環境規制與產業結構升級
——基于中國城市動態空間面板模型的分析

程中華，李廉水，劉 軍

(1.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇 南京 210044；2.東南大學經濟管理學院，江蘇 南京 211189)

環境規制與產業結構升級
——基于中國城市動態空間面板模型的分析

程中華1,2，李廉水1，2，劉 軍1

(1.南京信息工程大學中國制造業發展研究院，江蘇 南京 210044；2.東南大學經濟管理學院，江蘇 南京 211189)

本文構建了環境規制促進產業結構升級的理論框架，并采用2003—2014年中國285個地級及以上城市的統計數據，以地理距離作為空間權重矩陣，運用動態空間面板模型實證檢驗了環境規制對產業結構升級的影響效應。結論表明，城市產業結構升級之間存在顯著的全局空間正相關性和局部空間集聚效應。環境規制顯著促進了城市產業結構升級，但這種促進效應受城市經濟發展階段的限制。環境規制對工業化中期和后期階段城市的產業結構升級具有顯著的促進效應，且對中期階段城市的促進作用更強，但對工業化初期階段城市的促進效應沒有通過顯著性檢驗。

環境規制；產業結構升級；空間溢出效應；動態空間面板

1 文獻回顧與問題提出

環境規制對產業發展和經濟績效的影響受到了學者們的廣泛關注。傳統觀點認為環境規制會增加企業的成本負擔，對企業生產行為施加了新的約束條件，使得企業生產、管理和銷售等環節難度加大，不利于產業發展和經濟績效的提升。波特對傳統觀點提出了質疑，認為被規制企業為了降低“遵循成本”，會對原有的設備和技術進行改造、升級或更新，通過技術創新提高能源效率和產品附加值。同時，環境規制能夠刺激被規制企業在約束條件下，進一步優化資源配置，提高管理效率并降低生產過程中的非效率行為。因此，環境規制不僅可以改善環境質量，還有利于產業發展和經濟績效的提升，這一觀點被稱為“波特假說”[1]。

學者們對“波特假說”進行了較為深入的研究，現有文獻主要從弱“波特假說”和強“波特假說”兩大方面展開分析和討論。對于弱“波特假說”的檢驗，學者們得出的結論基本一致，認為環境規制有利于技術創新[2]。而對于強“波特假說”的檢驗，學者們得出的結論存在較大差異，歸納起來主要分為以下四種觀點：①認為環境規制不利于生產率增長或技術進步[3]；②認為環境規制有利于生產率增長或技術進步[4]；③認為環境規制對生產率增長或技術進步的影響作用不明顯[5]；④認為環境規制對生產率增長或技術進步的影響存在門檻效應[6]。

上述研究只是圍繞“波特假說”進行檢驗，而關于環境規制對產業結構升級的影響研究還相對較少，這似乎并沒有觸碰環境規制影響產業結構調整的深層次原因。也有學者分析了環境規制對產業結構升級的影響，認為環境規制對產業結構升級的影響存在門檻效應[7-8]。但這些研究對于環境規制影響產業結構升級的內在機制分析的還不夠深入，而且基于省級層面的實證分析顯得較為粗糙。另外這些研究在實證過程中還忽視了一個很重要的問題，那就是產業結構升級在地理位置上呈現出的空間效應。在即有研究的基礎上，本文嘗試在以下兩個方面做出努力：一是理論分析環境規制促進產業結構升級的內在機制；二是基于地級市視角，采用動態空間面板模型實證分析環境規制對產業結構升級的影響效應。

2 環境規制促進產業結構升級的理論機制

2.1 環境規制的壁壘效應促進產業結構升級

根據“結構-行為-績效”(SCP)分析范式，環境規制通過設置進入壁壘，對試圖進入市場的企業主體進行篩選，調整市場主體構成，推動產業結構向高級化發展。環境規制通常可以通過以下兩種方式來影響企業進入：一是要求新進企業安裝污染治理設備進行清潔生產，這必然會增加企業的前期資金投入，提高了企業的必要資本量，從而對新企業進入形成了資本壁壘。二是要求新進企業執行更為嚴格的環境標準，使得新進企業對生產設備、生產流程、產品質量、污染物排放的技術標準和技術要求更高，從而對新企業進入形成了技術壁壘。因此，環境規制優化了該地區的企業進入結構，促進了該地區產業結構升級。

