制造业与生产性服务业耦合协调、空间共聚与绿色创新效应研究

胡绪华,陈 默,罗雨森,陈业昕

(1.江苏大学 a.财经学院,b.产业经济研究院,c.管理学院,江苏 镇江 212013;2.对外经济贸易大学 金融学院,北京 100029)

一、引言

“十三五”发展规划的经验硕果表明:推动以制造业与生产性服务业空间共聚为形态的现代产业体系部署建设,既是创新要素协同与促进城市集中控制污染排放的题中之义,也是“经济生态社会”三维一体背景下绿色创新路径涵养的必要组成。然而面对疫情下“双循环”规划的新任务与新要求,以产业空间共聚为路径促进绿色创新发展的不平衡与不充分问题依然十分严峻,这既体现在产业规划上:过度制造业优先而轻生产性服务业发展会使得产业空间的耦合协调特性受到破坏;亦体现在地区目标规划上,官衔晋升激励会使部分地方政府青睐于短期绩效突出的“明星产业”布局,由此非协调的制造业与生产性服务业空间格局概率就会增加,期望下空间共聚的绿色动能释放亦会受到阻碍。可见,忽视产业耦合协调而单只以共聚布局实现绿色创新要素涵养并不稳定,制造业与生产性服务业空间共聚与产业链条协同的匹配衔接,仍是现代化产业体系构架以及产业布局中绿色创新效应涵养过程中亟需重视的痛点。

2020年10月,十九届五中全会指出:“当前我国发展的不平衡不充分问题仍然突出,创新能力不适应高质量发展要求,生态环保任重道远,因此要加快发展现代产业体系,加快建设现代服务业,提升产业链供应链现代化水平,把经济着力点放在实体经济上,促进经济社会发展全面绿色转型”。这些举措在现实意义上也旨在更好促进制造业与生产性服务业的体系协调,从而激发现代化产业的绿色创新动能。因此忽视产业空间的双向协同,只从单向视角探究制造业与生产性服务业空间共聚的绿色技术创新效应存在缺失。基于此,引出了一系列问题更需精准施策:是否当前中国城市制造业与生产性服务业的布局发展协调?而假如产业布局协调,是否制造业与生产性服务业耦合协调度越高就更能促进产业共聚的绿色技术创新能力厚植?此外,基于新结构经济学所强调的异质性资源禀赋前提,是否产业耦合协调约束条件在中心城市与外围城市的绿色创新效应作用机制存在差异?这些都是后疫情时代探寻经济韧性路径与促进可持续经济转型亟需探讨的话题。

鉴于此,本文基于产业共聚理论与城市经济理论框架,探讨了产业耦合约束下制造业与生产性服务业空间共聚对绿色创新的非线性影响,并对异质性城市问题进行分析,以期为各地区因地制宜规划产业布局,因势利导涵养地区绿色创新能力,强化经济结构韧性提供科学决策的理论依据。本文的创新点主要表现为:理论层面上将制造业与生产性服务业耦合协调约束、产业空间共聚与绿色创新效应予以关联,为既有探究中割裂“产业-空间”探讨集聚绿色创新效应提供新解释;研究方法上在通过耦合协调法与熵值法计算产业耦合协调与空间共聚基础上,引入产业耦合约束门槛对差异化的“产业-空间”非线性绿色创新影响予以实证检验;样本选择上立足城市空间,采用更具中微观色彩的261个城市面板数据验证理论假设;样本划分上立足城市禀赋差异现实,引入城市等级划分方法,对产业协调耦约束下,不同等级城市的产业共聚绿色创新效应特征进行实证研判,厘清背后逻辑以期得出更为稳健的结论。

二、文献评述

产业转型与融合发展研究为制造业与生产性服务业的产业协调探索奠定基础,新经济地理理论则在使传统经济学维度扩容同时,又为制造业与生产性服务业的空间协调探索铺垫前提。归纳现有研究成果,与本研究相关的探索主要有以下三个方面:

(一)制造业与生产性服务业的产业协调与空间共聚

1.制造业与生产性服务业的产业协调探索

制造业服务外包与生产性服务业价值链嵌入表明制造业与生产性服务业不仅在产业层面存在互动?而且在吸纳就业、抑制地区污染与塑造城市规模形态的双向作用上动态协调[1]。唐晓华基于灰色GM模型探究了制造业与生产性服务业协同演化过程中制造子行业TFP的变化趋势[2];丁博等基于产业互动论视角探究了生产性服务业对制造业效率提升效应的机制路径[3];孙畅基于要素分解视角探究了高端服务业与先进制造业互动下的地区发展非平衡特征[4]。20世纪90年代后,以克鲁格曼所代表的新经济地理学派为制造业与生产性服务业的空间协调理论探索赋予了可能,异质地区产业“转移集聚共聚”的变迁为产业空间分工与外部经济开拓提供了新发展模式。

