高新技术产业集聚对绿色技术创新的影响研究

陆雯 李锋 尹洁

关键词：高新技术产业；产业集聚；绿色技术创新；数字经济

随着“碳达峰、碳中和”的提出，致力于碳减排和能源节约的绿色技术创新已经成为国家发展目标，以习近平同志为核心的党中央深入贯彻“坚持绿水青山就是金山银山”的理念。与生态创新和环境创新等概念着重强调环境收益不同，作为绿色创新的基本要素，绿色技术创新更加注重环境收益和经济效益并驾齐驱［1］。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出要加快发展方式绿色转型，坚持生态优先、绿色发展，推进资源总量管理、科学配置、全面节约、循环利用，协同推进经济高质量发展和生态环境高水平保护。高新技术产业作为知识技术密集型产业，是促进经济高质量发展和引领科技创新的重要载体，然而与传统产业一样，其发展过程涉及的环境效益问题正日益凸显，引发担忧。因此，提升绿色技术创新水平是中国高新技术产业实现高质量、可持续发展的必由之路。由于资源禀赋、知识溢出、政府政策等因素，高新技术产业发展到一定阶段会形成产业集聚现象，具体表现为高新技术企业和人才、技术等资源的集聚。集聚效应所引致的正负外部性显著影响企业创新行为，适度的产业集聚能够实现规模化、集约化和高效化生产，进而促进绿色技术创新，但也有学者指出产业集聚可能会导致“拥挤效应”的发生，能源和资源不断地被消耗，环境污染问题加重［2］，不仅制约自身创新发展，而且导致整个高新技术产业集聚区绿色技术创新水平的下降。此外，以数字技术为核心驱动力量的数字经济正在崛起，重塑当前的经济结构并改变创新范式。已有研究证明数字经济以其高渗透性、广泛赋能等作用能够有效促进技术创新［3］，但数字经济的快速发展会带来信息资源的不平衡扩张问题，在信息资源不均匀分布过程中，经济主体会发生集聚和空间分散的动态演化，从而使产业集聚理论和模式发生变化。

高新技术产业集聚对绿色技术创新的作用机制究竟是什么？数字经济的发展是否有利于绿色技术创新的提高？数字经济在产业集聚与绿色技术创新传导机制之间扮演何种角色？本文主要针对以上问题，研究数字经济背景下高新技术产业集聚对绿色技术创新的影响机制，对我国经济实现可持续发展，沿着资源节约型、环境友好型方向前进，促进高新技术产业结构优化升级具有重要的现实意义。

1 文献综述

“创新”一词由熊彼特率先提出，他将技术创新区别于发明创造，认为技术创新是发明创造的商业化与产业化，是以企业为主体的、基于技术的、与经济结合的创造性活动［4］。随着可持续发展和生态问题的凸显，人们对技术创新提出了除生产和市场以外更高的要求，即承担社会责任特别是环保责任。因此，绿色技术创新的概念应运而生，其是技术创新对环境污染、能源消耗、全球变暖等问题的反思，是技术创新在经济效益和环境责任之间的平衡［5］。Braun和Wield［6］率先将绿色技术创新定义为减少能源消耗和污染的技术、过程和产品。在此基础上，Antonioli等［7］认为绿色技术创新还应包括企业组织管理以及对于工艺品的设计等。相较于国外，国内研究起步较晚，吕燕和王伟强［8］首次利用绿色技术创新的概念，分析了企业绿色技术创新的动因、过程模式。吴晓波和杨发明［9］实证分析了阻碍绿色技术的创新和扩散的主要因素，为国内在该领域的研究打下了坚实基础。

