信息化、环境规制与制造业空间集聚

仲伟周，吴 穹，张跃胜，崔 敏

（1.西安交通大学 经济与金融学院，陕西 西安 710061；2.新乡学院 管理学院，河南 新乡 453003；3.西安财经学院 经济学院，陕西 西安 710100）

●经济观察

信息化、环境规制与制造业空间集聚

仲伟周1，吴 穹1，张跃胜2，崔 敏3

（1.西安交通大学 经济与金融学院，陕西 西安 710061；2.新乡学院 管理学院，河南 新乡 453003；3.西安财经学院 经济学院，陕西 西安 710100）

在“互联网+”深度融合和刚性环境规制约束的经济发展新常态下，文章将信息化水平、环境规制引入经典生产函数，研究了中国制造业的空间集聚程度及其影响因素。基于2006-2015年的面板数据，运用改进的区位商指数模型，从理论分析和实证研究两个方面研究了信息化水平、环境规制强度对中国制造业空间集聚水平的影响效应。研究结果表明：中国制造业空间集聚程度与信息化水平呈显著正相关关系，与环境规制强度呈负相关关系且存在边际效用递减。基于此，提出通过不断加强信息化水平建设优化制造业聚集格局，并对制造业过度集聚的地区施行环境规制的政策建议。

制造业；空间集聚；信息化；环境规制；区位商指数

一、引 言

随着我国制造业的飞速发展，制造业空间集聚作用日益凸显并逐渐被人们认识。工业是一个国家的立国之本，制造业更是重中之重。随着“中国制造2025”的提出，制造业已成为学术界关注的热点。我国正处于制造业发展的转型期，其下行压力仍然存在，为此中央提出了“三去一降一补”，其中的“去产能”和“降成本”是今后制造业工作的重中之重。由于空间集聚的正外部效应有助于降低企业成本、改善资源错配、促进区域创新、加快企业转型升级［1-3］，而制造业过度集聚又会带来环境污染、大城市病等问题。因此研究制造业空间集聚的形成机理与影响因素显得尤为重要。集聚这一概念，最早由Marshall（1961）［4］提出，Mashall认为集聚是一种具有“外部规模经济”，具体表现为劳动市场共享、专业性附属行业的创造与发展以及技术溢出的一种生产集中于一定地域或地点的现象。Porter（1990）（1998）［5-6］在Mashall集聚理论的基础上，从产业链的角度界定了集聚理论，认为集聚包括具有关联性的、存在竞争关系的实体经济集群，这些实体为了提高生产效率、增强创新能力、降低进入风险，选择了在空间上集聚在一起展开生产作业的形式。

二、文献综述

国内外大量文献对制造业空间集聚现象的研究颇为丰硕。与本文相关的研究主要分为两个方面：一方面文献是关于制造业空间集聚指数设计与创新问题的研究。早期，赫芬达尔-赫希曼指数基于SCP理论，可以从微观上一定程度的衡量某区域的产业集聚程度。Hoover（1935）［7］对洛伦兹曲线改进，设计出了区位基尼系数并用来衡量聚集度，该系数已成为常用指标之一。Krugman（1991）［8］在基尼系数的基础上创造了空间基尼系数，并计算了美国三位数制造业的空间聚集度。Ellison 和Glaeser（1997）［9］将赫芬达尔-赫希曼指数和空间基尼系数结合，弥补了前有指标在测度集聚上存在产业和区位不能有机融合的不足，并对美国制造业进行了测度。Duranton（2005）［10］、Marcon（2010）［11］以及Scholl（2011）［12］分别提出了DO指数、M函数等更先进的聚集测度指标。但是这些指标均需要企业微观数据，由于我国在微观数据获取上存在较大难度，因此文伟东（2014）［13］、杨洪焦（2008）［14］对Ellison-Glaeser指数进行特殊界定，并计算了我国制造业空间集聚度。罗胤晨（2014）［15］采用区位基尼系数和空间基尼系数综合研究了我国制造业格局及其演变趋势。张树俊（2015）［16］、钟卫华（2016）［17］从产业升级和技术创新角度研究了我国制造业集聚水平。

