環境規制、政府投入和技術創新*
——基于演化博弈的分析視角

孫　　偉　　江三良　　韓裕光

環境規制、政府投入和技術創新*
——基于演化博弈的分析視角

孫偉1，2江三良1韓裕光1

（1.安徽大學經濟學院，合肥230601；2.安徽建筑大學管理學院，合肥230601）

本文從演化博弈的視角，構建在不同環境規制強度和政府投入力度下政府和企業的博弈模型，并據此分析了環境規制、企業創新和政府投入的關系。研究表明，嚴格的環境規制與企業技術創新可以同時實現，需要的關鍵因素是有效的政府投入。在此基礎上，分別運用全國31個省市和東中西部的面板數據，對環境規制、政府投入和技術創新之間關系進行實證分析，發現環境規制及政府投入存在創新產出彈性，即環境規制和政府投入可促使企業進行技術創新。建議政府根據東中西部不同區域的發展狀況實行差別化的政策，并注重政策的配套實施。

環境規制；技術創新；政府投入；演化博弈

當前，中國的經濟發展與環境污染之間的沖突已經十分明顯。中國新《環境保護法》的實施，預示著環境規制趨嚴不可逆轉，這會對企業發展帶來怎樣的影響。波特（1995）提出：環境規制能夠促進企業創新和新技術的應用，提高生產效率。［1］文獻［2］-［4］結合我國實際從不同角度對環境規制與技術創新的關系進行了檢驗。在已有的研究基礎上，本文引入了政府投入因素，試圖分析在環境規制力度和政府投入增強的背景下，環境規制、政府投入與技術創新的關系如何，是否環境規制與政府投入都能顯著地促進企業的技術創新。本文首先運用演化博弈構造在環境規制下政府投入對企業技術創新的影響機理模型；其次，在環境規制的約束下，對我國31個省市的政府投入對技術創新的影響進行實證分析；最后提出政策建議。

一、演化博弈分析

（一）演化博弈參數假設及收益矩陣

若政府采取嚴格的環境規制政策，通過改善當地生態環境，可獲得環保收益θ1，此時監管成本假定為δ；若政府采取寬松的環境規制政策，以犧牲環境為代價換取當地的經濟增長，此時環保收益為θ2。從社會的發展來看，政府采取寬松環境規制政策是種短視行為，不僅會降低人們生活的舒適程度，且后期的污染治理將花費巨大的成本。據此，可認為θ1〉θ2，即采取嚴格環境規制的環保收益大于采取寬松環境規制的環保收益。

企業可以選擇技術創新或是保持技術水平不變。假定企業進行技術創新的成本為β，政府對企業創新行為的投資或補貼為α；若企業不進行創新，則無法獲得政府給予的投資或補貼。假定在嚴格環境規制下，創新企業由于采取新的技術，減少排污降低污染，面臨的環保處罰為c1，而保持技術水平不變的企業，面臨較重的環保處罰c2；假定在寬松的環保規制下，政府為了扶持創新企業，對其減免征收環保處罰，而對技術水平不變的企業依然征收環保處罰c3。顯然，c1〈c2，c3〈c2。

根據上述假設，可得政府與企業的收益矩陣。

表1　政府與企業的收益矩陣

（二）動態復制及演化穩定策略

假設企業進行技術創新策略的比例為p=p （t），政府采取嚴格環境規制的比例為q=q（t）。

由于相同群體之間的互相模仿與優勝劣汰，可得出企業的動態微分方程：dp=p（1-p）（α-βdt c3-c1q-c2q+c3q），及政府的動態微分方程：dq=q dt（1-q）（θ1+θ2-δ-2αp）。

令dp=0，dq=0，則在政府環境規制下企業

dtdt

采取技術創新的演化博弈模型均衡點為：（0，0），（1，0），（0，1），（1，1），（p*，q*），其 中 ，p*= θ1+θ2-δ，q*=α-β-c3。

2αc1+c2-c3

根據Friedman［5］提出的雅可比矩陣的局部分析法可分析均衡點的穩定性。

當α-β〉c1+c2且θ1+θ2〉δ+2α時，即一方面政府給予企業的補貼足夠大，另一方面政府采取環境規制獲得足夠多的補償時，政府與企業博弈中達成的演 化穩定策略（Evolutionary Stable Strategy，簡稱為ESS）在（0，0）和（1，1）點實現，既可能演化到企業進行技術創新，政府采取嚴格環境規制的理想狀態，也可能演化到企業不進行技術創新，政府采取寬松環境規制的相反狀態。

