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摘要：本文运用基于DEA的Malmquist-Luenberger指数方法测度了中国230个地级以上城市在2003-2010年环境约束下城市全要素生产率的变化及分解，并与不考虑环境约束的情况进行对比分析，意在更加客观合理的评价我国城市经济发展绩效，为城市化的进一步发展服务。
关键词：环境全要素生产率；DEA；HaImquist-Luenberger指数
中图分类号：F222.33 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（s）.2012.05.13 文章编号：1672-3309（2012）05-32-03
一、引言
城市是各种要素空间集中的产物，是经济增长的核心地带，经济发展与城市发展是往往是同步进行的。改革开放30多年来，我国经济飞速发展，城镇化率已经从1978年的17.92%提高到了2010年的49.68%。在经济高速发展过程中也付出了巨大的资源和环境代价，根据《中国环境经济核算研究报告2008》，2008年的生态环境退化成本达到12745.7亿元，占当年GDP的3.9%；环境治理成本达到5043.1亿元，占当年GDP的1.54%。在2004到2008的5年间，环境退化成本增长了74.8%；虚拟治理成本增长了75.4%。国家在《“十二五”节能减排综合性工作方案》的总体要求中也提到，要深入贯彻落实科学发展观，形成加快转变经济发展方式的倒逼机制，加快建设资源节约型、环境友好型社会。生产率的提高为过去20世纪生活水平的大幅提高做出了巨大的贡献，经济学家提出了全要素生产率的概念，将投入产出一起纳入经济绩效考核的框架中，TFP增长是现代经济增长的核心问题之一，受到国内外学术界的广泛关注和研究。目前我国的城市化进程正处于高速发展的阶段，研究城市的发展必然要考虑城市经济效率问题。金相郁（2006）、俞立平等（2006）、姚先国等（2007）、李培（2007）、刘秉镰、李清彬（2009）、邵军、徐康宁（2010）等就目前我国城市全要素生产率的变化做了大量的研究，上述研究均采用基于DEA的Malmquist指数，从不同的角度对全要素生产率进行了分析，但是它们的一个共同的缺点就是没有考虑到环境污染对经济增长所带来的负面影响。在环境管制使用于生产部分的投入配置到污染治理活动中，而这部分投入也包含在测算全要素生产率的投入中，这就会使全要素生产率的测算出现偏差，对于“好”产出和“坏”产出的不平衡处理扭曲了对经济绩效和社会福利水平变化的评价，从而会误导政策建议（Hailu and Veeman，2000）。面对日益严重的环境压力，当前追求“好”的经济发展，一方面既要提高全要素生产率对经济增长的贡献，另一方面也必须充分考虑资源和环境对经济发展规模和速度的刚性约束，减少经济增长给环境带来的不利影响。所以，正确评价城市经济发展绩效，就必须在传统全要素生产率研究基础上考虑到资源环境约束的影响。
二、研究方法及数据、变量的选取
Chung et al.（1997）在测度瑞典纸浆厂的全要素生产率时引入了方向性距离函数（Directional Distance Function，DDF），并在该函数的基础上提出了考虑环境约束的ML生产率指数，利用该方法可以直接测度“产出增加、污染减少“的情形。其基本思路是通过包络所有的样本点得出经济体的生产可能性边界，进而利用方向性距离函数计算经济体中每个生产决策单元与生产可能性边界的距离，最后基于两期的方向性距离函数计算出环境技术效率和ML指数。当前国内运用ML生产率指数进行实证分析的研究还很少，代表性的有王兵、吴延瑞等（2008）、吴军（2009）、杨俊、邵汉华（2009）、李伟、章上峰（2010）、田银华等（2011），但是还很少有相关文献运用该方法对城市的全要素生产率进行研究。
