制造業(yè)集聚與霧霾：基于能源消費(fèi)的異質(zhì)性分析

張平淡，屠西偉

（北京師范大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與工商管理學(xué)院，北京 100875）

近些年中國(guó)大面積的霧霾污染引發(fā)對(duì)其形成成因的關(guān)注，普遍認(rèn)為細(xì)顆粒物（PM）是主要成因，而經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展則是推動(dòng)力。粗放型的發(fā)展方式是中國(guó)生態(tài)環(huán)境問題的根源[1]，如果只是以資源和能源消耗來換取經(jīng)濟(jì)規(guī)模的簡(jiǎn)單擴(kuò)大，那么，產(chǎn)出規(guī)模擴(kuò)大就會(huì)加劇污染物排放，這種落后的發(fā)展方式會(huì)帶來污染排放和環(huán)境質(zhì)量惡化，甚至是大面積的霧霾污染，這樣，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚和污染排放的空間集中就會(huì)趨同[2]。工業(yè)化進(jìn)程往往會(huì)帶動(dòng)生產(chǎn)要素、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚，這種制造業(yè)集聚能提供良好的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，有利于創(chuàng)新和效率改進(jìn)，能夠強(qiáng)化資源循環(huán)利用，能夠抑制污染排放，還能發(fā)揮污染治理的規(guī)模效應(yīng)。以Krugman[3]為代表的新經(jīng)濟(jì)地理學(xué)派認(rèn)為，企業(yè)之間的技術(shù)外部性和技術(shù)溢出是制造業(yè)集聚的主要驅(qū)動(dòng)力，而技術(shù)進(jìn)步被普遍認(rèn)為能夠改善環(huán)境質(zhì)量[4]，這樣，以技術(shù)進(jìn)步為特征的制造業(yè)集聚，應(yīng)該有利于環(huán)境績(jī)效改進(jìn)和環(huán)境質(zhì)量改善[5]。然而，生產(chǎn)要素、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚并不總是能夠帶來技術(shù)進(jìn)步，發(fā)展中國(guó)家的制造業(yè)集聚和能源消耗往往是伴生的[6]，如果只是發(fā)揮資源和能源稟賦而吸引高耗能、高污染和資源性產(chǎn)業(yè)的集中，沒有能源技術(shù)和效率的改進(jìn)，沒有生產(chǎn)效率的改進(jìn)，能源消耗的加劇必將帶來環(huán)境污染。也就是說，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚，并不必然帶來霧霾污染，只是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的過度集聚、非優(yōu)集聚才會(huì)帶來環(huán)境污染。

中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)典型特征現(xiàn)象和事實(shí)就是制造業(yè)集聚?！秶?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》提出要加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，鞏固壯大實(shí)體經(jīng)濟(jì)根基，要求堅(jiān)持把發(fā)展著力點(diǎn)放在實(shí)體經(jīng)濟(jì)上，保持制造業(yè)比重基本穩(wěn)定，推動(dòng)現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和制造業(yè)的深度融合，這將進(jìn)一步推動(dòng)制造業(yè)集聚的深化，為此，有必要廓清制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響及其作用機(jī)制。本文利用2004—2016年城市面板數(shù)據(jù)，導(dǎo)入時(shí)變工具變量，細(xì)致識(shí)別制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響，討論技術(shù)進(jìn)步在其中的作用機(jī)制，以及基于能源消費(fèi)的異質(zhì)性分析，此外，還討論了霧霾污染的空間溢出效應(yīng)和時(shí)間滯后效應(yīng)。本文的邊際貢獻(xiàn)包括：（1）考慮制造業(yè)集聚的時(shí)間演化和空間發(fā)展，引入包括時(shí)間因素和地理因素的時(shí)變工具變量，更加細(xì)致識(shí)別了制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響。（2）基于能源消費(fèi)水平討論了制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的異質(zhì)性，以及中介作用機(jī)制的異質(zhì)性，從而為分區(qū)施策提供參考。

一、文獻(xiàn)綜述

經(jīng)濟(jì)活動(dòng)過度集聚、非優(yōu)集聚往往會(huì)伴生許多負(fù)產(chǎn)出，最為典型的就是環(huán)境污染，不過，新地理經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚能提供良好的協(xié)同創(chuàng)新環(huán)境，引致企業(yè)間技術(shù)溢出。創(chuàng)新是驅(qū)動(dòng)制造業(yè)集聚的主要?jiǎng)恿?，能夠帶來相關(guān)清潔生產(chǎn)技術(shù)的擴(kuò)散，此外，考慮規(guī)模經(jīng)濟(jì)與專業(yè)化分工，還可通過治污的規(guī)模效應(yīng)來降低單位治污成本，集聚內(nèi)部還可以推動(dòng)資源循環(huán)利用，這些都有利于治污減排。制造業(yè)的空間集聚過程，往往也是資源配置優(yōu)化、技術(shù)進(jìn)步和效率改進(jìn)的過程，甚至有學(xué)者認(rèn)為隨著集聚深化，制造業(yè)集聚終將有利于環(huán)境績(jī)效改進(jìn)和環(huán)境質(zhì)量改善[5]。

