技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響

嚴太華,朱夢成

(重慶大學 經(jīng)濟與工商管理學院,重慶 400044)

一、研究背景

改革開放以來中國持續(xù)的經(jīng)濟發(fā)展速度令世界稱奇,然而經(jīng)濟高速增長的代價是傳統(tǒng)粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式所引發(fā)的普遍而嚴峻的環(huán)境污染。嚴重的環(huán)境污染不僅降低了社會福利,更是對中國的經(jīng)濟造成了約占GDP 8%～15%的損失[1]。新時代的生態(tài)文明建設(shè)強調(diào)人與自然和諧共生,融合經(jīng)濟增長、資源節(jié)約和環(huán)境保護的“綠色經(jīng)濟”增長方式已成為現(xiàn)代中國經(jīng)濟發(fā)展的追求目標[2]。多年來黨中央一直在進行經(jīng)濟增長方式調(diào)整和政策性改革,旨在打造經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與環(huán)境體系和諧發(fā)展的生態(tài)格局。習近平總書記提出的“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”新發(fā)展理念為我國今后經(jīng)濟社會發(fā)展提供了根本遵循。十九大報告提出綠色創(chuàng)新驅(qū)動的生產(chǎn)生活方式,深入貫徹“綠水青山就是金山銀山”的經(jīng)濟理念。我國已制定并實施了嚴格的環(huán)境保護制度。經(jīng)濟發(fā)展的核心動力是技術(shù)創(chuàng)新,加強技術(shù)創(chuàng)新、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級是降低環(huán)境污染的根本路徑。實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟發(fā)展方式[3],一方面通過調(diào)整升級產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),優(yōu)化轉(zhuǎn)型高消耗、高污染、低效率的重工業(yè)支柱產(chǎn)業(yè),另一方面通過創(chuàng)新技術(shù),實現(xiàn)資源開采利用綠色化、廢氣廢水排放低碳化。制定合理的環(huán)境政策引導和激勵企業(yè)進行技術(shù)創(chuàng)新以推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,可以有效促進我國傳統(tǒng)經(jīng)濟向綠色經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。因此,有必要從定量的角度研究技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級如何影響環(huán)境污染,探究技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者對環(huán)境污染的內(nèi)在作用機制,從新的視角為治理環(huán)境污染、推動我國經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展提供理論和現(xiàn)實依據(jù)。

二、研究綜述

自20世紀90年代以來,環(huán)境污染、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸成為國內(nèi)外學者研究的熱點。總結(jié)當前與技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和環(huán)境污染相關(guān)的文獻研究主要集中在三個方向。

