制造业集聚对经济高质量发展的影响研究——基于绿色技术创新的视角

徐晓书 胡祥和 周吉峙 向宽虎

1（上海大学经济学院，上海 200444） 2（南京工业大学环境科学与工程学院，南京 211800）

引 言

十九大报告明确指出，“我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段”，实现高质量发展是全面深化改革的首要任务，也是构建 “双循环”新发展格局的最终目的。制造业是国民经济的命脉所系，大量研究表明制造业集聚和技术创新均对经济发展有着显著的推动作用。同时相关研究发现，绿色发展对经济高质量发展的推动作用已经大大超过了技术创新的作用，“绿色”已经成为了经济高质量发展的亮丽底色。绿色技术创新兼顾 “绿色”与 “创新”内涵，成为经济高质量发展的中坚力量。然而，当前中国经济发展被结构失衡、环境污染严重等问题所困扰，因此要深入落实创新驱动的发展战略，推动先进制造业发展并充分利用绿色技术创新以促进经济高质量发展。那么，制造业集聚、绿色技术创新对经济高质量发展的作用如何？不同区域内经济高质量发展水平下制造业集聚的贡献如何？这是促进区域经济高质量发展亟需解决的关键问题。

1 文献综述

在新时代的发展战略下，经济高质量发展与经济增长质量之间虽然联系紧密，但具有一定的区别。正如金碚 （2018）［1］所言，经济高质量发展是质量提高和数量扩张高度统一的发展。从国内外现有研究结果上来看，我国经济高质量发展水平在地区之间存在明显的非均衡发展特征。魏敏和李书昊 （2018）［2］、师博和张冰瑶 （2019）［3］研究发现，不同省域经济高质量发展水平分布格局呈现 “东高、中平、西低”的特征。此外，邓创和曹子雯 （2021）［4］、杨沫等 （2021）［5］从子维度研究发现，创新、开放及共享3个维度是解决经济发展质量区域不平衡问题的关注重点。

学术界针对产业集聚与经济发展之间关系的研究十分丰富，但尚未形成定论。对此主要有3种观点：（1）产业集聚的 “集聚效应”会促进经济高质量发展。方敏等 （2019）［6］基于 Marshall外部性和Jacobs外部性理论，发现产业专业化集聚的总体经济效应显著为正；（2）产业集聚的 “拥挤效应”会抑制经济高质量发展。张可和汪东芳（2014）［7］、师博和张冰瑶 （2019）［3］研究发现，产业集聚使得集聚区的环境污染加剧，从而反向抑制了经济集聚； （3）产业集聚与经济高质量发展之间存在非线性关系。周明生和陈文翔 （2018）［8］、黄宝凤等 （2019）［9］、马昱等 （2020）［10］、刘和东和张桂境 （2021）［11］研究发现产业集聚水平对经济发展数量和质量的影响均存在门槛效应。

关于绿色技术创新的研究近几年才引起关注，不同产业集聚与绿色技术创新的关系也尚未形成一致意见。杨浩昌等 （2020）［12］研究发现，绿色技术创新随着高技术产业的集聚而显著提升。朱于珂等 （2021）［13］研究发现，工业企业绿色技术创新对经济高质量发展呈现显著的促进作用。

综上所述，关于产业集聚和经济高质量发展的研究已经得到国内外学术界的关注，但主要集中在产业集聚与经济增长或技术创新与经济发展之间关系的研究，关于制造业集聚、绿色技术创新对经济高质量发展的影响研究较为有限，并且影响机制由于研究时间、研究区域或研究方法的不同会有所差异。针对上述问题，本文以制造业集聚和经济高质量发展为研究对象，对2008～2020年我国267个地级市的制造业集聚程度和经济高质量发展水平进行测度，并引入绿色技术创新作为中介变量，构建面板门槛模型与中介效应模型，以期通过实证分析客观评测制造业产业集聚和绿色技术创新对经济高质量发展的作用机制和空间差异。在厘清何种情况下制造业集聚将促进经济高质量发展后，对科学规划产业结构合理发展以及经济可持续高质量发展提出针对性建议。

