环境规制对长江经济带绿色创新效率的影响研究——基于外商直接投资的中介效应检验

范 斐，张雪蓉，连 欢

(1.武汉大学区域与城乡发展研究院，2.武汉大学中国中部发展研究院，湖北武汉 430072)

绿色技术创新因为能够有效降低环境污染排放、节约能源资源，成为有效解决当前资源环境问题，推动中国经济可持续发展的关键［1］。而绿色创新效率作为衡量区域绿色创新发展水平的重要指标，代表单位科技创新投入对科技创新产出的贡献程度，是科技创新质量的绿色化指数［2］。长期以来，环境资源的公共性和生态破坏的外部性使得单纯依靠市场机制来解决经济可持续发展问题变得十分困难［3-4］，绿色创新效率独具的创新知识溢出正外部性和环境负外部性特征，导致单纯靠区域创新资源自主配置收效甚微，因此，实施合理有效的环境规制政策，通过环境规制弥补绿色技术创新双重外部性和提高绿色创新效率，越来越成为解决生态环境问题、实现工业绿色转型的有效手段［5-6］。

环境规制对创新的影响研究，目前主要存在两种既相互关联又相互对立的观点，一种是“制约假说”，认为企业技术创新会受到环境规制的制约［7］，即企业为实现社会收益而采取的环境规制政策会间接导致企业生产运营成本增加［8］。另一种与“制约假说”相对立的观点是“波特假说”［9］，即适当的环境管制可能在短期内增加成本，但它能在长期内刺激企业进行技术创新，使企业的生产成本下降、产品质量得到提高，从而企业就会具备较大的竞争优势。通过对相关文献的梳理可以发现，关于环境规制与创新的研究，主要是围绕环境规制的内涵及种类、环境规制和企业创新之间的关系、环境规制促进企业创新的条件、环境规制下企业创新行为的选择来进行探讨［10-12］，在计量方法上主要是以下两种，一种是大部分文献认为两者之间是线性关系，环境规制促进技术创新或者抑制技术创新。还有小部分文献是从非线性的角度考虑的，运用门槛模型或者将环境规制二次项纳入到模型之中［13-14］，从而得出环境规制对技术创新造成的不同影响。这些研究大多以企业为研究对象，从微观视角探讨环境规制和技术创新的关系，较少从空间的宏观视角探索政府环境规制对于城市绿色技术创新的影响作用。在知识经济大背景之下，城市作为国家创新系统的空间载体地位日益突出［15-16］，那么环境规制对于城市绿色创新效率会造成怎样的影响？环境规制强度的不同是否会对城市绿色创新效率的作用方向发生改变？这些问题都值得进一步研究与探讨。

污染避难所假说认为，环境标准相对宽松的国家会促进部分污染产业或企业从环境标准相对较高的国家流入，从而导致这些国家环境污染型产业的发展，并最终使成为污染避难所［17］。由于国家和地区间产业梯度与势能的差异，国际贸易的自由流动必然将导致环境污染型产业不断从发达国家向发展中国家转移。中国相对于发达国家而言环境规制程度较低，因此一些研究也将中国设定为发达国家污染企业的避难所，进一步讨论中国区域环境规制的异质性对于企业迁入的影响［18］。例如，Bu 等［19］研究了美国跨国公司在中国不同省份间选址时，遵循竞次还是竞优原则问题。而另一方面，地方政府经常受到GDP 锦标赛的压力，为了吸引更多的外商直接投资（FDI）发展经济而降低环境规制标准，在这个过程中，FDI 在环境规制对城市绿色创新效率的影响中是否具有中介作用？这种中介作用是促进还是抑制了环境规制对城市绿色创新效率的影响作用？因此，本研究基于考虑非期望产出的SBM模型，在测度2004—2018年长江经济带102个沿线城市绿色创新效率的基础上，加入FDI 这一中介变量，构建“环境规制—外商直接投资—城市绿色创新”的中介效应检验模型，研究环境规制对城市绿色创新效率影响的传导路径，并基于门槛回归模型，综合考察环境规制在不同FDI 发展水平下对长江经济带沿线城市绿色创新效率的影响机制。

