環境規制、產業集聚與技術創新

劉毛桃 方徐兵 李光勤

（安徽財經大學，安徽 蚌埠 233030）

一、引言

隨著中國步入全面建成小康社會的決勝階段，“高質量”逐漸成為經濟發展的內在要求[1]。當前我國正處于“三期疊加”階段，亟需提高全要素生產率。而科技創新對我國生產關系具有決定性作用，一國創新水平的提高會促進整個經濟的發展，當前對人才、技術水平的競爭，歸根結底都是創新的競爭[2]。改革開放以來，我國為GDP短期快速增長付出了環境污染和企業技術創新發展不足等沉重代價[3]，但近年來中國經濟逐步向綠色經濟發展[4]。

在現有文獻中，關于環境規制對技術創新的影響主要存在“抑制假說”、“促進假說”以及“相關不確定假說”三種觀點[5]。“抑制假說”是指環境規制阻礙了技術創新，加大環境規制力度會造成企業成本壓力，用于研發資源就會減少[6-7]。關于促進假說（“波特假說”），認為實施環境規制會促使企業技術創新以彌補成本增加，進而提高企業的生產效率[8]。Jaffe（1997）[9]基于動態視角闡述了“波特假說”，認為環境規制可以促進技術創新。此外，余東華和崔巖（2019）[10]認為環境規制與技術創新之間存在非線性的關系。

與現有文獻相比，本文的邊際貢獻有：第一，利用中國省級面板數據來考察環境規制對技術創新的影響及其內在邏輯，基于多維度角度實證檢驗了環境規制對技術創新的影響，豐富文章的定量研究和確保實證結果的可信度；第二，采用產業集聚作為中介變量，有助于理解環境規制對技術創新影響的內在邏輯；第三，基于研究結論，為構建環境保護與創新驅動的新時代高質量發展模式提供相關理論證據。

二、文獻回顧與研究假說

國內外學者對于環境規制與技術創新的研究主要集中于二者之間的關系。根據現有文獻，大多數國內外學者支持“波特假說”，認為環境規制促進了技術創新。王鋒正和郭曉川（2016）[11]利用我國2000-2013年省級面板數據，研究發現環境規制促進了企業綠色工藝創新；Triguero等 （2015）[12]和Ren等（2018）[13]基于德國和歐洲的數據研究發現環境規制可顯著促進綠色技術創新，實施環境規則產生的成本不利于企業的發展。環境規制通過將污染成本顯性化，促使企業通過創新來減輕成本的增加。嚴格的環境規制，促使高耗能的企業退出市場，留下的企業會通過技術創新以提高自身產品的競爭力[14]，進而促進技術創新。

此外，也有相關學者認為環境規制會抑制技術創新[15]。為使環境規制強度降低，企業會從研發經費中抽出一部分資金來治理環境污染，雖然會獲取一定的利潤，但這必然會阻礙企業的創新。Amore&Bennedsen（2016）[16]研究發現嚴格的環境監管會產生擠出效應，抑制了企業提升創新水平和市場競爭力；張彩云和呂越（2018）[17]同樣發現環境規制會抑制企業研發創新。也有一部分學者對環境規制與技術創新之間的關系沒有得出確切的結論[18]。

從企業的角度來考察環境規制與技術創新的關系，一方面，隨著政府環保政策的出臺，企業必定會加大環境污染治理成本，增加企業的成本，從而用于技術創新的資金就會減少，不利于企業創新；另一方面，企業的環境保護責任重大，企業必須要進行技術創新來減少環境規制強度提高所帶來的成本。在宏觀層面上，國家為了轉變經濟發展方式必然在推進環境保護政策的實施的同時，也會加大對技術創新政策的支持，促進創新發展[19]。因此，環境規制會促進技術創新，并可以促進整個生態系統的良性循環。基于以上分析，我們提出如下假說1：

H1：環境規制對技術創新具有的正向促進影響。

在環境規制強度較低時，產業排污成本較小，排污創新技術動力不足，生產的產品大多位于全球產業價值鏈的低端[20]；當環境規制提高時，在政府治污減排倒逼之下，一些污染行業會向集聚區外轉移，一方面人口密度的減少不會產生知識溢出效應與創新效應，進而相應地抑制產業集聚。另一方面，高素質人才的大量流出促使企業很難找到合適的員工，增加企業的搜尋成本，人才資源供給的缺失會進一步抑制產業集聚[21]。因此，環境規制的實行可能會在一定程度上抑制產業集聚。