第一,研究技術(shù)創(chuàng)新與環(huán)境污染的關(guān)系。多數(shù)學者研究認為,技術(shù)創(chuàng)新可以顯著減少環(huán)境污染。Grossman和Krueger在分析環(huán)境污染的影響因素時發(fā)現(xiàn),技術(shù)創(chuàng)新在改善環(huán)境質(zhì)量中發(fā)揮著重要作用,因為越先進的技術(shù)往往越能使經(jīng)濟發(fā)展更加“綠色”[4]。Chiou等利用空間誤差模型討論了創(chuàng)新對綠色發(fā)展的影響,認為綠色創(chuàng)新能夠顯著促進環(huán)境績效的提高[5]。國內(nèi)部分學者將技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境污染與經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)集聚、環(huán)境規(guī)制等結(jié)合起來分析。董直慶等重點研究技術(shù)進步方向變化對環(huán)境產(chǎn)生的可能影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟增長要想實現(xiàn)相容發(fā)展,需要借助技術(shù)進步方向的轉(zhuǎn)變以增加清潔技術(shù)強度[6]。原毅軍和謝榮輝則重點關(guān)注產(chǎn)業(yè)集聚、技術(shù)創(chuàng)新的內(nèi)部作用如何影響環(huán)境污染,研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚水平與環(huán)境污染二者的關(guān)系曲線符合倒“U”型,同時“U”型曲線“拐點”的位置受技術(shù)創(chuàng)新水平的影響[7]。范丹、孫曉婷區(qū)分市場激勵型和命令控制型環(huán)境規(guī)制手段,在包含綠色技術(shù)創(chuàng)新、環(huán)境規(guī)制以及綠色經(jīng)濟的統(tǒng)一分析框架下,基于動態(tài)面板平滑轉(zhuǎn)移模型和中介效應(yīng)模型實證研究發(fā)現(xiàn):環(huán)境規(guī)制手段與綠色技術(shù)創(chuàng)新是推動綠色經(jīng)濟的兩大推手,且市場激勵型環(huán)境規(guī)制政策通過激發(fā)綠色技術(shù)創(chuàng)新從而促進綠色經(jīng)濟發(fā)展[8]。李斌、趙新華運用中國37個工業(yè)行業(yè)數(shù)據(jù)實證研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染分解效應(yīng)中,對大氣污染減排作用效果最明顯的是純生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)和純污染治理技術(shù)效應(yīng),其次,結(jié)構(gòu)生產(chǎn)技術(shù)效應(yīng)、結(jié)構(gòu)治理技術(shù)效應(yīng)對減少污染排放也有一定的貢獻[9]。企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新在一定程度上能夠促進工業(yè)廢水、廢氣、固體廢物的強化治理,技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染治理形成的前端預防效果要優(yōu)于通過控制污染排放物進行的末端治理[10],企業(yè)的綠色技術(shù)創(chuàng)新效應(yīng)主要體現(xiàn)在能源節(jié)約和替代能源生產(chǎn)兩類專利的申請上[11]。也有學者研究發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新不一定帶來環(huán)境質(zhì)量的改善,技術(shù)創(chuàng)新減少環(huán)境污染存在條件限制。黃天航等研究發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新能夠減少環(huán)境污染,但是需要配套環(huán)境規(guī)制政策,在實現(xiàn)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型發(fā)展的基礎(chǔ)上對環(huán)境污染起到減輕作用[12]。陳陽等借助中國285個城市的經(jīng)驗數(shù)據(jù)亦驗證了近年來中國的技術(shù)創(chuàng)新能夠降低環(huán)境污染,但檢驗結(jié)果存在門檻效應(yīng),即當技術(shù)創(chuàng)新水平低于門檻值時不能起到降低環(huán)境污染的作用[13]。李粉等借助中國21個兩位數(shù)工業(yè)行業(yè)面板數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn),技術(shù)創(chuàng)新反而能夠加大環(huán)境污染排放,可能的原因是處于產(chǎn)業(yè)集聚初、中期的企業(yè)更多關(guān)注產(chǎn)品本身的生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新而忽視了環(huán)保層面的綠色技術(shù)創(chuàng)新[14]。

第二,研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與環(huán)境污染的關(guān)系。Lindmark[15]、Pasche[16]發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整能夠帶來產(chǎn)業(yè)間資源的合理分配,使資源得到充分利用從而降低環(huán)境污染。張紅鳳等基于山東數(shù)據(jù)研究得出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)配置政策的調(diào)整可以改變因環(huán)境污染物總排放量高而導致的環(huán)境規(guī)制壓力過大的局面[17]。Grossman和Krueger認為東亞地區(qū)適用工業(yè)化發(fā)展與環(huán)境污染程度演變?nèi)A段模型,包括以生產(chǎn)勞動密集型產(chǎn)品為主的輕工業(yè)階段、以生產(chǎn)資源密集型產(chǎn)品為主的重化工業(yè)階段和以生產(chǎn)資本技術(shù)密集型產(chǎn)品為主的電子工業(yè)階段,同時針對環(huán)境污染的不同階段做了差異性分析[4]。關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與環(huán)境污染的關(guān)系,目前的研究結(jié)論不盡相同,多數(shù)學者采用國內(nèi)外數(shù)據(jù)進行多方面驗證,表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級是環(huán)境污染的重要影響因素。一是研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與環(huán)境污染的線性關(guān)系。王菲等將中國八大區(qū)域工業(yè)內(nèi)部各行業(yè)的經(jīng)濟狀況納入環(huán)境污染影響因素回歸模型進行分析,發(fā)現(xiàn)工業(yè)結(jié)構(gòu)是影響地區(qū)經(jīng)濟增長和環(huán)境狀況的重要因素,同時也對地區(qū)間環(huán)境污染排放產(chǎn)生很大影響[18]。王青等運用Granger因果檢驗方法分析得出三大產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中的比例會影響污染排放,各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出量與環(huán)境污染已經(jīng)形成長期穩(wěn)定的協(xié)同關(guān)系,且工業(yè)產(chǎn)業(yè)是影響環(huán)境污染的最大因素[19]。原毅軍、謝榮輝從規(guī)模效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)和技術(shù)效應(yīng)三個角度出發(fā),分析工業(yè)規(guī)模變化、工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進步對污染減排的作用效果,發(fā)現(xiàn)技術(shù)進步和工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整都對工業(yè)廢氣減排產(chǎn)生貢獻,并能在一定程度上彌補工業(yè)規(guī)模對污染減排的逆向效應(yīng)[20]。馮雪艷等利用省級面板數(shù)據(jù)探究財政分權(quán)是否通過影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來改善環(huán)境狀況,結(jié)果發(fā)現(xiàn)財政分權(quán)在顯著降低本地區(qū)及相鄰地區(qū)環(huán)境污染的過程中,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的進程也不斷加快[21]。二是研究產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境污染的非線性關(guān)系。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與環(huán)境污染之間是否存在倒“U”型曲線關(guān)系?李鵬從經(jīng)濟增長速度、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整幅度兩個角度對此進行驗證,結(jié)果表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整幅度和經(jīng)濟增長速度變化并不會改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及環(huán)境污染排放量本身存在的倒“U”型曲線關(guān)系[22]。

