环境规制、绿色技术创新与城镇化效率——基于空间计量与门槛效应视角

(浙江工业大学 经济学院，浙江 杭州 310023)

改革开放以来，中国的工业化和城镇化水平得到了快速提升，城镇化率由1978年的17.92%上升至2018年的59.58%。然而，随着城镇化水平的快速提升，以往粗放式的发展方式忽略了资源节约、环境保护等可持续发展原则，其弊端逐渐凸显，出现了半城镇化严重、城乡环境污染、城市交通拥挤等一系列城市问题[1]，这些问题集中体现为城镇化效率较低，严重制约了城镇化高质量发展，环境治理成为我国经济发展必须面对的重要问题[2]。如何实现发展模式由传统的“要素驱动”和“投资驱动”向新时代“生态福利”和“创新驱动”转变，通过绿色技术创新推动城镇化效率提升，是新型城镇化发展亟待解决的现实问题[3]。与此同时，各地区政府逐步完善环境规制体系与创新驱动发展新思路，力图通过环境规制防止和控制环境污染，实现城镇化绿色发展。在经济新常态和高质量发展过程中，探究环境规制与绿色技术创新对城镇化效率的影响机制具有重要的理论价值与现实意义。

一、文献综述

自Kuznets首次提出人均收入与经济增长之间存在着倒“U”型关系以来[4]，在环境规制对城镇化的影响方面，学者们从不同角度对环境规制影响城镇化水平和经济增长进行了相关研究，主要是针对环境污染与经济增长之间的库兹涅茨曲线进行了检验[5-6]。国内学者黄茂兴等[7]认为，环境管理能够显著提高最优增长率、环境承载力，进而推动经济可持续增长。王敏等[8]的研究表明，现阶段我国城市的经济增长和城市大气污染之间存在“U”型曲线关系。黄清煌等[9]则从经济增长数量和质量的双重视角进行实证研究，指出在提升环境规制对经济增长质量促进效应的同时，恶化了环境规制对经济增长数量的抑制效应。陈诗一[10]的研究指出政府的雾霾治理政策有助于改善大气环境和提高经济发展质量。李泽众等[11]认为，环境规制不仅可以显著提高本地区的新型城镇化水平，还可以通过溢出效应提高周围城市的新型城镇化水平。

在绿色技术创新推进城镇化效率方面，Krugman[12]指出技术创新是经济增长的根本动力。Lucchese[13]以德国等六个国家为例，研究发现技术创新在产业结构和经济增长过程中具有重要作用。唐未兵等[14]则认为，由于多种因素的影响，技术创新对经济增长方式转变的作用是不确定的。蔡宁等[15]的研究表明，内生创新努力、本土创新溢出、国外技术引进三种类型技术创新对工业节能减排效率具有显著正影响，促进可持续发展。朱军[16]认为技术吸收与技术创新带来的效率提升是中国经济增长和全要素生产率提升的重要源泉，开放经济下中国的经济增长是长期可持续的。陶长琪等[17]发现，创新驱动对经济增长的促进作用在东部、中部和西部地区分别表现为加速效应、收敛效应和分化效应。赵磊[18]认为，增强技术创新不仅能够促进信息、数字和生态等创新型产业的发展，还可以促进工业化与城镇化的深度融合，进而推动新型城镇化可持续发展。

已有文献对城镇化水平、城镇化质量做出了较多的研究，而少数对城镇化效率进行研究。从研究视角上看，主要是对全要素生产率测算及其地区差异分析，探讨城镇化效率与环境规制、绿色技术创新之间关系的研究较少。基于此，在研究内容上，拟在同一框架下分析环境规制与绿色技术创新对城镇化效率的作用机制，对于新时代实现创新驱动，可持续发展具有一定现实意义。在研究方法上，采用考虑非期望产出的SBM模型测度中国省域城镇化效率，并基于多维邻近的视角，通过空间杜宾模型分析环境规制与绿色技术创新的影响机制，以使研究结论更加有效。同时，考虑到相关变量间可能存在非线性关系，为了分析环境规制与绿色技术创新对城镇化效率的适度效应，构建面板门槛模型进行验证。