當α-β〉c1+c2且θ1+θ2〈δ時，政府給予企業的補貼足夠大，比企業技術創新時花費的成本和由于排污等行為導致的環保處罰要大時，企業有進行技術創新的動力；同時，當政府采取環境規制獲得的環保收益小于政府因此采取的成本時，政府缺乏采取嚴格環境規制的動力。此時，政府與企業博弈中達成的ESS在（1，0）點實現，即企業進行技術創新，政府采取寬松的環境規制。

當α〈β且θ1+θ2〉δ+2α時，政府給予企業的補貼小于企業在創新時花費的成本，因此企業的創新動力不足；同時，政府采取環境規制獲得的環保收益大于政府采取環境規制的成本和給予企業的補貼，即政府采取環境規制將獲得足夠多的補償時，政府將采取嚴格的環境規則。此時，政府與企業博弈中達成的ESS在（0，1）點實現，即企業不進行技術創新，政府采取嚴格的環境規制。

（三）演化穩定策略的影響因素分析

系統的初始點不同時，最終的演化結果也不相同，整個變遷過程具有明顯路徑依賴的特征。為了實現政府采取嚴格規制和企業進行技術創新的“雙贏”局面，可從以下進行分析：

首先，增大政府對企業技術創新的投入。企業創新作為一種具有正外部效應的產品，在市場作用下會導致產出過少，需要政府對企業研發行為進行補貼，提供相應激勵，彌補企業創新成本，增加企業收益，此時企業才愿意進行創新。

其次，增加嚴格環境規制下的政府收益。環境作為典型的公共物品，會導致私人的過度消耗，這一狀況可通過政府干預，實施嚴格的環境規制得以改善。只是，嚴格的環境規制將會帶來一定成本，在一定程度上會影響經濟的增長。在以經濟增長作為官員考核的主要指標的時代，官員晉升會受經濟增長績效的影響。［6］［7］這時，政府缺乏采取嚴格環境規制的動力。對政府而言，只有增加環境規制下的政府收益，政府才愿意采取嚴格的環境規制。

最新修訂的《環境保護法》為嚴格環境規制的實施提供了法律基礎，預示著政府將采取趨嚴的環境規制。因此，當嚴格的環境規制成為政府的必然選擇時，企業技術創新主要取決于政府投入的力度。

二、實證檢驗

（一）實證假設

1.企業技術創新與環境規制。環境規制會加大企業的環境成本，但同時也會促使企業進行技術創新。在我國日益趨嚴的環境規制約束下，企業有進行創新的壓力和動力，從而環境規制對企業技術創新的促進作用表現更為明顯。據此本文提出：

實證假設1：企業技術創新與環境規制正相關。

2.企業技術創新與政府投入。政府投入對企業技術創新的影響具有激勵效應和擠出效應。在當前我國企業面臨市場競爭激烈，環境規制嚴格的背景下，政府投入對企業技術創新的促進作用表現更為明顯。據此本文提出：

實證假設2：企業技術創新與政府投入正相關。

（二）模型設定、變量構造與數據說明

1.模型設定

根據1979年Griliches提出的知識生產函數［8］并引入環境規制的約束，構造回歸方程：

lnyit=β0+β1lnLit+β2ln（K1）it+β3ln（K2）it+β4lnEit+ε

其中，y是企業的技術創新成果，L是研發中的勞動投入，K1表示企業的科技投入資金，K2是政府的科技投入資金，E是環境規制強度。β0是截距，β1、β2、β3、β4是相關變量的產出彈性，ε是隨機誤差項。利用上述回歸方程可以檢驗實證假設1和實證假設2：β4用來檢驗實證假設1，預期β4顯著大于零；β3用來檢驗實證假設2，預期β3顯著大于零。

