湖北省綠色發展與高新技術產業集聚的測度與實證

楊樹旺，江奇勝，易 揚

（中國地質大學 礦產資源戰略與政策研究中心，武漢 430074）

0 引言

作為中部最具發展潛力的省份之一，湖北省近些年來獲得了較快的發展，但同時環境保護和技術創新不可忽視，綠色發展仍然是湖北省發展的主要方向[1]。與綠色發展相適應的高新技術產業結構能夠將綠色與創新相結合，幫助政府調控綠色發展效率，更好地發展高新技術產業[2]。本文認為湖北省的高新技術產業集聚會對綠色發展效率產生重要的影響，主要有三個原因；一是高新技術產業的集聚能夠有效促進地區經濟的發展[3]，作為經濟發展到一定程度市場的必然要求，綠色發展又有了一定的經濟支撐；二是高新技術產業集聚能夠很大程度上促進地區的創新發展[4]，創新帶來的技術進步和理念革新能夠大大促進地區的節能減排和生產效率提升，從而提升綠色發展效率；三是高新技術產業的集中化和規模化也有可能導致環境污染和資源緊張，從而降低綠色發展的效率[5]。

國內外關于綠色發展和產業集聚的研究由來已久。岳書敬等[6]在研究中國96個地級市產業集聚對綠色發展效率的綜合效應時發現二者呈“U”型關系，隨著產業集聚的增強綠色發展效率表現為先降后升，中間存在著一個分界點。利用參數化共同邊界和Luenberger生產率指標，王兵和黃人杰[7]發現綠色全要素生產率的動態變化在中國存在著明顯的地域差異，東部綠色全要素生產率在進步，但中西部卻在倒退，另外綠色全要素生產率進步的主要動力是純技術的進步。Philipp[8]發現，在不同的行業中集聚對生產效率的影響各有不同。與前人研究不同之處在于，本文重點關注高新技術產業的集聚現象。一方面高新技術產業的集聚帶來的知識外溢、資源共享、合作與競爭效應都強于一般產業，且具有一般產業集聚不具有的很多特點，例如創新性和獨立性等[9]；另一方面，綠色發展是高新技術產業集聚的本質要求，但相比一般產業，高新技術產業的環境負外部性更容易被忽視。

1 綠色發展效率和高新技術產業集聚水平測度

1.1 湖北省綠色發展效率

測算效率時常用的工具包括DEA（Data envelopment analysis,即數據包絡分析）模型和SBM（Slack based model）方向距離函數等，考慮到便捷性和熟悉度，本文參考文獻[10]，選擇利用非期望產出的DEA模型構建了Malmquist指數。作為一種非參數估計方法，DEA不需要提前知道投入產出函數，而只需將目標函數轉化為線性規劃問題，在求解最優化的過程中得到對決策單元的效率評價結果。

現將DEA模型具體設定如下：假設經濟體中包含n個決策單元，每個決策單元包含生產投入x、期望產出Yα和非期望產出Yb這三個要素。對整個經濟體有總體矩陣X=[x1，x2，…，xn]，Yα=[Yα1，Yα2，…，Yαn]和Yb=[Yb1，Yb2，…，Ybn]，假設X，Yα，Yb＞0。

生產可能集為P={(x,yα,yb)|x≥ ρX,yα≤ ρYα,yb≥ρYb,ρ ＞0}。

s＞0,sa＞0，sb＞0，ρ＞0

其中,sα、sb和s分別代表期望產出的不足、非期望產出的冗余和生產投入的冗余，三者共同描述決策單元與最優生產前沿面之間的距離。σ=1時表示決策單元位于最優生產前沿面上，效率最高，0＜σ＜1時則表示生產效率較低，還有提升的空間。

在指標體系的構建上，本文參考盧麗文等[11]，生產投入主要包括勞動力投入、資本投入、技術投入和能源投入這四個方面，本文將年末從業人數作為勞動力投入，固定資產投資總額作為資本投入，教育費用和科學事業費用支出作為技術投入，燃煤消耗量作為能源投入；期望產出即為地區的經濟發展，本文選擇用地區生產總值來衡量；非期望產出主要是指生產過程帶來的環境污染，本文選擇用工業二氧化硫、工業粉塵和工業廢水的排放量來衡量。這里分別計算了綠色發展的純技術效率和綜合效率（其中綜合效率等于純技術效率乘以規模效率），既可以保證結論的穩健性，又可以使結論更加豐富。