制造業(yè)集聚是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間分布現(xiàn)象，更是基于分工深化而形成的空間組織形式，是技術(shù)創(chuàng)新、知識(shí)外溢和空間集聚相互作用的載體。以Krugman[3]為代表的新經(jīng)濟(jì)地理學(xué)派認(rèn)為企業(yè)間的技術(shù)外部性和技術(shù)溢出是制造業(yè)集聚的主要驅(qū)動(dòng)力，而技術(shù)進(jìn)步被普遍認(rèn)為能夠改善環(huán)境質(zhì)量[4]，相應(yīng)的，技術(shù)創(chuàng)新也被普遍認(rèn)為是制造業(yè)集聚與環(huán)境質(zhì)量間的重要作用機(jī)制。現(xiàn)有研究普遍認(rèn)為，中國(guó)制造業(yè)集聚促進(jìn)了效率改進(jìn)，是中國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)奇跡的一個(gè)重要標(biāo)志[7]，然而，制造業(yè)集聚與環(huán)境質(zhì)量的實(shí)證并沒有取得一致[8-10]，原因主要是制造業(yè)集聚與污染排放、環(huán)境質(zhì)量是一個(gè)相互影響的內(nèi)生化過程[11]，相應(yīng)的，一些研究轉(zhuǎn)向異質(zhì)性分析，試圖通過區(qū)域異質(zhì)性[12-13]、城市類型[14]、集聚程度[15-16]、聚集類型[17]、人口規(guī)?；虺鞘幸?guī)模[10][18]、貿(mào)易開放或出口[19]來剖析制造業(yè)集聚與污染排放、環(huán)境質(zhì)量的相互關(guān)系，更值得關(guān)注的還應(yīng)該包括能源消費(fèi)。發(fā)展中國(guó)家的制造業(yè)集聚和能源消耗往往是伴生的[6]，其改善環(huán)境質(zhì)量的有效方法之一就是控制能源消費(fèi)總量、改善能源結(jié)構(gòu)和提高能源效率[20]，而且，能源消耗水平更能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)集聚的質(zhì)量，技術(shù)進(jìn)步也是工業(yè)部門提高效率、降低能源消耗、高質(zhì)量發(fā)展的最主要途徑[21]。

制造業(yè)集聚對(duì)環(huán)境質(zhì)量影響的實(shí)證研究相當(dāng)豐富。相當(dāng)多的研究認(rèn)為集聚加劇了污染排放，其中，肖周燕和沈左次[8]認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚加劇了工業(yè)污染，田時(shí)中等[9]認(rèn)為從全國(guó)水平上看，無論是制造業(yè)集聚還是服務(wù)業(yè)集聚均加劇工業(yè)污染排放。不過，污染排放不等同于環(huán)境質(zhì)量惡化，工業(yè)污染并不等效于霧霾污染。隨著經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚，經(jīng)濟(jì)規(guī)模往往會(huì)擴(kuò)大，分散的企業(yè)污染排放會(huì)相對(duì)集中，集聚區(qū)內(nèi)的污染排放可能會(huì)有所放大，不過，更大尺度單元內(nèi)的環(huán)境質(zhì)量并不必然惡化，而且，制造業(yè)集聚和環(huán)境質(zhì)量是一個(gè)相互影響的內(nèi)生化過程，遺憾的是，這些研究并沒有將兩者互為因果的內(nèi)生性納入考慮，換言之，應(yīng)該納入工具變量對(duì)內(nèi)生性予以緩解。陳旭等[22]引入地理變量為工具變量，實(shí)證認(rèn)為制造業(yè)地理集聚程度與PM2.5呈現(xiàn)“倒U形”關(guān)系。應(yīng)該說，隨著經(jīng)濟(jì)集聚的深化和優(yōu)化，能源和資源的利用效率大大提升，中國(guó)制造業(yè)集聚已經(jīng)由勞動(dòng)密集型向知識(shí)密集型、服務(wù)密集型轉(zhuǎn)型，這有助于降低單位產(chǎn)出的污染強(qiáng)度[23]，有利于環(huán)境質(zhì)量改善。此外，修國(guó)義等[10]基于空間杜賓模型研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚與人口規(guī)模的交互作用可抑制霧霾污染，陸鳳芝和王群勇[11]同樣發(fā)現(xiàn)專業(yè)化和多樣化集聚對(duì)環(huán)境污染具有顯著的促降作用。需要注意的是，制造業(yè)的集聚過程，既是空間維度上的發(fā)展，還是時(shí)間維度上的演化，相應(yīng)的，基于地理距離的工具變量構(gòu)造無法體現(xiàn)時(shí)間維度的變化，有必要導(dǎo)入時(shí)變工具變量更為精細(xì)識(shí)別制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響。

