黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的時空差異與成因識別研究

袁朋偉，董曉慶

（濟南大學 商學院，山東 濟南 250024）

一、引言

黃河是中華民族的搖籃，依次流經(jīng)青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、山西、河南、山東9 個省份。黃河流域不僅是我國農(nóng)牧業(yè)中心，同時也是重要的能源、化工和制造業(yè)基地，人口眾多，資源豐富。保護其生態(tài)環(huán)境和促進其經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展是國家戰(zhàn)略的重要組成部分①李炬霖，李同昇，楊林朋，宋瓊，趙孟麗：《2001—2021年黃河流域農(nóng)業(yè)科技園區(qū)的時空格局及影響因素》，《地理研究》，2023年第1期。。雖然黨的十八大以來，黃河流域的生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟得到長遠的發(fā)展，但仍然存在生態(tài)資源環(huán)境承載能力弱，沿黃各?。ㄗ灾螀^(qū)）發(fā)展不平衡、不充分等問題②任保平，張倩：《黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略設(shè)計及其支撐體系構(gòu)建》，《改革》， 2019年第10期。。習近平總書記在2019年黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展座談會的講話中指出，要統(tǒng)籌推進各項工作，加強協(xié)同配合，推動黃河流域高質(zhì)量發(fā)展。為進一步加快黃河戰(zhàn)略實施③陳明華，王哲，李倩，謝琳霄：《黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的不平衡不充分測度及成因》，《當代經(jīng)濟研究》， 2022年第9期。，2021年10月8日國務(wù)院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出：推動清潔生產(chǎn)，堅定走綠色、可持續(xù)的高質(zhì)量發(fā)展之路?！丁笆奈濉惫I(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》進一步提出深入實施綠色制造，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級，大力推進工業(yè)節(jié)能降碳，全面提高資源利用效率，積極推行清潔生產(chǎn)改造，提升綠色低碳技術(shù)、綠色產(chǎn)品、服務(wù)供給能力，構(gòu)建工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型與工業(yè)賦能綠色發(fā)展相互促進、深度融合的現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)格局。因此，在生態(tài)與資源約束下應(yīng)大力發(fā)揮綠色科技創(chuàng)新對工業(yè)綠色發(fā)展的引領(lǐng)作用。在此背景下，研究黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新水平，具有十分重要的意義。

綠色技術(shù)創(chuàng)新的效率是指在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)綠色技術(shù)創(chuàng)新活動中投入與產(chǎn)出的比較關(guān)系。它反映了綠色科技資源配置和綠色創(chuàng)新投資資源利用效率的重要指標。然而，目前鮮有文獻系統(tǒng)評估黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)效率的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢。那么黃河流域各區(qū)域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率現(xiàn)狀如何、區(qū)域間差異怎樣、動態(tài)趨勢如何演化？區(qū)域差異的成因如何？對上述問題進行深入的分析與討論，一方面能夠更加精準、清晰地揭示黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的動態(tài)演變和發(fā)展趨勢，另一方面能夠掌握黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)間差異和產(chǎn)生原因，進而為推動黃河流域工業(yè)高質(zhì)量協(xié)同發(fā)展提供有益參考。

基于此，本研究將使用2008—2020 年黃河流域9 省份工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新數(shù)據(jù)，基于EBM 模型測算黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率，使用Dagum 基尼系數(shù)法測度工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率區(qū)域差異，使用QAP方法探究造成其差異的成因。以期為提高黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率提供理論支持。