目前绿色技术创新的研究成果已十分丰富，主要聚焦于影响因素方面，包括外商直接投资［10-11］、绿色信贷［12］、政府补贴［13］等，其中以环境规制［14-16］为主，而从高新技术产业集聚、数字经济角度研究绿色技术创新问题的寥寥无几，学者们更多着眼于高新技术产业集聚与技术创新之间以及数字经济与经济高质量发展之间的关系研究［17-18］。现有研究中，Peng等［19］证实了产业集聚在“环境规制-绿色创新意向-绿色创新行为”的逻辑链中起正向调节作用，指出面对严格的环境规制，地理上的接近能够加速绿色知识和技术的传播，激发企业对绿色创新的意愿和热情。He等［20］探究了不同类型产业集聚对绿色全要素生产率的影响，发现制造业集聚主要通过刺激内部技术进步可以有效提高城市的GTFP，且制造业和生产者服务业的协同集聚与GTFP 具有显著的正相关关系。王洪庆和郝雯雯［21］通过构建面板回归和门槛计量模型，得出高新技术产业集聚与绿色创新效率间存在倒“U”形关系，专业化集聚与绿色创新效率间存在非线性关系，多样化集聚与绿色创新效率之间存在正向线性关系的结论。皮雪琴［22］利用省级面板数据实证检验产业集聚专业化和多样化对企业绿色技术创新的影响，结果表明产业集聚多样化和专业化都能显著促进绿色技术创新的提升。关于数字经济与绿色技术创新方面，肖静等［23］认为地区数字化水平能够通过绿色技术创新赋能推动长江经济带制造业绿色转型，为地区经济注入活力。Ning等［24］将数字经济、资源配置和绿色技术创新三者融合在同一框架中，分析发现数字经济可以显著促进制造业的绿色技术创新。Lin和Ma［25］指出企业绿色创新活动往往陷入融资约束困境，而数字金融的不同维度（覆盖范围、使用深度和数字化程度）能够显著提高绿色技术创新的数量和质量。

综上所述，已有文献为本文拓展性研究提供了重要理论和经验基础，但仍存在以下不足：（1）文献侧重于考察产业集聚、数字经济对绿色技术创新的单一影响，鲜有将三者纳入同一框架中研究其作用机制；（2）大多数文献研究产业集聚总体效应对绿色技术创新的影响，忽视了对不同产业集聚模式作用的考察；（3）目前学者普遍认为制造业是污染重地，亟需积极推进清洁能源开发和节能减排技术创新，因而研究对象多集中于制造业，缺乏对高新技术产业的探究。针对此，本文基于2011—2020年30个省份面板数据，以高新技术产业为研究对象，并将产业集聚模式细分为专业化集聚和多样化集聚，运用随机效应模型以及固定效应模型探讨高新技术产业不同集聚模式对绿色技术创新的影响机制，并将数字经济作为调节变量，研究其调节效应。

2 研究假设

2.1 产业集聚与绿色技术创新

新经济地理学理论认为，产业集聚基于劳动力流动、知识溢出和基础设施共享等方式产生集聚经济，通过不完全竞争为经济增长提供动力。目前关于产业集聚理论的研究，主要有两大学派：一是以Marshall为代表的专业化集聚，该理论最早源于Marshall 的“产业区观点”，他认为同质企业的知识能够营造协同创新的环境，降低企业信息成本，增进技术创新和信息交换，提高创新效率［26］；二是以Jacobs为代表的多样化集聚，其认为知识溢出主要发生于产业之外，不同产业的集聚导致互补性知识在产业间溢出，更能促进产业的创新搜寻［27］。因此，专业化集聚又被称为马歇尔外部性，而跨行业的多样化集聚被称为雅各布斯外部性。

2.1.1 专业化集聚与绿色技术创新

首先，专业化集聚区内劳动力集聚效应处于完全竞争状态，促使劳动力不断成熟，降低了企业的生产要素成本投入，转向增加技术创新投入，进而提升绿色技术创新水平。其次，集聚具有的“区位优势”，保证了中间产品和市场的共享，大大降低集聚区内高新技术企业之间的运输成本和交易成本，有效促进了企业之间的交流与合作，为绿色技术创新活动提供良好的环境。最后，Porter指出区域竞争会导致产业在空间上的集聚，区域内的企业通过集聚产生规模效应，同质化产品之间会形成竞争关系，竞争同时激励企业革新技术，提高劳动生产率，进而提高整个区域的生产效率［28］，因此专业化集聚能够显著提高高新技术企业之间的竞争程度，激励集聚区内企业进行技术创新活动，不断增强内部能源使用效率，促进绿色技术创新水平。基于此，提出假设：