進(jìn)一步，厘清制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染影響的傳導(dǎo)路徑，阻斷其中負(fù)面影響路徑，鞏固并發(fā)展其中積極減排路徑，這對(duì)治污減排、環(huán)境質(zhì)量改善和生態(tài)文明建設(shè)都具有深遠(yuǎn)意義?，F(xiàn)有機(jī)制研究關(guān)注到信息基礎(chǔ)設(shè)施、城鎮(zhèn)化水平和環(huán)境規(guī)制[24]、研發(fā)強(qiáng)度[15]等，更為本質(zhì)的傳導(dǎo)路徑應(yīng)該是技術(shù)創(chuàng)新。不少研究討論了集聚影響污染排放、碳排放的作用路徑[25-26]，普遍認(rèn)可技術(shù)進(jìn)步的中介作用，而正是技術(shù)進(jìn)步，被普遍認(rèn)為是環(huán)境質(zhì)量改善的主要機(jī)制[4]。企業(yè)之間的技術(shù)外部性和技術(shù)溢出是制造業(yè)集聚的主要驅(qū)動(dòng)力[3]，隱含推斷認(rèn)為，制造業(yè)集聚的深化與優(yōu)化，技術(shù)進(jìn)步是主要驅(qū)動(dòng)力，也是主要特征，反之，過度集聚、非優(yōu)集聚，往往并沒有技術(shù)進(jìn)步的因素。

改革開放以來，工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)集群成為推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要手段，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間集聚快速形成。顯然，集聚存在顯著的異質(zhì)性，能源消費(fèi)就是其一。技術(shù)進(jìn)步并不必然導(dǎo)致節(jié)能減排，技術(shù)進(jìn)步的路徑和類型直接影響能源回彈效應(yīng)[27]、能源與其它要素的替代[28]，而且，技術(shù)進(jìn)步是工業(yè)部門降低能源消耗最主要的途徑，這說明在不同能源消耗強(qiáng)度地區(qū)，技術(shù)水平存在差異，換言之，在低能耗地區(qū)技術(shù)水平相對(duì)較高，在高能源消耗地區(qū)技術(shù)水平相對(duì)較低，Gu等[29]認(rèn)為在能源技術(shù)水平不同的區(qū)域，能源技術(shù)進(jìn)步對(duì)污染的影響差異很大，這就可能導(dǎo)致在不同能源消耗強(qiáng)度的地區(qū)，制造業(yè)集聚的技術(shù)進(jìn)步等作用機(jī)制的效果存在較大差異。

二、研究設(shè)計(jì)

（一）理論模型

借鑒Copeland和Taylor[30]，構(gòu)建制造業(yè)集聚影響環(huán)境污染的一般線性模型。假定代表性企業(yè)生產(chǎn)函數(shù)滿足柯布—道格拉斯形式，且只有資本K和勞動(dòng)L兩種要素投入，生產(chǎn)函數(shù)形式為f(K,L)=KαL1-α。

當(dāng)大量企業(yè)在某一地理區(qū)域內(nèi)相對(duì)集中時(shí)，企業(yè)生產(chǎn)函數(shù)可以表示為

其中，Φ(MA)=exp(β(MA))是集聚函數(shù)；MA表示制造業(yè)集聚水平。

假設(shè)代表性企業(yè)在生產(chǎn)資本密集型產(chǎn)品X的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生污染物Z，由于污染物Z具有負(fù)外部性，因而Z具有社會(huì)成本。此外，企業(yè)應(yīng)該為其排放的污染支付社會(huì)成本 τ。理性企業(yè)會(huì)發(fā)現(xiàn)任意排污不是一個(gè)最優(yōu)選擇，應(yīng)該將一部分生產(chǎn)資源用于治理污染，用 θ∈[0,1]表示企業(yè)治理污染的強(qiáng)度： θ=0表示企業(yè)不耗費(fèi)資源對(duì)污染進(jìn)行治理，此時(shí)企業(yè)所能生產(chǎn)的潛在產(chǎn)出為F；當(dāng) 0＜θ≤1時(shí)，企業(yè)會(huì)耗費(fèi) θ部分的資源去治污，此時(shí)企業(yè)只能生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)出(1-θ)F

其中，?(θ)是 θ的排污函數(shù)，設(shè)定為

其中，A表示技術(shù)水平；b∈ (0,1)；?′(θ)＜ 0,?′′(θ)＞ 0。

由式（3）和式（4）可知，Z=A-1(1-θ)1/bF(K,L)，則產(chǎn)品X的生產(chǎn)函數(shù)表示為

其中，X產(chǎn)品可視為污染物Z和潛在產(chǎn)出F兩種要素投入的產(chǎn)品；b為污染要素占總成本的份額。

企業(yè)生產(chǎn)X的決策，可分為兩個(gè)相互獨(dú)立環(huán)節(jié)進(jìn)行：（1）根據(jù)外生資本成本r和勞動(dòng)工資 ω，選擇最優(yōu)的資本—?jiǎng)趧?dòng)比以最小化單位潛在產(chǎn)出成本CF；（2）給定企業(yè)排污成本 τ和單位潛在產(chǎn)出成本CF，選擇最優(yōu)排污量Z和潛在產(chǎn)出F以最小化生產(chǎn)成本CX。表述如下

