绿色税收、产业结构升级与长三角地区碳排放

2023-05-30方杏村周咏琦

安徽理工大学学报·社会科学版 2023年1期

方杏村　周咏琦

摘要：基于长三角地区27个城市2005—2019年的面板数据构建动态空间杜宾模型，探究绿色税收、产业结构升级对碳排放的影响。在此基础上，采用有调节的中介效应模型来揭示技术创新在三者之间的作用。结果表明：（1）长三角地区碳排放呈现出显著的空间正相关性和空间溢出效应；（2）绿色税收对碳排放的影响是先抑制后促进的“U”型非线性关系，产业结构升级对碳排放有显著的抑制作用；（3）绿色税收通过产业结构升级对碳排放有间接的抑制作用；（4）在绿色税收对产业结构升级以及产业结构升级对碳排放的影响关系中，技术创新均起到了显著的调节作用。

关键词：绿色税收；产业结构升级；碳排放；技术创新；动态空间杜宾模型；中介效应

中图分类号：F061.5文献标识码：A文章编号：1672-1101（2023）01-0009-11

Green Tax， Industrial Structure Upgrading and Carbon Emissions in

the Yangtze River Delta

——An Empirical Analysis Based on the Dynamic Spatial Durbin Model

FANG Xingcun1，2，ZHOU Yongqi1

（1.School of Economy，Anhui University，Hefei 230031，China;2.Anhui Research Center for Ecological and Economic Development，Hefei 230031，China）

Abstract： A dynamic spatial Durbin model is constructed based on panel data of 27 cities in the Yangtze River Delta region from 2005—2019 to explore the effects of green taxes and industrial structure upgrading on carbon emissions. Based on this， a moderated mediating effect model is used to reveal the role of technological innovation among the three. The results show that：（1） Carbon emissions in the Yangtze River Delta region show significant positive spatial correlation and spatial spillover effects;（2） The impact of green taxes on carbon emissions is a “U” shaped non-linear relationship that inhibits and then promotes carbon emissions， and the upgrading of industrial structure has a significant inhibitory effect on carbon emissions; （3） Green taxes have an indirect inhibiting effect on carbon emissions through industrial structure upgrading; （4） Technological innovation plays a significant moderating role in the relationship between green taxes and industrial structure upgrading and industrial structure upgrading and carbon emissions.

Key words：green tax; upgrading of industrial structure; carbon emission; technological innovation ; dynamic spatial Durbin model; mediation effect

温室气体排放与气候问题关乎国计民生。2020年9月，我国在第75届联合国大会上正式提出力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的目标。长三角地区作为我国经济发展最活跃的区域之一，肩负着国家探索区域新发展格局的重大战略使命，是我国经济高质量发展的示范区，也是我国早日实现“双碳”目标的重要区域之一。绿色税收作为环境治理中的主要经济手段，受到广泛关注。产业结构升级能够改变现有的能耗模式，是解决环境保护与经济增长难题的重要路径。技术创新可以改变化石能源消耗，是影响碳排放的关键因素。因此，绿色税收、产业结构升级、技术创新是降低碳排放的重要举措。

一、文献综述

在绿色税收对碳排放影响研究的现有文献中，许多研究结果表明绿色税收与碳排放之间呈现出一种非线性的关系。有学者研究得出绿色税收与碳排放之间呈现“U”型关系，且碳排放有明显的路径依赖效应［1］。也有学者通过实证分析得出绿色税收对碳排放的影响呈现倒“U”型关系，碳减排效应随着绿色税收的增强由弱变强［2］。

在产业结构升级对碳排放影响研究的现有文献中，大多研究结果都表明产业结构升级对碳排放具有显著的抑制作用。产业结构升级能显著地促进碳减排［3］，但产业结构的碳減排效应具有一定的时滞性，且在东部城市和以第三产业为主导产业的城市中更为显著［4］。还有学者通过分析碳排放与产业结构升级之间的动态联系，发现产业结构合理化和产业结构高级化都会抑制碳排放，且二者之间存在相互促进的关系［5-6］。此外，也有学者发现技术创新在产业结构升级对碳排放影响过程中起到了间接的作用，可以增强区域间的碳减排效应并促进相邻地区的碳减排［7-8］。

