加大科技創(chuàng)新投入會(huì)減少環(huán)境污染嗎？

胡本田，李小燕

（安徽大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院，安徽 合肥 230000）

環(huán)境污染治理問題是目前全世界都面臨的難題，世界各國(guó)都非常重視。黨的十九大提出著力改善生態(tài)環(huán)境，推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人與自然和諧共生。創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)是打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)、建設(shè)生態(tài)文明的基本動(dòng)力，而創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的核心是科技創(chuàng)新。科技創(chuàng)新投入是促進(jìn)科技創(chuàng)新、提高資源利用效率、減少污染物排放的必要條件，對(duì)于解決環(huán)境污染問題具有重要的意義。與此同時(shí)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，科技創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用是我國(guó)追趕上發(fā)達(dá)國(guó)家的重要力量?？萍紕?chuàng)新為生態(tài)文明建設(shè)提供了技術(shù)支持和動(dòng)力源泉，是我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)突破資源瓶頸和環(huán)境壓力的必然選擇[1]。因此，研究科技創(chuàng)新投入、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、環(huán)境污染三者之間的關(guān)系，提出新的政策思路，對(duì)實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新投入促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)兼顧環(huán)境友好型發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、文獻(xiàn)綜述

從科技創(chuàng)新的發(fā)展歷史來看，科技創(chuàng)新不一定全是給環(huán)境污染帶來改善，如第一次工業(yè)革命則帶來了環(huán)境污染的加劇和生態(tài)環(huán)境的破壞[2]。王章名和王成璋運(yùn)用空間計(jì)量分析工具證實(shí)了科技創(chuàng)新投入的增加并不必然帶來環(huán)境質(zhì)量的改善，研發(fā)投入與環(huán)境質(zhì)量呈負(fù)向相關(guān)[3]。近年來我國(guó)相關(guān)環(huán)保政策的制定愈加嚴(yán)格，不少工業(yè)企業(yè)逐漸加大了自主研發(fā)支出力度，想要改變過度依賴消耗能源的發(fā)展道路，這在客觀上有利于環(huán)境的改善，但對(duì)于采用化石燃料的傳統(tǒng)工業(yè)部門來說，增加科技創(chuàng)新投入無疑會(huì)擴(kuò)大自身規(guī)模，造成更大程度的環(huán)境污染?？萍紕?chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染影響的研究相對(duì)較少，Acemoglu等驗(yàn)證了技術(shù)進(jìn)步的內(nèi)生性，得出技術(shù)創(chuàng)新的方向會(huì)顯著影響環(huán)境質(zhì)量[4]。李博采用省級(jí)面板數(shù)據(jù)考察了科技創(chuàng)新投入對(duì)人均碳排放水平的直接和間接效應(yīng)，證實(shí)科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境質(zhì)量的改善有積極作用，發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染存在空間和時(shí)間維度的異質(zhì)性影響[5]。陳陽(yáng)等基于全新的城市創(chuàng)新指數(shù)進(jìn)行實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)近年來中國(guó)的科技創(chuàng)新具有環(huán)境友好型特征，但存在一個(gè)門檻值，當(dāng)科技創(chuàng)新水平較低時(shí)無法減少環(huán)境污染[6]。由此可見科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的影響尚未達(dá)成統(tǒng)一的觀點(diǎn)。

對(duì)于環(huán)境污染治理難題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都進(jìn)行了大量的研究，其中最早也最為著名的是環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線。1991年，Grossman和Krueger發(fā)現(xiàn)污染物和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間存在一種倒“U”型關(guān)系，奠定了環(huán)境污染研究的基礎(chǔ)，之后的研究大多數(shù)都在驗(yàn)證EKC是否存在或在其基礎(chǔ)上進(jìn)行展開：Selde利用跨國(guó)面板數(shù)據(jù)對(duì)不同污染物排放進(jìn)行了研究，均證明EKC曲線的客觀存在[7]；胡明秀等分析了武漢市人均GDP與工業(yè)“三廢”污染物排放量之間關(guān)系，結(jié)果表明除工業(yè)固體廢物外其余基本符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的倒“U”型關(guān)系[8]；楊林和高宏霞構(gòu)建了綜合污染指數(shù)衡量環(huán)境污染程度，驗(yàn)證了中國(guó)環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的存在[9]。也有不符合EKC曲線的研究：Kaufmann和Davidsdottir分析了收入和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間強(qiáng)度對(duì)大氣中二氧化硫濃度的影響，發(fā)現(xiàn)收入與SO2的大氣濃度之間呈U形關(guān)系，并不符合EKC曲線[10]；Egli對(duì)德國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染的數(shù)據(jù)加以考察后發(fā)現(xiàn)SO2、CO、CO2、CH4等大多數(shù)污染物不具有倒“U”形關(guān)系[11]；石琳采用固定效應(yīng)、面板門檻模型等多種計(jì)量方法，對(duì)城市生活垃圾與地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)倒U型關(guān)系，而是呈現(xiàn)出正向關(guān)系[12]。

