空氣污染對區域創新能力的影響
——基于人力資源流動的中介作用與市場化水平的調節作用

肖振紅,李 炎,范君荻

(哈爾濱工程大學 經濟管理學院,哈爾濱 150001)

中國是世界第二大經濟體,綜合國力及科技實力進入了新發展階段。然而,隨著經濟的快速增長,環境污染、資源緊張以及過量的碳排放等問題逐漸顯現[1]。最新發布的《2018年全球環境績效指數報告》顯示,中國環境績效指數(EPI)為50.74 分,排名第120位,尤其在空氣質量、重金屬排放等環境健康項中與發達國家存在較大差距。長期以來,中國經濟發展具有快速增長與環境變革兩大特征,大量的高耗能、高污染發展使中國面臨嚴重的環境污染與生態失衡問題,其中空氣污染對人們生活和經濟發展產生了嚴重的負面影響[2]。在資源與環境雙重約束下采取規模擴張為主的外延式發展模式日漸式微。唯有創新是擺脫資源與環境規制、實現經濟穩定增長的必由之路。舒爾茨、盧卡斯等的人力資本理論認為人是影響經濟發展、技術研發最關鍵因素。因此,各地區為吸引人才鼓勵創新,相繼出臺了多項人才引進政策:上海市2018年出臺的《上海市引進人才申辦上海市常住戶口試行辦法》,大連市新修訂的《大連市引進人才若干規定》,以及廈門、蘇州等城市、省份紛紛出策,這些政策為地區吸引人才提高創新能力提供了良好的政策環境。

由于環境庫茲涅茨曲線(EKC)現象的存在,隨著經濟的發展環境污染呈現出先遞增,達到峰值后逐漸減弱的趨勢,尤其是空氣污染方面,經濟發展與空氣質量呈現出明顯的倒U 型相關關系[3-4]。改革開放40年的發展,中國GDP 年均增長達10%,與此同時,環境污染也日趨嚴重。世界銀行研究報告顯示,全球20個污染最嚴重地區,中國占16個,中國主要水系有過半不適合人類使用;同時,中國的二氧化碳、二氧化硫排放量也成為全球最高。2012年以來,國內多數城市霧霾現象頻發[5],北京、天津、河北及黑龍江部分地區PM2.5濃度一度超出測量范圍,國內霧霾面積最高達130萬km2。嚴重的空氣污染影響了居民健康,研究發現,空氣污染導致秦嶺淮河以北的人口預期壽命減少了5年[6],同時因為空氣污染致早死人數超過35萬人[7];較差的空氣狀況還會使員工產生心理變化,自控力下降、怠工行為增加[8]。空氣污染會導致人力資源在空間上進行重新配置,尤其是具有高知識、高技能的人才流動性會增加,這類人群收入較高,對轉移成本的承擔能力強,更傾向于向低污染地區流動[9]。空氣污染水平通過對人力資源的重新配置與當地員工身體健康的影響對地區的創新能力產生作用。

一般認為員工收益包含貨幣性收益與非貨幣性收益兩個方面,且良好的空氣質量是非貨幣性收益的重要部分[10]。空氣是人類生存的必須要素,其質量高低直接影響員工健康與區域發展[11-12]。首先,長期處于高污環境中的人預期壽命更短,患疾病風險概率更高尤其是呼吸系統疾病[6,13],在相同條件下員工醫療支出增加,工作成本提升;其次,較差的空氣質量還會對員工精神產生影響,長期暴露于高濃度PM2.5等空氣污染物中,會導致人的情緒低落產生認知障礙[14],多數人員還會因焦慮抑郁而產生怠工行為[8],空氣污染通過對員工生理與精神的雙重作用,大幅降低了員工的非貨幣性收益,導致部分具有高轉移成本承擔能力的人員產生了跨區域流動,由高污染區域向低污染區域轉移,區域創新人才的流動間接影響了區域創新能力;同時,空氣污染對員工生理與精神的副作用也影響了當地員工的行為狀態,直接影響了區域創新活動。研究發現,區域市場化水平與人口流動、環境污染存在明顯的相關關系。Ashby[15]和Cebula[16]分別以美國國內人口流動與國外移民流動為研究對象,發現人口流動與經濟自由程度有顯著的正相關關系,市場化程度越高,人口流入越大,同時市場化水平較高時經濟水平增加且個人效用有所提升。Daniel等[17]針對高技術人群流動的研究發現,市場化水平對跨國移民有明顯的促進作用,越高水平的市場化對高技術人群吸引力越大。