產(chǎn)品X的價(jià)格PX外生給定，企業(yè)總收益 TR=PXX，總成本T C=CFF+τAZ，在完全競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)假定下，可得

結(jié)合式（9）、式（10）可得污染物的排放量

將式（1）、式（2）代入式（11）可得

對(duì)式（12）兩邊取對(duì)數(shù)可得

（二）實(shí)證模型

根據(jù)式（13）對(duì)實(shí)證模型進(jìn)行設(shè)定，其中，lnZ由細(xì)顆粒物PM替代，lnf(K,L)由經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平Gdp等控制變量替代，具體設(shè)定如下

其中，MA為制造業(yè)集聚水平； β1是制造業(yè)集聚的待估參數(shù)。

為了盡可能避免遺漏變量所導(dǎo)致的內(nèi)生性問題，根據(jù)現(xiàn)有研究[31]，控制影響霧霾污染的相關(guān)因素C：經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平（Gdp）、外商投資水平（FDI）、醫(yī)療服務(wù)水平（Med）、環(huán)境規(guī)制水平（ER）、人口密度（Pop）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（IS）、政府干預(yù)力度（Gov）、基礎(chǔ)設(shè)施（Road）、降雨量（Rain）、日照時(shí)數(shù)（Sun）、濕度（Hum）和氣溫（Tem）。μi、υt分別為城市、時(shí)間的固定效應(yīng)； εit為擾動(dòng)項(xiàng)。

（三）變量測(cè)度

1.霧霾污染

使用PM2.5來測(cè)度霧霾污染。普遍認(rèn)為細(xì)顆粒物（PM）是霧霾的主要成因[31]，不僅影響大氣環(huán)境質(zhì)量，而且影響人類健康，近些年成為大氣環(huán)境質(zhì)量、霧霾污染的主要測(cè)度指標(biāo)[32]。

2.制造業(yè)集聚

制造業(yè)集聚（MA）是衡量制造業(yè)在特定地理區(qū)域中的集中程度，采用區(qū)位熵[33-34]表示。表達(dá)如下

其中，i表示城市；t表示時(shí)間；Xit表示第i個(gè)城市在第t年的制造業(yè)就業(yè)人數(shù)；Sit表示第i個(gè)城市在第t年全行業(yè)總就業(yè)人數(shù)； 表示所有城市制造業(yè)的總就業(yè)人數(shù)；表示所有城市全行業(yè)的總就業(yè)人數(shù)。

3.工具變量

制造業(yè)集聚與霧霾污染互為因果，現(xiàn)有研究從政策維度（如反映土地政策的建成區(qū)面積規(guī)模差距[23]）、地理維度（地形起伏度[35]）、歷史維度（如1993年各城市是否通鐵路[35]）等來構(gòu)建滿足外生性和相關(guān)性的工具變量，不過，制造業(yè)集聚還是一個(gè)時(shí)間演化過程，構(gòu)造工具變量還應(yīng)該納入時(shí)變因素，為此，導(dǎo)入時(shí)變工具變量來解決這一內(nèi)生性問題：空間維度選擇地理變量（離海港距離、地形起伏度），時(shí)間維度選擇國(guó)際原油價(jià)格，兩者相乘得到時(shí)變工具變量[36]。其中，離海港距離是客觀存在的自然因素，與霧霾污染沒有直接的關(guān)系，外生性條件得以滿足；地形起伏度是由該地區(qū)最高海拔與最低海拔的相對(duì)差、平坦面積和總面積共同決定，與霧霾污染也沒有直接的關(guān)系，滿足外生性條件；原油價(jià)格選擇米納斯、迪拜和布倫特三種原油價(jià)格的均值，也滿足外生性條件。

表1列示了時(shí)變工具變量的四種構(gòu)造方法，IV1～I(xiàn)V3分別用離最近海港的距離、離最近前三海港的平均距離和離最近前五海港的平均距離與國(guó)際原油價(jià)格平均值P相乘得到，IV4是用國(guó)際原油價(jià)格平均值P與地形起伏度RD相乘得到。

表1 時(shí)變工具變量的構(gòu)造① 先在百度地圖上定位 277個(gè)樣本城市，確定每個(gè)城市的經(jīng)緯度信息，基于中國(guó)交通運(yùn)輸部公布的規(guī)模以上港口的外貿(mào)貨物年均吞吐量數(shù)據(jù)確定中國(guó)排名前 10位的港。在百度地圖上確定每個(gè)港口的經(jīng)緯度信息，根據(jù)經(jīng)緯度信息，計(jì)算出每一個(gè)城市到每一個(gè)港口的地理距離。