根據集聚經濟理論，產業集聚對于技術創新的影響主要是基于技術溢出效應[22]。環境規制強度增加，企業為了考慮自身成本，就會使整個企業集聚在同一個部門內生產，不僅可以共同分攤環境規制的成本，而且可以提升該集聚區的專業化水平；集聚區的產生會使不同行業與不同地區產生區域協同，通過使企業獲得外部性收益來增加產業之間知識或技術溢出。國內外相關研究也證實了這一結論：邵帥等（2019）[23]認為產業集聚區的技術溢出效應會顯著提高企業的技術創新效率。另外，產業的多樣化集聚所帶來的人力和知識資本能夠顯著提高生產率，帶動企業發展，產業的發展也會推動技術方面的創新水平。Porter（1998）[24]分析得出，不同行業的人群在產業集聚區內會產生競爭，從而會更高效率的進行技術創新，提高技術創新水平。因此，我們提出如下假說2：

H2：產業集聚在環境規制對技術創新的影響中起中介作用。

圖1 環境規制對技術創新的理論機制

三、計量模型與數據說明

（一）計量模型

本文的基礎回歸模型如下：

式中，i表示省份，t表示時間；ER表示環境規制；PAT代表技術創新；X為影響技術創新的系列因素，γ為系數矩陣；μi和vt分別代表地區和時間固定效應；ζit為隨機擾動項。

（二）變量說明

1.被解釋變量

技術創新（pat）。對技術創新的研究，學者們采用R&D人員全時當量、專利技術產出數量、R&D支出的對數值、專利授權量、專利申請數的自然對數[25-26]等指標來衡量技術創新。由于專利是衡量區域創新系統活動的共性產出，也常被用來作為衡量創新主體的產出指標。因此，本文借鑒權小鋒等（2020）[25]的研究方法，選取專利申請數的自然對數來衡量技術創新。同時，采用專利申請授權量（lnpat1）進行穩健性檢驗。

2.核心解釋變量

環境規制（ER）。對于環境規制的研究，學者們有不同的度量指標：環境污染治理投資額[27]、單位污染物排放的環境治理投資[28]、各污染指數綜合指標評價體系[29]等。本文借鑒張成等（2011）[27]的研究，采用每萬元主營業務成本的工業污染源治理投資（ER）。同時，采用每萬元工業企業總產值的工業污染源治理投資（ER1）進行穩健性檢驗。

3.控制變量

人力資本水平（hc）。采用平均受教育年限來度量。預期符號為正。金融發展水平（fin）。采用金融機構年末存貸款余額來度量。預期符號為正。產業結構升級（stu）。采用第三產業與第二產業產值的比值來衡量。預期符號為正。城鎮化水平（urb）。采用年末城鎮人口與總人口的比值來衡量。預期符號為正。貿易開放水平（tra）。采用進出口總額來衡量。預期符號為正。政府干預（gov）。由于政策難以量化，采用財政支出作為代理變量，預期符號為負。知識產權保護（ipr）。采用技術市場交易額來衡量。政府可以作為創新者創新成果的主導力量，刺激企業自主創新，進而影響區域創新能力[30]。預期符號為正。市場化水平（mar）。采用非國有企業員工所占比重來衡量。預期符號為正。

4.中介變量

產業集聚度（lq），采用區位熵指數來測算：

本文利用2006-2016省級面板數據，采用的數據主要來自《中國環境統計年鑒》和《中國統計年鑒》。本文剔除缺失值較多的西藏地區。具體數據描述性統計表如表1所示。

表1 變量描述性統計結果

四、實證分析

（一）基準回歸

根據假說1和公式（1），前兩列為考察ER對lnpat的影響，后兩列考察ER1對lnpat的影響，結果呈現在表2。四個模型均控制了年份和地區固定效應，且模型的F值均較大，R2值也較大，說明四個模型設定沒有問題，且對模型的解釋能力較強。第（1）列僅考察環境規制ER對技術創新的影響，結果顯示估計系數不顯著。第（2）列加入了控制變量后，環境規制的為0.281，其經濟含義為環境規制強度每增加1個單位，技術創新指數平均將提升0.281個單位。假說1得以驗證。第（3）列和第（4）列將環境規制變量用ER1替代ER進行回歸，結果仍然成立。

