基于超效率SBM-Malmquist模型的中国港口绿色发展效率研究

基于超效率SBM-Malmquist模型的中国港口绿色发展效率研究
作者：贾鹏鲁琳马奇飞匡海波
来源：《上海海事大学学报》2022年第01期
摘要：为测度港口绿色发展效率，采用2010—2018年16个港口的面板数据，构建港口社会效益评价指标体系。

考虑非期望产出，运用超效率SBM（slacks-based measure）模型和Malmquist全要素生产率指数模型，探究港口绿色发展效率及其跨期变化情况。

结果表明：港口绿色发展效率在评价期内呈现波动下降趋势，在空间层面总体呈现南高北低的特征;社会效益评价指标体系的引入提高了港口的绿色发展效率，并有效改善了投入冗余和产出不足;通过探究港口全要素生产率及其分解指数得出，科技创新和行业信息化是提高港口绿色发展效率的主要贡献要素。

关键词：
港口绿色发展效率; 港口社会效益; 超效率SBM模型; Malmquist生产率指数模型
中图分类号： F552
文献标志码： A
Study on development efficiency of Chinese green ports based on
super efficiency SBM-Malmquist model
JIA Penga，b， LU Lina，b， MA Qifeia，b， KUANG Haiboa
（a. Collaborative Innovation Center for Transport Studies; b. School of Maritime Economics and
Management， Dalian Maritime University， Dalian 116026， Liaoning， China）
Abstract：
In order to measure the green port development efficiency， the panel data of 16 ports from 2010 to 2018 are used to construct a port social benefit evaluation index system. Considering the undesired output， the super efficiency SBM （slacks-based measure） model and the Malmquist total factor productivity index model are used to explore the green port development efficiency and its cross-period changes. The results show that： the green port development efficiency declines with fluctuations during the research period， and it shows high in the south and low in the north at the regional level; the introduction of the social benefit evaluation index system increases the green port development efficiency， and significantly compensates input redundancy and output insufficiency; the technological innovation and the industry informatization are the main contributing factors to increase the green port development efficiency.
Key words：
green port development efficiency; port social benefit; super efficiency SBM model; Malmquist productivity index model
0 引言
港口效率反映了港口資源配置的有效程度，不仅是港口当局关注的重点，也是港口研究领域的核心问题之一。

随着对外贸易发展，港口货物和集装箱吞吐量激增，为港口带来过量资源投入、高污染等诸多问题，以吞吐量为单一指标衡量港口效率难以继续推动港口服务水平提升。

同时，随着新发展理念在经济、社会各领域全面贯彻，港口系统化、智能化、综合一体化的绿色发展要求上升到了新层次。

为此，本文研究港口绿色发展效率，了解港口与经济、社会和环境系统的协调发展程度，以推动港口统筹协调，推动世界一流港口建设。

学术界关于港口效率的研究，从创新视角看主要聚焦于3个方面。

①在港口运营效率测度模型中引入新的投入要素。

PREZ等[1]从专业化和港口规模两方面，对西班牙港口的物流水平进行评价;匡海波[2]构建中国港口上市公司综合效率评价指标体系，建立了基于神经网络的港口上市公司综合效率评价模型;李琳琳等[3]运用多层次模糊分析法构建综合评价指标体系，对湖北省港口发展进行研究。

②改进测度模型的构建方法。

港口效率评价应用最广泛的方法是生产前沿分析法，主要包括随机前沿分析（stochastic frontier analysis，SFA）法和数据包络分析（data envelopment analysis，DEA）法，如：余璇等[4]选取邮轮港口10年的历史数据，运用SFA法计算邮轮港口技术效率;郑琰等[5]运用规模可变的DEA模型对港口物流效率进行评价分
析;匡海波[6]采用超效率DEA法对有效港口进行评价;TOVAR等[7]运用网络DEA模型，从设施和装运效率两方面对巴西港口效率进行优化。

③近阶段研究从传统的运营效率向环境效率转变，其中：LIM等[8]对港口的可持续发展效率进行了系统的综述和评价;刘勇等[9]引入非期望产出，采用网络DEA模型评价港口环境效率和集装箱化效率;WAN等[10]建立绿色港口发展的评估模型，通过层次分析法对港口效率进行研究。

上述研究表明，国内外专家学者对港口效率的研究已取得丰硕成果，但仍存在以下不足：①现有研究在测度港口效率时仅考虑港口系统的经济和环境效益，考虑社会效益的研究成果较为匮乏。

仅考虑经济和环境效益的港口效率研究已不符合当今新发展理念的要求，而绿色发展理念是未来社会高质量发展的重要基础，因此，将社会效益指标纳入港口效率评价体系显得尤为重要。

