環境規制、工業集聚與長江經濟帶工業綠色發展：基于調節效應和門檻效應的分析

馬 珩，金堯嬌

（南京航空航天大學經濟與管理學院，江蘇南京 211106）

習近平總書記強調要探索以綠色發展為導向的高質量發展新路子，因此，推動長江經濟帶工業綠色發展是長江經濟帶高質量發展的必由之路。長江經濟帶是我國重要的工業經濟走廊，打造世界級產業集群是其發展重點，但粗放型的經濟發展方式也給環境帶來了沉重的壓力。2017 年國家《關于加強長江經濟帶工業綠色發展的指導意見》明確指出，要降低工業發展對生態環境的影響，促進工業綠色發展。不可否認，工業集聚是推動經濟增長的重要引擎，但同時其環境外部性也可能不利于綠色發展，而環境規制能對產業形成有效約束，是驅動綠色發展的重要手段。已有相關研究中，韓政等［1］以我國沿海地區為研究對象，發現環境規制對產業生態化有顯著的促進作用，而工業集聚則存在較為顯著的抑制作用；黃磊等［2］研究發現產業集聚顯著抑制了城市工業綠色發展；張治棟等［3］發現目前仍有多數城市處于制造業集聚與綠色效率間的“U”型關系的左下側區域；王建民等［4］認為環境規制對工業綠色發展的促進效應不明顯；而吳傳清等［5］研究發現環境規制對我國各省份工業綠色發展的影響呈倒“U”型，過低或過高的環境規制水平不利于工業綠色發展。經梳理發現，目前探討環境規制、工業集聚與工業綠色發展三者之間聯系的研究較少，主要有如舒揚等［6］通過建立面板向量自回歸（PVAR）模型，實證發現長江經濟帶環境規制、產業集聚對綠色全要素生產率具有方向正好相反的時變效應；丁斐等［7］研究發現我國環境規制促進了城市工業集聚，但工業集聚對碳排放強度的顯著提高作用遮掩了環境規制的積極影響；徐成龍等［8］得出了工業集聚與環渤海地區生態效率的關系在環境規制調節下轉負為正的結論。鑒于此，本研究以長江經濟帶為對象，在前人的研究基礎上探究長江經濟帶環境規制、工業集聚與工業綠色發展之間的關系，以期為我國工業綠色可持續發展提供理論支持。

1 理論分析與研究假說

1.1 環境規制與工業綠色發展

環境規制對工業綠色發展的影響取決于環境規制的環境效應和經濟效應。一般來說，環境規制有利于環境質量的提升，但其對經濟發展的影響取決于遵循成本效應與創新補償效應［9］。一方面，加強環境規制會導致企業生產成本上升，抑制企業提升競爭力［10］；另一方面，合理的環境規制強度能夠激勵企業技術創新，優化資源配置，提高生產效率［11］。因此，若企業能夠在可承受的增量成本下加速技術創新、提高生產效率，環境規制就有利于工業綠色發展。但過度的環境規制會擠占企業的正常投資，使企業為了滿足當前環境規制標準而犧牲長遠利益［12］，并且環保設備的額外損耗也會造成企業生產率顯著下降［13］。在這種情況下，雖然環境問題可能得以改善，但環境規制可能導致遵循成本效應帶來的顯性與隱性成本超出創新補償效應所能帶來的效益，此時，環境規制對經濟發展造成的嚴重負向沖擊會使得環境規制對工業綠色發展產生抑制作用。基于此，提出假設1。

