人力资本高级化对碳排放的影响

李军龙 ,周法法

（1.三明学院 经济与管理学院，福建 三明 365004；2.福建省高等学校人文社会科学研究基地 低碳经济研究中心，福建 三明 365004；3.浙江工商大学 经济学院，浙江 杭州 310018）

2007年以来，中国已成为世界上仅次于美国的第二大碳排放国，节能减碳是我国实现碳达峰、碳中和战略的有效途径.人力资本是促进经济增长的关键要素，碳排放作为经济增长的伴随物，同样受到人力资本影响.同时，随着中国市场经济的逐步完善，众多企业通过经济集聚的形式，在逐步提高产业竞争力、优化资源配置和促进技术创新，这些要素也成为推动国民经济快速增长的重要因素[1].与此同时，由于经济活动的空间集聚使能源消耗急剧增加，从而导致碳排放量增加.故此，深入探究人力资本与地区碳排放之间的作用机理显得极为重要.另外，已有研究证明地理空间的异质性对环境污染产生不同的影响，碳排放也是一种典型的污染排放.因此，进一步从区域空间视角研究人力资本对碳排放的影响，为我国碳高峰、碳达标提供理论依据，也是对我国人力资本、碳排放等方面的理论完善和补充.

关于碳排放的研究主要聚焦在经济增长对碳排放量的影响，主要从能源消耗[2-3]、能源来源[4]、技术创新[5]、金融发展[6]、人口[7]、城市化[8]、贸易开放度[9]、产业集聚[10]等多个视角予以研究.而人力资本对碳排放的影响研究较少，且仅有的研究观点增加还不尽相同，有学者认为人力资本加速了碳排放[11]，而另一部分学者则认为人力资本能够有效地提高能源效率进而降低碳排放水平[12-13],人力资本积累会降低经济系统对低素质劳动力的使用，因为低素质的劳动力更容易产生环境的恶化[14]，从而弱化投资对碳减排的冲击作用[15].另外人力资本会通过提升技术创新及技术吸收能力，降低能源耗用，进而降低碳排放水平[16].以上研究主要从资本累积量对碳排放关系进行研究，但是忽略了人力资本结构的不断演进对碳排放产生差异化影响.自1960 年舒尔茨[17]将教育对经济发展的影响概括为人力资本理论后，贝克尔[18]对人力资本投资进行了更详细的划分，例如生活质量、医疗保健、文化教育和职业培训.结合一个国家经济发展不同阶段，人力资本将不同经济发展阶段产生相应的匹配效应.改革开放以来，中国对人力资本的需求，主要经历了原始型人力资本、健康型人力资本、教育型人力资本和创新型人力资本的过度.因此，人力资本作为一国重要的生产要素，在经济增长中始终起着主导作用，其结构演进也将不可避免地会对生产过程中能源的利用效率和碳减排效应产生重要的影响.

综上所述，现有研究为认识人力资本与碳排放之间的关系提供了理论依据，但是还有以下几个方面需要进一步完善和补充.一是已有研究尚未从人力资本结构角度对地区碳排放展开分析，即已有研究并未对人力资本从初级向高级人力资本演变而产生的碳排放展开分析.二是已有文献忽略了人力资本结构动态演化是否会从时空格局上影响地区碳排放.故此，在对人力资本高级化与碳排放关系的理论阐释的基础上，利用2001—2016 年中国部分省（直辖市、自治区）16 年的面板数据，试图从空间计量角度对人力资本高级化与碳排放的关系进行阐释，并厘清人力资本高级化对碳排放作用机制，并对人力资本高级化与碳排放的关系进行实证分析，为我国碳达峰、碳中和提供其理论参考依据.

1 研究方法与数据来源

1.1 人力资本高级化与碳排放的理论关系分析

已有研究指出，经济集聚是指单位面积上人类从事生产经营活动的密集程度.当一个地区的经济集聚程度越高，相同的空间单位内产出规模就越大.经济集聚能够通过共享、匹配和学习等形式产生一定的正向外部性[19-21].Ciccone 等[22]从经济密度视角提出了经济集聚的正外部性的数理模型,提出的产出密度模型放松了传统新古典经济模型的产出规模报酬不变假设，同时纳入空间因素考虑经济集聚对产出的影响,从而为经济集聚效应分析提供了理论框架.因此，理论模型可简化为：

式（1）中：Yi表示地区非农产出；Ai表示地区总面积；yi表示第i 个地区的经济集聚程度；θi表示地区的技术进步水平；ni表示单位面积的劳动力人数（单位面积就业密度，即Ni/Ai）;Hi表示地区人力资本平均水平；β 表示单位劳动力投入对单位面积产出贡献水平，且0＜β＜1；ki为单位面积的物质资本投入.

