制造业集聚、环境规制与黄河流域经济高质量发展——基于沿黄94个城市空间效应与门槛效应的分析

周 韬,张俊丽

(西北师范大学 商学院,兰州 730070)

党的二十大报告提出要加快构建新发展格局,着力推动高质量发展。黄河流域作为我国重要的生态屏障和经济地带,在我国经济社会发展和生态安全方面具有十分重要的地位。《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》提出统筹区域产业布局和结构调整,支持产业集聚发展,坚定走绿色、可持续的高质量发展之路。工信部等10部门在《关于促进制造业有序转移的指导意见》中提出推动高质量发展,要统筹资源环境、要素禀赋、产业基础及双碳目标,促进资源要素有序流动,引导产业合理有序转移,培育先进制造业集群。东部地区通过不断引进高技术制造业,现已成为我国智能制造发展高地;中部地区通过承接东部地区产业转移和培育新兴产业,大力发展特色优势产业;西部地区工业保持较快速度增长,年均增长达6.7%。2021年,我国经济绿色发展指数从“十三五”初期的53.03提高到70.12,环境保护指数从60.83提高到77.82,我国高质量发展成效显著。

近年来,黄河流域生态环境质量总体呈持续明显向好发展趋势,但随着环境规制强度的逐渐增加,发达地区为实现“腾笼换鸟”[1]、推动产业结构转型升级,将部分失去比较优势的环境敏感性产业转移至环境规制强度较低的欠发达地区。欠发达地区为追求经济快速增长,环境管制较松,为污染密集型产业转入提供空间。研究发现,我国制造业产业正在由东部沿海地区向中西部地区转移[2],中西部地区制造业集聚程度不断上升[3];黄河流域内污染密集型企业呈下游→中游→上游的阶梯形转移集聚趋势[4]。整体来看,黄河流域生态环境脆弱、经济发展不平衡问题突出,区域污染产业集聚给流域生态保护和经济高质量发展带来了巨大挑战。以往对制造业集聚、环境规制与经济高质量发展的研究大多基于省级层面而对三者间关系的探讨较少。本文以黄河流域94个地级及以上城市2011—2019年的面板数据为例,建立空间杜宾模型和门槛面板模型,探究不同环境规制和制造业集聚对黄河流域经济高质量发展的影响,以期为黄河流域生态保护、产业布局和经济高质量发展提供经验证据,为相关政策制定提供理论依据。

一、理论分析与研究假说

(一)制造业集聚对经济高质量发展的影响效应分析

我国经济高质量发展呈现“东部领先、中西部追赶”的局面[5],推进区域经济协调发展,需要统筹产业结构调整、降碳减污和生态保护,协同推进绿色发展和经济增长。产业结构调整是优化资源配置、推动产业升级、优化产业布局和促进经济协调发展的主要动力[6]。我国产业布局正在从东部地区向中西部地区、大城市向中小城市转移,产业结构逐步从分散向集聚分布转变[7]。部分研究发现,产业集聚显著促进了经济高质量发展[8-9],进一步研究发现,产业聚集对经济高质量发展的影响效应是非线性的,存在经济发展水平[10]、技术创新[11]等门槛效应。

制造业集聚是产业集聚的重要组成部分,制造业集聚过程伴随着规模经济效应和技术溢出效应,有利于发挥各地区的比较优势,优化资源配置效率,提升能源利用率,进而促进经济高质量发展。然而,制造业集聚发展往往伴随着严重的环境污染[12],制造业集聚推动经济规模和产能扩张,能源消耗增加,环境污染加剧[13],而且由于“污染天堂假说”的存在,制造业自东向西转移集聚主体多为环境敏感性企业,大大加剧了转入地的环境污染。此外,制造业集聚存在空间路径依赖现象[3],各因素之间存在循环累积的因果关系,短时间内无法适应新的发展模式,不利于经济高质量发展。制造业集聚对经济高质量发展存在非线性影响效应。