另一方面文献是针对制造业空间集聚度影响因素问题的研究。Kim（1995）［18］研究发现美国 1880-1987年间制造业空间集聚与规模经济和资源密集度相关。Amiti（1998）［19］研究发现欧洲 5 国 1967-1989年制造业集聚程度与规模经济、中间产品密集度正相关，与要素密集度的相关性不显著。Brulhart（1998）［20］研究发现9个欧洲国家1989年制造业空间集聚与规模经济、前后向联系、要素密集度均是高度相关的。Hanson（1997）［21］采用Krugman模型以及美国制造业数据，发现地区工资水平与制造业集聚程度呈负相关关系。文玫（2014）［22］采用空间基尼系数对中国自改革开放以来工业空间集聚度进行了测量，得出了中国制造业向更少的几个临近区域集中的结论，意味着中国制造业在空间区域集聚程度上存在差异的现象。赵瑾璐、朱文哲（2016）［23］研究了汽车制造业的聚集程度及其影响因素，指出依靠调节市场杠杆、合理的调控政策、改善基础设施和交通条件有助于政府对制造业集聚进行调整。可见，研究制造业空间集聚及其影响因素有利于优化我国制造业整体布局，有利于促进各地区制造业长足的发展，为“去产能”和“降成本”提供坚实保障，为我国工业转型升级打好稳定基础。

在现有文献基础之上，本文主要从以下几个方面进行拓展研究：第一，鉴于区位商指数在测度小范围地理面积空间集聚度上容易产生偏倚问题，本文采用改进的区位商方法对制造业空间集聚进行测度。第二，随着信息化与企业化深度融合，尤其是近年来“互联网+”的提出，以及生态资源环境问题日益恶化的现实，迫使实体经济必须做出强有力的决策回应，文章将信息化、环境规制两个要素引入道格拉斯生产函数理论分析了信息化水平、环境规制强度与制造业空间集聚的作用机理。第三，本文采用省级面板数据，通过建立个体固定效应模型，实证研究信息化水平、环境规制强度及其边际效用对我国制造业空间集聚程度的影响。

三、理论分析

由于集聚反映的是经济活动在单位空间内的集中程度［24］，采用区位熵指数测度制造业空间集聚程度时，虽然该指标计算简单，但在测度较小地理单元面积的空间集聚时，区位熵指标往往会产生空间偏倚［25］，单位面积上承载的制造业经济活动量被认为是测度空间集聚的良好指标［26］。基于此思路，本文对区位熵指数进一步改进，利用1%地理面积上制造业劳动力投入密度作为制造业空间集聚的指标，年份用下标t表示，省级区域用下标i表示。其公式为：

其中，Ait表示制造业全要素生产率，Kit表示制造业企业资本存量，Nit表示制造业企业劳动投入。在上述假定下，制造业企业以利润最大化为目标，即

其中，Ai表示i省地理面积，A表示我国地理面积。

制造业集聚，实际上是基于制造业企业利润最大化为目标的空间选址结果，因此本文假定i地区t时期某个竞争性的制造业企业生产函数符合柯布-道格拉斯生产函数：

其中，pitK表示资本价格，pitN表示劳动力工资水平。制造业企业最优化其行为，保证资本投入量的边际产出等于资本价格，劳动投入量的边际产出等于劳动力工资水平，则有：

