環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展
——基于長江經濟帶11省市面板數據的實證研究

陳思杭，雷 禮，周中林

(1.長江大學 湖北農村發展研究中心;2.長江大學 經濟與管理學院，湖北 荊州 434023)

0 引言

環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展是我國經濟發展中面臨的重要課題。為了協調環境與經濟發展問題，我國從20世紀90年代中期開始實施一系列環境規制政策，積極發展綠色技術，大力培育綠色經濟發展動能。已有研究表明，環境規制和綠色技術進步是影響綠色經濟發展的重要因素，但學術界針對其作用機制及相互關系的研究尚未達成一致結論，爭議較多。較有代表性的觀點有兩種，一種認為環境規制會抑制綠色技術進步，進而抑制綠色經濟發展，尤以新古典經濟學派為代表。如新古典經濟學理論從成本角度出發，認為在技術水平、資源配置不變的情況下，環境規制會增加生產成本，削弱企業技術創新能力，制約綠色技術進步[1-3]，進而阻礙綠色經濟增長。另一種觀點認為，環境規制會促進綠色技術進步，進而推動綠色經濟發展。如Porter & Linde[4]認為，一定的環境規制會促使企業開展綠色技術創新，推廣清潔生產工藝，實現企業綠色技術進步，促進綠色經濟發展。

隨著長江經濟帶發展上升為國家戰略，綠色發展被確定為主基調，高排放、高污染、高投入的粗放型經濟增長模式難以為繼。通過實施嚴格的環境規制和大力發展綠色技術，長江沿江地區的生態環境逐步改善。然而，嚴格的環境規制也引發人們對長江經濟帶經濟發展的擔憂和綠色經濟發展的熱議。為此，明晰環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展關系是長江經濟帶實現綠色發展的基本前提。鑒于此，本文基于長江經濟帶面板數據，構建向量自回歸模型，從靜態和動態雙重視角分析并實證檢驗三者關系及作用機理，從而為長江經濟帶政策制定和推進長江經濟帶綠色發展提供科學依據。

1 文獻綜述與理論分析

1.1 環境規制與綠色技術進步

環境規制作為社會規制的一種方式，是政府通過制定相應環境標準或措施對經濟活動進行的直接或間接調節，其同時兼顧環境質量改善與經濟增長。綠色技術進步是指能夠減少污染、降低消耗和改善生態的技術不斷發展完善、迭代以及替代舊技術的過程。國外研究較早指出環境規制對綠色技術進步具有成本效應[5]和創新補償[4]雙重效應。其中，成本效應的作用機理是環境規制導致污染治理成本增加，對生產資金形成擠出，進而減少綠色技術研發投入、抑制綠色技術進步。創新補償效應的作用機理是環境規制通過促進企業綠色生產工藝優化和產品質量改善，最終促進綠色技術進步。當前學者們普遍驗證了環境規制對綠色技術進步的作用，甚至是主導性作用，并指出環境規制對綠色技術進步的作用在發展中國家更顯著[6]。

近年來，隨著環境規制與綠色技術進步之間現實問題的突顯，較多學者基于我國實際情況對二者關系進行了實證研究，并指出二者關系取決于成本與創新補償兩種效應的綜合作用結果，因此可能出現促進、先抑制后促進以及抑制3種結果。具體而言，一是環境規制對綠色技術進步具有促進作用，主要通過強制性環境規制倒逼企業進行綠色技術革新或是基于市場型環境規制激勵企業開展綠色技術研發[7-9]，進而促進綠色技術進步，這從實證角度證明了波特假說。二是環境規制與綠色技術進步之間呈現非線性關系。如較多學者研究指出，兩者間呈現“U”型關系，即短期內環境規制抑制綠色技術進步，長期內環境規制會促進綠色技術進步[10-12]。該類研究進一步豐富和拓展了波特假說，證實了波特假說的動態性。三是環境規制會抑制綠色技術進步，并且導致污染轉移。這些研究主要從新古典理論的“遵循成本”視角展開實證檢驗[13-15]。