在绿色税收对产业结构升级影响研究的现有文献中，主要存在两种不同的观点。一种基于“波特假说”，认为合理的绿色税收形成的创新补偿效应会促进产业结构升级，促使污染密集型行业转移，从而影响产业结构的升级变迁［9］。另一种基于“遵循成本说”，研究表明，绿色税收不利于产业结构升级，因为不考虑发展状况的绿色税收引发的成本效应会抑制产业结构升级［10］。

梳理现有文献，学术界多有产业结构升级、绿色税收与碳排放两两关系的实证研究，少有研究将三者纳入同一框架分析，并且多以省级区域为研究对象。本文从以下两个方面对现有研究进行扩展：第一，将数据取材由省级扩展至城市层面并以长三角地区为例。研究绿色税收对产业结构升级以及对碳排放的影响，并在碳排放空间网络关系的基础上构建动态空间杜宾模型，用以揭示产业结构升级和绿色税收对碳排放的影响。第二，引入有调节作用的中介效应模型。研究绿色税收与产业结构升级对碳排放之间是否存在非线性关系，技术创新在产业结构升级对碳排放的影响过程中是否存在调节作用。这为探索绿色税收、产业结构升级对碳减排的有效路径提供了一定参考。

二、理论分析与假设

（一）绿色税收对碳排放的影响

绿色税收也称环境税收，源于英国经济学家庇古提出的环境负外部性理论，即用税收收入弥补环境污染的外部成本，使外部性内部化。绿色税收是环境规制的一种经济手段，目前环境规制对碳排放的影响有两种对立的理论：“绿色悖论”和“倒逼减排”。其中，绿色悖论理论最早由Sinn提出，认为随着环境规制增强，能源供给者会加速对化石能源的供给，短期内刺激化石能源的需求导致碳排放增加［11］。倒逼减排理论则认为借助政府征税手段进行宏观调控，增加生产者的生产成本和使用者的环境成本，可以有效抑制对化石能源的需求。同时通过补贴清洁能源、鼓励使用替代能源，降低对化石能源的依赖，从而减少碳排放。根据我国实际情况，结合上述两种理论，绿色税收对碳排放的影响并非非此即彼的线性关系，当绿色税收达到一定的临界点时可能会起到相反的作用。综上分析，本文提出以下研究假设：

假设1：绿色税收对碳排放的影响呈现非线性关系。

（二）产业结构升级对碳排放影响

产业结构是指各产业的构成及其在经济结构中所占的比重，产业结构升级是各产业向合理化和高级化演进的过程。产业结构合理化对碳排放的影响主要是通过在生产过程中引入自动化设备，使生产要素的流通和整合能力不断提升，资源得到合理有效的配置，实现三大产业生产和就业的平衡与协调，在一定程度上抑制碳排放。产业结构高级化表现为产业结构内部的升级变迁，通过淘汰不符合现代生产模式的传统产业、发展更符合当代理念的新兴产业，进而实现三大产业布局的合理规划，在一定程度上减少产业对高耗能资源的依赖，有效抑制碳排放。综上分析，提出以下研究假设：

假设2：产业结构升级对碳排放有显著的负向影响。

（三）产业结构升级的中介效应机制

绿色税收通过产业结构合理化对碳排放产生影响。现阶段，我国通过对高耗能企业征收绿色税收来倒逼企业调整产业结构，促使企业投入使用环保节能的设备，提高劳动力的生产效率，增强了就业结构和产出结构的耦合程度，进而促进产业结构合理化，降低能源消耗，抑制碳排放。

绿色税收通过产业结构高级化对碳排放产生影响。Copeland和Taylor提出“污染天堂假说”理论，认为在不同强度的环境政策下，污染密集型企业会流入到环境标准相对较低的国家或地区，从而引致这些国家或地区的环境污染［12］。较高的绿色税收使得污染密集型企业需要承担高昂的“环境遵循成本”，为了解决这一问题，污染密集型企业会转移至绿色税收较低的地区，由此可以有效抑制本地区污染密集型企业的发展，促进产业结构高级化，减少碳排放。综上分析，本文提出以下研究假设：