現有文獻對影響中國區域創新的因素進行了研究,研發資源投入[18]、產權制度保護[19]、創新主體間競爭程度與協調程度[20]、政府與市場的科研支持等都是學者關注重點。關于空氣污染與經濟的影響研究多集中于污染產生、污染對人健康的影響、對經濟發展的作用[6,21-22],而對于空氣污染對區域創新能力影響的關注較少,且研究重點多置于企業層面,這為本文留下了研究空間。同時,區域創新能力是區域持續發展的重要動力,作為人類賴以生存的空氣環境對區域創新能力是否以及如何影響有較高的研究價值。

1 理論分析與研究假設

空氣質量是員工的非貨幣性收益,它對人才流動具有重要作用,進而對區域創新能力產生影響,本文從空氣質量對區域創新的直接與間接影響方面進行討論。

1.1 空氣污染與區域創新能力的關系

(1)直接影響。空氣污染對區域創新能力的直接影響可以從員工層面與企業層面進行論述。

①員工層面。人的需求是分層并且由低向高的,馬斯洛將人的需求劃分為生理需求、安全需求、社交需求、尊重需求和自我實現需求5級,當員工生理需求滿足時會尋求更高層次的安全需求。空氣污染會直接影響員工身體健康,長期處于高污染環境中會減少員工預期壽命[6],增加患病風險[13]與早亡概率[7],空氣污染對于員工生理健康的負面影響直接減少了員工工作時長[23],影響了創新水平的提升。同時,空氣污染對員工精神狀態的影響也極為明顯,長期暴露于高濃度PM2.5等空氣污染物中,會導致人的情緒低落產生認知障礙[14],多數人員還會因焦慮抑郁而產生怠工行為[8]。行為金融學研究發現,情緒會直接影響人們的判斷與決策[24],積極的情緒狀況往往意味著更好的工作狀態、更高的產出[25]以及更高的創新效率[26],較低的空氣質量導致員工精神狀態較差,直接影響了員工創新思維與創新活動。

②企業層面。一方面,新古典理論認為污染會促使政府引入更嚴格的環境規制,進而增加企業環保支出推高經營成本,增加的“環保成本”必然對企業創新資金產生擠出效應,創新資金的減少降低了企業創新能力[27-28];另一方面,空氣污染對員工的身心健康造成了影響,員工創新活動受限直接影響了企業的創新能力。同時,企業為了弱化空氣污染對員工工作狀態的影響,會向員工支付額外的薪酬溢價以激勵員工[29],從而增加了企業經營成本;處于高污染地區的企業具有更高的員工流失成本與招募、培訓成本[29],高成本、高流動對企業創新活動產生了負面影響。因此,從個人和企業層面來看,空氣污染對區域創新能力都產生了直接的負作用。

根據上述分析提出假設:

H1其他條件不變,地區空氣污染越嚴重,其區域創新能力越低。

1.2 人力資源流動的中介作用

(2)間接影響。空氣污染對區域創新能力的影響主要是通過區域內創新人力資源流動進行作用的。

①解釋人口流動因素的推-拉理論指出,人口流動主要有推力因素、拉力因素與障礙因素[30],這些因素包含經濟、社會和地理等,其中經濟因素是影響人員流動的主要因素[31]。根據“經濟人”假設,員工會對所處環境的非貨幣性收益與薪酬等貨幣性收益進行權衡,在其他條件不變的情況下,較差的空氣質量降低了員工的非貨幣性收益[29],同時嚴重損害了員工身心健康,作為“經濟人”的員工具有了遷移動機,即個人遷移是為了最大化的效用[40]。研究表明,通過移徙來減少災害風險是人類的本性[11],嚴重的空氣污染會導致人口流出,尤其是較為年輕的群體更容易遷出[32]。環境污染對地區健康人力資本造成損害,會阻礙人才引進[33],研究發現,霧霾污染越嚴重地區富人、中產階級流失越嚴重,隨之流失的還有資本和人才[34]。與企業普通員工相比,具有高知識儲備、高技術能力的創新人員流動性更高。一方面,創新人員薪資水平較高,擺脫戶籍管制與對轉移成本的承擔能力強[9];另一方面,創新人員多集中于中青年群體,與受“安土重遷”思想影響深刻的老年人不同,空氣污染對此類人群的推力效應更強[32]。綜上所述,空氣污染會導致人力資源在空間上進行重新配置,具有高知識、高技能的人才由低空氣質量區域向高空氣質量區域流動。