以上两式相除并在等号两边取对数重新整理为：

假设t年制造业全国资本总量Kt与制造业全国劳动投入量 Nt成比例 θt，则有：

其中，logθt总可以表示成 logrit和 logwit的线性组合，记为logθt=μlogrit-νlogwit代入（7）式，可得：

结合（1）式，（8）式两边同时加上式log（Kit/Kt）-log（Ait/At），进一步化简为：

首先，在制造业投资研究中，彭红枫（2011）［27］指出随着我国制造业技术的成熟，2001年以后外商直接投资对制造业资本存在挤入效应，即国内制造业资本存量随着外商直接投资的增加而增加，所以外商直接投资与制造业资本存量呈正相关关系。同时，在制造业空间集聚的研究上，赵伟（2007）［28］通过实证分析得出外商直接投资对我国制造业空间集聚度呈正相关关系。其次，在制造业资本存量研究中，杨万平等（2015）［29］研究发现市场潜能、自然禀赋越高越有利于投资，因而制造业资本存量也越高。因而市场潜能、自然禀赋与国内制造业资本投资存量呈正相关关系。同时，在制造业空间集聚的研究上，孙军（2009）［30］指出市场潜能、自然环境禀赋与制造业空间集聚均呈正相关关系。可见制造业资本存量以及制造业空间集聚程度均与外商直接投资呈正相关、与市场潜能呈正相关、与自然禀赋呈正相关。

依据以上类比方法，在制造业投资研究中，黄政（2014）［31］指出信息透明化能减少信息不对称，有助于制造业投资，从而增加制造业资本存量，经实证检验信息化水平与制造业资本投资呈显著正相关关系。那么，在制造业空间集聚的研究中，信息化透明度是否与制造业空间集聚程度正相关？在制造业投资研究中，唐国平（2013）［32］指出区域环境规制强度与企业投资呈倒“U”型关系，环境规制使得区域环境污染减少，能够吸引投资，从而制造业资本存量增加，然而过于强烈的环境规制使得制造业企业排污成本剧增，投资减少，制造业资本存量减少。因而环境规制强度与制造业资本投资存在“倒门槛效应”。那么，在制造业空间集聚的研究中，环境规制强度是否与制造业空间集聚程度呈倒“U”型关系？以上类比方法如图1所示。

图1 制造业投资与制造业空间集聚类比分析

图1中，“+”表示正相关关系，“-”表示负相关关系，“n”表示倒U型。通过以上类比分析，本文提出假设1、假设2。

假设1：区域信息化水平与制造业空间集聚度呈正相关关系；

假设2：环境污染程度与制造业空间集聚度呈倒“U”型关系。

根据以上分析（9）式具体化为：

其中，info为区域信息化水平，envireg为环境规制强度，本文以期探究info、envireg对制造业空间集聚程度是否有影响，故二者作为核心变量。pitK为资本价格，pitN为劳动力工资水平，fdi为外商直接投资，mp为市场潜能，endow为自然禀赋。pitK、pitN、fdi、mp、endow为控制变量，μ、ν、γ均为系数。

四、实证研究

（一）模型构建

为了体现环境规制强度对制造业集聚的倒“U”型关系，模型中加入环境规制强度的二次项，模型如下。

其中，X 为控制变量，包括 ln（pitK）、ln（pitN）、ln（fdi）、ln（mp）、ln（endow）。

（二）指标构建、数据收集与测算

本文核心变量为信息化水平、环境规制强度，采用复合指标来测度。信息化水平采用国家统计局统计科学研究所发布的升级版信息化发展指数（Im⁃proved IDICN简写为II）。该指标从五个方面分别支撑信息化发展指标体系，每个分类拥有2～3个指标。本文鉴于信息化现状以及数据可得性，对II指标体系中的指标稍做改进。原II指标以及改进后的信息化水平指标见表1和表2所列。

本文对表1基础设施指数中的电视机拥有率和计算机拥有率稍作改进，将二者合并成一个指标，即互联网宽带端口接入率，采用每百人互联网宽带接入端口数测度，改进理由是：一方面是如果电视机和计算机未接入有线电视或者互联网，二者同样不能作为传递信息的媒介。同时，随着近年来网络电视的兴起，多数电视机已具备接入互联网的功能。另一方面是电视机拥有率和计算机拥有率数据可得性较差，CEIC收录的中国经济数据库中分地区电视机拥有率以及计算机拥有率数据只统计到2012年。同时应用消费指数中的互联网普及率统计单位是户/百人，从使用者的角度来测算，与从设备角度来测算的互联网宽带接入端口数并不构成重复计算。

