明，地方政府在对待环境污染与经济增长的态度和政策上存在非常大的差异，部分省市为了发展经济而严重忽视环境保护，但也有部分省市在环境保护注：所有相关系数均满足1％显著程度的双尾l检验。与经济发展之间实现了相对的和谐共同发展。3．2地方环境污染治理效率表2我国省级地区环境污染治理效率代表性年份评价得分(1)总f本效率表现运用0n}’Font软件包，可以求得基于投入的规模报酬不变般没下地方环境污染治理效率。我们将全国以及东部、中部与西部三大经济地带的平均效率得分整理如图1所示②。从图1可以看出，总体上我国地方环境污染治理效率是不断一F降”的③，而且这一“下降”趋势直到2005年才得到一 许陈生：我国地方环境污染治理效率研究续上表化，结果列于表3最后一列，并整理如图3所示。从中可以发现：第一，除广西、青海、宁夏三个地方以外，我国各省市环境污染的治理效率在1992年至2007年期间基本都得到明显改善，Malmquist生产率指数总体平均值达到2．51，上升了约150％；第二，地区之间效率变化的差异非常大，进步最大的是北京、上海和天津这三个直辖市，其Malmquist生产率指数分别达到11．02、9．57和4．O5，而最小的是广西、青海和宁夏，其治理效率甚至在衰退，Malmquist生产率指数分别只有0．82、0．86和0．92，这说明这三个地区的经济增长严重依赖于高污染产业发展；第三，东部地区、中部地区和西部地区的Malmquist生产率指数平均值分别为3．69、2．10和1．54，表明东部地区的效率改善明显好于中部地区和西部地区，而这有可能与区域经济发展模式有关；第四，结合1992年至1995年期间、1992年至20o0年期间、1992年至2005年期间的三大经济地带环境污染治理效率累积变化结果，可以看出三大地区效率差距扩大有加速发展的趋势。表3我国省级地区环境污染代表性年份Malmquist生产率指数资料来源：作者核算。我们另外还绘出了环境污染治理效率1992年和2007年的Salter曲线，具体如图2所示，要注意的是横坐标的地区顺序是根据1992年效率值从低到高进行排序而来的。从图2可发现，1992年的曲线几乎处处高于2007年，这进一步说明我国地方环境污染治理效率整体趋于发散趋势，地方效率差距在扩大。同时可以看出，1992。年高效率区域的地区到2007年“倒退”趋势出现的频率更高，而低效率区域的地区到2007年并未呈现出明显的“赶超”趋势，这也进一步说明我国经济增长是以巨大的环境代价换取的。图2地方环境污染治理效率Salter曲线(1992年和2007年比较)3．3地方环境污染治理效率的动态变化根据DEA方法，不同年度之间地方环境污染的治理效率缺乏有说服力的可比性，为进一步分析治理效率的跨期变化，接下来我们对Malmquist生产率指数进行核算。我们首先以上一年为核算基期，核算了29个省级地区环境污染治理效率每年的动态变化，作为代表，我们把1993年、1995年、2000年、2005年和2007年的结果整理如表3所示。同时，我们以资料来源：作者核算。1992年为基期，核算了29个省级地区各个年份相对于19924结论年的环境污染治理效率累积进步情况，代表性年份的结果一并列于表3。本文从治理效率这一新的视角探讨了我国地方环境污染我们重点关注的是1992年至2007年期问的累积效率变与经济增长的关系。利用DEA方法，本文首先在基于规模报 许陈生：我国地方环境污染治理效率研究201酬不变假设下对我国29个省级地区1992年至2007年的环境本文研究成果的政策启示是，首先我国应继续坚定实施污染治理效率进行了评价，然后进一步计算了这一期间治理“节能减排”的政策，防止自然环境的进一步恶化。其次应效率的Malmquist生产率指数，以分析地方环境污染治理效将环境保护纳入到对地方政府的绩效考核当中，防止地方政率的跨期动态变化。综合起来，本文得到以下结论：府为发展本土经济而忽视环境污染。第三在产业转移上应防止高污染产业的区域转移。第四应特别重视西部地区经济增长与环境保护之间的关系。注释：①我们没有考虑工业固体废物，其中原因有二：一是固体废物往往是集中堆放处理，对自然环境的破坏作用以及对人类生命健康安全的影响没有废气和废水大；二是DEA方法要求投入变量和产出变量之间满足单调性(Isotonicity)假设，经检验，工业固体废物与GDP是负相关关系。