中東部制造業產業集聚、技術創新對工業綠色發展效率的影響研究

摘 要：探討制造業集聚和技術創新如何影響工業綠色發展效率，對于促進可持續發展和應對嚴峻的環境挑戰具有重要意義。文章以提高工業綠色發展效率為目標，利用2011—2020年中國中東部19個省份的面板數據，首先計算并簡要分析中東部制造業產業集聚和工業綠色發展效率的現狀；接著引入控制變量，進行實證分析及穩健性檢驗；最后對中東部如何提高工業綠色化生產水平提出政策建議。研究結果表明，中東部制造業產業集聚與工業綠色發展效率呈顯著的“倒U”型關系，技術創新與工業綠色發展效率呈顯著的“U型”關系，制造業產業集聚和技術創新之間的相互作用對于提高工業綠色發展效率具有顯著的正向作用。

關鍵詞：超效率EBM模型；非線性關系；制造業產業集聚；技術創新；工業綠色發展效率

中圖分類號：F424 文獻標志碼：A DOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2024.14.014

文章編號：1002-3100（2024）14-0069-07

Research on the Impact of Manufacturing Industry Agglomeration and Technological Innovation in the Middle East on the Efficiency of Industrial Green Development

SUN Qi，WANG Ting （School of Management， Guizhou University， Guiyang 550025， China）

Abstract： Exploring how manufacturing industry agglomeration and technological innovation impact the efficiency of green industrial development is crucial for promoting sustainable development and addressing severe environmental challenges. This paper aims to enhance the efficiency of green industrial development. Utilizing panel data from 19 provinces in Central and Eastern China from 2011 to 2020， it first calculates and briefly analyzes the current state of manufacturing industry agglomeration and the efficiency of green industrial development in these regions. It then introduces control variables for empirical analysis and robustness tests. Finally， the paper offers policy recommendations on how to improve green production levels in Central and Eastern China. The study results indicate a significant \"inverted U-shaped\" relationship between manufacturing industry agglomeration and green industrial development efficiency， and a significant \"U-shaped\" relationship between technological innovation and green industrial development efficiency. The interaction between manufacturing industry agglomeration and technological innovation plays a significant positive role in enhancing green industrial efficiency.

Key words： ultra efficient EBM model; nonlinear relationship; manufacturing industry agglomeration; technological innovation; efficiency of industrial green development

0 引 言

2023年1月，國務院發布《新時代的中國綠色發展》白皮書，提出落實聯合國2030年可持續發展議程，推動可持續發展。綠色發展通過平衡經濟增長與環境保護之間的關系，是實現全球可持續發展、提高社會福祉的關鍵。中國中東部地區的經濟發展水平、制造業基礎及產值和技術創新能力明顯高于西部地區，且由于其發展程度較高，政策法規和產業現狀更為成熟和穩定。因此，探究中國中東部地區制造業產業集聚和技術創新如何影響工業綠色發展效率，具有獨特的價值和意義。

當下中東部制造業產業集聚和技術創新仍存在一些問題需要優化。產業集聚意味著資源的集中使用，一些集聚區域缺乏有效的管理，導致效率低下，資源浪費，環境壓力增加；有些技術創新專注于提高產出，對環境保護和可持續發展不夠重視，這就導致了新技術和環保標準之間的脫節。中東部省份的制造業集聚需要進行深度改革和創新，通過優化集聚效率、節能減排，實現綠色發展效率的提高，滿足社會的可持續發展要求[1]；通過提高原材料利用率，實現能源的節約與高效利用，推動工業生產模式的轉型，技術創新能夠實現工業綠色發展效率的提高。

實證研究制造業產業集聚和技術創新如何影響工業綠色發展效率，有助于確認產業集聚與技術創新在提高工業綠色發展效率方面的確切路徑和作用方式，幫助政府更好地在政策設計中優化技術創新和產業集聚的元素，以實現有效的環境保護和排放控制，為制造業綠色轉型提供具體路徑和方法。

