环境规制、产业集聚与技术创新
2022-05-06刘毛桃方徐兵李光勤
刘毛桃 方徐兵 李光勤
(安徽财经大学,安徽 蚌埠 233030)
一、引言
随着中国步入全面建成小康社会的决胜阶段,“高质量”逐渐成为经济发展的内在要求[1]。当前我国正处于“三期叠加”阶段,亟需提高全要素生产率。而科技创新对我国生产关系具有决定性作用,一国创新水平的提高会促进整个经济的发展,当前对人才、技术水平的竞争,归根结底都是创新的竞争[2]。改革开放以来,我国为GDP短期快速增长付出了环境污染和企业技术创新发展不足等沉重代价[3],但近年来中国经济逐步向绿色经济发展[4]。
在现有文献中,关于环境规制对技术创新的影响主要存在“抑制假说”、“促进假说”以及“相关不确定假说”三种观点[5]。“抑制假说”是指环境规制阻碍了技术创新,加大环境规制力度会造成企业成本压力,用于研发资源就会减少[6-7]。关于促进假说(“波特假说”),认为实施环境规制会促使企业技术创新以弥补成本增加,进而提高企业的生产效率[8]。Jaffe(1997)[9]基于动态视角阐述了“波特假说”,认为环境规制可以促进技术创新。此外,余东华和崔岩(2019)[10]认为环境规制与技术创新之间存在非线性的关系。
与现有文献相比,本文的边际贡献有:第一,利用中国省级面板数据来考察环境规制对技术创新的影响及其内在逻辑,基于多维度角度实证检验了环境规制对技术创新的影响,丰富文章的定量研究和确保实证结果的可信度;第二,采用产业集聚作为中介变量,有助于理解环境规制对技术创新影响的内在逻辑;第三,基于研究结论,为构建环境保护与创新驱动的新时代高质量发展模式提供相关理论证据。
二、文献回顾与研究假说
国内外学者对于环境规制与技术创新的研究主要集中于二者之间的关系。根据现有文献,大多数国内外学者支持“波特假说”,认为环境规制促进了技术创新。王锋正和郭晓川(2016)[11]利用我国2000-2013年省级面板数据,研究发现环境规制促进了企业绿色工艺创新;Triguero等 (2015)[12]和Ren等(2018)[13]基于德国和欧洲的数据研究发现环境规制可显著促进绿色技术创新,实施环境规则产生的成本不利于企业的发展。环境规制通过将污染成本显性化,促使企业通过创新来减轻成本的增加。严格的环境规制,促使高耗能的企业退出市场,留下的企业会通过技术创新以提高自身产品的竞争力[14],进而促进技术创新。
此外,也有相关学者认为环境规制会抑制技术创新[15]。为使环境规制强度降低,企业会从研发经费中抽出一部分资金来治理环境污染,虽然会获取一定的利润,但这必然会阻碍企业的创新。Amore&Bennedsen(2016)[16]研究发现严格的环境监管会产生挤出效应,抑制了企业提升创新水平和市场竞争力;张彩云和吕越(2018)[17]同样发现环境规制会抑制企业研发创新。也有一部分学者对环境规制与技术创新之间的关系没有得出确切的结论[18]。
从企业的角度来考察环境规制与技术创新的关系,一方面,随着政府环保政策的出台,企业必定会加大环境污染治理成本,增加企业的成本,从而用于技术创新的资金就会减少,不利于企业创新;另一方面,企业的环境保护责任重大,企业必须要进行技术创新来减少环境规制强度提高所带来的成本。在宏观层面上,国家为了转变经济发展方式必然在推进环境保护政策的实施的同时,也会加大对技术创新政策的支持,促进创新发展[19]。因此,环境规制会促进技术创新,并可以促进整个生态系统的良性循环。基于以上分析,我们提出如下假说1:
H1:环境规制对技术创新具有的正向促进影响。
