环境规制与产业结构升级——基于中国城市动态空间面板模型的分析

程中华，李廉水，刘 军

(1.南京信息工程大学中国制造业发展研究院，江苏 南京 210044；2.东南大学经济管理学院，江苏 南京 211189)

环境规制与产业结构升级
——基于中国城市动态空间面板模型的分析

程中华1,2，李廉水1，2，刘 军1

(1.南京信息工程大学中国制造业发展研究院，江苏 南京 210044；2.东南大学经济管理学院，江苏 南京 211189)

本文构建了环境规制促进产业结构升级的理论框架，并采用2003—2014年中国285个地级及以上城市的统计数据，以地理距离作为空间权重矩阵，运用动态空间面板模型实证检验了环境规制对产业结构升级的影响效应。结论表明，城市产业结构升级之间存在显著的全局空间正相关性和局部空间集聚效应。环境规制显著促进了城市产业结构升级，但这种促进效应受城市经济发展阶段的限制。环境规制对工业化中期和后期阶段城市的产业结构升级具有显著的促进效应，且对中期阶段城市的促进作用更强，但对工业化初期阶段城市的促进效应没有通过显著性检验。

环境规制；产业结构升级；空间溢出效应；动态空间面板

1 文献回顾与问题提出

环境规制对产业发展和经济绩效的影响受到了学者们的广泛关注。传统观点认为环境规制会增加企业的成本负担，对企业生产行为施加了新的约束条件，使得企业生产、管理和销售等环节难度加大，不利于产业发展和经济绩效的提升。波特对传统观点提出了质疑，认为被规制企业为了降低“遵循成本”，会对原有的设备和技术进行改造、升级或更新，通过技术创新提高能源效率和产品附加值。同时，环境规制能够刺激被规制企业在约束条件下，进一步优化资源配置，提高管理效率并降低生产过程中的非效率行为。因此，环境规制不仅可以改善环境质量，还有利于产业发展和经济绩效的提升，这一观点被称为“波特假说”[1]。

学者们对“波特假说”进行了较为深入的研究，现有文献主要从弱“波特假说”和强“波特假说”两大方面展开分析和讨论。对于弱“波特假说”的检验，学者们得出的结论基本一致，认为环境规制有利于技术创新[2]。而对于强“波特假说”的检验，学者们得出的结论存在较大差异，归纳起来主要分为以下四种观点：①认为环境规制不利于生产率增长或技术进步[3]；②认为环境规制有利于生产率增长或技术进步[4]；③认为环境规制对生产率增长或技术进步的影响作用不明显[5]；④认为环境规制对生产率增长或技术进步的影响存在门槛效应[6]。

上述研究只是围绕“波特假说”进行检验，而关于环境规制对产业结构升级的影响研究还相对较少，这似乎并没有触碰环境规制影响产业结构调整的深层次原因。也有学者分析了环境规制对产业结构升级的影响，认为环境规制对产业结构升级的影响存在门槛效应[7-8]。但这些研究对于环境规制影响产业结构升级的内在机制分析的还不够深入，而且基于省级层面的实证分析显得较为粗糙。另外这些研究在实证过程中还忽视了一个很重要的问题，那就是产业结构升级在地理位置上呈现出的空间效应。在即有研究的基础上，本文尝试在以下两个方面做出努力：一是理论分析环境规制促进产业结构升级的内在机制；二是基于地级市视角，采用动态空间面板模型实证分析环境规制对产业结构升级的影响效应。

2 环境规制促进产业结构升级的理论机制

2.1 环境规制的壁垒效应促进产业结构升级

根据“结构-行为-绩效”(SCP)分析范式，环境规制通过设置进入壁垒，对试图进入市场的企业主体进行筛选，调整市场主体构成，推动产业结构向高级化发展。环境规制通常可以通过以下两种方式来影响企业进入：一是要求新进企业安装污染治理设备进行清洁生产，这必然会增加企业的前期资金投入，提高了企业的必要资本量，从而对新企业进入形成了资本壁垒。二是要求新进企业执行更为严格的环境标准，使得新进企业对生产设备、生产流程、产品质量、污染物排放的技术标准和技术要求更高，从而对新企业进入形成了技术壁垒。因此，环境规制优化了该地区的企业进入结构，促进了该地区产业结构升级。

