“双碳”目标下产业结构优化对区域绿色发展的影响研究

喻登科，解佩佩，高 翔

（1.南昌大学公共政策与管理学院，江西 南昌 330031；2.南昌大学经济管理学院，江西 南昌 330031）

中国特色社会主义进入新时代，我国经济发展已转向以供给侧结构性改革、产业结构转型升级、提高绿色全要素生产率为核心的高质量发展阶段。推进绿色发展、构建生态文明体系、建设美丽中国成为新时期国家发展的战略目标与方向。改革开放以来，我国经济持续快速发展，取得了举世瞩目的成就，创造了中国奇迹，但大量资源和能源的消耗也带来了资源短缺和环境污染问题。习近平总书记在第七十五届联合国大会上提出，中国碳排放力争于2030年前达到排放峰值，争取在 2060 年前实现碳中和。“双碳”目标下如何兼顾经济增长与环境保护成为中国政府亟须解答的重要问题。而绿色发展是化解经济发展与资源约束、环境保护之间的矛盾，实现我国高质量发展的必由之路。

绿色全要素生产率（GTFP）是衡量绿色发展的重要指标。它将能源投入与环境污染纳入全要素生产率的测算，更加符合推进绿色发展与建设美丽中国的题中要义。提高绿色全要素生产率的关键在于将生产要素与资源以更加高效、清洁、低耗的方式进行组合并驱动生产。因此，一定程度上，提高绿色全要素生产率意味着产业技术的跨越式进步或者产业结构的突变式升级。换言之，产业结构优化升级是我国区域经济绿色发展的核心引擎。在“双碳”目标约束下探索经济高质量发展路径，研究产业结构优化与绿色发展之间的关系是一个绕不开的话题。

虽然目前已有较多关于产业结构优化与绿色发展关系的研究成果，但产业结构优化影响GTFP的机理研究还有待进一步丰富。本文与过往研究相比有以下不同：第一，将产业结构优化分解为产业结构高级化和产业结构合理化，将GTFP分解为技术进步和技术效率，深度考察不同产业结构优化模式对GTFP的影响机理；第二，构建空间杜宾模型，探索产业结构优化对周边地区GTFP影响的溢出效应。因此，本研究能够实现对产业结构优化与GTFP关系更为精准的测算，在理论、模型与方法上有创新贡献。

1 文献回顾

关于产业结构优化与GTFP的关系，学术界主要有两种观点。一种观点认为，产业结构优化会带来GTFP的提升。例如，刘赢时等（2018）用Malmqiust指数测算了城市绿色全要素生产率，并考察了产业结构升级、能源效率与绿色全要素生产率之间的关系，发现产业结构升级对GTFP的促进作用显著。类似地，鲁志国和赵培阳（2020）的研究也指出，产业结构优化能够显著推动全要素生产率增长。李平（2016）提出，产业结构转换是提高全要素生产率的三大重要途径之一。更具体地，韩晶等（2019）发现，产业结构高级化对城市绿色增长具有正向作用，且在领先型城市中产业结构合理化对绿色增长的促进作用也达到显著水平。佘硕等（2020）研究发现，低碳试点政策能够通过提升城市创新水平和促进产业升级来间接提升城市GTFP水平。史丹等（2020）研究指出，产业结构优化升级能带来结构性红利，助力GTFP提升，但也会加剧中国区域经济发展的分化。

另一种观点认为，产业结构优化并不必然促使GTFP的提升，甚至会造成下降。陈佳贵和黄群慧（2005）认为，工业结构升级需要技术集约化和高加工度才能提高经济增长效率，如果产业结构没有达到全面优化则未必能够提升经济增长效率。于斌斌（2015）研究发现，产业结构高级化倾向是中国经济进入结构性减速的重要原因。余泳泽等（2016）同样发现，生产性服务业的发展（产业结构高级化）对全要素生产率的增长起到反作用。杨向阳等（2019）甚至直接指出，产业结构服务化并不能带来全要素生产率的必然增长。韩晶等（2019）研究发现，产业结构合理化对领先型城市的绿色发展具有正向作用，但在追赶型和落后型城市中对绿色发展产生显著的负向影响。此外，现有研究还表明，产业结构优化对生产率的作用受到区域差异和产业差别的影响。而高素英等（2017）更是指出，产业结构优化存在空间异质和溢出性，不同区域在产业结构变迁上的趋同效应可能会产生负面影响。