1 模型与数据来源

1.1 考虑非期望产出的SBM模型

借鉴Tone［20］构造的效率评价模型（Slack-based Measure，SBM），该模型对忽略松弛变量、随机误差项和外部环境对效率影响问题的传统DEA模型进行了改进，使得创新活动中产生的非期望产出问题得到了很好的解决，同时实现了有效决策单位效率大小的区分。其数学表达式为：

1.2 中介效应模型

借鉴温忠麟等［21］归纳的中介效应模型，采用层级回归分析的方法，分别建立环境规制对绿色创新效率、环境规制对外商直接投资、环境规制和外商直接投资对绿色创新效率的回归模型，具体如下所示：

1.3 门槛效应模型

为进一步探讨长江经济带环境规制、FDI 与城市绿色创新效率的非线性作用机制，即验证环境规制与城市绿色创新效率之间是否存在基于FDI 的门槛效应，本文借鉴Hansen［22］提出的非线性面板门槛模型，首先设定传统的单一门槛回归模型：

式（6）和式（7）仅仅假设存在一个门槛，但是有可能会存在两个及两个以上门槛，限于篇幅原因，二重及二重以上门槛检验本文不再赘述。

1.4 指标说明

本文的被解释变量是城市绿色创新效率，绿色低碳视角下的城市创新效率可以从创新投入、期望产出、非期望产出3个方面测度［23］。创新投入是进行科技创新活动的基础和前提，借鉴已有研究［24-25］，选取科学研究、技术服务人员数/万人、地方财政科学技术支出/万元、固定资产投资/万元和互联网宽带接入户数/万户等指标分别代表创新活动投入指标；选取检索科研论文总数/篇、检索三大专利申请数/件代表科技创新过程中的期望产出；选取工业废水排放量/万t、工业烟（粉）尘排放量/t、工业二氧化硫排放量/t 等指标代表绿色低碳生活背景下创新活动的非期望产出。

核心解释变量是环境规制，借鉴黄建欢等［26］、李玲等［27］的指标构建方法，基于工业二氧化硫去除率、生活污水处理率和工业固体废弃物综合利用率3个指标，应用熵值法构建综合指数表征环境规制强度，指数越大（小）意味着污染物排放越少（多）。用FDI 集聚表征中介变量，使用外商直接投资总额/万美元的对数来衡量。城市绿色创新效率的高低受城市发展情况、科技政策以及创新氛围等因素的影响，因此选取第二产业占GDP 的比重、人均GDP/万元、教育支出/亿元、社会消费品零售总额/亿元、就业人数/万人、人均道路面积/m2 等作为控制变量。

1.5 数据来源及处理

基于数据的可得性和连续性，将长江经济带108个城市中数据严重缺失的（包括宣城市、娄底市、资阳市、安顺市、临沧市、赣州市、毕节市、铜仁市）剔除，最终得到102个城市2004—2018年的数据，期望产出中科技论文的检索数量（篇）由中文和英文论文组成，中文论文数量来源于中国知网（CNKI），英文论文数量来源于Web of Science（WOS），三大专利申请数（件）根据《中国专利全文数据库（知网版）》检索得到，其中少数指标数据缺失值采用直线插值法补全，其余指标数据来源于《中国城市统计年鉴》（2005—2019年）。

2 实证结果及分析

2.1 长江经济带各城市绿色创新效率

利用Max-DEA 软件测度2004—2018年长江经济带102个城市的绿色创新效率，将长江经济带102个城市的绿色创新效率的取值范围按照四等位划分为4个等距离的区间，第一区间为（0.75，1］、第二区间为（0.5，0.75］、第三区间为（0.25，0.5］、第四区间为（0，0.25］，绘制2004年与2018年长江经济带的城市绿色创新效率空间分布表（表1）。

表1 2004年与2018年长江经济带的城市绿色创新效率空间分布表

在时间维度上，长江经济带平均城市绿色创新效率由2004年的0.441上升到2018年的0.522，相较于研究基期来说，平均绿色创新效率增加了18.449%。从表1 可以看出，从2004 到2018年，位于第一区间的城市个数由2004年的11个增加到2018年的22个，位于第二区间和第三区间的城市个数基本没有变化，处于第四区间的城市个数有了显著地减少，由2004年的17个城市减少到2018年的8个城市。在研究期间，长江经济带的绿色创新效率整体上有所提高，但是第一区间内城市占比依然较小，仅占全部所研究样本的20.588%，第三区间的城市个数占据较大比例，绿色创新效率依然很低，这在一定程度上也说明，长江经济带创新驱动战略虽然初见成效，但大多数城市的绿色创新效率有待于进一步的提升。