2.2 環境規制的轉移效應促進產業結構升級

依據國際貿易中的“污染避難所”假說，嚴格的環境規制增加了污染密集型產品的生產成本，為了規避這一“遵循成本”，污染密集型企業將會從高環境規制地區向低環境規制地區遷移，從而優化本地區產業結構。同時地區之間為了吸引外資，有可能出現“向環境規制底線賽跑”的現象，形成相互之間以惡化環境來吸引FDI的惡性競爭，導致本地區產業結構更趨向污染密集型。因此，嚴格的環境規制將直接致使本地區污染密集型企業遷出到環境規制較為寬松的地區，使得本地區的產業結構發生相應的調整，以服務業為代表的清潔型產業將占據更大的比重，從而推動本地區產業結構升級。

2.3 環境規制的創新補償效應促進產業結構升級

波特假說認為，隨著環境規制的不斷加強，企業必須通過技術創新以提高能源效率和生產率水平，以期在長期內顯著降低其邊際治污成本，從而形成“創新補償”效應，這不僅能夠有效抵消環境規制所帶來的“遵循成本”，還能刺激產業技術進步。而隨著技術進步的不斷積累，企業在技術進步的過程中又會發現新的生產工藝、生產技術和生產數據，產品附加值和技術復雜度也得到進一步的提升，要素市場和中間產品市場的發展越來越完善，這樣會進一步導致產業分工的深化，使得新興產業不斷發展壯大，從而推動產業結構不斷向高級化方向發展。

2.4 環境規制的替代效應促進產業結構升級

環境規制的實施使得工業企業從事生產所使用的礦產資源開發受到限制，并對工業企業生產過程施加了許多約束條件，從而導致企業生產要素供給減少、生產成本負擔增加，這些都會縮減地區工業的投資規模，進而通過投資乘數效應引起工業相應份額的下降。同時，環境規制的實施使得工業的成本增加，而服務業的成本受環境規制的影響甚微，從而使得工業相對于服務業的成本提高；相應地，工業對于服務業的相對價格也會隨之上漲；根據消費者選擇理論，消費者將會以更多的服務來替代商品，這種替代效應有利于服務業的發展，從而推動本地區產業結構升級。

3 模型建立與變量說明

3.1 計量模型

基于上述理論分析和研究目的，本文建立如下動態空間面板模型：

(1)

其中，Isuit表示i城市在第t年的產業結構升級指數，ER表示環境規制強度，X表示控制變量。τ表示產業結構升級一階滯后的回歸系數，反映了前期相關因素對本期的影響。ρ和λ分別表示空間滯后回歸系數和空間誤差回歸系數。Wij表示空間權重矩陣，本文以城市之間直線距離的倒數作為權重。ηi為地區效應，νt為時間效應，εit為隨機擾動項，分別表示影響產業結構升級的不同維度隨機干擾。

3.2 變量說明

(1)被解釋變量：產業結構升級指數(Isu)。本文采用各產業產值比重與勞動生產率的乘積來測度產業結構升級指數。

(2)核心解釋變量：環境規制強度(ER)。本文借鑒趙霄偉的區位熵方法，通過構建城市污染物排放強度在全國范圍內的相對位置，來測度該城市的環境規制強度[9]。

(3)控制變量：①經濟發展水平(Pgdp)。根據恩格爾法則，經濟發展水平越高的城市，家庭收入水平越高，消費結構也越高級化，這些都會對產業結構產生影響。本文采用人均GDP來衡量經濟發展水平。②人力資本水平(Edu)。人力資本不僅可以提高城市的技術水平，還會通過提升創新效率和管理效率來促進產業結構升級。本文選取高等學校教師數與學生數的比例作為人力資本水平的代理變量。③金融發展水平(Fin)。金融發展可以通過資源優化配置效應和創新激勵效應推動產業結構向高級化發展。本文采用各城市金融機構貸款余額與GDP的比值衡量金融發展水平。④外商直接投資(Fdi)。外商直接投資可以通過競爭效應、溢出效應和關聯效應等途徑影響該城市的產業結構變遷。本文采用各城市實際外商投資額占GDP的比重來衡量外商直接投資。⑤基礎設施(Infra)。新經濟地理學理論認為，較好的基礎設施可以顯著降低生產要素的流通成本，提高生產要素的配置效率和規模效應。本文采用城市道路人均占有面積作為基礎設施的代理變量。我們預期上述控制變量對城市產業結構升級具有顯著的促進作用。⑥自然資源稟賦(Nre)。依據比較優勢理論，當城市擁有較高資源稟賦時，就會密集使用該資源，使得相關產業獲得更快發展，形成該種產業的比較優勢。本文采用城市農林牧漁業和采掘業從業人員占該城市全部從業人員的比重來近似地衡量自然資源稟賦。⑦政府干預程度(Gov)。在財政分權體制下，政府對經濟活動的干預會抑制市場在資源配置中主體作用的較好發揮，不利于產業結構升級。本文以各城市財政收入占GDP的比重來反映政府干預程度。我們預期上述控制變量對城市產業結構升級具有顯著的抑制作用。