2.制造业与生产性服务业的空间共聚探索

产业空间共聚亦称协同集聚,其最早由Ellison和Glaeser在探讨美国制造企业多样化布局中提出,并由空间经济学者Fujita佐证[5-6]。产业空间共聚属于产业集聚模式的一种,是一定时间内资本要素、劳动要素不断汇聚,大量企业在一定空间集中的地缘现象。与常规产业集聚不同的是,产业共聚更加强调产业间中间产品的分工,因此即使不存在劳动力要素的流动,只要产业上下游技术资源密切关联,产业共聚就会发生,这在当前各地政府大刀阔斧兴建产业园区助力产业强市的发展规划中是一个较为典型的现象。目前国内外学者对产业空间共聚的研究主要有三个方向:第一类是从产业区位的空间布局特点出发,验证产业空间共聚布局中是否存在“中心—外围”的地缘现象;第二类是从统计角度出发,对不同方法下地方间产业协同集聚水平测度差异进行研究;第三类是在机理分析与实证检验基础上,对一定地理维度的产业协同性进行探索。

(二)绿色创新的定义与测度

绿色创新与创新息息相关,其不同于传统创新的特征在于:绿色创新能更好弥补传统创新“非自然性”与“机械性”缺陷。当前绿色创新的探索主要集中在绿色创新的内涵定义以及绿色创新的测度方法两方面。

1.绿色创新的内涵定义

当前学界对于绿色创新的内涵定义并不统一,代表性的观点主要有以下三种:环境经济学者普遍认为:绿色创新是一种以避免或减少环境破坏为矢的制度、组织与技术。该种创新与生产消费执行人所处的环境效益息息相关[7];创新经济学者则认为,绿色技术创新等同于绿色商品与服务的软硬件创新过程[8];生态经济学者则认为,绿色技术创新与环境创新同义,是一种环境效益创新[9]。可见立足于不同学科,绿色创新的内涵定义存在分歧。

2.绿色创新的测度方法

当前绿色创新测度的方法主要有两类:一是建立综合指标体系,多维度测量绿色技术创新;其次是利用工具变量指征绿色创新的绩效成果。基于综合指标体系测量视角:田丹和于奇分别从管理创新、流程创新和产品创新三个维度构建了绿色创新评价系统[10];易明和程晓曼则通过构架包含非期望产出的SBM-DEA模型,从效率方向着手对长江经济带43个城市的绿色创新进行评价[11];基于工具指标测度视角:王旭和杨有德分别使用绿色发明专利和实用新型专利衡量“价值创造类”与“资源捕获性”绿色创新水平[12];孔群喜则利用国际研发技术溢出模型的工具指标对长江经济带的绿色创新进行了衡量[13]。

(三)产业空间共聚与绿色创新

早期研究多集中于制造业单向集聚的相关环境经济问题,并发现制造业集聚在带来高度集中的创新产能同时,污染排放与能源消耗也十分严重。由此部分学者基于生产性服务业既独立又嵌入制造业价值环节提出,要利用生产性服务业的轻工生产特性推动制造业服务转型实现清洁化生产,同时也要利用生产性服务业的人力资本投入特征不断拓展既有中间产品需求,多元化产品价值创造路径实现制造业的创新实力攀升。

还有部分部分学者认为,尽管学界已经认识到产业融合能够更好带来绿色创新收益,但既有空间载体的产业园区规划设计却多以单一产业为主,由此期望的绿色创新效应并不突出。因此相当部分学者呼吁要将制造业与生产性服务业空间共聚作为产业布局新业态,从而在不减少既有经济利益同时亦带来良好的绿色创新回报。此外,还有部分学者探究了空间共聚下的绿色创新溢出效应。任阳军基于城市面板数据,运用空间计量模型实证检验生产性服务业和制造业集聚对工业企业绿色创新效率的影响和空间溢出效应[14];刘文琦基于研发投入视角,探究了产业研发投入与产业集聚规模互动耦合下的绿色创新溢出性问题[15]。

(四)文献评述总结

综上,现有文献围绕制造业与生产性服务业协调指数、绿色创新效应测度、绿色创新定义、产业共聚与绿色创新发展等方面展开了深入研究,但就研究视角、引理机制上,却仍存在边际创新空间。首先在关联视角上,既有研究多从“空间产业”的割裂视角探讨产业空间共聚与绿色创新关系,理论衔接存在不足;其次在机理维度上,既有研究多忽视因城市禀赋差异而造成的产业布局同构问题,一刀切式的“共聚创新”机制显然并不适用于所有城市;第三,在样本筛选上,既有研究多使用省际宏观数据,然而却对中微观的城市数据关注不够,而城市正是产业布局最为基本的单元之一。鉴于此,本文运用一个改进指标体系的耦合协调度模型,从时间与空间的双重视角探究中国城市制造业与生产性服务业的协调特性。此外,本文还将采用更具中微观色彩的261个城市面板数据,基于制造业与生产性服务业的空间共聚背景,区分城市等级与时间区段,对产业耦合协调约束下产业共聚的绿色创新效应差异进行实证讨论,梳理内在逻辑以期得出更为稳健的结论。