H1：专业化集聚对绿色技术创新具有正向促进作用。

2.1.2 多样化集聚与绿色技术创新

首先，多样化集聚驱动不同类型高新技术企业集聚在同一区域，促进互补性技术知识的溢出，由此源源不断产生新知识，同时大量不同技能的高技术人才集聚，构成了多元化的“知识蓄水池”和“劳动力蓄水池”，从而降低企业研发成本、搜寻成本和研发风险，为产业技术创新创造条件，进而提高绿色技术创新水平。其次，多样化集聚作为一个开放系统，其竞争力更强，形成趋向于竞争型的市场结构［29］，更有利于激发企业绿色技术创新。最后，多样化集聚区域内能够提供多样化产品，一方面可以满足企业绿色技术创新活动对投入品的多样化需求，另一方面能够有效降低企业运输及交易成本，为绿色技术创新发展增加投资来源。基于此，提出假设：

H2：多样化集聚对绿色技术创新具有正向促进作用。

2.2 数字经济的调节作用

数字经济的概念最早由Tapscott 提出［30］，之后二十国集团领导人第十一次峰会上对数字经济给出了明确的定义，认为数字化的专业知识和信息内容是数字经济的核心，当今互联网是数字经济发展的重要媒介，数字经济是根据合理激发网络信息技术的促进作用来提升工作效率和优化经济结构所进行的各种经济行为［31］。引起产业集聚形成的主要因素包括运输成本、收益递增、地方市场需求、市场关联、贸易成本、知识溢出等［32］。据此，从知识溢出、信息化、产业升级角度探讨数字经济发展所引发的高新技术产业集聚现象，进而影响高新技术产业绿色技术创新水平。

（1）知识溢出角度。数字经济主要以现代化信息技术为关键技术手段，对研发、生产、经营与销售等环节进行赋能，具有高度互联互通的特性，不仅有利于数据信息在企业内部快速传递，为自身技术创新活动奠定基础，还有利于刺激知识技术的外溢和渗透，实现企业间信息的网络化共享，减少信息不对称。此外，数字经济创新性强的特点能够吸引大量高技术人才，而其作为技术创新和知识溢出的基本要素，不仅可以形成研发人才的劳动力共享局面，降低企业生产过程中的搜寻成本，提高劳动生产率，还可以通过高技术人员进一步专业化学习需求加速知识技术扩散，便于企业之间的交流学习，推动产业技术创新和企业间的有序竞争。高新技术产业本身具有较高水平的知识技术密集程度，数字技术的应用加速了内外部知识溢出。内部知识溢出效应能够吸引高新技术产业同一类型企业向集聚区集中，从而减少企业搜寻成熟劳动力的成本并获得更高水平的创新技术；外部知识溢出效应能够推动区域间的竞争，要求其他集聚区高新技术企业加大创新力度的外部性，为了以较低成本获取创新成果，企业更倾向于向某一地区集中。

（2）信息化角度。数字经济的发展主要依托互联网等网络基础设施的建立。近年来，我国高度重视“宽带中国”战略，目前已拥有全球最大的4G网络客户群体，5G的使用量也在逐步上升，同时为了支撑网络基础设施的构建和完善，国家不断推动铁路、机场等传统设施与无线通信技术相结合，进而实现自动化、智能化转型，提高信息化水平。此外，数字经济与实体经济的进一步融合，使得技术创新能力的重要性越发凸显，数字经济产生的知识溢出效应也能够明显驱动技术创新，推动现代信息技术进步。对于高新技术产业而言，信息化水平的提高一方面能够降低边际成本以获得更多的边际收益扩大市场规模，企业为获得市场份额和利润，更倾向于向拥有较大市场的区域集聚；另一方面，信息化水平的提高能够显著促进数字贸易的发展，降低高新技术产业在产品交易过程中的服务成本和信息成本，由于“成本优势”，高新技术企业更愿意向某一区域集中。