1 文獻綜述與研究假設

已有文獻研究發現產業集聚對工業綠色發展效率的影響主要有正向、負向和非線性三種。黃磊等通過研究長江經濟帶城市工業綠色發展效率的空間驅動機制，發現產業集聚對長江經濟帶城市工業綠色發展具有顯著抑制效應，長江經濟帶產業集聚形態目前仍以高能耗、高排放型為主，對工業綠色發展的推動作用有限[2]。鄭歡等通過研究成渝雙城經濟圈，發現產業集聚對工業綠色發展效率具有較強的正向提升作用[3]。郭艷花等以吉林省限制開發區為研究案例，發現產業集聚水平與綠色發展效率之間存在復雜的“U”型非線性關系[4]。通過對已有文獻的分析總結，本文認為，集聚初期各種正外部性會逐漸顯現，促進工業綠色發展效率的提升；但當集聚達到一定程度后繼續增加，其負外部性會愈發明顯，抵消原有的正外部性，導致工業綠色發展效率降低。因此，提出本文的第一個假設。

假設1：產業集聚對工業綠色發展效率具有復雜的非線性影響，且呈“倒U”型。

關于技術創新對綠色發展效率的影響，前人采用了豐富的方法、從不同的角度進行了研究。Xu等采用數據包絡分析方法，對一帶一路沿線國家的綠色發展水平進行測度。研究發現技術創新可以為一帶一路沿線國家的綠色發展做出重大貢獻，前提是技術創新需要達成一定的必要條件[5]。Zhu等使用基于新地理經濟學的空間杜賓模型研究發現2010—2018年，中國各省技術創新和綠色發展效率均表現出顯著的空間集聚效應；技術創新不僅在促進該區域綠色發展效率方面發揮著重要作用，而且有助于提高鄰近區域的綠色發展效率[6]。吳朋等研究發現只有當企業技術創新水平高于一定值時，命令型環境規制對工業綠色全要素生產率才會顯現出促進作用，加大技術創新投入有助于提高工業綠色全要素生產率[7]。通過對前人研究的概括總結，本文認為，由于新技術的研發與見效需要成本，且并非立竿見影，因此較低的技術創新投入水平反而可能會影響工業的綠色化；而當技術創新水平達到較高的標準后，研發成果的正向效應才會顯現，起到提高綠色生產水平的作用。基于此，提出本文的第二個假設。

假設2：技術創新對工業綠色發展效率同樣具有復雜的非線性影響，且呈“U”型。

關于產業集聚、技術創新和綠色發展效率三者關系的研究，劉云強等發現綠色技術創新只有在一定的產業集聚下對生態效率才具有促進作用。如何調整產業集聚來發揮技術創新的作用，促成綠色技術創新對生態效率的正面效應，是實現可持續發展需要研究的重點[8]。Cheng等研究發現政府通過加大科技創新投入、扶持制造業發展、提高環境監管力度，顯著提高了資源型城市的綠色發展效率。該研究還發現科技型中小企業的綠色技術創新能力在一定程度上對社會綠色創新的發展具有重要支撐作用[9]。通過對已有文獻的研究，發現一定條件下產業集聚可以為技術創新提供良好的土壤，產業集聚通過技術創新對工業綠色發展效率產生作用。因此，提出本文的第三個假設。

假設3：產業集聚與技術創新的關聯效應對工業綠色發展效率具有正向影響。

分析總結已有關于產業集聚、技術創新和綠色發展效率兩兩關系的研究，為本文的研究奠定了深厚的理論基礎。但是關于三者之間的關系尤其是非線性關系的研究尚有待豐富。本文將產業集聚聚焦于制造業，將綠色發展效率細化到工業領域，且選擇制造業發展程度較高的中東部作為研究樣本，豐富了現有研究。

2 實證方法與模型

2.1 區位熵

對產業集聚的測算有很多種方法，包括區位熵、基尼系數、EG 指數、HHI 指數等[10]。基于數據的可獲得性及本文所研究問題的側重點，本文選用區位熵來表征中國中東部19個省級行政區制造業的產業集聚指數。相較于其他指數，區位熵有效地揭示了所要研究產業的專業化水平，并能夠消弭地區規模的差異性。

區位熵測度的是某地的某一產業在更大一級的行政區域中的比較優勢。若值大于1，說明相較于其他地區，該產業具有優勢；若小于1，則落后于其他地區。本文區位熵指數的計算公式如下。

aggi，t =（Ni，j/Ni）/（Nj/N） （1）

式（1）中，aggi，t為i省份t年的制造業集聚水平，Ni，j為i省份制造業就業人數，Nj為i省份總就業人數；Nj為全國制造業就業人數，N為全國總就業人數。

2.2 超效率EBM模型

傳統的DEA模型基于它們對規模報酬的假設主要分為兩類，一類是基于固定規模報酬假設的CCR模型，一類是基于可變規模報酬假設的BCC模型。這兩類方法都存在一定的局限性。在此基礎上，Tone等[11]提出了一種綜合考慮徑向測算和非徑向測算的EBM模型，克服了上述問題。但當決策單元效率值為1時，普通的EBM模型難以進一步區分有效單元之間的效率值差異，于是本文采用投入導向、規模報酬不變的超效率EBM模型。公式如下。