根据各城市所属的省、市、区，将长江经济带9 省2 市划分为长江上游（包括重庆市、四川省、贵州省、云南省，共计28个地级市）、长江中游（包括江西省、湖北省、湖南省，共计34个地级市）、长江下游（包括上海市、浙江省、江苏省、安徽省，共计40个地级市）三大区域，并计算三大区域城市的平均绿色创新效率。在空间维度上，长江经济带绿色创新效率表现出较强的空间非均衡性。长江上游的平均绿色创新效率由研究基期的0.482 变为研究末期的0.481，长江中游的平均绿色创新效率研究基期与研究末期基本维持在0.395，长江下游的平均绿色创新效率由研究基期的0.450 增长为研究末期的0.659，长江上游和长江中游平均绿色创新效率基本保持动态平衡，长江下游的平均绿色创新效率有了很显著地提升，相较于研究基期，增长了大约46.23%。在研究基期，较低绿色创新效率城市广泛分布于长江上、中、下游地区，较高绿色创新效率城市主要分布在长江中游地区，到了研究末期，较低绿色创新效率城市主要分布在长江上游和长江中游地区，较高绿色创新效率城市主要集中于长江下游地区。

2.2 中介效应结果及分析

首先对模型进行了Hausman 显著性检验，结果表明拒绝原假设，因此选择固定效应模型进行分析，计量模型面板数据回归分析的估计结果如表2所示。

表2 中介效应回归结果

表2 （续）

从模型（1）回归结果可知：环境规制的系数为0.038>0，在10%的显著性水平上通过检验，充分说明环境规制力度加强能够显著地促进长江经济带沿线城市绿色创新效率，长江经济带各城市地环境规制力度越强，则越有利于该城市进行绿色创新。模型（2）中，代表长江经济带沿线各城市FDI 作为被解释变量，此时环境规制的系数为－0.219<0，在10%的显著性水平上通过检验，能够在一定程度上说明环境规制力度的加强在一定程度上会抑制长江经济带FDI 的流入。最后，将环境规制、FDI 同时作为解释变量放入模型（3）中对长江经济带沿线城市绿色创新效率进行回归，前者的系数是0.036，依然显著为正，并且在10%的水平上通过显著性检验，后者的系数为-0.011，仍然显著为负，并且在5%的水平上通过显著性检验。与模型（1）相比，此时环境规制的系数有所降低。这是因为：模型（1）中系数α1是环境规制对城市绿色创新效率作用的总效应，不仅包含了环境规制对城市绿色创新效率的直接效应，也包含它通过中介变量——FDI 对沿线城市绿色创新效率的间接效应，而模型（3）中由于加入了FDI，此时环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率的影响部分被FDI 所表现，因此导致模型（3）中环境规制的系数大小有所下降。依照温忠麟等归纳的中介效应检验方法得出：FDI 在长江经济带沿线城市环境规制和城市绿色创新效率的关系中发挥了显著的部分中介作用。

使用公式β1×δ2和β1×δ2/（δ1+β1×δ2）来计算中介效应的大小和强度，以探究环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率的影响多大程度是通过FDI 集聚所反映。其中β1×δ2反映间接影响长江经济带沿线城市绿色创新效率的边际大小，计算结果为0.002 4。即环境规制力度每增加1个单位，将引起FDI 集聚降低0.219个单位，进而导致长江经济带沿线城市绿色创新效率增加0.002 4个单位；而β1×δ2/（δ1+β1×δ2）代表了总效应中间接效应的比例，它反映了中介效应的强度，计算结果是6.27%。说明环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率的促进作用中有6.27%的部分是通过限制FDI 流入来实现的。

2.3 门槛效应检验

利用Stata13 软件对核心解释变量进行检验，其中抽样方法为“Bootstrap”方法，Bootstrap 次数为300 次。门槛的检验与估计结果，具体如表3 所示：

表3 门槛的检验与估计结果

由表3 可知，FDI 门槛变量分别在1%、1%和10%的显著性水平下通过检验，但是三门槛的门槛变量与其他门槛共线，不符合要求，被剔除，因此判断以FDI 为门槛变量存在两个门槛值，说明环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率的影响存在基于FDI 的显著双门槛效应。