本文選擇湖北省包括武漢、黃石、孝感、十堰、荊州、宜昌、咸寧、襄陽、鄂州、荊門、黃岡、隨州、恩施在內的13個地級市（州）為研究對象，收集了其2006—2015年共10年的數據。相關數據主要來自2006—2015年湖北省及各市州的統計年鑒和政府年度工作報告等，數據處理軟件主要包括Excel和Stata。

表1給出了2006—2015年湖北省各地級市綠色發展效率的均值和相應的排名（按純技術效率均值從高到低排列）。

由表1可知，除武漢、荊門和隨州以外的10個市州純技術效率和綜合效率從高到低的順序不變。從初步描述性統計中能夠大致看出各城市綠色發展的效率高低之差。以純技術效率為例，首先，處在最優綠色生產前沿面上的有3個市州：武漢、黃石和恩施，其綠色效率為1；其次是襄陽、十堰、鄂州、宜昌、荊門和隨州，其綠色效率都在0.9以上，處在一個較高的階層；最后是荊州、孝感、咸寧和黃岡，是綠色效率最低的一批。

表1 湖北省地級市綠色發展效率

圖1是兩類效率的折線圖，兩折線的距離越大表明規模效率越低，即隨著生產規模的擴大，生產效率的提升較低，從圖中能看出武漢、鄂州是規模效率最低的兩個市。

圖1兩類效率的折線圖

1.2 湖北省高新技術產業集聚測度

測算產業集聚程度的方法一直以來都是區域經濟學研究的重點之一，而前人的研究成果也較為豐富。例如Hoover[12]參考洛倫茲曲線設計出了Hoover系數，是較早的衡量區域內產業集聚的指標。Krugman在1991年提出了空間基尼系數的概念，受到了廣泛認可。Ellison和Glaeser提出傳統指標并未考慮企業規模差異，從而提出了優化這一問題后的EG指數。Haggett后來在區位分析中首先提出了區位熵的概念，用于衡量某產業部門在區域內的集中程度。由于區位熵在衡量某一區域要素的空間分布情況，反映某一產業部門的專業化程度，以及某一區域在高層次區域的地位和作用等方面，有其特有的便捷性和充足的解釋力度，因此本文選擇使用區位熵這個指標來描述湖北省內各市州的高新技術產業集聚程度。

區位熵又被叫做專門化率，在產業結構研究中，區位熵指標主要用于分析區域主導專業化部門的狀況[13]。其計算公式為：

式中，Eij為某區域i部門對高層次區域的區位熵，qi為某區域部門的有關指標（產值、產量、生產能力、就業人數等指標），Qi為高層次區域部門的有關指標，n為某類產業的部門數量，Eij越大，表示產業的集聚程度越高。一般來說，區位熵大于1表示該地區某產業集聚程度高于平均水平，區位熵小于1表示該地區某產業集聚程度低于平均水平。本文中描述高新技術產業的指標選擇的是高新技術產業產值和就業人數，數據主要來自《湖北省統計年鑒》《中國統計年鑒》和EPS數據庫。

表2列示了13個市州歷年高新技術產業區位熵的描述性統計（按平均值從大到小排列）。

表2 區位熵結果的描述性統計

從表2中能夠看到襄陽、武漢、黃石三市的區位熵均值基本都在1.2以上，高新技術產業集聚水平已達較高水平；區位熵均值在0.6到1的有鄂州、宜昌、孝感、荊門、十堰和隨州，他們的高新技術產業集聚程度一般，稍低于平均水平；區位熵均值在0.6以下的有荊州、黃岡、咸寧和恩施，這4個市州的高新技術產業分布比較分散，集聚水平比較低。

2 實證分析

2.1 變量選擇

在進行實證分析的過程中，除了兩個主變量——因變量綠色發展效率和自變量高新技術發展集聚水平，還需要考慮能夠影響因變量的控制變量。參考岳書敬等[6]的研究，本文選擇以下這些指標作為本模型的控制變量：

（1）外商直接投資：用外商直接投資占地區GDP的比重來衡量各市州的對外開放程度。對外開放既能夠使當地獲取先進的技術和充足的資金，帶動地方經濟的發展和發展理念的進步，也有可能受到污染企業轉移的影響，導致“污染天堂”現象的出現[14]。