二、机制分析

以索洛为代表的新古典经济增长理论将除去资本、劳动、土地之外的对经济增长贡献的部分作为全要素生产增长率，这部分经济增长的来源是技术进步、技术创新；技术进步在经济发展过程中逐渐凸显其重要性，这也是经济发展与社会进步的必然结果。尤其是在当前我国经济高质量发展和推进生态文明背景下，各地区迫切需要转变经济发展模式，突破资源压力对发展的瓶颈约束。针对这些问题地方政府相继实施了一系列环境规制政策，而随着环境规制强度的提升，相关部门和企业开始寻求绿色技术创新之路，以谋求可持续发展道路。因此，环境规制、绿色技术创新与城镇化效率提升、经济增长密切相关，通过对环境规制、绿色技术创新对城镇化效率影响机制的分析，也可以从理论层面明确三者之间的关系。

(一)环境规制与城镇化效率

本研究关注的城镇化效率的内涵主要体现在社会经济效应和资源环境效应。经济增长是城镇化发展过程中最重要的期望产出之一，其增长情况直接关系到城镇化效率的高低。然而环境规制政策的制定和实施，会对城镇化建设产生不确定性的影响，具体而言，环境规制不一定总是产生期望的“绿色福利”效应，还可能会表现出“绿色悖论”的直接效应。因此，对城镇化效率的影响存在促进效应、制约效应、不确定性、非线性综合论等机制(如图1)。

根据环境规制对城镇化效率的直接影响机制(路径①)，首先，政府实施的环境规制政策将会对污染排放较高的企业制定生产和排放标准，厂商由于生产成本增加会减少相应能源的使用量，另一方面政府会从需求侧补贴清洁能源的生产和使用，同样减少了高污染能源的使用量，降低了城镇化发展过程中的非期望产出。其次，环境规制的产业转移效应能够推动城镇化的绿色发展，不同类型企业面对环境规制政策会采用不同的发展方式。对于高新技术产业来说，环境规制能够进一步激发企业的创新动力；而对一些高污染、重工业企业来说，环境规制可能会增加企业的成本。因此，这些企业可能会从发达国家或者地区向环境规制强度低的发展中国家或地区转移，从而降低了环境规制强度较高的国家或地区污染性企业的数量和规模，进而促进经济增长。

根据环境规制对城镇化效率的间接影响机制(路径②③)，“波特假说”原理表明合理强度的环境规制能够消除企业规避环境规制成本的侥幸心理，进而刺激企业充分利用资源要素，并推动企业研发投入和改进绿色生产技术的动力，以期发挥出“创新补偿”效应，从而在一定程度上降低或全部抵消“遵循成本”的负面影响。一方面，企业通过绿色技术创新达到了生态建设或环境保护的要求；另一方面，绿色技术创新可以促进先进生产技术的使用，使生产过程机械化、智能化发展，从而减少环境污染和节省人力资源的成本，提高企业的生产效率和利润率，增强企业的市场竞争力，扩大市场份额，促使企业的经济效益提高，实现经济增长。具体而言，当环境规制强度较弱时，对绿色技术创新的研发投入成本往往高于环境规制成本，企业可能会存在侥幸心理，通过技术模仿降低成本，此时环境规制存在“遵循成本”效应，阻碍了绿色技术创新等研发活动，不利于产业生产总值和城镇化效率的提升。当环境规制达到一定强度时，只有通过绿色技术创新才能弥补环境规制的成本，进一步降低生产过程中的资源消耗弹性和非期望产出，使环境规制的“创新补偿”效应占据主导作用，实现生态环境文明，推动社会经济发展与城镇化效率提升。

(二)绿色技术创新与城镇化效率

绿色技术创新对城镇化效率的影响存在直接的传导机制(路径③)，我国东、中、西地区发展水平存在较大差异，区域绿色技术创新水平不同，但各地区的绿色技术创新水平在不断提高。绿色技术创新可以通过技术进步效应、倒逼能效提高、减少污染排放、增加经济效应等途径推动城镇化绿色发展和效率提升。首先，绿色技术创新不断涌现并形成累积效应促进技术进步，达到规模报酬递增，产品生产技术不断进步，生产效率和产品质量也随之提高，生产成本降低，发展水平不断提高，推动城镇化绿色发展。其次，随着绿色技术创新水平的提升，一些新的技术成果也相应地催化出新工艺、新产品，并投入到生产过程中，能够改进和改变以往资源要素低效率的使用方式，提高能源的利用效率，进一步推动产业的层级分工和结构优化，促进城镇化效率的提升。再次，绿色技术创新水平的提升对产业结构升级具有引致作用，使产业从传统的劳动密集型生产转向技术密集型，产业结构得到升级优化，节省了人力成本，还能够从排放端和生产端通过先进治污技术减少污染排放量。最后，随着资源利用效率的提高、污染排放的减少，城镇化发展过程中的期望产出增加而非期望产出减少，有效地提高了经济产出和城镇化效率。