1.2 環境規制與綠色經濟發展

環境規制作為一種工具和手段，在控制環境污染的同時必須兼顧經濟發展，最終服務于經濟增長，尤其是經濟與環境協調發展的綠色經濟增長。環境規制對綠色經濟發展的影響機理及作用過程比較復雜，這是因為不同類型、不同強度的環境規制可能產生有利于綠色經濟發展的期望產出，也可能產生不利于綠色經濟發展的非期望產出。總體而言，環境規制對綠色經濟發展的作用主要通過環境成本和綠色技術創新實現。一是環境規制將通過擠占投資的擠出效應，導致企業成本上升、利潤下降，形成環境負外部效應，進而對綠色經濟發展直接產生抑制作用。二是環境規制促使企業進行綠色技術創新，產生綠色技術溢出效應，促進綠色技術進步，進而通過綠色技術進步間接促進綠色經濟發展。

當前，國內外關于環境規制與綠色經濟發展關系的研究主要有3種觀點：第一種認為環境規制對綠色經濟發展存在正向激勵效應或者負向擠出效應，理論依據是波特假說和新古典經濟理論的“合規成本說”。如Boyd等[16]通過對美國玻璃行業的實證研究指出，環境規制不僅沒有降低企業生產率，反而切實降低了污染排放，實現了環境保護與綠色經濟發展的雙贏；國內學者陶靜等[17]、史貝貝等[18]的研究也指出，單獨的環境規制對綠色經濟發展具有正向激勵效應。而Rassier & Eamhart[19]以美國化學行業為例，研究指出，高強度的環境規制會使企業利潤下降，對生產力增長有負面影響；雷明等[20]也指出，環境規制不利于綠色全要素生產率增長，對綠色經濟發展具有抑制效應。第二種觀點認為，環境規制與綠色經濟發展的關系是非線性的，且大多數學者認為，兩者之間呈“U”型關系，即環境規制對綠色經濟發展的作用是先抑制后促進[21-23]。第三種觀點認為，環境規制與綠色經濟發展之間存在間接關系，即環境規制一般通過綠色技術進步、產業結構升級和外商直接投資3種傳導機制影響綠色經濟發展，具體呈現何種影響要視具體情況分析，較多學者指出這種間接影響一般存在門檻效應，因此其關系是不確定的[24-25]。

1.3 綠色技術進步與綠色經濟發展

新增長理論和內生增長理論認為，技術進步是經濟增長的內生動力，是提升效率的決定性動力，學術界已經就此達成共識。如Rome[26]認為，因知識和技術引致的技術進步溢出效應是經濟增長的必要條件，內生技術進步是經濟增長的主要原因；Lucas[27]認為，由人力資本溢出導致的技術進步是經濟增長的源泉。與傳統的技術進步相比，綠色技術進步更加強調環境友好型、清潔生產型、資源節約型技術擴散，旨在促進低能耗、低污染、低排放的綠色經濟發展。其作用機理為通過改進綠色生產工具、優化資源配置、提升綠色生產標準等促使企業主動或被動進行綠色技術創新，進而通過綠色技術進步促進綠色經濟發展。

從理論上而言，綠色技術進步長期將促進綠色經濟發展，但現實中由于綠色技術進步的成本高、周期長、成果轉化難等原因，綠色技術進步在不同區域、不同時間段對綠色經濟發展的影響呈現出不一致性。國內外學者從微觀層面對綠色技術進步與綠色經濟發展關系進行了大量實證研究，得出截然不同的研究結論。一是綠色技術進步能顯著提升區域綠色全要素生產率，促進區域綠色經濟發展和競爭優勢培育[28-30]；二是短期內綠色技術進步將以成本形式存在，會對企業核心業務產生資源擠出效應，進而導致企業經濟效益和綠色經濟發展相悖[31-32]；三是綠色技術進步對綠色經濟發展的影響受分工水平、技術創新形式、產業結構、外商直接投資等多種因素影響，因此表現出不同的間接影響效應[33-34]。

