基于變差系數(shù)的河南省環(huán)境污染治理相對有效性研究

基于變差系數(shù)的河南省環(huán)境污染治理相對有效性研究

一、國內(nèi)學(xué)者關(guān)于環(huán)境問題的研究現(xiàn)狀自工業(yè)時代以來，世界上許多國家利用資源和環(huán)境進(jìn)行了大規(guī)模的開發(fā)和利用，追求經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和物質(zhì)產(chǎn)品的豐富性。因此，產(chǎn)生的各種生態(tài)環(huán)境問題嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。環(huán)境作為經(jīng)濟(jì)、社會發(fā)展的物質(zhì)條件,作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ),既可以直接地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也可能成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的阻力。如今資源與環(huán)境問題已成為制約一個國家經(jīng)濟(jì)增長的瓶頸,而這種現(xiàn)象在我國尤為突出。黨的十七大報告再次強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù);并指出,加強(qiáng)環(huán)境環(huán)境保護(hù),增強(qiáng)可持續(xù)發(fā)展能力,堅持環(huán)境保護(hù)的基本國策,關(guān)系到人民群眾的切身利益和中華民族的生存發(fā)展。因此,對于我國環(huán)境保護(hù)的研究具有十分重要的理論價值和現(xiàn)實意義。近年來,環(huán)境問題已成為倍受關(guān)注的熱點,許多學(xué)者從不同的角度進(jìn)行了大量的研究,得出了許多很有意義的啟示。龔曉凌、侯懷仁、鄧曉穎(2006),方楠、張江山(2007),李宏奇、朱霞(1999),楊俊峰、付永勝(2006)等學(xué)者分別考察了廢水污染、廢氣污染、固體廢物污染等環(huán)境污染的評價方法,運用了指數(shù)法、密切值法、污染損失率法及因子分析法等理論方法詳細(xì)探討了各類環(huán)境污染的評價方法,并進(jìn)行了實證研究。而章偉民(1993),楊俊峰、付永勝(2006),李柏樓(2003)等人則從環(huán)境污染物資源化的視角分析了環(huán)境污染物的管理模式及其資源化途徑,進(jìn)而提出了治理環(huán)境污染的各種措施。另外,也有研究人員對環(huán)境治理效益的評價方法進(jìn)行了探索。殷福才、單平(2003),張秀義、周愛國、閆來洪等人(1996)分別對巢湖污染治理投資效益和勝利電廠一期工程污染治理投資效益進(jìn)行了實證分析,但是這部分研究人員對于環(huán)境治理效益的評價,僅僅用環(huán)境治理投資直接產(chǎn)生的污染物消減量以及對污染排放物的綜合利用產(chǎn)值來衡量,進(jìn)而直接評價環(huán)境污染治理的影響。然而環(huán)境治理是一種投入產(chǎn)出活動,把環(huán)境治理的投入和產(chǎn)出結(jié)合起來研究環(huán)境治理效率,這對于改進(jìn)環(huán)境治理措施、提高環(huán)境治理效率有著十分重要的意義。綜上所述,目前國內(nèi)學(xué)者對于環(huán)境問題的研究,只是考察了環(huán)境污染評價、環(huán)境污染治理措施及治理效益等,而對于環(huán)境治理投入產(chǎn)出效率的研究基本上是一片空白。本文正是基于以上考慮,選取若干環(huán)境治理的投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo),經(jīng)過條件廣義方差極小法和變差系數(shù)法篩選后,運用DEA模型對河南省的環(huán)境治理效率進(jìn)行實證分析,試圖獲知該省近幾年環(huán)境治理效率的變化趨勢,并有針對性地提出改進(jìn)效率的對策及建議。二、物價指數(shù)平減為了保證數(shù)據(jù)的真實性和權(quán)威性,本文所采用的數(shù)據(jù)均取自于河南省2000～2007年的統(tǒng)計年鑒。鑒于本文采用DEA模型進(jìn)行效率評價,選取指標(biāo)時要考慮環(huán)境治理活動投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的有機(jī)結(jié)合,所以初步選取了以下指標(biāo):為了使指標(biāo)數(shù)據(jù)更有可比性,消除價格變動對評價結(jié)果的影響,本文對指標(biāo)X3、X4、X5、X6和Y8進(jìn)行物價指數(shù)平減處理。