区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩分析

向 丽，胡珑瑛

(1.哈尔滨工业大学管理学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.贺州学院经济与管理学院，广西 贺州 542899)

区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩分析

向 丽1,2，胡珑瑛1

(1.哈尔滨工业大学管理学院，黑龙江 哈尔滨 150001；2.贺州学院经济与管理学院，广西 贺州 542899)

基于2009—2013年中国30个省(市、区)的面板数据，采用空间基尼系数法、因子分析法对区域高技术产业集聚和生态环境的综合发展水平进行测算，并构建Tapio脱钩指数和追赶脱钩指数模型，实证分析了区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩关系。结果表明：各省在考察期内的高技术产业集聚与生态环境综合发展水平总体偏低，且高技术产业集聚水平整体滞后于生态环境水平；区域高技术产业集聚水平增长幅度相当小，生态环境水平呈现波动式下降趋势，并呈现“东部>东北部>中部>西部”的空间分布格局。大部分省份在全时间段内的Tapio脱钩指数和追赶脱钩指数均表现为扩张式，追赶省份与模仿省份的高技术产业集聚差距逐步缩小，但生态环境差距不断扩大。

高技术产业；产业集聚；生态环境；脱钩指数

1 引言

产业集聚理论认为，相同或相近产业的大量企业在空间上聚集于某一区域，将通过知识外溢推动技术创新。近年来，随着区域生态环境问题日益凸显，产业集聚与生态环境二者间的关系问题逐渐成为学界的研究热点。部分学者认为产业集聚通过发挥正的环境外部性能够减轻“污染天堂”效应[1-2]，市场机制主导下的产业集聚对区域环境质量具有更好的改善作用[3-4]。短期来看，产业集聚有利于降低环境污染，但长期内二者的因果关系并不显著[5]。高技术产业集聚能够为区域产业发展带来共生效应、协同效应、区位效应等优势，被视为促进区域产业结构优化升级和区域竞争优势提升的重要途径，但其环境外部性问题仍有待考证。

学术界对于高技术产业集聚问题的关注由来已久，相关研究主要围绕高技术产业集聚度的测度、主要影响因素及经济溢出效应等方面展开。王子龙等[6]采用空间集聚β指数和行业集中度CRn指标测算了1994—2003年区域高技术产业集聚度得出，中国高技术产业整体集聚水平不断提高，产业集聚和地方化具有较好的增长态势。梁晓艳等[7]采用Theil熵和Moran指数法对1995—2004年中国各省区高技术产业集聚度的测度结果表明，中国高技术产业发展的全局和局域空间依赖性特征显著。赵玉林等[8]认为中国高技术产业集聚具有明显的梯次发展特点，由此加剧了区域经济发展的不均衡。杨晓琴等[9]指出知识溢出和地方保护主义的非均衡性是影响中国高技术产业集聚的决定性因素。周明等[10]则认为区域高技术产业的创新产出受到省域内产业集聚因素和省际知识溢出的双重影响。席艳玲等[11]通过研究发现规模经济、交通便利程度、人力资本、FDI等要素均影响中国高技术产业集聚发展的差异性。金春雨等[12]基于空间计量经济视角的实证研究表明中国高技术产业空间集聚特征明显，且区域间产业集聚具有正向的空间相关性。施海燕等[13]采用面板协整检验和面板误差修正模型验证了中国东部沿海高技术产业集聚度与集聚效益存在双向长期因果关系，但短期内部分省份的高技术产业出现集聚非经济迹象。张宗益等[14]认为产业环境直接影响高技术产业集聚外部性效应的有效发挥，省际产业专业化和多样化水平的不均衡发展特征也应予以重视。陈俊等[15]的研究表明高技术产业集聚经济效应存在明显的“中西部>东部”的区域差异，且财政科技投入的贡献率呈现收敛趋势。

尽管学界有关高技术产业集聚的研究成果已经较为丰富，但关于区域高技术产业集聚与生态环境关系问题的研究仍相对匮乏。有鉴于此，本文基于2009—2013年中国30个省(市、区)的面板数据，运用空间基尼系数法、因子分析法测度区域高技术产业集聚与生态环境综合发展水平，并构建Tapio脱钩指数模型和追赶脱钩指数模型研究区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩关系，以此得出研究结论。研究成果可为各级政府合理制定区域高技术产业可持续发展政策，进而促进区域产业转型升级提供参考依据。