在环境规制强度较低时,产业排污成本较小,排污创新技术动力不足,生产的产品大多位于全球产业价值链的低端[20];当环境规制提高时,在政府治污减排倒逼之下,一些污染行业会向集聚区外转移,一方面人口密度的减少不会产生知识溢出效应与创新效应,进而相应地抑制产业集聚。另一方面,高素质人才的大量流出促使企业很难找到合适的员工,增加企业的搜寻成本,人才资源供给的缺失会进一步抑制产业集聚[21]。因此,环境规制的实行可能会在一定程度上抑制产业集聚。
根据集聚经济理论,产业集聚对于技术创新的影响主要是基于技术溢出效应[22]。环境规制强度增加,企业为了考虑自身成本,就会使整个企业集聚在同一个部门内生产,不仅可以共同分摊环境规制的成本,而且可以提升该集聚区的专业化水平;集聚区的产生会使不同行业与不同地区产生区域协同,通过使企业获得外部性收益来增加产业之间知识或技术溢出。国内外相关研究也证实了这一结论:邵帅等(2019)[23]认为产业集聚区的技术溢出效应会显著提高企业的技术创新效率。另外,产业的多样化集聚所带来的人力和知识资本能够显著提高生产率,带动企业发展,产业的发展也会推动技术方面的创新水平。Porter(1998)[24]分析得出,不同行业的人群在产业集聚区内会产生竞争,从而会更高效率的进行技术创新,提高技术创新水平。因此,我们提出如下假说2:
H2:产业集聚在环境规制对技术创新的影响中起中介作用。
图1 环境规制对技术创新的理论机制
三、计量模型与数据说明
(一)计量模型
本文的基础回归模型如下:
式中,i表示省份,t表示时间;ER表示环境规制;PAT代表技术创新;X为影响技术创新的系列因素,γ为系数矩阵;μi和vt分别代表地区和时间固定效应;ζit为随机扰动项。
(二)变量说明
1.被解释变量
技术创新(pat)。对技术创新的研究,学者们采用R&D人员全时当量、专利技术产出数量、R&D支出的对数值、专利授权量、专利申请数的自然对数[25-26]等指标来衡量技术创新。由于专利是衡量区域创新系统活动的共性产出,也常被用来作为衡量创新主体的产出指标。因此,本文借鉴权小锋等(2020)[25]的研究方法,选取专利申请数的自然对数来衡量技术创新。同时,采用专利申请授权量(lnpat1)进行稳健性检验。
2.核心解释变量
环境规制(ER)。对于环境规制的研究,学者们有不同的度量指标:环境污染治理投资额[27]、单位污染物排放的环境治理投资[28]、各污染指数综合指标评价体系[29]等。本文借鉴张成等(2011)[27]的研究,采用每万元主营业务成本的工业污染源治理投资(ER)。同时,采用每万元工业企业总产值的工业污染源治理投资(ER1)进行稳健性检验。
3.控制变量
人力资本水平(hc)。采用平均受教育年限来度量。预期符号为正。金融发展水平(fin)。采用金融机构年末存贷款余额来度量。预期符号为正。产业结构升级(stu)。采用第三产业与第二产业产值的比值来衡量。预期符号为正。城镇化水平(urb)。采用年末城镇人口与总人口的比值来衡量。预期符号为正。贸易开放水平(tra)。采用进出口总额来衡量。预期符号为正。政府干预(gov)。由于政策难以量化,采用财政支出作为代理变量,预期符号为负。知识产权保护(ipr)。采用技术市场交易额来衡量。政府可以作为创新者创新成果的主导力量,刺激企业自主创新,进而影响区域创新能力[30]。预期符号为正。市场化水平(mar)。采用非国有企业员工所占比重来衡量。预期符号为正。
4.中介变量
产业集聚度(lq),采用区位熵指数来测算:
本文利用2006-2016省级面板数据,采用的数据主要来自《中国环境统计年鉴》和《中国统计年鉴》。本文剔除缺失值较多的西藏地区。具体数据描述性统计表如表1所示。
表1 变量描述性统计结果
四、实证分析
(一)基准回归