②当前对港口效率的研究多是静态测度，缺乏对港口效率的动态分析。

港口发展是一个连续过程，对港口绿色发展效率的全要素生产率进行分解，对于把握港口绿色发展效率演变进程，识别效率驱动因素具有重要意义。

基于此，本文构建港口社会效益评价指标体系，同时引入非期望产出，利用超效率SBM （slacks-based measure）模型，对我国港口绿色发展效率进行测度，并运用Malmquist全要素生产率指数模型分析港口绿色发展效率全要素生产率及其分解指数。

1 研究方法与数据来源
1.1 港口绿色发展效率的内涵界定
交通运输部在2020年5月印发的《绿色港口等级评价指南》[11]中指出，“绿色港口”是在生产运营和服务过程中贯彻绿色发展理念，积极履行法律责任和社会责任，综合采取节约资源和能源、保护环境和生态、应对气候变化的技术和管理措施，达到了绿色港口等级评价要求的港口或码头。

绿色发展作为重要的新发展理念，进一步凸显可持续发展的广度和深度。

本文结合相关理念，对港口绿色发展效率和环境效率进行界定。

环境效率用来表征以生产、持续为目的的经济增长和发展方式，强调生产运营与环境的关系。

而港口绿色发展效率用来表征以经济、环境、社会效益为目标，集港口运营、绿色低碳管理、港口社区发展和临港经济发展为一体的绿色生产系统，其中：港口运营指在生产运营中以最小的生产要素投入实现最大的经济产出;绿色低碳管理包括资源和环境可持续发展，要实现绿色生产过程经营化;港口社区发展主要体现在基础设施建设、就业、教育文化等方面;临港经济发展包括腹地城市经济水平对港口的投入和绩效的影响，要推动实现以人为本、完善公共体系的社会效益。

1.4 投入产出变量设定和港口社会效益评价指标体系构建
1.4.1 投入产出变量设定
参考文献[9，14]对投入产出变量的选取，同时结合数据资料的可获取性，选取劳动力规模、生产用泊位数、总资产作为投入变量，其中劳动力规模以在职员工数来反映;产出指标从经济、环境、社会三个方面来反映。

传统DEA模型在衡量相对效率时，要求以有限资源获取最大产出，但在实际生产中，除期望产出外，也会产生非期望产出。

本文将营业收入和社会效益作为期望产出变量，其中社会效益体现在低碳、运营、经济等多个维度上，表示港口在生产活动中对资源环境、组织管理等所作出的贡献;碳排放对港口绿色发展效率产生负向影响，本文将碳排放量作为非期望产出变量，计算方法可参阅文献[15]。

投入产出变量的描述性统计分析见表1。

1.4.2 港口社会效益评价指标体系构建
港口作为沿海城市经济发展的重要基础和条件，为临港城市产业发展及对外贸易提供支撑;推动港口绿色发展，将在提升港口运营效益、保障航运安全、推动地区经济结构调整等方面产生重要影响。

本文借鉴已有研究[16]，参考企业年度报告并根据数据可获取性，从绿色低碳、组织運营、社区治理、临港经济4个方面构建港口社会效益评价指标体系（见表2），并采用熵值法计算指标权重。

2 结果分析
2.1 港口绿色发展效率测度结果
选取我国16个港口上市公司作为研究对象，评价周期为2010—2018年。

所有数据均来源于《中国统计年鉴》、《中国港口年鉴》、上市公司年报、社会责任报告以及国家与地方统计局官方网站。

采用超效率SBM模型进行港口绿色发展效率测度，结果见表3。

为探究社会效益指标对港口绿色发展效率的影响，将其与环境效率进行对比，如图1所示。

2.2 港口绿色发展效率时间趋势分析
（1）港口绿色发展效率在2010—2018年呈现“先上升后下降”的变化，总体呈波动中缓慢下降的趋势，且在2011年港口绿色发展效率达到较高水平。

2010—2013年港口绿色发展效率在波动中上升，2013—2018在波动中下降。

究其原因，港口作为重要的物流枢纽，在多式联
运和对外贸易中作用明显，且在国家重大战略指引下建立了以绿色为特征的交通发展模式，促进了资源的集约利用，绿色港口建设取得了阶段性成果，提升了港口绿色发展效率。