(二)环境规制对经济高质量发展的影响效应分析

对环境规制与经济高质量发展的研究主要集中于其作用机制及非线性关系的探讨。环境规制主要通过创新补偿效应、挤出效应和成本遵循效应作用于经济高质量发展[14-15]。环境规制有利于激发企业进行技术创新和倒逼传统企业进行产业结构转型升级,进而促进经济高质量发展[16-18]。随着环境规制强度的不断增强,企业污染防治成本加重,挤占企业生产投资和研发投入,反而会抑制经济高质量发展[5]。研究表明,环境规制与经济高质量发展呈倒U形[19-20]、U形[21]或M形[22]等非线性动态关系,且目前环境规制强度处于(倒)U形关系的上升阶段[19-21],环境规制对经济高质量发展具有显著的促进作用。

(三)环境规制在制造业集聚对经济高质量发展影响中的门槛效应分析

制造业多为环境敏感性企业,制造业集聚伴随严重的污染集聚,环境规制可以通过促进制造业产业合理布局和倒逼传统产业转型升级影响经济高质量发展,环境规制强度的区域梯度差异为制造业分区域集聚提供了可能[23]。东部沿海地区为实现“腾笼换鸟”,推动产业结构转型升级,环境规制标准较高,迫使部分高耗能、高污染企业被淘汰或转出,吸引更多高技术制造业企业进入,推动人才、技术等高端要素流入,成为高技术制造业的主要聚集地[24];中西部地区为了实现经济快速增长,环境管制较松,为污染密集型制造业集聚提供了空间[25]。研究表明,黄河流域内污染密集型企业呈现下游→中游→上游的阶梯形转移趋势[4],中上游地区制造业集聚程度不断上升[3],随着部分水污染密集型产业“逆流而上”转移,其污染物顺流而下会大大加重下游的环境风险[26],不利于黄河流域生态保护。基于此,本文提出如下待检假说。

假说1:制造业集聚的规模经济效应和技术溢出效应有利于发挥各地区比较优势,优化区域资源配置效率和提升能源利用率,进而促进经济高质量发展。然而,随着制造业产能和经济规模的扩张,能源消耗增加,且由于“污染天堂假说”的存在,制造业自东向西的集聚主体多为环境敏感性企业,环境污染不断加剧。此外,制造业集聚存在空间路径依赖现象,各因素之间存在循环累积因果关系,短时间内无法适应新的发展模式,不利于经济高质量发展。制造业集聚对经济高质量发展存在非线性影响。

假说2:环境规制可以激发企业进行技术创新和倒逼传统企业进行产业结构转型升级,缓解环境污染负外部性,有利于黄河流域经济高质量发展。

假说3:环境规制可以通过促进制造业产业合理布局和倒逼传统产业转型升级影响经济高质量发展,不同环境规制强度下,环境敏感性制造业集聚规模、污染效应和创新效应不同,对经济高质量发展的影响存在差异。制造业集聚对黄河流域经济高质量发展的影响存在环境规制门槛效应。

二、研究方法与数据来源

(一)空间计量模型构建

1.空间相关性分析

本文采用Moran’s I进行空间相关性检验,公式如下:

(1)

2.空间杜宾模型构建

空间杜宾模型(SDM)同时考虑了变量的内生交互作用和外生交互作用,可以简化为空间误差模型和空间滞后模型,具有两类模型的优势,估计结果更具有稳健性。鉴于本文不仅考察经济高质量发展的空间相关性,还将探讨空间关联地区制造业集聚、环境规制对区域经济高质量发展的影响。因此,构建空间杜宾模型研究其中的关系:

ln hecit=a+δ1wln hecit+β1ln hecit-1+

δ2wln hecit-1+β2ln mitransit+δ3wln mitransit+

β3ln erit+δ4wln erit+β4ln Xit+δ5wln Xit+γi+

σt+εit。

(2)

模型(2)主要考察环境规制、制造业集聚与经济高质量发展的关系。其中,i表示地级市,t表示年份;hec为经济高质量发展水平,hecit-1为其滞后一期项;mitrans为制造业集聚指数,er为环境规制强度;X为一系列控制变量,包括数字经济de、人力资本edu、政府干预程度gov、科技创新水平ti、对外开放水平open及城镇化水平urb;a、β、δ为待估参数,γi、σt、εit分别为个体固定效应、时点固定效应和随机误差项,w为空间权重矩阵。为控制模型的异方差和共线性,全部变量均作对数化处理。