与传统的C-D 函数相比，式（1）主要包含了参数α 和乘子式（Yi/Ai）（λ-1）/λ.其中α 表示单位劳动力和资本联合投入对单位面积产出贡献水平，且0＜α＜1，反映了投入要素拥挤程度，且要素投入呈现边际规模报酬递减特征，α 越小表明要素投资回报率越低.当α=1 时，表示要素边际规模报酬不变,经济集聚不存在外部性.（λ-1）/λ 反映了经济集聚所产生的相关外部性水平，当α＞1，表示经济聚集会产生正向外部效应.对式（1）进行整理后可以得到函数的最终形式为：

其中，αλ 的大小决定了单位面积产出函数的规模报酬特征.即存在0＜α＜1，当λ 足够大时会使αλ＞1，从而单位面积产出函数呈现规模报酬递增的特征.此时，经济集聚将产生正外部性，从而抵消要素投入所产生拥挤效应，进而减少了单位空间要素集聚带来的生产效率损失.

综上，单位面积产出函数（产出密度函数）不仅将投入要素的拥挤效应和经济活动的集聚效应纳入模型中，而且对不同条件下产出函数规模报酬特征进行了全面客观的刻画，从而使单位面积产出模型更贴近于现实.然而，现有的理论模型也存在一定局限性，这主要体现在两个方面.一是理论模型只考虑了人力资本数量，忽略了人力资本质量，尤其是忽略了人力资本高级化这一驱动人力资本质量提升的关键要素；二是理论模型只考虑了经济产生效应，忽略了与人类经济活动相伴而生的环境污染问题.鉴于此，把人力资本高级化和碳排放加入模型，对其进行拓展和改进.从投入侧来看，人力资本高级化主要体现于随着人力资本从低级向高级演进过程，具有表现为人力资本内部结构动态变化.因此，可将人力资本分解为不同类型纳入生产函数.从产出侧来看，污染排放（碳排放）是伴随生产活动而附带产生的一种非期望产出，可以与期望产出一同被纳入生产函数[23-24].

因此，根据现有理论研究设定和生产实际情况，将人力资本高级化作为要素投入，把碳排放作为非期望产出，同时纳入单位面积产出密度函数.于是，令且其中分别表示地区高级人力资本和低级人力资本的数量，θi表示地区高级人力资本与低级人力资本之比，即人力资本高级化水平.通过等式变换可得同时假定地区生产经营活动会产生Wi单位污染排放（碳排放）.因此，可把式（1）扩展为（相关变量的含义与前文设定一致）：

假定各地区资本可以自由流动，在均衡状态下各地区资本不发生流动，即各地区资本租赁价格均相等为r.因此，均衡状态下资本的边际产出与资本价格相等，则单位面积资本投入量（资本需求密度）可表示为：

把式（4）代入式（3），整理可得：

把式（5）两边同时取对数可得：

式（7）中：Wi/Yi表示单位产出的碳排放量表示低级人力资本存量水平；θi表示人力资本高级化水平；Yi/Ni表示地区劳动生产率水平；Yi/Ai表示单位面积h 产出水平（产出密度），即地区经济集聚水平.

产业集聚生命周期理论认为不同产业集聚水平对应着不同的人力资本、研发活动强度和基础设施，从而引起不同程度的外部性，这表明充分人力资本将在经济集聚与人类经济活动之间起着重要的作用，经济集聚不仅会直接影响地区碳排放，而且也在人力资本作用下间接影响地区碳排放.因此，在不同集聚外部性条件下考虑人力资本高级化过程对地区碳排放的影响具有重要的理论和现实意义.为此，基于式（7）进一步讨论人力资本高级化对地区碳排放的影响.