2016
年，受全球经济疲软影响，对外贸易需求低迷，航运市场出现了投入过剩的局面，导致港口绿色发展效率下降。

（2）从图1来看，2010—2018年港口的绿色发展效率与环境效率变化呈现一致性。

绿色发展效率值总体高于环境效率值，均值达到0.887，而环境效率均值则为0.623，说明社会效益对港口绿色发展效率影响显著。

具体而言，各港口的效率值发生了不同的变化。

作为港口规模
较大、吞吐量排名高的港口，广州港、上海港、天津港绿色发展效率相对于其环境效率偏低，究其原因如下：这些港口地处重要的经济带，但腹地间的过度竞争给港口带来较大的经营压力，制约了港口的绿色发展;作为早期投产建设的港口，在基础设施、运营体系等方面与城市高速发展要求存在一定差距，进一步导致了港口绿色发展效率下降。

2.3 港口绿色发展效率空间差异特征
为进一步探究港口绿色发展效率的空间差异特征，参阅文献[17]，对五大港口群进行分析，这五大
港口群分别是环渤海港口群（大连港、锦州港、营口港、天津港、青岛港、日照港、唐山港）、东南沿海港口群（厦门港）、长三角港口群（上海港、宁波港、南京港、连云港港）、珠三角港口群（广州港、赤湾港、珠海港）、西南沿海港口群（北部湾港）。

港口绿色发展效率总体呈现南高北低的特征。

2010年绿色发展效率有效港口有7个，主要分布在环渤海港口群、长三角港口群、东南沿海港口群和珠三角港口群;2018年绿色发展效率有效港口下降到3个，主要分布在长三角港口群、东南沿海港口群和珠三角港口群。

从波动来看，环渤海港口群和西南沿海港口群波动较小，珠三角港口群特别是广州港绿色发展效率下降显著。

上述研究表明，国内外专家学者对港口效率的研究已取得丰硕成果，但仍存在以下不足：①现有研究在测度港口效率时仅考虑港口系统的经济和环境效益，考虑社会效益的研究成果较为匮乏。

仅考虑经济和环境效益的港口效率研究已不符合当今新发展理念的要求，而绿色发展理念是未来社会高质量发展的重要基础，因此，将社会效益指标纳入港口效率评价体系显得尤为重要。

②当前对港口效率的研究多是静态测度，缺乏对港口效率的动态分析。

港口发展是一个连续过程，对港口绿色发展效率的全要素生产率进行分解，对于把握港口绿色发展效率演变进程，识别效率驱动因素具有重要意义。

基于此，本文构建港口社会效益评价指标体系，同时引入非期望产出，利用超效率SBM （slacks-based measure）模型，对我国港口绿色发展效率进行测度，并运用Malmquist全要素生产率指数模型分析港口绿色发展效率全要素生产率及其分解指数。

1 研究方法与数据来源
1.1 港口绿色发展效率的内涵界定
交通运输部在2020年5月印发的《绿色港口等级评价指南》[11]中指出，“绿色港口”是在生产运营和服务过程中贯彻绿色发展理念，积极履行法律责任和社会责任，综合采取节约资源和能源、保护环境和生态、应对气候变化的技术和管理措施，达到了绿色港口等级评价要求的
港口或码头。

绿色发展作为重要的新发展理念，进一步凸显可持续发展的广度和深度。

本文结合相关理念，对港口绿色发展效率和环境效率进行界定。

环境效率用来表征以生产、持续为目的的经济增长和发展方式，强调生产运营与环境的关系。

而港口绿色发展效率用来表征以经济、环境、社会效益为目标，集港口运营、绿色低碳管理、港口社区发展和临港经济发展为一体的绿色生产系统，其中：港口运营指在生产运营中以最小的生产要素投入实现最大的经济产出;绿色低碳管理包括资源和环境可持续发展，要实现绿色生产过程经营化;港口社区发展主要体现在基础设施建设、就业、教育文化等方面;临港经济发展包括腹地城市经济水平对港口的投入和绩效的影响，要推动实现以人为本、完善公共体系的社会效益。

1.4 投入产出变量设定和港口社会效益评价指标体系构建
1.4.1 投入产出变量设定
参考文献[9，14]对投入产出变量的选取，同时结合数据资料的可获取性，选取劳动力规模、生产用泊位数、总资产作为投入变量，其中劳动力规模以在职员工数来反映;产出指标从经济、环境、社会三个方面来反映。

传统DEA模型在衡量相对效率时，要求以有限资源获取最大产出，但在实际生产中，除期望产出外，也会产生非期望产出。

本文将营业收入和社会效益作为期望产出变量，其中社会效益体现在低碳、运营、经济等多个维度上，表示港口在生产活动中对资源环境、组织管理等所作出的贡献;碳排放对港口绿色发展效率产生负向影响，本文将碳排放量作为非期望产出变量，计算方法可参阅文献[15]。