Min[]，

，i=1，2，…，m

s.t. ，r=1，2，…，s （2）

j≠j0

式（2）中，θ為決策單元k的超效率值，X和Y表示投入和產出矩陣，m和s表示投入和產出的指標個數，和表示投入指標和產出指標的松弛變量，ε表示效率值計算時徑向與非徑向部分的占比。

2.3 回歸模型

基于前文的研究基礎，本節以工業綠色發展效率為被解釋變量，制造業產業集聚與技術創新為解釋變量，并加入若干控制變量，研究工業綠色發展效率的影響因素；同時為了避免異方差和內生性的影響，將解釋變量和控制變量滯后一期，并將控制變量取對數處理[12]。在線性模型（3）的基礎上，分別加入產業集聚的平方項、技術創新的平方項、產業集聚乘技術創新的二次項構建模型（4）、模型（5）、模型（6），探究不同因素對工業綠色發展效率的非線性影響。構建的模型如下。

其中，i表示省份，t表示年份。Eff表示工業綠色發展效率，Agg表示制造業產業集聚，Inn表示技術創新，Eco表示經濟發展水平，Str表示產業結構，Reg表示環境規制強度，Urb表示城鎮化。其中工業綠色發展效率和制造業產業集聚的指標已在上文說明，不再贅述。對其他變量的具體說明如下。

技術創新（Inn）：采用省級RD經費投入來衡量技術創新水平。技術創新推動了智能制造的發展，使生產過程更加精準、高效，減少了資源消耗和環境污染。技術創新是實現工業綠色、高效、可持續發展的關鍵因素。經濟發展（Eco）：采用人均地區生產總值經過基期指數折算后的實際值來表征。較高的經濟發展水平意味著充足的資金投入和更優的資源配置，有助于推動綠色生產技術的應用和優化。產業結構（Str）：采用第二產業產值占比作為產業結構指標。第二產業占比會影響工業活動的強度，進而影響污染排放。環境規制（Reg）：采用污染治理投資額占總GDP的比重來表征。污染治理費用直接對應著生產成本。城鎮化（Urb）：采用城鎮人口占比作為城鎮化指標。城鎮化可以通過影響人才匯聚、產業升級和資源消耗，影響工業綠色發展效率。

本文所有數據均來自各省的《統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國能源統計年鑒》和國家統計局網站。

3 實證結果

3.1 產業集聚

表1為中東部省份2011—2020年制造業區位熵指數及其均值。從中可以看出，均值超過2的省份有浙江和江蘇，均為傳統制造業大省。一些排名相對靠前的省份大多具有特色優勢產業，如遼寧省以鞍鋼股份有限公司為龍頭的鋼鐵制造業，其產品廣泛應用于船舶、航空、冶金、機械、煤炭等行業，鋼軌等技術達到國際領先水平；又如廣東省的服裝產業，近年來打造了三個產業重點地區和五個世界級產業集群，涵蓋了低中高端市場，形成了完整的產業鏈。海南省均值最低，主要原因為制造業比重和技術水平低，產業基礎薄弱、企業分散、規模過小。

3.2 工業綠色發展效率

本文選取了能源、資本和勞動力3個二級指標來表征工業生產的投入，分別用工業能源消費量、工業固定資產投資額、第二產業從業人員數來表征。期望產出用各省每年的工業增加值來表征；非期望產出的指標則選取“工業三廢”排放量[13]。其中，能源投入用工業能源消費量來表征，通過將工業生產消耗的各種能源量折算成標準煤來計算。本文的工業綠色發展效率評價指標體系如表2所示。

計算結果如表3所示。根據時間演變趨勢，2011—2020年中東部省份的工業綠色發展效率總體保持增長，均值最高為0.83，最低為0.28。這得益于近年來污染物排放的大幅度削減、清潔能源使用比例的增加以及國家推進實施的生態文明建設戰略等。其中，北京、上海、吉林、江蘇、湖北、廣東6省市效率值較高且保持增長趨勢，天津、河北、遼寧、黑龍江、浙江、江西、山東、海南8省市效率值大體保持不變，山西、安徽、福建、湖南、河南5省市效率值較低但保持增長趨勢。

