产业结构升级是否改善了损益偏离——基于中国地级市的经验证据

赵景瑞 孙慧 原伟鹏

(1.新疆大学 新疆创新管理研究中心 经济与管理学院，新疆 乌鲁木齐 830046)

一、引言

作为国民经济的支柱产业，工业是我国实体经济增长的主要来源。工业部门创造的经济价值占GDP的30%以上，但是能源消耗量占到总量的65%[1]。工业生产同时还是我国最大的污染来源，其中，工业废水排放量占全国废水排放总量的30%，二氧化硫排放量占到全国二氧化硫排放总量的80%[2]。以高投入、高消耗、高排放为主要特征的工业发展模式在实现中国经济高速发展目标的同时，也在逐步触及环境承载能力的底线。《“十三五”生态环境保护规划》指出，我国化学需氧量、二氧化硫等主要污染物排放量仍然处于2000万吨左右的高位，环境承载能力超过或接近上限，78.4%的城市空气质量未达标，部分地区冬季重污染频发，生态环境已成为全面建成小康社会突出的短板[3]。

随着中国经济发展逐步进入后工业化时代，实现工业发展质量的提升与环境绩效改善的双目标“共赢”已成为共识。在当前倡导绿色高质量发展的大背景下，工业经济要想实现绿色、协调、可持续发展就必须处理好经济增长和环境绩效之间的关系。针对目前中国工业发展过程中面临的环境成本和经济收益长期偏离的现象，即工业生产创造的经济收益与环境成本之间不匹配的问题，本文通过构建损益偏离指标对这一现象展开测度评价，并积极探索产业结构转型是否有助于改善城市工业生产中的损益偏离现象。本研究有助于明确未来经济高质量发展的方向，对中国实现经济与环境协调发展和区域包容性绿色增长也具有一定意义。

二、文献综述

工业生产中经济产出与环境污染之间的关系问题，一直以来都是资源与环境经济学领域重点关注的话题。与本文主要内容密切相关的研究主要包括两个方面。其一是工业生产中环境成本与经济收益不对等的问题，其中的重要分支之一为实证检验包含环境要素在内的中国各地区的工业生产效率(或称之为绿色全要素生产率)，数据包络模型(DEA)是此类研究所使用的主要方法。这些研究背后的经济逻辑是，如果生产效率存在改善的空间，那么就可以通过提高生产效率让中国经济在不增加任何投入成本的情况下，同时实现经济发展与环境绩效的“双赢”[4]。现有研究分别从省级[5-6]、市级[7-8]、行业[9-10]等层面对中国工业生产环境效率的时空分异特征进行了刻画。结果表明：中国工业生产的环境效率整体水平不高且区域间存在显著差异，区域特征表现为“中部最高、东部次之、西部最低”[11]，客观反映出中国区域间经济收益与环境成本之间不匹配的问题。国际层面对于经济收益与环境成本偏离问题的研究开展得更早，相关研究也更为深入。有关“污染避难所”的研究从国际层面反映了工业生产，特别是跨境链条式分工生产中环境成本与经济收益不匹配的问题。随着世界范围内对于碳排放的重视程度加深，将二氧化碳的排放作为环境议题之一纳入到该研究框架内，碳转移同样可以视作一种环境成本。从碳排放的产出数量与经济收益的角度来看，中国的碳减排成本与经济收益同样存在不匹配的问题。中国进出口贸易隐含碳排放整体呈上升趋势，贸易隐含碳平衡指标始终表现为赤字[12]。从环境公平的角度来看，中国无疑是受害更为严重的一方。

如何提高工业生产技术效率，降低单位产出的环境成本同样是相关研究领域内的热点话题。现有研究普遍认为，既往粗放式增长的经济模式正在成为制约中国实现可持续发展目标的重要影响因素。改变第二产业在国民经济中的地位，增加服务业在国民经济结构中的比重，将产业结构升级作为经济结构调整的重要任务，是转变经济增长方式、破解当前遇到的环境问题的主要途径[13]。Feng等(2019)[14]的研究表明，区域间经济收益与环境成本的不对等问题可以归结为经济发展模式的差异，其中又以产业结构的地位最为重要。产业结构升级能够有效地改善当地产业布局结构，梯度式、多元化的产业结构有助于信息、劳动力市场和生产环节在不同企业间共享，降低企业的生产成本。此外，产业协同发展过程中不同行业之间的知识外溢同样有助于绿色全要素生产率的提升[15]。