第三,研究技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的關(guān)系。Ngai和 Pissarides認為技術(shù)創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級過程中具有重要作用[23]。徐康寧和馮偉發(fā)現(xiàn)企業(yè)具備技術(shù)創(chuàng)新能力是中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的核心基礎(chǔ)[24]。許樹輝、谷人旭認為技術(shù)創(chuàng)新對區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級起著重要的支撐和推動作用,創(chuàng)新能力不足是欠發(fā)達地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的主要障礙[25]。部分學者通過實證研究進一步證明了以上結(jié)論。時樂樂、趙軍通過構(gòu)建非線性面板門檻模型分析技術(shù)創(chuàng)新在環(huán)境規(guī)制作用下是否能夠推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,發(fā)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的推動作用不受環(huán)境規(guī)制等其他因素的影響[26]。劉在洲和汪發(fā)元應(yīng)用空間杜賓模型實證得出綠色科技創(chuàng)新和財政投入分別對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級有顯著的短期正向效應(yīng),應(yīng)激勵綠色技術(shù)創(chuàng)新,發(fā)揮科技創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級中的核心作用[27]。

以上文獻綜述表明,技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級是影響環(huán)境污染的兩個至關(guān)重要的因素,但已有研究主要是從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級角度分別考察對環(huán)境污染的作用,沒有形成一個統(tǒng)一的框架,這一單因素分析模式忽略了技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者可能存在的交互作用對環(huán)境污染的影響;研究地域較多從全國層面考察,較少考察區(qū)域差異。

因此,本文借助中國2004—2017年各省份(不包括西藏、港澳臺)的面板數(shù)據(jù),將技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與環(huán)境污染納入同一分析框架,基于理論和實證研究分析技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的直接影響和間接影響,并考察技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在不同區(qū)域和時期對環(huán)境污染作用的異質(zhì)性效果,期望比較全面地解析中國的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級如何影響環(huán)境污染。

三、理論基礎(chǔ)與假設(shè)

在前人研究的基礎(chǔ)上,綜合考慮技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響時,認為技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠通過直接效應(yīng)和間接效應(yīng)影響環(huán)境污染。直接效應(yīng)是指技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級本身能夠直接對環(huán)境污染產(chǎn)生影響,而間接效應(yīng)是指技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者能夠相互作用,通過內(nèi)在作用機制共同對環(huán)境污染產(chǎn)生影響。與此同時,還有許多其他諸如經(jīng)濟、城市治理等方面的因素也能影響環(huán)境污染[28-29]。

(一)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的直接影響

1.技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染的直接效應(yīng)

技術(shù)創(chuàng)新可以通過生產(chǎn)技術(shù)和污染治理技術(shù)的共同進步影響環(huán)境質(zhì)量[9]。當前我國主要采取兩種方式降低環(huán)境污染:一是形成前端防御,通過優(yōu)化生產(chǎn)方式減少污染物的產(chǎn)生;二是加強終端治理,提高污染物的處理效率。為了從根本上減少環(huán)境污染,企業(yè)往往通過提高生產(chǎn)技術(shù)來降低單位產(chǎn)出的生產(chǎn)能耗,生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新水平越高越有利于生產(chǎn)過程中節(jié)能減排。同時技術(shù)創(chuàng)新水平的提升有利于清潔生產(chǎn)工藝的產(chǎn)生,加大清潔能源、污染處理設(shè)備等投入使用。通過先進技術(shù)打造清潔能源,提高污染治理技術(shù)解決污染廢棄物的循環(huán)利用問題,達到減少環(huán)境污染物排放的目的。因此,提出假設(shè)1。