影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的因素眾多，其中也包括了科技創(chuàng)新投入。內(nèi)生經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)理論認(rèn)為內(nèi)生的技術(shù)進(jìn)步是長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力[13]。Gumus研究發(fā)現(xiàn)研發(fā)（R&D）支出對(duì)所有國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有積極的影響，對(duì)于發(fā)展中國(guó)家而言，短期內(nèi)的效果不明顯，但長(zhǎng)期效果較明顯[14]。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于科技創(chuàng)新投入與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的研究正趨于成熟：殷林森等運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)方法，研究了我國(guó)科技創(chuàng)新投入與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系，得出科技創(chuàng)新投入能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的結(jié)論[15]；張積林采用定性和定量分析相結(jié)合的方法，發(fā)現(xiàn)R&D支出和科技人員投入數(shù)與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)均呈正向關(guān)系，且科技人員投入數(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的促進(jìn)作用更為顯著[16]；也有部分學(xué)者采用省域數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)證分析，均得出科技創(chuàng)新投入對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有重要的促進(jìn)作用[17-18]。

從目前已有的文獻(xiàn)來看，科技創(chuàng)新投入和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)均能對(duì)環(huán)境污染產(chǎn)生一定的影響，學(xué)術(shù)界已有較多的相關(guān)研究，但絕大多數(shù)是分別研究三者之間的關(guān)系，鮮有學(xué)者在探討科技創(chuàng)新投入與環(huán)境污染的關(guān)系時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。因此本文在研究科技創(chuàng)新對(duì)環(huán)境污染的傳導(dǎo)影響路徑時(shí)將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作為中介變量，可能的貢獻(xiàn)有：①系統(tǒng)的分析科技創(chuàng)新投入同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染影響的微觀傳導(dǎo)機(jī)制；②通過構(gòu)建流量污染和存量污染兩個(gè)種類污染排放物指標(biāo)，可以更好的反映不同種類的污染影響，全面反映污染防治的重點(diǎn)與難點(diǎn)；③實(shí)證發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在科技創(chuàng)新投入與環(huán)境污染之間的中介效應(yīng)因污染物的種類不同而有差異，不能一概而論；④為各地區(qū)的環(huán)境污染防治提供新思路，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

二、理論分析

科技創(chuàng)新投入能夠直接影響環(huán)境污染，其中正向加劇環(huán)境污染主要表現(xiàn)為：①科技創(chuàng)新研究必須分工專精才能產(chǎn)生突破性的成功，但是由于過度專精，往往無法全面考慮后果。也有企業(yè)急功近利，為了加速推入市場(chǎng)，故意忽略其對(duì)人類的可能危害。②科技發(fā)達(dá)之后，人類消耗能源的能力越來越強(qiáng)，產(chǎn)生大量廢棄物，造成的污染超過了生態(tài)環(huán)境所能承擔(dān)范圍。③由于科技創(chuàng)新投入的加大，人類活動(dòng)范圍不斷地?cái)U(kuò)大，森林面積在不斷減少，恣意捕殺野生動(dòng)物，部分動(dòng)物瀕臨絕種的危機(jī)，生物多樣性遭到毀滅性破壞。但是也存在反向改善的一面，主要表現(xiàn)有：①綠色科技創(chuàng)新投入。一系列節(jié)能環(huán)保的綠色科技得到研發(fā)：煉油設(shè)施的改進(jìn)和催化式排氣凈化器的發(fā)明很好改善了大氣污染；節(jié)能技術(shù)和新能源行業(yè)的發(fā)展減少了能源的消耗；共享單車、純電動(dòng)微公交都有效的降低了污染物的排放等等。②生物多樣性的保護(hù)。利用生物胚胎技術(shù)、基因編輯技術(shù)等，在很大程度上保留了瀕危物種，維護(hù)了生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性。人類正在通過對(duì)科學(xué)技術(shù)的深入研究，來改變環(huán)境資源的消耗、人口變化帶來的氣候變暖等問題，使人類社會(huì)生態(tài)環(huán)境變得越來越好。