本文考察了我国230个地级以上城市在2003-2010年间的城市环境全要素生产率，所有数据均来源于历年《中国统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》。文中的投入产出变量定义如下：1.“好”产出。用各城市的实际生产总值（GDP）表示。由于缺乏城市层面的GDP平减指数，我们将城市数据按照各省的GDP平减指数进行处理，调整为以2000为基期的实际值。2.“坏”产出。指城市生产生活过程中产生的环境污染物。本文选取工业废水排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟尘排放量来代表城市的坏产出。3.资本投入。估算按可比价格计算的资本存量大多采用“永续盘存法”，其中主要涉及当期投资指标的选取、基期资本量的计算、折旧率的选择和投资平减指数4个问题（王兵等，2010）。运用该方法的步骤为：（1）由于缺乏城市层面的固定资产投资价格指数，以各城市所在省份的固定资产价格指数对2000-2010年的固定资产投资额进行平减处理；（2）采用Young（2000）的方法，用2000年的固定资产投资总额除以10%作为基期的初始资本存量；（3）本文选取张军（2004）的9.6%作为固定资产折旧率；（4）运用永续盘存法的公式：得到历年各城市的资本存量，其中，是城市第年的资本存量；是城市第年的以2000年为基期的固定资产投资额的实际值；是城市第年的的固定资产折旧率。4.劳动投入：采用各城市历年从业人员数作为劳动投入量指标，包括单位（含国营、民营和外企）从业人员、私营和个体从业人员。
三、实证结果分析
（一）城市环境全要素生产率的总体变化趋势
为了研究各个城市环境全要素生产率的动态变化并寻求变化的源泉，我们测算了我国230个地级以上城市在2003-2010年间的考虑环境约束的ML指数及不考虑环境约束的M指数及其分解。由所得数据可以看出，我国城市环境全要素生产率总体上呈上升趋势，2003-2010年间各年的ML指数均大于1，表明每年城市在环境约束下的生产率都在增长；2003-2010年间ML指数几何均值为1.028，说明城市环境全要素生产率年均增长率为2.8%，同期实际地区生产总值GRP增长率为13.22%，全要素生产率对城市经济增长的贡献为21.18%。环境全要素生产率是一种动态分析，我们可以根据ML指数分解来分析每个城市与最佳生产边界相对位置的变化（效率变化指数，MLEFFCH）以及生产边界的移动（技术进步指数，MLTECH）。根据ML指数的分解可以发现，我国城市环境全要素生产率的提高主要得益于技术进步，其平均增长率达到5.34%，技术进步的“增长效应”显著；而技术效率却出现了负增长，虽然个别年份效率改进指数大于1，但是平均的效率增长率为-2.4%，明显缺乏效率提升的“水平效应”。我们同时还给出了累积的ML生产率指数及其分解项，在整个样本期内，ML指数的累计值为1.2136，即以2003年为基期，2010年的生产率水平为2003的121.36%，同理，2010年的技术水平和效率水平分别为2003年的143.89%和84.34%。 从总体上来看，在2003-2010年间我国城市环境全要素生产率整体上有所提高，且技术进步是生产率提高的主要来源，这也印证了我国大力提倡技术创新和技术引进的效果。考虑环境约束时，技术进步可以直接通过生产技术的革新、污染处理技术的进步，或者间接的通过降低单位产值的污染强度或能源消耗，从而减少能源使用、降低污染排放，最终提高环境全要素生产率。提高自主创新能力仍是今后较长时间我国科技发展和产业结构优化升级的根本性战略部署。技术效率的改进缓慢，一方面说明随着我国改革逐步进入攻坚阶段，效率的释放能力已大大低于改革初期；另一方面也在一定程度上证明我国城市经济增长尚处于粗放的技术使用阶段，对已有技术的资源能量尚未有效的挖掘出来，仍然处于经济发展的初级阶段。城市TFP的提高，不仅依靠单纯的技术进步，也需要对已有的技术的效用进行充分的挖掘，提高已有技术的利用效率。能否在推动以创新为特征的技术进步的同时大力推进技术效率的提高，将是我国城市化发展中的关键问题。
（二）ML指数与M指数的对比分析
为了检验环境约束对城市全要素生产率的影响，也同时测算了不考虑环境约束时的MMmquist指数及其分解。从总体来看，在2003-2010年间，两种情形下的全要素生产率指数的几何均值都大于1，说明不管从哪种角度考虑，我国城市的经济发展方式都有所改善。在不考虑经济增长过程中的“坏产出”的情况下，我国城市在2003-2010年间的全要素生产率年均增长率为0.61%，低于环境全要素生产率2.8%的平均增长率，即在样本期间内，考虑环境约束后城市的全要素生产率水平提高了，这与王兵、吴延瑞、严鹏飞（2008）研究APEC17个国家和地区考虑环境管制下的全要素生产率时得出的结论一致。