假設(shè)H1:技術(shù)創(chuàng)新有利于減少環(huán)境污染

2.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的直接效應(yīng)

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級也是影響環(huán)境污染的重要因素?，F(xiàn)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的實質(zhì)是改變經(jīng)濟增長方式和經(jīng)濟增長動力,資本密集型和知識密集型逐步替代勞動密集型的經(jīng)濟增長方式,投資驅(qū)動和創(chuàng)新驅(qū)動成為現(xiàn)代經(jīng)濟增長的動力。在經(jīng)濟發(fā)展前期,以重工業(yè)為主的第二產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟結(jié)構(gòu)中占比較大,對環(huán)境的污染性較強;在經(jīng)濟發(fā)展中后期,逐漸發(fā)展以高新技術(shù)為核心的技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),環(huán)境污染強度明顯下降。經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級使環(huán)境污染的壓力得到緩解[9],開始控制和淘汰污染密集型的第二產(chǎn)業(yè),發(fā)展重心轉(zhuǎn)向以現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和高新技術(shù)為核心的第三產(chǎn)業(yè),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向合理化和高級化演變。不同產(chǎn)業(yè)的規(guī)模比例決定著各種污染排放物的產(chǎn)出量和種類,且環(huán)境污染的產(chǎn)生與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變動、產(chǎn)業(yè)規(guī)模的調(diào)整以及產(chǎn)業(yè)發(fā)展速率的變化息息相關(guān)[19]。因此,環(huán)境污染的治理需要配合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)規(guī)制政策,通過優(yōu)化調(diào)整各產(chǎn)業(yè)比例規(guī)模、嚴格控制污染密集型產(chǎn)業(yè)達到節(jié)能減排的目的[17]。據(jù)此,提出假設(shè)2。

假設(shè)H2:產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級有利于減少環(huán)境污染

(二)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的間接影響

技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者之間可能存在相互作用關(guān)系,若假設(shè)H1、H2成立,技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級如何影響環(huán)境污染?

技術(shù)創(chuàng)新除了通過提高生產(chǎn)技術(shù)和治污技術(shù)直接減少環(huán)境污染,還可以推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,間接達到減少環(huán)境污染的效果。技術(shù)創(chuàng)新主要通過就業(yè)結(jié)構(gòu)、需求結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級:(1)改變勞動力就業(yè)結(jié)構(gòu),技術(shù)創(chuàng)新促使勞動力資源在各行業(yè)各企業(yè)間得到優(yōu)化配置;(2)改變消費者需求結(jié)構(gòu),產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新引致消費市場的變化,利用消費需求帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級;(3)加強產(chǎn)業(yè)間關(guān)聯(lián)性,技術(shù)創(chuàng)新刺激供給端產(chǎn)品融合發(fā)展,從而打造更加完善的供給鏈。

本文認為只考慮技術(shù)創(chuàng)新或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級單因素如何影響環(huán)境污染,構(gòu)成“直接效應(yīng)”;而將技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的內(nèi)在關(guān)系綜合考慮后發(fā)現(xiàn),產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在技術(shù)創(chuàng)新影響環(huán)境污染的過程中充當“中介橋梁”,具體的作用路徑:技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,再通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級進一步影響環(huán)境污染,可以看作是“間接效應(yīng)”,對此類現(xiàn)象的解釋,由“中介作用”機制加以量化評價。因此,提出假設(shè)3。

假設(shè)H3:技術(shù)創(chuàng)新推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在技術(shù)創(chuàng)新影響環(huán)境污染的過程中起中介作用。

綜上所述,技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響路徑可以歸納為“技術(shù)創(chuàng)新→產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級→環(huán)境污染減少”的正向傳導機制,研究邏輯模型如圖1所示。

圖1 研究邏輯模型

四、研究設(shè)計

(一)變量選取

本文從各省市層面研究技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響,因此,被解釋變量是環(huán)境污染水平,核心解釋變量是技術(shù)創(chuàng)新水平及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級水平,控制變量為對環(huán)境污染產(chǎn)生影響的其他因素。具體的變量指標選擇如下。

