環境污染、人力資本與區域創新發展

秦炳濤，崔珍妮

（1.上海理工大學 管理學院，上海 200093；2.復旦大學 區域與城市發展研究中心，上海 200433）

近年來，隨著經濟的快速發展，環境問題引起社會各界的廣泛關注。統計數據顯示，2004—2014 年，工業SO2排放量每年大約以0.95%的速度遞增，煙（粉）塵排放量每年大約以4.74%速度遞增。污染物排放量已遠高于環境容量，大部分地區環境承載力已達到或超過上限［1］。十九大明確提出中國特色社會主義事業總體布局的基礎是生態文明建設，將污染防治作為決勝全面建設小康社會的三大攻堅戰之一，以打贏藍天保衛戰為重點，推進綠色發展。隨著我國經濟發展進入新常態，《“十三五”規劃建議》提出要加快培育發展新動力，而創新作發展為動力之一發揮著非常重要的作用，創新驅動增長是我國目前重要的國家發展戰略。創新在促進經濟發展方面起到越來越重要且不可替代的作用，掌握了創新就意味著掌握了生產力。一國經濟的增長離不開創新水平的提升，現在國際上的競爭越來越趨于人才的競爭、技術的競爭，歸根結底都是創新的競爭。創新可以為技術進步增添動力，由新古典增長模型可知，在其他條件不變的情況下，技術進步對經濟增長具有促進作用。

環境污染的加劇會對經濟發展產生不可避免的影響，Hao 等［2］利用中國2013—2015 年的城市面板數據研究空氣污染對經濟發展的危害程度，其研究表明2015 年霧霾污染顯著阻礙了經濟發展。陳詩一和陳登科［3］使用2004—2013 年中國286 個地級及以上城市PM2.5 濃度這一霧霾數據，系統考察了霧霾污染對中國經濟發展質量的影響及其傳導機制，研究發現：霧霾污染顯著降低了中國經濟發展質量。此外，環境污染會通過水污染、空氣污染等形式對國民健康產生顯著的負面影響［4］，進而損害人力資本的積累。從黨的十八大提出人才強國戰略是強國第一戰略，到黨的十九大報告提出要堅定實施人才強國戰略、人才資源是第一資源，足以明確人力資本在經濟發展過程中的重要作用。如今面對世界新一輪科技革命和產業革命，人力資本是最重要的戰略資源和手段。習近平主席指出：“人才是創新的根基，創新驅動實質上是人才驅動。”眾所周知，作為創新的主體，當人力資本因環境污染而受損時，創新水平不可避免地將會受到影響。因此，研究環境污染與人力資本、區域創新發展之間的關系具有一定的現實意義，有必要對其進行研究，并提出可行的政策建議。基于此，本文以2002—2015 年中國省域面板數據為研究樣本，將單位面積SO2排放量作為環境污染的度量指標，采用大專以上人數與總人口數的比值作為人力資本的代理變量，利用我國3 種專利申請授權量表征創新水平，就環境污染對創新水平的影響以及人力資本在其中的作用機制進行了系統的考察。

一、基于文獻的研究假設

現如今環境污染波及的范圍越來越廣，最直接受影響的是生活在環境中的人這一群體。一方面，環境污染會帶來健康人力資本的損失。醫學領域的研究已經證明，環境污染會直接影響個體生理健康［5］，空氣污染是導致心腦血管和呼吸系統疾病的原因之一，空氣中高濃度的PM2.5和PM10會隨著人類呼吸深入肺部誘發呼吸道和心血管疾病，導致住院率和死亡率上升［6］，從而會對健康人力資本產生影響。經濟學領域的文獻研究了環境污染與健康之間的因果關系，He 等［7］利用2008 年北京奧運會期間空氣質量的外源性變化，估計空氣污染對中國死亡率的影響，其研究發現，PM10 濃度降低10%時，每月標準化的全因死亡率會降低8%。Greenstone 和Hanna［8］、Chang 等［9］研究發現，霧霾污染可以通過減緩人力資本的積累來抑制經濟發展。而且已有文獻計算出了中國空氣污染造成的健康損失和相應的經濟損失［10］。此外，Yang 和Liu［11］通過聚焦于社會經濟學因素，探討了空氣污染與健康之間的關系，其研究結果表明，空氣污染會給居民的健康帶來顯著的風險。由此可知，環境污染會對健康人力資本產生負向影響，不利于人力資本的積累。此外，一個地區健康人力資本受損會對該地區人才的引進造成一定的負面影響，同樣不利于人力資本的積累和集聚。環境污染對健康人力資本的影響會降低勞動者的勞動生產率，導致企業不得不在員工健康方面增加投入，進而擠出企業在創新領域的投資，無疑不利于創新水平的提高。另一方面，環境污染加劇會使得勞動者在擇業的過程中避開污染比較嚴重的地區，這會導致環境污染比較嚴重的地區人力資本的流失，不利于人力資本的積累和集聚。對于欠發達地區來說，伴隨人力資本流失的是技術水平的提升受到限制，這會對當地的發展產生極其不利的影響；對于發達地區而言，人力資本的流失同樣會減緩當地經濟的發展。張華［5］基于2005 年底環保問責政策引起兩控區城市與非兩控區城市SO2排放的外生變化，研究發現SO2排放量每增加1%，勞動力就業人數會減少0.3345%。除此之外，有研究表明霧霾污染會導致富人、中產階級遠離污染嚴重的城市，造成資本的外流和人才流失，并且最終會損害當地的經濟增長［12］。由以上可知，不管是健康人力資本受損還是人才的流失，環境污染都會對人力資本的積累和集聚產生負向影響。