表1 信息化水平II指标

同时《中国信息化发展指数统计监测年度报告（2013）》中指出，可以采用第三产业从业人数、第三产业增加值以及R&D经费支出分别代替知识支撑指数中的信息产业从业人数、发展效果指数中的信息产业增加值和信息产业研发经费。则改进后的信息化水平II指标见表2所列。

表2 改进后信息化水平II总指数

环境规制强度借鉴王书斌（2015）的方法，分别从环境行政管制强度、环境监督强度、环境经济规制强度三个方面构建环境规制强度指标［33］，该指标体系见表3所列。

表3 环境规制强度总指数

在计算信息化水平II总指数以及环境规制强度总指数时，需要将各指标按30个省市进行标准化处理，消除各指标量纲。标准化方法由以下两种：

（2）对数标准化方法。如果各地区之间指标数值差别较大，则采用取对数的标准化计算方法，以尽力消除指标数据差别较大带来的不利影响，其计算公式为：

（1）一般标准化方法。如果各地区之间指数值分布均匀，则采用如下标准化方法：

以上两式中，Xi为指标值；Xmin为最小阈值；Xmax为最大阈值。

本文采用一般标准化方法计算计算信息化水平II总指数的各个指标以及环境规制强度总指数的各个指标。如果发现某个指标一般标准化结果大部分集中于区间［0，0.5］或者区间［0.5，1］时，采用对数标准化方法重新计算该指数。经计算发现，电话拥有率、每百万人发明专利申请量、信息产业增加值占比重、R&D研发经费占比重指数采用对数标准化方法要好于一般标准化方法。

据上述理论分析与指标构建，本文选用2006-2015年我国除西藏自治区外的30个省市自治区，不包括港澳台的经济数据。数据来源于《中国城市统计年鉴》、《国家统计年鉴》、《中国环境年鉴》、《第三产业统计年鉴》（2007-2016）；核心变量以及控制变量符号及其测算方法见表4所列。

表4 变量符号及其测度方法

市场潜能测度（mp），借鉴Harris（1954）［34］的度量方法，采用与省毗邻省购买力加权平均和来表示，具体公式如下：

其中mpi表示第i各省市场潜能，Yj表示与i省临近的第j个省生产总值。dji表示i省与j省级的距离，本文采用i省省会城市与j省省会城市之间的铁路距离来表示，其中海南省省会海口市到其临近省会城市没有铁路，故dji取无穷大。Yi表示i省生产总值。dii为i省的内部距离，具体公式如下：

Aj表示各省内陆地面积，π为圆周率取3.14。各变量的统计性描述见表5所列。

表5 各变量的统计性描述

（三）实证结果分析

基于前文模型构建以及变量的选取及其测度方法，对其进行实证分析。面板数据回归有固定效应模型（FE）、随机效应模型（RE）以及混合效应模型（ME）。由于FE假设随机扰动项与模型外生变量之间相关，更符合一般情况，因而采用FE模型。FE又分为个体固定效应模型、时点固定效应模型、时点个体固定效应模型。由于本文要对我国单个省市自治区2006年到2014年数据进行回归，而不需要对单个年份30个省市自治区数据进行回归。因此采用个体固定效应模型进行回归分析。采用stata12.0软件回归结果见表6所列。

表6 我国制造业空间集聚影响因素回归结果

由表6可知，信息化水平与制造业空间集聚度之间呈正相关关系，但具有较低的显著性水平，这可能与我国信息化建设还处于起步期阶段有关，假设1成立。信息化水平变化1个百分点，制造业空间集聚程度变化0.310个百分点。环境规制强度与制造业空间集聚度呈负相关且边际效用递减的关系且统计结果显著，即倒“U”型的右半部分。虽然不能说明假设2是否成立，但是至少可以确定环境规制强度与制造业空间集聚度呈负相关且边际效用递减的关系［35］。

五、结论与启示

本文运用改进区位商指数作为测度制造业空间集聚程度的指标，采用2006-2015年区域相关面板数据研究了信息化水平、环境规制强度与制造业空间集聚度的关系，得出结论主要如下：