基于以上文獻綜述和理論分析可知，現有研究多聚焦于環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展兩兩關系的分析，或將綠色技術進步作為中介變量分析環境規制與綠色經濟發展關系及傳導機制，并預設其間的作用機制，但是忽視了不易觀測的個體異質性。為此，本文擬從三方面進行拓展：①構建新的分析框架，借助PVAR模型，將環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展置于同一分析框架內，將三者均視為內生變量。該方法無需事先提出研究假設和設置自變量、因變量，可通過模型直接驗證相互關系及作用機制，控制由于空間變化導致的不易觀測的個體效應及時間效應，有助于清晰刻畫各種沖擊形成的傳導機制以及觀測對變量產生影響的隨機擾動項的相對重要性；②拓展指標選擇，在環境規制指標中設置了關聯指標以考察其間接作用效果，在綠色技術進步指標測算中考慮到綠色偏向與區域整體性，采用綠色專利數與地區專利授權總數的比值衡量，以更加精準和便于比較，在綠色經濟發展測算方面使用考慮環境效率的綠色全要素生產率并合理建構了非期望產出指標；③突破了單一向度和靜態研究局限，對環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展關系及作用機理從雙向和動態視角出發，進行兩兩之間的格蘭杰因果雙向檢驗和動態脈沖響應分析，以清晰地展示短期與長期關系走向及影響程度。

2 模型構建與變量選取

2.1 模型建構

運用面板向量自回歸模型(PVAR)研究長江經濟帶十一省市環境規制、綠色技術與綠色經濟發展關系的演化特征，以更準確地了解三者間的互動關系及作用效果。PVAR模型中需要采用的面板數據包含多維度，綜合考慮到個體固定效應與時間效應，采用連續面板數據分析變量間的動態作用關系。同時，由于存在大量截面數據，繼承了橫截面數據和時間序列數據的優點，其結果預測的可靠性大大提升。PVAR模型設定如下：

(1)

其中，Yit為內生變量，包括環境規制(eri)、綠色技術(gti)與綠色經濟(ged)，i、t分別為區域與時間，j為滯后期，δt表示時間效應，γi表示個體效應，εit表示不包含時間與個體效應的隨機誤差。

2.2 變量選取與說明

2.2.1 環境規制指數指標構建(eri)

當前，在測算環境規制指數時常常從污染排放或環保投入方面切入，如采用污染排放強度或污染治理投入等單個指標測度環境規制強度，由于單一指標往往聚焦于環境規制的某個方面，容易造成偏差，影響研究結論的客觀性，本文參考李虹、鄒慶[35]的做法，采用綜合指數法量化環境規制強度，從污染排放和環保投入兩方面綜合考量環境規制的直接效果，并創新性設置關聯指標以衡量環境規制的間接效果。環境規制的直接影響效果表現為三廢污染物排放情況，借鑒沈坤榮等[14]的做法，在污染物排放上選取廢水排放量、二氧化硫排放量、固體廢棄物排放量作為污染物排放衡量指標，并在此基礎上進行一定創新，選取工業污染治理完成投資額、環保人力投入衡量各省市環境規制力度。環境規制的政策效果不僅表現在污染物排放與資源投入上，還表現在經濟社會發展的間接成效上，因此選用人均GDP反映環境規制對國民經濟發展的作用效果，選用單位能耗GDP反映環境規制對綠色經濟發展的作用效果，選用人工造林面積反映生態環境修復程度，選用固體廢棄物綜合利用量及綜合利用率反映環保技術使用情況。指標確定后，使用熵值法計算指標權重，具體指標及權重如表1所示。

表1 環境規制綜合評價指標體系Tab.1 Comprehensive evaluation index system of environmental regulation

環境規制指標數據處理及計算過程如下：

(1)數據平移化處理。為了避免求熵值時取對數無意義，需要對數據進行平移化處理，公式如下：

(2)

(2)指標權重計算。

(3)

(3)指標熵值計算。

(4)

其中，k>0，ln為自然對數，k與樣本數n有關，一般令k=1/ln(n)。

(4)差異系數。

gj=1-ej

(5)

(5)權重數計算。

(6)

(6)綜合得分計算。

(7)

2.2.2 綠色技術進步指數指標構建(gti)