二、文獻綜述

自《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》發(fā)布后，黃河流域經(jīng)濟社會發(fā)展成為學界研究熱點，當前關(guān)于黃河流域的研究主要集中在生態(tài)保護與可持續(xù)發(fā)展①曹煒：《“雙碳”目標下的流域生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃：理念更新與措施調(diào)適》，《中國人口·資源與環(huán)境》，2022年第12 期；高國力，賈若祥，王繼源，竇紅濤：《黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的重要進展、綜合評價及主要導向》，《蘭州大學學報》（社會科學版）， 2022年第2期。、水資源利用與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)②王格芳，李夢程：《黃河流域水資源與區(qū)域發(fā)展時空耦合研究》，《干旱區(qū)資源與環(huán)境》， 2023第2期。、流域高質(zhì)量發(fā)展③汪芳， 苗長虹：《系統(tǒng)性、整體性與協(xié)同性： 黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的思維與策略： 寫在專輯刊發(fā)之后的話》，《自然資源學報》，2021年第1期；劉曙光， 許玉潔， 王嘉奕：《江河流域經(jīng)濟系統(tǒng)開放與可持續(xù)發(fā)展關(guān)系：國際經(jīng)典案例及對黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的啟示》，《資源科學》，2020年第3期。等方面。其中，黃河高質(zhì)量發(fā)展方面的研究較多，主要集中于黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的內(nèi)涵、路徑、政策以及發(fā)展水平測度等方面④任保平， 鞏羽浩：《數(shù)字經(jīng)濟助推黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的路徑與政策》，《經(jīng)濟問題》，2023年第2期。，當然，也有部分學者注意到了科技創(chuàng)新或者綠色技術(shù)創(chuàng)新對流域高質(zhì)量發(fā)展的重要作用，并進行了相關(guān)研究。如劉貝貝等從綠色科技創(chuàng)新的定義和理論基礎(chǔ)出發(fā)，分析了其對黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重要作用，并提出了相應(yīng)的實現(xiàn)路徑⑤劉貝貝， 左其亭， 刁藝璇：《綠色科技創(chuàng)新在黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展中的價值體現(xiàn)及實現(xiàn)路徑》，《資源科學》，2021年第2期。；燕玉潔與申社芳通過黃河流域省級面板數(shù)據(jù)證明了綠色技術(shù)創(chuàng)新對高質(zhì)量發(fā)展的作用機制⑥燕玉潔，申社芳：《環(huán)境規(guī)制對黃河流域經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的影響研究——基于綠色技術(shù)創(chuàng)新視角》，《當代經(jīng)濟》，2022年第12期。。沈路和錢麗通過構(gòu)建黃河流域高質(zhì)量評價指標體系，并運用一系列方法研究發(fā)現(xiàn)，科技創(chuàng)新對流域高質(zhì)量發(fā)展有重要作用，也指出流域內(nèi)存在科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化平臺不完善，應(yīng)該提高科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化效率，特別是注意提升綠色技術(shù)創(chuàng)新專利數(shù)量①沈路，錢麗：《黃河流域高質(zhì)量發(fā)展水平測度、空間關(guān)聯(lián)及影響因素分析》，《統(tǒng)計與決策》，2022年第13期。，而有關(guān)黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的實證探討還較為缺乏。