2 研究方法与数据来源

2.1 研究方法

(1)空间基尼系数法。本文采用空间基尼系数法对中国30个省(市、区)(西藏除外)的高技术产业集聚水平进行测度，得到2009—2013年中国30个省(市、区)的高技术产业集聚综合评价值，记为hit，计算公式为：

(1)

式中，zit代表省份i在t年的高技术产业就业人数占当年全国高技术产业就业总人数的比重；mit代表省份i在t年的就业总人数占当年全国就业总人数的比重。hit值介于0～1之间，其值越大，说明该省份的高技术产业集聚水平越高，反之则越低。

(2)因子分析法。借鉴李虹等[16]的研究成果，本文运用P-S-R模型构建了包含生态环境压力、生态环境状态和生态环境响应3个层面共12项具体指标的区域生态环境评价指标体系(见表1)。其中，生态环境压力层面的4项指标为负向指标，其余8项具体指标均为正向指标。接着，采用SPSS17.0的因子分析法计算得到2009—2013年中国30个省(市、区)的生态环境评价指数，记为Ei，具体计算方法如下：

(2)

表1 区域生态环境评价指标体系

(3)Tapio脱钩指数和追赶脱钩指数模型。脱钩指数模型是2005年Tapio在研究欧洲经济发展、交通容量、CO2三者间关系时所构建的弹性系数分析方法。基于该研究方法，并借鉴张成等[17]的研究成果，本文分别构建区域高技术产业集聚与生态环境的Tapio脱钩指数模型及追赶脱钩指数模型，如公式(3)、公式(4)所示。借鉴张文彬等[18]的研究思路，本文将中国区域高技术产业集聚与生态环境的Tapio脱钩指数和追赶脱钩指数均划分为10种类型(见表2)。

(3)

(4)

表2 区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩类型及判别标准

2.2 数据来源

本文所使用的数据来源于《中国高技术产业统计年鉴》(2010—2014年)、《中国环境统计年鉴》(2010—2014年)、《中国能源统计年鉴》(2013—2014年)。个别省份少数年份缺失的数据根据其相邻年份值补齐。同时，采用极差标准化公式对原始数据进行标准化处理，计算方法如公式5所示。并借鉴周先波等[19]的思路，使用单项指标第二小的数值的十分之一来替换处理无量纲化的零值。

Xij′=(Xij-minXij)/(maxXij-minXij)

(正向指标)

Xij′=(maxXij-Xij)/(maxXij-minXij)

(负向指标)

(5)

3 结果与分析

3.1 区域高技术产业集聚与生态环境综合发展水平

首先采用空间基尼系数法计算得到2009—2013年中国30个省(市、区)在t年和t-1年的高技术产业集聚综合评价值(hit)和(hit-1)，接着运用SPSS17.0的因子分析法得到各省份在考察期内t年和t-1年的生态环境综合评价值(eit)和(eit-1)。从图1可以看出，2009—2013年各省份的生态环境水平整体上呈现波动式下降趋势，但各省份在考察期内的高技术产业集聚水平(hit)的增长幅度相当小(图略)。因此，本文分别对各省份在2009—2013年间的高技术产业集聚综合评价值(hit)和生态环境综合评价值(eit)取平均值，以比较区域高技术产业集聚综合发展水平和生态环境综合发展水平。

由图2可知，2009—2013年中国30个省(市、区)的高技术产业集聚水平和生态环境水平均偏低，且高技术产业整体集聚水平落后于生态环境水平。具体而言，广东在考察期内的高技术产业集聚综合评价值均达到最大值1，江苏在2009—2013年间的高技术产业集聚综合评价值的均值为0.3819，位居第二位，表明广东和江苏两省的高技术产业高度集聚；其余28省(市、区)的高技术产业集聚水平都较低，综合评价值的均值位于0.0001～0.0129之间。从区域生态环境水平来看，东部地区的生态环境水平(0.1020)明显大于东北地区(0.0957)和中部地区(0.0882)，西部地区的生态环境质量相对较差(0.0799)。2009—2013年生态环境水平排名前3位的省份是广东、江苏和山东，生态环境综合评价值的均值分别为0.1232、0.1144、0.1087；宁夏、甘肃和青海排名后3位，表明这3个省份的生态环境水平相对较低。