假设3：产业结构升级在绿色税收与碳排放关系之间发挥显著的中介效应。

（四）技术创新的调节效应机制

技术创新在绿色税收和产业结构升级之间的调节作用。新古典经济学派主张的“遵循成本效应”以及波特提出的“创新补偿效应”分别从抑制和促进两个角度解释了技术创新在绿色税收对产业结构升级中的作用。目前多数学者更倾向于波特的“创新补偿效应”，即“补偿”效应大于“成本”效应，企业积极投入低碳技术研发，随着生产技术和环保技术的升级，加速淘汰效率低、耗能大的落后产业，促进新兴产业的诞生与发展，实现产业结构的升级。

技术创新在产业结构升级和碳排放之间的调节作用。一方面，技术创新可以通过提升生产技术水平、优化工艺流程、提高能源利用效率来减少对传统能源的依赖，进而减少碳排放。另一方面，技术创新能改变劳动力的就业结构和需求结构，提升资源的配置整合能力，促使产业结构由劳动密集型向技术密集型转变，正向促进碳减排效应的发挥。综上分析，提出以下研究假设：

假设4：技术创新在绿色税收对产业结构升级、产业结构升级对碳排放的影响过程中起到正向的调节作用。

基于上述研究假设1～假设4构建理论假设模型，如图1所示。

三、研究设计

（一）变量说明

1.被解释变量：长三角地级市二氧化碳排放总量（Co2）。采用国际通用的IPCC计算方法估计得出：

其中，C为二氧化碳排放量，k（k=44/12）为二氧化碳与碳分子重量比，Ei为第i类化石燃料的消费量，δi为第 i类化石燃料的排放系数。

2.解释变量：绿色税收强度（GT）。借鉴付莎［1］的做法从广义绿色税收角度出发作研究分析。由于环境保护税由排污费税费平移而来，故环境保护税开征前，以排污费代替环境保护税。同时由于增值税、企业所得税中关于环境保护的税收優惠数据无法得到，加之车辆购置税和消费税是中央税难以获得。故借鉴徐艺［9］的做法将排污费与环境保护税、资源税、耕地占用税、城市维护建设税、车船税、城镇土地使用税等6个税种收入的总和作为广义绿色税收。同时借鉴周迪［13］的做法将广义绿色税收收入总额占税收总收入的比例作为绿色税收强度。该指标越大，说明地区对保护环境征收的税越多，税制绿化度也越高。公式如下：

3.中介变量：产业结构升级。从产业结构合理化和产业结构高级化两个维度来测算分析。

（1）产业结构合理化（TL）反映产业间的联系紧密程度以及资源的配置效率，可以衡量要素投入结构与产出结构的耦合程度。借鉴干春晖［14］的做法，利用泰尔指数衡量产业结构合理化，公式如下：

其中，i表示产业，Y和L分别代表产值和就业人数，YiY为产出结构，YiLi为各个产业的生产率。当各部门生产率相同时，产出和就业结构趋于均衡，此时TL=0，经济处于均衡状态。由此可知泰尔指數越小，产业结构越合理。

（2）产业结构高级化（TS）是指产业由低级向高级阶段发展的过程。伴随着第三产业比重的不断上升，产业的价值链也从低附加值向高附加值转移。由于第三产业主要是技术、知识密集型产业，故本文借鉴张晨露［3］的方法，采用第三产业增加值占GDP的比值来衡量产业结构高级化水平，可知TS值越大，产业结构高级化水平越高。

4.调节变量：技术创新（lnTec）。借鉴李真［15］的方法从技术创新产出角度出发，采用专利授权量来衡量技术创新水平。

5.其他控制变量：城镇化水平（lnUR）利用各年各地区的常住人口占总人口比重的对数来衡量。经济增长（lnRG）利用各年各地区人均GDP的对数来衡量。人口总额（lnP）利用各地区人口总额对数来衡量。财政支出（GOV）利用一般公共预算与地区GDP的比值来衡量。外商直接投资（FDI），借鉴邵汉华［16］的研究方法，利用各年各地区的外商直接投资额与地区GDP比值来衡量。

6.数据来源：数据来源于《中国能源统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国统计年鉴》和地方税务年鉴及相关数据库，主要变量的描述性统计分析见表1。