2 理论假设

2.1 制造业集聚与经济高质量发展

根据威廉姆森假说 （1965）所言，产业的集聚水平与经济发展水平之间存在先增后降的非线性关系，当其促增长机制达到作用拐点后，产业集聚对经济发展会逐渐产生负面效应。

在产业集聚初期，由于生产要素的匮乏和基础设施的不完善，难以实现资源的合理配置及技术创新，此时制造业集聚的集聚效应由于受制于落后的外部环境而无法发挥。随着经济发展和制造业进一步集聚，资源配置效率和投入产出结构得到优化与升级，基础设施也逐渐完善，通过共享生产要素和实现专业化分工，制造业产业集聚容易形成规模经济优势，集聚效应得以发挥，从而促进地区经济的高质量发展。

然而，当制造业集聚超过适度规模范围以后，生产要素的过度集聚会带来劳动力成本上升、土地稀缺价格上升、交通拥堵等拥挤效应，从而导致资源配置效率低下、生态环境恶化等恶性后果，产业集聚的拥挤效应超过其集聚效应，对经济高质量发展产生消极影响。综上可以知道，制造业在集聚过程中会对经济高质量发展产生非线性影响。

因此本文提出假设H1：制造业集聚水平对经济高质量发展的影响存在门槛效应，总体呈现倒“U”型的特征。

2.2 绿色技术创新的中介作用

关于绿色技术创新的研究近几年才引起关注。根据现有研究得到，绿色技术创新兼顾五大发展理念中的 “绿色”与 “创新”两大内涵，是一种考虑了环境约束的技术创新新形式。

从制造业集聚与绿色技术创新的角度而言，由于制造业集聚的集聚效应，使得创新资源汇集到一起，同时有效降低了创新成本和学习成本，促进了绿色技术创新的产出。然而，在制造业集聚程度过高后，集聚内部企业由于市场竞争将失去原有资源优势，创新人员的流动使得原有技术创新成果受不到合理保护；另外，合作企业由于受到制度环境的压力迫使战略决策趋向同一，使得企业失去其创新优势，这在某种程度上使得绿色技术创新受到阻碍。

从绿色技术创新与经济高质量发展的角度而言，绿色技术创新对经济高质量发展的作用机制主要体现在以下两个方面：（1）通过绿色技术创新能够实现能源消耗和污染排放的减少，有利于提高生态环境质量，推动经济实现可持续绿色发展；（2）绿色技术创新的福利溢出效应，对企业、居民、政府和社会各个主体的和谐发展具有积极的推动作用，有利于实现经济高质量发展的共享发展内涵。

综上，本文提出假设H2：绿色技术创新在制造业集聚与经济高质量发展之间存在一定的中介效应作用。

3 研究设计

3.1 模型设定

3.1.1 面板门槛模型

为了考察制造业集聚对经济高质量发展影响的非线性特征，本文基于Hansen （1999）［14］的研究构建如下面板门槛回归模型：

式 （1）中，lnHQEGit为被解释变量，表示i城市在t年的经济高质量发展水平；lnLQit为解释变量，表示i城市t年的制造业集聚水平；CV表示控制变量，包括投资水平、研发投入强度、基础设施建设、对外开放程度，同时控制城市固定效应μi以及时间固定效应γt；ε表示随机误差项。此门槛模型中选取lnLQ为门槛变量，表示待估门槛值，I（*）代表示性函数。

3.1.2 中介效应模型

为了研究绿色技术创新在制造业集聚和经济高质量发展之间的作用，构建如下中介效应模型：

式 （2）～（3）中，由于制造业集聚与经济高质量发展之间非线性关系的假设，将制造业集聚水平的二次项（lnLQ）2加入到模型中；GTI为中介变量，即绿色技术创新；CV是控制变量，包括消费水平、政府干预程度、研发投入强度、基础设施建设、对外开放程度，同时控制城市固定效应μi以及时间固定效应γt；其他变量含义同上。c1、c2、c′1、c′2分别表示制造业集聚及其二次项对经济高质量发展的总效应和直接效应，a1、a2表示制造业集聚及其二次项对绿色技术创新的直接效应，b表示绿色技术创新对经济高质量发展的直接效应，（a1＋2a2lnLQ）*b表示绿色技术创新在制造业集聚与经济高质量发展之间的中介效应。