三、理论分析与研究假设

(一)制造业与生产性服务业空间共聚与绿色创新效应

基于制造业与生产性服务业的空间共聚背景,产业链互动融合的分工深化可以有效整合零碎资源,实现高效生产路径的“碎片化”统一。具体来说,制造业与生产性服务业空间共聚可以通过以下三种渠道与绿色创新效应关联:

互动协同下的知识外溢效应。得益于一定地缘范围内制造业服务化转型与生产性服务业外部化的产业链深度融合,不仅行业间要素流动速度与规模得到提升,同时伴随要素流动带来的显隐性知识交流频次亦得以增加。因此,企业生产运作模式改变以及企业内绿色经营观念变通出现可能。此外,基于产业深度融合带来的新旧理念碰撞与旧有生产技术与经营管理理念的破坏性创造,“干中学”的内生促进机制将不断推动企业由内而外激发创新潜能,为绿色创新产出提升提供可能路径。

协同生产下的规模经济与范围经济效应。源于制造业与生产性服务业空间共聚搭建的实在平台,旧有零碎式的产业链分工格局得到整合,各类要素集中所带来的规模效应将极大缓解企业公共成本支出,从而为企业更新绿色生产设备减轻财务约束;另一方面,协同分工带来的范围经济使得企业产品趋于多元化,充足的后备人力资源使得企业可以在专业化生产与多样化生产中拥有更多“包容性”选择,由此企业家亦可从冗余事项脱身从而发挥更多企业家才能,集中才智促进企业不断迈向价值链两端,实现功能与声誉的双赢。

集聚经济的外部效应。一方面,制造业与生产性服务业的空间共聚为产业间人才资金集中与基础设备共享提供了平台,异质产业链交融错合下的技术项目合作与管理交流,将为产品绿色化发展与工艺流程清洁化发展提供路径;另一方面,空间共聚亦会在合作中带来竞争,“适者生存”的竞争原则将会促进园区企业不断在产品成本降低、工艺流程柔性化与产品异质性强化投入更多精力,由此产业绿色创新潜能不断拓展。基于此,提出假设:

H1:制造业与生产性服务业的空间协同将促进地区绿色创新效应的提升。

(二)产业耦合协调约束下制造业与生产性服务业空间共聚的绿色创新效应

虽然一定地域范围内制造业与生产性服务业空间共聚能够为促进绿色创新涵养提供平台,但受制于经济效益、成长潜力、产业规模以及外部环境的多维约束,产业空间的高度共聚并不必然带来最优的绿色创新效应,空间布局与产业链条耦合的匹配差异机制,将引致期望下的绿色创新效应出现不确定性:

双重目标引致的要素流通障碍。在以产业共聚促进绿色创新效应涵养中,以人才流动作为知识媒体承载的作用不可忽视,因此不同企业部门间人才交流的贯通与流畅,是一个地区产业布局绿色绩效的关键节点。然而由于现实中企业存在着核心价值维系与合作共赢的“双重目标”,以邻为壑的发展动机一直客观存在于企业的潜在发展规划,由此一种更加利己的囚徒困境策略,形成了园区人才交流的壁垒,最终地域内产业空间共聚并未带来创新知识与绿色管理理念的协同共赢。

城市禀赋差异引致的策略差异。由于不同城市所在地区的禀赋存在差异,因此希冀耦合协调度提高带动空间协同下的绿色创新效应提升依然存在不稳定性。具体来说,中心城市基础设施建设成熟,各类要素集中且供给端与消费端市场邻近,派生需求较高,因此所在地区企业禀赋空间约束较弱,一体化的跨地区合作会更加频繁,由此本地化的绿色反馈降低,反映为产业空间本地化的“弱耦合协调”更能驱动绿色创新;而中小城市由于城市禀赋限制,交通不便,信息传达费用较高,派生需求较弱,因此一体化的跨地区协作频次相对较少,“抱团”本地合作成为维持地区绿色创新力的可能解,从而反映为产业空间本地化的“强耦合协调”更能驱动绿色创新。基于此,提出假设:

H2:忽略所在地区禀赋差异前提下,制造业与生产性服务业间耦合协调度越高,制造业与生产性服务业空间协同带来的绿色技术创新效应越高。

H3:考虑所在地区禀赋差异前提下,较低的产业耦合协调更适用于拥有较多禀赋优势的中心城市产业空间协同的绿色创新效应涵养。

H4:考虑所在地区禀赋差异前提下,较高的产业耦合协调更适用于拥有较少禀赋优势的外围城市产业空间协同的绿色创新效应涵养。

四、制造业与生产性服务业耦合协调差异评价方法构建

(一)评价体系构建

参照2017年国家统计局对生产性服务业的划分标准(GB/T4754—2017),选择交通运输、仓储、邮政业;信息传输、计算机服务、软件业;批发零售业;金融业;房地产业;租赁、商务服务业;科学研究、技术服务、地质勘查业总计七个大类行业作为生产性服务业代表行业。此外参照《行业分类国家标准》,将C13-C37,C39-C41的子行业作为制造业的代表行业。

借鉴唐晓华等、张虎等学者的设计方法,分别设立制造业子系统(Z)与生产性服务业子系统(M),从“产业规模”“经济效益”“成长潜力”“环境约束”四个维度,存量与增量数据结合,对制造业与生产性服务业耦合协调程度予以衡量(表1)[2]。研究中所使用的数据选取2004—2018年《中国城市统计年鉴》《中国工业统计年鉴》和《中国统计年鉴》。

表1 制造业与生产性服务业耦合协调指标体系指标

(二)耦合协调度模型

耦合协调度模型是由若干个不同子系统构成的,也就是说子系统的综合发展评价在某种程度上构成了耦合协调度模型的核心。具体来说,假定Xij=(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n)为耦合协调度模型的子系统之一,由若干个序参量组成(设定为xij,序参量可以有成本型序参量以及效益性序参量两种形式),其中i表示第i个子系统(可以是制造业子系统,亦可以是生产性服务业子系统),假定αij≤xij≤βij(αij与βij分别表示序参量的下界与上界);当序参量xij=(xi1,xi2,…,xin)为效益型序参量(即方向为正时),序参量的数值越大,系统的有序度也就愈高,反之愈低;而当序参量xij=(xi1,xi2,…,xin)为成本型序参量(即方向为负时),序参量的数值越大,系统的有序度也就愈低,反之愈高。

1.序参量数值xij的标准化

由于构成序参量的各个二级与三级指标的单位并不统一,直接使用原始数据可能引致权重计算的偏误,因此为减少或避免该类情形,本文使用阈值法对各二级与三级指标进行标准化处理:

(1)

2.熵值信息权重设定

在对数据进行标准化处理后,需要将其归类至具体样本个体,并加以细分求得对应三级以及二级指标的权重,然后才可以进一步计算熵值信息,并计算权重。具体计算流程如下:

首先,先基于对应城市i(i=1,2,…,261)所拥有的制造业与生产性服务业子系统,针对具体三级指标与二级指标,得出具体项目序参量度的标准化系数:

(2)

其次,在得到对应城市i第j个项目标准化系数的基础之上,计算城市i对应子系统项目j的信息熵:

(3)

其中,需要指出的是:子系统具体项目j的信息效用价值取决于1与ej之间的差值,而这个差值越大,信息效用的价值也就越大,指标权重也就越大,即:

dj=1-ej

(4)

接着就可以计算得到子系统第j项的权重,即:

(5)

最后序参量经过加权汇总就可以得到子系统的综合发展水平,即:

(6)

3.制造业与生产性服务业间耦合协调度计算

首先需要对制造业与生产性服务业子系统间的依赖度进行量化判断,具体计算公式如下:

(7)

(8)

4.产业耦合协调程度的划分

为了对不同城市、不同年份制造业与生产性服务业的耦合协调度进行区间划分,本文在计算得出的产业耦合协调度基础之上,界定当耦合协调度由0向1增加时,制造业与生产性服务业主体间的耦合协调关系就会由弱变强。具体来说,当两者产业的主体经济关系在(0.6,1]时,就将两者关系视为协调发展可接受,细分情况时,当两者产业的主体经济关系处于(0.6,0.7]视为初级协调,处于(0.7,0.8]则视为中级协调,处于(0.8,0.9]则视为良好协调,处于(0.9,1]则为优质协调。当两者产业的主体经济关系处于(0.4,0.6]时,视为协调发展过渡区间,处于(0.4,0.5]视为濒临失调衰退型,处于(0.5,0.6]视为为勉强协调发展;处于(0,0.4]视为不可接受的协调发展,处于(0,0.1)视为极度失调衰退,处于(0.1,0.2]视为重度失调,处于(0.2,0.3]视为中度失,处于(0.3,0.4]视为轻度失调发展。