现有文献已经对产业结构优化与绿色发展之间的关系做了较为丰富的探讨，但仍存在三点不足：其一，已有研究集中于讨论二者之间的直接关系，鲜有研究关注产业结构优化对GTFP分解量（技术进步与技术效率）的影响，且大部分文献都是对产业结构优化促进生产率提升的单向研究；其二，产业结构优化对GTFP的作用受到地区差异的影响，现有文献对空间异质性的研究仍不充分；其三，已有研究多采用传统方法测度全要素生产率，但在“双碳”目标约束下，将二氧化碳和环境污染纳入模型测度GTFP，更加符合绿色发展和建设美丽中国的战略需求。为弥补上述不足，本研究采用GTFP作为绿色发展的指标，构建空间杜宾模型测算产业结构优化对GTFP及其分解量的影响，并且探测这种影响的空间溢出效应，以期丰富现有研究成果。

2 机理分析

全要素生产率是衡量经济发展质量的重要标准。它是除了要素投入量之外的技术进步和资源配置效率等因素共同作用的结果。提高全要素生产率的两大主要路径为技术进步和效率改进。GTFP是将二氧化碳和污染物排放作为非期望产出引入全要素生产率测算模型而计算得到的统计量，目前已然发展成为衡量区域绿色经济发展质量的重要指标。当然，本质上GTFP仍属于全要素生产率的范畴，因而它的增长也取决于技术进步与效率改进。此外，在经济全球化背景下，无论是经济环境还是生态环境的发展都会出现区域间的相互影响。在绿色低碳发展方面，一个区域对其周边区域的溢出效应尤为显著。因此，提高GTFP有三重机制：通过产业结构高级化促进产业技术进步，通过产业结构合理化促进产业资源利用效率提升，以及通过空间溢出效应实现区域间绿色经济联动发展。

2.1 产业结构高级化对GTFP的影响

产业结构高级化的实质是在经济进入后工业化阶段后，产业结构的升级发展。这种升级主要表现为主体产业逐渐由第一产业向二、三产业过渡，以及传统的高排放型产业逐步向低碳产业转型。产业结构高级化的结果是技术和知识密集程度高、生产率水平高的产业逐渐成为区域经济发展的主导者。该类型产业的竞争优势来源于领先的科技水平和创新能力。为了保持技术领先性，它们会大力投资研发项目和全力开发新的技术、工艺和产品，增加产品的附加值。此外，科技创新也使得高级化的产业由资源密集转向知识密集，降低了对能源与物质资源的依赖，从而实现降低碳排放量的目的。

2.2 产业结构合理化对GTFP的影响

产业结构合理化的实质是在生产过程中资源投入更合理，通过要素合理投入推动经济发展。合理的产业结构有助于充分发挥不同生产要素的组合效应，实现产业间融合发展。产业结构的合理化有利于推动产业分工的细化以及合作的专业化，有利于促使生产要素从低效率部门向高效率部门转移，进而助力提高资源利用效率，带来全要素生产率的提升。此外，产业结构合理化能够促进不同生产要素、不同经济部门以及经济与环境的协调，推进人口、资源与环境的良性循环，从而降低经济发展对生态环境产生的压力与负面影响，促成区域绿色发展目标的实现。

2.3 空间溢出效应对GTFP的影响

空间溢出效应是指一个区域的发展会对其周边区域的发展产生影响。这种影响可以是积极的，也可以是消极的。因此，溢出效应分为正效应与负效应。当一个区域的产业结构向高级化发展时，其相对先进的产业技术与创新成果会因经济合作、人才交流、专利交易等活动流入技术位势相对较低的周边地区，从而带动其他地区的产业技术进步。当一个区域正在进行产业结构合理化转型时，其逐渐淘汰的相对低效率产业会转移到周边地区，形成产业转移的梯度效应。即便是对于承接相对低效率产业的地区，产业转移也能在一定程度上改善它们现有的产业结构，给产业发展效率带来积极影响。因此，总体而言，在国家产业政策与区域协调发展战略的引导下，各区域的产业结构总会向更加高级化和合理化的方向发展。在此过程中，区域间的空间溢出效应发挥着重要的知识扩散与能力传递作用，引导各区域GTFP的循序提升。