2.2 环境规制的转移效应促进产业结构升级

依据国际贸易中的“污染避难所”假说，严格的环境规制增加了污染密集型产品的生产成本，为了规避这一“遵循成本”，污染密集型企业将会从高环境规制地区向低环境规制地区迁移，从而优化本地区产业结构。同时地区之间为了吸引外资，有可能出现“向环境规制底线赛跑”的现象，形成相互之间以恶化环境来吸引FDI的恶性竞争，导致本地区产业结构更趋向污染密集型。因此，严格的环境规制将直接致使本地区污染密集型企业迁出到环境规制较为宽松的地区，使得本地区的产业结构发生相应的调整，以服务业为代表的清洁型产业将占据更大的比重，从而推动本地区产业结构升级。

2.3 环境规制的创新补偿效应促进产业结构升级

波特假说认为，随着环境规制的不断加强，企业必须通过技术创新以提高能源效率和生产率水平，以期在长期内显著降低其边际治污成本，从而形成“创新补偿”效应，这不仅能够有效抵消环境规制所带来的“遵循成本”，还能刺激产业技术进步。而随着技术进步的不断积累，企业在技术进步的过程中又会发现新的生产工艺、生产技术和生产数据，产品附加值和技术复杂度也得到进一步的提升，要素市场和中间产品市场的发展越来越完善，这样会进一步导致产业分工的深化，使得新兴产业不断发展壮大，从而推动产业结构不断向高级化方向发展。

2.4 环境规制的替代效应促进产业结构升级

环境规制的实施使得工业企业从事生产所使用的矿产资源开发受到限制，并对工业企业生产过程施加了许多约束条件，从而导致企业生产要素供给减少、生产成本负担增加，这些都会缩减地区工业的投资规模，进而通过投资乘数效应引起工业相应份额的下降。同时，环境规制的实施使得工业的成本增加，而服务业的成本受环境规制的影响甚微，从而使得工业相对于服务业的成本提高；相应地，工业对于服务业的相对价格也会随之上涨；根据消费者选择理论，消费者将会以更多的服务来替代商品，这种替代效应有利于服务业的发展，从而推动本地区产业结构升级。

3 模型建立与变量说明

3.1 计量模型

基于上述理论分析和研究目的，本文建立如下动态空间面板模型：

(1)

其中，Isuit表示i城市在第t年的产业结构升级指数，ER表示环境规制强度，X表示控制变量。τ表示产业结构升级一阶滞后的回归系数，反映了前期相关因素对本期的影响。ρ和λ分别表示空间滞后回归系数和空间误差回归系数。Wij表示空间权重矩阵，本文以城市之间直线距离的倒数作为权重。ηi为地区效应，νt为时间效应，εit为随机扰动项，分别表示影响产业结构升级的不同维度随机干扰。