3.2 区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩指数分析

就全时间段而言，北京、天津、河北等18个省(市、区)的Δh>0，说明这些省份的高技术产业集聚与生态环境是扩张式脱钩状态，但表现为扩张弱绝对脱钩和扩张强绝对脱钩两种不同脱钩类型。其中，浙江、湖北和青海3省属于扩张强绝对脱钩类型，是最不利的脱钩状态，表明随着区域高技术产业集聚水平不断提高，这些省份的生态环境水平呈现出更快的下降趋势；其余15省(市、区)均为扩张弱绝对脱钩类型，也是非常不利的脱钩状态，如果不及时采取相应措施加以控制，这些省份很有可能在短期内转变为扩张强绝对脱钩类型。此外，上海、江苏、福建等12个省(市、区)的Δh<0，说明这些省份的高技术产业集聚与生态环境是衰退式脱钩状态。湖南属于衰退相对脱钩类型，其生态环境水平随着高技术产业集聚水平的不断下降而呈现出更快的下降趋势；其余11省(市、区)均属于衰退相对负脱钩状态。

图1 2009—2013年各省生态环境综合评价值

图2 2009—2013年各省高技术产业集聚与生态环境综合发展水平

分年份来看，中国30个省(市、区)的高技术产业集聚与生态环境的脱钩状态形态各异。2009—2010年，仅有广东实现了扩张连接，北京、江苏、山东等10省市均为扩张弱绝对脱钩类型；天津、浙江、湖北、青海和吉林5省市均属于扩张强绝对脱钩；河北、上海、安徽等6省为衰退相对负脱钩类型；福建、重庆和陕西属于扩张相对脱钩，这3个省市的高技术产业集聚与生态环境的脱钩状态相对乐观；江西为衰退弱绝对负脱钩，山西、广西和黑龙江为衰退连接类型，湖南为衰退相对脱钩。2010—2011年，江苏、浙江、山东等15个省(市、区)均属于扩张相对脱钩状态，说明中国区域高技术产业集聚与生态环境的脱钩状态整体上有所好转，但北京的高技术产业集聚与生态环境的脱钩关系有所恶化，从扩张弱绝对脱钩变为扩张强绝对脱钩类型。2011—2012年，北京、天津、河北等20个省(市、区)均属于扩张弱绝对脱钩状态；上海、山东等9省市属于衰退相对负脱钩；甘肃属于扩张相对脱钩，其高技术产业集聚与生态环境的脱钩关系相对乐观。2012—2013年，中国30个省(市、区)高技术产业集聚与生态环境的脱钩状态包括扩张相对脱钩、扩张弱绝对脱钩、衰退弱绝对负脱钩和衰退相对负脱钩等4种不同类型，但仅有广东、湖北、四川和吉林4省属于扩张相对脱钩，其余省市的高技术产业集聚与生态环境脱钩关系均不容乐观。

3.3 区域高技术产业集聚与生态环境的追赶脱钩指数分析

从全时间段来看，河南的高技术产业集聚与生态环境属于衰退相对脱钩，是最不利的脱钩状态，该省在高技术产业集聚指标上与模范省份的差距越来越大，且在生态环境方面与模范省份的差距更为明显。其余25个追赶省份与模仿省份的追赶脱钩指数均为扩张式的，包括扩张弱绝对脱钩和扩张强绝对脱钩两种类型，但仅有福建和辽宁属于扩张强绝对脱钩类型，是最不理想的追赶脱钩状态，这两个追赶省份在高技术产业集聚指标上与模范省份的差距越来越小，但在生态环境指标上与模范省份的差距表现出更快的增长趋势。

分年份的追赶脱钩状态结果显示，26个省(市、区)在历年的高技术产业集聚与生态环境的追赶脱钩状态变化幅度较大，省际差异明显，并出现了多种追赶脱钩类型。2009—2010年，26个省(市、区)的追赶脱钩状态两极分化明显，福建、江西、重庆和陕西4省市的高技术产业集聚与生态环境为衰退强绝对负脱钩类型，属于最好的脱钩状态。尽管这些省份在高技术产业集聚指标上与模范省份的差距越来越大，但在生态环境指标上与模范省份的差距越来越小；其余22个省(市、区)均属于衰退相对脱钩，是最不理想的追赶脱钩状态。2010—2011年，大部分省份均为衰退强绝对负脱钩类型，区域高技术产业集聚与生态环境的追赶脱钩状态整体趋好，但湖南、陕西、甘肃3省是衰退相对脱钩类型，吉林属于衰退相对负脱钩，青海属于衰退连接。但2011—2012年间除甘肃高技术产业集聚与生态环境的追赶脱钩状态最佳，属于衰退强绝对负脱钩，辽宁为衰退相对负脱钩，其余24个省(市、区)均是衰退相对脱钩类型。2012—2013年，大部分省份都属于扩张强绝对脱钩类型，仅有浙江和湖北属于扩张相对负脱钩类型，是最理想的追赶脱钩状态，这两个追赶省份在高技术产业集聚指标上与模范省份的差距越来越小，且以更快的速度缩小在生态环境指标上与模范省份的差距。四川、青海和吉林3省属于扩张相对脱钩类型，是相对理性的追赶脱钩状态，这些追赶省份在高技术产业集聚和生态环境两项指标上与模范省份的差距均在逐步缩小。