3.3 回歸模型結果分析

首先對于模型進行共線性診斷，值均嚴格小于5，不存在明顯共線性；再檢驗個體效應和時間效應，p值均小于0.05，應選擇固定效應或隨機效應模型；接著進行豪斯曼檢驗，p值小于0.05，結果拒絕原假設，最終選擇固定效應模型。回歸結果如表4所示。

模型（3）驗證了制造業產業集聚、技術創新對工業綠色發展效率的線性影響。結果表明，在5%的顯著性水平上，制造業產業聚集對工業綠色發展效率存在負向影響，即產業集聚程度的增加會抑制工業綠色發展效率的提升。相對地，技術創新則在1%的顯著性水平上對工業綠色發展效率產生了正向效應，表明隨著技術創新投資的增加和綠色技術的改進，工業的綠色發展效率也在相應提高。

模型（4）加入了制造業產業集聚的平方項，以驗證制造業產業集聚對工業綠色發展效率的非線性影響。結果顯示，在5%的顯著水平下，隨著制造業產業集聚水平的不斷提高，工業綠色發展效率呈現先上升再下降的“倒U”型曲線。初期的產業集聚現象引發了知識溢出和技術擴散，通過共享效應促進了綠色發展；而過度的集聚超出了集聚區最大承載力，正外部性逐漸降低，引發擁擠效應，導致了環境污染[14]。“恰到好處”的集聚對中東部工業實現節能化、清潔化、綠色化尤為關鍵。假設1得到了證實。

模型（5）的結果顯示技術創新的平方項對工業綠色發展效率的影響系數符號顯著為正，呈“U”型曲線。技術創新投入不足會導致綠色技術研發進度緩慢，無法及時應用能夠提高生產效率、減少資源消耗和污染排放的技術和解決方案；而已投入的研發成本則會減少企業控制污染的費用，造成工業綠色發展效率降低。相反，充足的技術創新投入可以推動技術進步、能源轉型、減少排放、提高生產效率、滿足合規要求，并增強企業的市場競爭力和長期可持續性。因此，堅定加大創新投資力度是中東部真正實現綠色發展的重要保障。假設2得到了證實。

模型（6）體現了制造業產業集聚與技術創新之間的聯合效應在提升工業綠色發展效率方面發揮著促進作用。在高集聚的產業集聚區域，人才和資源得以集中，企業更加方便地共享信息、技術和人才資源，形成有利于創新的環境，帶動了技術創新的快速發展。綠色技術的創新，被視為實現工業綠色發展的關鍵要素；同時，中東部政府的優惠產業政策支持和創新激勵機制帶動了人才的流動和知識的傳播，推動了新技術的研發和應用，進一步提升了工業綠色發展效率。綜合來看，產業集聚與技術創新的關聯效應可以為工業綠色發展注入強大的動力，中東部地區有必要通過推動產業集聚和弘揚技術創新，促進工業的綠色可持續發展。假設3得到了證實。

控制變量的回歸結果方面，經濟發展水平在四個模型中都與工業綠色發展效率顯著正相關。原因可能是經濟的增長意味著更多的資金得以投入到綠色技術的創新研發中，推動了生產過程向綠色化和高效化轉變。產業結構與工業綠色發展效率呈正相關關系，與預期結果相反。可能的原因為隨著第二產業占比的提升，綠色發展受到了各方的重視，企業通過優化生產流程減少廢棄物和污染排放、政府出臺激勵政策、社會提高環保意識，最終反而提高了工業綠色發展效率。其他變量均不顯著。

3.4 穩健性檢驗

為驗證實證結果的穩健性，本文通過使用變量替換法，用專利申請受理數代替地區RD經費來作為技術創新指標，代入前文提到的四個模型進行檢驗。總體來說，穩健性檢驗的回歸結果與前文基本一致。由此說明，實證結果是十分穩健的。

4 結論與對策

4.1 研究結論

本文以制造業達到較大規模的中東部為研究對象，應用中東部19個省市2011—2020年的面板數據，研究工業綠色發展效率的影響因素及其作用機制，得到以下結論。

制造業產業集聚與工業綠色發展效率呈“倒U型”關系。在制造業形成集聚的初期，同一區域內的生產單位可以通過共享資源來降低成本、形成知識溢出效應，提高生產效率；同時環境保護措施的推進實施也會更加方便，從而推動工業的綠色發展效率提高；當制造業集聚達到一定程度后，負面效應也愈發明顯。例如，過大的生產需求會導致資源過度開采、環境污染和生態破壞的加劇，這些問題的出現會減少集聚程度提高帶來的邊際效益，使工業綠色發展效率達到峰值后開始下降，即呈現“倒U型”關系。