3 研究设计

3.1 模型与方法

本研究分3个步骤完成：第一步，采用DEAMalmquist指数法测算区域的GTFP水平；第二步，测算区域的产业结构高级化与合理化水平；第三步，以GTFP为因变量，以产业结构高级化和合理化为自变量，构建空间杜宾模型测算自变量对因变量的影响。

3.1.1 GTFP测算模型。本文选取由Fare等（1994）构建的DEA-Malmquist指数法测算区域的GTFP水平，它能够将GTFP的变动分解为技术进步和技术效率，便于研究GTFP变动的原因。其中，DEA为无须假定函数形式的非参数分析方法，其借助数学规划和投入产出函数确定相对有效的随机前沿，将每一个生产单元对生产前沿的偏离与DEA前沿面进行对比，评价生产单元的有效性；Malmquist指数与1的比较，预示着GTFP的变化方向。Malmquist指数计算公式如下：

对Malmquist指数进行变形分解，可得到式（2）。式中，Malmquist指数被分解为综合技术效率指数和技术进步指数。等式右边第一部分，就是从到+1时期生产效率的变化；而等式右边第二部分，就是从到+1时期技术进步率的变化。

由于使用DEA-Malmquist指数法测算的绿色全要素生产率是相对于上一年的变化率，所以本研究将绿色全要素生产率的变化率转化为绿色绝对全要素生产率。通过假定基期年年=1，则1年的等于年乘以1年Malmquist指数，并以此类推。技术效率（）和技术进步（）指数计算方法与此相同。

3.1.2 产业结构优化测算模型。本研究从产业结构合理化和产业结构高级化两个维度衡量我国产业结构优化程度。产业结构合理化（）指的是产业间的聚合质量，一方面是产业之间协调程度的反映，另一方面是资源有效利用程度的反映。换言之，其是要素投入结构和产出结构耦合程度的一种衡量。本研究参考于斌斌（2015）的做法，采用泰尔指数的倒数来测量产业结构合理化水平，其公式如下：

其中，和分别为各产业的产值与劳动力水平。取值越大，产业结构合理化水平越高。

产业结构高级化（）意味着主导产业从第一产业向第二和第三产业转换。本研究采用第三产业产值与第二产业产值之比作为产业结构高级化的度量指标。如果值处于上升状态，那么意味着产业结构向高级化方向推进。

3.1.3 产业结构优化对GTFP影响的测算模型。本文引入空间杜宾模型来分析产业结构优化对GTFP的影响，其模型如下：

式中，为空间权重矩阵，为待估计的空间自回归系数，为待估计的自变量空间滞后项系数，表示解释变量对被解释变量的影响，u表示个体效应，δ表示时间固定效应，ε为空间误差项。本研究采用最普遍使用的距离标准——地理距离来设定空间权重矩阵，w=1/d。其中，d是基于和两个地区省会城市经纬度坐标计算所得的地理距离。考虑到以任何一种距离标准单独来衡量区域间的空间关联可能存在偏差，进一步构造公路距离矩阵用作稳健性检验。

为使模型更加稳健，本研究纳入以下4个控制变量：对外开放度（），采用进出口额占地方生产总值的比重进行衡量；外资投资（），采用外商投资企业投资总额进行表征；科技和教育水平（），采用政府财政支出中科技和教育支出占地方生产总值的比重进行测算；城镇化水平（），采用城镇化率进行表征。

3.2 指标与数据

3.2.1 测评指标。采用DEA-Malmquist指数法测算GTFP，需要建立与投入产出模型匹配的指标体系（见表1）。

表1 GTFP的投入产出指标

本研究将投入要素设定为资本、劳动力和能源。其中，资本存量采用永续盘存法进行估算，劳动力采用单位从业人员指标衡量，能源采用全社会用电量表示。估算资本存量时，初始资本存量以及固定资产折旧率参考张军等（2004）的处理方式进行设定，并将资本存量进行平减。

本研究将期望产出设置为地区生产总值。为提高不同区域生产总值的可比性，消减价格指数的影响，以2004年为基期年，采用经过指数折算的各地区实际生产总值来衡量。

非期望产出采用环境污染综合指数来衡量。选取各地区历年工业废水排放量、化学需氧量、工业二氧化硫排放量、工业烟尘排放量、工业固体废弃物排放量和二氧化碳排放量作为基础指标，采用熵值法测算出各区域的环境污染综合指数。指数值越大，区域的环境污染程度越严重。