1.2 空间回归分析

碳排放和经济集聚有空间溢出效应，均具有较强的空间相关性[25-26]，其空间相关性可能来自被解释变量自身或解释变量自身和误差项，而杜宾模型能够较好地解决不同来源相关性问题而被广泛应用[27-28].因此，选取空间面板杜宾模型对人力资本对碳排放的影响进行实证分析，基于式（7）构建空间面板杜宾模型：

式(8)中：i，t 分别表示省份和年份；lnceit表示某省份某年的碳排放量；h 表示人力资本高级化；lntp 表示科技进步；lp 表示劳动生产率水平；ag 表示经济集聚；ωit表示相邻省份的空间权重矩阵，两省相邻为1，不相邻为0；X 表示其他解释变量；μi表示某省份的固定效应；εit表示某省某年的随机扰动.

1.3 变量设置与数据来源

1.3.1 变量选取 被解释变量.选取碳排放量的自然对数作为被解释变量.碳排放量的计算是根据《中国能源统计年鉴》的报告中的煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油等消费量与二氧化碳排放相关的能源数据，并运用2006 年IPCC 提出的方法计算出各省的碳排放量，然后对计算出的碳排放量取自然对数.

核心解释变量.人力资本高级化与经济集聚作为核心解释变量.其中，人力资本高级化参考刘智勇等[29]的方法进行计算，首先按照受教育程度将人力资本分为文盲、半文盲、小学、初中、高中(含中专)、大专以上(专科、本科、研究生)五类，然后构建一组以每一类人力资本比重为分量的人力资本5 维空间向量，再以基本单位向量组作为基准向量依次计算出人力资本空间向量与它们的夹角，最后确定夹角权重，计算出人力资本高级化指数.

兴趣解释变量和固定变量.经济集聚、劳动生产率水平和科技进步为兴趣解释变量.其中，经济集聚用每平方公里的非农产出来表示.劳动生产率水平用每万人（劳动力）的非农产值来表示.科技进步用百万人申请专利数的自然对数来表示.考虑到影响碳排放量的因素较多，引入城镇化水平、对外开放程度、能源消费结构、能源强度、环境规制等作为固定变量.其中，城镇化水平用城镇化率的自然对数表示.对外开放度用外资投入占GDP 占比的自然对数来表示.能源消费结构用煤炭消费占能源消费总量比例来表示.能源强度用每万元非农产出消耗的标煤吨数来表示.环境规制用环境治理投入成本的自然对数来表示.变量基本描述见表1.

表1 各变量的基本描述

1.3.2 数据来源 选取2001—2016 年中国部分省（直辖市、自治区）的面板数据，数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国环境年鉴》《中国科技年鉴》《中国能源统计年鉴》以及各省市的统计年鉴，其中劳动生产率、人均GDP、能源强度等折算为2001 年的不变价格.在回归分析前为确定解释变量间不存在多重共线问题，故对解释变量进行多重共线检验（表2），因为VIF 的值均小于10，最大值为3.75，均值为2.42，所以排除了解释变量间多重共线的问题.

表2 变量间多重共线检验结果

2 结果与分析

2.1 空间相关性检验

在对空间面板模型进行实证分析前，首先分析了人力资本高级化、经济集聚、科技创新和碳排放量的空间关联特征，结果表明人力资本高级化、经济集聚、科技创新和碳排放量Moran’s I 均在10%的水平上存在显著正向空间自相关（表3），证明存在空间上的交互效应，所以选用空间面板模型.

表3 全局空间自相关

为进一步确定选用空间误差面板模型、空间滞后面板模型以及空间面板杜宾模型那种更为合理，运用LM 检验识别其交互效应类型.通过LM 检验可知，空间误差效应检验和空间滞后效应检验均在10%的水平下显著（表4），通常认为LM 检验的LM-error 和Robust LM-error 值显著则存在空间误差，LMlag 和Robust LM-lag 值显著则存在空间滞后，所以本研究均适合杜宾模型，故此选用空间杜宾模型对人力资本高级化对碳排放影响的研究.同时为了便于比较分析和稳健性检验，还运用非空间动态效应面板模型对人力资本高级化对碳排放影响进行分析.

表4 空间相关性检验

2.2 人力资本高级化对碳排放的影响

人力资本高级化和碳排放量在理论上不存在双向因果关系，但为了排除未考虑模型变量的内生性和空间相关性而导致模型估计结果的偏误，得到更为稳健的估计结果，选取固定效应的空间杜宾模型进行分析.

