环境规制对中国工业绿色生产率的效率探讨
一、引言
由工业发展带来的环境问题正受到广泛关注，经济学家对不同的环境规制措施的作用争论不休。根据新古典主义经济理论，有两个因素同时影响生产者：一是挤出效应，即有关环境投资是以生产资本的占用为代价的，这可能会降低生产率的增长;二是若生产者被迫使用更多的资源去治理环境而不是生产提高利润的市场产品时，企业的生产率水平就会立刻下降。不过，这一观点在过去十年里一直受到很多质疑。
Porter (1991)[1]提出了一个观点即波特假说，他认为，生产者在受到环境规制影响时可能会产生一种双赢的效果，即环境规制既会带来私人净收益，也会带来更加清洁的环境。该观点回避了环境目标与经济目标之间均衡这一难题，并且受到了环境保护主义者和政策制定者的欢迎。Porter和van der Linde (1995)[2]认为，环境规制为生产者改进企业生产率水平提供了可能。生产率的进步可分为两个部分：一是效率的改进;二是技术的进步。同时，他们认为，严格而恰当的环境规制可能有助于提高资源的利用效率，促进企业的技术进步和创新。
图1刻画了改革开放以来经济的成长过程。从1978年到2009年，中国国内生产总值(GDP)年均增长速度达到近10%(几何平均)，同期中国工业的年均增长速度达到11.63%，比整体经济年均速度快了约1.68个百分点，也快于其他产业的发展(中国统计年鉴2010)。因此，可以认为中国经济的发展是由工业化带动和主导的结果，没有中国的工业化也就不能有中国经济的持续成长。
图1 历年工业增加值累积增长指数(1978=100)及工业污染排放量
资料来源：《新中国60年统计资料汇编》、历年各省区统计年鉴、各年度《中国工业经济统计年鉴》、《中国环境年鉴》以及《中国环境统计年鉴》等。
然而，工业也是造成环境污染的重要因素。图1表明，除了废水排放量一直维持在20～25亿吨之外，废气和固体废物的排放量均呈现较快增长态势。《中国环境经济核算报告2008》显示，2008年的生态环境退化成本达到12 745.7亿元，占当年GDP的3.9%。其中，因环境污染造成的损失约为8 947.5亿元，生态破坏损失3 798.2亿元，分别占生态环境总损失的70.2%和29.8%。2008年的环境治理成本已经高达5 043.1亿元，比2004年增长了75.4%。2010年，美国耶鲁大学和哥伦比亚大学的科学家们发布了2010年世界环境绩效排名EPI(Environmental Performance Index)。2010年环境绩效指数(EPI)评比中，欧洲国家普遍得到了较高的分数，中国的环境绩效指数从2006年的第94名下降到2008年的第105名，2010年又下滑至第121位。①
针对中国工业的环境污染状况，中国政府颁布了一系列治理水污染、空气污染、固体废物的相关环境保护法规。中国环保部门也宣称在发展经济时对工业污染进行环境管制，以使经济发展与环境质量间呈现高度协调性。“九五”规划以来，国家实施了污染治理的总量控制制度，特别是在“十一五”时期，中央政府把总量控制作为国民经济发展规划及对地方政府考核的主要手段，把“主要污染物排放总量削减率”作为具有法律效力的约束性指标，纳入《国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》。在上述有力的措施下，工业污染得到了有效控制。与此相对应，学术界对环境规制是否会影响工业的生产率的研究也逐步增多。然而，目前的研究还没有或很好地回答以下几个方面的问题：(1)对中国工业的环境规制是否符合波特假说的“双赢”效果，抑或相反的作用?(2)相关研究对环境规制的度量往往采用某种代理变量，如污染排放或排污收费等，没有更好地探究更为合理的表达工业环境规制的度量方法;(3)针对不同种类的工业污染(如工业废水、废气、固体废物等)的环境规制强度显然存在着差别，它们是否符合波特假说?(4)对东中西部不同地区的工业规制是否会产生同样的效果?