3.2.2 数据来源。考虑到数据的可获得性与可比性，本文将研究对象设置为除港澳台外的30个省（区、市），西藏由于存在大量数据缺失情况，也被排除在外。考虑到能源统计制度在2004年进行了调整，将数据分析的时间窗设定为2004—2019年。GTFP投入产出指标数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》以及各省（区、市）统计年鉴。此外，产业结构优化变量与控制变量指标数据来源于《中国环境统计年鉴》和《中国工业统计年鉴》。

4 研究结果

4.1 GTFP的测算与分解

表2详细展示了2004—2019年我国区域层面GTFP及其分解量的测算结果。由表2可知，30个省（区、市）在报告期间GTFP的动态变化均值为1.004，这表示平均每年有0.4%的上升幅度，上升态势明显。但是，在2008—2013年间，GTFP变化率小于1，呈现逐年下降的趋势。总体而言，波动较为剧烈，呈现先降后升的发展趋势。在一定程度上，这意味着党的十八大以来我国在生态文明建设和绿色发展方面的努力取得了成效。从GTFP分解量来看，其改善主要源于技术效率（EC）的提升。报告期间，30个省（区、市）在技术效率上年均提升1%，而技术进步水平反而有下降趋势。

表2 2004—2019年30个省（区、市）的GTFP及其分解量变化

4.2 空间自相关性检验

在进行空间计量分析之前，采用对被解释变量进行空间自相关性检验。统计量的取值范围为［-1，1］，该指数大于0表示区域之间具有正空间相关性，小于0表示具有负空间相关性，等于0则表示空间不相关。本研究中各区域GTFP的指数如表3所示，GTFP的空间自相关性在2005—2012年并不显著（＞0.05），但在2013—2019年正向显著（＜0.05）。由此可知，空间溢出正向效应在不同区域间确实存在，本研究采用空间计量方法构建回归分析模型具有科学性。此外，空间溢出效应在2013年前后的显著变化，再次证实了党的十八大在绿色发展中所起到的重大作用。

表3 GTFP的Moran's I指数

4.3 效应分析

4.3.1 产业结构合理化与GTFP。表4展示了采用空间杜宾模型对产业结构合理化与GTFP作用效应的回归估计结果，Wald和LR统计量均在不同显著性水平下拒绝了原假设。因此，空间杜宾模型（SDM）不能简化为空间误差（SAR）或空间滞后模型（SEM），SDM的模型设定比SAR和SEM更为合理。从表4可以得出：空间自回归系数（）显著为正，说明GTFP对自身有正向的空间溢出效应；ER对GTFP和EC的作用显著，表明产业结构合理化确实能够正向促进区域的绿色发展，且主要作用于区域产业技术效率；从空间溢出效应上看，周边地区的产业结构合理化能够促进本地GTFP的提升，且能够同时作用于技术效率与技术进步，正向溢出效应显著。通过比较可知，直接效应和间接（溢出）效应存在发生机制的异质性：某地产业结构合理化对自身GTFP水平的影响主要通过提升技术效率（EC）来实现；而周边地区产业结构合理化对某地GTFP水平的影响可以通过提升技术效率（EC）和促进技术进步（TC）来实现，且后者是主要路径（回归系数1.011远高于0.217）。

表4 产业结构合理化对GTFP的空间计量估计结果

由于部分影响GTFP及其分解量的空间滞后系数不为零，因而通过空间杜宾模型计算得出的回归系数不能直接反映其空间效应。为此，进一步对其直接效应、间接效应和总效应进行计算，结果见表5。直接效应测度自变量变动对本区域因变量的影响效应，间接效应测度自变量变动对其他区域因变量的影响效应。由表5可知：产业结构合理化对本地GTFP的直接效应显著为正，且对两个分解量的作用效果也显著；产业结构合理化对周边地区GTFP及其分解量的空间溢出效应也显著。通过比较可知，产业结构合理化对技术进步的影响要明显强于对技术效率的影响。