假設1：長江經濟帶環境規制對工業綠色發展具有正向促進作用，但是過高強度的環境規制反而會阻礙工業綠色發展，即環境規制與工業綠色發展的關系是倒“U”型的。

1.2 工業集聚與工業綠色發展

工業集聚對經濟發展和環境治理的正負外部性共同影響著工業綠色發展水平［14］。從經濟發展角度來看，一方面工業集聚會促使企業通過相互合作競爭產生知識和技術溢出效應，帶來規模經濟的正外部性［15］；另一方面，如周圣強等［16］、Bruelhart等［17］指出工業集聚的擴大也會帶來擁擠效應和過度競爭等負外部性。從環境治理角度來看，一方面工業集聚帶來的工業污染等問題將對環境產生持續性的破壞與消耗，成為環境治理的阻力［18］；另一方面，工業集聚也會促使企業充分共享環保知識及設施，推動污染物處理技術的進步與處理效率的提升，產生綠色知識的溢出效應及污染處理的規模效應［19］。由于高能耗、高排放型工業仍占較大比重，因此長江經濟帶工業集聚對工業綠色發展的負外部性影響可能仍占主導作用［2］，但在工業集聚過程中，集聚正負外部性的均衡比較結果很可能引致二者之間產生非線性關系［20］。基于此，提出假設2。

假設2：長江經濟帶工業集聚水平的提升對工業綠色發展的影響是負向的，但是當集聚水平超過一定閾值后就能夠促進工業綠色發展，即工業集聚與工業綠色發展的關系是“U”型的。

1.3 環境規制、工業集聚與工業綠色發展

在工業集聚地區加大環境規制的力度，一方面環境規制提高了企業的進入成本，通過產業轉移重塑企業空間分布格局，促使產業轉型升級［7］；另一方面，環境規制將促使企業共享清潔基礎設施，提高了資源的利用效率與污染物的集中治理效率，有利于激發企業在相互合作與競爭的環境中開發環保清潔技術和綠色產品，實現成本節約與創新補償的雙重效果，即工業集聚的環境治理規模效應與綠色知識溢出效應在環境規制下發揮了更大的作用［8］。因此，在政府的管制下，長江經濟帶工業集聚對工業綠色發展的正外部性影響很可能會超過負外部性影響，從而帶動綠色發展水平的提高。基于此，提出假設3。

假設3：在環境規制下長江經濟帶工業集聚對工業綠色發展的負向影響逐漸減弱并轉為正向作用。

2 研究設計

2.1 變量選擇

2.1.1 工業綠色發展（GEE）

參考黃磊等［2］的研究，運用包含非期望產出的Super-SBM模型測算長江經濟帶工業綠色經濟效率，以此來衡量各城市的工業綠色發展水平。傳統的數據包絡分析（DEA）模型忽略了非期望產出對效率的影響，也忽視了投入產出的松弛性問題，而非徑向非角度的SBM 模型雖解決了此問題，但會出現多個決策單元（DMU）的效率同時為1 的情況，為此，Tone［21］改進并提出了Super-SBM 模型，可以更為準確、有效地對工業綠色經濟效率值進行測度，解決了有效決策單元之間無法進一步比較的問題。Super-SBM 模型構建如下：

式（1）中：假設共有n個DMU，xik、ypk、yqk分別表示投入、期望產出與非期望產出；m、r1、r2分別表示投入、期望產出與非期望產出要素的個數；分別為投入、期望產出與非期望產出的松弛變量；ρ為工業綠色經濟效率值。

運用MaxDEA7 Ultra 軟件測算長江經濟帶工業綠色經濟效率。投入產出指標選擇如下：資本投入借鑒柯善咨等［22］的估算方法，以各城市規模以上工業企業流動資產和固定資產凈值之和估算而得，并用各省市固定資產投資價格指數進行平減；由于沒有城市層面工業從業人員的現成統計數據，勞動投入利用各城市采掘業、制造業、電力煤氣及水生產供應業從業人員數之和來衡量［23］；能源投入以各城市工業用電量表示。期望產出選用各城市規模以上工業總產值并以各省市工業品出廠價格指數進行平減［20］。非期望產出包括各城市的工業廢水、工業SO2以及工業煙（粉）塵排放量，考慮到環境污染是多種污染綜合作用的結果，更適合用綜合的指標來衡量，因此采用熵值法將上述三者綜合為環境污染綜合指數。