三、方法与数据

(一)城镇化效率的测算指标与模型

环境约束下的城镇化效率综合反映了城镇化进程中生态与经济协调发展、共赢发展，符合可持续城镇化、高质量城镇化的要求。参考相关研究成果[1-2]，结合数据的可得性，投入指标选取人力、土地、资本等要素，从人口、经济、空间、社会、生态五方面构建产出指标，选取二氧化硫、废水、固体废物、烟粉尘、化学需氧量等的排放量作为非期望产出(如表1)。在测算效率时，投入产出指标不宜过多，参考王宝义的方法[19]，借助熵值法将多项污染物排放指标综合为一项指数，以减少非期望产出指标，提高城镇化效率测算的准确度，五项污染物指标权重依次为0.149、0.229、0.245、0.179和0.198。

表1 城镇化效率评价指标体系

数据包络分析(DEA)是测算效率的主流模型，而DEA模型却无法考虑非期望产出问题。Tone于2001年首先提出了基于非期望产出的SBM(Slack Based Measure)模型，可以有效解决径向和角度的传统DEA模型造成的投入要素的“拥挤”或“松弛”现象，并考虑污染排放等非期望产出。本研究在Tone提出的SBM模型基础上，构建在规模报酬不变(CRS)下的考虑非期望产出的SBM模型测度城镇化效率值，具体计算公式见张荣天等的研究[20]。

(二)空间计量模型的设定

空间杜宾模型(SDM)是分析空间邻近性的主要模型，同时加入了自变量和因变量的空间依赖效应，相较于空间面板误差模型(SEM)和空间面板滞后模型(SLM)更为全面。本研究通过其来探索环境规制、绿色技术创新对城镇化效率的影响机制。模型的设定见徐维祥等的研究[21]。

(三)面板门槛模型的设定

政府力图实现城镇化效率提升与环境保护的双赢，其中关键在于寻找环境规制强度与绿色技术创新的最佳强度区间，即适合的环境规制强度对绿色技术创新具有引致作用，引导企业和部门积极投入创新研发，进而城镇化效率提升产生补偿效应、促进效应。本研究采用Hansen[22]所提出的面板门槛模型，分别以环境规制和绿色技术创新作为门槛变量以构建分段函数，以双门槛为例构建的回归模型如下：

URit=α+λZit+θ1ERitI(γit≤γ1)+θ2ERitI(γ1﹤γit≤γ2)+θ3ERitI(γit>γ2)+εit

(1)

URit=α+λZit+ρ1GTitI(μit≤μ1)+ρ2GTitI(μ1﹤μit≤μ2)+ρ3GTitI(μit>μ2)+εit

(2)

其中，i表示地区个体；t表示年份变量；URit为被解释变量，即城镇化效率；Zit为影响URit的其他控制变量；I(·)为指示函数，当满足门槛值时，I(·)=1，否则I(·)=0;εit为随机扰动项。在(1)中，环境规制(ERit)同时被选为门槛变量和核心解释变量；θ为关联系数。在(2)中，绿色技术创新(GTit)同时选为门槛变量和核心解释变量；ρ为关联系数。

(四)变量选取及处理

研究对象为中国30个省市(直辖市、自治区，不包括港澳台)，考虑到西藏自治区的发展状况以及相关数据缺失较多，故未参与分析，最终以2003—2017年共15年作为研究的时间范围尺度。相关的数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》和《中国环境年鉴》以及各省市统计年鉴，部分缺失数据根据插值法进行推算补齐。

解释变量：环境规制(ER)。作为调节生态环境的一种重要方式，其对城镇化的生态改善具有重要作用，然而对于环境规制的测度存在环境治理投资额、环境规制条例、环境违法企业数等单一指标和复合指标的方法。基于数据的可得性和本研究的实际情况，采用时乐乐的方法，以环境污染治理投资额占地区GDP的比重衡量[23]。绿色技术创新(GT)，本研究借鉴贾军等[24]的方法，以国际专利分类对应的环境技术领域为选择标准，以发明专利和实用新型专利授权量衡量绿色技术创新水平。控制变量：为了更好地分析城镇化效率的影响因素，本研究从社会经济的角度，参考相关研究成果[22-25]，选取政府政策(GOV)、产业结构(IND)、创新环境(JSE)、市场化水平(RMI)、对外联系(FDI)作为控制变量，分别用政府财政支出占GDP的比重、第三产业占GDP的比重、每年技术市场成交额、区域市场化指数、外商直接投资额衡量。