1.被解釋變量

工業(yè)廢水、工業(yè)煙塵、工業(yè)二氧化硫排放量常被用來衡量環(huán)境污染水平?？v觀學術(shù)界,目前用來反映環(huán)境污染狀況的指標標準不一,多數(shù)學者認為“廢水、廢氣、煙塵”指標中的某個或全部指標最具代表性[20,22]。由于采用污染排放總量指標存在異方差,而廢氣中的二氧化硫(SO2)是環(huán)境污染的主要來源物質(zhì),又是工業(yè)污染排放中最典型的排放物,本文選取二氧化硫的排放量作為環(huán)境污染的代理指標。同時為消除模型估計的異方差,被解釋變量指標在進行模型估計時取對數(shù)(lnSO2)。在后續(xù)穩(wěn)健性檢驗中,替換環(huán)境污染指標,選取工業(yè)廢水排放量作為被解釋變量,檢驗結(jié)果作為判別模型穩(wěn)健性的依據(jù)。

2.解釋變量

技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級為本文的核心解釋變量。通常用技術(shù)創(chuàng)新投入和技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出兩種指標來表征技術(shù)創(chuàng)新水平:創(chuàng)新投入指標一般包括科技經(jīng)費投入、研發(fā)投入強度以及研發(fā)支出占GDP的比例等[28-29];創(chuàng)新產(chǎn)出指標中多數(shù)學者認為國內(nèi)專利申請數(shù)、授權(quán)數(shù)最具代表性[12]。在前人研究的基礎(chǔ)上,本文認為我國技術(shù)創(chuàng)新指標的選取應(yīng)首先考慮技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出,并且國內(nèi)專利受理量比申請數(shù)說明效果更好。因此,技術(shù)創(chuàng)新指標選取國內(nèi)專利申請受理量(項),用對數(shù)lntech表示。參照吳敬璉[30]的研究,在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的過程中,經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷趨向服務(wù)化,且第三產(chǎn)業(yè)增長率明顯快于第二產(chǎn)業(yè)增長率。本文產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級指標采用第三產(chǎn)業(yè)增加值與第二產(chǎn)業(yè)增加值之比(%),用對數(shù)lnindus表示,該指標的上升表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

3.控制變量

為了緩解模型遺漏變量導致回歸結(jié)果產(chǎn)生偏誤問題,參考陳詩一和陳登科[31]、上官緒明和葛斌華[32]的研究,本文將經(jīng)濟因素、人口因素以及治理因素作為控制變量綜合納入環(huán)境污染研究模型中。經(jīng)濟因素包括經(jīng)濟發(fā)展水平和固定資產(chǎn)投資,衡量指標選取地區(qū)人均GDP、全社會固定資產(chǎn)投資,分別用對數(shù)lngdp、lninvest表示。同時需要考慮環(huán)境庫茲涅茨倒“U”型曲線的影響[33],本文將經(jīng)濟發(fā)展水平的平方項(lngdp2)引入模型。參考陳陽等[13]的研究,人口因素包括人口規(guī)模和人口素質(zhì),人口規(guī)模指標選取年末常住人口的對數(shù)值(lnpop),預期人口規(guī)模擴大將帶來環(huán)境污染的加劇;人口素質(zhì)用普通高等學校在校學生數(shù)(student)來表征,人口素質(zhì)提升則環(huán)境污染減少。治理因素包括城市綠化與政府管制。人均城市綠地面積(green)越大,越有利于吸收部分污染源排放,對環(huán)境污染的減輕作用越大;同時政府財政支出占GDP比重(govern)越高,說明政府管控力度越強,對環(huán)境污染的規(guī)制作用越大也越有利于降低環(huán)境污染。各變量的具體符號及解釋說明見表1。

表1 相關(guān)變量說明

(二)數(shù)據(jù)說明與描述性統(tǒng)計

本文各指標數(shù)據(jù)均出自《中國統(tǒng)計年鑒》以及《國家統(tǒng)計局》,年限區(qū)間均選自2004—2017年(環(huán)境污染指標數(shù)據(jù)參考《國家統(tǒng)計局》,數(shù)據(jù)來源于2017年第二次全國污染源普查),將中國30個省份做樣本分析,地區(qū)劃分按照中國區(qū)域劃分三分法,西藏、港澳臺因其特殊性暫不列入。因數(shù)據(jù)量綱不同在實證過程中可能會產(chǎn)生異方差,因此為確保輸出結(jié)果的準確性,本文將關(guān)鍵變量對數(shù)化。全國及區(qū)域?qū)用娓髯兞康拿枋鲂越y(tǒng)計結(jié)果見表2。