3.门槛面板模型构建

为进一步探究不同环境规制下,制造业集聚对经济高质量发展的影响,借鉴汉森的非线性门槛模型[27],以环境规制为门槛变量,设立单一门槛模型(3)和双重门槛模型(4)。该研究适用模型将通过后续进行检验。

ln hecit=a+b0ln hecit-1+b1ln mitransit×

I(ln erit≤λ1)+b2ln mitransit×I(ln erit>λ1)+

b3ln Xit+γi+δt+εit,

(3)

ln hecit=a+b0ln hecit-1+b1ln mitransit×

I(ln erit≤λ1)+b2ln mitransit×I(λ1

b3ln mitransit×I(ln erit>λ2)+b4ln Xit+γi+δt+εit。

(4)

其中,a、b为变量的回归系数;I(·)为示性函数,λ为待估门槛值;制造业集聚指数(mitrans)为核心解释变量,环境规制(er)为门槛变量;其他变量定义同模型(2)。

(二)变量选取及数据说明

1.主要变量说明

(1)被解释变量:经济高质量发展(hec)。以往研究中,绿色全要素生产率和综合指标体系是衡量经济高质量发展的两类主要方法。本研究利用综合指标衡量方法,借鉴杨仁发、杨超的研究构建经济高质量发展综合指数[28],具体如表1所示。

表1 黄河流域经济高质量发展指标体系

(2)核心解释变量:制造业集聚指数(mitrans)。为了准确、全面度量制造业转移集聚情况,基于数据可得性,本文借鉴司深深等的方法并对其做微小调整[29]:

(5)

其中,t为年份,i为地级市,mitrans为制造业集聚指数,f为制造业从业人数,n为人口自然增长率,N为年末总人口。

环境规制强度(er)。借鉴以往研究[30],基于数据的可得性,本研究使用熵值法基于工业固体废物综合利用率、生活污水处理率、生活垃圾无害化处理率测度环境规制强度。

(3)控制变量。根据经济高质量发展的影响因素,借鉴相关研究成果,本文选取数字经济de、人力资本edu、政府干预程度gov、科技创新水平ti、对外开放水平open及城镇化水平urb作为控制变量。数字经济借鉴鲁玉秀和张英浩等人的研究构建数字经济综合发展指标体系[31-32],采用熵值法计算综合指数,具体如表2、表3所示。

表2 控制变量选取

表3 数字经济发展指标体系

2.空间权重矩阵构建

本文采用邻接矩阵、经济距离矩阵、地理距离矩阵和经济地理矩阵度量空间效应,矩阵设置如下。

(三)数据来源

数据主要来源于中国城市统计年鉴,各省、市、自治区统计年鉴,各区域国民经济和社会发展统计公报,中国区域经济统计年鉴,个别缺失数据采用移动平均插值法补齐。数字普惠金融指数来源于北京大学数字普惠金融指数[33]。

三、结果分析

(一)环境规制、制造业集聚与经济高质量发展的时空演化分析

为形象描述黄河流域地级市制造业集聚、环境规制与经济高质量发展的时空演化特征,本文运用Arcgis软件,选取2011年、2015年和2019年3个截面数据,分析黄河流域地级市制造业集聚、环境规制与经济高质量发展时空演化分布情况。由实证结果可知,2011—2019年,流域地级市制造业集聚规模整体偏小且存在明显的空间不均衡。随着时间的演进,制造业集聚规模总体呈先减小后增大趋势。2011—2019年,流域地级市环境规制强度整体处于中等偏上水平且存在较强的空间自相关性,呈“高-高、低-低”分布趋势。随着时间的演进,环境规制强度逐年增加,2015年、2019年较2011年高水平环境规制地级市数量有大幅增加且2019年所有地级市环境规制强度均达到中等偏上水平。2011—2019年,黄河流域地级市经济高质量发展整体水平偏低,但呈不断提升趋势。2011年,流域中下游城市经济高质量发展基本处于中等偏低水平,上游城市则大多处于低水平。随着时间的演进,经济高质量发展水平呈现“自中下游向上游”不断提升的趋势,2019年流域沿线城市经济高质量发展整体达到中等偏低水平及以上。