綠色技術(shù)創(chuàng)新是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的主要推動力。Braun 和Wield 最早提出了綠色技術(shù)創(chuàng)新的概念：綠色技術(shù)創(chuàng)新是在產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)的全過程中，減少環(huán)境污染，降低資源利用率等一系列創(chuàng)新活動的總稱②Braun E.，Wield D.，Regulation as a Means for the Social Control Of Technology，Technology Analysis&Strategic Management，Vol.6，No.3，1994， pp.259-272.。隨后，綠色技術(shù)創(chuàng)新得到了學界的廣泛關(guān)注，相關(guān)研究可以從研究內(nèi)容、研究對象和研究方法三個角度分析。概括而言，在研究內(nèi)容上，主要集中在以下三個方面：第一，針對綠色技術(shù)創(chuàng)新內(nèi)涵及本質(zhì)的探討研究③李旭：《綠色創(chuàng)新相關(guān)研究的梳理與展望》，《研究與發(fā)展管理》， 2015年第2期。；第二，針對綠色技術(shù)創(chuàng)新效率測算、影響因素、空間分布、區(qū)域差異等方面的研究④王海杰，李捷，張小波：《黃河流域制造業(yè)綠色全要素生產(chǎn)率測評及影響因素研究》，《福建論壇》（人文社會科學版），2021年第10期。；第三，針對綠色技術(shù)創(chuàng)新效率影響機制及提升路徑的研究⑤姚孟超， 段進軍， 張仁杰， 玄澤源：《中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)綠色創(chuàng)新效率的空間關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)與影響機制分析》，《長江流域資源與環(huán)境》，2022 年第11 期；賈建鋒， 劉偉鵬， 趙若男， 蔣金鑫：《制度組態(tài)視角下綠色技術(shù)創(chuàng)新效率提升的多元路徑》，http：//kns.cnki.net/kcms/detail/12.1288.F.20230307.1021.002.html，2023.03.22.，比如產(chǎn)業(yè)集群、政府規(guī)制、數(shù)字金融等因素對綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的影響⑥王洪慶，郝雯雯：《高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚對我國綠色創(chuàng)新效率的影響研究》，《中國軟科學》，2022年第8期；康鵬輝， 茹少峰：《環(huán)境規(guī)制的綠色創(chuàng)新雙邊效應(yīng)》，《中國人口·資源與環(huán)境》，2020 年第10 期；呂巖威，張帥：《數(shù)字金融對綠色創(chuàng)新效率的影響及傳導機制研究》，《金融論壇》，2022年第8期。。在研究對象及數(shù)據(jù)選取上，實證對象主要集中在全國層面、東部沿海地區(qū)和長江經(jīng)濟帶⑦許學國， 周燕妃：《基于三階段Malmquist-PNN 的區(qū)域綠色創(chuàng)新效率評價與智能診斷研究》，《科技進步與對策》，2020年第24期；馬志強， 王琰， 蘇佳璐：《長三角城市群工業(yè)綠色創(chuàng)新效率時空發(fā)展特征及動態(tài)演變分析》，《科技進步與對策》，2023年第7期。，相應(yīng)的數(shù)據(jù)選取涉及到國家級和省級區(qū)域、行業(yè)和企業(yè)等各層面的數(shù)據(jù)，相對來說，對黃河流域的研究較少。在研究方法上，綠色技術(shù)創(chuàng)新效率評價方法主要有以隨機前沿分析法（Stochastic Frontier Approach，SFA）為主的參數(shù)分析法和以數(shù)據(jù)包絡(luò)分析方法（Data Envelopment Analysis，DEA）為主的非參數(shù)方法。SFA 方法在處理測量誤差和統(tǒng)計干擾方面具有一定的優(yōu)勢，但其函數(shù)形式的選擇比較敏感；一旦函數(shù)模型的參數(shù)設(shè)置或分布假設(shè)存在一定的誤差，將難以準確衡量技術(shù)創(chuàng)新的效率，因此應(yīng)用范圍受到一定的限制⑧Zhu L.，Wang Y.，Shang P.et al.，Improvement Path，the Improvement Potential and the Dynamic Evolution of Regional Energy Efficiency in China：Based on an Improved Non-Radial Multidirectional Efficiency Analysis，Energy Policy，Vol.133，p.110883.。相比之下，DEA 方法不需要建立固定的生產(chǎn)函數(shù)和參數(shù)權(quán)重，也不需要維度的統(tǒng)一，因此，DEA 方法更適應(yīng)于多投入、多產(chǎn)出的復(fù)雜系統(tǒng)⑨Gaoke L.，Benjamin M. Drakeford，An analysis of financial support，technological progress and energy efficiency：evidence from China，Green Finance，Vol.1，No.2，2019，pp.174-187.。在用DEA 模型對綠色技術(shù)創(chuàng)新效率進行評價時，大多學者采用的是徑向模型和非徑向模型。其中，徑向模型容易忽視變量的不同特性，一般要求變量按照相同比例變化；而非徑向模型雖然注意到了變量之間的差異，但是容易忽視變量的比例關(guān)系，有可能對結(jié)果的準確性造成一定影響⑩楊騫，劉鑫鵬，孫淑惠：《中國科技創(chuàng)新效率的區(qū)域差異及其成因識別——基于重大國家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略》，《科學研究》，2022年第5期。。綜合徑向和非徑向模型的優(yōu)缺點，Tone 和Tsutsui 改進出了一種混合模型EBM（Epsilon-based Measure），由于該模型兼具了徑向模型和非徑向模型的優(yōu)點，規(guī)避了某些缺點，能夠更加全面以及準確地對效率值進行測算①Tone K.，Tsutsui M.，An Epsilon-based Measure of Efficiency in DEA-A Third Pole of Technical Efficiency，European Journal of Operational Research，Vol.207，No.3， 2010，pp.1554-1563.。目前EBM 模型已在科技效率測算方面得到了廣泛運用。

綜上，針對黃河流域的研究文獻雖然很多，但是從綠色技術(shù)創(chuàng)新角度入手研究的文獻不多，且大多闡述的是綠色技術(shù)創(chuàng)新對黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的重要作用，缺乏對黃河流域綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的測算，特別針對黃河流域的工業(yè)領(lǐng)域。黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異，尚未有文獻進行系統(tǒng)的研究。關(guān)于存在差異的原因分析方面的研究，影響因素分析居多，比如人力資本、對外開放、經(jīng)濟發(fā)展、政府補貼等，但對于黃河流域不同區(qū)域差異的成因，尚未有文獻進行系統(tǒng)的研究，并給出清晰明確的解釋。基于此，本文從黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率入手，分析其時空演變和差異成因。

三、方法與數(shù)據(jù)