2.變量構造

y表示企業的技術創新成果，用各省當年國內專利申請受理數代替。［9］L是研發中的勞動投入，用各省R&D人員全時當量表示。K1是企業的科技投入資金，用各省研究與試驗發展經費內部支出中的企業資金表示，K2是政府的科技投入資金，用各省研究與試驗發展經費內部支出中的政府資金表示。E是環境規制強度指標，用各省環境污染治理投資總額為衡量指標。

3.數據說明

本文所用數據來自 《中國科技統計年鑒》和《中國環境統計年鑒》，樣本為2009—2013年的我國31個省市，實證檢驗采用的軟件是Stata12.0。

（三）回歸估計結果

在對全國31個省市進行回歸時，本文比較了混合效應、隨機效應和固定效應模型的回歸結果，最終采取固定效應模型，回歸結果見表2，即政府投入、企業科技投入和環境污染治理投資在1%的水平上顯著，研發人員在 5%的水平上顯著。政府投入的產出彈性和環境的產出彈性分別為0.4475和0.1786。當考慮到環境規制與政府投入的交互項時，為了避免多重共線性，采用了中心化的做法，交互項系數為0.0547，且顯著性較高，說明存在政府投入時，環境規制對技術創新的產出彈性為正。

考慮到我國不同地區經濟發展的差異，按照國家統計局的標準將我國分成東中西三大地帶分別進行回歸，并比較了混合效應、固定效應和隨機效應模型的回歸結果，東部地區采取了隨機效應模型，而中部地區和西部地區采取了固定效應模型。

從回歸結果來看，東部地區人力投入對專利產出的貢獻最大，產出彈性為0.7341，企業資金的投入彈性為0.4048，政府投入和環境規制的產出彈性系數較小且不顯著；中部地區的企業自身資金投入的產出彈性最大，為0.7429，其次是政府投入和環境規制的產出彈性，分別是0.4189和0.3547，而人力投入的產出彈性為負數不顯著；西部地區的人力投入的產出彈性為1.4594，其次是政府投入和環境規制的產出彈性，分別為0.5345 和0.1462，企業投入的產出彈性較小，且不顯著。考慮到環境規制與政府投入的交互項時，東部地區和西部地區在存在政府投入時環境規制對技術創新的產出彈性為正，且較為顯著，表示在政府投入作用下，環境規制能促進技術創新；而中部地區的交互項系數不顯著，不能拒絕H0=0的原假設。

回歸結果表明，中部和西部的數據支持了實證假設1和實證假設2，而東部地區實證檢驗的結果不顯著。這說明，中西部地區的政府投入和環境規制對專利產出均有一定的貢獻，而在經濟較為發達的東部地區，政府投入和環境規制對專利產出的貢獻卻較少。雖然東部地區的環境污染治理投資總額比中西部高，但環境污染治理投資占GDP比重卻比中西部低，特別是西部地區的環境污染治理投資占GDP比重均高于東部和中部地區。這解釋了為何實證結果中的西部地區環境規制的產出彈性最為顯著，而東部地區的環境規制產出彈性不夠顯著。東部地區R&D內部支出中的政府資金最高，但從政府資金占R&D內部支出的比重來看，東部地區最低，這與實證分析中的中部和西部地區的政府投入產出彈性顯著，而東部地區不夠顯著相吻合。該結論與現實也較為一致，東部地區憑借優越的地理位置和社會環境，吸引了大量的高素質人才，且企業自身資金比較充裕，環境規制力度相對于當地經濟狀況而言并不夠大，因此政府投入和環境規制對企業技術創新的影響不大，對企業技術創新的作用也不夠明顯。這說明，若環境規制強度及政府投入的力度較小，對企業技術創新的作用有限。因此，政府在制定相關環境政策時應根據當地經濟狀況區別對待，同時，借助于政府投入支持企業研發進行技術創新，從而實現嚴格環境規制與企業創新的“雙贏”。

（四）穩健性檢驗

為了檢驗結論的穩健性，本文利用各省“當年國內專利申請授權數”代替“當年國內專利申請受理數”，作為企業技術創新成果的度量指標，得到的實證結果與上文結果基本一致，這說明本文的結論是比較穩健的。