由表4 的估计结果可知，环境规制在不同的FDI 发展水平下对长江经济带沿线城市绿色创新的影响存在显著的双门槛效应，当外商直接投资总额在第一门槛值8.293（即外商直接投资小于3 995.804万美元）以下时，环境规制对城市绿色创新效率的弹性系数为0.126，这可能是因为，在经济发展初期，外商直接投资规模较小，FDI 主要是通过技术溢出效应促进长江经济带沿线城市技术水平的提升，这在一定程度上抑制了长江经济带的环境污染；当外商直接投资总额在第一门槛值8.293 和第二门槛值11.695 之间（即外商直接投资处于3 995.804 万美元～119 970.361 万美元之间）时，环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率的作用方向发生改变，弹性系数变为－0.063，这可能是因为，长江经济带沿江地区为了促进经济的发展，大规模引进外资，降低环境规制标准，从而吸引了较多的高污染行业，特别是长江中上游地区引进的外资主要集中于技术相对落后的中低端行业，不利于技术转化，进而抑制了长江经济带城市的绿色创新效率；当外商直接投资总额超过第二门槛11.695（即外商直接投资大于119 970.361 万美元）时，环境规制对长江经济带城市绿色创新效率的作用方向又由负转正，弹性系数为0.054，这可能是因为随着长江经济带经济发展水平的不断提升，为了保持经济发展和环境保护的动态平衡，长江经济带沿线地区出台了一系列的措施限制一部分污染型行业外资的流入，在外资引进上更倾向于引进那些科技含量、技术水平俱佳的高质量外资，这有效地促进了长江经济带各城市的绿色创新效率。

表4 门槛模型回归结果

3 结论

本文利用考虑非期望产出的SBM模型测算了2004—2018年长江经济带102个城市的绿色创新效率，以直接利用外资总额为切入点，构建了“环境规制—FDI—绿色创新效率”的中介效应检验模型，讨论了FDI 在环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率影响机制中的中介效应，并探究了在不同FDI 投资区间内，环境规制对长江经济带沿线城市绿色创新效率造成的不同影响，主要结论如下：

（1）研究期内，长江经济带平均城市绿色创新效率逐步上升到研究末期的0.522，整体虽然有所进步，但沿江大多数城市的绿色创新效率有待于进一步的提升。长江经济带102个城市的绿色创新效率存在较大的空间非均衡性，长江上游和长江中游的平均绿色创新效率基本保持稳定，长江下游的平均绿色创新效率呈现出不断上升的趋势。较低绿色创新效率城市主要分布在长江上游和长江中游，较高绿色创新效率城市主要集中于长江下游地区。这可能是因为长江下游地区更靠近东部沿海地区，其地理区位、人才和资金各方面优于长江上游和中游，使长江下游的综合实力更雄厚，从而促使了长江下游的绿色创新效率高于长江上中游地区。

（2）根据中介效应模型层级回归结果，环境规制综合指数对长江经济带各城市绿色创新效率具有显著的促进作用。说明地方政府加强环境规制力度能够促进长江经济带城市绿色创新效率，这一结果说明生态环境保护与城市创新能够达到双赢状态，在一定程度上证明了“波特假说”在中国城市层面的适用性。中介效应检验结果表明：FDI 在长江经济带环境规制和城市绿色创新的关系中发挥显著的部分中介作用，即环境规制对城市绿色创新的部分影响是通过抑制一部分污染型行业外资的流入来实现长江经济带绿色创新效率的提高。

（3）门槛模型的验证结果显示，环境规制对于长江经济带城市的绿色创新具有基于FDI 的双门槛特征，在第一个门槛值拐点8.293 前后，环境规制对城市绿色创新的作用由正向促进变为负向抑制，而在第二个门槛值拐点11.695 前后，环境规制对城市绿色创新的作用方向由负变正。这说明外商直接投资规模的不同，会影响长江经济带沿线城市的绿色创新效率，因此，可以根据环境规制在不同FDI 区间内对城市绿色创新效率的作用方向不同，针对沿江城市不同的资源禀赋和环境条件，出台更具有针对性的吸引外资措施，促进城市绿色创新效率的稳步提升，通过绿色发展与创新发展的深度融合，探究促进长江经济带高质量发展的新路径。