除勞動(dòng)和資本要素以外，技術(shù)進(jìn)步也是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的動(dòng)力源泉，加大科技創(chuàng)新投入又是促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步的先決條件，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)，科技創(chuàng)新必將成為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要?jiǎng)幽??？萍紕?chuàng)新同時(shí)是維護(hù)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)發(fā)展平衡的必要力量，解決環(huán)境問題不能脫離技術(shù)發(fā)展的作用[19]?？萍紕?chuàng)新投入可以通過影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)進(jìn)而間接影響環(huán)境污染，科技創(chuàng)新有利于實(shí)體經(jīng)濟(jì)形成企業(yè)規(guī)模效應(yīng)、行業(yè)集聚效應(yīng)、產(chǎn)業(yè)乘數(shù)效應(yīng)，從而推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)[20]。而行業(yè)的聚集效應(yīng)主要通過對(duì)綠色規(guī)模效應(yīng)和技術(shù)效率的正向影響，在一定程度上有利于環(huán)境質(zhì)量的改善[21]。企業(yè)是污染防治的重要源頭，科技創(chuàng)新投入的加大有助于企業(yè)生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)優(yōu)化，從而對(duì)環(huán)境污染產(chǎn)生一定的影響。此外，科技創(chuàng)新投入的加大促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步，極大的改善了生活質(zhì)量，提供了更加便捷的生活方式，提高了社會(huì)的消費(fèi)水平。有研究表明消費(fèi)水平與環(huán)境污染關(guān)系符合倒“U”型EKC曲線，我國(guó)目前消費(fèi)水平仍然較低，消費(fèi)水平與環(huán)境污染的關(guān)系處于同向上升階段[22]。

目前，發(fā)現(xiàn)Sakir和Mucahit在環(huán)境Kuznets曲線假設(shè)（EKC）框架內(nèi)引入了創(chuàng)新因素，結(jié)果表明創(chuàng)新似乎可以減少環(huán)境污染，在所研究的國(guó)家制定有關(guān)使用更多創(chuàng)新技術(shù)的政策將對(duì)環(huán)境污染產(chǎn)生積極影響[23]。我國(guó)地域遼闊，各地方政府異地施政，無論是科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的直接影響，還是通過影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)而對(duì)環(huán)境污染造成的間接影響，都會(huì)因區(qū)域異質(zhì)性的存在而呈現(xiàn)不同的結(jié)果。由于污染物在自然界中存留的時(shí)間長(zhǎng)短不一，危害程度不同，所以被分為不同的類型：流量污染和存量污染[24]。其中流量污染物的存在時(shí)間較短，能夠在短期內(nèi)就對(duì)目前環(huán)境產(chǎn)生影響，存量污染物經(jīng)一段時(shí)間積累后在將來對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。因此，人們很少考慮到存量污染物的危害，對(duì)這兩類污染治理的方式、路徑也不相同。因此不能明確科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)是否對(duì)不同類型環(huán)境污染有著相同的作用，需要通過實(shí)證分析來驗(yàn)證。綜上，提出以下理論假設(shè)：

H1：科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的作用與污染物類型有關(guān)，不同污染物，作用結(jié)果不同；

H2：科技創(chuàng)新投入對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有促進(jìn)作用；

H3：經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在科技創(chuàng)新投入與環(huán)境污染之間有中介作用；

H4：由于地區(qū)差異性，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在科技創(chuàng)新投入與環(huán)境污染中介作用不同。

綜上所述，科技創(chuàng)新投入、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的影響機(jī)理如圖1所示：

圖1 科技創(chuàng)新投入、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的影響機(jī)理

三、模型構(gòu)建、數(shù)據(jù)來源與變量選取

（一）模型構(gòu)建

為驗(yàn)證假設(shè)H1，科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的影響，設(shè)定基本模型一如下：

lnWR_it為第i省第t年環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)，research_it為第i省第t年科技創(chuàng)新投入強(qiáng)度指標(biāo)，為控制變量，μ表示不可觀測(cè)的地區(qū)個(gè)體效應(yīng)，ε表示隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

為驗(yàn)證假設(shè)H2，科技創(chuàng)新投入對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，借鑒索羅模型將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)表示為科技創(chuàng)新投入和其他變量的生產(chǎn)函數(shù)[25]，設(shè)定模型二如下：