②人力資源對區域創新能力的提升具有重要影響。創新從哲學上講是一種人的創造性實踐行為,因此,人在整個創新過程中起著決定性作用。舒爾茨、盧卡斯等的人力資本理論認為人是影響經濟發展和技術研發的最關鍵因素。學者普遍認為人力資源投入對區域創新能力存在穩定的促進作用,并且人力資源投入對區域創新能力的推動作用大于研發經費投入的作用[35]。學者們還從空間視角、企業微觀視角發現人力資本流動、人力資本投入可以大幅提升創新能力[36-37];部分學者也發現,人力資源投入對區域創新能力的影響存在滯后性與非線性現象[20,38-39]。因此,從空氣污染對區域創新能力的間接影響方面來看,空氣污染通過對區域創新人力資源的流動產生作用,進而影響了區域創新能力。

根據上述分析提出假設:

H2a其他條件不變,地區空氣污染越嚴重,其區域創新人力資源流出現象越嚴重。

H2b其他條件不變,區域創新人力資源對區域創新能力有促進作用。

H3創新人力資源是空氣污染影響區域創新能力的重要傳導機制,即人力資源在空氣污染對區域創新能力的影響中承擔中介作用。

1.3 市場化水平的調節作用

在空氣污染對區域創新能力的影響過程中可以發現,區域市場化水平在其中也起著一定的作用。區域市場化水平在空氣污染與創新人力資源流動間具有調節作用,同時區域市場化水平還調節了創新人力資源流動與區域創新能力間的關系。

(1)區域市場化水平在空氣污染與創新人力資源流動間的調節作用。市場化水平較高的地區更能通過生產要素的自由流動、組合促進經濟的發展[41],高經濟發展水平對人才具有更高的吸引力,Ashby[15]與Cebula[16]分別以美國國內人口流動與國外移民流動為研究對象,發現人口流動與經濟自由程度有顯著的正相關關系,市場化程度越高,人口流入越大;同時,市場化水平越高,消費者個人效用越高。較高的市場化水平一般意味著較高的經濟安全,個人財產利益更能受到保護[42],這意味著擁有更多財富的人群更傾向于向市場化水平較高的地區遷移。Daniel等[17]和Yakovlev等[43]針對高技術人群流動的研究發現,市場化水平對跨國移民有明顯的促進作用,越高水平的市場化對高技術人群吸引力越大,因為高技術人才的遷移回報較高[40,44]。但是空氣污染對創新人員的非貨幣性收益產生了嚴重的影響,在市場化水平較高的地區創新人力資源流動更快,有更高的向高質量空氣環境遷移的動機。因此,區域市場化水平在空氣污染對創新人力資源流動中存在作用,但作用方向未明確。

根據上述分析提出相互競爭的假設:

H4a市場化水平在空氣污染與區域人力資源流動間具有調節作用,在區域市場化水平較高的環境中,空氣污染導致區域人力資源向外流動的影響減弱。

H4b市場化水平在空氣污染與區域人力資源流動間具有調節作用,在區域市場化水平較高的環境中,空氣污染導致區域人力資源向外流動的影響增強。

(2)區域市場化水平在人力資源流動與區域創新能力間具有正向作用。主要可以從如下3個方面解釋:①較高的市場化水平往往意味著較高的經濟發展水平[45],各類生產要素資源更豐富,同時市場化水平的提升可以減少市場尋租行為,提升資源流通配置能力,相關創新要素組合實現進一步優化[46],對配合人力資源創新有促進作用;②市場化對區域間知識流動有影響,市場化的推進使得經濟發展得到深化,企業跨區域交流學習的機會增加,加速了知識在區域間的轉移,促進了本區域的知識積累,進而提升了創新能力的基礎[39,47];③市場化程度提高,市場競爭水平則隨之提升,技術知識的可得性增加、市場交易成本降低。企業創新成果轉化收益增加,因此更具有創新的趨勢。研究表明,中國情境下市場競爭越激烈企業創新績效、區域創新能力越高[48]。因此,區域市場化水平在人力資源對區域創新能力有正向作用。