可能的解释是，科学发展观引导的环境管制刺激促进了技术创新及资源的优化配置，最终提高了经济绩效和城市竞争力，即环境管制的“波特假说”在中国得到了初步论证。但是该假说颇具争议，不同学者的研究结果并不相同，如Kaneko&Managi（2004）在研究中发现，考虑环境约束后的TFP增长率要低于传统的TFP增长率，说明环境管理无效率；Kumar（2006）对41个发达国家和发展中国家的ML生产率指数和MMmquist指数进行对比分析，发现发展中国家的ML指数要小于MMmquist指数，并认为这些国家发展过程中技术不环保是其主要原因。研究对象的不同、考察时期的不同及投入产出变量的差异都有可能造成不同的研究结论，这方面还需要进一步的研究。不论对于传统的全要素生产率还是环境全要素生产率，技术进步都是生产率提高的主要来源，样本期内的年均增长率分别为8.81%和5.34%，不考虑环境约束时的技术进步率大于考虑环境环境约束时的技术进步率，说明我国的技术环保性还有待提高。两种情形下技术效率值均表现为负增长，说明技术效率变化对城市经济增长的影响还没有很好的体现，如何提高效率是急需解决的难题。
（三）城市环境全要素生产率的区域差异分析
根据《国家统计年鉴》中的分类将我国区域分为东部、中部、西部、东北部四大板块。根据四大板块及全国总体的ML指数及其分解项的数据分析可以发现，在总体发展水平上，四大板块的ML指数、效率改进指数和技术进步指数的变化趋势具有一致性，即都反映出环境全要素生产率水平提高、技术进步明显但效率水平下降的特征。通过ML指数对比来看，东部地区的TFP增长最快，年均增长率为3.47%，高于全国平均水平，技术进步是生产率提高的主要来源，说明东部地区继续保持其先发优势，起到了良好的领军作用；东北地区紧居其后，TFP的年均增长率为3.17%，除了技术进步的作用，技术效率也较其他地区有更大的改善，证明我国大力推进的东北老工业基地振兴战略成效显著，在国有企业改革、机制创新、资源枯竭城市转型等方面的突破使“共和国长子”重新焕发活力；中西部地区的TFP也呈现上升趋势，中部的TFP年均增长率为2.25%，西部的年均增长率为2.43%，证明中部崛起战略和西部大开发战略取得明显成效，但是中西部的全要素生产率增长水平均低于全国平均水平，与发达的东部相比，差异更加明显。中西部地区经济基础薄弱，生产率水平相对落后，在技术创新和先进技术引进方面与东部地区差异明显，中西部地区技术进步年均增长率4.9%明显低于东部的6.5%，这也是中西部地区经济发展的一大瓶颈。
关键词：环境全要素生产率；DEA；HaImquist-Luenberger指数
中图分类号：F222.33 文献标识码：A doi：10.3969/j.issn.1672-3309（s）.2012.05.13 文章编号：1672-3309（2012）05-32-03
一、引言
城市是各种要素空间集中的产物，是经济增长的核心地带，经济发展与城市发展是往往是同步进行的。改革开放30多年来，我国经济飞速发展，城镇化率已经从1978年的17.92%提高到了2010年的49.68%。在经济高速发展过程中也付出了巨大的资源和环境代价，根据《中国环境经济核算研究报告2008》，2008年的生态环境退化成本达到12745.7亿元，占当年GDP的3.9%；环境治理成本达到5043.1亿元，占当年GDP的1.54%。在2004到2008的5年间，环境退化成本增长了74.8%；虚拟治理成本增长了75.4%。国家在《“十二五”节能减排综合性工作方案》的总体要求中也提到，要深入贯彻落实科学发展观，形成加快转变经济发展方式的倒逼机制，加快建设资源节约型、环境友好型社会。生产率的提高为过去20世纪生活水平的大幅提高做出了巨大的贡献，经济学家提出了全要素生产率的概念，将投入产出一起纳入经济绩效考核的框架中，TFP增长是现代经济增长的核心问题之一，受到国内外学术界的广泛关注和研究。目前我国的城市化进程正处于高速发展的阶段，研究城市的发展必然要考虑城市经济效率问题。金相郁（2006）、俞立平等（2006）、姚先国等（2007）、李培（2007）、刘秉镰、李清彬（2009）、邵军、徐康宁（2010）等就目前我国城市全要素生产率的变化做了大量的研究，上述研究均采用基于DEA的Malmquist指数，从不同的角度对全要素生产率进行了分析，但是它们的一个共同的缺点就是没有考虑到环境污染对经济增长所带来的负面影响。在环境管制使用于生产部分的投入配置到污染治理活动中，而这部分投入也包含在测算全要素生产率的投入中，这就会使全要素生产率的测算出现偏差，对于“好”产出和“坏”产出的不平衡处理扭曲了对经济绩效和社会福利水平变化的评价，从而会误导政策建议（Hailu and Veeman，2000）。面对日益严重的环境压力，当前追求“好”的经济发展，一方面既要提高全要素生产率对经济增长的贡献，另一方面也必须充分考虑资源和环境对经济发展规模和速度的刚性约束，减少经济增长给环境带来的不利影响。所以，正确评价城市经济发展绩效，就必须在传统全要素生产率研究基础上考虑到资源环境约束的影响。