2.1.2 核心解釋變量

（1）環境規制（ER）。借鑒 Javorick 等［24］的測量方法，采用如下方法衡量環境規制：

（2）工業集聚（IA）。基于各類指數的適用范圍和數據可獲得性，選取區位商指數作為工業集聚水平的測度。具體計算方法如下：

式（3）中：Eji為i城市j產業的從業人員數量；為i城市全部從業人員數；是全部城市j 產業的全部從業人員數量；表示全部城市所有產業的從業人員數。IAij的值越高，意味著工業集聚水平越高。

2.1.3 控制變量

（1）外商投資水平（FDI）。國外直接投資流入可能會帶來技術溢出效應，也有可能會導致“污染天堂”的現象，因此選取經年匯率轉換后的外商直接投資額與地區生產總值（GDP）的比值衡量外商投資水平。

（2）經濟發展水平（ED）。已有研究表明，經濟發展水平的高低對地區的綜合發展具有重要影響，因此選取人均地區生產總值衡量經濟發展水平，以2003 年為基期人均地區生產總值指數進行平減，并作了對數處理。

（3）資源稟賦（RS）。豐富的資源可能會給一個地區帶來“詛咒”，也可能是“福音”［25］，因此選取采掘業從業人數與總就業人數的比值來表示地區資源豐裕程度。

（4）產業結構（IU）。產業結構演進是促進環境效率提高的重要途徑，因此以第三產業與第二產業產值之比衡量區域產業結構。

2.2 模型設定

2.2.1 動態面板模型

由于模型中可能存在由逆向因果關系導致的內生性問題，為了更好地解決模型中的內生性問題，更準確地檢驗環境規制及工業集聚對工業綠色發展的影響，選擇使用動態面板模型進行回歸，構建動態面板計量模型（M1）如下：

為了考察環境規制及工業集聚對工業綠色發展的非線性影響，在式（4）基礎上加入環境規制及工業集聚的平方項，具體模型（M2）如下：

為了進一步考察環境規制作用下工業集聚對工業綠色發展的影響，在式（5）基礎上引入環境規制與工業集聚的交互項，具體模型（M3）如下：

式（6）中：i表示長江經濟帶各城市；t表示年份。

2.2.2 面板門檻模型

為了檢驗環境規制在工業集聚對工業綠色發展影響中發揮的作用，以環境規制強度為門檻變量，構建面板門檻模型，采用面板門檻模型估計方法確認具體的門檻個數、門檻值大小以及置信區間。面板門檻模型如下：式（7）中：I（·）為指示函數；ER 為門檻變量；r1,…,rn為門檻值；Xit為一系列控制變量。

2.3 數據來源

囿于數據的可得性1），選擇2003—2017 年長江經濟帶108 個地級及以上城市的面板數據為樣本（刪除了因行政單位變更而缺失過多數據的巢湖、銅仁、畢節）。初始數據主要來源于歷年《中國城市統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國工業經濟統計年鑒》等，部分缺失數據使用插值法進行補全。為了剔除價格因素的影響，所有用貨幣衡量的指標都通過相應價格指數平減至2003 年。各變量的描述性統計結果如表1 所示。

表1 變量描述性統計結果

3 實證分析

3.1 單位根檢驗及多重共線性分析

3.1.1 單位根檢驗

雖然本研究所采用的數據為短面板數據，但考慮到研究時間范圍涉及15 年，為確保研究結果的可靠性，運用同質面板單位根檢驗方法LLC 方法、HT方法和異質面板單位根檢驗方法IPS 對相關變量進行單位根檢驗。檢驗結果如表2 所示，各變量均為平穩序列。此外，分別運用KAO 檢驗、Pedroni 檢驗及Westerlund 檢驗進行了協整檢驗，結果均顯著拒絕原假設。因此，認為變量之間存在協整關系，能進行面板數據分析。