表3 2009—2013年各省的Tapio脱钩指数值、追赶脱钩指数值及分类

续表3

4 结论

第一，30个省(市、区)在考察期内的高技术产业集聚与生态环境综合发展水平总体偏低，且高技术产业集聚水平整体滞后于生态环境水平。2009—2013年各省的高技术产业集聚水平增长幅度相当小，但广东和江苏两省的高技术产业均为高度集聚；各省的生态环境水平呈现波动式下降趋势，并具有明显的“东部>东北部>中部>西部”的空间分布格局。

第二，大部分省份在全时间段内高技术产业集聚与生态环境的脱钩指数为扩张式，但30个省(市、区)高技术产业集聚与生态环境出现了扩张弱绝对脱钩、扩张强绝对脱钩、衰退相对负脱钩和衰退相对脱钩4种脱钩类型。其中，浙江、湖北、青海和湖南均是最不利的脱钩状态。此外，30个省(市、区)历年的高技术产业集聚与生态环境的脱钩状态形态各异。因此，各省应注重产业生态转型，在提升区域高技术产业集聚水平的同时，不断改善区域生态环境质量，进一步促进高技术产业集聚与生态环境的协调发展。

第三，2009—2013年除河南之外的25个追赶省份与模仿省份的追赶脱钩指数均为扩张式，追赶省份与模仿省份高技术产业集聚差距逐步缩小，但生态环境差距不断扩大，出现了扩张弱绝对脱钩、扩张强绝对脱钩和衰退相对脱钩3种追赶脱钩类型。其中，福建和辽宁属于扩张强绝对脱钩，河南属于衰退相对脱钩，均是最不利的脱钩状态。26个省(市、区)历年的高技术产业集聚与生态环境的追赶脱钩状态的省际差异明显。为逐步缩小追赶省份与模范省份之间的差距，追赶省份应根据区域实际情况，积极向模范省份学习，强化区域高技术产业集聚和生态环境建设能力；模范省份应主动将其在高技术产业集聚和生态环境方面的技术和先进经验向中西部地区扩散。此外，政府应在财税政策等方面激励企业技术创新热情，为区域高技术产业集聚创造更多有利条件，同时加大环境基础设施建设和环境规制力度，以增强高技术产业集聚的可持续性。

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(责任编辑 刘传忠)

Decoupling Analysis on the Regional High-tech Industrial Agglomeration and Ecological Environment

Xiang Li1,2，Hu Longying1

(1.School of Management，Harbin Institute of Technology，Harbin 150001，China；2.School of Economics and Management，Hezhou College，Hezhou 542899，China)

Based on the panel data 30 provinces(cities，districts)from 2009 to 2013 in China，the article used spatial gini coefficient and factor analysis to measure the overall development level of the regional high-tech industrial agglomeration and ecological environment，and constructed Tapio decoupling index and catching up decoupling index model to analyze the decoupling relationship between regional high-tech industrial agglomeration and ecological environment.The results showed that：the comprehensive development level of the high-tech industrial agglomeration and ecological environment in each province during the study period were generally low，and the level of the overall high-tech industrial agglomeration lagged behind the ecological environment level.The regional high-tech industrial agglomeration level change range was quite small，the ecological environment level also showed fluctuations in the overall downward trend，and had“east>northeast>middle>west”spatial distribution pattern.In most provinces，Tapio decoupling index and chasing decoupling index were expanding in the whole time，and the gap between high-tech industries catching up with provinces and imitation provinces was gradually narrowing，but the ecological environment gap was widening.

High-tech industry；Industrial agglomeration；Ecological environment；Decoupling index

国家社会科学基金一般项目(15BMZ080)。

2016-08-23

向丽(1982-)，女，四川内江人，哈尔滨工业大学管理学院博士研究生，贺州学院经济与管理学院讲师;研究方向：区域经济可持续发展、技术创新管理。

F062.9

A