（一）基于EBM模型的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率測算

在傳統(tǒng)的徑向DEA 模型框架下，測算時要求投入與產(chǎn)出都必須同比例地伸縮，無法包含松弛變量，采用非徑向測算為基礎(chǔ)的SBM 模型，雖然解決了這一問題，但也損失了投入產(chǎn)出目標值和實際值之間的比例約束。為了解決此問題，Tone 和Tsutsui 改進出了一種混合模型EBM，由于該模型兼具了徑向模型和非徑向模型的優(yōu)點，規(guī)避了缺點，能夠更加全面以及準確地對效率值進行測算。鑒于EBM模型的優(yōu)勢，本文采用EBM模型測算黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率。

本研究以黃河流域的省份為決策單元（Decision Making Unit，DMU），假設(shè)共有N 個決策單元，t個時期，每個時期各DMU 共有m 個投入要素x，n 個期望產(chǎn)出和j 個非期望產(chǎn)出z，則構(gòu)造全局超效率EBM模型，如公式（1）所示：

式中，E*為最佳效率值。θ為DEA框架中CCR模型中的徑向條件效率值。s(s-m，s+n，s×b)為投入指標、期望產(chǎn)出、非期望產(chǎn)出三種指標的松弛變量，ω(ω-m，ω+n，ω×b)為三種指標的相對權(quán)重。ε(εx，εy，εz)代表關(guān)鍵參數(shù)，其取值范圍為［0，1］，表示徑向與非徑向松弛的組合程度。

（二）基于Dagum 基尼系數(shù)法的空間差異測度

本文采用Dagum 基尼系數(shù)法測度黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的空間差異性，該方法主要通過比較不同地區(qū)之間的指標差異來評估地理空間上的不平等程度①Dagum C，A New Approach to the Decomposition of the Gini Income Inequality Ratio， Empirical Economics，Vol.22.No.4， 1997， pp.515-531.，相比于泰爾指數(shù)等測度方法，具有測量準確、敏感性強和適用范圍廣等特點。計算過程如式（2）至式（9）所示。其中，總體基尼系數(shù)G表示研究對象的總體差異的大小，其值可進一步拆解為區(qū)域內(nèi)差異貢獻Gw與區(qū)域間差異貢獻Ggb。其中，Ggb可以進一步地分解為區(qū)域間凈值差異貢獻Gnb與超變密度貢獻Gl，用來反映測度對象各細分對象的詳細狀況。一般而言，基尼系數(shù)數(shù)值的大小反映了區(qū)域差異的大小，其值越大，說明區(qū)域間差異越大。

具體的計算過程如下：首先，基于公式（2）來得出總體基尼系數(shù)G，用來測度黃河流域全部省域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率（用gite表示）的空間總差異。式中，giteij代表第i 個地區(qū)中第j 個省份的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率值；n 為黃河流域的省份數(shù)量，取值為9；k 為地區(qū)數(shù)，取值為3；ni與nm則表示第i 個或m 個地區(qū)包含的樣本數(shù)量；μ 是各地區(qū)的gite均值。其次，基于公式（3）、（4）求解第i 個地區(qū)的區(qū)域內(nèi)基尼系數(shù)Gii、第i個和第m個地區(qū)的區(qū)域間基尼系數(shù)Gim；最后，基于公式（5）、（6）、（7）進一步計算區(qū)域內(nèi)差異貢獻Gw、區(qū)域間凈值差異貢獻Gnb、超變密度貢獻Gl三個數(shù)值。

此外，在公式（6）、（7）中，Dim表示第i 個地區(qū)與第m 個地區(qū)之間工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率gite的相互影響程度的度量，其測算過程如公式（9）所示：

其中，dim表示各地區(qū)之間工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率gite有正向差異的平均水平，即任意兩個地區(qū)的差值giteij-gitemr＞0的樣本的算術(shù)平均值；而Pim則代表了任意兩個地區(qū)的差值giteij-gitemr＜0的樣本的算術(shù)平均值；Fi、Fm則代表樣本中任意兩個地區(qū)的累積密度分布函數(shù)。

（三）基于QAP的差異成因識別方法

黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異實際上是兩兩差異的映射集合，是一種“關(guān)系數(shù)據(jù)”?；诖耍疚膶㈥P(guān)系數(shù)據(jù)的分析范式引入到黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異研究中，構(gòu)建社會網(wǎng)絡(luò)關(guān)系數(shù)據(jù)并利用QAP（Quadratic Assignment Problem，二次指派程序）對造成黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異的主要原因進行辨識。構(gòu)建如公式（10）所示的計量模型：