表2 變量單位根檢驗結果

3.1.2 多重共線性分析

為了了解各變量間的多重共線性情況，檢驗模型中各變量的方差膨脹因子VIF和Pearson相關系數，結果見表3，由于變量間的VIF 值均小于2，相關系數均小于0.5，認為各變量間不存在多重共線性問題。

表3 變量多重共線性分析結果

3.2 基本回歸分析

分別運用了差分廣義矩（GMM）與系統GMM方法對動態面板模型進行回歸，M1、M2 和M3 的回歸結果如表4 所示，其中第1 列和第5 列為尚未加入控制變量的M1。表4 中，差分GMM 與系統GMM的Sargan 檢驗結果表明無法拒絕“所有工具變量均有效”的原假設，AR（1）和AR（2）的檢驗結果表明殘差項存在一階序列自相關但不存在二階序列自相關，說明動態面板模型設定合理。對比可知，二者所得結果幾乎一致，但相對于差分GMM 估計，系統GMM 估計有著更好的有限樣本特征，其參數估計結果更加有效。因此，以系統GMM 的估計結果做進一步分析。

表4 變量基本回歸分析結果

表4（續）

在各列估計結果中，工業綠色經濟效率的滯后項系數在1%水平上顯著為正，說明長江經濟帶前一期工業綠色經濟效率的提高將促進當期效率的提升，也體現了動態面板模型設定的合理性。環境規制一次項在各列中的系數均在1%水平上顯著為正，而在M2 和M3 的回歸結果中二次項雖然為負但并不顯著，說明長江經濟帶環境規制對工業綠色發展具有顯著的正向促進作用，過高強度的環境規制也可能會阻礙綠色發展，部分驗證了假設1。工業集聚一次項在各列中的系數均顯著為負，但在回歸結果中工業集聚的二次項卻在10%水平上顯著為正，說明工業集聚的提高對長江經濟帶工業綠色發展的影響呈“U”型，驗證了假設2；經計算，曲線的拐點大約在1.432 左右，這也意味著工業集聚在超過拐點1.432 后才能夠對長江經濟帶工業綠色發展起到一定的促進作用。目前，長江經濟帶大部分城市工業集聚水平的提高并不利于工業綠色發展。2005 年，108個城市中僅有約11%的城市工業集聚度大于1.432；2017 年，工業集聚度超過1.432 的城市約有25%。總體而言,長江經濟帶大部分城市位于“U”型曲線的下降階段。在M3 的回歸結果中，環境規制和工業集聚的系數分別為1%顯著性水平下的0.122 和5%顯著性水平下的-0.544，而環境規制與工業集聚交互項的系數為0.071 且在10%水平上顯著為正，說明環境規制在工業集聚對長江經濟帶工業綠色發展的負向作用中起到了負向調節效應，可能是由于環境規制削弱了工業集聚的負外部性影響或增強了其正外部性影響，從而減弱了工業集聚對綠色發展的負向作用，這在一定程度上驗證了假設3。

從各控制變量來看，資源稟賦系數顯著為負，說明長江經濟帶的資源優勢具有一定的“資源詛咒”效應，資源開發和利用會阻礙工業綠色發展，也說明了依靠資源消耗的粗放式發展模式是不利于可持續發展的；外商投資的系數顯著為負，說明長江經濟帶的外商投資仍處于價值鏈的較低層次，存在“污染避難所”效應，不利于工業綠色發展，還需要進一步優化外商投資結構；經濟發展水平的系數為正但并不顯著，說明長江經濟帶還未越過環境庫茲涅茨曲線拐點，這可能是由于當前長江經濟帶城市的經濟增長方式仍屬于粗放型，存在資源要素錯配的問題，各地區政府仍然較多關注經濟發展水平的增長，對企業有關環境方面的規制不夠嚴格［26］；產業結構基本上在10%的水平上顯著為負，可能是由于長江經濟帶正處于產業轉型過程中，第三產業發展較第二產業落后，且內部結構并不合理，商業住宿餐飲、交通物流運輸等傳統服務業仍為主要構成部分，現階段還無法促進長江經濟帶工業綠色發展［27］。