表2 基準回歸結果

從控制變量來看，人力資本投入與技術創新的關系顯著為正，與預期相符。說明增加對人力資本的投入，可以顯著提高區域的技術創新水平。地區金融發展水平的影響雖然為正，但不顯著，這可能是金融發展通過有效緩解企業融資約束難的問題[36]，進而提高項目研發力度。產業結構升級與技術創新是正相關關系，說明產業結構優化升級可以增加需求，進而促進技術創新。城鎮化的快速發展，有利于知識的傳播，一定程度促進了技術創新。貿易開放度對技術創新存在不顯著抑制作用，與預期結果相反，這可能由于指標的度量亦或是估計方法差異所致。政府干預與技術創新關系為負，與預期結果相同，但不顯著。陳雨柯和呂介民（2019）[31]研究發現政府干預對技術創新產生不同經濟周期的影響。因此，政府削弱對其的干預程度，在一定程度會抑制技術創新。知識產權保護與技術創新的關系為正，與預期結果相同，說明對知識產權的保護程度越高，越能刺激企業自主創新，提高技術創新水平。市場化水平的影響雖然為正，但不顯著，這可能是由于市場化水平對技術進步的影響可能受限于地區的經濟發展水平和開放程度。

（二）穩健性檢驗

1.更換被解釋變量

本部分采用專利申請數的自然對數（lnpat1）作為被解釋變量技術創新的另一種度量方式進行穩健性檢驗。結果見表3。從表3的第（1）列可以看出，ER的系數顯著為正，這表明研究結論不會隨著更換變量而改變。同理，出于穩健性考慮，表3的第（2）列再次采用ER1替代ER進行回歸，其結果仍能驗證環境規制顯著促進技術創新的假說。

2.排除奇異值

本部分通過對解釋變量環境規制進行1%分位數以下和99%分位數以上縮尾處理，相關結果見表3。從表3的第（3）至（4）列可以看出，ER和ER1估計系數符號方向與顯著性與基準回歸相一致，表明模型具有一定的穩健性。

表3 穩健性檢驗（更換被解釋變量、縮尾處理）

3.更換估計方法

本部分通過采用系統GMM和差分GMM估計方法，對環境規制與技術創新之間的關系進行估計。相關結果見表4。表4的第（1）列至第（2）列報告的是采用系統GMM和差分GMM估計環境規制對技術創新（lnpat）的影響效應。通過Sargan統計量以及二階序列檢驗結果可以看出所選變量是有效的，驗證環境規制能夠顯著促進技術創新的假說，假說1成立。

同理，表4的后兩列的回歸估計結果顯示，ER1估計系數均在1%統計水平顯著為正，再次驗證了假說1成立。綜上，本文的研究結論不會因更換估計方法（系統GMM、差分GMM）而改變。

表4 更換估計方法的穩健性檢驗

（三）異質性分析

1.區域異質性檢驗

表5的第（1）至（3）列的估計結果表明：環境規制指數每提高1個單位，東部、中部地區城市的技術創新指數分別增加0.795與1.229個單位，且這一促進效應分別在5%、1%統計水平上顯著，然而西部地區的系數估計值不顯著，這可能是由于該地區經濟發展相對滯后，當地政府會適當降低環境規制力度，大力發展經濟，使得環境規制對區域技術創新的促進效應不顯著。相對于經濟發展水平高的東部沿海地區，環境規制對技術創新的推動效應反而弱于中部地區，推測可能是由于東部地區環境規制力度比中西部強，嚴格的環境規制不僅會使重度污染企業退出市場，而且倒逼存活企業技術創新，因此環境規制對技術創新的促進效應更像是“錦上添花”，反倒是正在迅速崛起的中部地區，環境規制力度與當下科研技術的發展更加契合，因此環境規制對技術創新的推動效應更大。