本文的主要目的是，试图检验对中国工业的环境规制也有利于工业的生产率增长这个基本的波特假说。本文区别于其他研究的主要特点在于，我们对中国工业的生产率增长的估计不是传统的TFP增长，而是综合考虑了工业的污染排放和工业产出，即“绿色的生产率”，并将其分解为效率改善和技术进步效应;使用了全局ML生产率指数方法而不是传统的ML指数方法，避免了后者的非传递性和线性规划无可行性解等问题;构建了工业环境规制的强度指数，以此反映不同时期的环境规制强度。
本文其余部分的结构安排如下：第二部分给出波特假说的内涵及国内外相关研究文献的回顾;第三部分是本文的研究方法，主要包括全局ML生产率指数和规制指数的构造方法;第四部分是本研究的数据来源及处理办法;第五部分是主要结果及波特假说的验证;第六部分是本文的结论及政策含义。
二、理论与文献回顾
(一)波特假说的内涵
波特假说现在仍然受到人们的广泛关注。在一些经济学著作中对波特假说的讨论主要关注两个方面：一是波特假说是否可以接受;二是如何理解波特假说。
换句话说,此时生产者的技术缺乏效率。
(二)国内外对波特假说的研究
在国外，波特假说一直受到一些经济学家的争论。有些经济学家认为波特假说缺乏理论依据，他们对波特假说最普遍的质疑是，为什么生产者需要规制才会采取有利于利润增长的革新。Brannlund等(1998)[3]针对瑞典的纸浆和造纸行业做了详细研究，研究结果表明严格的环境规制政策会使得被规制企业的处境变坏。Jaffe和Palmer(1997)[4]通过研究美国工业的污染控制成本与企业技术创新之间的关系，发现企业对控制污染的支出会促使企业增加创新研发投入，但增加的研发投入为企业带来的商业利益是有限的。但是，也有一些国外学者的研究支持了波特假说。Lanjouw和Mody(1996)[5]通过研究环境规制与企业技术创新和扩散间的关系，发现企业在治理污染方面的成本支出与企业的技术创新存在着密切关系。
国内学者对于波特假说同样有着不同的争论。王爱兰(2008)[6]认为，在一定时期内，环境规制与企业经济绩效之间关系的结果主要依赖于在既定的外部条件下，企业对政府环境规制措施所做出的策略性反应。赵红(2008)[7]通过研究中国30个省份大中型企业在1996～2006年间的技术创新数据发现，从长期来看环境规制对中国企业的技术创新确实存在着一定的激励作用。黄德春和刘志彪(2006)[8]基于波特假说，通过在Robert模
型中引入技术系数，分析了环境规制对企业技术创新的影响。他们认为，环境规制可以使受规制企业达到污染控制与提高产业绩效的双赢目标。
国内学者分别考察了环境规制对企业技术创新、企业竞争力以及企业技术效率等衡量指标的影响，这些研究对理解波特假说具有一定的理论和实践意义，但已有研究可能存在以下几个方面的问题：(1)对中国工业生产率的估计多数忽略了环境变量的作用;(2)对于环境规制往往采用较为简单的代理变量，比如有的直接使用污染排放量、排污费率等，不能真正反映对工业环境规制的强弱;(3)一些对波特假说的检验文献不能反映对生产率的结构影响。本文基于中国省际的工业面板数据，试图在这些方面做出回答。
三、研究方法
(一)全局ML(Malmquist-Luenberger)生产率指数方法
越来越多的文献试图寻找一套合理的方法用于估算污染存在时的生产效率和生产率问题(Fre et al., 1989, 1993[9-10]; Zaim和Taskin, 2000[11]; Chung、Fre和Grosskopf, 1997[12]; Domazlicky和Weber, 2004[13]; Fre et al., 2005[14]; Kuosmanen, 2005[15]; Kuosmanen和Kortelainen, 2005[16]; Managi et al., 2005[17])。刘勇等人(2010)[18]归纳了现有处理非期望产出存在时的效率评价的6种DEA方法，并比较了它们的优缺点。这些研究均试图把环境因素(非期望产出)与经济产出(期望产出)合并作为产出考虑，来纠正传统的处理方法的缺陷，即通常假定环境因素为弱可处置性，而把期望产出作为强可处置性来处理。②如果一个企业能同时生产更多的期望产出而产生更少的污染，通常被认为在技术上是有效的。
净资产和能源消费，经济产出是指地区工业增加值，污染排放是指废水废气排放量以及固体废物产生量。可定义生产可能性技术集合P(x)：