投入产出变量的描述性统计分析见表1。

1.4.2 港口社会效益评价指标体系构建
港口作为沿海城市经济发展的重要基础和条件，为临港城市产业发展及对外贸易提供支撑;推动港口绿色发展，将在提升港口运营效益、保障航运安全、推动地区经济结构调整等方面产生重要影响。

本文借鉴已有研究[16]，参考企业年度报告并根据数据可获取性，从绿色低碳、组织运营、社区治理、临港经济4个方面构建港口社会效益评价指标体系（见表2），并采用熵值法计算指标权重。

2 结果分析
2.1 港口绿色发展效率测度结果
选取我国16个港口上市公司作为研究对象，评价周期为2010—2018年。

所有数据均来源于《中国统计年鉴》、《中国港口年鉴》、上市公司年报、社会责任报告以及国家与地方统计局官方网站。

采用超效率SBM模型进行港口绿色发展效率测度，结果见表3。

为探究社会效益指标对港口绿色发展效率的影響，将其与环境效率进行对比，如图1所示。

2.2 港口绿色发展效率时间趋势分析
（1）港口绿色发展效率在2010—2018年呈现“先上升后下降”的变化，总体呈波动中缓慢下降的趋势，且在2011年港口绿色发展效率达到较高水平。

2010—2013年港口绿色发展效率在波动中上升，2013—2018在波动中下降。

究其原因，港口作为重要的物流枢纽，在多式联运和对外贸易中作用明显，且在国家重大战略指引下建立了以绿色为特征的交通发展模式，促进了资源的集约利用，绿色港口建设取得了阶段性成果，提升了港口绿色发展效率。

2016年，受全球经济疲软影响，对外贸易需求低迷，航运市场出现了投入过剩的局面，导致港口绿色发展效率下降。

（2）从图1来看，2010—2018年港口的绿色发展效率与环境效率变化呈现一致性。

绿色发展效率值总体高于环境效率值，均值达到0.887，而环境效率均值则为0.623，说明社会效益对港口绿色发展效率影响显著。

具体而言，各港口的效率值发生了不同的变化。

作为港口规模较大、吞吐量排名高的港口，广州港、上海港、天津港绿色发展效率相对于其环境效率偏低，究其原因如下：这些港口地处重要的经济带，但腹地间的过度竞争给港口带来较大的经营压力，制约了港口的绿色发展;作为早期投产建设的港口，在基础设施、运营体系等方面与城市高速发展要求存在一定差距，进一步导致了港口绿色发展效率下降。

2.3 港口绿色发展效率空间差异特征
为进一步探究港口绿色发展效率的空间差异特征，参阅文献[17]，对五大港口群进行分析，这五大
港口群分别是环渤海港口群（大连港、锦州港、营口港、天津港、青岛港、日照港、唐山港）、东南沿海港口群（厦门港）、长三角港口群（上海港、宁波港、南京港、连云港港）、珠三角港口群（广州港、赤湾港、珠海港）、西南沿海港口群（北部湾港）。

港口绿色发展效率总体呈现南高北低的特征。

2010年绿色发展效率有效港口有7个，主要分布在环渤海港口群、长三角港口群、东南沿海港口群和珠三角港口群;2018年绿色发展效率有效港口下降到3个，主要分布在长三角港口群、东南沿海港口群和珠三角港口群。

从波动来看，环渤海港口群和西南沿海港口群波动较小，珠三角港口群特别是广州港绿色发展效率下降显著。

上述研究表明，国内外专家学者对港口效率的研究已取得丰硕成果，但仍存在以下不足：①现有研究在测度港口效率时仅考虑港口系统的经济和环境效益，考虑社会效益的研究成果较为匮乏。

仅考虑经济和环境效益的港口效率研究已不符合当今新发展理念的要求，而绿色发展理念是未来社会高质量发展的重要基础，因此，将社会效益指标纳入港口效率评价体系显得尤为重要。

②当前对港口效率的研究多是静态测度，缺乏对港口效率的动态分析。

港口发展是一
个连续过程，对港口绿色发展效率的全要素生产率进行分解，对于把握港口绿色发展效率演变进程，识别效率驱动因素具有重要意义。

基于此，本文构建港口社会效益评价指标体系，同时引入非期望产出，利用超效率SBM （slacks-based measure）模型，对我国港口绿色发展效率进行测度，并运用Malmquist全要素生产率指数模型分析港口绿色发展效率全要素生产率及其分解指数。