3.2 变量选取

（1）被解释变量：经济高质量发展（lnHQEG）。为全面衡量经济高质量发展水平，本文基于师博和张冰瑶 （2019）［3］、马茹等 （2019）［15］、邓创和曹子雯 （2021）［4］、杨沫等 （2021）［5］的研究方法，通过 “创新、协调、绿色、开放、共享”五大新发展理念构建综合评价指标体系，相应的包含18个三级指标，并采用熵权TOPSIS法对各指标进行赋权及综合指数测算，具体指标体系以及赋权结果见表1。

表1 经济高质量发展评价指标体系

续 表

（2）核心解释变量：制造业集聚（lnLQ）。本文采用哈盖特（Haggett P）提出的区位熵指数衡量制造业集聚水平，具体公式如下。Xij表示产出衡量指标，本研究以各地区城镇单位就业人员数作为具体二级指标。

（3） 中介变量：基于贾军和张伟 （2014）［16］以上市公司绿色专利衡量绿色技术创新的做法，本文以通过工业企业发明专利的微观数据与世界知识产权组织公布的IPC Green Inventory相匹配得出的各地级市绿色发明专利授权量作为衡量绿色技术创新的指标。

（4）控制变量：由于遗漏变量会导致回归偏误问题以及内生性问题，为了尽量避免此类问题，参考相关研究选取了6个控制变量，具体指标及衡量方式见表2。

表2 控制变量及说明

3.3 数据说明

由于部分城市数据缺失严重，因此本文选取数据相对完整的267个地级市2008～2020年的面板数据作为研究样本。各地级市宏观指标数据来源于 《中国区域经济统计年鉴》以及中经网、EPS数据库等权威数据库，且由于产业集聚多在城市中心地带形成，以上指标均选用市辖区数据。此外，绿色发明专利微观数据及其匹配依据来源于国家知识产权局以及WIPO公布的官方 “国际专利分类绿色清单”。对少数缺失数据利用线性插值法进行填充，并且由于2020年数据可能受到新冠肺炎疫情的影响，为避免可能存在的异常值影响对连续变量进行0.5%的缩尾处理，最后得到共3471个观测值，主要变量的描述性统计具体见表3。

表3 描述性统计

4 实证分析

4.1 门槛模型检验

基于Hansen （1999）［14］提出的门槛回归模型，通过构造F统计量对门槛效应进行显著性检验，具体公式如下。式（6）中，S（φ）、＾φ分别为残差平方和及对应的门槛估计值；S0、S1（＾φ）分别为不存在门槛效应和存在门槛效应时估计的残差平方和；n、T分别为样本容量及时间。

本文以制造业集聚作为门槛变量，依次检验其对经济高质量发展的影响是否存在单门槛、双门槛以及三门槛效应，采用Bootstrap自举法估计出相应的F统计量和p值，得出通过单门槛和双门槛检验的结果。因此，本文认为制造业集聚水平对经济高质量发展的影响存在双门槛特征，具体结果见表4。结果显示：可以将制造业集聚水平分为低门槛区域（lnLQ≤0.1211）、中门槛区域（0.1211＜lnLQ≤0.6656）与高门槛区域（lnLQ＞0.6656）。