根據上述分析提出假設:

H5市場化水平在人力資源與區域創新能力間具有調節作用,在區域市場化水平較高的環境中,人力資源對區域創新能力的提升影響增強。

研究模型如圖1所示。

圖1 研究模型

2 研究設計

2.1 樣本選擇和數據來源

采用2008～2017年中國省際面板數據進行實證研究。主要解釋變量為各地區主要城市的空氣質量指數,數據來自中國空氣質量在線監測分析平臺與中華人民共和國生態環境部,調節變量各區域市場化水平變量來自樊綱等編著的《中國市場化指數》,中介變量區域創新人力資源與被解釋變量區域創新能力的衡量指標控制變量來自《中國統計年鑒》《中國科技統計年鑒》。由于西藏地區數據缺失嚴重,故選取30省市(除西藏)進行實證研究,同時文中企業相關變量均采用規模以上工業企業數據。

2.2 變量測量及模型構建

2.2.1 變量測量

(1)因變量。現有研究多以專利申請量、專利授權量、競爭性產出和技術性產出等作為區域創新系統能力的衡量指標[49]。其中:專利屬于創新中間產出,是初步的成果轉化;新產品銷售收入屬于經濟產出,是最終產出中的收益性產出[50];專利授權量較專利申請量更能直接反映科技創新能力。借鑒文獻[35,48]中建立綜合指標的方法,選取專利授權量、核準注冊商標、國外檢索工具收錄科技論文數以及新產品銷售收入4個指標綜合測度區域創新能力。相較于現有研究的綜合指標各有側重,本文指標則包含了技術性產出和收益性產出。

(2)自變量。空氣質量指數。以空氣質量指數衡量空氣污染水平[51]。空氣質量指數是根據細顆粒物、可吸入顆粒物、二氧化硫等6項參數綜合得出的空氣污染程度的指數,一般分為6級,數值越大,表明地區空氣污染越嚴重。本文選取各省主要城市和地區空氣質量指數進行平均代表全省市的空氣污染水平,并將空氣質量指數進行對數處理。

(3)中介變量。創新人員為整個創新活動主體,是創新的基礎驅動要素,當前研究中人力資源投入主要使用科技人力資源投入、研發人員數、R&D人員全時當量等指標來衡量,本文選取更能精準反映當期人力資源投入的R&D 人員全時當量作為指標。

(4)調節變量。市場化水平用樊綱等編著的《中國市場化指數》中各地區市場化指數指標作為區域市場化進程的參考,該指數具有指標體系穩定、測度連續與結果相對客觀的特點,主要包含了政府與市場關系、非國有經濟發展與產品、要素市場發育程度以及市場中介組織與法律制度環境等方面。

(5)控制變量。控制變量方面選取加入了區域創新系統結構、區域創新系統規模、R&D 經費投入、政府支持力度、外商直接投資以及市場支持力度作為控制變量[49,52]。

選取區域生產總值為區域創新系統規模的表征變量,區域創新主體間競爭程度也會影響其創新能力;選取高等院校、研究開發機構及有R&D 活動的企業數量之和來衡量區域創新系統結構。研究顯示,科研經費投入的多少會直接影響區域創新活動,故選取R&D 經費投入來衡量區域科研經費投入情況。在現實中,政府總是直接、間接地引導創新主體進行科技創新活動,并且多用資金資助形式,故用財政支出中的科學技術支出來衡量政府支持力度。由于外商直接投資可以帶來知識溢出與研發經費投入進而影響創新能力,故選取外商直接投資作為區域外部投資的表征指標。區域創新市場的支持對創新成果轉化以及創新活動的持續推進具有重要作用,故選取技術市場成交額作為衡量區域創新市場的支持指標。