3.3 穩健性檢驗

為了確保實證結論的穩健性，采用替換指標和剔除樣本的方法進行穩健性檢驗。借鑒徐成龍等［8］的做法，利用工業SO2和工業粉塵排放強度綜合測算長江經濟帶的環境規制綜合指數；作為長江經濟帶的龍頭城市，10 多年來上海的工業綠色發展水平一直處于領頭羊的地位，遠領先于其他城市，因此剔除上海樣本數據在一定程度上可以消除極端值的影響。對替換指標和剔除樣本后的107 個城市再次進行回歸分析，兩種方法的穩健性結果分別如表5和表6 所示，對比可知檢驗結果與上述回歸結果基本一致，核心解釋變量的系數符號和顯著性也沒有發生明顯改變，說明本研究結果的穩健性較好。

表5 指標層面的穩健性檢驗結果

表6 區域層面的穩健性檢驗結果

3.4 門檻效應分析

3.4.1 門檻效應檢驗

為了進一步檢驗環境規制作用下工業集聚對工業綠色發展的影響，以環境規制強度為門檻變量進行門檻回歸分析。表7 列示了通過Bootstrap 方法進行500 次自抽樣的檢驗結果，可見以環境規制強度作為門檻變量時，雙重門檻通過了1%的顯著性檢驗，因此選擇雙門檻效應模型進行分析。表7 中，右側兩列為最優門檻值的估計結果及其95%的置信區間，兩個門檻值分別為1.446 和3.732。

表7 門檻檢驗結果

圖1 中顯示了兩個門檻值及其95%水平上的置信區間，可見環境規制的門檻值對應的LR 估計值都明顯小于臨界值，所以上述門檻估計值真實有效。

圖1 環境規制強度門檻值對應的LR 值

3.4.2 門檻回歸分析

表8 報告了以環境規制強度為門檻變量的雙重門檻回歸結果。當環境規制小于1.446 時，工業集聚與綠色經濟效率的回歸系數為-0.281 且在1%的水平上顯著，可能是由于此時集聚區尚未形成合理的布局和良好的環保意識，無序集聚下既加重了環境污染又產生了較大的擁擠成本；當介于兩個門檻值1.446 和3.732 之間時，工業集聚的負向影響顯著減弱，在5%水平下為-0.162，可能是由于國家對環保的重視對工業集聚形成了一定的約束作用，企業意識到合力高效治理污染物的重要性，開始有序集聚及相互合作以降低環境成本；當環境規制強度大于第二個門檻值3.732 時，工業集聚與綠色經濟效率的回歸系數由負轉正，回歸系數為0.165。門檻回歸結果說明，在環境規制的雙重門檻作用下，工業集聚對長江經濟帶工業綠色發展的負向影響逐漸減弱，并出現了由負向影響向正向影響的轉變，這說明在環境規制下長江經濟帶工業集聚對工業綠色發展的正外部性影響會超過負外部性影響，從而帶動工業綠色發展水平的提高。回歸結果再一次驗證了假設3，進一步證實了本研究結論的穩健性。

表8 面板門檻回歸結果

3.5 區域異質性分析

由于長江經濟帶上游、中游、下游三大區域2）在經濟環境條件和產業結構等方面存在較大差異，因此進一步對環境規制強度門檻效應的區域異質性作探討分析。表9 與表10 分別顯示了各區域的門檻效應檢驗和門檻值估計結果，下游地區通過了雙門檻檢驗，門檻值分別為0.756、2.630，而中游與上游地區僅通過了單門檻檢驗，門檻值分別為1.417 和1.444。