(二)空间相关性检验及探索性空间分析

在进行空间计量分析之前,需要进行空间相关性检验及探索性空间分析。本文采用目前常用的空间相关性检验方法Moran’s I进行检验。检验结果如表4所示,除邻接矩阵和经济距离矩阵下的个别年份外,经济高质量发展的全局Moran’s I值均为正值且通过了5%的显著性水平检验,说明黄河流域经济高质量发展存在显著空间正相关性,具有空间集聚特征,即可以构建空间计量模型。

表4 2011—2019年黄河流域经济高质量发展的全局Moran’s I

地级市间的空间相关性由局部Moran’s I检验。在经济地理矩阵下,对比2011—2019年流域各地级市经济高质量发展局部Moran’s I发现,除2019年外均通过1%的显著性水平检验且为正值,多数地级市位于一、三象限,说明流域地级市经济高质量发展存在空间正相关性。

(三)空间计量结果分析及稳健性检验

运用Stata16.0对模型(2)进行回归。Hausman检验和LR检验均拒绝原假设,故采用双固定空间杜宾模型进行计量,计量结果如表5和表6所示。结果显示,4类空间权重矩阵下核心解释变量的系数及显著性都很接近,表明估计结果具有较好的稳健性。

表5 SDM回归结果分析

表6 SDM直接效应、间接效应分解

表5报告了4类空间权重矩阵下环境规制和制造业集聚对黄河流域经济高质量发展的影响。模型(2)的回归结果显示,制造业集聚系数在4类空间权重矩阵下均显著为负,表明制造业集聚阻碍了黄河流域经济高质量发展。黄河流域制造业自下游向中上游转移主体为环境敏感性企业,环境敏感性制造业在中上游集聚会固化本地原有产业结构,加重环境污染,不利于经济结构转型;黄河流域下游城市较其他东部沿海城市,经济发展较缓慢,制造业转出的同时,高新技术产业尚未成为主导产业,各因素间的循环累积因果关系被破坏,不利于经济高质量发展。此外,经济发展模式存在对原有产业结构、资源禀赋、经济体制和政策等的路径依赖,短时间无法适应新的发展模式,黄河流域制造业自西向东集聚不利于黄河流域经济高质量发展。

环境规制系数在4类空间权重矩阵下均显著为正,表明环境规制通过“创新补偿效应”促进了黄河流域经济高质量发展。表6呈现了基于表5回归结果的效应分解。结果显示,环境规制对流域经济高质量发展的直接效应、间接效应和总效应均显著为正;在邻接矩阵和经济距离矩阵下,直接效应在1%的显著性水平下通过检验,间接效应通过了5%和10%的显著性水平检验且直接效应系数大于间接效应,表明本地区环境规制对本地区经济高质量发展起主要推动作用;在地理距离矩阵和经济地理矩阵下,间接效应和直接效应均在1%的显著性水平下通过检验且间接效应系数大于直接效应,表明邻地环境规制对本地区经济高质量发展起主要推动作用。可见,环境规制对本地区经济高质量发展存在正向溢出效应,证明了假说2。由于地理上的邻近,地势、水流、风向等各种自然因素相似,本地的环境规制成果会由本地及邻地共同享用[18]。

(四)面板门槛回归模型分析

根据上述分析可以看出,制造业集聚在短时期内会阻碍黄河流域经济高质量发展,而环境规制则会促进黄河流域经济高质量发展。本部分将建立面板门槛回归模型,进一步探究不同环境规制下,制造业集聚与黄河流域经济高质量发展的非线性影响关系。

1.门槛存在性检验

在进行门槛模型系数估计前,需要进行门槛存在性检验,检验门槛是否存在及其数量,本研究运用Stata16.0进行检验。

根据测算结果可知,模型(3)和模型(4)都通过了5%的显著性水平检验。因此,设定本研究的门槛模型为双门槛面板模型,且门槛变量环境规制的两个门槛值分别为-0.420 0和-0.174 9。