4.數(shù)據(jù)來源

2012年之前，中國(guó)生態(tài)環(huán)境管理部門沒有開展PM2.5的濃度監(jiān)測(cè)工作，在此，利用哥倫比亞大學(xué)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)和應(yīng)用中心提供的全球PM2.5地表年均濃度數(shù)據(jù)，并使用ArcGIS軟件處理這些數(shù)據(jù)，以獲取城市層面的霧霾污染數(shù)據(jù)。國(guó)際原油價(jià)格數(shù)據(jù)源于Wind數(shù)據(jù)庫，控制變量數(shù)據(jù)主要來源于2005—2017年中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒，氣象數(shù)據(jù)源于自中國(guó)天氣預(yù)報(bào)網(wǎng)。由于行政區(qū)域調(diào)整和關(guān)鍵變量數(shù)據(jù)缺失，研究對(duì)象最終確定為277個(gè)地級(jí)及以上城市。對(duì)于少量缺失數(shù)據(jù)，采用線性插補(bǔ)的方法補(bǔ)齊。

三、實(shí)證分析

（一）變量描述

相關(guān)變量描述統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 變量的描述性統(tǒng)計(jì)

（二）基準(zhǔn)結(jié)果分析

表3報(bào)告了最小二乘OLS和工具變量IV的估計(jì)結(jié)果，其中第（1）、第（2）列是基于OLS的估計(jì)結(jié)果，第（3）～第（6）列是采用單個(gè)時(shí)變工具變量的估計(jì)結(jié)果，第（7）～第（9）列是采用時(shí)變工具變量的估計(jì)結(jié)果。具體來看，表3第（1）列在沒有控制時(shí)間、地區(qū)固定效應(yīng)下，制造業(yè)集聚（MA）的估計(jì)系數(shù)為正，但不顯著，進(jìn)一步控制固定效應(yīng)后，第（2）列結(jié)果為負(fù)，但不顯著，造成這一現(xiàn)象的重要原因可能是模型中存在嚴(yán)重的內(nèi)生性問題，為此需要采用工具變量的策略，識(shí)別制造業(yè)集聚對(duì)城市霧霾污染的影響。第（3）～第（6）列分別使用工具變量IV1、IV2、IV3、IV4，所得系數(shù)估計(jì)值分別為—1.025 0、—1.117 0、—1.132 0和—1.362 4，至少在5%的水平上顯著，且LM統(tǒng)計(jì)量均在1%的顯著性水平上，高度拒絕識(shí)別不足的原假設(shè)，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量均大于臨界值8.96，拒絕弱工具變量的原假設(shè)。第（7）～第（9）列分別使用IV4和IV1、IV4和IV2和IV4和IV3兩個(gè)時(shí)變工具變量，得到的系數(shù)估計(jì)值分別為—1.230 4、—1.292 7和—1.325 7，至少在1%的水平下顯著，且LM統(tǒng)計(jì)量均在1%水平下顯著，高度拒絕識(shí)別不足假設(shè)，F(xiàn)統(tǒng)計(jì)量均大于8.96，拒絕弱工具變量假設(shè)，HansenJ統(tǒng)計(jì)量分別為0.707、0.175和0.048，在10%的水平上均接受不存在過度識(shí)別的原假設(shè)。以上檢驗(yàn)結(jié)果說明工具變量選取有效。

表3 全樣本下工具變量估計(jì)結(jié)果

總體來看，工具變量估計(jì)結(jié)果基本一致，系數(shù)估計(jì)為—1.212 2左右（將表3第（3）～第（9）列估計(jì)結(jié)果平均得到），這意味著制造業(yè)集聚有利于大氣環(huán)境質(zhì)量改善，并沒有加劇霧霾污染。這可能是由于產(chǎn)業(yè)集聚促進(jìn)了不同類型制造業(yè)部門間，以及制造業(yè)與創(chuàng)新主體間知識(shí)、技術(shù)、信息的快速交換，這種正式或非正式接觸促有利于企業(yè)間的知識(shí)共享和技術(shù)溢出，推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)新，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)效率提升，可以抑制霧霾污染[11]。

四、作用機(jī)制

以專利數(shù)量表征技術(shù)進(jìn)步，借鑒相關(guān)中介效應(yīng)的檢驗(yàn)方法[37]，構(gòu)建中介效應(yīng)模型，檢驗(yàn)制造業(yè)集聚是否通過提高技術(shù)進(jìn)步而抑制霧霾污染。

