低碳約束下區(qū)域物流產(chǎn)業(yè)效率測(cè)算

陳 潔

(1.招商局集團(tuán) 博士后科研工作站，廣東 深圳 518067;2.中國(guó)社會(huì)科學(xué)院 工業(yè)經(jīng)濟(jì)所，北京 100836)

一、引 言

物流業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要服務(wù)行業(yè)，其發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)綜合實(shí)力的重要標(biāo)志之一。同時(shí)，物流業(yè)也是中國(guó)能源消耗的主要行業(yè)，在低碳經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著特殊位置。近年來(lái)物流業(yè)對(duì)汽油、煤油和柴油等能源的依賴逐年上升，如何減少物流領(lǐng)域的碳排放量，是促進(jìn)低碳物流經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然要求。早期物流產(chǎn)業(yè)效率的文獻(xiàn)研究集中于對(duì)運(yùn)輸業(yè)效率的分析，Oum等(1992)［1］提出了交通生產(chǎn)率的概念并提出測(cè)算方法，國(guó)內(nèi)學(xué)者余思勤等(2004)［2］測(cè)算了中國(guó)交通各部門1990—2000年的生產(chǎn)率，劉玉海等(2008)［3］分析了2000—2004年中國(guó)道路運(yùn)輸業(yè)生產(chǎn)率。隨著物流業(yè)的快速發(fā)展，近年來(lái)對(duì)物流產(chǎn)業(yè)效率問(wèn)題的研究也逐漸增多。田剛等(2009)［4］、王維國(guó)等(2012)［5］構(gòu)建了中國(guó)省級(jí)地區(qū)物流業(yè)面板數(shù)據(jù)，分析了各地區(qū)物流業(yè)全要素生產(chǎn)率及其增長(zhǎng)動(dòng)力來(lái)源。唐建榮等(2013)［6］首次將非期望產(chǎn)出的二氧化碳排放量作為投入變量，衡量了物流業(yè)的純技術(shù)效率、規(guī)模效率和綜合效率。但是，目前研究模型的產(chǎn)出中均未將環(huán)境污染等非期望因素納入度量。因此，本研究將碳排放作為非期望產(chǎn)出納入模型度量，運(yùn)用方向距離函數(shù)和環(huán)境DEA技術(shù)測(cè)算物流業(yè)全要素生產(chǎn)率。

二、方法與模型

1.曼奎斯特-魯恩博格生產(chǎn)率指數(shù)模型

Chung等(1997)［7］在環(huán)境 DEA技術(shù)與方向距離函數(shù)的基礎(chǔ)上，提出了曼奎斯特-魯恩博格生產(chǎn)率指數(shù)(簡(jiǎn)稱LP)，解決了減少非期望產(chǎn)出情形下測(cè)算全要素生產(chǎn)率的問(wèn)題。

考慮一個(gè)地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)總值生產(chǎn)函數(shù)F(X)，其中X表示要素投入，并假設(shè)要素投入X=(K，L，E)∈，K為資本投入，L為勞動(dòng)力投入，E為能源投入，通過(guò)生產(chǎn)得到Y(jié)和C。其中Y對(duì)物流產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)發(fā)展有利，是一種期望產(chǎn)出，期望其越大越好;而C是一種伴隨Y生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的非期望產(chǎn)出，期望其越小越好。所有可能的包括期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出的產(chǎn)出構(gòu)成的集合稱為生產(chǎn)可行集，記為P。基于環(huán)境DEA技術(shù)的非參數(shù)分析框架，假設(shè)一共有i(i=1，2，…，I)個(gè)地區(qū)作為決策單元，第i個(gè)地區(qū)的投入和產(chǎn)出值為(Ki，Li，Ei，Yi，Ci)，強(qiáng)度變量 ωi是在構(gòu)造生產(chǎn)前沿時(shí)分配給每個(gè)決策單元的權(quán)重，可以采用以下的線性規(guī)劃來(lái)表示:

方向性距離函數(shù)是指在某種生產(chǎn)技術(shù)水平下，基于固定的投入(或產(chǎn)出)，描述產(chǎn)出指標(biāo)變量(或投入指標(biāo)變量)最優(yōu)比例的一種代表性函數(shù)，可以用下式表示:

式(2)中，距離函數(shù)值λ表示決策單元觀測(cè)值(Y，C)與其在生產(chǎn)前沿面上投影(Y+λdY，C-λdC)之間的距離。方向向量d=(dY，-dC)決定了效率測(cè)度的方向，即產(chǎn)出擴(kuò)張或減少的方向，其中期望產(chǎn)出(Y)擴(kuò)張的方向向量為dY，而非期望產(chǎn)出(C)下降的方向向量為-dC，方向距離函數(shù)實(shí)現(xiàn)在非期望產(chǎn)出約束下期望產(chǎn)出的最大擴(kuò)張。根據(jù)方向向量d=(dY，-dC)的不同取值，本文設(shè)定了兩種方向距離函數(shù)情形。

情形一:假設(shè)d=(Y，0)，不考慮非期望產(chǎn)出(C)的影響，可以用以下數(shù)學(xué)規(guī)劃式表示:

情形二:假設(shè)d=(Y，-C)，并且非期望產(chǎn)出(C)具有弱處置性，方向向量d=(Y，-C)要求同比例增加物流業(yè)增加值而降低二氧化碳排放，可以用以下數(shù)學(xué)規(guī)劃式表示:

上式中，關(guān)于要素投入(K，L，E)和期望產(chǎn)出(Y)的不等式表示它們是可自由處置的，而關(guān)于非期望產(chǎn)出(C)的等式表明非期望產(chǎn)出(C)的弱處置性。函數(shù)值λ=0意味著該決策單元處于生產(chǎn)前沿面上，其生產(chǎn)是有效率的。函數(shù)值λ越大，表明決策單元離生產(chǎn)前沿面越遠(yuǎn)，效率越低。

在低碳約束情形下，第i個(gè)決策變量的曼奎斯特-魯恩博格生產(chǎn)率指數(shù)LP可以表示為

2.收斂性分析

σ收斂分析是研究隨著時(shí)間的推移，不同地區(qū)之間物流業(yè)全要素生產(chǎn)率LP的離差隨時(shí)間推移而變化的情況。若離差逐漸變小，則表示生產(chǎn)率的離散程度在縮小，趨于σ收斂;若離差變大，則表示生產(chǎn)率的離散程度在擴(kuò)大，趨于發(fā)散。本文研究的碳強(qiáng)度約束下全要素生產(chǎn)率σ收斂分析可以用下式表示:

式中，LPi，t表示第i個(gè)地區(qū)在t時(shí)期的物流業(yè)全要素生產(chǎn)率，而是t時(shí)期所有M個(gè)地區(qū)物流業(yè)全要素生產(chǎn)率的平均值。當(dāng)σt+1＜σt時(shí)，則說(shuō)明碳強(qiáng)度約束下中國(guó)物流業(yè)全要素生產(chǎn)率的離散程度在縮小，存在σ收斂。

三、模型指標(biāo)與數(shù)據(jù)

本文收集2005—2012年中國(guó)30個(gè)省區(qū)的物流業(yè)要素投入(物流業(yè)資本投入、物流業(yè)從業(yè)人數(shù)和物流業(yè)能源消耗量)、期望產(chǎn)出(物流業(yè)增加值)與非期望產(chǎn)出(二氧化碳排放量)。