显然，这里的规制强度指数是方程(10)重点关注的部分，它反映了环境政策制定的强制标准和执行程度。Gollop和Roberts(1983)[23]提出，应该把强度的度量分成两个部分：一部分度量排放标准的严格性;另一部分度量排放标准的执行程度。标准的执行情况可以反映出实际排放水平与最大允许排放水平的相符程度，这也解释了存在生产者不遵守标准的可能性。各种文献都试图构建一个能反映政府环境规制的代理变量，尽可能地反映环境规制的强度。Murty等人(2006)[24]在检验印度制糖业的波特假说时，构造了两个指数，一个是规制强度指数RI，另一个是水资源保护指数CI。关于RI的构造，根据研究样本的规模大小设定了每个公司排放的最大浓度，以实际排放浓度与最大浓度的比作为COD、BOD和悬浮颗粒SS三种污染物的规制强度指数，然后把其几何平均作为总体的规制指数RI。关于水资源保护指数，与Gollop和Roberts(1983)[23]、Hetemaki(1996)[25]等人类似，Murty等也使用了废水的循环利用率。Picazo et. al. (2005)[26]则直接使用了方向性距离函数的不同处置性(disposability)条件来构造规制指数，即使用了强可处置性与弱可处置性的产出方向性距离函数值的差作为规制指数的度量。
事实上，一个好的规制指数应该满足两条性质：一是无量纲性;二是简单且内涵丰富。无量纲性是指规制指数的构造不应该有度量单位，以方便比较;简单且内涵丰富是指指标应该尽可能地简单化，且含义明确。因此，遵照这两个标准，仿照Murty等人(2006)[24]的思路，环境规制的强度指数可定义为：
四、数据选取及环境污染规制指数的构建
(一)数据来源与处理
我们使用的数据主要是1990～2009年中国工业省际面板数据，主要涵盖大陆地区除西藏和重庆外的29个省、市、自治区(简称省区)，并把其分为传统上的东、中、西部三大地区。之所以选择工业是由于我国工业不仅是经济增长的主要动力，也是污染排放的主要来源，而且现行关于环境污染的统计主要集中于工业。
环境生产率的估计指标主要选取针对工业生产的投入和产出两类。投入变量主要选取劳动力、工业资本以及工业能源消耗三个指标，分别以年末工业从业人员、工业净资产(以固定资产投资价格指数平减)和工业能源消耗量表示。产出可分为期望产出和非期望产出两类，期望产出以地区工业增加值表示，非期望产出主要指工业污染排放，具体是指地区工业废水排放量、废气排放量和固体废物产生量指标。另外，为了度量中国工业的环境规制强度，还使用了COD、等污染排放指标。凡价值量数据均以1990年的不变价进行处理。数据主要来源于《新中国60年统计资料汇编》、历年各省区统计年鉴、各年度《中国工业经济统计年鉴》、《中国环境年鉴》以及《中国环境统计年鉴》等，一些缺失数据进行了平滑处理。
(二)环境污染规制指数的构建
第一，“八五”时期，中央政府仅笼统地提出了“努力控制环境污染，力争…部分地区的环境质量有所改善…争取局部地区有所好转…”，⑥以这一时期可以假定消减幅度为0。第二，“九五”时期，中央政府提出“到2000年，力争使环境污染和生态破坏加剧的趋势得到基本控制，部分城市和地区的环境质量有所改善”，“创造条件实施污染物排放总量控制”，⑦并筛选了12种污染物纳入总量控制计划。由于无法查到各地区具体分解的消减计划，假定各省区均按照国家统一的消减幅度减排，即5年消减COD1.5%、固体废物2.9%，但则增加3.82%。第三，“十五”和“十一五”时期，政府进一步明确地提出主要污染物排放量比2000年末和2005年末下降10%以上，并“综合考虑各地环境质量状况以及国家、省、各地区污染防治专项规划的要求”，把任务分解到各省区，⑧但规定的主要污染物是COD和，没有包含固体废物。这里假定与总体消减目标一致，为10%。这样就可以构造出各省区的污染规制指数，分别代表废水、废气和固体废物的环境规制强度指数。
图3 各年度COD、及固体废物的规制指数变化状况
通过计算发现，近两个五年计划期间的污染规制强度明显高于前两个五年计划时期，且呈现不平滑的波动性特点，这与中国污染总量控制计划参照期选择的非固定性以及执行力度强弱密切相关。前期由于消减目标较宽松，所以规制指数一直维持在较低的水平。近十年来，政府加大了污染消减的力度，导致规制强度指数随参照年份的不同呈波动上升态势(图3)。另外，我们发现