总体来看，环境成本与经济收益不匹配的问题已经引起学术研究领域的关注，但是现有研究的视角集中建立在效率的基础上，对于环境成本与经济收益之间的环境不公平相关议题涉及并不深入。有别于现有研究，本文的边际贡献可能主要体现在两个方面：第一，从研究的视角来看，本文从工业生产达到理想的效率状态与经济运行的现实状态之间缺口的视角出发，将工业经济发展与环境保护放在同样重要的地位，结合数据包络分析构建中国工业经济收益与环境成本之间的偏离指数，并探讨产业结构升级对损益偏离的影响及其内在作用机制；第二，从研究的方法来看，本文创新性地将最小二乘虚拟变量模型的思路引入结构方程模型，探讨多路径框架下产业结构升级对损益偏离的具体影响机制。

三、主要指标测度与模型构建

(一)损益偏离指标的构建

损益偏离现象本质上是损益均衡这一理想状态下的偏离，损益均衡的相关理念可以追溯到环境公平的相关学说。根据钟茂初和闫文娟(2012)[16]对环境公平相关研究的梳理，环境公平的内涵可以从以下四个方面加以阐释：各个群体从环境中获得的收益对等；各个群体在环境污染中承担的成本对等；各个群体从环境中获得收益和承担环境破坏的成本对等；从环境中得到收益和环境恶化的成本承担的主体一致。本文所要论述的损益偏离问题主要表现为对环境公平内涵中收益与成本对等原则的违背，即实际工业生产过程中经济收益与环境成本之间的不匹配现象。生产端环境与经济协调发展的理想状态是实现完全的损益均衡，即环境成本与经济收益均达到帕累托最优状态，损益均衡至少应当包含以下三层含义：第一，经济产出达到最优水平，即生产是效率的；第二，环境成本与经济收益之间实现最优配比，生产的负外部性应当尽可能小；第三，各个地区都能实现损益均衡的最优状态。

目前关于环境公平视角下经济收益与环境成本不对等问题的研究主要集中在碳排放公平性的测度上，基尼系数[17]、Theil指数[18]、变异系数[19]、阿特金森指数[20]等方法是该领域内研究的主要方法，通过借鉴各类不平等问题的测度方法并应用到减碳成本和经济收益不对等问题，对损益偏离现象进行了简单刻画。但是上述研究在表征损益偏离的概念时仍然存在不足：现有各种损益偏离测度方法均基于经济运行的现实量对损益偏离的刻画，没有指出要达到损益均衡状态下经济收益与环境成本的改进方向和数量；损益偏离的概念应当是对生产达到帕累托效率时损益均衡的偏离，是对经济运行最佳状态的偏离，而现有的测度指标仅仅是基于经济生产的现实运行状况，没有将经济效率考虑在内。

基于此，本文在数据包络分析的基础上构建了损益偏离指数。数据包络分析是一种基于被评价对象间相对比较的非参数技术效率分析方法，通过确定决策单元与前沿生产面之间的距离，计算最优经济产出与现实产出之间的效率。生产前沿面为既定投入下实现最大产出或者既定产出下实现最小投入。从产出的角度上，生产前沿面可以理解为当前技术条件下所能获得的最优产出，即达到经济生产效率的情况下包含期望产出(经济收益)最大与非期望产出(环境成本)最小时的产出。当被评价决策单元为弱有效或者相对无效时，需要对投入和产出进行必要的改进。无效的被评价决策单元在生产前沿面上的投影点即为其目标值，目标值表示为被评价决策单元实现强有效时的理想状态，而理想状态与现实状态之间产出缺口即为现实产出与最优产出之间的偏离量，根据偏离量的符号和大小即可确定从损益偏离到实现损益均衡所需要的改进量和方向。在对现有的数据包络模型进行系统比较后，本文基于混合距离函数的超效率产出导向的DEA方法对中国城市层面的全要素生产率进行刻画，其规划式可以表示如下。

s.t. Xλ≤xk

λ≥0，s+≥0，

结合本文的主要研究内容，在考察工业经济收益与环境产出偏离时，将工业经济总产值列为期望产出，将工业三废列为非期望产出。通过包含非期望产出的数据包络分析，可以得到经济收益偏离度与环境成本偏离度两个指标，分别用改进值占目标值之比表示。