（二）模型构建

1.模型构建。Elhorst提出动态空间杜宾模型，该模型是空间滞后模型和空间误差模型的组合扩展形式，从时间和空间两个维度同时考虑了被解释变量和解释变量的相关性［17］。由于本地区碳排放会对相邻地区产生溢出效应，故利用空间杜宾模型将自变量和因变量引入模型，阐述变量之间的空间相关性，并引入碳排放的滞后一阶作为解释变量来动态研究绿色税收、产业结构升级对碳排放的影响。表达式如下：

下列表达式分别表示绿色税收和产业结构合理化、产业结构高级化对碳排放的影响。

式中，W为空间权重矩阵，X为6个控制变量的合集，α、β、γ分别表示相应变量的影响系数，下标i表示变量，下标t表示年份，ε表示为随机误差项。

2.空间权重矩阵设定。由于长三角地区城市间碳排放存在的空间溢出效应与城市之间的距离以及城市的经济水平相关，故本文运用经济权重矩阵和经济地理权重矩阵进行估计，并对矩阵进行标准化处理。

a.经济权重矩阵W1。公式如下：

b.经济地理权重矩阵W2。根据各地区地理中心之间的距离平方的倒数与各地区的经济发展水平，构建经济地理权重矩阵，i、j表示城市，Wij为第i行第j列的矩阵元素，dij表示城市i和城市j的地理中心几何距离，pgdpit、pgdpjt分别表示地区i、j的人均GDP均值，将地理距离平方的倒数与各地区经济发展差异二者的乘积作为经济地理矩阵W2的元素。公式如下：

3.空间自相关检验。检验空间自相关性是构建空间计量模型的前提，通过对被解释变量的自相关检验，判断是否可以利用空间计量方法进行研究。利用全局Morans I指数检验被解释变量的空间相关性，计算公式如下：

其中，Yi是城市i的碳排放量，Wij为构建的空间权重矩阵。Morans I指数值在［-1，1］之间，大于0表示碳排放呈正相关性且指数越大相关性越强，小于0则表示呈现负相关且指数越小相关性越强，等于0时表明无空间相关性。

4.有调节的中介效应检验。根据上述分析，借鉴温忠麟［18］等对中介效应和调节效应的相关研究方法，采用层次多元回归法检验上文的各假设，公式如下：

公式（4）（5）（13）检验产业结构合理化的中介效应，公式（4）（5）（14）检验产业结构高级化的中介效应。中介效应检验的三个条件如下：第一，公式（5）中绿色税收强度对碳排放的影响显著；第二，公式（13）（14）中绿色税收强度对产业结构合理化和产业结构高级化的影响显著；第三，根据公式（4）的回归结果，若产业结构升级对碳排放的影响显著，则绿色税收对碳排放的影响起到了完全中介效应；若产业结构升级对碳排放的影响不显著，则认为绿色税收对碳排放的影响起到了部分中介作用。调节效应的检验也分为三个步骤：第一，先检验主效应中自变量系数是否显著；第二，纳入调节变量技术创新后，观测自变量和调节变量是否显著；第三，将自变量、调节变量以及二者的交互项同时纳入模型中，观测交互项系数是否显著，若显著，即存在调节效应。

四、实证分析

（一）全局空间自相关分析

运用stata16对长三角地区27个城市2005—2019年的碳排放总量进行空间相关性检验，得到了碳排放全局MoranI指数，如表2所示。在两种空间权重矩阵下，长三角地区碳排放MoranI指数值为正，表明各地区碳排放存在显著的空间正相关性。

（二）局部空间相关分析

为进一步呈现长三角地区碳排放的空间聚集特征，运用stata画出长三角地区碳排放的莫兰散点图。观察图2可知各城市碳排放主要分布在一、三象限，呈现高-高值和低-低值聚集，证明了各地区间碳排放存在相关性。限于篇幅，只报告经济权重矩阵W1下的莫兰散点图（在经济地理权重矩阵W2下仍能得出相关结论）。

（三）空间杜宾模型

1.模型的选择。根据表2自相关检验结果，采用空间面板计量模型；根据LM检验，选择空间杜宾模型；根据hausman检验拒绝原假设，选择构建固定效应模型；最后通过LR和WALD检验，得出SDM模型不会退化为SAR和SEM模型。综上所述，选择时间固定效应的SDM模型，相关检验结果在表3中呈现。