表4 门槛检验与门槛值估计结果

表5汇报了制造业集聚水平对经济高质量发展的门槛回归结果，其中列 （2）是在列 （1）的基础上增加控制变量的回归结果。可以看出，制造业集聚水平对经济高质量发展的影响呈现出倒“U”型的变化特征。当制造业集聚水平处于低门槛区域时，其对经济高质量发展的影响呈现出显著的促进作用；当制造业集聚水平处于中门槛区域时，其对经济高质量发展呈现高度显著的抑制作用，影响系数为－0.207；当制造业集聚水平处于高门槛区域时，其对经济高质量发展呈现负向作用，影响系数为－0.067。由此，验证了制造业集聚与经济高质量发展存在非线性关系的假说。

表5 面板门槛回归结果

4.2 中介效应分析

本文参考温忠麟等 （2004）［17］的研究，利用逐步回归法对绿色技术创新的中介效应进行检验，式 （2）～（4） 的估计结果见表6。

表6 中介效应回归结果

列 （1）反映的是式 （2）的结果，结果显示（lnLQ）2的估计系数为负，验证了制造业集聚与经济高质量发展的倒 “U”型关系。列 （2）反映的是式 （3）的结果，同样可以得到制造业集聚与绿色技术创新之间存在倒 “U”型关系，与式 （2）的曲线变化趋势相似。列 （3）反映了式 （4）的结果，结果显示绿色技术创新对经济高质量发展水平的影响显著为正，且式 （4）中控制绿色技术创新后的制造业集聚水平对经济高质量发展的影响系数相比式 （2）有所下降，表明制造业集聚对于经济高质量发展的总效应高于其影响的直接效应，绿色技术创新在制造业集聚与经济高质量发展之间存在部分中介效应，即验证假设2。

4.3 稳健性检验

为验证制造业集聚与经济高质量发展之间关系的可靠性，本文参考张辉等 （2019）［18］的方法根据门槛值分组回归进行稳健性检验。由于中门槛区间范围较小不易单独考察，且与高门槛区间作用方向一致，本文以倒 “U”型曲线发生结构性突变时的门槛值将总样本分为lnLQ≤0.1211以及lnLQ＞0.1211两组，利用随机效应模型和固定效应模型分别进行分组估计，由豪斯曼检验结果显示采用固定效应模型。回归结果如表7所示，仍然获得了相似的结果，因此证明了结果的稳健性。

表7 稳健性检验估计结果

4.4 异质性分析

考虑到中国地区之间经济发展和制造业集聚水平的差异，本文对不同地区进行异质性分析。由于西部地区样本量较小，将全样本划分为东部地区和中西部地区两个子样本，子样本的描述性统计见表8，可以看到，东部地区由于其资源优势，经济高质量发展水平和制造业集聚程度明显高于全国层面，中西部地区由于其地理劣势，经济高质量发展平均水平和制造业集聚程度明显低于全国层面。

表8 地区异质性描述性统计

通过对各区域的门槛效应存在性进行检验，结果表明各子样本均采用单门槛模型，门槛检验和回归结果如表9和表10所示。

表9 门槛效应检验结果

表10 地区异质性门槛回归结果

表10汇报了控制双向固定效应的异质性回归结果，结果显示东部地区制造业集聚与经济高质量发展之间存在 “U”型关系，且门槛值处于制造业集聚水平很高的时期，表明在东部地区经济发展的不同阶段，随着制造业集聚程度的加深，对经济高质量发展的影响是由抑制作用逐渐转变为促进作用。当lnLQ低于0.6132时，制造业产业集聚水平对经济高质量发展的影响系数为－0.095，表明在此阶段内制造业集聚会在一定程度上抑制经济的高质量发展，但抑制作用不强；当lnLQ高于0.6132时，影响系数为0.045，制造业集聚对经济高质量发展具有显著的促进效应，此时东部地区已经从制造业集聚的低门槛阶段突破到高门槛阶段，制造业集聚能够有效地促进经济的高质量发展，这表明在经济足够发达的地区，在制造业集聚程度较高时也能克服拥挤效应的影响，发挥产业集聚的积极作用。由表8可以看到，东部地区城市制造业集聚水平大多仍处于低门槛区域，制造业集聚未达到规模经济的水平，仍需鼓励制造业的进一步集聚。