為充分展示長江經濟帶各省市綠色技術進步當期發展情況，借鑒齊邵洲等[36]的研究方法，選用綠色專利授權量與專利授權總量的比值表征綠色技術進步情況。未單獨使用綠色專利授權量表征各省市綠色技術發展情況，是因為在科技創新較為發達的省市，其綠色專利授權量可能較多，但是相對該地的發明專利授權總量來說比重較小，因此不能客觀反映該地綠色技術發展情況。上述方法的創新之處在于對綠色技術進步的衡量采用國家知識產權局公布的行業綠色技術專利數與專利授權總數的比值，既避免了依靠數據測算技術進步的誤差，以及單純選取某行業數據導致的選擇性偏誤問題，也考慮到區域間專利授權總量存在的差距，避免了策略性專利帶來的偏差問題。綠色技術進步指標計算方式為gti=n/m，其中，n為綠色專利授權量，m為專利授權量。

2.2.3 綠色經濟指數指標構建(ged)

本文借鑒胡琰欣等[37]、李勇剛等[38]的方法，使用非期望產出的超效率SBM模型測度綠色經濟效率，以反映綠色經濟發展水平。在指標構建上考慮到期望產出與非期望產出，使用包含環境因素的綠色全要素生產率反映綠色經濟發展情況。投入指標選取勞動力、資本、技術、能源等常用指標，期望產出為GDP。同時，考慮到在綠色經濟發展過程中可能存在的環境污染負外部效應，選取廢水、二氧化硫和固體廢棄物排放表征非期望產出。具體指標體系如表2所示。

表2 綠色經濟發展評價指標體系Tab.2 Evaluation index system of green economic development

在綠色全要素生產率測算中使用超效率SBM模型，相比一般的徑向DEA模型(徑向BCC/CCR)，該模型將松弛度納入并對所有決策單元進行評價和排序。在超效率SBM模型中，假設有n個被評價的決策單元，記為DMUj(j=1,2，…，n)，每個決策單元有m個投入與q個產出，第k個決策單元的投入和產出分別記為xik(i=1,2,…,m)與yrk(r=1,2,…,q)，ρ表示效率值。當ρ≥1時，說明被評價決策單元有效。λ表示權重向量；Si-表示剩余變量，Sr+表示松弛變量，具體公式如下：

(8)

(9)

2.3 數據來源

選取長江經濟帶11省市2005-2019年環境規制、綠色技術與綠色經濟的面板數據進行研究，數據來源于《中國統計年鑒》《中國科技計統計年鑒》《中國環境統計年鑒》以及長江經濟帶11省市統計年鑒與統計公報。由于數據的時間跨度較大，在實證計算過程中對數據進行對數處理，以緩解數據波動幅度偏大的情況。之所以選取長江經濟帶11省市作為案例城市，一是長江經濟帶的戰略定位為“生態優先、綠色發展”，綠色經濟是其經濟實現轉型發展的必由之路。同時，近年來隨著長江經濟帶環境規制的加強，環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展問題備受關注，亟需厘清三者相互關系及作用機理。二是長江經濟帶橫跨東中西三大區域，樣本代表性和典型性較強。基于數據可獲性、完整性及可比性等，本文以長江經濟帶各省級行政區劃為研究單元。

3 實證結果與分析

通過建構PVAR模型進行實證分析。在建模前，首先對研究采集的面板數據進行平穩性檢驗，以防止出現偽回歸現象，確保模型精度；其次，采用格蘭杰因果檢驗判定環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展之間是否存在顯著影響關系；然后，利用系統GMM估計變量間的回歸結果，使用脈沖響應函數分析內生變量對單位變化產生的影響；最后，運用方差分解研究內生變量變化的貢獻率。

3.1 平穩性檢驗與滯后階數確定

本文使用LLC檢驗、IPS檢驗、Fisher-ADF檢驗3種方法進行單位根檢驗。結果顯示，lneri、lngti、lnged均通過LLC檢驗、IPS檢驗、Fisher-ADF檢驗，因此為平穩序列，可進行PVAR模型估計。同時，根據AIC準則、HQIC準則與SBIC準則，確定模型的最佳滯后期為1。