2.空间计量基准回归结果。运用极大似然估计法（QML）对公式（4）—（7）进行系数估计。如表4所示，在两种矩阵下空间自回归系数rho均显著，表明碳排放存在显著的空间溢出效应，本地区碳排放变化会引起相邻地区碳排放变化。在两种空间矩阵下碳排放的滞后一期系数均显著为正，表明碳排放在时间维度上存在较强的路径依赖效应。同时各变量回归系数大小、正负方向和显著度大致呈现一致，证明了本文构建模型的稳健性。

在核心解释变量中，根据模型1和5的回归结果可知，绿色税收一次项系数为負、二次项系数为正，且均在1%的水平下显著。初步判断，绿色税收强度对碳排放的影响是先抑制后促进的“U”型非线性关系，这与付莎［1］研究结论一致。根据拐点公式拐点值=-α2/2α1，可以计算出两个矩阵下拐点均为7%。当绿色税收强度小于拐点值时，其对碳排放的影响处于“倒逼减排效应”阶段，即绿色税收强度对碳排放起到了显著的抑制作用。地区绿色税收强度的增强能在一定程度上调控企业对高能耗资源的利用，并引导企业在利用资源时优先考虑清洁能源，从而减少本地区的碳排放。当超过拐点值时，绿色税收强度对碳排放的影响处于“绿色悖论”阶段，即绿色税收强度增强反而会对碳排放的减少造成不利影响。因此，假设1成立。根据模型2和6的回归结果，产业结构合理化对碳排放回归系数显著为正，泰尔指数越小产业结构越合理，越有助于优化生产要素配置、提高能源利用效率，从而实现碳减排。根据模型3和7的回归结果，产业结构高级化对碳排放的回归系数显著为负，表明当产业逐渐向第三产业转移时，有助于淘汰落后产业、发展新型节能产业，从而减少碳排放。因此，假设2成立。

在控制变量方面，城镇化水平提高使得各产业聚集程度增强，导致本地区的碳排放增加。经济增长会显著增加碳排放，这是因为发展经济必须投入煤炭石油等化石能源，而能源消耗的增加必然会导致碳排放的增加。外商直接投资增加，意味着对地区的投资水平提高，会加速区域间劳动力、资本等要素的流动，增加本地区的碳排放。财政支出的增加，表明政府对经济的投入加大，会在一定程度上增加碳排放。除此之外，地区碳排放量也会受到人口规模大小的影响，主要表现为人口规模越大碳排放量越高。

3.空间效应分解结果。经济地理权重矩阵综合考虑了各地区之间的地理距离和经济发展状况，故本文选择在经济地理矩阵下对动态空间杜宾回归结果进行进一步的分解。如表5所示，无论是长期还是短期，绿色税收强度对本地区和相邻地区的碳排放均呈现先抑制后促进的作用。短期内产业结构合理化和产业结构高级化的提高对降低本地区和邻近地区的碳排放量起到了积极的作用。但产业结构合理化和产业结构高级化对碳排放的长期效应不明显，可能是因为随着时间的延伸，各种干扰因素的出现会降低各变量对碳排放的作用。

（四）中介效应与调节效应的研究

1.中介效应检验。前文关于绿色税收与产业结构升级对区域碳排放强度降低的影响已得到验证。以下主要针对中介效应机制检验的第二、三步进行研究分析。如表6所示，在经济地理权重矩阵下，根据模型9、10的回归结果可知绿色税收对产业结构合理化和高级化具有负向的作用，这说明绿色税收给产业结构合理化和高级化带来的“成本”效应大于“补偿”效应。在当前绿色税收强度下，污染型企业选择末端治理会形成对低端产业的路径依赖，从而抑制产业结构升级。根据模型11、12的回归结果可知，产业结构合理化和高级化与绿色税收的回归系数均在1%的显著性水平下通过检验，以此可以判断产业结构合理化和高级化在绿色税收与碳排放这一传导机制中起到了部分中介效应，这表明产业结构升级在绿色税收影响碳排放的传导机制中扮演了重要的角色。至此，假设3得到验证。此外，在经济权重矩阵下对中介效应结果进行检验，假设仍然成立，说明中介效应具有稳健性。