其中，由于产出改进存在方向，经济收益的偏离度需要在计算的过程中添加负号以保证改进方向在经济意义上的正确性。包含非期望产出的数据包络模型将经济收益与环境成本共同列为产出，经济收益为工业生产带来的收益，而对于环境成本可以理解为对环境造成的损害或者环境治理成本，因此损益偏离度应当为经济收益偏离度与环境成本偏离度之和。

损益偏离度=经济成本+环境成本偏离度

在理想状态下，所有的被评价决策单元经济收益达到最大，环境成本最小，且所有的被评价决策单元均能够达到强有效，因此损益均衡状态下，损益偏离程度应当为0。但是经济运行的现实往往达不到生产的强有效，损益偏离指数越小，表明当地经济收益与环境成本之间越均衡。

计算损益偏离指数的相关数据来自《中国城市统计年鉴》与中经网数据库，为了保持数据的连续性，本文将考察期选择在2007-2016年。参考一般做法，将投入要素设定为劳动和资本。其中，资本数据参考单豪杰(2008)[21]的研究成果，采用永续盘存法，将计算出的城市规模以上工业企业的固定资本形成额作为资本投入指标。劳动数据主要用劳动报酬表示。在劳动力市场非完全竞争的情况下，劳动报酬支出可以较为准确地反映劳动力投入数量和质量的变化情况。在期望产出方面，本文选取规模以上工业总产值作为衡量工业生产的经济收益指标。在非期望产出方面，则选取了工业废水排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟尘排放量作为衡量工业生产活动所带来污染的指标。在剔除缺失值后，共保留城市样本271个。

(二)计量模型构建

作为揭示经济发展过程中产业结构变化的经验性学说，“克拉克定律”揭示了产业结构调整通常沿着第一产业、第二产业和第三产业的顺序进行演化，而库兹涅兹进一步阐明了产业演进的动力和结果，即产业结构升级的关键是资源从生产率较低的部门向生产率更高的部门转移，从而使一个经济体的资源配置效率不断提高，集中表现为全要素生产率的提高。回顾中国经济转型历程，基本遵循“库兹涅茨式”的产业结构演范式，产业结构调整优化构成了生产率增长的重要组成部分，对经济增长做出了显著贡献，这一贡献被学者们称之为“结构红利”[22]。为了检验产业结构升级是否能够有效地改善损益偏离现象，本文设计了如下实证模型。

lpdit=β0+β1isadit+β2Control+νi+νt+εit

其中，i代表城市，t表示年份。lpd表示损益偏离指数，具体结果由前文论述的计算方法得出。isad表示产业结构升级指数，Control表示控制变量，νi、νt分别表示个体和时间固定效应，εit为随机误差项。

产业结构高级化指数作为本文的核心解释变量，具体计算参考袁航和朱承亮(2018)[23]的做法，采用结构层次系数(isad)来刻画中国产业结构在数量上的演进。

其中，ym代表第m产业占地区生产总值的比重(m=1，2，3)，这一指标反映了三大产业由农业向工业并最终向第三产业转型的演进，体现了产业结构升级的方向和目的。isad越大，表明当地经济中二、三产业优势越明显，产业结构越高级。

在控制变量的选取方面，外资企业占比(fdi)选择城市当年工业总产值中外资企业占比加以衡量。研发投入(rd)则用当年一般公共预算支出中教育投入与科学技术投入的占比表示。规模以上工业企业产出(sio)表示单位工业企业的产出能力，该指标用规模以上工业企业工业总产值与当地规模以上工业数量之比表示。人均资本(hc)则用企业的资本存量与用工人数之比表示。本文所有的解释变量数据均来自于《中国城市统计年鉴》与中经网城市统计数据库。

四、实证分析

(一)基准回归分析

本文首先进行了全样本的基准回归，结果如表1所示。为了验证产业结构升级对损益偏离影响的稳定性，表1的列(1)-(2)分别选择仅保留核心解释变量和加入控制变量的固定效应模型对全样本进行分析。回归结果表明，在本文的考察期内，产业结构升级对损益偏离的系数通过1%显著性水平检验且为负，表明城市工业生产的损益偏离现象会随着产业结构倾向于第二、第三产业为主时而有所降低。产业结构升级的过程中，特别是第三产业发展，有助于资源在产业间实现重新配置，既往低效率、高污染的行业和企业因环境问题面临淘汰，多余的生产要素会向经济效率更高的行业和企业转移，提升区域经济效率的同时降低了环境污染。另一方面，技术升级是产业结构变迁的内在驱动因素，新技术的采用可以直接降低工业生产中的污染排放，同时提升工业生产的经济效率。因此，总体来看，产业结构升级有助于当地损益均衡的实现。