表3 單位根檢驗結果Tab.3 Results of unit root test

表4 PVAR模型最佳滯后期Tab.4 Optimal lag period for PVAR model

3.2 面板向量自回歸分析

使用系統GMM法進行估計，具體結果如表5所示。根據結果可知，在環境規制方程中，綠色技術進步滯后一期的估計系數在5%水平下顯著為正，表明在滯后一期內綠色技術進步對環境規制具有正向作用，即短期內綠色技術進步能促進環境規制；綠色經濟發展滯后一期的估計系數雖然為正，但是對環境規制的作用不顯著，說明短期內綠色經濟發展對環境規制的作用不強。在綠色技術進步方程中，除綠色技術進步滯后一期的估計系數顯著為正外，環境規制與綠色經濟發展滯后一期的估計系數都不顯著，表明短期內綠色技術進步不能促進環境規制和綠色經濟發展。在綠色經濟方程中，環境規制對綠色經濟發展的作用不顯著，表明短期內環境規制不能促進綠色經濟發展；綠色技術滯后一期的估計系數顯著為正，表明綠色技術進步對綠色經濟發展具有正向促進作用。

表5 參數估計結果Tab.5 Results of parameter estimation results

3.3 格蘭杰因果檢驗

為深入研究三者間是否具有穩定的因果關系，運用格蘭杰因果檢驗，具體結果如表6所示。由結果可知，在10%的顯著水平下環境規制是綠色技術的格蘭杰原因；在5%的顯著水平下環境規制是綠色經濟發展的格蘭杰原因；環境規制是綠色技術進步與綠色經濟發展的格蘭杰原因，該因果關系較顯著。上述結果表明，在一定時間內隨著環境規制水平提升，其促進綠色技術進步和綠色經濟發展的作用逐漸顯現。

表6 格蘭杰因果檢驗結果Tab.6 Results of Granger causality test

3.4 脈沖響應分析

采用脈沖響應函數分析某變量對其它變量動態沖擊的反應，樣本數據結構為10期滯后，結果如圖1所示。具體分析，得到以下結論：

(1)環境規制(lneri)受自身沖擊的影響較大，說明自我強化效應顯著。當環境規制對綠色技術進步(lngti)產生沖擊后，該作用始終為正并逐漸趨于0，說明環境規制會促進綠色技術進步。當環境規制對綠色經濟發展(lnged)產生沖擊后，其作用在第一期達到最大值并緩慢下降，在第十期趨近于0，說明環境規制會促進綠色經濟發展。

(2)當綠色技術進步對環境規制產生沖擊后，該作用在第一期最大而后整體呈下降趨勢并趨于平穩收斂，說明綠色技術進步會促進環境規制。綠色技術進步對自身的沖擊在前六期內迅速下降，在第十期逐漸收斂于0，說明綠色技術進步對自身具有較顯著的強化作用。當綠色技術進步對綠色經濟發展產生沖擊后，該作用在前四期為負，在第五期開始轉為正向沖擊并平穩收斂、無限趨近于0，說明綠色技術進步對綠色經濟發展具有短期抑制作用和長期促進作用。

(3)當綠色經濟發展對環境規制產生沖擊后，該作用在第一期最大而后整體呈下降趨勢，說明綠色經濟發展長期對環境規制具有正向促進作用。當綠色經濟發展對綠色技術進步產生沖擊后，該作用在第一期最大而后整體呈下降趨勢，說明綠色經濟發展會促進綠色技術進步。從綠色經濟發展對自身的脈沖響應來看，其作用整體呈現平穩收斂態勢，在第一期為正且達到最大值，第二期轉為負向沖擊，而后平穩上升并趨近于0，說明綠色經濟發展的自我強化效應較顯著，發展環境健康與否深刻影響其自身發展。