（3）产业升级角度。首先，数字经济突破了网络技术与信息产业的界限，推动生产方式变革［33］。具体而言，数字经济以数据要素为核心生产要素，推动传统产业中资本、劳动要素发生质量上的变革，从而改变和优化传统经济运行系统中原本要素的投入产出结构，提高了传统生产要素的配置效率，为产业结构升级奠定基础。其次，在“双循环”新发展格局下，数字经济的发展有效促进了国内市场循环体系的形成，推动了需求侧消费需求的变化，为产业升级优化提供支撑。具体表现为人工智能、云计算、大数据等数字技术的运用帮助生产者及时把握消费者心理需求及消费习惯，从而实时把控产品质量，提供个性化服务并创造出更多的消费需求。最后，数字技术的高固定性成本性质决定了企业需要大量资金进行创新活动，而伴随着数字金融的出现，企业融资方式进一步拓宽，信贷资源配置问题得到有效缓解［34］，进而促进产业结构调整升级。由于存在市场关联性，传统产业在实施产业升级进程中，常常需要依附于高新技术产业，其在一定程度上能够影响传统产业生产选址等。传统产业的加入扩大了集聚区内大型高新技术企业的生产规模，形成规模效应，不仅能够吸引区域外同质的高新技术企业向集聚区集中，还能为小型高新技术企业提供发展机遇，进一步提升高新技术产业集聚水平。

综上，提出假设：

H3：数字经济对绿色技术创新具有正向促进作用。

H4：数字经济能够正向调节专业化集聚与绿色技术创新之间的关系。

H5：数字经济能够正向调节多样化集聚与绿色技术创新之间的关系。

基于上述分析，本文的研究框架如图1所示。

3 研究设计与模型构建

3.1 变量选择

3.1.1 被解释变量

作为被解释变量，目前衡量绿色技术创新（GIT）的方法主要分为两类：一类是根据投入产出比来衡量绿色技术创新，如研发人员、研发资金、新产品销售收入、能源排放量等；另一类是利用绿色专利来衡量绿色技术创新。由于绿色技术创新是一个复杂动态过程，单纯使用投入产出比并不能准确反映绿色技术创新水平。因此，采用各省份绿色专利申请量加1取对数来表征高新技术产业绿色技术创新水平。

3.1.2 解释变量

参照李金滟和宋德勇［35］文献，分别采用区位商、赫芬达尔指数的倒数衡量高新技术产业专业化集聚和多样化集聚程度。

其中，MARit 和Jacobit 分别表示高新技术产业专业化集聚程度和多样化集聚程度。sij 表示第i 个省份高新技术产业中行业j 的就业人数与高新技术产业总就业人数之比，sj 表示全国高新技术产业中行业j 的就业人数与高新技术产业总就业人数之比。MARit 和Jacobit 值越大，说明该地区专业化集聚和多样化集聚程度越高。

3.1.3 调节变量

目前数字经济水平测度尚未形成统一方法，本文借鉴赵涛等［36］研究，选取互联网普及率、互联网相关从业人数、互联网相关产出、移动互联网用户数和数字普惠金融指数构建数字经济评价指标体系（见表1）。为确保指标的完整性和客观性，采用熵权法替代主成分分析法度量各区域数字经济水平，记为Dige。

3.1.4 控制变量

根据绿色技术创新的影响因素研究以及尽可能避免遗漏变量导致的内生性问题，选取以下指标作为控制变量，具体见表2。①政府支持（GS），能够反映地方政府对企业绿色技术创新的资金支持，从而降低绿色创新活动成本，改善生产方式。②外商直接投资水平（FDI），是获取技术支持、技术研发的重要途径。③环境规制（ER），是政府有效规范企业进行绿色技术创新的手段。

3.2 模型构建

本文使用面板数据进行逐步回归。为了规避异方差性引致的有偏回归问题，对存在计量单位的变量绿色技术创新取对数处理。为验证本文假设，设立了如下基准模型：

为了进一步验证数字经济对绿色技术创新的影响以及数字经济的调节作用，在模型（2）、模型（3）的基础上分别加入数字经济以及数字经济与专业化集聚、数字经济与多样化集聚的交互项，如下所示：