物流業(yè)資本投入是按主要行業(yè)分的全社會(huì)固定資產(chǎn)投資中的交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)的投資總額計(jì)算，采用劉秉鐮(2009)［8］所采用的固定資產(chǎn)投資作為資本存量替代的方法，并以2005年為基期(2005年=100)的固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)折算為不變價(jià)。物流業(yè)從業(yè)人數(shù)的計(jì)算選取《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2013年)劃分?jǐn)?shù)據(jù)，將鐵路運(yùn)輸業(yè)、道路運(yùn)輸業(yè)、城市公共交通業(yè)、航空運(yùn)輸業(yè)、管道運(yùn)輸業(yè)、裝卸搬運(yùn)、其他運(yùn)輸服務(wù)業(yè)和郵政業(yè)累積加和得到。關(guān)于物流業(yè)能源消耗量指標(biāo)，本文選取交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)中消耗量比例最大的7項(xiàng)能源，包括煤炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣和天然氣，將《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2013年)統(tǒng)計(jì)的各地區(qū)一次能源消費(fèi)量作為能源投入，并將不同類型的能源消費(fèi)量統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)煤后加總而成。

關(guān)于產(chǎn)出指標(biāo)，本文計(jì)算的物流業(yè)增加值(物流業(yè)GDP)選取《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2013年)中按三次產(chǎn)業(yè)分地區(qū)生產(chǎn)總值的交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)和郵政業(yè)增加值，并以2004年不變價(jià)格折算各年份各地區(qū)的物流業(yè)產(chǎn)值。二氧化碳排放量是按照《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》(2006—2013年)中分地區(qū)各類能源消耗量以及二氧化碳信息分析中心上各類能源排放系數(shù)計(jì)算得到。

樣本數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)概述如表1所示。

表1 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)概述

按照中國(guó)統(tǒng)計(jì)局的劃分標(biāo)準(zhǔn)，將除去西藏的30個(gè)省、自治區(qū)或直轄市劃分成三大區(qū)域。東部地區(qū)包括北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東和海南11個(gè)省或直轄市，中部地區(qū)包括山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北和湖南8個(gè)省份，西部地區(qū)包括內(nèi)蒙古、廣西、重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、青海、寧夏和新疆11個(gè)省、自治區(qū)或直轄市。圖1是樣本數(shù)據(jù)期間30個(gè)省、自治區(qū)或直轄市的物流業(yè)產(chǎn)值與二氧化碳排放的散點(diǎn)圖。各地區(qū)的物流業(yè)碳強(qiáng)度由各散點(diǎn)與原點(diǎn)連線斜率的倒數(shù)表示，斜率越大，表明物流業(yè)碳強(qiáng)度越小?？梢姡瑬|部地區(qū)的平均物流業(yè)碳強(qiáng)度較低，特別是山東、河北、江蘇、福建等省份;中部地區(qū)居中，其中江西、安徽等地區(qū)的平均物流碳強(qiáng)度較低;西部地區(qū)整體物流業(yè)碳強(qiáng)度較高，尤其是新疆、云南等地區(qū)的平均物流碳強(qiáng)度較高。

圖1 各省、自治區(qū)或直轄市物流GDP與二氧化碳排放量散點(diǎn)圖

四、物流業(yè)全要素生產(chǎn)率測(cè)算

1.不同情形下物流業(yè)生產(chǎn)要素比較

測(cè)算兩種情形下2006—2012年的物流業(yè)生產(chǎn)率，分別用LP和CLP表示，結(jié)果見表2。

表2 2006—2012年物流業(yè)生產(chǎn)率比較

由表2可以看出，不考慮物流碳強(qiáng)度約束，2006—2012年期間中國(guó)30個(gè)地區(qū)物流業(yè)生產(chǎn)率平均年增長(zhǎng)為0.8%，加入二氧化碳排放約束，2006—2012年期間物流業(yè)生產(chǎn)率平均年增長(zhǎng)為2%，高于情形一不考慮碳強(qiáng)度約束的情形。這表明碳強(qiáng)度約束下的物流業(yè)生產(chǎn)率要高于不考慮碳約束情形。因?yàn)榍罢邔⑸a(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境改善的貢獻(xiàn)作為對(duì)生產(chǎn)率的供需考慮進(jìn)去，而后者在生產(chǎn)率評(píng)價(jià)中則忽視了環(huán)境目標(biāo)。