1 研究方法与数据来源
1.1 港口绿色发展效率的内涵界定
交通运输部在2020年5月印发的《绿色港口等级评价指南》[11]中指出，“绿色港口”是在生产运营和服务过程中贯彻绿色发展理念，积极履行法律责任和社会责任，综合采取节约资源和能源、保护环境和生态、应对气候变化的技术和管理措施，达到了绿色港口等级评价要求的港口或码头。

绿色发展作为重要的新发展理念，进一步凸显可持续发展的广度和深度。

本文结合相关理念，对港口绿色发展效率和环境效率进行界定。

环境效率用来表征以生产、持续为目的的经济增长和发展方式，强调生产运营与环境的关系。

而港口绿色发展效率用来表征以经济、环境、社会效益为目标，集港口运营、绿色低碳管理、港口社区发展和临港经济发展为一体的绿色生产系统，其中：港口运营指在生产运营中以最小的生产要素投入实现最大的经济产出;绿色低碳管理包括资源和环境可持续发展，要实现绿色生产过程经营化;港口社区发展主要体现在基础设施建设、就业、教育文化等方面;临港经济发展包括腹地城市经济水平对港口的投入和绩效的影响，要推动实现以人为本、完善公共体系的社会效益。

1.4 投入产出变量设定和港口社会效益评价指标体系构建
1.4.1 投入产出变量设定
参考文献[9，14]对投入产出变量的选取，同时结合数据资料的可获取性，选取劳动力规模、生产用泊位数、总资产作为投入变量，其中劳动力规模以在职员工数来反映;产出指标从经济、环境、社会三个方面来反映。

传统DEA模型在衡量相对效率时，要求以有限资源获取最大产出，但在实际生产中，除期望产出外，也会产生非期望产出。

本文将营业收入和社会效益作为期望产出变量，其中社会效益体现在低碳、运营、经济等多个维度上，表示港口在生产活动中对资源环境、组织管理等所作出的贡献;碳排放对港口绿色发展效率产生负向影响，本文将碳排放量作为非期望产出变量，计算方法可参阅文献[15]。

投入产出变量的描述性统计分析见表1。

1.4.2 港口社会效益评价指标体系构建
港口作为沿海城市经济发展的重要基础和条件，为临港城市产业发展及对外贸易提供支撑;推动港口绿色发展，将在提升港口运营效益、保障航运安全、推动地区经济结构调整等方面产生重要影响。

本文借鉴已有研究[16]，参考企业年度报告并根据数据可获取性，从绿色低碳、组织运营、社区治理、临港经济4个方面构建港口社会效益评价指标体系（见表2），并采用熵值法计算指标权重。

2 结果分析
2.1 港口绿色发展效率测度结果
选取我国16个港口上市公司作为研究对象，评价周期为2010—2018年。

所有数据均来源于《中国统计年鉴》、《中国港口年鉴》、上市公司年报、社会责任报告以及国家与地方统计局官方网站。

采用超效率SBM模型进行港口绿色发展效率测度，结果见表3。

为探究社会效益指标对港口绿色发展效率的影响，将其与环境效率进行对比，如图1所示。

2.2 港口绿色发展效率时间趋势分析
（1）港口绿色发展效率在2010—2018年呈现“先上升后下降”的变化，总体呈波动中缓慢下降的趋势，且在2011年港口绿色发展效率达到较高水平。

2010—2013年港口绿色发展效率在波动中上升，2013—2018在波动中下降。

究其原因，港口作为重要的物流枢纽，在多式联
运和对外贸易中作用明显，且在国家重大战略指引下建立了以绿色为特征的交通发展模式，促进了资源的集约利用，绿色港口建设取得了阶段性成果，提升了港口绿色发展效率。

2016
年，受全球经济疲软影响，对外贸易需求低迷，航运市场出现了投入过剩的局面，导致港口绿色发展效率下降。

（2）从图1来看，2010—2018年港口的绿色发展效率与环境效率变化呈现一致性。

绿色发展效率值总体高于环境效率值，均值达到0.887，而环境效率均值则为0.623，说明社会效益对港口绿色发展效率影响显著。

具体而言，各港口的效率值发生了不同的变化。

作为港口规模较大、吞吐量排名高的港口，广州港、上海港、天津港绿色发展效率相对于其环境效率偏低，究其原因如下：这些港口地处重要的经济带，但腹地间的过度竞争给港口带来较大的经营压力，制约了港口的绿色发展;作为早期投产建设的港口，在基础设施、运营体系等方面与城市高速发展要求存在一定差距，进一步导致了港口绿色发展效率下降。

2.3 港口绿色发展效率空间差异特征
为进一步探究港口绿色发展效率的空間差异特征，参阅文献[17]，对五大港口群进行分析，这五大。