4 实证分析

4.1 数据采集与处理

基于数据的可得性和完整性，使用2011—2020 年30个省份的面板数据（港、澳、台、西藏除外）进行实证分析。所有数据来源于《中国统计年鉴》《中国高技术产业统计年鉴》、北京大学数字普惠金融指数、各省份统计年鉴以及国家数据官网，针对2017年高技术产业就业人数数据缺失以及数字普惠金融指数个别数据缺失分别采取均值法、插值法进行补充。表3仅展示部分数据结果。

4.2 描述性分析

运用stata17软件完成关于各变量基本数字特征的描述性统计，包括均值、标准差等，具体结果见表4。从表中可以看出，专业化集聚程度最小值为1.016，最大值为6.256，说明国内各地区已形成高新技术产业专业化集聚，但地区之间专业化集聚程度差异较大；多样化集聚程度最小值为1.063，最大值为9.255，说明各地区高新技术产业存在发展不均衡现象。数字经济均值为0.373，表明我国数字经济发展水平还有进一步提升空间。

4.3 回归分析

在正式回归分析之前，对方程进行了方差膨胀因子检验，发现各变量VIF 值均小于10，表明模型不存在多重共线性。将模型的随机效应和固定效应的估计结果进行hausman检验，根据P 值选取合适的模型（P 值大于0.05，选择随机效应；反之，选择固定效应），具体结果如表5所示。

（1）高新技术产业专业化集聚负向影响绿色技术创新，假设H1不成立。由模型（2）的回归结果可知，高新技术产业专业化集聚与绿色技术创新之间呈显著的负相关，系数为-0.395，表明专业化集聚每增加一个单位，绿色技术创新水平会下降39.5%。可能的原因是专业化水平达到一定规模后，一方面，“拥挤效应”显现导致资源匮乏，企业之间恶性竞争；另一方面，由于专业化集聚的特征，同一类型行业间易出现知识趋同性，加之产业专业化导致的路径依赖及技术锁定，企业创新动力不足，共同导致绿色技术创新水平降低［37］。

（2）高新技术产业多样化集聚、数字经济能够正向影响绿色技术创新，假设H2、假设H3得到验证。由模型（3）、模型（4）和模型（5）回归结果显示，多样化集聚程度系数以及数字经济水平系数符号均为正，且均在0.01水平上显著，说明高新技术产业多样化集聚程度与数字经济水平的上升能够促进绿色技术创新水平的提高。

（3）数字经济能够显著削弱高新技术产业专业化集聚对绿色技术创新水平的负向作用，假设H4得到验证。根据模型（6）回归结果显示，专业化集聚与数字经济的交互项系数为0.408，在0.01水平上显著，说明数字经济的发展在一定程度上能够降低高新技术产业专业化集聚对绿色技术创新的负面影响。

（4）高新技术产业多样化集聚对绿色技术创新的正向作用随数字经济水平的提高而逐渐减少，假设H5不成立。由模型（7）可知多样化集聚与数字经济的交互项系数为-0.160，但不显著。可能的原因有：一是高新技术产业多样化集聚区内企业之间由于各自发展不同，所拥有的信息网络技术、创新能力存在差异，即“数字鸿沟”现象，且相较于传统技术创新，绿色技术创新具有投入更多、不确定性更高等性质，部分企业可能会因时间成本和付出成本问题不愿主动进行创新活动，从而降低绿色技术创新水平；二是当数字经济运输成本低于拥挤成本时，产业会降低对于地理空间的依赖而走向分散，同时随着数字经济网络平台的构建，虚拟集聚现象逐渐显现，导致地域上多样化集聚指数下降进而削弱绿色技术创新水平。

（5）从控制变量上来看，政府支持力度能够正向促进绿色技术创新水平的提高，可能的原因在于政府补助能够直接或间接产生“创新补偿效应”，具体而言，一方面在市场机制还不完善的情况下直接补偿高新技术企业绿色技术创新研发和失败成本，分担绿色技术研发风险，能够鼓励企业积极开展绿色技术创新活动［38］；另一方面政府支持会向外界传达积极信号，产生“扶持效应”，吸引更多的创新资源，从而激励高新技术企业的绿色技术创新［39］。