表1 變量測度與數據來源

2.2.2 模型構建 采用面板模型探究空氣污染對區域創新能力影響及作用路徑。面板模型的一般形式為

式中:yit為被解釋變量;Ci為截距項;Xit為解釋變量列向量;β為回歸系數列向量;εit是隨機誤差項。

中介效應和調節效應模型分別為:

在上述模型中,RIC 表示區域創新能力,IHR表示創新人力資源,Control表示控制變量包含區域創新系統規模(Tov)、區域創新系統結構(Nerul)、科研經費投入(RIE)、政府支持力度(Ste)、外商直接投資(Fdi)以及市場支持力度(Ms)。

模型式(3)～(5)為依次檢驗法檢驗創新人力資源的中介效應模型,式(6)檢驗市場化水平在空氣污染與區域人力資源流動間的調節作用,式(7)檢驗市場化水平在人力資源與區域創新能力間的調節作用。由于調節變量和解釋變量的交互項存在,模型容易出現多重共線問題,參照現有研究,測量調節效應時對數據進行了中心化處理。同時,為了縮小數據數值差異,消除異方差問題,對文中數據進行了對數化處理。

3 實證結果與分析

3.1 描述性統計

變量描述性統計如表2所示。由表2可見,區域創新能力均值為-0.207 5,方差為0.600 6,且最大值與最小值差距較大。這說明,區域間創新能力存在較大的差異,空氣質量指數等核心指標也顯示出較大的地域差異。控制變量指標區間較大而均值、方差較小,表明數據存在趨勢性。對核心變量進行Pearson相關性檢驗,表3所示為核心變量的相關矩陣和方差膨脹因子(VIF)值。表3結果表明,各變量間有較高相關性,初步驗證了所提假設。同時,VIF值較小,表明模型不存在多重共線問題。

表2 全樣本描述性統計

表3 核心變量相關性分析

3.2 中介效應回歸分析

表4所示為空氣污染對區域創新能力的主效應與中介效應回歸結果。其中,模型1-1、1-2 為空氣污染對區域創新人力資源流動的影響,模型1-3～1-6以區域創新能力為因變量,解釋空氣污染對區域創新能力的影響與作用路徑。

表4 主效應與中介效應回歸分析

由模型1-1、1-2可知,空氣污染對區域創新人力資源流動有負向影響(α=-0.067,P＜0.05),即空氣污染越嚴重區域創新人力資源流出越多,空氣污染增加1個單位則人口流出6%,經濟意義顯著,假設H2a成立。由模型1-3、1-4可知,空氣污染對區域創新能力有負向影響(α=-0.072,P＜0.05),且經濟意義顯著,假設H1成立。由模型1-3、1-5可知,區域創新人力資源對區域創新能力有促進作用(α=0.169,P＜0.05),假設H2b成立。將模型1-2、1-4與模型1-6綜合分析,可得當模型加入區域創新人力資源變量后,空氣污染對區域創新能力的影響減弱,說明了區域創新人力資源在空氣污染與區域創新能力間起到部分中介作用,假設H3成立。

3.3 調節效應回歸分析

參照調節效應主流檢驗方法,首先對數據進行中心化處理,然后將控制變量、自變量、調節變量以及自變量和調節變量的交互項逐步放入模型中,觀測其系數變化與顯著性變化。

表5所示為市場化水平調節效應檢測結果。其中,模型2-1～2-3為市場化水平對空氣污染與區域創新人力資源流動關系的調節效應檢測,模型2-4～2-6為市場化水平對區域創新人力資源流動對區域創新能力作用的調節效應檢測。

表5 市場化水平調節效應回歸分析

由模型2-1～2-3的回歸結果可見,空氣污染與市場化水平的交互項與創新人力資源流動有正向關系,且在10%的顯著性水平下顯著,假設H4b 成立。即市場化水平在空氣污染與區域創新人力資源流動間起到顯著的正向調節作用,市場化水平較高的地區空氣污染對創新人力資源的“擠出效應”更大,一方面是市場化水平高,人口流動受限程度低;另一方面是地區經濟水平較高,人口對轉移成本承擔能力強。由模型2-4～2-6的回歸結果可見,創新人力資源流動與市場化水平的交互項與區域創新能力有正向關系,且在10%的顯著性水平下顯著,假設H5成立。即市場化水平在創新人力資源流動與區域創新能力間起到顯著的正向調節作用,市場化水平較高的地區創新成果更容易轉化,對區域