表1 基准回归结果

此外，模型中外资占比(fdi)的系数显著为正，说明外商资本在工业资本中所占的比例越高，越会抑制损益均衡的实现，很好地印证了“污染避难所”假说，尽管这种效应可能表现为隐性，即扩大了最优环境成本与现实环境成本之间的差异。人均资本(pc)的系数同样显著为正，表明企业内人均资本提升会加剧损益偏离现象，这可能是由于本文的考察期主要落在中国工业生产仍然处在由数量增长转向高质量发展的阶段，投资拉动型和粗放式增长的基本模式使得工业生产仍然以低效率和牺牲环境为代价。同时，规模以上工业企业产出(sio)的系数显著为负，这主要是由于单位企业工业生产具有明显的规模经济效应，大型企业技术积累、管理经验对经济产出的增加和负外部性的改善有显著的促进作用。最后，研发支出(rd)的系数同样为负，说明研发投入的增加能够有效提高当地工业发展的竞争力，从而实现经济效率的提升。

为了完整呈现产业结构升级对损益偏离的影响，在表1的列(3)和列(4)中分别加入了经济收益偏离(eclpd)和环境成本偏离(enlpd)作为被解释变量以求对产业结构升级与损益偏离之间的关系更加完整地呈现。结果表明，产业结构升级对经济收益偏离的回归系数为负且通过5%的显著性水平检验，表明产业结构升级会显著改善经济收益的偏离，降低工业生产中潜在的效率损失。产业结构升级与环境成本偏离同样呈现显著的负相关关系，表明产业结构升级能够弥合实际环境成本与最优环境成本之间的缺口，有助于损益均衡的实现。

(二)稳健性分析

为保证实证结果的稳健性，本文从指标选取、排除极端值和宏观政策影响三个方面考虑估计结果的稳健性问题。

1.替代变量

出于稳健性考虑，本文在参考相关文献的基础上使用多种方法重新构建产业结构升级指数，具体而言：参考干春晖等(2011)[24]的相关研究，根据“克拉克定律”，产业结构升级必然伴随着产业结构沿第一、第二、第三产业的方向演化，通过计算第三产业与第二产业之比可以得到产业升级指数(iu1)，将其作为产业结构升级的替代变量；袁航和朱承亮(2018)[23]基于泰尔指数构建了产业结构合理化水平(iu2)；最后，参考陶长琪和彭永樟(2017)[25]的研究，本文还在综合考虑了产业结构变迁与就业结构变迁的基础上基于Hamming贴近度模型测算了产业结构合理化水平(iu3)作为产业结构升级的替代变量，表2的列(1)-(3)分别报告了指标替换后的回归结果。结果表明，在使用上述三种指标替换基准回归中产业结构升级指标后，估计结果与基准实证结果基本一致，验证了本文结论的稳健性。

表2 稳健性检验

2.缩尾处理

为了降低极端值对回归结果的影响，本文对相关变量进行了5%的缩尾处理，并对模型进行重新估计。结果表明，在通过缩尾处理对样本重新构建后，核心解释变量的显著性水平和方向没有发生明显变化，再一次验证了基准回归结果的稳健性。

3.排除政策影响

2015年1月1日正式开始执行的新《环境保护法》被称为“史上最严环保法”，新《环境保护法》的实施抑制了高污染行业的资金投入[26-27]，为了排除政策变动的影响，本文在样本中剔除了2015年以后的数据，重新构建了样本。实证结果表明，在排除了政策性影响之后，本文的主要结论依然是稳健的。