技術創新與工業綠色發展效率的關系呈“U型”曲線。在技術創新的早期階段，由于研發成本高、技術不成熟，使得成果的推廣受到限制，因此創新的應用效果不明顯，還會由于研發費用的投入和初期試錯原因導致工業綠色發展效率下降。這個階段對應著“U型”曲線的左側部分，即綠色發展效率下降的部分。中東部一些技術創新投入力度較小的省份，如河北、山西、吉林、黑龍江，就處于曲線的左側部分。隨著投入的持續，技術成熟度的提高和規模效應的出現，新技術開始更有效地被應用于生產過程中，資源更加地被有效利用、能效提高、廢物排放減少。在這個階段，技術創新對工業綠色發展效率的正向影響逐漸顯現，工業綠色發展效率開始顯著提升，曲線進入右側上升階段。

制造業產業集聚和技術創新之間的相互作用促進了工業綠色發展效率的提升。產業集聚形成的規模經濟，為技術創新提供了優良條件：企業間降低了交流成本，促進了知識、技術與經驗的迅速流動和共享。同時，集聚區內企業面臨競爭壓力，激發了對高效、節能和環保的追求，從而推動了綠色制造技術的開發和采納。產業的集聚也促使政府和行業協會更容易制定有效的綠色政策，形成更有效的綠色供應鏈。綜上所述，產業集聚與技術創新的協同作用通過提高能源效率和綠色標準，顯著提高了工業綠色發展效率。

4.2 政策建議

優化區域產業布局，注重區域協調發展。應當注重產業鏈的環境外部效應和資源利用效率，避免單一地區產業出現過度集聚的情況，造成環境污染和資源枯竭。例如，江蘇省的太陽能光伏產業應通過優化集聚現狀，促使產業鏈上下游企業形成集成效應，增強材料的回收和再利用，減少能耗和廢物排放，進而提高整個產業鏈的綠色發展效率；再如，河北省的鋼鐵產業曾經因為過度集聚面臨環境污染加重和資源消耗過度的問題，政府通過實施嚴格的鋼鐵產能壓減政策，策劃部分鋼鐵企業的搬遷和遷址，促進鋼鐵產業與其他產業的合理分布，實現了產業的綠色轉型，解決了由于過度集聚導致的一系列問題。

加大研發投入，完善創新激勵機制。首先，政府對于綠色發展基金的投入還遠遠不夠，各地要向已有的范例借鑒取經。例如江蘇省的“科技成果轉化引導基金”，支持綠色技術的研發，以補貼、貼息等形式降低企業的初始研發和應用成本，鼓勵企業進行綠色技術創新[15]。其次，各地政府可以參考浙江省在節能減排領域實行的稅收優惠政策，對實施綠色技術創新的企業在所得稅上給予減免。再次，建立健全綠色技術創新的評價和獎勵機制。如安徽省大力推動環保裝備制造業示范基地建設，為達標企業提供政策和資金支持，同時對于成功案例的示范和推廣，提高了整個產業的技術應用水平，形成了激勵企業技術創新的良性循環。

發展特色化技術創新集群，建立產業創新聯盟。鼓勵企業、高校和政府三方合作，加強知識管理和技術商業化。通過政府和市場機制的引導，搭建產業技術創新平臺，加強產業鏈上下游企業的技術交流。各地可以根據自身的產業基礎和資源優勢，發展特色化的產業集群。例如武漢市光谷依托集聚高校、科研院所和高新技術企業的合力，推動了當地光電信息、生物醫藥等產業的技術突破，并且實現了產業鏈的綠色升級。這些措施的實施，需要政府、行業和社會各界的共同參與；通過政策指引和市場推動，中國中東部完全有能力促進制造業合理集聚和技術創新，實現工業的綠色可持續發展。

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收稿日期：2023-11-29

基金項目：貴州省哲學社會科學規劃聯合基金項目（18GZLH03）

作者簡介：孫 琪（1997—），男，山西太原人，貴州大學管理學院碩士研究生，研究方向：產業集聚；王 婷（1974—），女，貴州貴陽人，貴州大學管理學院，教授，博士，博士生導師，研究方向：工業工程與管理。

引文格式：孫琪，王婷．中東部制造業產業集聚、技術創新對工業綠色發展效率的影響研究[J]．物流科技，2024，47（14）：69-74，77.