先對(duì)式（16）進(jìn)行估計(jì)，驗(yàn)證制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響，其次是對(duì)式（17）進(jìn)行回歸，檢驗(yàn)制造業(yè)集聚（MA）對(duì)中介變量（M）的影響是否顯著，最后對(duì)式（18）進(jìn)行檢驗(yàn)。如果 γ1和 γ2這兩個(gè)系數(shù)顯著，則說明技術(shù)進(jìn)步在制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染影響中存在部分中介效應(yīng)；若 γ1不顯著、γ2顯著，則存在完全中介效應(yīng)。為了避免因?qū)＠笜?biāo)選取不同，而導(dǎo)致結(jié)論不一致的問題，此處采用有效專利申請(qǐng)量（Inov1）和授權(quán)量（Inov2）衡量技術(shù)進(jìn)步水平。鑒于本文的核心變量MA存在內(nèi)生性，若直接利用中介效應(yīng)模型進(jìn)行估計(jì)，可能會(huì)使得估計(jì)結(jié)果有偏。同樣，基于所構(gòu)造的工具變量進(jìn)行模型估計(jì)，結(jié)果如表4所示。

表4 中介作用機(jī)制檢驗(yàn)① 由于機(jī)制檢驗(yàn)第一步，即式（17）已在表3給出，此處予以省略。此處以IV2為例，其余工具變量估計(jì)結(jié)果與其一致。

表4第（2）、第（4）列結(jié)果顯示，無論是有效專利申請(qǐng)量（Inov1），還是授權(quán)量（Inov2）刻畫的技術(shù)進(jìn)步，MA估計(jì)系數(shù)至少在5%的水平上顯著為正，表明制造業(yè)集聚對(duì)技術(shù)創(chuàng)新有顯著的促進(jìn)作用；第（3）、第（5）列估計(jì)結(jié)果顯示至少在5%的水平上顯著為負(fù)，說明制造業(yè)集聚可以通過技術(shù)創(chuàng)新降低霧霾污染；可以判定，技術(shù)創(chuàng)新在制造業(yè)集聚抑制霧霾污染存在部分中介效應(yīng)。技術(shù)創(chuàng)新有利于治污減排，能夠抑制霧霾污染，類似的，胡求光和周宇飛[14]研究發(fā)現(xiàn)開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚在后期通過技術(shù)溢出和示范效應(yīng)能夠有效提升環(huán)境治理水平，表明技術(shù)進(jìn)步在降污過程中的重要性。

五、異質(zhì)性分析

能源消費(fèi)是制造業(yè)集聚深化、優(yōu)化的主要特征。本文以門檻分析中能源消耗強(qiáng)度門檻值0.105 8①將城市全社會(huì)用電量按照1萬千瓦時(shí)=1.229噸標(biāo)準(zhǔn)煤進(jìn)行折算，將折算后的能源消耗量除以城市實(shí)際生產(chǎn)總值，得到能源消耗強(qiáng)度指標(biāo)，單位萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤/億元。限于篇幅，此處省略門檻回歸分析的過程，直接提取門檻回歸分析結(jié)果。為分界點(diǎn)，將樣本劃分為高能耗和低能耗地區(qū)，表5匯報(bào)了不同能源消耗強(qiáng)度下，制造業(yè)集聚傳導(dǎo)機(jī)制差異的檢驗(yàn)結(jié)果。表5第（1）～第（5）列報(bào)告了低能耗地區(qū)檢驗(yàn)結(jié)果，第（6）列匯報(bào)了高能耗地區(qū)檢驗(yàn)結(jié)果。由于高能耗地區(qū)制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響不顯著②利用所有工具變量進(jìn)行識(shí)別，均得到不顯著的結(jié)果，此處列示IV3工具變量回歸結(jié)果。，當(dāng)主效應(yīng)不顯著，也就沒有必要對(duì)高能耗地區(qū)進(jìn)行中介效應(yīng)分析。

表5第（2）、第（4）列結(jié)果表明，估計(jì)系數(shù)至少在5%水平下顯著，說明制造業(yè)集聚MA顯著促進(jìn)了技術(shù)進(jìn)步；第（3）、第（5）列MA估計(jì)系數(shù)在1%的水平下顯著為負(fù)，分別是—1.201 5、—1.268 1，Inov1、Inov2估計(jì)系數(shù)在1%的水平下顯著為負(fù)，分別是—0.060 1、—0.046 8，相較于整體水平（MA：—0.952 9—1.062 6；Inov1、Inov2：—0.037 7、—0.028 0)，MA、Inov1和Inov2對(duì)霧霾污染的抑制作用更高，可以認(rèn)為，以專利衡量表征技術(shù)進(jìn)步的作用機(jī)制，在低能耗地區(qū)顯著存在，且作用效果更強(qiáng)。

表5 不同能源消耗強(qiáng)度下傳導(dǎo)機(jī)制效果差異的檢驗(yàn)結(jié)果

機(jī)制檢驗(yàn)結(jié)果表明，高能耗地區(qū)制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染并未產(chǎn)生抑制效果，中介效應(yīng)并不存在。進(jìn)一步深入觀察高能耗地區(qū)制造業(yè)集聚對(duì)技術(shù)進(jìn)步的影響，研究結(jié)果如表6所示。由表6知，以專利數(shù)量（Inov1、Inov2）表征技術(shù)進(jìn)步，高能耗地區(qū)制造業(yè)集聚均未對(duì)技術(shù)進(jìn)步產(chǎn)生影響顯著作用。