為驗(yàn)證假設(shè)H3、H4，考察科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境質(zhì)量的影響以及經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在其中發(fā)揮的中介效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境的影響借鑒目前研究常用的EKC曲線，因此綜合模型中加入了收入的平方項(xiàng)，同時(shí)將經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)作為中介變量建立中介模型進(jìn)行實(shí)證分析。綜合模型具體形式如下：

lnWR_it是模型的被解釋變量，research_it、lnGDP_it分別為解釋變量和中介變量。

（二）變量選取

（1）被解釋變量?？紤]到數(shù)據(jù)的可得性以及避免地理位置和氣候條件的影響，本文選擇污染物的排放量作為環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)。相對(duì)于綜合性指標(biāo)而言，單項(xiàng)指標(biāo)能夠精確反映環(huán)境治理投資對(duì)于不同污染物排放影響的異質(zhì)性，故我們選擇CO2與SO2作為代表性污染物作為分析。且它們具有不同的性質(zhì)：SO2屬于流量污染，CO2屬于存量污染。

存量污染選用CO2的排放量，針對(duì)我國(guó)碳減排的目標(biāo)來說，是相對(duì)減少碳排放量，因此本文選取以碳排放為基礎(chǔ)的CO2排放量，對(duì)于我國(guó)的碳減排政策來說更具有現(xiàn)實(shí)意義。

CO2排放量的測(cè)算，借鑒劉華軍和鮑振的方法，以煤炭、原油和天然氣三種一次能源消費(fèi)量為基準(zhǔn)，估算中國(guó)各個(gè)省份二氧化碳的排放量[26]。參考了2006年IPCC所制定的《國(guó)家溫室氣體清單指南》中的方法。二氧化碳排放量的測(cè)算公式如下：

表1 能源折算系數(shù)表

（2）解釋變量、中介變量?？萍紕?chuàng)新投入強(qiáng)度（research），用各個(gè)省用于科技創(chuàng)新的R&D支出占各地區(qū)的生產(chǎn)總值（GDP）比重來表示。各地區(qū)的生產(chǎn)總值（GDP）是衡量一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)情況最重要的一個(gè)指標(biāo)。

（3）控制變量。居民消費(fèi)水平（consumption），用居民消費(fèi)支出占GDP的比重來衡量，用來控制居民的收入效應(yīng)對(duì)污染物排放量的影響。借鑒莊子銀等用社會(huì)固定資產(chǎn)投資額與GDP的比值來衡量各省區(qū)的投資率（investment），用來控制資本投入對(duì)污染物排放的影響[27]；人力資本水平（education）采用人均受教育年限作為人力資本水平的代理變量；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（industry）使用大多數(shù)研究學(xué)者常用的方法，用各地區(qū)第三產(chǎn)業(yè)增加值與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的代理變量；貿(mào)易開放度（trade）采用各地方歷年實(shí)際進(jìn)出口總額（美元換算成人民幣）占GDP的比重來衡量地區(qū)對(duì)外開放水平；人口積聚到一定程度，很可能會(huì)超過資源的再生速度和環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境污染加劇，從而影響人口的遷入意向，同時(shí)影響經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，即人口規(guī)模對(duì)污染排放存在正的規(guī)模效應(yīng)，因此引入人口特征變量——人口密度（density），用人口總數(shù)占該地區(qū)面積的比例來度量衡量人口密度，控制人口特征對(duì)環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)的影響；環(huán)境保護(hù)力度（envisolve）用各地區(qū)環(huán)境治理投資額占GDP的比重表示。

（三）數(shù)據(jù)來源及描述性統(tǒng)計(jì)

運(yùn)用中國(guó)2006～2017年30個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的面板數(shù)據(jù)，由于西藏地區(qū)的部分?jǐn)?shù)據(jù)難以得到，因此剔除西藏地區(qū)，樣本數(shù)據(jù)不包括西藏地區(qū)。全部數(shù)據(jù)來源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》。主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)見表2。

表2 主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)

續(xù)表

四、實(shí)證結(jié)果與分析

（一）全國(guó)樣本分析

本文采用的是面板數(shù)據(jù)模型，一般來說估計(jì)靜態(tài)面板數(shù)據(jù)模型有兩種方法：隨機(jī)效應(yīng)模型和固定效應(yīng)模型?？梢酝ㄟ^對(duì)綜合模型進(jìn)行豪斯曼檢驗(yàn)來選擇，檢驗(yàn)結(jié)果各地區(qū)均顯著拒絕原假設(shè)，表明應(yīng)該選擇固定效應(yīng)模型，同時(shí)固定效應(yīng)分析模型也很好地消除了面板數(shù)據(jù)中個(gè)體效應(yīng)帶來的內(nèi)生性問題。結(jié)果見表3。