二、研究方法及数据、变量的选取
Chung et al.（1997）在测度瑞典纸浆厂的全要素生产率时引入了方向性距离函数（Directional Distance Function，DDF），并在该函数的基础上提出了考虑环境约束的ML生产率指数，利用该方法可以直接测度“产出增加、污染减少“的情形。其基本思路是通过包络所有的样本点得出经济体的生产可能性边界，进而利用方向性距离函数计算经济体中每个生产决策单元与生产可能性边界的距离，最后基于两期的方向性距离函数计算出环境技术效率和ML指数。当前国内运用ML生产率指数进行实证分析的研究还很少，代表性的有王兵、吴延瑞等（2008）、吴军（2009）、杨俊、邵汉华（2009）、李伟、章上峰（2010）、田银华等（2011），但是还很少有相关文献运用该方法对城市的全要素生产率进行研究。
本文考察了我国230个地级以上城市在2003-2010年间的城市环境全要素生产率，所有数据均来源于历年《中国统计年鉴》、《中国城市统计年鉴》。文中的投入产出变量定义如下：1.“好”产出。用各城市的实际生产总值（GDP）表示。由于缺乏城市层面的GDP平减指数，我们将城市数据按照各省的GDP平减指数进行处理，调整为以2000为基期的实际值。2.“坏”产出。指城市生产生活过程中产生的环境污染物。本文选取工业废水排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟尘排放量来代表城市的坏产出。3.资本投入。估算按可比价格计算的资本存量大多采用“永续盘存法”，其中主要涉及当期投资指标的选取、基期资本量的计算、折旧率的选择和投资平减指数4个问题（王兵等，2010）。运用该方法的步骤为：（1）由于缺乏城市层面的固定资产投资价格指数，以各城市所在省份的固定资产价格指数对2000-2010年的固定资产投资额进行平减处理；（2）采用Young（2000）的方法，用2000年的固定资产投资总额除以10%作为基期的初始资本存量；（3）本文选取张军（2004）的9.6%作为固定资产折旧率；（4）运用永续盘存法的公式：得到历年各城市的资本存量，其中，是城市第年的资本存量；是城市第年的以2000年为基期的固定资产投资额的实际值；是城市第年的的固定资产折旧率。4.劳动投入：采用各城市历年从业人员数作为劳动投入量指标，包括单位（含国营、民营和外企）从业人员、私营和个体从业人员。
三、实证结果分析
（一）城市环境全要素生产率的总体变化趋势
为了研究各个城市环境全要素生产率的动态变化并寻求变化的源泉，我们测算了我国230个地级以上城市在2003-2010年间的考虑环境约束的ML指数及不考虑环境约束的M指数及其分解。由所得数据可以看出，我国城市环境全要素生产率总体上呈上升趋势，2003-2010年间各年的ML指数均大于1，表明每年城市在环境约束下的生产率都在增长；2003-2010年间ML指数几何均值为1.028，说明城市环境全要素生产率年均增长率为2.8%，同期实际地区生产总值GRP增长率为13.22%，全要素生产率对城市经济增长的贡献为21.18%。环境全要素生产率是一种动态分析，我们可以根据ML指数分解来分析每个城市与最佳生产边界相对位置的变化（效率变化指数，MLEFFCH）以及生产边界的移动（技术进步指数，MLTECH）。根据ML指数的分解可以发现，我国城市环境全要素生产率的提高主要得益于技术进步，其平均增长率达到5.34%，技术进步的“增长效应”显著；而技术效率却出现了负增长，虽然个别年份效率改进指数大于1，但是平均的效率增长率为-2.4%，明显缺乏效率提升的“水平效应”。