其中，Y表示黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異矩陣，Xi表示影響工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的因素形成的區(qū)域差異矩陣，βi表示待估系數(shù)，U 表示殘差量。QAP分析主要包括相關(guān)分析和回歸分析。相關(guān)分析主要測算兩個差異矩陣之間的相關(guān)性的大?。欢貧w分析主要分析被解釋變量差異矩陣與多個解釋變量差異矩陣之間的關(guān)系。QAP 的相關(guān)分析和回歸分析在計算原理上并沒有太大區(qū)別，都是通過將關(guān)系矩陣轉(zhuǎn)化為長向量，然后對長向量進行普通最小二乘估計，進一步得到相關(guān)系數(shù)集或回歸系數(shù)集，然后進行相關(guān)的統(tǒng)計檢驗。值得注意的是，該方法對于變量間的獨立性無嚴格要求，回歸結(jié)果比采用其他回歸方法更加穩(wěn)健。

（四）指標選取與數(shù)據(jù)來源

1. 指標選取

按照測量效率的思路，首先是工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新的投入指標。在投入要素中，研發(fā)經(jīng)費和人力資源是進行綠色技術(shù)創(chuàng)新活動不可或缺的要素，本文參考王洪慶等人的研究①王洪慶，郝雯雯：《高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集聚對我國綠色創(chuàng)新效率的影響研究》，《中國軟科學》，2022年第8期。，選擇R&D人員折合的全時當量、R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出兩個指標作為投入要素。另外，考慮到綠色技術(shù)創(chuàng)新的能源消耗問題是重要的衡量指標，本文參考黃萬華與王夢迪的研究②黃萬華， 王夢迪：《長江經(jīng)濟帶制造業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率測度》，《統(tǒng)計與決策》，2021年第19期。，選擇以萬噸標準煤為單位的工業(yè)終端能源消費總量作為能源要素方面的投入要素。其次，確定產(chǎn)出指標。考慮到工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新的目的是統(tǒng)籌工業(yè)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的平衡，本文將工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)出指標分為期望產(chǎn)出與非期望產(chǎn)出兩種。其中，創(chuàng)新期望產(chǎn)出主要從新技術(shù)產(chǎn)生角度和新技術(shù)的經(jīng)濟利益兩個方面進行考量，采用專利申請數(shù)量與新產(chǎn)品銷售收入兩個指標進行測度。非期望產(chǎn)出主要為工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程中向自然界排放的“廢水、廢氣、廢渣”，本文參考任耀等的研究方法③任耀，牛沖槐，牛彤，姚西龍：《綠色創(chuàng)新效率的理論模型與實證研究》，《管理世界》，2014年第7期。，采用工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量來衡量非期望產(chǎn)出。

2. 數(shù)據(jù)來源

本文選擇黃河流域9 個省份2008—2020 年工業(yè)行業(yè)的省份數(shù)據(jù)為研究對象，各省份的投入與產(chǎn)出指標的數(shù)據(jù)主要來源于：《中國科技統(tǒng)計年鑒》《中國工業(yè)統(tǒng)計年鑒》《工業(yè)企業(yè)科技活動統(tǒng)計年鑒》《中國能源統(tǒng)計年鑒》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》《中國統(tǒng)計年鑒》以及黃河流域各省份的統(tǒng)計年鑒。少部分缺失數(shù)據(jù)采用省份數(shù)據(jù)與全國數(shù)據(jù)的比值乘以行業(yè)數(shù)據(jù)估算。

四、黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率測度及區(qū)域差異分析

（一）效率測算

依據(jù)上文構(gòu)建的指標體系，運用Matllab2018a 編寫程序測算出黃河流域2008—2020 年的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率值。根據(jù)黃河流域各省份所處流域位置的不同，計算出黃河流域上游地區(qū)（青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古）、中游地區(qū)（陜西、山西）、下游地區(qū)（河南、山東）及黃河流域整體工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率值（結(jié)果見表1和表2所示）。