其中,由于指標(biāo)X3、X4、X5、X6主要是涉及建筑安裝工程投資、設(shè)備、工器具購置投資及其他費用投資等固定資產(chǎn)投資,所以用固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)進(jìn)行平減。而“三廢”綜合利用產(chǎn)品主要是作為工業(yè)品而生產(chǎn)出來的,因此用工業(yè)品出廠價格指數(shù)進(jìn)行平減。此外,需要注意的是,統(tǒng)計年鑒中的固定資產(chǎn)投資價格指數(shù)和工業(yè)品出廠價格指數(shù)是環(huán)比指數(shù),在用這兩個價格指數(shù)對指標(biāo)進(jìn)行平減處理時,將其轉(zhuǎn)化為定基指數(shù)。三、準(zhǔn)化處理由于投入產(chǎn)出指標(biāo)的量級較大,為方便DEA模型的求解,對評價指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。本文采取的標(biāo)準(zhǔn)化方法是:標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)Zij=原始數(shù)據(jù)Aij/該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化處理,不僅使得指標(biāo)數(shù)據(jù)波動幅度減小,運算過程簡化,而且也不會影響接下來進(jìn)行的評價指標(biāo)篩選和DEA模型評價的結(jié)果。(一)不同省份的環(huán)境治理效率差異的鑒別力評價指標(biāo)的鑒別力是指評價指標(biāo)體系區(qū)分評價對象特征差異的能力。在所構(gòu)建的評價指標(biāo)體系中,如果所有被評價的省份在某個評價指標(biāo)上幾乎一致地呈現(xiàn)很高或很低的得分,則可以認(rèn)為這個評價指標(biāo)沒有鑒別力,不能準(zhǔn)確反映不同省份環(huán)境治理效率的差異;反之,則表明這個指標(biāo)具有較高的鑒別力。在實際應(yīng)用中,通常用變差系數(shù)來描述評價指標(biāo)的鑒別力:第i個指標(biāo)的變差系數(shù)Vi=該指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差/該指標(biāo)的平均值變差系數(shù)越大,該指標(biāo)的鑒別力越強(qiáng),反之越弱。根據(jù)實際情況可以刪除變差系數(shù)較小的評價指標(biāo)。依據(jù)上述原理,運用SPSS16.0統(tǒng)計軟件計算了初步選擇的14個評價指標(biāo)的變異系數(shù),如表2:根據(jù)表2,分別考慮投入指標(biāo)和產(chǎn)出指標(biāo)的變差系數(shù),刪除鑒別力較小的評價指標(biāo)X2、X6、X7、X8、Y1、Y3、Y4、Y6、Y7,保留下的指標(biāo)再進(jìn)行進(jìn)一步的相關(guān)性篩選。(二)指標(biāo)的初步篩選和投入產(chǎn)出評價指標(biāo)之間如果存在高度的相關(guān)性,會通過相關(guān)指標(biāo)的重復(fù)賦權(quán),導(dǎo)致被評價對象信息的重復(fù)使用,降低評價的科學(xué)性和合理性,從而使評價結(jié)果缺乏可信度。通過相關(guān)分析,可以刪除一些相關(guān)系數(shù)大的評價指標(biāo),提高評價指標(biāo)體系的科學(xué)性。本文采用條件廣義方差極小法進(jìn)行指標(biāo)的相關(guān)性篩選,分別計算投入指標(biāo)之間、產(chǎn)出指標(biāo)之間的相關(guān)性程度。條件廣義方差極小法的基本思路如下:設(shè)有P個指標(biāo)(X1,X2,…XP)的n組觀察數(shù)據(jù)Xij組成的樣本矩陣X,即:X=[x11x12?x1px21x22?x2pΜΜ?Μxn1xn2?xnp]Sp×p=[S11S12?S1pS21S22?S2pΜΜ?ΜSn1Sn2?Snp]X=??????x11x12?x1px21x22?x2pMM?Mxn1xn2?xnp??????Sp×p=??????S11S12?S1pS21S22?S2pMM?MSn1Sn2?Snp??????由矩陣X可得指標(biāo)的協(xié)方差矩陣是Sp×p,如上所示。將協(xié)方差矩陣Sp×p分塊表示,即將p個指標(biāo)(X1,X2,…XP)分成(X1,X2,…XP1)和(Xp1+1,…XP),分別記為X(1)和X(2),即:X=[X1X1ΜXΡ]=[X(1)X(2)]X=??????X1X1MXP??????=[X(1)X(2)],其中,X(1)為P1×1矩陣,X(2)為P2×1矩陣,且P1≠P2≠P;則:S=[S11S12S21S22]S=[S11S12S21S22],其中,S11、S12、S21、S22分別為P1×P1、P1×P2、P2×P1、P2×P2矩陣,S11、S22分別為X(1)和X(2)的協(xié)方差矩陣。