2.门槛回归结果分析及稳健性检验

运用Stata16.0,借鉴WANG Q Y[34]对双重门槛面板模型进行回归,回归结果如表7所示。为了进一步验证模型(4)回归结果的稳健性,模型(5)～模型(9)为改变部分控制变量后的回归结果,模型(5)～模型(9)所示结果与模型(4)回归的门槛值相同且都通过了显著性水平检验,说明本研究的双门槛面板模型回归结果较稳健。

表7 门槛面板模型回归结果

模型(4)的回归结果表明,不同环境规制强度下,制造业集聚对经济高质量发展的影响效应不同,当环境规制处于低水平(ln er≤-0.420 0)时,制造业集聚系数显著为负;当环境规制处于中等水平(-0.420 0-0.174 9)时,制造业集聚系数显著为正。一方面,随着环境规制强度的逐渐增强,大量污染密集型企业被淘汰或转出,更多高技术制造业企业进入,人才、技术等高端要素的流入有助于促进当地产业结构转型升级,优化资源配置,改善环境质量;另一方面,高环境管制标准倒逼传统产业转型升级,有利于激发制造业企业的“创新补偿效应”,促进企业进行技术创新。随着环境规制强度的不断增加,制造业集聚对流域经济高质量发展的阻碍作用不断减弱直至变为促进作用。可见,制造业集聚与黄河流域经济高质量发展存在非线性影响关系和环境规制门槛效应,证明了假说1和假说3。

(五)分区域回归结果分析

黄河流域横跨我国东中西部地区,上中下游地理位置不同,资源禀赋、地理环境、气候条件、经济发展等均存在较大差别,各省(区)发展不平衡不充分问题突出。本文进一步从上、中、下游分别考察制造业集聚、环境规制与经济高质量发展的关系。

1.空间计量结果分析

表8报告了经济地理矩阵下黄河上、中、下游环境规制和制造业集聚对经济高质量发展的影响。模型(2)的回归结果显示,上游地区制造业集聚系数显著为负且小于全流域及中下游地区,中下游地区制造业集聚系数为负但不显著,说明制造业集聚对上游地区经济高质量发展的抑制作用较强,对中下游地区经济高质量发展的抑制作用不显著。上游位于西北地区,经济发展相对滞后,环境管制较松,为实现经济快速增长,大量引进环境敏感性企业,增加能源消耗,固化原有产业结构,加剧环境污染,抑制经济结构转型,最终阻碍经济高质量发展。

表8 分区域SDM回归结果分析

上游地区环境规制系数显著为正且大于全流域及中下游地区,中下游地区环境规制系数显著为正但小于全流域及上游地区,说明环境规制对上游地区经济高质量发展的促进作用较强,对中下游地区经济高质量发展的促进作用较弱。中下游地区经济相对发达,以非环境敏感性产业和高新技术产业为主,环境规制对经济高质量发展的影响作用较小;上游地区经济发展相对滞后,以高耗能、高污染型产业为主,环境污染严重,环境规制通过促进企业进行技术创新,倒逼传统企业转型升级,淘汰和转出部分污染密集型企业作用于经济高质量发展,对经济高质量发展的促进作用较强。

2.分区域面板门槛回归结果分析

表9报告了全流域及上、中、下游面板门槛模型的参数估计结果。分区域而言,下游地区的门槛值较大且当环境规制处于高水平(ln er>-0.174 9)时,制造业集聚对经济高质量发展的促进作用并不显著,中上游门槛值比全流域的小。下游城市位于东部地区,经济发展水平较高、环境保护体制较完善,以高技术制造业发展为主,环境规制通过优化制造业产业布局和倒逼传统产业转型升级促进经济高结果质量发展的作用并不明显。中上游城市位于中西部地区,经济发展水平相对滞后,生态环境保护体制尚未完善且以高耗能、高污染制造业集聚为主,环境污染较严重,严格的环境规制政策能有效规避高污染制造业大量集聚,促进制造业企业进行技术创新和转型升级,进而促进经济高质量发展。