(三)评价结果分析

总体趋势分析。基于子系统之间的比较发现,2004年以来生产性服务业系统的发展速度始终要快于制造业系统,而且两者间的成长速度鸿沟始终未能在这14年里得到填补,有且仅在2009年,两者产业的发展速度才较为接近。第一,从制造业与生产性服务业发展的耦合协调度来看,2004—2017年间制造业与生产性服务业总体呈现出“协调特征”,这与唐晓华、张虎和韩爱华等学者的结论大致相符,“濒临失调衰退型”的过度型耦合协调占据了制造业与生产性服务业关系的半壁江山。此外,部分年份还出现了“轻度失调发展型”的耦合协调特征,而出现这样情形的背后逻辑可能在于:在区域一体化建设要求下,不同城市都会基于有限自然资源供给,因势利导接近可能的生产效率前沿。因此,目前并不是任意单个城市空间都能兼顾制造业与生产性服务业协同发展;第二,基于市场需要以及城市职能定位的发展,一定地缘内服务业在中心城市集聚,制造业在次中心城市扩散是城市群功能分工的常态化表现;第三,归因于交通设施建设带来的可达性提高与与数字赋能下信息交流成本下降,不仅城市产业空间定位的“空间非一体化”趋势愈发显著,而且制造业与生产性服务业间的“中心-外围”边界也愈发模糊,由此内地大量城市内部的产业协调处于过渡阶段是经济结构转化期的一个常态化表现,如表2所示。

表2 2004—2017年间制造业与生产性服务业耦合度(C)与耦合协调度(D)

差异性城市等级视角的探索分析。考虑到中国幅员辽阔,不同城市拥有的自然资源、产能禀赋与市场发展空间都存在迥异,因此借鉴第一财经“城市研究课题组”的2019年城市的等级划分设计,将本文所探究的261个城市划分为“一线城市”“二线城市”“三线城市”“四线城市”“五线城市”五种类型,分门别类对差异城市级别区分情形下制造业与生产性服务业耦合协调情况进行探索分析[16]。

图1呈现了2004—2017年间差异性城市视角下,制造业与生产性服务业耦合协调度的特征趋势。首先根据图中曲线波动轨迹不难发现,2004—2017年间城市制造业与生产性服务业的耦合协调度都处于[轻度失调,濒临衰退性协调]的过渡区间,城市内部制造业与生产性服务业仍处在空间布局的磨合期,城市内部的产业耦合协调仍有待进一步提升。

图1 分城市级别下制造业与生产性服务业耦合协调度趋势

其次观察2004—2017年的时空变化轨迹特征可以发现:从产业布局的地理区位来看,既存在制造业亦存在生产性服务业的地理区位主要集中在东部与中部地区,西部地区可能因工业化阶段的产业承接影响,并未出现较成规模体系的两产业协调布局。从制造业与生产性服务业耦合协调的空间集中区位来看,长三角地区、京津冀地区与珠三角地区的产业耦合协调度较高,联系更为紧密,而其他地区可能由于地区禀赋以及城市化与工业化发展的阶段需求,目前暂未形成良好的制造业与生产性服务业协调格局,如图2所示。

图2 2004、2010、2017年制造业与生产性服务业耦合协调度的区域性变化态势

五、研究设计、模型构建与变量解释

(一)实证模型构建

在通过构架耦合协调度模型对2004—2017年中国261个城市制造业与生产性服务业动态协调性的测度与比较分析基础上,进一步建立面板门槛模型并基于产业空间共聚背景,对耦合协调约束下产业空间共聚的差异性绿色创新效应进行经验检验。具体待估参模型如下:

lnGreenit=β0+α1lnCoaggit(0≦Correlationit<λ)+α2lnCoaggit(Correlationitλ)+

∑αilnControlsit+δTi+εit

(9)

其中,Greenit表示地区绿色创新水平,Coaggit表示制造业与生产性服务业的空间共聚水平,Correlationit表示制造业与生产性服务业的耦合协调关系强度;α1、α2则分别表示强耦合协调关系与弱耦合协调关系情境下,制造业与生产性服务业空间协同的绿色技术创新效应;λ表示耦合协调的分水岭,当Correlationit处于[0,λ)时,制造业与生产性服务业呈现弱耦合协调关系;而当Correlationit处于[λ,+∞)时,制造业与生产性服务业呈现强耦合协调关系;Controlsit表示其他可能影响地区绿色技术创新效应的变量,这里作为控制变量;δTi衡量的是不随时间变化与空间转移影响绿色技术创新影响,也称固定效应;εit表示其他可能对绿色技术创新产生的随机误差影响;下标i和t分别表示选取的第i个城市与第t年;参数方程式已先行取对数避免异方差干扰。