四、实证分析

(一)空间计量分析

1.空间相关性分析。使用空间计量模型进行分析的前提需要对被解释变量进行空间相关性的显著性检验，在此采用Moran’s I 指数来检验城镇化效率的空间自相关性，并利用Stata14.0软件所得到城镇化效率的Moran’s I 指数值均为正数，意味着城镇化效率呈现出显著的空间自相关性，需引入空间要素并利用空间计量模型开展实证分析。

2.实证结果分析。根据模型检验结果，空间滞后(SLM)和空间误差模型(SEM)的LM、Robust LM统计量均通过1%或5%显著性水平检验，且SDM简化为SLM或SEM的Walds和LR统计量均通过了1%显著性水平检验，即拒绝可以简化的原假设，说明模型不能简化为SLM或SEM，所以采用空间杜宾模型，计算得到Hausman统计量为22.351(P=0.098)，可以确定面板固定效应模型更适合。由表2可知，在三种权重矩阵下，固定效应均大于非空间面板模型(OLS)的对数似然值(LogL)和拟合优度值(Adj.R2)，说明固定效应的杜宾模型具有较好的估计效果。因此，本研究将利用固定效应的估计结果分析。

具体而言，环境规制在三种空间权重矩阵下对城镇化效率提升效应都显著为正；绿色技术创新在联接邻近和经济邻近矩阵下对城镇化效率的提升效应显著为正，而在地理邻近矩阵下不显著。这说明环境规制与绿色技术创新在现阶段促进了我国城镇化效率提升，而环境规制在地理邻近下影响效应不如联接邻近和经济邻近明显。空间滞后项系数在三种空间权重矩阵下大多通过了显著性检验，且联接邻近和经济邻近的系数均大于地理邻近，表明邻近地区和经济发展水平相似的地区，城镇化发展之间的互动性越强，越容易相互促进效应。

表2 城镇化效率的非空间面板和空间杜宾模型估计结果

注：***、**和*分别表示在1%、5%和10%水平下显著；括号内数字为t统计量的值。

从控制变量来看，控制变量对城镇化效率表现出差异化影响。其中，在联接邻近权重矩阵下，政府政策在现阶段对城镇化效率表现出抑制作用但不明显。产业结构仍然是促进城镇化效率提升的重要因素，在三种空间权重下有通过显著性检验且系数最大，说明产业结构的优化升级能够显著促进城镇化效率的提升。创新环境、市场化水平、对外联系均有通过显著性检验且系数为正，说明地区创新环境越好、区域市场化程度提升、对外开放水平越高，城镇化效率越高。

(二)面板门槛模型的实证分析

1.门槛效应的检验。为了进一步分析环境规制和绿色技术创新在不同门槛下的非线性影响程度，本研究基于Stata14.0软件，通过采用Bootstrap法模拟抽样500次后得到门槛检验的F值、P值以及在不同显著性水平下的临界值级门槛估计值(如表3)。由表3可知，环境规制与绿色技术创新分别存在双门槛效应与单门槛效应，环境规制的双门槛估计值分别为0.331与1.637，绿色技术创新的单门槛估计值为5.451。

表3 门槛效应自抽样检验

注：*、**和***分别表示在10%、5%和1%水平下显著，以上均是采用Bootstrap法模拟500次得到的结果。

2.变量参数估计及结果分析。在对门槛模型检验及门槛值估计的基础上，进一步对解释变量和控制变量的影响系数进行估计(如表4)。结果显示，当环境规制强度低于第一个门槛值0.331时，环境规制对城镇化效率的影响显著为负，作用系数为-0.367；当处于门槛值0.331和1.637之间时，环境规制强度对城镇化效率的影响显著为正，作用系数为0.051；当环境规制强度高于第二个门槛值1.637时，环境规制强度对城镇化效率的影响显著为正，作用系数为0.134，促进效应进一步增大。值得注意的是，当环境规制强度小于第一个门槛值，企业或部门可能会抱有一定的投机和侥幸的心理，更多地依赖技术引进、技术模仿来规避环境规制的成本，没有积极投入对绿色技术创新的研发行为。这种方式虽然在短期内减少了企业成本，但长期的绿色技术创新水平的停滞，对城镇化效率的提升负面影响更大，随着环境规制强度的提高，能够消除其侥幸心理。这说明了只有适宜强度的环境规制有利于促进城镇化效率提升，发挥出其对城镇化效率的补偿效应与促进效应。