表1 黃河流域各省份工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率值

表2 黃河流域上、中、下游及整體的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率值

首先，基于整體視角來看，2008—2020 年黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率呈現(xiàn)波動上升的趨勢，這反映出我國支持工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新的相關(guān)政策成效顯著。然后，從上、中、下游三大區(qū)域視角來看，黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率從高到低依次為“下游、上游、中游”的次序。黃河流域下游工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率均值為0.5662，高于黃河流域綠色技術(shù)創(chuàng)新效率平均水平 0.4148，承擔著綠色技術(shù)創(chuàng)新“領(lǐng)頭羊”的角色；上游地區(qū)工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新均值為0.3787，位于中間位置；中游地區(qū)工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率均值為 0.3538，在三大區(qū)域中的效率值最低。另外，樣本考察期內(nèi)，三個區(qū)域年均增長速度排序為中游（9.25%）、上游（8.67%）、下游（5.54%）；意味著上、中、下游的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的時序變化特征存在差異：下游地區(qū)的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率表現(xiàn)為效率高、增速慢；而中游和上游地區(qū)表現(xiàn)為效率低、增速快。造成這種現(xiàn)象的可能原因是經(jīng)濟發(fā)展狀況、可利用資源及技術(shù)水平的差異。黃河流域的下游地區(qū)已經(jīng)形成了工業(yè)集聚發(fā)展的態(tài)勢，山東、河南兩省人力資源豐富，工業(yè)基礎(chǔ)良好，近年來發(fā)展速度較快，形成了行業(yè)科技創(chuàng)新中心，儲備了大量技術(shù)人才和一批國內(nèi)外高端人才，形成了創(chuàng)新發(fā)展的態(tài)勢，因而工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新總體水平高于以傳統(tǒng)工業(yè)為主、創(chuàng)新人才相對匱乏的中上游地區(qū)。

從黃河流域的省域視角進行分析，從表1可以看出，2008—2014年各省份的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率呈現(xiàn)波動下降趨勢，2015—2020 年呈現(xiàn)波動上升趨勢。具體來看，樣本考察期內(nèi)山東的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率均值為0.614，其技術(shù)創(chuàng)新水平處于黃河流域的領(lǐng)頭位置，四川、河南緊隨其后，特別是河南，黨的十八大之后對新興產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)進行了政策傾斜和重點支持，在研發(fā)人員和研發(fā)經(jīng)費方面的配置和投入方面也超過黃河流域的其他省份。緊接著是陜西、甘肅、寧夏在0.3-0.4之間。最后是內(nèi)蒙古，其效率值為0.263。以上分析說明黃河流域各省份之間工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率存在較大差異，下面對黃河流域的區(qū)域差異進行分析。

（二）區(qū)域差異分解及來源

本文運用Dagum 基尼系數(shù)法對2008—2020年經(jīng)黃河流域的工業(yè)創(chuàng)新效率總體差距進行分解，并將其總體差異分解為區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間差異，具體結(jié)果如表3所示。

表3 黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的基尼系數(shù)及分解

1. 總體差異及分解

如圖1 所示，黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的總體基尼系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的“倒U 型”形態(tài)。具體而言，在2008—2014年，呈現(xiàn)波動上升趨勢，總體基尼系數(shù)從0.095上升至0.338，說明該時期內(nèi)工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的總體差異不斷增大；在2014—2020年，呈現(xiàn)下降趨勢，總體基尼系數(shù)從0.338下降到0.090，主要原因在于十八大之后這段時間里國家重視綠色創(chuàng)新并逐步實施了區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略，黃河流域的上游和中游地區(qū)的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率提升較大，從而縮小了整體的區(qū)域差異。從貢獻率上看，除了2011年和2012年，上、中、下游之間的差異的貢獻率顯著高于區(qū)域內(nèi)的省份差異，整個樣本期內(nèi)，三個區(qū)域之間的差異對總體差異的貢獻率約為47.12%，區(qū)域內(nèi)差異和超變密度平均貢獻率為33.29%和19.6%。由此可見，黃河流域不同區(qū)域間工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的差異是造成總體差異的主要原因，減少黃河流域上、中、下游的區(qū)間差異是解決工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率發(fā)展空間不均衡的首要問題。

圖1 2008—2020年黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率總體基尼系數(shù)

2. 區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間差異

根據(jù)黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率區(qū)域內(nèi)部差異的分解結(jié)果（參見表3 和圖2），總體上，黃河流域上游地區(qū)和下游地區(qū)的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的基尼系數(shù)呈現(xiàn)“先上升、后下降”的變化規(guī)律，中游地區(qū)則呈現(xiàn)波動下降的趨勢；上游地區(qū)的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的基尼系數(shù)顯著大于中游和下游區(qū)域。具體而言，整個研究周期內(nèi)，三個地區(qū)的基尼系數(shù)均值由高到低依次為上游（0.257）、中游（0.068）、下游（0.066）。由此可見，上游地區(qū)的青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古五個省份的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率發(fā)展并不平衡，特別是在2008 年—2014 年，這種不平衡性在逐漸擴大。黨的十八之后的相關(guān)政策的實施，才扭轉(zhuǎn)了趨勢。從區(qū)域之間的差異來看（如圖3所示），總體上，三個區(qū)域之間的差異呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢；上游和下游、中游和下游之間的差異大于中游和下游之間的差異。