(三)内生性问题

考虑到可能存在的遗漏变量或逆向因果所导致的内生性问题，本文借助寻找合适的工具变量，并借助两阶段最小二乘法对原实证结果进行再次验证。具体到工具变量的选择上，本文借鉴了刘伟等(2008)[28]的研究，认为产业高级化需要实现生产率较高的产业在经济结构中所占的份额提升，综合产业间比例变化和劳动生产率的双重视角，构建了产业结构升级的工具变量(lp)。同时参考余泳泽等(2020)[29]的研究，使用城市全球价值链嵌入程度(gvc)和加工贸易制造业出口技术复杂度(prody)作为城市产业结构升级的工具变量。具体估计结果如表3所示，Kleibergen-Paap rk LM和Kleibergen-Paap rk Wald F检验分别拒绝了工具变量不可识别和弱工具变量检验，证明了工具变量的合理性。同时，产业结构升级指数对损益偏离的影响仍然显著为负，说明在克服了模型的内生性问题后，产业结构升级对损益偏离的抑制作用仍然成立。

表3 内生性问题：工具变量估计

(四)异质性分析

前文分析结果表明，产业结构升级确实能够有效地改善中国城市工业生产中的损益偏离现象，但是也应该看到由于不同城市间经济基础、产业结构、地理区位、比较优势以及资源禀赋等不同使得中国不同城市发展水平和环境问题存在较大的差异性，各个城市所面临的损益偏离问题也有着自身的特点。因此，有必要针对中国不同城市类型下产业结构升级对损益偏离的影响展开分析，以便揭示更多异质性细节。本文从要素禀赋、城市规模以及空气环境质量三个方面探讨产业结构升级对损益偏离的异质性问题。

1.要素禀赋对损益偏离的影响

在经济进入新常态的大背景下，随着政府和公众对于环境问题愈发重视以及产业转型升级步伐加快，给长期依靠资源型产业作为经济发展支柱的资源型城市带来了巨大的冲击。为了考察资源型城市与非资源型城市对损益偏离的敏感性，依据国务院《关于印发全国资源型城市可持续发展规划(2013-2020年)的通知》(国发〔2013〕45号)，本文将城市区分为资源型城市与非资源型城市，分别探讨当地产业结构升级对损益偏离的影响。

结果如表4所示，从中可以看出，虽然资源型城市和非资源城市产业结构升级系数均显著为负，但是影响程度表现出明显的差异性：资源型城市产业结构升级对损益偏离的影响远高于非资源型城市。对于资源型城市而言，产业结构升级有助于当地摆脱对单一产业的过度依赖，改善资源型产业导致的以高污染、高能耗为特征的生产模式对生态环境的损害。多元化的产业组织也激发了当地的经济效率，竞争程度提高也有助于降低当地经济效率的损失。

表4 异质性分析1：基于资源城市的分组

进一步，参考资源型城市综合分类(2013年)，本文将资源型城市进一步分为成长型城市、成熟型城市、衰退型城市和再生型城市，并分别回归。结果表明，仅有成熟型城市的损益偏离现象能够使产业结构升级显著改善。这可能是由于对成熟型资源城市而言，随着资源型产业进入平稳发展期，当地已经具备一定的经济基础和工业实力去积极应对环境污染和本地经济转型的问题，而产业结构升级则是当地提升经济发展质量、降低效率损失和改善环境问题的有效手段。另一方面对于成长型、衰退型和再生型城市而言，当地的资源型产业虽然造成了经济效率较低和潜在环境成本较高的问题，但是对资源型产业的路径依赖阻碍了产业结构升级对损益偏离的纠正作用。

2.空气质量对损益偏离的影响

产业结构升级对损益偏离的影响还有可能受到现有污染水平的影响。本文参考欧阳艳艳等(2020)[30]的研究，以城市PM2.5是否大于40微克/立方米作为阈值，将全国城市分为高空气质量和低空气质量城市。从表5当中可以看出，对于空气质量较好的地区，产业结构升级能够有效改善当地的损益偏离，但是对于空气质量较差的地区则不显著。其原因可能在于：空气污染较差的地区往往以重工业以及高污染行业作为工业经济发展的基础，路径依赖性强是上述地区产业发展的重要特点，因而产业结构升级对于损益偏离的改善作用有限；而空气环境质量较高的地区，主要集中在经济发展水平较高的省份，产业结构升级能够有效地改善当地的经济结构，提高经济整体的运行效率。对于环境污染而言，产业结构升级也就意味着当地对于重污染产业的依赖度降低，因此当地政府有能力在经济发展与环境保护之间平衡短期和长期发展战略目标。