3.2 变量说明

(1)被解释变量：产业结构升级指数(Isu)。本文采用各产业产值比重与劳动生产率的乘积来测度产业结构升级指数。

(2)核心解释变量：环境规制强度(ER)。本文借鉴赵霄伟的区位熵方法，通过构建城市污染物排放强度在全国范围内的相对位置，来测度该城市的环境规制强度[9]。

(3)控制变量：①经济发展水平(Pgdp)。根据恩格尔法则，经济发展水平越高的城市，家庭收入水平越高，消费结构也越高级化，这些都会对产业结构产生影响。本文采用人均GDP来衡量经济发展水平。②人力资本水平(Edu)。人力资本不仅可以提高城市的技术水平，还会通过提升创新效率和管理效率来促进产业结构升级。本文选取高等学校教师数与学生数的比例作为人力资本水平的代理变量。③金融发展水平(Fin)。金融发展可以通过资源优化配置效应和创新激励效应推动产业结构向高级化发展。本文采用各城市金融机构贷款余额与GDP的比值衡量金融发展水平。④外商直接投资(Fdi)。外商直接投资可以通过竞争效应、溢出效应和关联效应等途径影响该城市的产业结构变迁。本文采用各城市实际外商投资额占GDP的比重来衡量外商直接投资。⑤基础设施(Infra)。新经济地理学理论认为，较好的基础设施可以显著降低生产要素的流通成本，提高生产要素的配置效率和规模效应。本文采用城市道路人均占有面积作为基础设施的代理变量。我们预期上述控制变量对城市产业结构升级具有显著的促进作用。⑥自然资源禀赋(Nre)。依据比较优势理论，当城市拥有较高资源禀赋时，就会密集使用该资源，使得相关产业获得更快发展，形成该种产业的比较优势。本文采用城市农林牧渔业和采掘业从业人员占该城市全部从业人员的比重来近似地衡量自然资源禀赋。⑦政府干预程度(Gov)。在财政分权体制下，政府对经济活动的干预会抑制市场在资源配置中主体作用的较好发挥，不利于产业结构升级。本文以各城市财政收入占GDP的比重来反映政府干预程度。我们预期上述控制变量对城市产业结构升级具有显著的抑制作用。

4 空间相关性检验与回归结果分析

4.1 空间相关性检验

本文采用Moran’sI指数检验城市产业结构升级的全局空间自相关性，其计算公式如下：

(2)

表1 2003—2014年城市产业结构升级的Moran’s I指数及其显著性检验

注：***表示通过1%水平下的显著性检验。

为了进一步分析城市产业结构升级的局部空间特征，本文采用局部空间关联指标LISA集聚图来进行统计性分析。可以发现：①城市产业结构升级的高值集聚区主要集中在京津鲁、长三角和珠三角地区，这主要是因为这些地区经济发展水平高，高人力资本水平和技术水平使得工业结构高端化，金融业、生产性服务业以及技术密集型制造业发展迅速，逐步成为推动城市经济增长的主要动力。随着时间的推移，高值集聚区逐渐增多，这主要是因为这些新增地区产业发展越来越注重服务业和高技术制造业，周围城市之间的产业关联、产业转移和技术溢出都有利于本地区产业结构升级。②城市产业结构升级的低值集聚区主要集中在西北的陕甘宁地区，这主要是因为这些地区经济发展水平较低，基础设施和装备技术水平较差，产业发展主要以农业和劳动密集型制造业为主，服务业发展相对缓慢。随着时间的推移，低值集聚区逐渐减少，这主要是因为这些减少地区劳动力优势得以充分利用，市场规模逐渐扩大，生产率水平得到不断提升，产业结构也得到一定程度的优化。

4.2 全国层面的估计结果与分析

由于城市产业结构升级在地理位置上呈现出的空间相关性和空间异质性，传统的估计方法不再有效。因此，本文采用动态空间面板模型纳入空间效应和动态效应进行估计。对于动态空间面板模型的估计方法，本文采用Elhorst提出的无条件ML方法进行估计[10]。为了避免变量之间多重共线性对模型估计结果的影响，本文采用逐步回归法进行估计，估计结果见表2。