表5 異質性檢驗

2.分時段異質性檢驗

2013年《規劃》的提出，一定程度上顯著促進了技術創新。因此，本部分將總樣本2006-2016年分為2006-2012年和2013-2016年兩個子樣本，以便考察不同時間段的環境規制對于技術創新的影響效應是否存在差異。回歸結果見表5。表5的第（4）列至第（5）列的回歸結果均顯示環境規制顯著促進了技術創新。回歸結果表明，一方面，環境規制對技術創新有時段異質性，另一方面，模型具有一定的穩健性。

環境規制顯著促進技術創新，但是兩個時間段內解釋變量系數數值不一致，從（4）列至第（5）列結果表明：2013-2016年的環境規制系數比2006-2012年的系數低，表明專利授權數的質量在下降；這可能的解釋是：2013年《規劃》的提出提高了專利申請的積極性，然而可能會涌現出大量的中介機構，來賺取中間利潤，最終導致專利授權的質量下降。綜上，通過對兩個時間段的回歸，可以發現：環境規制對技術創新影響效應具有較強的異質性，專利申請數量會增加，但專利授權的質量在下降。

五、機制分析

本部分借鑒中介效應模型考察環境規制、產業集聚、技術創新之間的關系。本文構建如下中介效應模型：

其中，α、b、c、c′為本文關心的系數，可以根據系數來判斷是否存在中介效應。公式（3）中，若系數c顯著，則意味著產業集聚對技術創新存在中介效應；公式（4）中，若系數α顯著，則表明環境規制對產業集聚具有顯著影響。公式（5）中，若c′顯著b而不顯著，則表明中介效應不存在；若b顯著而c′不顯著，說明產業集聚存在完全中介作用；如果估計系數c′和b均顯著，則說明存在部分中介作用，此時的中介效應可以通過αb/c計算得。

具體來看，環境規制對技術創新存在顯著的正向影響，環境規制每提升1單位，技術創新將提升0.281個單位。從產業集聚來看，表明環境規制實施降低了產業集聚度。產業集聚對環境規制與技術創新的中介作用表現為遮掩效應，遮掩效應為0.157×0.247/0.281=13.8%，而間接效應與直接效應的符號相反，環境規制與技術創新的主效應為正，但通過產業集聚的間接效應為負，表明環境規制的實施對于技術創新的促進作用并不是一蹴而就的。同樣地，表6第（4）-（6）列穩健性檢驗結果顯示：產業集聚對環境規制與技術創新的中介作用表現為遮掩效應，具體的遮掩效應為0.144×0.247/0.253=14.1%。因此，本文做Sobel檢驗進一步確定產業集聚是否存在中介作用，Z的計算公式為：

表6 中介效應檢驗

α表示環境規制對產業集聚的回歸系數，Sα是對應的標準誤差，b是產業集聚對技術創新的回歸系數，Sb是對應的標準誤差。計算得Z值是-2.430，P值為0.000；Z值是-2.414，P值為0.000。中介效應顯著，支持了研究結論。假說2得以驗證。

六、結論與建議

本文基于2006-2016年中國30個省級面板數據，采用固定效應模型，從省級層面上考察環境規制對技術創新的影響及其機制。本文得到的主要結論：（1）加大環境規制的實施強度能顯著促進技術創新；（2）通過區域異質性分析得出環境規制對技術創新的推動作用具有地區異質性，西部地區所受到的影響較弱；另外，分時段異質性檢驗分析得出：專利申請數量會增加，但專利授權的質量在下降；（3）出于估計結果穩健性考慮，本文采用更換被解釋變量、排除奇異值、更換實證估計方法等進行穩健性檢驗，結論仍然成立；（4）影響機制結果表明，產業集聚度在環境規制與技術創新之間起到中介作用，產業集聚度在環境規制與技術創新之間表現為“遮掩效應”。

基于以上結論，本文提出如下建議：第一，建立促進產業集聚的有效機制，加快產業的集聚水平，全面推進產業在集聚內的資源共享、技術溢出效應，增加技術創新的規模經濟效益；第二，政府在制定相關環境規制時，要因地制宜，綜合考慮地區之間的差異，使環境規制對技術創新的推動效應最大化；第三，增加科研經費的投入，充分利用“補償效應”來規避實施環境規制后給企業帶來的額外成本。