，多数年份大部分地区均能较好地完成COD的消减任务，其规制指数一直保持在较低水平，平均值在0.06左右，但对于废气和固体废物的消减任务完成较差，这两类指数明显大于废水的规制指数(其平均值分别为0.20和0.18)。
五、工业绿色生产率增长与波特假说检验
(一)工业绿色生产率及其构成
图4 中国工业平均环境技术产出效率
图4是根据(6)式逐年估计的平均环境技术产出效率值。可以看出，全国平均环境技术效率经历了先降后升并稳定的变化态势，“八五”时期一直呈现下降趋势，“九五”中后期以来呈上升趋势并保持稳定。分地区来看，东部地区一直维持着较高的环境技术产出效率，平均达到0.94，高于全国平均水平，总体上判断，东部地区工业发展与环境间保持着较高的协调性;中部地区在“八五”和“九五”时期低于全国平均水平，最近两个五年计划期间增长较快，并超过全国平均水平;西部地区近年来一直呈现下降态势，暴露出西部工业发展与环境质量间较为严重的矛盾关系。
图5 中国工业绿色生产率的增长及构成
图(5)是使用(8)式计算的环境生产率即全局ML生产率指数及其构成部分(效率提升和技术进步指数)的变化状况。总体上来看，全国环境生产率的增长速度年均约为2%，且呈现较大的波动性特点;技术进步一直是推动生产率增长的主要力量，效率改善的作用很小，报告期内，年均2%的总生产率增长中，技术进步几乎贡献了100%的作用。
图6 中国工业绿色生产率的增长及地区分解
从地区变化上看，由技术进步推动的地区工业绿色生产率在大多数年份都保持了正的增长速度，表明中国工业与环境间的弱可持续性。东部地区年均增长2.3%。中部地区近年来增长速度加快，年均增长幅度为2.4%。西部地区年均增长仅有1.16%左右，显示出工业增长与环境间的脆弱关系。
(二)波特假说的检验
1.全部样本的检验。使用检验公式(10)，分别对工业绿色生产率及其构成(效率改善和技术进步)进行面板数据回归，回归结果见表2。除此之外，我们还对环境技术产出效率水平进行检验。由于环境技术产出效率值介于[0，1]之间，可能存在多个省区技术效率值均为有效(=1)的情况，它符合受限因变量回归的特点，我们在这里采用了面板数据的tobit回归模型，并且设定其在左侧0处和右侧1处被截断。由于面板tobit模型的固定效应估计量被证明是有偏的，故我们仅采用随机效应来估计系数。经过模型选择后的估计结果见表2。
表2的估计结果Rho值表示个体效应与随机干扰项之间的标准差的关系。其中，反斜杠(/)前面为固定效应的Rho值，后面的表示随机效应的Rho值。模型(2)～(4)的Rho较低，表明个体效应不明显。对固定效应的整体显著性水平的F检验意味着不应该使用固定效应的估计模型。随机效应模型的卡方检验表明(2)和(3)不适于随机效应模型，与固定效应检验结果比较表明，只有混合效应的最小二乘适于估计(2)和(3)式。(4)式检验结果表明随机效应模型整体显著，进一步来看，不显著的Hausman检验结果也证实了随机效应优于固定效应。
表2报告了基于三类污染物规制强度的波特假说检验结果。对环境技术产出效率水平值的检验显示，废水的规制强度与环境技术效率呈现反向关系，且统计显著，这与波特假说相反;固体废物的检验随着其规制的加强，更有利于技术产出效率的提高，证明了波特假说;统计上不显著的废气的规制指数系数说明，没有证据表明波特假说的存在。环境生产率(GML)的检验表明，对废水和废气的规制不利于中国工业生产率的提高，而对固体废物的规制却有利于工业生产率的提升，证实了对固体废物的规制有利于企业生产率和竞争力的提升。对于工业绿色生产率增长的环境效率改善部分(GMLEC)的检验结果与对技术产出效率水平值的检验结果基本一致，废水和固体废物的检验呈相反的趋势，而废气的系数统计结果不显著。对生产率增长的技术进步效应(GMLTC)的检验表明，废水、废气和固体废物均表现出统计上的不显著性，不能证实波特假说的存在。总体上，检验呈现不同的结果，只有对固体废物的规制强度表现出有利于技术产出效率的提高和总体环境生产率的增长，一定程度上与波特假说相一致。
2.分地区的检验。表3～表5报告了分地区检验的结果。模型的选择过程与全部样本的检验过程相同，即首先对三大地区的技术效率影响模型进行截断因变量的面板Tobit随机效应估计，然后对绿色生产率GML及其构成部分——环境效率的改善(GMLEC)和技术进步效应(GMLTC)——分别进行模型选择的检验和估计。