表2 全国层面城市数据的动态与静态空间面板模型估计结果

续表2

注：*、**、***分别表示在10%、5%、1%的显著性水平下显著，方括号内为渐进的t统计量，下同。

从表2的回归结果可以发现，动态空间面板模型和静态空间面板模型的空间溢出效应为正且通过了1%的显著性检验，这表明产业结构升级在地理位置上存在显著的空间溢出效应，这说明考虑地理距离和空间溢出效应来分析环境规制对产业结构升级的影响效应较为合适。但是两个模型的回归结果存在较大差异，这主要是因为产业结构调整和升级作为连续动态的经济系统，具有路径依赖的惯性特征，前期的铺垫和积累必然会通过产业发展、技术水平、人力资本等因素表现出来，并且会作用于本期或滞后若干期的产业发展。当纳入产业结构升级一阶滞后项之后，其系数显著为正，充分说明了产业结构升级的动态连续性特征。因此，本文选择解释力更强的动态空间面板模型作为最终的解释模型。

由模型(9)的估计结果可以发现，环境规制强度的二次项系数不显著，而一次项系数显著为正，这表明环境规制对产业结构升级具有明显的促进作用。在控制变量方面，经济发展水平、金融发展水平和外商直接投资对于产业结构升级具有显著的促进作用，这些都与我们的理论预期相一致。自然资源禀赋对产业结构升级的影响系数显著为负，这表明自然资源禀赋不利于产业结构升级，这可能是因为当城市具有自然资源禀赋优势时，城市产业发展就会密集使用该资源，使得资源密集型产业获得更快发展，从而不利于产业结构升级。人力资本水平对于产业结构升级的影响作用不显著，这可能与代理变量的选取有较大关系，本文选取的代理指标为高等学校师生比，可能无法全面的衡量城市人力资本水平。超出预期的是政府干预系数为正且通过了1%的显著性检验，这说明政府干预对于产业结构升级具有显著的促进作用，究其原因主要在于：政府对市场进行干预和调控，可以建立健全市场经济体系，为产业发展提供良性的宏观环境，使市场经济得以正常运行和均衡发展。同时，政府干预可以纠正市场的信息不对成，有效弥补市场经济的缺陷和不足，实现资源的优化配置，这些都会对产业结构调整和升级发挥调控作用和促进作用。

4.3 不同经济发展阶段的估计结果与分析

由于环境规制对产业结构升级的促进作用与城市经济发展阶段密切相关，因此本文将城市经济发展阶段划分为三种类型，分别为工业化前期阶段、中期阶段和后期阶段。在城市样本中，处于工业化前期阶段、中期阶段和后期阶段的城市数分别为41个、160个和84个，这说明城市产业结构整体上仍处于工业化中期阶段，估计结果见表3。

表3 不同经济发展阶段城市数据的动态空间面板模型估计结果

可以发现，环境规制对产业结构升级的促进作用受城市经济发展阶段的限制，其中，环境规制对工业化中期阶段城市产业结构升级的促进作用最强，工业化后期阶段次之，但环境规制对工业化初期阶段城市的促进作用没有通过显著性检验，本文给出的可能解释是：工业化初期阶段，城市产业结构逐步由以农业为主转向以劳动密集型轻工业为主，轻工业成为经济发展的主要支柱产业。此阶段，虽然轻工业的迅速发展和产业结构的变动产生了一定数量的污染物，但由于经济规模和污染物排放量较小，能源消耗和环境污染均在资源环境承载范围之内，生态环境问题尚不明显。工业化中期阶段，产业结构逐渐由以轻工业为主转向以重工业为主，钢铁、机械、能源、化工等能源消耗型和污染密集型产业取得了迅速发展，虽然第三产业也得到了一定程度的发展，但重工业依然是经济发展的主要支柱产业。此阶段，重工业的迅速发展大大加剧了能源消耗和环境污染，超出了资源环境的承载范围，生态环境遭到了极大破坏。但考虑到经济的可持续增长和生活水平的提高，此阶段政府对环境污染的治理主要以末端治理和污染控制为主。工业化后期阶段，产业结构逐渐由以重工业为主转向以高新技术工业和服务业为主，高新技术产业和生产性服务业取得了迅速发展，使得服务业比重持续上升，工业结构不断优化，服务业和高新技术产业逐渐成为经济发展的主要支柱产业。此阶段，能源消耗和污染物排放量得到了有效控制，生活环境质量也得到了不断好转，政府对环境污染的治理逐渐由末端治理为主转向以源头治理为主。