中西部地区情况与全国层面表现出相似的倒“U”型特征，这一结果证明了全国层面回归结果的稳健性。当lnLQ低于0.1211时，制造业集聚与经济高质量发展之间的回归系数为0.039，制造业集聚水平对经济高质量发展表现出促进作用。当制造业集聚程度处于高门槛阶段时期，制造业集聚与经济高质量发展之间的回归系数为－0.195，此时制造业集聚在1%的显著性水平下对经济高质量发展表现出抑制作用。由表8可以看出目前中西部大部分地区制造业集聚水平仍处于低门槛区域，对经济高质量发展的激励作用还未发挥到最理想状态。

5 结论与政策启示

5.1 结论

本文基于五大发展理念，对经济高质量发展水平构建了更为全面的综合评价指标体系，运用熵权TOPSISI法对267个地级市2008～2020年的经济高质量发展水平进行了测度；同时利用区位熵指数法对各地级市的制造业集聚水平进行了测算。在实证分析方面，本文通过构建面板双门槛模型和中介效应模型，考察了制造业产业集聚、绿色技术创新与经济高质量发展之间的作用机制与路径。

研究发现：（1）总体来看，制造业集聚水平对经济高质量发展水平的影响存在显著的双门槛效应，全国层面上呈现先增后降的倒 “U”型作用特征。当制造业集聚水平处于低门槛区域时，集聚水平越高对经济高质量发展的促进作用越显著，具体来说，当制造业集聚水平处于0.1211左右时，对经济高质量发展会达到最优的作用效果，因此制造业产业集聚水平处于低门槛区域时，推动制造业集聚是促进经济高质量发展的一项有效政策；一旦制造业集聚水平达到中门槛和高门槛区域时，经济高质量发展会受到其反向抑制作用，制造业越集聚，越不利于经济的高质量发展；（2）制造业集聚与绿色技术创新存在倒 “U”型关系，且绿色技术创新与经济高质量发展之间存在显著的正相关关系。在两者关系发生结构性突变之前，制造业集聚将促进绿色技术创新进而促进经济高质量发展；在两者关系发生结构性突变之后，制造业集聚会对绿色技术创新产生消极影响进而抑制经济高质量发展，因此绿色技术创新在二者之间存在显著的中介效应；（3）由于各地区经济发展状况不同，制造业集聚水平对经济高质量发展的影响存在区域异质性。对于中西部地区而言，情况与全国层面表现出相似的倒 “U”型特征；对于东部地区而言，制造业集聚与经济高质量发展之间的门槛效应呈现先降后增的 “U”型关系，且门槛值lnLQ＝0.6132，处于制造业集聚水平很高的时期，这表明在经济足够发达的地区，通过其他外部条件的影响，在制造业集聚程度较高时也能克服拥挤效应的影响，发挥产业集聚的积极作用，对于中西部地区的经济发展具有一定的借鉴意义；（4）当前不论是从全国层面还是对东部、中西部地区来说，制造业集聚水平都处于低门槛区域，集聚水平仍有待提升，需要采取鼓励制造业集聚的产业政策，以实现制造业产业集聚对经济高质量发展的促进作用。

5.2 政策启示

针对以上结论，为稳健推进经济高质量发展并引导制造业集聚的良性发展，提出以下建议：（1）在当前情况下，各地区对制造业集聚仍需采取积极的鼓励政策，为了保证经济可持续的高质量发展，同时也要通过适当的干预措施激发市场的竞争活力或提高资源配置效率，以弥补制造业集聚过程中所产生的拥挤效应；（2）制造业产业集聚与经济高质量发展之间的关系具有明显的区域异质性，地方政府应该综合考虑实际发展需求，欠发达地区应该从发达地区汲取发展经验，保证良好的基础设施条件和要素资源供给以缩小地区条件差异；（3）政府需要充分认识并利用好绿色技术创新的中介效应，在推动先进制造业发展和产业结构升级的同时，通过投入其他要素资源促进绿色技术创新，使其充分发挥对经济高质量发展的激励作用。