圖2是2006—2012年碳強(qiáng)度與累積的物流業(yè)生產(chǎn)率之間的變化趨勢(shì)。累積的CLP可以直觀地反映t+1期生產(chǎn)率是提高還是倒退，若t+1期累積的CLP較第t期大，表明t+1期的物流業(yè)生產(chǎn)率較上一期有所提高。2006—2008年單位物流GDP碳強(qiáng)度由 0.867 t/萬(wàn)元減少至 0.755 t/萬(wàn)元，2008—2010年出現(xiàn)暫時(shí)性的增長(zhǎng)，增至0.836 t/萬(wàn)元，2010—2012年又呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，2012年減少為0.724 t/萬(wàn)元。從整體趨勢(shì)來(lái)看，近年來(lái)單位物流GDP碳排放量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。通過(guò)比較2005—2012年的碳強(qiáng)度和累積的物流業(yè)生產(chǎn)率可以發(fā)現(xiàn)，累積的CLP可以較好地解釋碳強(qiáng)度的變化，CLP得到改進(jìn)，碳強(qiáng)度下降，反之，則上升。

圖2 2006—2012年碳強(qiáng)度與累積的CLP變化

2.碳強(qiáng)度約束下物流業(yè)生產(chǎn)率分解

將碳強(qiáng)度約束下的物流業(yè)生產(chǎn)率分解為效率變化指數(shù)(EF)和技術(shù)進(jìn)步指數(shù)(TE)。從表2和表3可以發(fā)現(xiàn)，2005—2012年物流業(yè)生產(chǎn)率年均增長(zhǎng)1.9%，主要來(lái)源于物流業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，其中技術(shù)進(jìn)步年均增長(zhǎng)1.5%，而物流效率的改進(jìn)對(duì)碳約束下的物流業(yè)生產(chǎn)率增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)不大，年均增長(zhǎng)率約0.4%。主要原因是2000年以來(lái)，中國(guó)工業(yè)化和城市化快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)，刺激了物流需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，加上各級(jí)政府對(duì)物流業(yè)大量資金和人力的投入，物流相關(guān)政策的出臺(tái)，物流技術(shù)創(chuàng)新效果明顯。2005年中國(guó)提出低碳經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略，發(fā)展以節(jié)能為主，物流業(yè)作為能源消耗的主要產(chǎn)業(yè)之一，各區(qū)域在提高物流業(yè)產(chǎn)值的同時(shí)注重節(jié)能和低碳技術(shù)，減少二氧化碳排放，信息技術(shù)的創(chuàng)新有效地推動(dòng)了物流業(yè)全要素生產(chǎn)率的進(jìn)步。

表3 效率變化指數(shù)和技術(shù)進(jìn)步指數(shù)

3.碳強(qiáng)度約束下區(qū)域物流業(yè)生產(chǎn)率比較

不考慮低碳約束和低碳約束下的各區(qū)域物流業(yè)生產(chǎn)率均大于1，這表明近年來(lái)隨著各地大力發(fā)展物流業(yè)，物流業(yè)生產(chǎn)效率得到提升。比較三大區(qū)域的物流業(yè)生產(chǎn)率(見表4)發(fā)現(xiàn)，東部地區(qū)最高，西部居中略高于中部，這也表明西部大開發(fā)戰(zhàn)略的提出，西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展刺激了西部地區(qū)物流需求，加上國(guó)家對(duì)西部地區(qū)物流基礎(chǔ)設(shè)施的投資，有效地促進(jìn)了西部地區(qū)物流產(chǎn)業(yè)效率的提升。比較三大區(qū)域的效率變化指數(shù)，發(fā)現(xiàn)東部地區(qū)最高，西部居中，中部最低;比較各區(qū)域的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)，發(fā)現(xiàn)東部最高，中部居中，西部最低。這也表明了西部地區(qū)在物流技術(shù)創(chuàng)新方面落后于東部和西部地區(qū)。此外，低碳約束下的各區(qū)域的技術(shù)進(jìn)步指數(shù)較未考慮低碳約束都有大幅提升，這也再次驗(yàn)證了近年來(lái)物流業(yè)生產(chǎn)率的提升主要依賴于物流技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新，低碳物流經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以低碳技術(shù)和物流技術(shù)的創(chuàng)新為支撐。