給定X(1)后,在正態(tài)分布下,X(2)對X(1)的條件協(xié)方差矩陣:S(X(2)|X(1))=S21-S21S11-1S12,即表示當(dāng)已知X(1)時,X(2)的變化狀況。如果已知X(1)時,指標(biāo)X(2)的變化很小,即S(X(2)|X(1))的值很小時,則表示指標(biāo)X(2)與其他指標(biāo)的相關(guān)程度較高,可以刪除該指標(biāo)。根據(jù)以上理論方法,運用軟件MATLAB6.5進(jìn)行運算,結(jié)果如表3:由于DEA模型要求評價指標(biāo)小于評價單元數(shù)目的1/2,再結(jié)合實際情況,本文刪除X1、X4、Y8三個指標(biāo),將保留下來的X3、X5、Y2、Y5等四個指標(biāo)作為最終的評價依據(jù)。初步選取的指標(biāo)經(jīng)過鑒別力分析和相關(guān)分析后,構(gòu)成了最終的評價指標(biāo),這些評價指標(biāo)之間內(nèi)在邏輯性強(qiáng),具有較高的可操作性,能夠客觀和準(zhǔn)確地反映區(qū)域環(huán)境治理效率的內(nèi)涵和結(jié)構(gòu)。在確定了最終評價指標(biāo)后,本文先考察了投入產(chǎn)出評價指標(biāo)的變動趨勢(見圖1)。由圖1可知,在1999年到2006年這8個年份中,河南省環(huán)境污染治理的產(chǎn)出量是逐步穩(wěn)定增長的,而投入要素量則呈現(xiàn)出些許的波動,尤其是2006年的投入量相對于2005年有了較大的降低。圖1清楚地顯現(xiàn)了1999年到2006年8個年份投入產(chǎn)出量的變動趨勢,但對于環(huán)境治理效率變化的考察,還需要進(jìn)行更進(jìn)一步的深入分析。(三)要素投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)不合理的形勢下,a本文采用DEA模型對河南省的環(huán)境治理效率進(jìn)行詳細(xì)分析。數(shù)據(jù)包絡(luò)技術(shù)(DEA)模型是在“相對效率評價”概念基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種系統(tǒng)分析方法。DEA以相對概念為基礎(chǔ),根據(jù)多指標(biāo)輸入和多指標(biāo)輸出對同類型的部門和單位進(jìn)行相對有效性或效益評價。θ為決策單元的有效值,S-和S+為松弛變量。當(dāng)θ=1,且S-=S+=0時,該決策單元為技術(shù)有效,也就是說該單元的投入產(chǎn)出及結(jié)構(gòu)的技術(shù)效率均為100%,生產(chǎn)處于理想狀態(tài);當(dāng)θ=1,且S-≠S+≠0時,該生產(chǎn)單元為弱技術(shù)有效,此時,在其他條件不變的情況下,可以通過減少投入量或增加產(chǎn)出量來達(dá)到技術(shù)有效;當(dāng)<1時,則該生產(chǎn)單元為技術(shù)非有效,這時存在投入過大(同產(chǎn)出下)或產(chǎn)出過小(同投入下)的問題。如果S-≠0,S+≠0,則說明該生產(chǎn)單元還存在投入或產(chǎn)出結(jié)構(gòu)的不合理,需要對投入和產(chǎn)出進(jìn)行調(diào)整。某投入指標(biāo)對應(yīng)的松弛變量S-與該指標(biāo)值的比值稱為該指標(biāo)的投入冗余率;某產(chǎn)出指標(biāo)對應(yīng)的松弛變量S+與該指標(biāo)值的比值稱為該指標(biāo)的產(chǎn)出不足率。投入冗余率和產(chǎn)出不足率代表了要素投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)與最優(yōu)配置結(jié)構(gòu)的差距程度。投入冗余率越高,表示該投入指標(biāo)的要素利用率越低,造成的資源浪費越嚴(yán)重;產(chǎn)出不足率越高,表示該產(chǎn)出指標(biāo)的實際產(chǎn)出量與效率最優(yōu)對應(yīng)的產(chǎn)出量之間的差距越大。按照DEA方法原理,采用具有非阿基米德無窮小的DEA模型,通過運籌學(xué)軟件LINDO61對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,計算出中部六省環(huán)境治理的DEA效率指標(biāo)值,表4為模型求解后的輸出結(jié)果:1.投資效率與dea相對效率由表4可以發(fā)現(xiàn),河南省的環(huán)境治理相對效率波動較大,治理效率有待進(jìn)一步改善。在1999～2006年間,僅有1999年和2001年該省環(huán)境治理投入產(chǎn)出的效率為DEA有效,其余年份均為DEA無效。更應(yīng)該引起注意的是,從2004年以來,相對效率值連年低于0.7。而且,從橫向來看,河南省的環(huán)境治理效率在中部六省中也是處于較低的水平(如表5)。