(二)变量的选取与数据处理

被解释变量:绿色创新(Greenit)。从绿色技术创新是一种兼具环境经济与生态经济色彩的多元复合技术创新特点出发,在借鉴寇宗来、刘学悦计算城市创新指数(Innovation)的计算指标选取基础上(1)本文借鉴了两位学者的计算方法,计算拓展至2017年数据,缺失数据部分采用插值法补齐。,在分母上除去综合工业废水排放量、工业二氧化硫排放量和工业烟粉尘排放量构建得出的污染排放指数(Pollution),从而将其作为创新的“生态环境代价”,利用城市创新指数与污染排放指数比值的相对指标对地方绿色技术创新进行衡量[17]:

(10)

(11)

(12)

其中,pij表示第i个城市污染物j的排放量(j是指工业废水排放量、工业废气排放量、工业二氧化硫排放量);pwij则是一个量纲统一的数值,体现的是第i个城市污染物j的相对排放水平;n为城市数量。

解释变量1:制造业与生产性服务业的空间共聚(Coaggit)。参考国内城市经济研究者的设计理念,基于陈建军开发的产业空间协同指数,对制造业与生产性服务业的空间共聚进行衡量[18]。具体计算方式如下:

(13)

(14)

其中,Coagg表示制造业与生产性服务业空间共聚程度,也有学者将其称为产业空间协同集聚程度;AggX则是制造业或生产性服务业的单产业空间集中程度;当X=M,AggM就表示制造业专业化集聚的程度,而当X=S,AggS就表示生产性服务业专业化集聚的程度;式中Lx,it和Lit分别表示i地区在第t年X产业的就业人数和i地区在第t年所有的就业人数;Hx,t和Ht分别表示全国在第t年X产业的就业人数和全国在第t年所有产业的就业人数。

解释变量2:制造业与生产性服务业的耦合协调度(Correlationit)。借鉴上文公式(8)的计算结果D对制造业与生产性服务业耦合协调度进行衡量。

选取人力资本储备水平、人均生产总值等七个控制变量,其测度方式如表3所示。

表3 控制变量使用的说明

在剔除数据缺失城市(贵州、四川阿坝自治州、甘肃、新疆、西藏等部分城市)与合并的非连贯城市后(巢湖市、莱芜市),本文选取中国大陆261个城市作为实证研究对象,数据来自历年《中国城市统计年鉴》《中国工业统计年鉴》与《中国统计年鉴》、直辖、省辖市统计年鉴与EPS数据库,其中创新能力指数数据来源于复旦大学产业研究中心《中国城市和产业创新力报告》。时期跨度上,鉴于数据的可获取性与完整性,选取2004—2017年总计14年的截面长度作为观测区间,对于缺失指标数据采用指数插值法填充补全。样本描述性统计如表4所示。

表4 变量描述性统计分析

六、结果分析与讨论

(一)平稳性分析

当样本时期数(T)较长且截面个体(N)较多时,可能存在的非平稳问题将引致既定模型经济意义不明显,因此为避免“虚假回归”需对实证数据进行平稳性性验。面板单位根检验(HT检验与IPS检验)结果表明各待估变量非常平稳,因此待估模型经济意义存在,既有模型不需调整。

表5 面板单位根检验

(二)门槛检验

首先利用LR检验得到的统计值与自抽样500次得到的临界值进行对比发现:单一门槛与双重门槛的F统计值皆显著为正但三重门槛统计检验并不显著,说明以制造业与生产性服务业协同集聚的绿色技术创新效应具有产业耦合协调关系的双重门槛特征,空间协同下绿色创新效应的系数分别在耦合协同度为0.372 1(第一个门槛)及0.400 7(第二个门槛)时发生变化,似然函数图的变化趋势亦佐证了这是一种显著系数特征。最后根据估计门槛值将耦合协调度水平分为[0,0.372 1)、[0.372 1,0.400 7)和[0.400 7,0.528)三个区间,并采用面板门槛模型对分区间的制造业与生产性服务业协同集聚的绿色创新效应的弹性系数进行估计。

表6 制造业与生产性服务业耦合协调度的门槛效应检验

表7 制造业与生产性服务业协调耦合度的双重门槛估计值

(三)异质性时间趋势下的门槛回归检验结果

表8给出了异质性时间趋势下,基于产业耦合约束时制造业与生产性服务业空间共聚的绿色创新效应回归结果。

表8 异质性时间趋势视角下的双重门槛参数估计结果

图3 制造业与生产性服务业耦合协调度的双重门槛估计值与置信区间

首先,观察结果1～3系数可以发现,除在2004—2010年(制造业与生产性服务业耦合协调度处于[0,0.378 8]低位区间时)制造业与生产性服务业空间共聚的绿色技术创新效应为负之外,其他时间区段下协同集聚的绩效皆为绿色正效应,如此假设1得到验证;其次,考察产业协同集聚系数(Coagg)的变化趋势可以发现:当制造业与生产性服务业间耦合协调度(D)分别处在[0,0.372 1)、[0.372 1,0.400 7)和[0.400 7,0.528)三个区间时,协同集聚对绿色技术创新的效应经历了从-0.039 5(不显著)变为0.930(显著)再到1.568(显著)的转变,这就表明在较强产业间耦合协调背景下,制造业与生产性服务业的空间共聚更能促进绿色技术创新的发生,假设2观点得到验证。