表2 各變量的描述性統(tǒng)計

描述性統(tǒng)計分析顯示,被解釋變量具有較大的變動范圍:不同地區(qū)環(huán)境污染的程度明顯不同,環(huán)境污染的全國均值為13.133,中西部地區(qū)的環(huán)境污染均值明顯高于東部地區(qū)的12.875。觀察核心解釋變量指標,技術(shù)創(chuàng)新水平的全國均值為9.727,其中東部地區(qū)均值為10.671,顯著大于中部地區(qū)的9.732和西部地區(qū)的8.781;從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級水平來看,全國均值為4.527,其中東部地區(qū)均值最高,中西部地區(qū)均值在全國平均水平以下。以上數(shù)據(jù)說明東部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級平均水平均高于中西部地區(qū),環(huán)境污染程度東部地區(qū)最低,與假設(shè)H1、H2相符合。技術(shù)創(chuàng)新的標準差較大,表明各個區(qū)域之間技術(shù)的研發(fā)與運用不平衡。從相關(guān)控制變量來看,經(jīng)濟因素、人口因素以及治理因素各變量指標也都存在明顯的區(qū)域差異。

(三)實證分析

1.計量模型設(shè)定

依據(jù)前文理論分析和有關(guān)變量選取的說明,本文將環(huán)境污染與各變量的函數(shù)關(guān)系界定如下(各變量的具體含義前文已有說明):

Y=f(lntech,lnindus,lngdp,lngdp2,lninvest,lnpop,student,govern,green)

(1)

據(jù)此可設(shè)定基礎(chǔ)回歸方程(2)進行基準回歸,其主要討論技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響。其中,i代表地區(qū)省份,t代表時間年限,C為截距,Xit表示其他控制變量,εit為隨機擾動項。

lnSO2it=C0+α1lntechit+α2lnindusit+α3Xit+εit

(2)

為進一步驗證技術(shù)創(chuàng)新能否通過促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染產(chǎn)生影響,本文采用溫忠麟等[34]的中介效應(yīng)檢驗程序三步法,將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級作為中介變量,設(shè)定了如下方程:

lnSO2it=C1+β1lntechit+β2Xit+εit

(3)

lnindusit=C2+γ1lntechit+γ2Xit+εit

(4)

計算出Z值,若Z值大于其在5%顯著性水平上的臨界值0.97,則拒絕原假設(shè)認為中介效應(yīng)顯著存在。

2.基準回歸分析

根據(jù)已設(shè)定的模型,對式(2)分別進行混合回歸、固定效應(yīng)回歸估計,輸出F檢驗的p值為0.000 0,可判斷固定效應(yīng)模型比混合回歸模型擬合效果更好;其次,豪斯曼檢驗結(jié)果顯示p值為0.010 0,應(yīng)當拒絕“選擇隨機效應(yīng)模型”原假設(shè),因此,本文選取固定效應(yīng)模型進行回歸分析。由于各地區(qū)的環(huán)境政策有所不同,技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響結(jié)果可能呈現(xiàn)地區(qū)差異性。因此,將分區(qū)域考察技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的作用效果。

表3列出了根據(jù)式(2)展開的全國樣本以及分區(qū)域樣本的回歸估計結(jié)果。首先,選擇全國樣本進行逐步回歸,考察技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級同時出現(xiàn)在模型中時是否會導致模型的非顯著。表中模型1考察了技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染的影響,結(jié)果表明技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染的影響呈現(xiàn)顯著的負向作用。模型2考察了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的影響,根據(jù)系數(shù)判斷產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠顯著降低環(huán)境污染?；鶞驶貧w結(jié)果如模型3所示,在模型1、模型2的基礎(chǔ)上將技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級同時作為解釋變量進行回歸,考慮二者對環(huán)境污染的綜合影響。其次,分區(qū)域進行考察,模型3檢驗了東、中、西部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染影響的區(qū)域差異,結(jié)果顯示,全國層面及區(qū)域?qū)用娴募夹g(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級都能顯著降低環(huán)境污染。具體地,從全國層面看,模型3解釋變量回歸系數(shù)分別為-0.250和-0.603,意味著技術(shù)創(chuàng)新指標增加1%,環(huán)境污染會降低0.250%,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級指標提高1%,環(huán)境污染水平將降低0.603%,驗證了假設(shè)H1和假設(shè)H2中技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級有利于減少環(huán)境污染的觀點。從區(qū)域?qū)用婵?模型3技術(shù)創(chuàng)新回歸系數(shù)分別為-0.164、-0.176、-0.251,表示技術(shù)創(chuàng)新指標提升1%,東、中、西部區(qū)域環(huán)境污染值分別降低0.164%、0.176%、0.251%,且均在1%顯著性水平上顯著,說明西部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染的減輕作用明顯大于中、東部地區(qū);同時東、中、西部省份產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的回歸系數(shù)分別為-1.245、-0.462、-0.521,東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的減輕作用明顯大于中、西部地區(qū),說明東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級更能有效降低環(huán)境污染。進一步,從逐步回歸結(jié)果看,模型1—模型3的回歸系數(shù)大小、方向和符號均無明顯差異,表明參數(shù)估計較為穩(wěn)健。