這些均表明河南省近年來環(huán)境治理效率一直處于比較低的水平,環(huán)境治理產(chǎn)出量的增長主要是依靠加大投資拉動的,高投入、低產(chǎn)出。因此,該省應(yīng)該切實提高環(huán)境治理技術(shù)水平,從而改善環(huán)境治理效率。2.治理固體投資4的投入冗余率從投入角度來看,在現(xiàn)有的產(chǎn)出條件下,河南省環(huán)境治理投入出現(xiàn)了一定程度的冗余,反映了環(huán)境治理投資的過剩。其中,治理廢水投資(X3)每年的投入冗余率均為0,表明該指標(biāo)的利用效率達(dá)到最優(yōu)。而對于治理固體廢物投資(X5)來說,該指標(biāo)的投入冗余在1999～2002年間很小,僅2000年出現(xiàn)了投入冗余,而且投入冗余率也只有9.7%。但從2003年開始,投入冗余出現(xiàn)了較大幅度的增加,投入冗余率最大達(dá)到了36.5%,說明治理固體廢物的投資過剩。因此,應(yīng)該適當(dāng)減少該指標(biāo)的投入,提高投入要素的利用效率。3.投資冗余投資,提高資源配置效率從環(huán)境治理的產(chǎn)出角度來看,本文選取的這兩個指標(biāo)均存在不同程度的產(chǎn)出不足率。其中,工業(yè)固體廢物綜合利用量(Y5)的產(chǎn)出不足現(xiàn)象不是很嚴(yán)重,僅存在于2000年和2002年兩個年份。但是工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)量(Y2)存在嚴(yán)重的產(chǎn)出不足現(xiàn)象,2003～2006年四年間,產(chǎn)出不足率呈現(xiàn)逐步上升的趨勢,2006年的產(chǎn)出不足率更是達(dá)到了59.5%。對于投入要素來說,如果存在投入冗余,決策部門可以通過減少相應(yīng)的投入要素,或是提高技術(shù)水平,使冗余轉(zhuǎn)化為有效投資,從而提高要素的利用效率。而對于環(huán)境治理產(chǎn)出來說,如果存在產(chǎn)出不足,那么唯一的解決辦法就是改進(jìn)技術(shù)水平,使實際產(chǎn)出量與效率最優(yōu)對應(yīng)的產(chǎn)出量之間的差距趨于零。4.投資效率不高,規(guī)模效益遞減對環(huán)境治理活動規(guī)模收益進(jìn)行分析的標(biāo)準(zhǔn)是(6∑j=1nj)/θ(∑j=16nj)/θ的值:若(6∑j=1nj)/θ=1(∑j=16nj)/θ=1,則該年份的規(guī)模收益不變;若(6∑j=1nj)/θ>1(∑j=16nj)/θ>1,則該年份的規(guī)模收益遞減;若(6∑j=1nj)/θ<1(∑j=16nj)/θ<1,則該年份的規(guī)模收益遞增。從表4可知,規(guī)模效益不變有1999年和2001年兩個年份,其余年份均為規(guī)模效益遞減,規(guī)模效益遞減的年份占到了75%。由此可知,河南省環(huán)境治理依靠單純地增加投入,對于其產(chǎn)出增長的促進(jìn)作用已經(jīng)不大,只有依靠內(nèi)部的技術(shù)進(jìn)步和管理創(chuàng)新才能提高環(huán)境污染治理的效率。就河南省目前的情況而言,一方面要改進(jìn)投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)(如運用投影分析),提高技術(shù)水平,加大對環(huán)境治理科技研發(fā)方面的投入,提高環(huán)境治理技術(shù)和管理水平;另一方面,在調(diào)整投入產(chǎn)出結(jié)構(gòu)、達(dá)到效率最優(yōu)的基礎(chǔ)上,增加環(huán)境治理的投入規(guī)模,投入更多的要素和創(chuàng)新資源,以獲得環(huán)境治理產(chǎn)出的最大化。綜上分析,近年河南省環(huán)境治理投資冗余嚴(yán)重,投資效率不高,規(guī)模效益處于遞減階段。筆者認(rèn)為,可能的原因有二:一是目前的環(huán)境治理投入95%以上體現(xiàn)為固定資產(chǎn)投資,而固定資產(chǎn)投資產(chǎn)生效益與投資之間是有一個時滯的。從原始數(shù)據(jù)可知,2004年是河南省環(huán)境治理投入的轉(zhuǎn)折點,該年環(huán)境治理投入激增,尤其是固定資產(chǎn)的投資更是成倍增加,從而導(dǎo)致了表4所示的相對效率的急劇下降。二是環(huán)境治理技術(shù)水平低,污染治理設(shè)施工藝質(zhì)量差,造成了污染治理設(shè)施無法正常運轉(zhuǎn)?；蛘呤且皂椖框炇諡槟康亩ㄔO(shè)的污染處理設(shè)施,在項目投產(chǎn)后并未運行,這些設(shè)施變成了應(yīng)付環(huán)保部門檢查的“擺設(shè)”,使得環(huán)境治理產(chǎn)出減少,從而導(dǎo)致治理效率的降低。投資時滯是客觀存在的,提高環(huán)境治理技術(shù)和管理水平成了改進(jìn)