表9 黄河全流域及上、中、下游门槛模型参数估计

四、结论

(一)主要结论

本文以我国黄河流域94个地级市面板数据为例,实证检验了环境规制和制造业集聚对流域经济高质量发展的影响,主要结论如下:(1)总体来看,制造业集聚能够显著抑制黄河流域经济高质量发展;环境规制能够显著促进黄河流域经济高质量发展且对邻地经济高质量发展存在正向空间溢出效应;制造业集聚对黄河流域经济高质量发展的影响存在环境规制门槛效应,随着环境规制强度的增强,制造业集聚对黄河流域经济高质量发展的负向影响逐渐减弱直至变为正向影响。(2)分区域来看,制造业集聚对上游地区经济高质量发展的抑制作用较强,对中下游地区的抑制作用不显著;环境规制对上游地区经济高质量发展的促进作用较强,对中下游地区则较弱;下游地区制造业集聚对经济高质量发展的环境规制门槛值较大,而中上游地区门槛值较小。

(二)政策建议

(1)贯彻落实新发展理念,推动制造业绿色低碳化转型升级,加快构建现代产业体系。黄河流域横跨我国东中西部地区,是我国重要的生态安全屏障和文旅资源富裕区域,推动制造业绿色低碳化转型升级有利于黄河流域经济可持续发展。在“双碳”目标和数字经济协同发展背景下,黄河流域应抢抓机遇,跳出偏重偏粗的传统经济发展模式,合理进行区域产业布局和政策制定,结合区域地理位置和资源禀赋优势推动产业合理高效集聚,开发绿色低碳技术,促进传统产业转型升级,加快特色优势产业和新兴产业发展。上游地区新能源资源富集,应合理高效利用新能源产业促进制造业转型升级;中游地区工业基础较好,应有序承接东部地区制造业转移,促进先进制造业集群发展,力争成为黄河流域“领头雁”;下游地区经济基础较好,应加快发展数字技术产业,打造高技术制造业产业园区,推动经济实现质的有效提升和量的合理增长,打造流域经济高质量发展的示范区。

(2)加强区域环境规制强度,推动黄河流域经济均衡发展。黄河流域生态环境脆弱,部分地区环境污染严重且存在潜在风险,上游地区环境污染较为严重,未来需要深入推进环境污染防治,提升环境基础设施建设水平,激发传统制造业企业“创新补偿效应”和“挤出效应”,倒逼高耗能、高污染制造业绿色化转型升级;强化中下游地区城市间专业化分工协作,加快中心城市建设,大力发展都市圈和城市群,推动高技术制造业集聚,培育新的经济增长点,提升各类城市竞争力。

(3)充分发挥区域比较优势,提升区域间要素配置效率。黄河流域污染密集型企业呈现自下游向中上游集聚趋势,但资本、劳动力及能源等要素自中上游向下游的回流效应却大于自下游向中上游的扩散效应。由于经济发展水平和要素报酬不同,资本、劳动力、技术等要素依旧聚集在下游发达地区。中上游地区应坚持政府主导型要素区域流动,加强区域跨部分协同合作,支持制造业企业跨区域兼并重组;在人才和技术引进方面要以政府为主导、企业为主体、市场为导向,改善营商环境,提升空间品质,吸引人才、技术等高端要素流入。全流域应加强数字信息平台建设,促进生产要素跨城市、跨部门、跨区域互通共享,降低信息不对称和区域要素流动门槛,提升要素资源配置效率。

(4)培育新兴优势产业,提高流域竞争力。黄河流域能源资源丰富,上游地区应充分发挥比较优势,一方面以太阳能、风能资源打造新能源装备制造业产业集群,加强能源资源一体化开发利用,另一方面推动能源化工产业向精深加工、高端化发展,推动新旧能源全产业链发展;中游地区应充分利用数字信息技术促进传统制造业绿色低碳化转型升级,打造中游先进制造业集群,建设特色优势现代产业体系;下游地区经济发展水平较高,应充分利用高新技术优势加快新旧动能转换,打造下游绿色生态走廊,在助推高新技术产业发展的同时大力发展高技术制造业产业集群,打造全流域绿色发展增长极,带动全流域经济高质量发展。