3.城市规模

为了考察不同城市规模产业结构升级对损益偏离影响的异质性，本文按照《国务院关于调整城市规模划分标准的通知》中对于城市规模的定义，将城市分为小城市、中等城市、大城市和特大城市四种类别，具体结果如表5所示。从回归结果来看，产业结构升级仅仅对于小城市和大型城市的损益偏离有改进作用，但是对于特大城市和中等城市而言这一效应并不显著。其内在原因可能是城市经济发展所处的阶段不同。对小型城市而言，城市处在发展的早期，整体规模较小，经济结构多元化早期能够在促进经济效率提高的同时，刺激当地企业积极改进生产技术，降低潜在环境损失，从而改善环境成本与经济产出之间的偏离程度。随着城市发展向中型城市迈进，经济结构表现出对于特定产业的高度依赖，使得城市内部的主导产业缺少必要的竞争，也难以发挥大城市间不同产业的协同发展效应。但是当城市规模进一步扩大，城市经济结构往往更为多元，对于单一产业的依赖度更低，工业产业升级步伐加快，高质量的工业发展和与之配套的现代服务业都有助于当地损益均衡的实现[31]。

表5 异质性分析2：空气质量与城市规模

五、机制分析

前文已经从不同角度探讨了产业结构升级对损益偏离的影响，初步验证了本文核心结论的合理性。本部分就产业结构升级如何作用于损益偏离及其对经济效率以及环境成本偏离的影响路径展开探讨。

(一)理论分析

根据“克拉克定律”，产业间梯次演进要求第三产业的经济效率至少要等于甚至超越第二产业的经济效率之后，才能实现优势产业由第二产业向第三产业的转化，因此在产业升级步伐更快的地区，第二产业和第三产业的经济效率也明显更高。经济效率提升意味着在工业生产中相同投入可以实现更高的产出，即生产可能性曲线的外移，其背后反映的是工业生产由低附加值、低技术含量的中低端生产向高附加值、技术密集型的高端制造业转变以及内部资源配置效率的提升，这些都有助于纠正工业生产中的资源错配，推动资本、人力、土地等生产要素向效率更高的部分转移，从而压缩工业生产中低效率生产比例，最终直观地表现为工业经济产出增加和潜在产出损失减少。基于此，可以提出产业结构升级对损益偏离影响的路径1：产业结构升级可以促进工业生产的效率提升，进而降低潜在的经济收益损失。

产业结构持续升级的最终结果是工业现代部门与服务业现代部门的比重不断提升。一方面，产业结构高级化调整必然会带来服务业的迅速发展。其中技术密集型行业的比重上升能够促进有效供给，优化产出结构，进而更好地适应需求结构的变化，缓解“需求饱和式”的产能过剩。另一方面，产业结构高级化同样有助于促进制造业和服务业的协调发展。生产性服务业通过为实体经济提供金融支持、物流通信、技术交易等服务，降低制造业交易成本，提升生产要素的使用效率，直接降低工业生产的环境负外部性[32]。生产性服务业和工业的协调发展还有助于在工业企业间形成有效的信息传递网络，为行业间的知识溢出和技术扩散提供多样化的传播渠道，使得企业更多地采用环境友好型生产技术成为了可能。据此，本文提出产业结构升级对损益偏离影响的路径2：产业结构升级通过提升二、三产业之间的协同发展程度，进而降低现实环境成本与最优环境成本之间的距离，最终改善损益偏离现象。

技术创新对于产业结构升级的作用也已成为学术界的共识，技术升级是产业结构变迁的重要内在动力。熊彼特在《经济发展理论》中提出“创造性破坏”理论，认为创新的过程伴随着旧产业的毁灭和新产业的产生，即产业结构的不断演进[33]。于斌斌(2017)[34]的研究认为，技术创新直接影响产业结构的升级效率与速度。技术进步不仅可以作为产业结构升级的直接动力[35]，也为当地创造了新的市场需求，改进了企业的生产效率和制度环境[36]。此外，技术进步还为工业生产活动提供了必要的技术支持，新技术的使用推动企业生产更加接近前沿面，降低了资源在行业间与行业内部的无效率分配程度，从而拉近了现实产出与最优产出之间的距离。据此可以得出路径3：产业结构升级通过技术进步降低了潜在的产出损失，最终改善损益偏离。