表9 分區域門檻檢驗結果

表10 分區域門檻估計值與置信區間

3 個區域的門檻面板回歸結果如表11 所示，可以看出下游地區環境規制的第一門檻僅為上游、中游地區的1/2，而在環境規制強度跨過第二門檻后，工業集聚對綠色經濟效率的負向作用轉變成了顯著的正向促進作用，回歸系數為0.653 且在1%的水平上顯著，呈現出顯著的逆轉效果。這可能是由于下游地區環境規制強度的加大給污染密集型產業帶來了更大的生存壓力，企業在尋求綠色轉型的同時也會選擇向中上游遷移，更多的對環境友好且附加值高的高新技術產業、高端制造業等依托下游的人才、資金、技術、物流等條件得以共同集聚與發展。研究發現，下游地區環境規制強度大于第一門檻值為0.756 的城市比例約為49.404%，大于中上游地區門檻值為1.4 的城市比例約為40.982%，而中上游地區環境規制強度達到該門檻值的城市比例僅為14.543%。較弱的環境規制可能使污染密集型產業在向中上游地區遷移和集聚過程中給當地帶來的環境損耗更大于經濟效益，雖然環境規制在一定程度上削弱了工業集聚的負向作用，但并未呈現出顯著的逆轉效果，要實現綠色經濟效率的提高還需繼續采取更嚴格的環境規制手段，并從引導工業有序集聚、加大人才和技術引進、促進產業結構優化等方面繼續發力。

表11 分區域面板門檻回歸結果

4 結論與建議

4.1 研究結論

本研究采用Super-SBM 模型測算了長江經濟帶108 個城市2003—2017 年的工業綠色經濟效率，將環境規制與工業集聚同時納入研究框架，構建動態面板模型和面板門檻模型探究了長江經濟帶環境規制、工業集聚與工業綠色發展之間的關系，并考慮了長江經濟帶上中下游的空間異質性影響，得出如下結論：（1）工業集聚與長江經濟帶工業綠色經濟效率之間存在著“U”型關系，總體而言，長江經濟帶大部分城市處于“U”型曲線的下降階段。（2）環境規制能顯著促進城市工業綠色發展水平的提高，過高強度的環境規制可能會對工業綠色發展產生一定阻礙作用但并不顯著。（3）環境規制在工業集聚對工業綠色發展的負向作用中起到了負向調節效應。（4）工業集聚對工業綠色發展的影響存在以環境規制為門檻的雙重門檻效應，在環境規制的雙重門檻作用下，工業集聚的負向影響逐漸減弱甚至由負轉正。（5）長江經濟帶中下游三大區域都存在以環境規制為門檻的門檻效應，但只有下游地區呈現出顯著的逆轉效果。

4.2 對策建議

（1）在工業集聚過程中，政府應該根據主體功能區定位，引導工業合理布局和有序聚集，打造世界級產業集群，爭取早日跨過“U”型拐點。（2）現階段，長江經濟帶仍需繼續采取更嚴格的環境規制手段，激勵企業在可承受的增量成本下提高生產效率、加速技術創新，促使工業集聚的環境治理規模效應與綠色知識溢出效應發揮更大的作用。（3）在打造世界級產業集群的同時，更要注意環境規制的配套結合，尤其在工業集聚尚未形成一定規模效應前更應該保持較高的環境規制強度。（4）推動長江經濟帶下游地區人才、資金、技術等要素向中上游地區流動，鼓勵上下游之間積極開展綠色產業合作及治理理念交流。（5）在引進外資時應加強審慎甄別，提高環保準入門檻，在推進產業結構升級的過程中要注意第三產業的內部結構調整，注重發展綠色高新技術產業，充分發揮資源優勢，引導企業通過技術創新來提高資源使用效率，打破“資源詛咒”效應。

注釋：

1）由于相關統計年鑒不再公布2017 年及以后各地級市規模以上工業總產值，因此樣本統計時間截至2017 年。

2）長江經濟帶上游地區包括四川、云南、貴州和重慶；中游地區包括湖北、湖南、江西和安徽；下游地區包含上海、江蘇和浙江。