其次,基于分段时间视角观察发现,当制造业与生产性服务业间耦合协调关系(D)分别处在[0,0.378 8)、[0.378 8,0.399 8)和[0.399 8,0.528)三个区间之时(2004—2010年,经济发展处于十五至十一五期间),协同集聚对绿色技术创新的效应经历了从-0.288 1(不显著)变为0.664 2(1%水平下显著)再到1.361(1%水平下显著)的转变;当制造业与生产性服务业主体间经济耦合关系(D)分别处在[0,0.374 1)、[0.374 1,0.42)和[0.42,0.528)三个区间之时(2011—2017年,经济发展处于十一五至十三五期间),协同集聚对绿色技术创新的效应经历了从0.270 2(5%水平下显著)变为1.315 9(1%水平下显著)再到2.027(1%水平下显著)的转变。也就是说,在较强的产业间耦合协调关系引领下,制造业与生产性服务业的协同集聚更能促进绿色技术创新的发生。对比2004—2010年区段以及2011—2017年区段可以发现,2011—2017年区段的协同集聚绿色技术创新系数更大,甚至当耦合协调关系处于[0,037 4)的低位区间时,产业协同的绿色技术创新效应亦能保持0.270 2的显著效果。出现这样情形的背后逻辑可能在于伴随经济转型发展的项目推进,传统的依靠“增量调整”的产业发展模式已在逐步下滑,而基于“存量调整”角度出发,促进制造业与生产性服务业空间协同的新式布局构架逐渐成为经济高质量发展的重要一环,政策天平的倾斜与市场经济发展的预期共同促成了产业空间协同的绿色创新效应的上涨。

观察控制变量的系数变化可以发现:人力资本储备水平(Human)、人均生产总值(Pgdp)、市场自由度水平(Market)、财政支持水平程度(Government)、地方产业结构水平(Structure)的提升都有力促进了地区绿色技术创新水平的提高,地方禀赋结构水平(Talent)的提升却抑制了地方绿色技术创新水平的提升,出现这样结果的背后逻辑很有可能与当前资本配置的导向及配置有关系,资本的逐利性与生态的修复性本身就是一种“两难”问题,如何促进资本更多的流向绿色生产、绿色经营领域是后期政府与市场都需要着重关注的问题。

(四)差异城市等级视角下的门槛回归结果

由于中国采取的是一种“整建制设市”的城市布局体系,不同等级城市所拥有的资源、机遇与权力都迥然不同,由此不同城市产业空间共聚与关联耦合的绿色技术创新影响也存在着区别。因此进一步细化研究样本,探索区分城市等级视角下制造业与生产性服务业空间共聚的绿色创新效应差异。表9给出了差异城市等级视角下,基于产业耦合约束时制造业与生产性服务业空间共聚的绿色创新效应回归结果。

表9 差异城市等级视角下的双重门槛参数估计结果

观察一线、二线城市中制造业与生产性服务业空间共聚的(Coagg)绿色技术创新效果可以发现,当制造业与生产性服务业耦合协调度(D)分别处在[0,0.422 6)、[0.422 6,0.501 4)和[0.501 4,0.528)、[0,0.456)和[0.456,0.528)区间时,一线城市产业空间协同的绿色技术创新效应经历了从1.844(1%水平下显著)变为1.335(5%水平下显著)再到-0.336(不显著)的转变,二线城市则经历了0.727(1%水平下显著)变为0.269(不显著)的转变。说明在以一线与二线城市作为样本考察下,较弱的产业耦合协调反而利于中心城市产业空间共聚的绿色技术创新效应发生。

观察三线、四线与五线城市制造业与生产性服务业空间共聚(Coagg)的绿色技术创新效果可以发现,当制造业与生产性服务业耦合协调度(D)分别处在[0,0.398)、[0.398,0.424 5)和[0.424 5,0.528)、[0,0.39)、[0.39,0.420 7)和[0.420 7,0.528)、[0,0.316 2)、[0.316 2,0.379 1)和[0.379 1,0.528)区间时,三线城市产业空间协同的绿色技术创新效应经历了从-0.579(1%水平下显著)变为-0.153(不显著)再到0.228(不显著)的转变;四线城市则经历了0.658(1%水平下显著)变为1.499(1%水平下显著)再到0.764(1%水平下显著)的转变;五线城市则经历了-3.339(1%水平下显著)变为0.024(不显著)再到1.090(1%水平下显著)的转变。说明在以三线、四线与五线城市作为样本考察下,较强的产业耦合协调反而利于次中心与外围城市产业空间共聚的绿色技术创新效应发生。