表3 基準回歸、固定效應(yīng)回歸結(jié)果

觀察控制變量對環(huán)境污染的影響系數(shù),其中經(jīng)濟因素的作用強度大于人口因素,治理因素的作用強度最小。從經(jīng)濟因素看,人均國內(nèi)生產(chǎn)總值(lngdp)符號顯著為正,平方項符號顯著為負,檢驗結(jié)果符合倒“U”型假說;全社會固定資產(chǎn)投資(lninvest)符號顯著為正,加劇了環(huán)境污染,證明投資增長在拉動經(jīng)濟發(fā)展的同時也增加了環(huán)境污染物排放。從人口因素看,年末常住人口數(shù)(lnpop)回歸系數(shù)為正,表明人口數(shù)量越多,環(huán)境污染越嚴重。普通高等學校在校生數(shù)(student)的回歸系數(shù)為負,說明提升人口素質(zhì)能夠降低環(huán)境污染,這可能與人們保護環(huán)境的意識和自覺性增強有關(guān)。人均城市綠地面積(green)與環(huán)境污染呈負向相關(guān)關(guān)系,與預期相同;地方財政支出占GDP比重(govern)對環(huán)境污染的影響與預期相反,這可能受地方財政政策的影響。因此可以認為,治理因素在一定程度上也對環(huán)境污染產(chǎn)生作用。

3.中介機制解析

為考察技術(shù)創(chuàng)新能否通過促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級從而對環(huán)境污染起到降低作用,本文將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級作為中介變量,下面進行中介效應(yīng)檢驗。

首先對全國樣本進行檢驗,檢驗結(jié)果如表4所示。中介效應(yīng)模型的第一步檢驗技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染的總體影響,與上述模型1的回歸結(jié)果一致,回歸系數(shù)為-0.355,在1%顯著性水平上顯著,表明技術(shù)創(chuàng)新能夠顯著降低環(huán)境污染。第二步檢驗技術(shù)創(chuàng)新是否影響產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,檢驗結(jié)果顯示,技術(shù)創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的回歸系數(shù)為0.174,說明技術(shù)創(chuàng)新每提高1%,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級提升0.174%,且在1%的顯著性水平上顯著,說明技術(shù)創(chuàng)新能夠顯著推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。第三步檢驗技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染的綜合影響,結(jié)果與模型3一致:產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染影響顯著,影響系數(shù)為-0.603,表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級每提高1%,環(huán)境污染能夠降低0.603%;技術(shù)創(chuàng)新的影響系數(shù)為-0.250,其絕對值顯著低于第一步中總體影響系數(shù)0.355,說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在技術(shù)創(chuàng)新減少環(huán)境污染過程中發(fā)揮的部分中介效應(yīng)顯著存在。進一步分析影響系數(shù)可得出,技術(shù)創(chuàng)新每提高1個單位,通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級促進環(huán)境污染減少0.105個單位,根據(jù)公式計算出產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的中介效應(yīng)占比為29.58%,表明在技術(shù)創(chuàng)新影響環(huán)境污染的過程中,有29.58%是通過間接作用于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級來實現(xiàn)的。此外,二次檢驗Sobel統(tǒng)計量的Z值為4.553,遠高于臨界值0.97,進一步說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的中介效應(yīng)顯著存在。

表4 全國范圍內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級中介效應(yīng)檢驗

進一步對我國東部、中部、西部三個區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級進行中介效應(yīng)檢驗。結(jié)果統(tǒng)計如表5所示。