表6 高能耗地區(qū)制造業(yè)集聚對(duì)技術(shù)進(jìn)步的影響

將基準(zhǔn)結(jié)果、機(jī)制檢驗(yàn)結(jié)果匯總，總結(jié)制造業(yè)集聚（MA）在不同樣本范圍內(nèi)對(duì)相關(guān)變量的作用方向，匯總結(jié)果如表7所示。

表7 結(jié)果匯總

由表7可知，在全樣本下，制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染具有顯著的負(fù)向抑制作用，技術(shù)創(chuàng)新發(fā)揮著中介作用，這一結(jié)論在低能耗地區(qū)樣本中依然成立，且作用效果更加明顯；然而，在高能耗地區(qū)樣本中，制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染未產(chǎn)生顯著的抑制作用，其原因在于這些地區(qū)的制造業(yè)集聚并沒有帶來技術(shù)創(chuàng)新。在高能耗地區(qū)，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的集中，往往是資源消耗型的產(chǎn)業(yè)集中，并沒有顯著帶來技術(shù)進(jìn)步，這種高投入、高能耗的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式就會(huì)加劇生態(tài)環(huán)境壓力。韓晶等[38]認(rèn)為資源稟賦優(yōu)勢(shì)而形成的產(chǎn)業(yè)集聚在很長(zhǎng)一段時(shí)間是城市污染的重要原因之一。此外，寇冬雪[39]研究發(fā)現(xiàn)中國(guó)資源型城市的城市要素稟賦已然成為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的阻力，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)集中的負(fù)外部性凸顯。在低能耗地區(qū)，資源依賴程度降低，通過高端生產(chǎn)要素的集聚，強(qiáng)化技術(shù)溢出作用，能夠?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明高水平建設(shè)的融合。

六、空間效應(yīng)分析

以上分析結(jié)果表明，制造業(yè)集聚能夠有效降低本地霧霾污染，其是否具有空間溢出效應(yīng)，是否具有時(shí)間上的路徑依賴特征呢？在此，利用動(dòng)態(tài)空間計(jì)量模型予以考察。傳統(tǒng)的空間計(jì)量模型無法解決聯(lián)立內(nèi)生性問題，而制造業(yè)集聚與霧霾污染具有明顯的聯(lián)立內(nèi)生性問題，貿(mào)然采用空間計(jì)量模型可能導(dǎo)致錯(cuò)誤估計(jì)，因此需要采用系統(tǒng)矩估計(jì)（SYS-GMM）策略進(jìn)行估計(jì)，相應(yīng)，將式（14）進(jìn)一步擴(kuò)展為空間計(jì)量模型

其中，W為空間權(quán)重矩陣； τ1、τ2分別為霧霾污染的空間項(xiàng)、時(shí)間滯后項(xiàng)的待估參數(shù)； τ3表示制造業(yè)集聚的待估參數(shù)； τ4表示控制變量的待估參數(shù)向量； τ5表示控制變量的空間項(xiàng)的待估參數(shù)向量。

（一）空間權(quán)重矩陣設(shè)計(jì)

（二）空間計(jì)量估計(jì)結(jié)果

為了說明本文方法選擇的合理性，表8第（1）～第（3）列給出了采用最大似然方法（MLE）估計(jì)的動(dòng)態(tài)空間滯后模型的估計(jì)結(jié)果，結(jié)果表明制造業(yè)集聚在鄰接、距離、經(jīng)濟(jì)距離矩陣設(shè)定下系數(shù)為正，且距離矩陣、經(jīng)濟(jì)距離矩陣下的估計(jì)系數(shù)在1%水平下顯著為正，與本文工具變量估計(jì)結(jié)果截然相反，說明傳統(tǒng)空間計(jì)量模型在此處的確存在聯(lián)立內(nèi)生性問題。因此，本文采用動(dòng)態(tài)空間滯后模型（SAR），利用系統(tǒng)矩估計(jì)方法進(jìn)行效應(yīng)識(shí)別，所得結(jié)果見表8第（4）～第（6）列。結(jié)果顯示，在SYS-GMM估計(jì)方法下，制造業(yè)集聚的估計(jì)系數(shù)在不同顯著水平下為負(fù)，在定性的意義上與前文工具變量結(jié)果估計(jì)一致，然而在定量的意義上，三種矩陣設(shè)定得到的估計(jì)系數(shù)低于工具變量下的估計(jì)系數(shù)（絕對(duì)值意義上），仍然存在低估的問題,相關(guān)AR（1）和AR（2）檢驗(yàn)基本通過，故以第（6）列結(jié)果為基準(zhǔn)，從定性角度分析制造業(yè)集聚對(duì)周邊城市的影響。