（2）地區經濟發展水平：用人均GDP來衡量各市州的經濟發展水平。綠色發展效率往往會受地區經濟狀況的影響，經濟越發達的地方往往既有能力也有意識去追求更加綠色的發展。從全國范圍來看，東部發達地區的綠色發展效率就明顯比中西部要高[15]。

（3）科技投入：用科技投入占地區GDP的比重來衡量地區對技術的投入力度。技術投入的多少決定了地方科技的發展速度和前進動力，但技術進步的同時帶來的生產規模擴大也有可能會增強資源市場和生態環境的壓力。

（4）環境規制：二氧化硫的去除量占去除量和排放量之和的比重來衡量環境規制的強度[16]。考慮到數據的可獲得性和指標的解釋力度，這里選擇用二氧化硫排放的控制力度來衡量各市州的環境規制程度，二氧化硫去除量占比越高表示環境規制越強。一般來說，環境規制越強，環保力度越強，綠色發展效率越高，但李斌等（2013）[17]的研究發現環境規制的影響存在著“門檻效應”，超過某個值之后甚至會產生負向的影響。

2.2 模型構建

為考察湖北省高新技術產業集聚對綠色發展效率的影響，在參考了之前文獻的基礎上，本文構建了如下的動態模型（1）和模型（2）：

其中，i代表各市州，t代表年份，Eit代表綠色發展效率（本文中包括綜合效率和純技術效率），Clit代表高新技術產業集聚水平，Fdiit代表外商直接投資，RGDPit代表人均GDP，RDit代表科技投入，Gzit代表環境規制，μit為隨機干擾項。模型（1）用于檢驗湖北省高新技術產業集聚對綠色發展效率的總體影響，而模型（2）中加入了二次項，以考察高新技術產業集聚對綠色發展效率的具體影響，當一次項系數為負且二次項系數為正時呈“U”型，一次項系數為正且二次項系數為負時呈倒“U”型，二者符號相同時則不存在拐點。

2.3 實證結果及分析

表3是對模型進行回歸的結果，分別列示出了純技術效率和綜合效率在兩個模型下的回歸結果。

表3 模型回歸結果

表3中純技術效率和綜合效率的回歸結果基本一致，表明結論是穩健的，下面以綜合效率的回歸結果為例進行實證結果的分析：首先，集聚項單獨回歸的系數為正，而加入二次項之后集聚項的系數為負，集聚二次項的系數為正，表明湖北省高新技術產業集聚和綠色發展效率之間的關系呈“U”型，即短期內負相關，長期正相關，這也和之前岳書敬等[6]在中國重要城市層面上的研究相照應。外商直接投資的系數為負，但顯著程度較低，表明外商直接投資會略微降低湖北省的綠色發展效率，可能是外商投資帶來的重污染產業轉移導致的，即“污染天堂”假說；RGDP的系數為正，表明經濟越發達的地區，綠色發展效率往往越高，因為發達的地區既有能力也有較前沿的意識去實現更綠色的發展；科技投入的系數接近零且顯著程度較低，表明其對地方綠色發展效率的直接影響并不大；最后值得注意的是，環境規制的系數顯著為負，表明湖北省目前的環境規制并不能有效地提升其綠色發展效率，參考之前的文獻，可能是因為湖北省目前環境規制過強，反而限制了發展的動力，降低了整體的綠色發展效率。

3 結論

湖北省的綠色發展近些年來是中部發展研究的重點和熱點，而高新技術的產業集聚與綠色發展之間的影響研究具有其獨特的意義和價值。在研究湖北省綠色發展效率和高新技術產業集聚時，本文發現后者對前者的影響呈“U”型，即短期內湖北省高新技術產業集聚會降低綠色發展效率，但達到一定程度之后集聚對綠色發展的促進作用占據主導地位，使得綠色發展效率大大提升。另外，對外開放會略微降低湖北省綠色發展效率，可能是因為發達國家污染產業的轉移所致；越發達的地區綠色發展效率往往也越高，從以往的研究中也能找到諸多印證[18]；科技投入對各市州綠色發展效率的直接影響并不顯著；湖北省目前的環境規制舉措并不能提升綠色發展效率，反而會對其產生負面效應。