我们同时还给出了累积的ML生产率指数及其分解项，在整个样本期内，ML指数的累计值为1.2136，即以2003年为基期，2010年的生产率水平为2003的121.36%，同理，2010年的技术水平和效率水平分别为2003年的143.89%和84.34%。 从总体上来看，在2003-2010年间我国城市环境全要素生产率整体上有所提高，且技术进步是生产率提高的主要来源，这也印证了我国大力提倡技术创新和技术引进的效果。考虑环境约束时，技术进步可以直接通过生产技术的革新、污染处理技术的进步，或者间接的通过降低单位产值的污染强度或能源消耗，从而减少能源使用、降低污染排放，最终提高环境全要素生产率。提高自主创新能力仍是今后较长时间我国科技发展和产业结构优化升级的根本性战略部署。技术效率的改进缓慢，一方面说明随着我国改革逐步进入攻坚阶段，效率的释放能力已大大低于改革初期；另一方面也在一定程度上证明我国城市经济增长尚处于粗放的技术使用阶段，对已有技术的资源能量尚未有效的挖掘出来，仍然处于经济发展的初级阶段。城市TFP的提高，不仅依靠单纯的技术进步，也需要对已有的技术的效用进行充分的挖掘，提高已有技术的利用效率。能否在推动以创新为特征的技术进步的同时大力推进技术效率的提高，将是我国城市化发展中的关键问题。
（二）ML指数与M指数的对比分析
为了检验环境约束对城市全要素生产率的影响，也同时测算了不考虑环境约束时的MMmquist指数及其分解。从总体来看，在2003-2010年间，两种情形下的全要素生产率指数的几何均值都大于1，说明不管从哪种角度考虑，我国城市的经济发展方式都有所改善。在不考虑经济增长过程中的“坏产出”的情况下，我国城市在2003-2010年间的全要素生产率年均增长率为0.61%，低于环境全要素生产率2.8%的平均增长率，即在样本期间内，考虑环境约束后城市的全要素生产率水平提高了，这与王兵、吴延瑞、严鹏飞（2008）研究APEC17个国家和地区考虑环境管制下的全要素生产率时得出的结论一致。可能的解释是，科学发展观引导的环境管制刺激促进了技术创新及资源的优化配置，最终提高了经济绩效和城市竞争力，即环境管制的“波特假说”在中国得到了初步论证。但是该假说颇具争议，不同学者的研究结果并不相同，如Kaneko&Managi（2004）在研究中发现，考虑环境约束后的TFP增长率要低于传统的TFP增长率，说明环境管理无效率；Kumar（2006）对41个发达国家和发展中国家的ML生产率指数和MMmquist指数进行对比分析，发现发展中国家的ML指数要小于MMmquist指数，并认为这些国家发展过程中技术不环保是其主要原因。研究对象的不同、考察时期的不同及投入产出变量的差异都有可能造成不同的研究结论，这方面还需要进一步的研究。不论对于传统的全要素生产率还是环境全要素生产率，技术进步都是生产率提高的主要来源，样本期内的年均增长率分别为8.81%和5.34%，不考虑环境约束时的技术进步率大于考虑环境环境约束时的技术进步率，说明我国的技术环保性还有待提高。两种情形下技术效率值均表现为负增长，说明技术效率变化对城市经济增长的影响还没有很好的体现，如何提高效率是急需解决的难题。
（三）城市环境全要素生产率的区域差异分析
根据《国家统计年鉴》中的分类将我国区域分为东部、中部、西部、东北部四大板块。根据四大板块及全国总体的ML指数及其分解项的数据分析可以发现，在总体发展水平上，四大板块的ML指数、效率改进指数和技术进步指数的变化趋势具有一致性，即都反映出环境全要素生产率水平提高、技术进步明显但效率水平下降的特征。通过ML指数对比来看，东部地区的TFP增长最快，年均增长率为3.47%，高于全国平均水平，技术进步是生产率提高的主要来源，说明东部地区继续保持其先发优势，起到了良好的领军作用；东北地区紧居其后，TFP的年均增长率为3.17%，除了技术进步的作用，技术效率也较其他地区有更大的改善，证明我国大力推进的东北老工业基地振兴战略成效显著，在国有企业改革、机制创新、资源枯竭城市转型等方面的突破使“共和国长子”重新焕发活力；中西部地区的TFP也呈现上升趋势，中部的TFP年均增长率为2.25%，西部的年均增长率为2.43%，证明中部崛起战略和西部大开发战略取得明显成效，但是中西部的全要素生产率增长水平均低于全国平均水平，与发达的东部相比，差异更加明显。中西部地区经济基础薄弱，生产率水平相对落后，在技术创新和先进技术引进方面与东部地区差异明显，中西部地区技术进步年均增长率4.9%明显低于东部的6.5%，这也是中西部地区经济发展的一大瓶颈。