表8 動(dòng)態(tài)空間計(jì)量模型的估計(jì)結(jié)果

從表8第（6）列的結(jié)果來看，（1）制造業(yè)集聚（MA）的估計(jì)系數(shù)顯著為負(fù)，表明制造業(yè)集聚能夠抑制本地城市的霧霾污染，與工具變量估計(jì)結(jié)果一致。（2）霧霾污染時(shí)間滯后項(xiàng)PM(—1)系數(shù)顯著為正，即當(dāng)期霧霾污染影響下一期，表明霧霾污染具有顯著的路徑依賴特征，這說明當(dāng)前霧霾污染治理工作刻不容緩，否則治理難度將不斷加大。（3）霧霾污染的空間項(xiàng)（WPM）系數(shù)顯著為正，表明霧霾污染具有空間溢出效應(yīng)。除自然因素造成污染外溢，現(xiàn)有研究表明地區(qū)之間經(jīng)濟(jì)因素也會(huì)造成霧霾污染的空間溢出，例如區(qū)域競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致污染在地區(qū)間擴(kuò)散。

七、結(jié)論與啟示

經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的集中、制造業(yè)的集聚，能夠帶來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的集聚效應(yīng)，有利于知識(shí)外溢和技術(shù)創(chuàng)新，并不會(huì)加劇霧霾污染，也就是說，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，有利于綠色發(fā)展，即產(chǎn)業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新發(fā)展和綠色發(fā)展能夠并存共贏。本文采用2004—2016年中國(guó)城市面板數(shù)據(jù)，構(gòu)造時(shí)變工具變量，精細(xì)識(shí)別制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響，利用中介效應(yīng)模型檢驗(yàn)其作用機(jī)制，還進(jìn)一步利用動(dòng)態(tài)空間模型檢驗(yàn)霧霾污染的空間溢出和時(shí)間滯后效應(yīng)，研究結(jié)果表明，制造業(yè)集聚并沒有加劇霧霾污染，技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮著中介作用，不過，高能耗地區(qū)和低能耗地區(qū)顯著不同，此外，霧霾污染在空間上具有溢出效應(yīng)。

基于以上結(jié)論，引申如下啟示：

1.推動(dòng)更低能耗水平、更高創(chuàng)新水平的制造業(yè)集聚，推動(dòng)這些地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)文明高水平建設(shè)的協(xié)同融合。本文的實(shí)證結(jié)果表明，制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的影響在高能耗地區(qū)和低能耗地區(qū)迥然不同，在低能耗地區(qū)制造業(yè)集聚并沒有加劇霧霾污染，技術(shù)進(jìn)步發(fā)揮著中介作用，也就是說，制造業(yè)集聚并不必然導(dǎo)致霧霾污染，更低能耗水平、更高創(chuàng)新水平的制造業(yè)集聚，并沒有加劇霧霾污染，因此，不能將制造業(yè)集聚與環(huán)境質(zhì)量改善對(duì)立起來。推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，仍然需要發(fā)揮制造業(yè)集聚這一有效的產(chǎn)業(yè)組織形式，需要重點(diǎn)推動(dòng)更低能耗水平、更高創(chuàng)新水平的制造業(yè)集聚，要堅(jiān)決杜絕消耗高、投入大、污染多的制造業(yè)集聚，要下大力氣推動(dòng)高能耗地區(qū)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和綠色化，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

2.發(fā)揮制造業(yè)集聚的知識(shí)技術(shù)外溢效應(yīng)，大力推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，切實(shí)降低制造業(yè)的污染排放。本文的實(shí)證結(jié)果表明，制造業(yè)集聚對(duì)霧霾污染的抑制作用源于技術(shù)進(jìn)步，因此，當(dāng)前需要著力鞏固制造業(yè)集聚的技術(shù)進(jìn)步機(jī)制，優(yōu)化清潔生產(chǎn)工藝，充分釋放制造業(yè)集聚所產(chǎn)生的創(chuàng)新紅利，推動(dòng)企業(yè)綠色技術(shù)升級(jí)，提高綠色生產(chǎn)效率。

3.強(qiáng)化生態(tài)環(huán)境治理的跨區(qū)域協(xié)同。環(huán)境是公共產(chǎn)品，環(huán)境污染往往具有跨區(qū)域性特征，本文的實(shí)證結(jié)果表明，霧霾污染具有空間溢出效應(yīng)，因此，要防止制造業(yè)集聚對(duì)鄰近地區(qū)以鄰為壑的不當(dāng)行為，還要健全、強(qiáng)化跨區(qū)域環(huán)境治理協(xié)同。

4.穩(wěn)妥有序推動(dòng)“雙碳”工作，推動(dòng)減污降碳協(xié)同增效。能源消耗和污染排放具有同步性，本文實(shí)證結(jié)果表明，高能耗地區(qū)的經(jīng)濟(jì)集聚并不能抑制霧霾污染。進(jìn)入“十四五”規(guī)劃時(shí)期，進(jìn)一步推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，要著力以降碳為重點(diǎn)，在推動(dòng)綠色低碳發(fā)展中解決生態(tài)環(huán)境問題，加快形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式、空間格局。