技术创新同样有助于推动环境绩效的提升。当前，我国工业经济发展要求从数量增长转向质量和数量双赢的方向，提升质量和效率的集约式发展则是未来的必然选择，而以绿色技术为导向的创新作为降耗减排的根本举措，是生态安全承载能力不断弱化新形势下主动应对EKC拐点的关键选择[37]。技术进步通过提高要素生产率、节约要素投入，降低了工业生产的环境负外部性，其中清洁技术的广泛使用对于消除环境负外部性的效果更优[38]。技术进步同时可以提高资源利用效率，实现资源节约和循环利用，从而降低单位产出的资源消耗，控制工业生产造成的环境污染。据此提出路径4：产业结构升级通过技术进步降低了潜在的环境成本损失，最终改善损益偏离。

(二)模型与变量设定

现有研究中对影响机制的探讨主要使用Baron和Kenny提出的中介效应分析框架，但是该方法在验证中介效应时仍有一定不足。国内学者温忠麟和叶宝娟(2014)[39]认为逐步法只能分段检验变量间的相关关系，并不验证变量间的因果关系，于是在其另一篇文章中提倡采用结构方程模型代替逐步法检验中介效应[40]。而Zhao等(2010)[41]的研究也认为结构方程模型(SEM)要优于BK框架下的逐步回归。结构方程模型可以同时处理多个自变量和因变量的关系，相较于逐步法的单一回归，更能体现中介效应的整体性特征，更容易判断变量间因果关系，即路径关系在一定程度上也反映了变量间的因果关系。基于此，本文采用结构方程模型的方法，构建中介效应模型就产业结构升级对损益偏离的影响路径展开实证分析。

按照结构方程的一般建模思路，根据理论分析中提出的产业结构升级对损益偏离影响路径，将经济效率、技术进步和产业结构协同发展设定为中介变量。损益偏离指数由经济收益偏离和环境成本偏离两个部分组成，中介变量通过直接影响经济收益偏离和环境成本偏离，进而对损益偏离产生影响。基于此，本文构建的结构方程模型的路径图如图1所示。

图1 产业结构升级对损益偏离的多重中介效应模型

其中，经济效率(Score)用前文数据包络分析中通过线性规划求解得到的效率值θ衡量。θ衡量了在特定前沿生产面下包含非期望产出的当期投入-产出效率值，θ越大，表示t时期i城市工业生产的投入-产出效率值越高，即较少的投入会产生更少的环境污染和更高的经济产出。技术进步的度量则是采用每万人申请的专利数量来表示技术进步指标(tech)。经济结构协调度(isci)则是参考了靖学青(2020)[42]改进的产业结构协调度指数。

其中，ym和lm分别代表第m产业的工业总产值和从业人员占该地区的比重，ABS为绝对值的取值符号，isci为产业结构合理化协调指数，isci为i地区在t时期产业结构偏离度的倒数，isci值越大，产业结构中的投入结构与产出结构的协调性越大，产业结构协调程度越高。

(三)中介效应分析

结构方程模型主要适用于截面模型，为了将其适用于面板模型，本文借鉴了固定效应模型估计方法中最小二乘虚拟变量模型(LSDV)的思路，使用stata16.0的gsem命令对结构方程进行估计。表6报告了模型中以单向因果为基础得到的逐步路径估计值。表7报告了将路径连接后，基于Sobel Z检验思想的完整中介路径的系数估计值。

表6 产业结构升级与损益偏离的中介效应结果

综合表6和表7的实证结果可以发现，对于路径1而言，在第一阶段，产业结构升级对经济效率的系数显著为负，这可能是由于产业间存在明显的效率差异。产业升级首先发生在高效率的行业中，高效率行业率先实现产业升级的直接效果是经济效率的提升和推动生产前沿向外部扩张。高效率行业和非效率行业发展步调不一致扩大了非效率行业与前沿生产面之间的距离，从而加剧了整个工业生产经济效率的损失，最终表现为产业结构升级与经济效率之间的负相关性。经济效率对经济收益偏离的影响显著为负，表明经济效率的提升确实能够显著改善经济收益的潜在损失。结合产业结构升级对经济收益偏离的整体负向作用来看，在控制了产业结构升级中不同行业升级的步伐不一致后，产业结构升级对经济收益潜在损失的改进以及损益偏离的抑制作用会进一步增强。换言之，当不同产业的升级速度趋近于收敛的情况下，产业结构升级能够更好地改善潜在的经济收益偏离和损益偏离现象。