首先，我国制造业空间集聚度与信息化水平呈正相关关系、与环境规制强度呈负相关且边际效用递减的关系。其次，就两个核心变量来看，我国制造业空间集聚度与环境规制强度相关性最大，可见我国制造业企业排污多，并没有实现清洁生产；与信息化水平的相关性次之，可见我国制造业信息化假设初现端倪。再次，我国制造业空间集聚度与市场潜能相关性较大，可见我国制造业集聚总体上呈市场导向型；外商直接投资与制造业空间集聚呈正相关关系，外商直接投资对我国制造业仍具促进作用。

为了控制我国制造业集聚水平在合理区间内，根据以上结论提出如下政策建议：

（1）不断提高信息化水平，借助“互联网+”的契机，让制造业信息化向速度更快、成本更低、安全性更高的信息网络发展，加快大数据、云计算、物联网在制造业中的应用，使得制造业走向高效、安全的信息化道路，以新技术、新业态、新模式形成制造业集聚。

（2）对制造业企业过度集聚而导致环境污染严重、大城市病不断的地区施行环境规制政策。一方面，要全面推进制造业企业污染源治理，开展重点行业污染治理专项行动，对制造业重点污染源施行人员重点巡视和24小时网络在线监测。另一方面，加强环境执法和监督问责，环境规制强度视制造业集聚造成环境污染程度而定，对破坏环境的行为必须依法惩治；对执法不力、纵容姑息而造成的环境污染必须问责。

（3）在“一带一路”战略背景下，不断推进以市场化为中心改革的同时，加大外资引进力度，优化外商投资环境，在法定权限范围内，地方政府可以出台招商引资优惠政策。引进国外具有竞争力企业，尤其是已经发展成熟的大中型制造业企业，不失为一种明智的选择。

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Abstract:In the"Internet plus"deep integration and rigid constraints of environmental regulation of economic development under the new norm,this paper introduces the informatization level and the environmental regulation into the classical production function,and stud⁃ies Chinese manufacturing spatial agglomeration and its influencing factors.Based on the 2006-2015 panel data,applying the improved lo⁃cation quotient index mode,the paper studies the impacts of the level of informatization and the strength of environmental regulation on the level of Chinese manufacturing spatial agglomeration from both the theoretical analysis and the empirical test.The results show that the spatial agglomeration degree of Chinese manufacturing industry is significantly positively related to the level of informatization,and negatively related to the strength of environmental regulation,and there is diminishing marginal utility.Accordingly,the paper puts for⁃ward policy recommendations on continuously improving the informatization level to optimize manufacturing agglomeration pattern,and im⁃plementing environmental regulation on the excessive agglomeration of manufacturing sector.

Keywords:manufacturing industry;spatial agglomeration;informatization;environmental regulation;LQ index

［责任编辑：张 兵］

Informatization,Environmental Regulation and Spatial Agglomeration of Manufacturing Industry

ZHONG Wei-zhou1,WU Qiong1,ZHANG Yue-sheng2,CUI Min3

(1.School of Economics and Finance,Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710061,China;2.School of Management,Xinxiang University,Xinxiang 453003,China;3.School of Economics,Xi'an University of Finance and Economics,Xi’an 710100,China)

F262；F407

A

1007-5097（2017）09-0098-06

10.3969/j.issn.1007-5097.2017.09.013

2017-05-23

国家发展和改革委员会招标项目（XBS15-04；XBS16-18）；西安市计划发展委员会招标项目（XASJW11-56）

仲伟周（1968-），男，江苏连云港人，教授，博士生导师，研究方向：产业经济，产业组织，能源经济；吴 穹（1988-），男，江苏南京人，博士研究生，研究方向：产业经济，产业组织；张跃胜（1973-），男，河南延津人，教授，博士，通讯作者，研究方向：可持续发展，区域经济；崔 敏（1983-），女，陕西咸阳人，讲师，博士研究生，研究方向：产业经济。