4 空間相關性檢驗與回歸結果分析

4.1 空間相關性檢驗

本文采用Moran’sI指數檢驗城市產業結構升級的全局空間自相關性，其計算公式如下：

(2)

表1 2003—2014年城市產業結構升級的Moran’s I指數及其顯著性檢驗

注：***表示通過1%水平下的顯著性檢驗。

為了進一步分析城市產業結構升級的局部空間特征，本文采用局部空間關聯指標LISA集聚圖來進行統計性分析。可以發現：①城市產業結構升級的高值集聚區主要集中在京津魯、長三角和珠三角地區，這主要是因為這些地區經濟發展水平高，高人力資本水平和技術水平使得工業結構高端化，金融業、生產性服務業以及技術密集型制造業發展迅速，逐步成為推動城市經濟增長的主要動力。隨著時間的推移，高值集聚區逐漸增多，這主要是因為這些新增地區產業發展越來越注重服務業和高技術制造業，周圍城市之間的產業關聯、產業轉移和技術溢出都有利于本地區產業結構升級。②城市產業結構升級的低值集聚區主要集中在西北的陜甘寧地區，這主要是因為這些地區經濟發展水平較低，基礎設施和裝備技術水平較差，產業發展主要以農業和勞動密集型制造業為主，服務業發展相對緩慢。隨著時間的推移，低值集聚區逐漸減少，這主要是因為這些減少地區勞動力優勢得以充分利用，市場規模逐漸擴大，生產率水平得到不斷提升，產業結構也得到一定程度的優化。

4.2 全國層面的估計結果與分析

由于城市產業結構升級在地理位置上呈現出的空間相關性和空間異質性，傳統的估計方法不再有效。因此，本文采用動態空間面板模型納入空間效應和動態效應進行估計。對于動態空間面板模型的估計方法，本文采用Elhorst提出的無條件ML方法進行估計[10]。為了避免變量之間多重共線性對模型估計結果的影響，本文采用逐步回歸法進行估計，估計結果見表2。

表2 全國層面城市數據的動態與靜態空間面板模型估計結果

續表2

注：*、**、***分別表示在10%、5%、1%的顯著性水平下顯著，方括號內為漸進的t統計量，下同。

從表2的回歸結果可以發現，動態空間面板模型和靜態空間面板模型的空間溢出效應為正且通過了1%的顯著性檢驗，這表明產業結構升級在地理位置上存在顯著的空間溢出效應，這說明考慮地理距離和空間溢出效應來分析環境規制對產業結構升級的影響效應較為合適。但是兩個模型的回歸結果存在較大差異，這主要是因為產業結構調整和升級作為連續動態的經濟系統，具有路徑依賴的慣性特征，前期的鋪墊和積累必然會通過產業發展、技術水平、人力資本等因素表現出來，并且會作用于本期或滯后若干期的產業發展。當納入產業結構升級一階滯后項之后，其系數顯著為正，充分說明了產業結構升級的動態連續性特征。因此，本文選擇解釋力更強的動態空間面板模型作為最終的解釋模型。