2.2.1 直接效应分析 人力资本高级化与碳排放量影响存在显著的负相关，即人力资本高级化能有效地减缓碳排放量（表5）.在1%的显著水平下，人力资本高级化程度与碳排放量的相关性，证明人力资本高级化程度越高碳排放量就越低，人力资本高级化对碳排放具有显著的抑制作用.其原因可能是人力资本高级化提高了人力资本的质量，促使技术进步和产业结构升级迭代，拉动经济增长和经济集聚，促进整个经济系统经济增长的内生性，弱化了投资对碳减排的冲击，从而抑制了碳排放.另外碳排放在时间上有显著的滞后效应.经济集聚与碳排放负相关，证明经济集聚水平较低时会对碳排放量产生抑制作用，经济集聚程度达到一定程度时会促进碳排放，经济集聚程度较高时对碳排放量产生抑制作用，其原因是经济集聚的正外部性降低了企业生产所需的能源且提高了能源利用率[19,30]，经济发展的空间集聚外部性降低了碳排放[31]，且空间集聚到一定程度后对环境具有“自净”能力[32].技术进步在一定程度上能够减少碳排放量，且在5%的水平上显著，其原因可能是发展清洁生产、低碳和循环经济的有偏的技术进步能够减少碳排放量，而发展高污染的技术反而促进了碳排放.劳动生产率与碳排放量之间存在显著的“倒U 型”关系，即劳动生产率较低时促进碳排放量，当劳动生产率达到拐点值时，对碳排放量有明显的抑制碳效应.劳动生产率和技术进步之间存在显著的交互作用，当技术进步时能够提高生产劳动率，从而抑制碳排放.城镇化、能源结构和碳排放强度促进了碳排放量，环境规制明显使碳排放减少，且存在“倒U 型”关系.

表5 人力资本高级化与经济集聚对碳排放的影响

2.2.2 空间溢出效应分析 为进一步研究人力资本高级化对碳排放的空间溢出效应，将人力资本高级化对碳排放量的空间影响因素进行分解.分解结果见表6，其直接效应反映人力资本高级化对本省碳排放的影响，间接效应反映人力资本高级化对相邻省份碳排放的影响.人力资本高级化对碳排放量的间接影响效应不显著，说明人力资本高级化对碳排放量以本省效应为主，相邻空间溢出效应有限，主要原因可能是尽管人力资本流动，但流动时大多数聚集在经济发达地区，尤其是高级人力资本更容易向发达地区流动.

表6 人力资本高级化对碳排放的空间溢出效应

2.2.3 稳健性检验 从上述论证人力资本高级化能够有效地抑制碳排放量，由于模型在分析过程中可能存在内生性问题，使得参数估计存在偏误，为了检验回归结果的稳健性，将被解释变量滞后一项，另外更换其估计方法，检验结果见表7，其估计结果人力资本高级化对碳排放的方向一致，并且对被解释变量滞后一期，均没有改变模型的回归结果，表明估计结果稳健，从而进一步证实上文论述的合理性.

表7 人力资本高级化对碳排放的稳健性检验

续表7

3 结论与启示

主要关注中国人力资本高级化对碳排放的影响.对人力资本高级化与碳排放之间的理论关系推导，并结合中国2001—2016 年省级面板数据，运用空间杜宾模型进行实证分析.主要结论如下：

1）人力资本高级化、经济集聚与碳排放存在空间相关性，具有显著的空间交互作用.

2）碳排放具有显著的空间溢出效应和滞后效应，人力资本高级化能够较好地抑制碳排放，通过分解空间效应发现，人力资本高级化主要影响本省的碳排放.

3）经济集聚与碳排放存在典型的负相关关系，经济集聚对碳排放产生抑制作用.

基于以上结论，提出以下启示：一是推动人力资本向高级化发展.人力资本高级化不仅能够推动产业结构升级，促进经济发展，还能够抑制碳排放.因此政府一方面要加大教育投资，普遍提高其国民教育水平，积极培养高层次人才，另一方面要加强人才计划战略，增强人力资本高级化的内驱力.二是生态环境教育广泛开展，提高民众保护生态环境的意识.生态环境教育与学科教学有机融合，形成具有各地特色、梯次衔接的环境保护教育课程体系.三是逐步形成区域间碳排放协同治理机制体制，打通区域间企业节能减排、清洁生产等方面政策的有效衔接.