表3对应于对东部地区的检验。Rho值表明，不论是固定效应还是随机效应的个体影响都非常小。固定效应的F检验表明，模型(2)～(4)不适合固定效应模型。随机效应的卡方检验表明，(2)和(4)适合随机效应估计。不显著的。Hausman检验表明，随机效应是合理地选择。模型(3)的F和卡方检验均不能拒绝采用混合OLS的原假设。
东部地区检验的结果与全部样本的检验基本相同，只有环境效率改善的规制效应与上述检验有所差别，即而不是的系数呈现显著的负效应。整体上，在东部地区，对三类污染物的规制对技术效率水平和环境生产率及其构成的影响与全部样本的效应保持了大体一致，即只有对固体废物的规制可以促进东部地区环境技术产出效率的提高，改善环境效率，提高环境TFP的增长，符合波特假说。对于废水和废气的规制，要么与波特假说相反，要么统计上不能证明环境规制对生产率和技术效率的作用。
对中部地区的检验结果同样表明，对固体废物的规制满足波特假说的“双赢”效果，有利于地区生产率提高和效率改善。但是，对于废水和废气的规制效应不同于东部地区和全部样本的检验，特别是对于技术进步的效应显示，对废水的规制有利于中部的技术进步，符合波特假说的部分内容。
对于西部地区的检验结果表明，(1)、(3)和(4)均不能在统计上证明对三类污染物的规制符合波特假说的内容。只有对(2)的检验结果可以发现，对固体废物的规制符合波特假说，对废气的规制不利于西部环境生产率的提高，对废水的规制系数呈现统计上的非显著性。整体上，对西部地区的检验表明，不同污染物的环境规制对环境技术产出效率和环境生产率及其构成部分表现出较弱的影响，存在着较大程度的不确定性，这与西部
地区低下的环境效率水平和缓慢的环境生产率增长有直接关系。
六、结论与讨论
(一)研究结论
本文以波特假说及其对中国工业的检验为研究的出发点，梳理了国内外关于波特假说的研究和争论，探讨了波特假说的基本内涵，初步证明对环境更加严格的规制将有利于生产效率的改善、技术的进步以及生产率的提高，有利于竞争力的提升。区别于国内类似的研究，本文对工业绿色生产率及其构成的估计考虑了三类污染物的影响，并且修正了传统ML生产率指数方法的非传递性和无可行性解的问题，采用全局ML生产率指数方法并把其分解为技术进步和生产效率指数。在对中国污染总量控制制度及实施情况做相应分析的同时，构造了针对COD、和固体废物的环境规制强度指数，用以反映对水体、大气和固体废物的规制程度。此外，还构建了面板数据的波特假说检验方程，对中国及三大地区做了相应的检验，研究结论可以概括为三个方面。
第一，全局ML生产率指数的使用避免了传统ML指数方法存在的非传递性和可能无可行性解的问题，较好地解决了动态的工业绿色生产率测度中的方法缺陷问题，这是本文研究方法的创新之处。
第二，对中国工业生产率及其构成的研究表明，东部地区一直维持着较高的环境技术产出效率，中部地区增长较快并超过全国平均水平，西部地区近年来一直呈现下降态势，这暴露出西部工业发展与环境质量间较为严重的矛盾关系。全国保持了年均2%左右的环境生产率的增长速度，且呈现较大的波动性特点。在构成贡献上，技术进步一直是推动生产率增长的主要力量，效率改善的作用微乎其微。在环境生产率的地区差别上，东部地区年均增长2.3%，中部地区达到年均增长2.4%的较高水平，西部地区年均增长速度仅有1.16%左右，显示出西部地区工业增长与环境间的脆弱关系。
第三，波特假说的检验表明，整体上，对固体废物规制满足波特假说的“双赢”效果;对废水的规制不利于环境技术产出效率，也对工业的环境生产率及其构成起着明显的相反效果;对废气的规制没有明显的证据支持或否定波特假说的内容。分地区检验发现，东部地区与整体检验结果较为吻合，中西部地区则表现不尽相同，特别是对西部地区的检验表明，不同污染物的环境规制对环境技术产出效率和环境生产率及其构成部分表现出较弱的影响，存在着较大程度的不确定性。总体检验表明，对中国主要污染物(特别是废水和废气)的检验均不能证明符合波特假说的“双赢”结果，而且检验带有统计上的不确定性。
(二)研究结论的政策含义
当前，对于地区主要污染物的总量控制或环境规制措施，至少在短期内还没有形成对企业生产率的激励效应，“节能减排”等规制措施只是政府强加给地方和企业的外部任务，没有形成地方或企业自觉的或“内部化”的行动。在保证生态环境压力不突破临界值的情况下，对于不同发展程度的地区急需建立差别化的环境规制措施或激励手段，否则会制约中西部地区经济的发展。
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