圖1 脈沖響應結果Fig.1 Impulse response plot

3.5 方差分解

方差分解可以說明PVAR模型內生變量變化的作用機制，研究模型各內生變量變化的貢獻率，有助于清晰描述變量間的解釋程度，結果如表7所示。具體為：

(1)在環境規制方程中，環境規制對自身的方差解釋度很高，始終保持在80%以上；而綠色技術進步的方差貢獻率在第十期最高，為18.7%；綠色經濟發展對環境規制的解釋度保持在1%左右，反映出環境規制具有高度的自我強化效應，綠色技術進步對環境規制的強化作用會隨著時間推移愈發顯著。

(2)在綠色技術進步方程中，環境規制與綠色經濟發展對綠色技術進步的方差貢獻率較低，但環境規制對綠色技術進步的解釋力逐漸增強，綠色技術進步對自身的方差解釋度較高，一直保持在85%以上，表明綠色技術進步主要受自身影響，隨著環境規制水平提升逐漸顯現對綠色技術進步的影響，而綠色經濟發展對綠色技術進步的驅動力尚未發揮。

(3)在綠色經濟發展方程中，環境規制與綠色技術進步對綠色經濟發展的方差貢獻率較低，而綠色經濟發展對自身的方差解釋度較高，一直保持在70%以上，表明綠色經濟發展受自身影響較大，環境規制與綠色技術進步對綠色經濟發展的促進作用逐漸增強，并將成為綠色經濟發展的重要驅動力量。

表7 方差分解結果Tab.7 Results of variance decomposition

4 結論與對策

4.1 結論

實證結果表明，在短期內環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展之間的關系比較復雜，在不同滯后期下相互影響也不同，但是長期內三者會逐漸形成良性互動、相互促進的關系。研究結論具體如下：

(1)環境規制對綠色技術進步與綠色經濟發展具有長期正向促進作用，環境規制是綠色技術進步和綠色經濟發展的重要推動力。這充分說明在長江經濟帶內實施嚴格的環境規制是必要的，同時，也是成效顯著的。

(2)綠色技術進步對環境規制具有長期正向促進作用，對綠色經濟發展具有短期抑制與長期正向促進作用，且作用顯著。這充分反映出綠色技術進步具有正向溢出效應，但是該效應發揮需要一個過程。

(3)綠色經濟發展對環境規制與綠色技術進步具有長期正向促進作用，但是對兩者的作用較小，尚有提升空間。

4.2 對策

根據長江經濟帶11省市環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展現狀及實證分析結果，提出三方面對策。

(1)建立健全環境規制體系，注重差異性作用。研究表明，環境規制能長期促進綠色技術進步與綠色經濟發展，為長江經濟帶實施環境規制提供了理論基礎。為此，一是要從立法、執法、監督等環節全方位推進環境規制，有效保證環境規制落實到位；二是探索不同類型環境規制工具的差異化使用，今后，要不斷完善命令控制型、市場激勵性、自愿型環境規制工具的組合化使用，避免單純依靠政府強制性措施，而是更多通過市場激勵引導企業主動采取有利于綠色技術進步與綠色經濟發展的環境規制手段。

(2)鼓勵發展綠色技術，釋放綠色技術進步動力。研究表明，綠色技術進步對環境規制和綠色經濟發展具有長期促進作用，且影響顯著。為此，要運用綠色技術進步對環境規制及綠色經濟發展的促進作用，暢通綠色技術進步作用渠道，打通綠色技術研發、應用和擴散的難點堵點，加大物資投入、強化人才支持、完善政策體系等，切實構筑起政府、企業、社會等關心和支持綠色技術發展的有利環境，切實發揮綠色技術進步的內生動力作用。

(3)深化綠色經濟發展理念，健全互動協同機制。研究表明，長期內長江經濟帶的環境規制、綠色技術進步與綠色經濟發展之間將形成良性互動機制，這是長江經濟帶實現綠色經濟發展的重要保障。因此，一是要樹立長遠發展眼光，理順并暢通機制，致力于推進長江經濟帶綠色經濟長期發展；二是加強長江經濟帶各區域協同聯動，建立協同聯動機制，在政策制定、技術推廣、經濟發展等方面加強合作交流，推進上下游各省市在環境規制、綠色技術進步和綠色經濟發展方面協同聯動，共同促進區域綠色發展。