圖2 2008—2020年黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率組內(nèi)基尼系數(shù)

圖3 2008—2020年黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率組間基尼系數(shù)

五、黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率區(qū)域差異成因分析

1. 變量說明

黃河流域上、中、下游不同省份之間在工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新投入和產(chǎn)出方面的差異勢必對工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的差異產(chǎn)生重大影響。為了分析各指標差異影響效應(yīng)的大小，本研究將投入、產(chǎn)出指標的差異作為解釋變量，將黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異作為被解釋變量，構(gòu)建QAP模型，分析造成區(qū)域差異的主因。在分析過程中，以黃河流域各區(qū)域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的差異矩陣為因變量，用IEM 表示。在自變量中，R&D 人員折合的全時當量的區(qū)域差異矩陣用HDM 表示；R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出的區(qū)域差異矩陣用CDM 表示；工業(yè)終端能源消費總量的區(qū)域差異矩陣用IDM 表示；專利申請量的區(qū)域差異矩陣用PDM 表示；新產(chǎn)品銷售收入的區(qū)域產(chǎn)業(yè)矩陣用NDM表示，工業(yè)廢水排放量、工業(yè)二氧化硫排放量、一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的區(qū)域差異矩陣分別用WDM、GDM和SDM表示。此外，為消除量綱的影響，對差異矩陣進行了歸一化處理。

2.QAP相關(guān)分析

如表4 所示，QAP 相關(guān)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異與R&D 人員折合的全時當量、R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出、工業(yè)終端能源消費總量、專利申請量和新產(chǎn)品銷售收入、工業(yè)二氧化硫排放量區(qū)域差異的相關(guān)系數(shù)均為正值，均通過了1%顯著性水平檢驗；與工業(yè)廢水排放量的區(qū)域差異負相關(guān)，與一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的區(qū)域差異相關(guān)性沒有通過顯著水平檢驗。進一步地，從工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異的相關(guān)系數(shù)的大小看，新產(chǎn)品銷售收入與專利申請量的區(qū)域差異相關(guān)性較強，相關(guān)系數(shù)從大到小依次為：0.326、0.29。工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異與R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出、R&D 人員折合的全時當量與工業(yè)二氧化硫排放量的區(qū)域差異及相關(guān)性較弱，相關(guān)系數(shù)分別為：0.176、0.143、0.061。上述數(shù)據(jù)和分析說明，除一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的區(qū)域差異外，所有的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新的投入變量和產(chǎn)出變量的區(qū)域差異與科技創(chuàng)新效率區(qū)域差異之間均顯著相關(guān)。由于相關(guān)關(guān)系并不一定代表回歸關(guān)系，因此，進一步地為了尋找工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的差異的主要原因，本文對研究變量進行QAP回歸分析。

表4 QAP相關(guān)分析

3.QAP回歸分析

表5 報告了QAP 回歸結(jié)果。根據(jù)表5，專利申請數(shù)量、新產(chǎn)品銷售收入、一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的標準化系數(shù)為0.856、0.371、0.137，且通過了1%顯著性水平檢驗，這說明減少新產(chǎn)品銷售收入、專利申請數(shù)量與一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的地區(qū)差距能夠減少工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異；增強這些指標的空間均衡性能夠促進黃河流域的一體化發(fā)展。在影響強度上，專利申請數(shù)量對工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異影響強度最大，高于新產(chǎn)品銷售收入與一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量的影響。R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出、R&D 人員折合人員全時當量、工業(yè)終端能源消費總量與工業(yè)廢水排放量的區(qū)域差異回歸系數(shù)分別為-0.580、-0.153、-0.012、-0.177；分別通過了1%和5% 的顯著性水平檢驗，回歸系數(shù)為負值意味著減少這些指標的差異并不會減少工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異。為進一步探索這一現(xiàn)象的原因，本文將這四個變量標準化之后繪制了與工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的散點圖。具體如圖4所示。

圖4 各變量與綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的擬合曲線

表5 QAP 回歸結(jié)果

從圖4 可以看出，R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出、R&D 人員折合人員全時當量與工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率之間呈現(xiàn)出“倒U型”關(guān)系，黃河流域的不同省份分別位于曲線的不同位置，部分省份已率先跨過拋物線的拐點位置，拐點兩側(cè)的省份的R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出與R&D 人員折合人員全時當量差異較大，出現(xiàn)工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率較小的情景。因此，從總體上看。這兩個變量在不同省份差距的縮小，并不能緩解黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的差異。實際上，絕大多數(shù)都處在倒U 型拐點左側(cè)，對于這些省份而言，提升R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出與R&D 人員折合人員全時的空間均衡能夠縮小工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異。工業(yè)終端能源消費總量和工業(yè)廢水排放量與工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率之間的關(guān)系沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性，減少這些指標的差異總體上對工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異影響不大。