(四)稳健性分析

为确保实证结果的可信性,在维持既有实证检验模型的基础形式不变前提下,对所有变量使用1%的winsorize缩尾处理,重新回归进行稳健性检验后发现:在对数据极端值删减处理后,各类系数的方向与显著性与原始样本前的实证结果基本一致,说明结论具有一定稳健性,如表10所示。

表10 差异性城市等级视角下的双重门槛稳健性估计结果

显然,三线、四线和五线城市产业空间共聚的绿色创新效应(Coagg)变化的规律性与一线二线城市存在着显著差异。出现这样现象的背后逻辑可能在于中心城市基础设施成熟,要素集中且市场邻近,因此所在地区企业禀赋空间约束较弱,一体化的跨地区合作会更加频繁,由此本地化的绿色反馈降低,反映为产业空间本地化的“弱协调”亦能驱动绿色创新;而中小城市由于城市禀赋限制,交通不便,信息传达费用较高,一体化的跨地区协作频次相对较少,“抱团”本地合作成为维持地区绿色创新力的可能解,从而反映为产业空间本地化的“强协调”更能驱动绿色创新(2)四线五线城市产业基础薄弱,实现多种产业的空间共聚存在现实困难,由此不易成为绿色创新涵养的空间平台,相关学者也对该类等级城市的多样产业集聚提出了质疑,认为中小城市只要发展一个产业做精做强就好,但相当多中小城市都将产业种类做大做广作为一项基本战略,这其中包含着复杂的政治经济原因,非平衡禀赋下却有着一致的发展目标显然存在着矛盾。,假设3与假设4得到验证。

七、结论与政策建议

在梳理产业空间共聚与产业耦合协调约束的相关文献以及基于政治经济学视角架构产业空间共聚与绿色创新关系的框架基础之上,通过耦合协调度模型与熵值赋权法对2004—2017年间区分城市等级的中国261个城市制造业与生产性服务业的协调性与空间分布进行了测度比较,建立面板门槛模型对产业耦合协调约束下制造业与生产性服务业空间共聚的绿色创新效应差异进行了实证检验,研究发现:

2004—2017年间制造业与生产性服务业的耦合协调度基本处于[轻度失调,濒临衰退性协调]的过渡区间,城市内部的产业经济协调仍有提升空间。

从制造业与生产性服务业耦合协调的空间集中区位来看,长三角地区、京津冀地区与珠三角地区制造业与生产性服务业耦合协调度较高,联系更为紧密。其他地区可能由于地区禀赋以及城市化与工业化阶段的发展需求,目前暂未形成良好的制造业于生产性服务业协调格局。

异质性时间趋势比较实证表明:2011—2017年间制造业与生产性服务业空间共聚的绿色技术创新效应更为明显。

差异性城市比较表明:较弱的产业耦合协调利于促进一线与二线城市产业空间共聚的绿色创新效应的提升,较强的产业耦合协调有利于三线、四线和五线城市产业空间共聚的绿色创新效应提升。

基于结论并为更好基于城市制造业与生产性服务业空间耦合协调与城市绿色创新绩效提升,提出如下政策建议:

(1)由于不同城市的资源禀赋存在着差异,表现为大城市在吸引要素集中方面等“社会资源”优势更为明显,中小城市则在“自然资源”“本地市场特色化”优势更为显著,因此不同地区的地方政府应当因势利导,甄别出符合本地资源禀赋的合适产业,通过积极的环境培育,实现符合本地区“比较优势”的制造业与生产性服务业协同集聚,释放出积极的绿色技术创新动能。

(2)地方政府应当加大对产业知识产权的保护力度,对创新创业孵化中心、技术研发中心以及各类知识投入活动加大资金补贴,做好兜底作用,鼓励企业积极创新;同时,由于制造业与生产性服务业本质上是一种人才的集中,因此地方政府应当使用有效手段,通过人才引入基金、住房补贴与子女补贴等多方面利好留住人才,为地方制造业与生产性服务业协同集聚提供源源动力。

(3)在一定地理区位布施制造业与生产性服务业协同布局,以产兴城实现绿色技术创新极点时,单只以产业单向布局促进绿色技术创新是不够的,相关决策部门还应通过一些积极的土地优惠信号或是经济税收减免等方式,引导较强耦合协调的制造业与生产性服务业协同集中,必要时可以使用一些行政性命令,从而确保实现“空间”与“时间”二元效用的双赢,实现既有资源条件下,在最短时间内达到本地绿色技术创新效应的最大化。