表4 2005—2012年區(qū)域物流生產(chǎn)率指數(shù)對(duì)比

4.收斂性分析

圖3顯示的是中國(guó)總體及東部、中部和西部三大區(qū)域物流業(yè)生產(chǎn)率標(biāo)準(zhǔn)差隨時(shí)間變化的情況。從全國(guó)整體來(lái)看，2006—2012年呈現(xiàn)先下降再小幅上升并趨于平穩(wěn)的狀態(tài)。東部和中部地區(qū)的低碳約束下物流業(yè)生產(chǎn)率標(biāo)準(zhǔn)差明顯高于西部地區(qū)，這表明東部地區(qū)和中部地區(qū)低碳約束下的各地物流業(yè)生產(chǎn)率差異較西部地區(qū)大。從分地區(qū)來(lái)看，三大區(qū)域在2006—2009年期間均有大幅下降的趨勢(shì)，在2009年出現(xiàn)小幅回升后，中部地區(qū)在2009年后呈現(xiàn)明顯發(fā)散趨勢(shì)，地區(qū)間低碳約束物流業(yè)生產(chǎn)率差異程度在擴(kuò)大，而東部地區(qū)的碳強(qiáng)度約束下的物流生產(chǎn)率存在趨同性，西部地區(qū)的碳強(qiáng)度約束下的物流生產(chǎn)率存在收斂性，表明西部地區(qū)各省份直接的物流業(yè)生產(chǎn)率差距在逐步減小。

圖3 各區(qū)域σ收斂性檢驗(yàn)結(jié)果

五、結(jié) 論

本文運(yùn)用方向距離函數(shù)和環(huán)境DEA技術(shù)，構(gòu)建碳強(qiáng)度約束下中國(guó)物流業(yè)生產(chǎn)率，修正了傳統(tǒng)模型里由于忽視碳排放造成的扭曲。本文研究發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)調(diào)環(huán)境管制的物流業(yè)生產(chǎn)率要高于不考慮環(huán)境管制的情形;物流業(yè)生產(chǎn)率測(cè)算與碳強(qiáng)度目標(biāo)吻合，累積的物流業(yè)生產(chǎn)率可以較好地解釋碳強(qiáng)度的變化，物流業(yè)生產(chǎn)率得到改進(jìn)，碳強(qiáng)度下降;2005—2012年物流業(yè)生產(chǎn)率年均增長(zhǎng)1.9%，其中物流技術(shù)進(jìn)步年均增長(zhǎng)1.5%，物流效率的改進(jìn)年均增長(zhǎng)率約0.4%。物流業(yè)生產(chǎn)率的提升主要依賴于物流技術(shù)進(jìn)步和創(chuàng)新;東部地區(qū)的物流業(yè)生產(chǎn)率和物流技術(shù)進(jìn)步指數(shù)均最高，而西部地區(qū)的物流業(yè)生產(chǎn)率居中，物流技術(shù)進(jìn)步指數(shù)最低，表明西部地區(qū)在物流技術(shù)創(chuàng)新方面落后于東部和西部地區(qū);碳強(qiáng)度約束下東部地區(qū)物流業(yè)生產(chǎn)率存在趨同性，中部地區(qū)差異在擴(kuò)大，西部地區(qū)則在縮小。

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