5 结论与启示

本文理论分析了环境规制促进产业结构升级的内在机制，并实证检验了环境规制对产业结构升级的影响效应。研究结论表明，环境规制对于产业结构升级具有显著的促进作用，但这种促进作用受城市经济发展阶段的制约。环境规制能够显著促进工业化中期阶段和后期阶段城市产业结构升级，但对工业化初期阶段城市产业结构升级的促进效应没有通过显著性检验。在控制变量方面，提高政府对经济的干预程度和控制产业发展对自然资源禀赋的依赖程度将有利于城市产业结构升级。

本文的政策启示有：①进一步加强环境规制，倒逼或激励企业进一步优化资源配置，通过创新补偿效应以提高能源效率和产品附加值，促进城市产业结构不断向高级化方向发展，从而实现污染治理与企业发展的双赢。②依据城市经济发展阶段，采取灵活多变的环境规制政策和方式。对于工业化初期阶段的城市而言，环境污染较轻，可以多采取命令控制型环境规制方式；对于工业化中和后期阶段的城市而言，环境污染较重，可以多采取市场激励型环境规制方式，注重环境污染的源头治理。③降低城市产业发展对自然资源禀赋的依赖，通过优化资源结构、提高资源利用效率以实现产业结构升级。一方面应不断降低对自然资源的使用，推进自然资源的高效开发和有效利用，大力发展循环经济推动工业结构向集约化、绿色化方向发展；另一方面应建立清洁、安全、高效的资源能源体系，大力发展可再生能源和清洁能源，不断提高它们在工业耗能中的比重。

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[5]RUBASHKINA Y,GALEOTTI M,VERDOLINI E.Environmental regulation and competitiveness:empirical evidence on the Porter hypothesis from European manufacturing sectors [J].Energy policy,2015,83(8):288-300.

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[10]ELHORST J P.Unconditional maximum likelihood estimation of linear and log-linear dynamic models for spatial panels[J].Geographical analysis,2005,37(1):85-106.

(责任编辑 沈蓉)

Environmental Regulation and Industrial Structure Upgrading——Based on Dynamic Spatial Econometric Analysis of Chinese Cities’ Data

Cheng Zhonghua1,2,Li Lianshui1,2,Liu Jun1

(1.China Institute of Manufacturing Development,Nanjing University of Information Science& Technology,Nanjing 210044,China;2.School of Economics and Management,Southeast University,Nanjing 211189,China)

The paper constructs a theoretical framework of environmental regulation on promoting industrial structure upgrading.It uses statistical data of 285 Chinese cities in 2003—2014,and makes geographic distance as a spatial weight matrix.The paper empirically tests the effect of environmental regulation on industrial structure upgrading using dynamic spatial panel models.The results show that there is significant positive global spatial autocorrelation and local spatial agglomeration effect between urban industrial structure upgrading.Environmental regulation significantly promotes industrial structure upgrading,but the promoting effect is restricted by urban economic development stage.The effects of environmental regulation on industrial structure upgrading are significant on the middle stage and the later stage of industrialization,and the promoting role on the middle stage of industrialization is bigger than that on the later stage.But the effect of environmental regulation on industrial structure upgrading is not significant on the initial stage of industrialization.

Environmental regulation;Industrial structure upgrading;Spillover effect;Dynamic spatial panel

国家自然科学基金项目(71673145)，教育部哲学社会科学发展报告项目(13JBG004)，中国制造业发展研究院开放课题(SK20160090-8)。

2016-04-29

程中华(1983-)，男，山东潍坊人，南京信息工程大学中国制造业发展研究院讲师，东南大学经济管理学院博士研究生；研究方向：创新管理与制造业发展。

F062.9

A