根据假说1和公式(1),前两列为考察ER对lnpat的影响,后两列考察ER1对lnpat的影响,结果呈现在表2。四个模型均控制了年份和地区固定效应,且模型的F值均较大,R2值也较大,说明四个模型设定没有问题,且对模型的解释能力较强。第(1)列仅考察环境规制ER对技术创新的影响,结果显示估计系数不显著。第(2)列加入了控制变量后,环境规制的为0.281,其经济含义为环境规制强度每增加1个单位,技术创新指数平均将提升0.281个单位。假说1得以验证。第(3)列和第(4)列将环境规制变量用ER1替代ER进行回归,结果仍然成立。
表2 基准回归结果
从控制变量来看,人力资本投入与技术创新的关系显著为正,与预期相符。说明增加对人力资本的投入,可以显著提高区域的技术创新水平。地区金融发展水平的影响虽然为正,但不显著,这可能是金融发展通过有效缓解企业融资约束难的问题[36],进而提高项目研发力度。产业结构升级与技术创新是正相关关系,说明产业结构优化升级可以增加需求,进而促进技术创新。城镇化的快速发展,有利于知识的传播,一定程度促进了技术创新。贸易开放度对技术创新存在不显著抑制作用,与预期结果相反,这可能由于指标的度量亦或是估计方法差异所致。政府干预与技术创新关系为负,与预期结果相同,但不显著。陈雨柯和吕介民(2019)[31]研究发现政府干预对技术创新产生不同经济周期的影响。因此,政府削弱对其的干预程度,在一定程度会抑制技术创新。知识产权保护与技术创新的关系为正,与预期结果相同,说明对知识产权的保护程度越高,越能刺激企业自主创新,提高技术创新水平。市场化水平的影响虽然为正,但不显著,这可能是由于市场化水平对技术进步的影响可能受限于地区的经济发展水平和开放程度。
(二)稳健性检验
1.更换被解释变量
本部分采用专利申请数的自然对数(lnpat1)作为被解释变量技术创新的另一种度量方式进行稳健性检验。结果见表3。从表3的第(1)列可以看出,ER的系数显著为正,这表明研究结论不会随着更换变量而改变。同理,出于稳健性考虑,表3的第(2)列再次采用ER1替代ER进行回归,其结果仍能验证环境规制显著促进技术创新的假说。
2.排除奇异值
本部分通过对解释变量环境规制进行1%分位数以下和99%分位数以上缩尾处理,相关结果见表3。从表3的第(3)至(4)列可以看出,ER和ER1估计系数符号方向与显著性与基准回归相一致,表明模型具有一定的稳健性。
表3 稳健性检验(更换被解释变量、缩尾处理)
3.更换估计方法
本部分通过采用系统GMM和差分GMM估计方法,对环境规制与技术创新之间的关系进行估计。相关结果见表4。表4的第(1)列至第(2)列报告的是采用系统GMM和差分GMM估计环境规制对技术创新(lnpat)的影响效应。通过Sargan统计量以及二阶序列检验结果可以看出所选变量是有效的,验证环境规制能够显著促进技术创新的假说,假说1成立。
同理,表4的后两列的回归估计结果显示,ER1估计系数均在1%统计水平显著为正,再次验证了假说1成立。综上,本文的研究结论不会因更换估计方法(系统GMM、差分GMM)而改变。
表4 更换估计方法的稳健性检验
(三)异质性分析
1.区域异质性检验
表5的第(1)至(3)列的估计结果表明:环境规制指数每提高1个单位,东部、中部地区城市的技术创新指数分别增加0.795与1.229个单位,且这一促进效应分别在5%、1%统计水平上显著,然而西部地区的系数估计值不显著,这可能是由于该地区经济发展相对滞后,当地政府会适当降低环境规制力度,大力发展经济,使得环境规制对区域技术创新的促进效应不显著。相对于经济发展水平高的东部沿海地区,环境规制对技术创新的推动效应反而弱于中部地区,推测可能是由于东部地区环境规制力度比中西部强,严格的环境规制不仅会使重度污染企业退出市场,而且倒逼存活企业技术创新,因此环境规制对技术创新的促进效应更像是“锦上添花”,反倒是正在迅速崛起的中部地区,环境规制力度与当下科研技术的发展更加契合,因此环境规制对技术创新的推动效应更大。
表5 异质性检验
2.分时段异质性检验