2.调节效应检验。表6的回归结果表明，在模型13、14中纳入调节变量技术创新后，交互项（lnTec*GT）对产业结构合理化和高级化起到了正向的调节作用。分析可知，技术创新在绿色税收对产业结构升级的影响过程中会促进产业结构合理化和高级化，技术创新带来的“创新补偿”效应可以在一定程度上弱化绿色税收对产业结构合理化和高级化的抑制作用，促进产业结构的升级。

模型15、16中交互项（lnTec*TL）、（lnTec*TS）对碳排放的回归系数具有显著性，说明技术创新在产业结构升级和碳排放的影响过程中起到了显著的正向调节作用。即技术创新水平越高，产业结构升级对碳排放的抑制作用越大。同时，在后半段调节过程中，技术创新的调节作用可以加快产业结构升级，促进碳排放的减少。综上所述，提高技术创新水平有利于产业结构的合理化和高级化，从而促进碳减排，为治理污染提供有力的技术保障。至此，假设4得到验证。此外，在经济权重矩阵下进行稳健性检验，结论仍然成立。

（五）稳健性检验

第一，根据前文基准回归结果可知，在两种矩阵下，绿色税收、产业结构升级对长三角地区碳排放强度的影响均为显著。虽然变量系数的大小略有差异，但方向没有发生根本性的改变，表明本文的研究结果较为可靠。

第二，更换解释变量。将绿色税收强度指标更换为狭义绿色税收强度指标，即环境保护税以及排污费占总的税收收入的比重。将产业结构合理化指标更换为产业结构偏离度，将产业结构高级化指标更换为第三产业增加值占GDP的比重，回归结果中核心变量依然显著，且对碳排放影响的方向未发生变化，表明整体结果稳健可靠。

五、结论与建议

（一）研究结论

基于长三角地区27个城市2005—2019年的面板数据，构建了动态空间杜宾模型，并进行中介效应和调节效应的检验，实证分析了绿色税收、产业结构升级对长三角地区碳排放的影响，主要结论如下：

1．在经济权重矩阵和经济地理权重矩阵下，绿色税收对长三角地区碳排放空间直接效应和空间间接效应呈现显著的“U”型非线性关系。同时，根据中介效应检验得出，绿色税收可以通过产业结构升级这一中介变量间接影响碳排放。

2．产业结构合理化对碳排放的直接效应和间接效应都显著为正，产业结构高级化对碳排放的直接效应和间接效应均显著为负，说明产业结构越合理、越高级，对本地区和相邻地区的碳排放越具有抑制作用。

3．绿色税收与技术创新的交互项对产业结构合理化、高级化起到了显著的正向调节作用，说明技术创新带来的创新补偿效应能加速淘汰效率低、耗能大的落后产业，促进新兴产业的诞生与发展，实现产业的低碳转型。

4．技术创新在产业结构对碳排放影响过程中起到了显著的负向调节作用，技术创新可以强化产业结构升级对碳排放的影响，从而促进了低碳新技术的发展。

（二）政策建议

1.完善现有税收政策，深化财税体制改革。扩大绿色税收的征收范围，适度提高高耗能产品税税率，增加相关产品成本，以此来倒逼企业加快绿色转型，节约能源消耗。同时，合理设置绿色税收，使开发资源带来的环境损失与获得的经济利益相匹配，最大限度地发挥绿色税收倒逼节能减排的作用。

2.加快产业结构升级，促使产业间的协调发展。改革开放初期国家为了发展经济，对环境的影响考虑不足，发展模式不符合人与自然和谐相处的可持续发展理念，因此，政府应通过加大政策优惠、资金支持等措施来促进产业结构由低端向高端的转变，加快产业向环境友好的高新技术产业转型升级，从而提升生产要素的整合能力，优化资源配置，推动地区碳减排。

3.鼓励自主研发技术创新。政府应当通过财政手段加大技术研发投入，实施人才引进计划等措施，形成创新驱动发展的战略机制，推动产业向节能减排转型。

4.发挥区域功能特征，建立区域联动发展机制。长三角地区城市之间相关性较高、紧密性较强，政府部门应当加大对试点地区资金和技术等多方面的支持，降低该地区的碳排放，并形成对周边地区的标杆作用，以点带面促进区域整体碳减排，同时加强区域间的统筹协调治理格局，从而促进形成长三角区域整体的“绿色、高效、低碳”发展模式。

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