表3 豪斯曼檢驗(yàn)結(jié)果

表4為全國(guó)水平下科技創(chuàng)新投入對(duì)污染排放的中介效應(yīng)模型回歸結(jié)果，列（1）、（2）為直接回歸結(jié)果。結(jié)果顯示科技創(chuàng)新投入的系數(shù)對(duì)SO2為負(fù)、對(duì)CO2為正，且在1%的顯著性水平上成立。說明科技創(chuàng)新投入顯著抑制SO2的排放、顯著促進(jìn)CO2的排放。也就是說，科技創(chuàng)新投入力度越大，對(duì)治理SO2排放的效果越明顯，但對(duì)CO2的排放治理效果不理想?？赡芘c技術(shù)創(chuàng)新投入側(cè)重的創(chuàng)新層面不同，由于存量污染并不會(huì)在短期內(nèi)造成危害，所以并未引起重視，對(duì)于“綠色”科技創(chuàng)新的研發(fā)力度不足。

表4 全樣本回歸模型

從其他控制變量的影響來看，人口密度（density）與兩種污染物的排放均呈反比例關(guān)系，這與范進(jìn)通過對(duì)中國(guó)220個(gè)地級(jí)市構(gòu)建城市密度對(duì)能源消耗影響的經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，得出的實(shí)證研究結(jié)果一致，即城市低密度化發(fā)展會(huì)導(dǎo)致城市能耗增加，人口密度高有利于節(jié)能減排[28]。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（industry）與兩種污染的回歸結(jié)果稍有不同，對(duì)SO2排放量的系數(shù)為負(fù)符合預(yù)期，但對(duì)CO2的排放系數(shù)為正，這表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)可能不會(huì)對(duì)未來碳排放造成太大影響[29]。對(duì)外開放程度（trade）的回歸系數(shù)均為正數(shù)，表明對(duì)外開放加劇了我國(guó)的環(huán)境污染。

列（3）為科技創(chuàng)新投入對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的回歸結(jié)果?？梢钥闯隹萍紕?chuàng)新投入顯著促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，且在1%的顯著性水平上成立。與國(guó)內(nèi)大多數(shù)研究學(xué)者的研究結(jié)果一致：科技創(chuàng)新的投入對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)具有推動(dòng)作用。因?yàn)榭萍紕?chuàng)新投入有利于促進(jìn)科技進(jìn)步，科技進(jìn)步又是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力和決定性制約因素，特別是在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式的轉(zhuǎn)變過程中，科技進(jìn)步更起著決定性作用。列（4）、（5）為綜合模型回歸結(jié)果，由于環(huán)境EKC曲線理論的存在，模型中引入了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的平方項(xiàng)，從回歸結(jié)果中可以看出經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)污染物排放的影響均在1%的顯著性水平下成立，呈倒“U”型，符合環(huán)境庫(kù)茲涅茨曲線的假說。說明隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境污染呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)，后下降的趨勢(shì)，即在經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的初期，經(jīng)濟(jì)水平的提高會(huì)加重環(huán)境污染，一旦經(jīng)濟(jì)發(fā)展超越了某一臨界值點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)水平的提高反而會(huì)有助于降低環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量。

綜上可知，一方面，科技創(chuàng)新投入能夠促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，也能夠?qū)ξ廴疚锱欧女a(chǎn)生影響，而且對(duì)于不同的污染物，影響效果不同；另一方面，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染之間具有中介作用。證明假設(shè)H1、H2和H3成立。

（二）中介效應(yīng)的考察

中介效應(yīng)回歸模型如下：

其中，Y和X分別代表被解釋變量和解釋變量，分別具體表現(xiàn)為環(huán)境污染變量和科技創(chuàng)新投入；M代表中介變量，此處用經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變量代替，采用傳統(tǒng)的中介效應(yīng)檢驗(yàn)方法對(duì)回歸系數(shù)依次進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)流程見圖2。

圖2 中介效應(yīng)檢驗(yàn)流程圖

中介檢驗(yàn)結(jié)果表如表5所示，在科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的影響中，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)起著不同的中介效應(yīng)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)于SO2的排放起著完全中介效應(yīng)，對(duì)于CO2的排放起著部分中介效應(yīng)。