表5 产业结构合理化对GTFP的直接效应、间接效应和总效应

4.3.2 产业结构高级化与GTFP。通过Wald与LR统计量可知，在检验产业结构高级化与GTFP的关系时，空间杜宾模型也不能被简化为空间误差或空间滞后模型。表6展示了产业结构高级化对GTFP的影响。从表6可知：GTFP的空间自回归系数（）显著为正，说明其受到产业结构高级化的影响，GTFP对自身有正向的空间溢出效应；产业结构高级化对本区域GTFP有显著的正向影响（=0.310，＜0.001），而且对技术效率和技术进步都有积极作用；此外，对空间溢出效应分析可知，周边地区产业结构高级化对本区域GTFP有显著的带动作用，也能够正向作用于技术效率与技术进步。经过比较可发现，无论是直接效应还是间接效应，产业结构高级化对技术进步的作用强度均要超过对技术效率的影响。比较表4和表6的研究结果还可以发现，相比产业结构合理化，产业结构高级化能够给区域绿色发展带来更加显著和强烈的作用效果，这表明推动区域绿色发展的首要举措应放在促进产业结构的高级化上。

表6 产业结构高级化对GTFP的空间计量估计结果

类似地，试着对产业结构高级化的效应进行分解，得到结果如表7所示。表7进一步证实了产业结构高级化对GTFP的正向效应，而效应分解结果又呈现出两点结论：第一，相较于直接效应，产业结构高级化的间接效应更加明显和强烈；第二，相较于技术效率，产业结构高级化对技术进步的影响更为显著。

表7 产业结构高级化对GTFP的直接效应、间接效应和总效应

4.4 稳健性检验

按照研究设计，将地理距离空间权重矩阵换成公路距离权重矩阵，对上文研究结论进行稳健性检验。表8展示了稳健性检验的结果。结果显示，在替换空间权重矩阵后，各参数回归结果与前文研究结论基本一致，并未发现显著变化，说明研究结果较为稳健和可靠。

表8 替换空间权重矩阵后的参数估计结果

表9展示了替换空间权重矩阵后产业结构优化的直接效应和间接效应。可以看出，在两种不同距离矩阵下，产业结构优化对GTFP及其分解量的作用关系基本一致，再次证明了本项实证研究在结果与结论上的稳健性。

表9 替换空间权重矩阵后直接效应、间接效应和总效应的估计结果

5 结论与启示

在“双碳”目标引领下，本研究通过构建空间计量模型实证分析了产业结构优化对区域绿色发展的影响路径。通过对30个省（区、市）2004—2019年的面板数据进行分析，主要得出以下4点结论。第一，伴随产业结构优化，我国各区域GTFP整体呈现先降后升的发展趋势，并且表现出明显的空间溢出效应。发展趋势变化的转折点在2013年，反映出党的十八大之后我国在生态文明建设与绿色发展领域所取得的实效。第二，产业结构合理化与产业结构高级化均能对GTFP起到显著的促进作用，但后者的作用强度更大。第三，无论是产业结构合理化还是产业结构高级化，其间接效应（空间溢出效应）都要比直接效应更为强烈有效。第四，产业结构优化对GTFP的影响能够同时反映在技术进步和技术效率上，但作用在技术进步上的效应更加强烈。

基于所得结论，本研究提出以下政策启示。

①以“双碳”目标为前进方向，推动区域协调发展。绿色全要素生产率具有正向的空间外溢性，且产业结构优化的间接效应显著，因而各地区为实现绿色发展而采取的政策手段必然会对其他地区产生间接影响。各级政府应充分认识到区域整体协调发展对于绿色发展的关键作用，通过共同规划和实施节能减排方案，最终实现“碳达峰、碳中和”的绿色低碳发展目标。

②以“双碳”目标为抓手，不断优化产业结构。践行绿色发展理念，主动融入世界新一轮科技和产业革命，发展壮大高技术产业、战略性新兴产业，持续推动产业结构高级化发展，进一步提高技术含量。不断深化要素市场化改革，发挥市场的决定性作用，提高生产要素的集约化利用水平，构建绿色低碳、循环发展的绿色产业体系，推进产业结构合理化发展，进一步提升技术效率。

③以“双碳”目标为着力点，推动技术创新不断发展。产业结构优化应以科技创新为根本支撑，要持续推动技术进步。创新是引领发展的第一动力，通过释放创新活力，加大对环保技术和清洁生产技术的投入，提高地区技术水平。以技术进步推动技术变革，强化技术创新在绿色低碳发展中的重要作用，让绿色低碳高技术产业成为新的经济增长点，确保如期实现“双碳”目标。