绿色技术创新在不同门槛值下对城镇化效率的影响显著为正，且随着绿色技术创新水平的提升，对城镇化效率的促进效应也不断提升。当绿色技术创新水平低于第一个门槛值5.451时，绿色技术创新对城镇化效率的影响效果比较小，系数为0.002；当绿色技术创新水平高于门槛值5.451时，绿色技术创新对城镇化效率的促进效应明显提升，作用系数为0.017。这说明了环境约束下城镇化效率的提升会依赖于绿色技术创新水平的提升，只有城市绿色技术创新水平较高，环境规制强度越标准，对部门和企业创新研发的激励作用越大，绿色生产技术得到进一步普及和应用，才能有效推动城镇化效率的提升。

表4 门槛模型变量参数估计结果

注：*、**和***分别表示在10%、5%和1%水平下显著。

五、主要结论与政策建议

(一)主要结论

本研究基于高质量发展与环境约束的背景，采用考虑非期望产出的SBM模型定量测度2003—2017年中国城镇化效率，运用空间计量模型分析环境规制与绿色技术创新对城镇化效率的影响机制，进一步通过门槛模型揭示环境规制、绿色技术创新对城镇化效率在不同门槛值下的影响程度。主要结论如下：

一是环境规制与绿色技术创新在影响城镇化效率的过程中不能忽略空间邻近性的影响作用。在不同空间邻近权矩阵下，环境规制与绿色技术创新对城镇化效率的影响存在差异，但整体上环境规制与绿色技术创新均对城镇化效率的提升存在明显促进效应。

二是政府政策、产业结构、创新环境、市场化水平、对外联系对城镇化效率表现出差异化影响。虽然政府政策在现阶段对本地区城镇化效率表现出抑制作用但不明显，但产业结构仍然是促进本地区城镇化效率提升的重要因素，而创新环境、市场化水平及对外联系水平的提升均能够发挥出对城镇化效率的推动作用。

三是环境规制与绿色技术创新对城镇化效率提升分别存在双门槛和单门槛效应。只有适合强度的环境规制才能提升城镇化效率，绿色技术创新在跨过门槛值后对城镇化效率的提升作用明显增强，环境规制强度的增大会催动相关部门和企业对绿色技术创新进行研发投入，只有二者相互匹配，促进作用才能更好的发挥出来。

(二)政策建议

1.合理实施环境规制，推动创新水平提升。充分重视环境规制和绿色技术创新对城镇化效率提升的空间溢出效应和两者相互匹配时的协同效应。首先，本地区应该重视环境规制的作用，实施适合强度的环境规制，本地区和周围地区应该积极主动通过研发活动提高绿色技术创新水平，推进城镇化可持续发展。其次，在发展过程中要正确看待环境规制，可通过减税补贴等方式鼓励企业进行技术创新，支持绿色经济技术产业发展；企业应该加大技术创新和研发力度，强调从源头治理，不再依赖末端治理消极应对环境规制政策。

2.正确评估区域现状，加大科研投入力度。发展要尊重地区差异，合理评估本地区环境规制、绿色技术创新所处的强度和水平，而后因地制宜地制定发展政策，东部地区绿色技术创新水平较高，所以要继续加大研发投入力度，进一步依托高强度研发和高素质人才提升技术创新达到新的层次水平；中西部地区由于发展上的劣势，一方面要通过优惠政策吸引和留住人才，另一方面通过引资方式，充分利用政策倾斜优势，提高对绿色生产技术的吸收能力，发挥区域学习效应，提高城镇化效率。

3.注重多种影响因素，深入贯彻综合施策。现阶段应该注重政府政策合理引导，调整政府财政支出结构，发挥出其引导机制作用；持续推进产业转型升级，推动产业朝合理化、高级化方向发展，重视二三产业在城镇化建设过程中的作用时也不可忽视农业的基础性作用；发挥市场调节对政府政策的补充作用，遵循市场经济的基础性作用，为城镇化发展营造良好的市场环境和运行机制；但在减少对市场干预的同时也应严格限制高污染、低效率产业转移和投资项目，鼓励环保型外资企业，引导外商投资向高新技术产业流动。