表5 東、中、西部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級中介效應(yīng)檢驗

第一步顯示了各地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新對環(huán)境污染不同程度的影響。第二步的檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),東、西部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的影響均在1%水平上顯著,中部地區(qū)作用效果不顯著。第三步的回歸結(jié)果與模型3 的回歸結(jié)果一致,同第一步回歸結(jié)果相比較,引入產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級變量后,各地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新的影響系數(shù)均有所降低,其中東部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新系數(shù)下降幅度大于西部地區(qū),中部地區(qū)變化最小。繼續(xù)觀察第三步,東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級解釋系數(shù)顯著,而技術(shù)創(chuàng)新解釋系數(shù)并不顯著,說明存在完全中介效應(yīng)。第二步結(jié)果顯示,中部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的作用關(guān)系不顯著,且Sobel檢驗的Z值為0.426,小于臨界值0.97,表明不具有中介效應(yīng),可能由實證誤差導致結(jié)果不顯著。西部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新每增加1個單位,環(huán)境污染總體減少0.346個單位,結(jié)合第三步中技術(shù)創(chuàng)新直接促進環(huán)境污染降低0.251個單位,得出技術(shù)創(chuàng)新通過促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級使環(huán)境污染減少0.095個單位,中介效應(yīng)占總效應(yīng)的27.46%。從分地區(qū)檢驗結(jié)果看,技術(shù)創(chuàng)新能夠通過促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級從而減少環(huán)境污染,即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在技術(shù)創(chuàng)新減少環(huán)境污染的過程中發(fā)揮了中介作用。

4.穩(wěn)健性檢驗

替換環(huán)境污染代理變量進行穩(wěn)健性檢驗:將工業(yè)廢水排放量作為被解釋變量指標重新回歸,各變量估計結(jié)果見表6。從全國層面看,替換被解釋變量后的回歸系數(shù)與表3中基準回歸模型3回歸系數(shù)的作用方向相同,且均在小于5%的顯著性水平上顯著;從區(qū)域?qū)用婵?三大地區(qū)的檢驗結(jié)果顯示解釋變量系數(shù)的方向與基準回歸模型3基本一致,證明本文基準回歸、固定效應(yīng)回歸模型的設(shè)定及結(jié)果是穩(wěn)健可靠的。

表6 穩(wěn)健性檢驗結(jié)果

五、結(jié)論與啟示

本文從技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級兩個維度出發(fā),將技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的相互關(guān)系考慮在內(nèi),結(jié)合中國實際,采用中國2004—2017年各省市面板數(shù)據(jù)實證分析了技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對我國環(huán)境污染的影響,結(jié)果表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在技術(shù)創(chuàng)新影響環(huán)境污染的過程中發(fā)揮了中介作用。主要研究結(jié)論:(1)固定效應(yīng)模型證實了技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠顯著降低環(huán)境污染,二者對環(huán)境污染產(chǎn)生負向的線性影響,同時,西部地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新降低環(huán)境污染的作用明顯大于中、東部地區(qū),東部地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級比中西部地區(qū)更能有效降低環(huán)境污染。(2)中介效應(yīng)檢驗結(jié)果證實了技術(shù)創(chuàng)新通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染產(chǎn)生間接作用,分地區(qū)檢驗結(jié)果表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的中介效應(yīng)區(qū)域差異明顯,其中東部地區(qū)具有完全中介效應(yīng),西部地區(qū)中介效應(yīng)占比為27.46%,而中部地區(qū)中介效應(yīng)不顯著。

本文的研究結(jié)果對我國的環(huán)境污染治理具有重要的啟示。第一,技術(shù)創(chuàng)新會改進生產(chǎn)技術(shù)和污染治理技術(shù),從而降低環(huán)境污染。尤其對于生態(tài)環(huán)境脆弱的西部地區(qū)而言,更要通過創(chuàng)新生產(chǎn)工藝、改造升級生產(chǎn)設(shè)備等方式,加強工業(yè)生產(chǎn)過程中的節(jié)能減排。第二,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對環(huán)境污染減排至關(guān)重要。加快工業(yè)轉(zhuǎn)型與升級,實現(xiàn)對傳統(tǒng)制造業(yè)的更替改造和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中西部地區(qū)逐步淘汰落后產(chǎn)能,加快高污染、高耗能產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級;東部地區(qū)則需進一步發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),努力推動產(chǎn)業(yè)鏈邁向中高端,通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級降低環(huán)境污染。第三,技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級兩者相互作用共同減少環(huán)境污染。東部地區(qū)在追求產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的同時,應(yīng)充分發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級中的核心作用;中西部地區(qū)加快提升企業(yè)創(chuàng)新能力,注重引進生產(chǎn)資本技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè),以技術(shù)帶動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級。各地區(qū)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級協(xié)同發(fā)展,是環(huán)境污染防治取得重大成效、實現(xiàn)經(jīng)濟高效高質(zhì)量發(fā)展的必然選擇。