表5 中介檢驗(yàn)效果

從表中回歸系數(shù)可以看出，在引入經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變量后，科技創(chuàng)新投入對(duì)SO2的影響從顯著抑制變?yōu)榱舜龠M(jìn)，可以理解為科技創(chuàng)新投入所帶來的技術(shù)進(jìn)步雖然提高了能源的利用率，減少了SO2的排放，但是由于對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的追求，擴(kuò)大了經(jīng)濟(jì)規(guī)模，最終抵消了科技創(chuàng)新投入帶來的積極影響。此外，SO2污染治理存在一定的滯后性，中國(guó)目前在環(huán)境保護(hù)的道路上仍然走的是“先污染，后治理”的道路。檢驗(yàn)結(jié)果表明科技創(chuàng)新投入既可以對(duì)環(huán)境污染產(chǎn)生直接影響，也可以通過影響經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染產(chǎn)生間接影響，即中介效應(yīng)是存在的。

（三）穩(wěn)健性檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷姆€(wěn)健性，將被解釋變量替換為人均指標(biāo)rso2、rco2，檢驗(yàn)結(jié)果見表6?？梢詮闹锌闯觯孩僭诟鼡Q為人均污染指標(biāo)后，科技創(chuàng)新投入對(duì)SO2排放的直接效應(yīng)仍然有顯著的抑制作用，對(duì)CO2的排放有顯著的促進(jìn)作用，表明科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的影響比較穩(wěn)健。②中介效應(yīng)分析。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)仍然在科技創(chuàng)新和環(huán)境污染之間存在中介效應(yīng)，且依舊對(duì)SO2排放呈現(xiàn)完全中介效應(yīng)，對(duì)CO2表現(xiàn)部分中介效應(yīng)，說明經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)發(fā)揮的中介效應(yīng)具有較強(qiáng)的穩(wěn)健性。③綜合回歸模型中，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的平方項(xiàng)的系數(shù)對(duì)SO2不顯著，對(duì)CO2顯著，因此經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)擬合環(huán)境EKC曲線時(shí)，其平方項(xiàng)對(duì)于SO2的穩(wěn)健性低于CO2，總體上模型的結(jié)果的穩(wěn)健性較好。

表6 穩(wěn)健性檢驗(yàn)結(jié)果

續(xù)表

（四）分地區(qū)實(shí)證研究

因?yàn)槲覈?guó)地域范圍廣，各地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資源分配制度以及科技創(chuàng)新水平具有差異性，再加上各個(gè)地區(qū)的政府行為、政策措施不同以及對(duì)科技創(chuàng)新扶持力度的差別，科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境的影響也會(huì)各不相同。因此，按照經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異將樣本劃分為東、中、西三個(gè)地區(qū)，分別分析科技創(chuàng)新投入同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的影響，結(jié)果如表7、表8所示。

表7 SO2分地區(qū)回歸結(jié)果

表8 CO2分地區(qū)回歸結(jié)果

表7是科技創(chuàng)新投入同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)各地區(qū)SO2排放量影響的回歸結(jié)果。從直接影響來看，東部地區(qū)的科技創(chuàng)新投入會(huì)顯著的增加地區(qū)SO2的排放，中西部地區(qū)的科技創(chuàng)新投入則會(huì)減少SO2的排放。造成這部分的原因很大程度在于：①流動(dòng)源的隱形污染。機(jī)動(dòng)車排放的二氧化硫理論上是不計(jì)入SO2統(tǒng)計(jì)排放量的，但是其排放的SO2對(duì)空氣質(zhì)量的影響卻能在SO2濃度中表現(xiàn)出來。由于東部地區(qū)城市都比較發(fā)達(dá)，科技創(chuàng)新投入力度較大，科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化能力較強(qiáng)，城市化進(jìn)程也在加速。因此道路在不斷的拓展延伸，來往車輛的數(shù)量不斷增多，車流密度不斷增大，其污染排放口比固定源低，尾氣停留在地面空氣中的時(shí)間也更長(zhǎng)，故科技創(chuàng)新投入給東部地區(qū)的二氧化硫的排放帶來了正向效應(yīng)。②目前我國(guó)85%的SO2排放與化石能源的使用有關(guān)，科技創(chuàng)新投入帶來了中西部地區(qū)的技術(shù)進(jìn)步，從而提高了能源的利用效率，減少了SO2的排放，因而中西部地區(qū)的科技創(chuàng)新投入與SO2排放呈反向關(guān)系。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新投入的增加會(huì)顯著的促進(jìn)中、東、西各地區(qū)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)于環(huán)境污染的主要呈倒“U”型。