由模型(9)的估計結果可以發現，環境規制強度的二次項系數不顯著，而一次項系數顯著為正，這表明環境規制對產業結構升級具有明顯的促進作用。在控制變量方面，經濟發展水平、金融發展水平和外商直接投資對于產業結構升級具有顯著的促進作用，這些都與我們的理論預期相一致。自然資源稟賦對產業結構升級的影響系數顯著為負，這表明自然資源稟賦不利于產業結構升級，這可能是因為當城市具有自然資源稟賦優勢時，城市產業發展就會密集使用該資源，使得資源密集型產業獲得更快發展，從而不利于產業結構升級。人力資本水平對于產業結構升級的影響作用不顯著，這可能與代理變量的選取有較大關系，本文選取的代理指標為高等學校師生比，可能無法全面的衡量城市人力資本水平。超出預期的是政府干預系數為正且通過了1%的顯著性檢驗，這說明政府干預對于產業結構升級具有顯著的促進作用，究其原因主要在于：政府對市場進行干預和調控，可以建立健全市場經濟體系，為產業發展提供良性的宏觀環境，使市場經濟得以正常運行和均衡發展。同時，政府干預可以糾正市場的信息不對成，有效彌補市場經濟的缺陷和不足，實現資源的優化配置，這些都會對產業結構調整和升級發揮調控作用和促進作用。

4.3 不同經濟發展階段的估計結果與分析

由于環境規制對產業結構升級的促進作用與城市經濟發展階段密切相關，因此本文將城市經濟發展階段劃分為三種類型，分別為工業化前期階段、中期階段和后期階段。在城市樣本中，處于工業化前期階段、中期階段和后期階段的城市數分別為41個、160個和84個，這說明城市產業結構整體上仍處于工業化中期階段，估計結果見表3。

表3 不同經濟發展階段城市數據的動態空間面板模型估計結果

可以發現，環境規制對產業結構升級的促進作用受城市經濟發展階段的限制，其中，環境規制對工業化中期階段城市產業結構升級的促進作用最強，工業化后期階段次之，但環境規制對工業化初期階段城市的促進作用沒有通過顯著性檢驗，本文給出的可能解釋是：工業化初期階段，城市產業結構逐步由以農業為主轉向以勞動密集型輕工業為主，輕工業成為經濟發展的主要支柱產業。此階段，雖然輕工業的迅速發展和產業結構的變動產生了一定數量的污染物，但由于經濟規模和污染物排放量較小，能源消耗和環境污染均在資源環境承載范圍之內，生態環境問題尚不明顯。工業化中期階段，產業結構逐漸由以輕工業為主轉向以重工業為主，鋼鐵、機械、能源、化工等能源消耗型和污染密集型產業取得了迅速發展，雖然第三產業也得到了一定程度的發展，但重工業依然是經濟發展的主要支柱產業。此階段，重工業的迅速發展大大加劇了能源消耗和環境污染，超出了資源環境的承載范圍，生態環境遭到了極大破壞。但考慮到經濟的可持續增長和生活水平的提高，此階段政府對環境污染的治理主要以末端治理和污染控制為主。工業化后期階段，產業結構逐漸由以重工業為主轉向以高新技術工業和服務業為主，高新技術產業和生產性服務業取得了迅速發展，使得服務業比重持續上升，工業結構不斷優化，服務業和高新技術產業逐漸成為經濟發展的主要支柱產業。此階段，能源消耗和污染物排放量得到了有效控制，生活環境質量也得到了不斷好轉，政府對環境污染的治理逐漸由末端治理為主轉向以源頭治理為主。

5 結論與啟示

本文理論分析了環境規制促進產業結構升級的內在機制，并實證檢驗了環境規制對產業結構升級的影響效應。研究結論表明，環境規制對于產業結構升級具有顯著的促進作用，但這種促進作用受城市經濟發展階段的制約。環境規制能夠顯著促進工業化中期階段和后期階段城市產業結構升級，但對工業化初期階段城市產業結構升級的促進效應沒有通過顯著性檢驗。在控制變量方面，提高政府對經濟的干預程度和控制產業發展對自然資源稟賦的依賴程度將有利于城市產業結構升級。