②东部包括京、津、沪、浙、苏、闽、粤、琼、辽、冀、鲁11个省市，中部包括黑、吉、皖、赣、豫、鄂、湘、晋图3我国地方环境污染治理效率8个省市，西部包括蒙、黔、滇、陕、陇、青、新、宁、川渝(合1992年至2007年累积进步排序并)、桂10个省市。③根据DEA方法，不同时期的DMU效率缺乏有(1)我国地方环境污染治理效率在总体上表现很不乐说服力的可比性，效率平均值更多反映的是不同时期DMU效率收敛观，最近几年的效率平均值不到0．5，而且在1992年至2007或发散的趋势，我们并不能从现在的数据就武断地认为我国地方环境年之问，总体效率明显趋于“下降”，直到2005年才开始得污染治理效率一定是下降的。事实上本文的研究结果发现，我国地方到一定缓解。这一方面说明我国地方经济增长是以巨大的环环境污染治理效率总体有显著改善。境污染作为代价换取的，进入21世纪以来甚至可以说已经到了非常危险的地步，另一方面则说明我国地方环境污染治理参考文献：[1]BANKERRD，ACHARNES，WWCOOPER．Somemodelsfores—效率呈现出明显的扩散而不是收敛趋势。但所幸的是，我国timationtechnicalandscaleinefficienciesindataenvelopmentanalysis政府及时认识到这一点，最近几年实施的节能减排政策已取[J]．ManagementScience，1984，30：1078—1092．得初步成效，地方环境污染治理效率的“恶化”得到一定f21cHARNESA，WWCOOPER，ERHOODES．Measuringtheeffi·遏制。ciencyofdecisionmakingunits[J]．EuropeanJournalofOperational(2)我国地方环境污染治理效率存在显著的地区差异，Research，1978(2)：429—444．总体上东部地区好于中部地区和西部地区，目前表现为东高[3]FARRELMJ．Themeasurementofproductiveeficiency[J]．Jour-西低的分布格局。从各个省市的相对效率表现来看，相对表haloftheRoyalStatisticalSociety(SeriesA)，1957．120：253现最好的是北京与上海，而表现最差的是山西、宁夏、广西、—290．甘肃、辽宁等地。部分省市在发展地方经济的同时，严重忽[4]包群，彭水军．经济增长与环境污染：基于面板数据的联立方视环境保护，导致环境污染治理效率的相对位次严重下降，程估计[J]．世界经济，2006(11)．[5]魏权龄：数据包络分析(DEA)[M]．北京：科学出版社，2004．但也有部分省市在环境保护与经济发展之间实现了相对的和[6]袁晓玲，张宝山，杨万平．基于环境污染的中国全要素能源效谐共同发展，环境污染治理效率一直表现相对最优，或者实率研究[J]．中国工业经济，2009(2)．现治理效率相对位次的大幅上升。(3)我国各省市环境污染的治理效率在1992年至2007作者简介：许陈生(1977一)，男，江西会昌人，管理学博士，广东年期问基本都得到一定改善，总体上东部地区的效率改善好外语外贸大学国际经贸研究中心副教授，主要研究方向为区域经济。于中西部地区，但地区之间污染治理效率动态变化差异很大。其中，效率改善最为明显的是北京、上海与天津这三个直辖(本文责编：廖政权)市，而广西、青海与宁夏这三个地方的效率甚至表现为令人吃惊的衰退。这进一步说明不同地方政府对环境保护的态度与政策是存在很大差异的。(上接第194页)模型[J]．系统工程与电子技术，2007，29(12)：2052[6]段永瑞，田澎，张卫平．C2WH—YMK模型及其在制造业发展—2055．评价中的应用[J]．上海交通大学学报，2005，39(3)：429[1O]袁雪梅，刘思峰，方志耕．基于网络DEA的我国区域房地产业—432．外部有效性分析[J]．科技和产业，2008，8(11)：14—16．[7]段永瑞，田澎，张卫平．具有独立子系统的C2GS2一ISS模型及应用研究[J]．管理科学学报，2005，8(2)：31—37．作者简介：向小东(1973一)，男，汉族，四川广安人，博士，福州[8]段永瑞，田澎，张卫平．具有独立子系统的DEA模型及其应用大学管理学院副教授，研究方向为管理科学与工程。[J]．管理工程学报，2006，20(1)：27—31．[9]毕功兵，梁襟，凌六一．基于半自由处置变量的链型系统DEA(本文责编：廖政权)'