A execução em um $ () invoca um subshell, e o novo subshell não pode usar a conexão no shell atual. É por isso que você recebe esses erros.
Se você quiser executar algo em subshell, estabelece a conexão a cada vez. OU executá-los no atual, escrevendo a saída para um arquivo e, em seguida, processando a saída
echo $(db2 connect to sample > /dev/null; db2 -x "select count(*) from dict_area")
OR
db2 connect to sample
db2 -x "select count(*) from dict_area" > /tmp/output
echo $(cat output)