2013年《规划》的提出,一定程度上显著促进了技术创新。因此,本部分将总样本2006-2016年分为2006-2012年和2013-2016年两个子样本,以便考察不同时间段的环境规制对于技术创新的影响效应是否存在差异。回归结果见表5。表5的第(4)列至第(5)列的回归结果均显示环境规制显著促进了技术创新。回归结果表明,一方面,环境规制对技术创新有时段异质性,另一方面,模型具有一定的稳健性。
环境规制显著促进技术创新,但是两个时间段内解释变量系数数值不一致,从(4)列至第(5)列结果表明:2013-2016年的环境规制系数比2006-2012年的系数低,表明专利授权数的质量在下降;这可能的解释是:2013年《规划》的提出提高了专利申请的积极性,然而可能会涌现出大量的中介机构,来赚取中间利润,最终导致专利授权的质量下降。综上,通过对两个时间段的回归,可以发现:环境规制对技术创新影响效应具有较强的异质性,专利申请数量会增加,但专利授权的质量在下降。
五、机制分析
本部分借鉴中介效应模型考察环境规制、产业集聚、技术创新之间的关系。本文构建如下中介效应模型:
其中,α、b、c、c′为本文关心的系数,可以根据系数来判断是否存在中介效应。公式(3)中,若系数c显著,则意味着产业集聚对技术创新存在中介效应;公式(4)中,若系数α显著,则表明环境规制对产业集聚具有显著影响。公式(5)中,若c′显著b而不显著,则表明中介效应不存在;若b显著而c′不显著,说明产业集聚存在完全中介作用;如果估计系数c′和b均显著,则说明存在部分中介作用,此时的中介效应可以通过αb/c计算得。
具体来看,环境规制对技术创新存在显著的正向影响,环境规制每提升1单位,技术创新将提升0.281个单位。从产业集聚来看,表明环境规制实施降低了产业集聚度。产业集聚对环境规制与技术创新的中介作用表现为遮掩效应,遮掩效应为0.157×0.247/0.281=13.8%,而间接效应与直接效应的符号相反,环境规制与技术创新的主效应为正,但通过产业集聚的间接效应为负,表明环境规制的实施对于技术创新的促进作用并不是一蹴而就的。同样地,表6第(4)-(6)列稳健性检验结果显示:产业集聚对环境规制与技术创新的中介作用表现为遮掩效应,具体的遮掩效应为0.144×0.247/0.253=14.1%。因此,本文做Sobel检验进一步确定产业集聚是否存在中介作用,Z的计算公式为:
表6 中介效应检验
α表示环境规制对产业集聚的回归系数,Sα是对应的标准误差,b是产业集聚对技术创新的回归系数,Sb是对应的标准误差。计算得Z值是-2.430,P值为0.000;Z值是-2.414,P值为0.000。中介效应显著,支持了研究结论。假说2得以验证。
六、结论与建议
本文基于2006-2016年中国30个省级面板数据,采用固定效应模型,从省级层面上考察环境规制对技术创新的影响及其机制。本文得到的主要结论:(1)加大环境规制的实施强度能显著促进技术创新;(2)通过区域异质性分析得出环境规制对技术创新的推动作用具有地区异质性,西部地区所受到的影响较弱;另外,分时段异质性检验分析得出:专利申请数量会增加,但专利授权的质量在下降;(3)出于估计结果稳健性考虑,本文采用更换被解释变量、排除奇异值、更换实证估计方法等进行稳健性检验,结论仍然成立;(4)影响机制结果表明,产业集聚度在环境规制与技术创新之间起到中介作用,产业集聚度在环境规制与技术创新之间表现为“遮掩效应”。
基于以上结论,本文提出如下建议:第一,建立促进产业集聚的有效机制,加快产业的集聚水平,全面推进产业在集聚内的资源共享、技术溢出效应,增加技术创新的规模经济效益;第二,政府在制定相关环境规制时,要因地制宜,综合考虑地区之间的差异,使环境规制对技术创新的推动效应最大化;第三,增加科研经费的投入,充分利用“补偿效应”来规避实施环境规制后给企业带来的额外成本。