六、研究結(jié)論

本文采用超效率EBM 模型評價了2008—2020 年黃河流域各省份的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率，基于Dagum 基尼系數(shù)法測度了工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率區(qū)域差異，進一步地使用QAP回歸方法探索了造成黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率差異的主要原因。主要研究結(jié)論如下：第一，從效率測算結(jié)果看，樣本周期內(nèi)，黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率呈現(xiàn)波動上升趨勢，分區(qū)域來看，其均值從高到低呈現(xiàn)“下游、上游、中游”的次序；下游的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率表現(xiàn)為效率雖然高，但增速慢，而中游和上游表現(xiàn)為效率相對較低，但增速快；工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率呈現(xiàn)省際差異，山東省的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率最高，處于領(lǐng)先位置。第二，根據(jù)Dagum 基尼系數(shù)法的測算結(jié)果，黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的總體基尼系數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的“倒U型”變化態(tài)勢；上游和下游、中游和下游之間的差異大于中游和下游之間的差異。在絕大多數(shù)年份，區(qū)域間差異明顯高于區(qū)域內(nèi)差異和超變密度差異，因此，縮小區(qū)域間差異是解決黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率發(fā)展不平衡的關(guān)鍵。第三，根據(jù)QAP 的分析結(jié)果，專利申請數(shù)量、新產(chǎn)品銷售收入、一般工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量在黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域差異中均起到了重要的影響，增強專利申請數(shù)量、新產(chǎn)品銷售收入的空間均衡有助于減少黃河流域的工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的區(qū)域之間的差異。從總體上看，工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的投入指標對于黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的差異影響不大。

基于本文的研究結(jié)論，進一步地提出以下三點建議：

其一，堅持綠色發(fā)展和創(chuàng)新驅(qū)動引領(lǐng)黃河流域經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展。綠色創(chuàng)新是引領(lǐng)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展的第一動力。黃河流域需要繼續(xù)發(fā)揮自身的優(yōu)勢，切實實施綠色創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，強化創(chuàng)新人才隊伍建設(shè)，進一步提升工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率①郭晗，胡晨園，《黃河流域生態(tài)環(huán)境保護與工業(yè)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展：耦合測度與時空演化》，《寧夏社會科學》，2022年第6期。。建立科研機構(gòu)、高技術(shù)企業(yè)孵化器、創(chuàng)新基地等，為工業(yè)企業(yè)提供技術(shù)支持和創(chuàng)新資源。踐行綠色發(fā)展理念，完善環(huán)境規(guī)制政策，從政策端引導工業(yè)經(jīng)濟綠色發(fā)展，推廣清潔能源、節(jié)能減排技術(shù)和綠色環(huán)保技術(shù)。

其二，重視黃河流域產(chǎn)業(yè)發(fā)展稟賦，堅持因地制宜、精準施策。針對工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率偏低的區(qū)域，需要對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進行適當調(diào)整。對傳統(tǒng)高污染行業(yè)進行有序調(diào)整和綠色化改造，將政府政策與相關(guān)資金瞄準于綠色行業(yè)，并推動形成地方優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。在工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率較高的地區(qū)，應(yīng)更加注重工業(yè)產(chǎn)業(yè)的布局規(guī)劃，促進傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)向戰(zhàn)略性新興行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，并加速構(gòu)建現(xiàn)代化工業(yè)產(chǎn)業(yè)體系，以實現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟的高質(zhì)量發(fā)展。

其三，實現(xiàn)黃河流域工業(yè)綠色技術(shù)創(chuàng)新效率的協(xié)同提升要強化科技創(chuàng)新產(chǎn)出的均衡程度。依托黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展重大國家戰(zhàn)略，加大黃河流域各個省份進行綠色技術(shù)創(chuàng)新所需資源的投入，形成優(yōu)勢互補的區(qū)域之間流動，構(gòu)建“區(qū)域聯(lián)動、錯位發(fā)展”的區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新模式，實現(xiàn)創(chuàng)新產(chǎn)出的差異化，構(gòu)建黃河流域科技成果評價、市場推廣和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用體系，達成黃河流域的綠色技術(shù)創(chuàng)新效率在提升中協(xié)調(diào)，在協(xié)調(diào)中提升的高質(zhì)量發(fā)展目標。