外商投资水平对绿色技术创新的影响系数显著为负，其原因在于：一方面，外资企业设置的技术壁垒使得高新技术产业难以真正有效利用外资来获取知识和技术；另一方面，外资企业将部分污染产业转移至我国，产生了“污染避难所”效应，对生态环境造成污染，增加治理成本，从而降低绿色技术创新。

环境规制水平对绿色技术创新的作用呈现先显著抑制，后正向促进的趋势，表明两者之间可能并非简单的线性关系。究其原因，环境规制对企业技术创新投入的作用可划分为替代和补偿两种作用，当补偿作用低于替代作用时，环境规制将会不利于本地技术创新投入，进而降低绿色技术创新水平；而当补偿作用高于替代作用时，环境规制将正向促进本地企业技术创新投入，从而提高绿色技术创新水平［40］。

4.4 稳健性分析

为了保证实证分析结果的稳健性和可靠性，采用变量替换法对回归结果进行检验，将被解释变量绿色技术创新由绿色专利申请量替换为更具代表性的绿色专利授权量，数据处理方式一致。结果显示除个别变量显著性发生改变外，其余变量正负号方向均未发生变化，研究结论依然成立（过程数据不再赘述，留存备索）。

5 结论与建议

本文通过选取2011—2020 年30 个省份的面板数据，运用随机效应模型和固定效应模型研究了高新技术产业不同集聚模式对绿色技术创新的影响机制以及数字经济的调节效应。研究发现：（1）高新技术产业专业化集聚显著抑制绿色技术创新水平，而多样化集聚能够显著促进绿色技术创新水平的提高；（2）数字经济发展水平正向影响绿色技术创新，且在其调节作用下，专业化集聚对绿色技术创新的负向影响随数字经济水平的提高而逐渐削弱，多样化集聚与绿色技术创新之间的正向作用随数字经济水平的提高而下降；（3）政府支持力度能够促进高新技术产业绿色技术创新，外商投资水平显著遏制绿色技术创新的提高，环境规制水平对绿色技术创新呈先抑制后促进的作用。

为有效提高高新技术产业绿色技术创新水平，实现绿色可持续发展，提出以下建议：

（1）优化高新技术产业集聚模式，共同促进绿色技术创新水平的提高。由于各地区经济发展水平参差不齐，产业集聚模式应结合城市规模大小作相应调整。对于规模较小的城市，为形成更强的竞争优势，专业化集聚是最佳选择；而对于规模较大的城市，应以产业比较优势为导向，增加高新技术产业集聚区的多样性［41］。值得注意的是，国内高新技术产业专业化集聚的负外部性已经逐渐凸显，产生了“拥挤效应”，导致绿色技术创新水平下降。因此，地方政府应因地制宜，加快调整和优化高新技术产业布局与规划，积极培育相关配套或上下游高新技术产业集聚，避免大规模同类型企业集聚带来的同质化恶性竞争，合理引导扶持新生企业，增加高新技术产业集聚区内多样性，加强不同企业之间的合作学习，促进知识技术溢出，营造良好的创新环境。

（2）全面促进数字经济发展，推动企业数字化转型，为绿色技术创新持续注入活力。数字经济具有显著提升高新技术产业绿色技术创新的作用已经得到验证，作为产业发展的“领头羊”，高新技术产业更应紧跟时代发展趋势和要求，积极将数字化管理贯穿于日常生产经营活动中，利用数字技术不断提高绿色技术创新水平，进而提升产业竞争力，实现可持续化发展。同时，地方政府要高度重视新型数字基础设施建设，打通信息技术流通的“大动脉”，推动数字经济与实体经济的融合边界，为经济社会发展提供更安全、可靠、稳定的支撑。

（3）加强政府对绿色技术创新补助激励等措施，提高环境规制水平，合理有效利用外资。为了更好地引导高新技术产业进行绿色技术创新，政府需要进一步完善税收、财政补贴等多种激励手段以及制定颁布标准和相关规范等行政手段，同时需要建立有效的甄别机制，关注FDI质量，加强在华外资企业创新过程的环境约束和监管，适度提高外资企业准入门槛，从而避免成为“污染避难所”。