從總影響看，即從中介效應(yīng)來看，在引入地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響后，科技創(chuàng)新投入在中東部仍能顯著的影響SO2的排放，但西部地區(qū)科技創(chuàng)新的顯著性消失。由此科技創(chuàng)新投入在中東部地區(qū)通過經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)SO2排放或多或少的有著直接或間接的影響，即存在部分中介效應(yīng)，在西部地區(qū)存在著完全中介效應(yīng)。造成這部分的原因很大可能在于：①SO2屬于流量污染物，對(duì)環(huán)境的危害具有即時(shí)性，由于易溶于水的性質(zhì)，會(huì)隨著降雨落到地面，當(dāng)期就能夠顯示危害。中東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，人民群眾對(duì)生活環(huán)境要求較高，對(duì)污染物引起的危害十分敏感。也更能夠在環(huán)境保護(hù)方面積極響應(yīng)政府的號(hào)召，因此，中東部的地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在一定程度上對(duì)污染物的排放也起著一定的作用。②西部地區(qū)人口密度相對(duì)稀少，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)落后。技術(shù)進(jìn)步雖然會(huì)提高能源的利用率，減少SO2的排放，但是為提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，會(huì)擴(kuò)大地區(qū)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的規(guī)模，增加能源的消耗，進(jìn)而科技創(chuàng)新投入帶來的積極的作用被弱化。

表8是科技創(chuàng)新投入同經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)各地區(qū)CO2排放量影響的回歸結(jié)果。從直接影響來看，各地區(qū)的科技創(chuàng)新投入會(huì)顯著的增加地區(qū)CO2的排放，也會(huì)顯著的促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)于環(huán)境污染的在東、中、西各地區(qū)均呈倒“U”型特征。從總影響來看，在增加經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響后，科技創(chuàng)新投入對(duì)CO2排放量的促進(jìn)程度有所下降，尤其西部地區(qū)，在加入經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中介影響后，科技創(chuàng)新投入對(duì)CO2的排放促進(jìn)作用變得很小。這可能與西部地區(qū)蘊(yùn)含的能源結(jié)構(gòu)有關(guān)，西部地區(qū)占據(jù)著全國(guó)煤炭資源總量的80%，由于近年來國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視程度，在環(huán)境規(guī)制方面日益嚴(yán)格，以煤炭經(jīng)營(yíng)為主的企業(yè)需要加倍重視，在煤炭的開采上引進(jìn)綠色減污技術(shù)，爭(zhēng)取在源頭上治理。所以加大西部地區(qū)的科技創(chuàng)新投入、提高技術(shù)進(jìn)步的同時(shí)也間接的提升了化石能源的利用率，減少了CO2的排放量，因而呈現(xiàn)出抑制作用。同時(shí)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)均在1%的顯著性水平上成立，說明地區(qū)的科技創(chuàng)新投入對(duì)CO2的排放可以通過影響地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)來影響。根據(jù)表中科技創(chuàng)新投入系數(shù)顯著性可以看出，在東中部地區(qū)存在部分中介效應(yīng)；在西部地區(qū)存在完全中介效應(yīng)。由于CO2屬于存量污染，在短期內(nèi)并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成什么危害，因此在一般的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中很容易被忽視。

綜上所述，通過對(duì)比東、中、西部地區(qū)的實(shí)證結(jié)果可知：①科技創(chuàng)新投入對(duì)于不同類型的污染物呈現(xiàn)的影響不同，對(duì)于流量污染表現(xiàn)為直接的負(fù)向影響，具有抑制作用，對(duì)于存量污染則表現(xiàn)為直接的正向影響，具有促進(jìn)作用。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的影響均表現(xiàn)為倒“U”型，這說明我國(guó)的環(huán)境污染物符合環(huán)境EKC曲線。②科技創(chuàng)新投入、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的中介效應(yīng)，無論是對(duì)SO2還是對(duì)CO2，在東中部地區(qū)均表現(xiàn)為顯著的部分中介效應(yīng)，西部地區(qū)均表現(xiàn)為顯著的完全中介效應(yīng)。由于區(qū)域異質(zhì)性的存在，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在科技創(chuàng)新投入與環(huán)境污染中的中介作用不同，證明假設(shè)H4成立。