表7 中介路径系数估计值

路径2的分析结果无论是分步骤检验或者是Sobel Z中介效应检验的结果，均肯定了中介效应的存在。区域性产业结构升级需要第二产业与第三产业协调发展，产业间协同发展主要通过生产效率的优化以及生产性服务业为工业绿色发展提供信息、技术与市场支持等服务促进企业的环境友好型生产的实现，从而改善当地环境成本与最优成本之间的距离。同时，鉴于环境成本偏离与损益偏离呈同方向变动，产业结构升级得以通过促进二、三产业的协同发展改善损益偏离现象。

综合表6和表7关于路径3的检验可以发现，基于Sobel Z中介效应检验结果产业结构升级-技术进步-经济效率提升-改善损益偏离的路径通过了1%的显著性水平检验，证实了中介效应的存在。在产业结构升级的过程中，技术进步在一定程度上抑制了潜在经济产出的损失，从而改善了经济收益的偏离程度。

路径4的检验结果表明技术进步作为产业结构升级纠正环境成本偏离的中介传导效应是有效的。产业结构升级离不开技术进步的支持，技术进步反过来可以优化产业内与产业间的结构。技术进步对环境的正向意义表现为促进企业改进生产技术，采取更加清洁、绿色、高效的方式组织生产，降低了企业单位产出的能耗。另一方面，关于环境保护方面的技术进步则能够直接起到降低污染排放的作用。综合来看，技术进步同产业结构升级一起弥合了现实的环境成本与潜在最优环境成本之间的差距，改善了环境成本偏离度，从而促进损益均衡的实现。

六、结论与政策建议

本文基于2007-2016年中国城市层面的工业产出、环境污染等数据，结合数据包络模型，创新性地构建了刻画工业生产中经济收益与环境成本不匹配问题的损益偏离指数，并实证检验产业结构升级对损益偏离的影响。研究结果表明：第一，产业结构升级在改善工业生产中实际经济产出与潜在最优经济产出之间偏离的同时，能够弥合现有环境成本与潜在最优环境成本之间的缺口，从而整体上改善城市工业生产中存在的损益偏离现象。通过替换指标、排除极端值和宏观政策影响等一系列稳健性检验后，该结论仍然成立。第二，产业结构升级对损益偏离的作用因资源禀赋、空气质量条件和城市规模等因素呈现异质性，产业结构升级能够显著改善大、小型城市，资源型城市和空气质量较好城市的损益偏离现象，对特大城市、中型城市与空气质量较差城市的作用并不显著。第三，路径机制的检验结果表明，产业结构升级通过提升经济效率、推动技术进步以及促进产业间协调发展三条路径降低经济收益与环境成本的潜在损失，从而改善工业生产的损益偏离现象。

基于以上结论，本文提出如下政策建议：第一，面对我国工业发展仍将长期面对经济收益与环境成本不对等的问题，各个城市基于自身的要素禀赋和结构，通过供给侧改革尽快实现产业转型升级是实现经济发展与环境保护双赢目标的有效政策选择。为此，城市产业结构调整应当在发扬自身传统优势产业的同时积极探索产业结构的高级化、多元化和协调化，在进行产业结构布局时要注意选取经济发展潜力大、环境污染少的绿色高效能产业作为重点布局对象，大力提高中、高端制造业，生产性服务业和高端服务行业在城市经济结构中的比重；第二，资源型地区应当加快对落后产业的产能改造、退出与转移，降低部分地区对高污染行业和资源型产业的路径依赖。对于污染较为严重的城市而言，既要重视产业经济的多元化发展，也要注重生产技术、工艺的清洁化改进，通过积极引进先进的生产技术、管理经验和商业模式等，加快推动当地资源型产业的绿色发展和产业升级；第三，对于拥有一定工业基础的城市，应当积极完善信息基础设施建设和生产性服务业平台构建，加快第二产业和第三产业协同发展的步伐，特别是发挥第三产业对第二产业的支持作用，将第三产业中的资本、技术和人力资源与制造业发展深度融合，以促进企业技术实力提升为重点，推动制造业企业在关键领域和关键技术的突破，从而在降低环境污染的同时提升工业生产的经济效率。