本文的政策啟示有：①進一步加強環境規制，倒逼或激勵企業進一步優化資源配置，通過創新補償效應以提高能源效率和產品附加值，促進城市產業結構不斷向高級化方向發展，從而實現污染治理與企業發展的雙贏。②依據城市經濟發展階段，采取靈活多變的環境規制政策和方式。對于工業化初期階段的城市而言，環境污染較輕，可以多采取命令控制型環境規制方式；對于工業化中和后期階段的城市而言，環境污染較重，可以多采取市場激勵型環境規制方式，注重環境污染的源頭治理。③降低城市產業發展對自然資源稟賦的依賴，通過優化資源結構、提高資源利用效率以實現產業結構升級。一方面應不斷降低對自然資源的使用，推進自然資源的高效開發和有效利用，大力發展循環經濟推動工業結構向集約化、綠色化方向發展；另一方面應建立清潔、安全、高效的資源能源體系，大力發展可再生能源和清潔能源，不斷提高它們在工業耗能中的比重。

[1]PORTER M E.America’s green strategy [M].Scientific American,1991,264(4):1-168.

[2]KNELLER R,MANDERSON E.Environmental regulations and innovation activity in UK manufacturing industries [J].Resource and energy economics,2012,34(2):211-235.

[3]BROBERG T,MARKLUND P O,SAMAKOVLIS E,HAMMAR H.Testing the Porter hypothesis:the effects of environmental investments on efficiency in Swedish industry [J].Journal of productivity analysis,2013,40(1):43-56.

[4]AMBEC S,COHEN M A,ELGIE S,LANOIE P.The Porter Hypothesis at 20:Can environmental regulation enhance innovation and competitiveness? [J].Review of environmental economics and policy,2013,7(1):2-22.

[5]RUBASHKINA Y,GALEOTTI M,VERDOLINI E.Environmental regulation and competitiveness:empirical evidence on the Porter hypothesis from European manufacturing sectors [J].Energy policy,2015,83(8):288-300.

[6]LIU J L,RAN M S.Effect of the intensity of environmental regulation on production technology progress in 17 industries:evidence from China [J].Polish journal of environmental studies,2014,23(6):2071-2081.

[7]原毅軍，謝榮輝.環境規制的產業結構調整效應研究:基于中國省際面板數據的實證檢驗[J].中國工業經濟，2014(8)：57-69.

[8]鐘茂初，李夢潔，杜威劍.環境規制能否倒逼產業結構調整——基于中國省際面板數據的實證檢驗[J].中國人口資源與環境，2015，25(8)：107-115.

[9]趙霄偉.地方政府間環境規制競爭策略及其地區增長效應——來自地級市以上城市面板的經驗數據[J].財貿經濟，2014(10)：105-113.

[10]ELHORST J P.Unconditional maximum likelihood estimation of linear and log-linear dynamic models for spatial panels[J].Geographical analysis,2005,37(1):85-106.

(責任編輯 沈蓉)

Environmental Regulation and Industrial Structure Upgrading——Based on Dynamic Spatial Econometric Analysis of Chinese Cities’ Data

Cheng Zhonghua1,2,Li Lianshui1,2,Liu Jun1

(1.China Institute of Manufacturing Development,Nanjing University of Information Science& Technology,Nanjing 210044,China;2.School of Economics and Management,Southeast University,Nanjing 211189,China)

The paper constructs a theoretical framework of environmental regulation on promoting industrial structure upgrading.It uses statistical data of 285 Chinese cities in 2003—2014,and makes geographic distance as a spatial weight matrix.The paper empirically tests the effect of environmental regulation on industrial structure upgrading using dynamic spatial panel models.The results show that there is significant positive global spatial autocorrelation and local spatial agglomeration effect between urban industrial structure upgrading.Environmental regulation significantly promotes industrial structure upgrading,but the promoting effect is restricted by urban economic development stage.The effects of environmental regulation on industrial structure upgrading are significant on the middle stage and the later stage of industrialization,and the promoting role on the middle stage of industrialization is bigger than that on the later stage.But the effect of environmental regulation on industrial structure upgrading is not significant on the initial stage of industrialization.

Environmental regulation;Industrial structure upgrading;Spillover effect;Dynamic spatial panel

國家自然科學基金項目(71673145)，教育部哲學社會科學發展報告項目(13JBG004)，中國制造業發展研究院開放課題(SK20160090-8)。

2016-04-29

程中華(1983-)，男，山東濰坊人，南京信息工程大學中國制造業發展研究院講師，東南大學經濟管理學院博士研究生；研究方向：創新管理與制造業發展。

F062.9

A