五、結(jié)論與建議

（一）結(jié)論

本文研究了經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、科技創(chuàng)新投入、環(huán)境污染三者之間的關(guān)系，通過分析后得出以下結(jié)論：①在全國(guó)水平下，當(dāng)增大科技創(chuàng)新投入時(shí)，因污染物類型不同其影響效果不同，與存量污染呈正向關(guān)系，與流量污染呈反向關(guān)系，從而從一定程度上解釋了科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的影響上尚未達(dá)成統(tǒng)一的意見的原因。在加入經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)變量后，極大的削弱了科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染的影響效果。說明科技創(chuàng)新投入更加側(cè)重于經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，這證實(shí)了各地區(qū)政府所追求的目標(biāo)。②在分地區(qū)研究中，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)在相同地區(qū)對(duì)于不同類型的污染表現(xiàn)為相同的中介效應(yīng)，對(duì)于中東部地區(qū)，均表現(xiàn)為部分中介效應(yīng)；對(duì)于西部地區(qū)，均表現(xiàn)為完全中介效應(yīng)。驗(yàn)證了東中部地區(qū)科技創(chuàng)新投入可以直接影響環(huán)境污染，也可以間接影響；但是西部地區(qū)科技創(chuàng)新投入對(duì)環(huán)境污染帶來的影響要完全依靠提高經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)來控制。③增大科技創(chuàng)新投入可以為促進(jìn)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)能夠?qū)Νh(huán)境產(chǎn)生影響，較低的經(jīng)濟(jì)水平下，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染呈正向關(guān)系，當(dāng)經(jīng)濟(jì)水平達(dá)到某一拐點(diǎn)后，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境污染則呈反向抑制關(guān)系，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)對(duì)環(huán)境污染的影響呈倒“U”型，證實(shí)我國(guó)污染物排放符合EKC曲線。

（二）建議

從以上的研究結(jié)論來看，科技創(chuàng)新投入的確會(huì)對(duì)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有良好的促進(jìn)作用，但是也會(huì)對(duì)環(huán)境污染存在一定的影響，這為我國(guó)政府制定環(huán)境規(guī)治政策提供了決策依據(jù)：①加大污染源治理投資力度?？萍紕?chuàng)新投入對(duì)環(huán)境的影響具有雙面性，因此各地政府應(yīng)該將目光放長(zhǎng)遠(yuǎn)一些，不能僅僅通過減少眼前的流量污染來保持所有污染物處于一個(gè)合理的水平，更要預(yù)防存量污染的長(zhǎng)期積累造成更大的危害。要加強(qiáng)環(huán)境規(guī)制，優(yōu)化科技創(chuàng)新投入結(jié)構(gòu)，使科技創(chuàng)新在各領(lǐng)域都能更好地發(fā)揮污染防治作用；同時(shí)注意環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系，合理規(guī)劃科技創(chuàng)新投入規(guī)模。②降低能源依賴性。我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過度依賴于能源的消耗，化石能源是CO2排放的主要來源，目前針對(duì)于存量污染物還沒有較好的解決辦法，只能從源頭上減少排放。各地區(qū)要合理調(diào)節(jié)科技創(chuàng)新帶來的影響，研究和開發(fā)新型能源，加大清潔能源的使用比例，要全面考慮能源消費(fèi)的情況，避免因環(huán)境污染轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生技術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型的錯(cuò)覺。③加強(qiáng)科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化。目前我國(guó)環(huán)境污染治理領(lǐng)域的科研信息相對(duì)封閉，科技研發(fā)項(xiàng)目分散，不同部門、領(lǐng)域和項(xiàng)目之間需要有效的溝通協(xié)調(diào)，解決科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化渠道不暢的問題，加強(qiáng)污染治理科技創(chuàng)新對(duì)污染治理和環(huán)保行業(yè)的帶動(dòng)作用。鼓勵(lì)企業(yè)加大自主研發(fā)力度，轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式，盡量向采用清潔能源的新興部門靠攏。④加強(qiáng)政策管理制度。對(duì)于東部地區(qū)，由于流動(dòng)源隱性污染的存在，可以提高燃油品質(zhì)，大力研發(fā)新能源汽車；針對(duì)車輛生產(chǎn)方面也要加大環(huán)保監(jiān)管力度，嚴(yán)禁未達(dá)標(biāo)車輛上路；另外，合理控制私家車擁有量，鼓勵(lì)民眾乘坐公共交通出行，施行系列優(yōu)惠政策等。對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平緩慢的中西部地區(qū)，國(guó)家要加大扶持力度，引進(jìn)鼓勵(lì)科技創(chuàng)新人才，尋求資源配置最優(yōu)化，杜絕“先污染，后防治”的思想。