表2　全國和東中西地區的回歸結果

三、結論及政策建議

本文的理論研究和實證分析表明，在環境規制趨嚴和政府科技投入逐年增大的背景下，企業技術創新會受到政府投入與環境規制強度的影響，并表現為同方向的變動，即嚴格的環境規制及加大政府投入力度，可以得到促進企業科技創新的結果。環境規制引發的生產成本和政府對技術創新的補貼，形成了有效激勵；在微觀層面，增強了企業加強技術創新的動力，使企業選擇技術創新這一策略的機率增加；進而在宏觀層面，可以預測越來越多的企業進行技術創新，從而使“政府－企業”博弈系統向雙贏的穩定狀態演化。

鑒于演化博弈模型分析中多個均衡點即演化方向的存在，上述“雙贏”結果的實現只是其中之一。為更好地促進區域經濟可持續發展，本文結合實證分析的結論，提出以下政策建議：

（一）加強政府環境規制力度

實施環境規制的短期效應不利于當地經濟發展和財政增收，因此，地方政府承接、吸納、保護污染企業和落后產能的情況十分常見。但政府不應以經濟發展為名排斥環境規制。根據研究結論，嚴格的環境規制在一定程度上能夠促進企業進行技術創新。而從長遠看來，技術創新是企業發展的動力和根本，沒有創新的企業就沒有生命力。因此，地方政府不可忽視環境規制政策的積極作用，過分強調環境成本，而應該加大環境規制的力度和廣度，促使企業進行技術創新，走經濟和環境協調的可持續發展之路。

（二）根據發展階段的特殊國情實施環境規制政策

中國處于發展階段，應根據國情采取切實可行的環境規制政策，不能走入盲目提高環境規制強度的誤區。一定程度上，為保證經濟發展的適當速度，環境污染無法完全杜絕和避免，環境政策的規制強度應逐步趨強。同時，由于中國地區差異大，中國“東、中、西”部發展程度不同，自然條件不同、環境容量不同，政策實施也不宜“一刀切”。應根據各個地區的現實特點，因地制宜、因時制宜地加大環境規制強度，制定差異化政策。

（三）注重環境規制政策工具的多元化使用

應注重環境規制政策工具的多元化使用，通過多種機制發揮環境政策效用。傳統強制性的環境規制政策目標的實現成本較高，采取市場型的政策工具如污染許可證制度，使企業能夠以最低的成本實現排污目標。除了實施強制手段和經濟手段以外，政府也可調動企業參與環境治理的主動性和自覺性，鼓勵企業以自愿方式實施嚴格環境標準。

（四）加大政府投入對創新企業的支持力度

應充分考慮多種政策的配套實施。單一政策難以達到“雙贏”目的，提高環境規制強度不能自動促進技術創新，“組合”政策的效果應予重視。相比較而言，政府投入既是推動企業創新的必要激勵，也是可以和環境規制配套實施的較好調節手段。由于《環境保護法》等法律實施具有剛性，環境規制強度既難實現動態調節，又難實現區別對待，而政府投入則可實現動態操作，因此，可以依據不同區域、不同行業企業應對新的環境規制政策時的不同情況，有針對性地調節科技投入的強度，從而平衡企業成本收益，引導企業在環境規制趨嚴的前提下，加大技術創新力度。

四、小結

值得注意的是，本文僅僅從“企業”一端對波特假說進行分析，而博弈策略的選擇實際上存在于雙方。特別是在現階段，與中央政府存在財政分權關系的中國地方政府是企業所面對的直接博弈者，地方政府是否有足夠的動力對企業加強環境規制，又是否有足夠的動力對企業創新進行財政投入和有效激勵，在這一問題上，地方政府不僅僅是中央政策的單純執行者，它同樣有自己的“成本－收益”考量。一些地方于環境規制上“宣傳多、口號多”，而“處理少、處罰少”，甚至保護污染企業的事實，一定程度也說明了這一點。對此，本文的理論模型有所體現，但不明確。這也構成了該領域可進一步研究的方向。

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（責任編輯明篤）

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孫偉（1978—），女，安徽亳州人，安徽大學經濟學院博士生，安徽建筑大學管理學院副教授，主要研究方向：產業經濟；江三良（1969—），女，安徽歙縣人，安徽大學經濟學院教授，博士生導師，主要研究方向：產業經濟及創業；韓裕光（1981—），安徽安慶人，安徽大學經濟學院博士生，主要研究方向：產業經濟。