創新能力的作用更大。

3.4 穩健性檢驗

為考察上述結果的穩健性,進行穩健性檢驗。首先將因變量區域創新能力的綜合指標替換為區域專利申請數,自變量空氣污染指數由區域單位面積SO2排放量代替,中介變量R&D人員全時當量用地區研發人員數代替,模型檢驗結果如表6、7所示。

表6 主效應與中介效應回歸分析

表7 市場化水平調節效應回歸分析

由穩健性檢驗結果可知:空氣污染對區域創新能力有負向影響,空氣污染對區域創新人力資源流動有負向影響;同時,區域創新人力資源流動的中介效應顯著,區域市場化水平兩階段的正向調節作用顯著。與之前結果一致。

3.5 異質性檢驗

上述研究表明,空氣污染對中國各區域創新能力具有負面影響,并且主要是通過促進人力資源流動實現的。考慮到國內空氣污染在空間上存在較大的差異,本節進一步以子樣本回歸分析空氣污染對區域創新能力影響的異質性。將各地區空氣污染水平排序,平均分為高空氣污染組與低空氣污染組分別進行分析。

由表8結果可見,高污染地區空氣污染對人力資源流動、區域創新能力都有負向作用,低污染地區影響不顯著。分組回歸結果顯示,高污染地區的人才“擠出現應”與創新能力負向影響效應更強。由表9、10結果可見,無論高污染地區還是低污染地區,市場化水平在空氣污染與區域創新人力資源流動之間以及創新人力資源流動與區域創新能力之間都有一定的調節作用。

表8 主效應與中介效應回歸分析

表9 市場化水平調節效應回歸分析

表10 市場化水平調節效應回歸分析

4 結論

空氣質量是影響人類行為的重要因素,其質量好壞不僅影響區域經濟發展與創新能力,還關乎人類健康。基于此,本文通過構建“空氣污染-創新人力資源流動、區域市場化-區域創新能力”的關系模型,分析了空氣污染對區域創新能力的影響,并討論了其作用路徑與區域市場化水平對作用過程的影響。得出如下主要結論:

(1)空氣污染會造成員工身體與精神的雙重影響,同時降低了員工非貨幣性收益,具有更高承擔轉移成本的創新人員,隨著空氣污染的增加,流出現象越明顯。

(2)空氣污染會弱化地區創新能力,創新人力資源流動在其中起到部分中介作用,空氣污染的加重導致人力資源的“擠出效應”增加,進而影響了區域創新能力;同時,空氣污染還通過降低本地區創新人員的工作效率弱化了區域創新能力。

(3)區域市場化水平在空氣污染與區域創新人力資源流動間有正向調節作用,市場化水平較高地區的空氣污染對創新人力資源的“擠出效應”更大。

(4)市場化水平在區域創新人力資源流動與區域創新能力間有正向調節作用,市場化水平越高,地區創新成果更易轉化,創新人力資源對區域創新能力的影響更明顯。

基于上述研究結論,提出如下建議:

(1)從宏觀政策制定者層面,空氣污染對區域人力資源產生了明顯的“擠出效應”,同時對人身心健康造成影響,通過直接與間接作用影響了區域創新能力。在此情形下,政府部門應制定相關法律規定,落實綠色創新、綠色發展戰略,推動節能減排行為,改善環境質量,以實現人才引入,推動區域創新能力發展。

(2)從市場化發展角度,地區市場化水平對創新過程有重要的正向影響。政府應當繼續大力推進地區市場化進程,重視市場在創新過程中的決定性作用,引入創新市場競爭機制,提高創新效率

(3)從企業層面,改善員工的生活及工作環境有利于吸引創新人力資源流入,同時有利于提高在職員工身體健康狀況,提升員工創新產出。除此之外,企業為吸引、留住人才可以提高員工薪酬,以貨幣性收益的增加抵消空氣污染對員工非貨幣性收益造成的影響。