而一個地區的人力資本恰恰是這個地區創新的根本所在。早期的宏觀經濟理論研究認為，人力資本對技術創新的進步有著重要的影響，教育能夠提升人力資本，從而提高實物資本的應用效率，同時不僅能夠驅動新知識的產生和傳播，還能夠提高其模仿和吸收先進技術的能力［13］。梁軍和趙青［14］利用中國2000—2015年的省際面板數據借助人力資本理論與人力資本溢出效應模型，實證檢驗教育人力資本及其溢出效應均有助于我國科技創新水平的提高。汪彥等［15］基于2003—2014 年長三角城市群26 個城市面板數據，就人力資本對區域創新的影響效應進行了分析。研究發現，人力資本對區域創新具有顯著的促進作用，在空間交互作用下對長三角城市群創新產生“溢出”，并具有自東向西“軸式”演化趨勢。考慮到目前我國人口老齡化比較嚴重，這勢必會削弱我國總體的人力資本水平。黃乾等［16］利用中國的省級面板數據和微觀行業企業面板數據，采用動態面板數據模型實證研究了老齡化對創新的影響，研究結果顯示，老齡化與創新呈現倒U 形的關系。這表明隨著老齡化程度的加劇，我國創新水平呈下降趨勢。也就是說人力資本水平的下降，會對創新水平產生負向影響。

通過上述分析可以發現，環境污染會通過人力資本這一因素影響創新水平，但目前少有學者研究了其中的作用機制。此外，已有相關文獻尚且缺乏較長時間跨度、基于中國30 個省市的研究。鑒于此，本文試圖就環境污染對創新水平的影響進行研究，并探討其中的作用機制。基于上述討論，本文提出如下假設：

環境污染會對我國區域創新水平產生負向影響（假設1）；

人力資本是環境污染影響創新水平的一個重要傳導機制（假設2）。

與現有研究相比，本文可能存在的邊際貢獻在于：首次系統地基于我國30 個省市研究環境污染對區域創新水平的影響，并利用中介效應模型探究其中的作用機制。

二、研究設計

(一)基準模型

本文使用2002—2015 年跨度為14 年的中國大陸地區各省、市、自治區的相關數據來研究環境污染對我國創新水平的影響，西藏地區由于部分數據缺失不對其進行研究。本文構建如下基準回歸模型：

其中：invit表示省i在t年的三種專利申請授權量，用以衡量創新水平；Polit為省i在t年的SO2單位面積排放量，用以度量環境污染程度；其系數α1度量了環境污染變化對創新水平的影響，因而是本文所關注的核心參數，本文預期系數α1為負，若在控制了一系列變量之后，α1依然顯著為負，則表明環境污染將降低創新水平，反之則反是；關于控制變量C1的選擇，本文在剔除對區域創新水平影響較小的變量后，選取了基本包含會對區域創新水平產生顯著影響的以下因素：外商投資強度，利用外商直接投資占GDP 的比重來表示；交通基礎建設，選用等級公路里程與省面積的比值表示；二產占比；R&D 投入，采用R&D 經費投入強度表示。

(二)傳導機制模型

參考蘭宜生和徐小鋒［17］的研究，根據相關研究對于中介效應模型設置、檢驗步驟的設置，本文基于基準回歸模型（1）設置如下中介效應模型：

其中：hcit表示省i在t年的人力資本，是文中的中介變量。參考溫忠麟和葉寶娟的文獻［18］，本文第一步檢驗式（1）中的系數α1是否顯著；如果顯著，則第二步檢驗式（2）中的系數β1和式（3）中的系數θ2是否顯著不等于零，如果β1θ2≠0，則可以證明中介效應顯著存在；第三步檢驗式（3）中的系數θ1是否顯著，如果不顯著則為完全中介效應，如果其顯著則為非完全中介效應。

以上被解釋變量、核心解釋變量、中介變量以及一系列控制變量的數據說明與變量統計描述見表1。部分數據缺失使用插值法計算得到。關于環境污染變量的選取，眾所周知環境污染包括水污染、空氣污染、固體廢棄物污染等，但考慮到人們能感知到的污染多為空氣污染，且空氣污染對人體的影響最為直接，同時考慮到數據可得性，本文選用SO2單位面積排放量作為環境污染的表示指標。參考邵帥和齊中英［19］使用的人力資本表示指標，本文在其基礎上有所改動，采用大專以上人數與總人口數的比值作為人力資本的代理變量。此外，本文還控制了城市與時間固定效應，以進一步地緩解遺漏變量偏誤。εit、μit、δit表示隨機擾動項。

表1 數據說明與變量統計描述

三、實證結果與分析

(一)基準回歸

表2 顯示了基準模型（1）的回歸結果。從第（1）列結果來看，當不加控制變量時，環境污染的系數為-4.306 且在1%置信水平上顯著。這表明環境污染對創新水平具有顯著的負效應。考慮到第（1）列的回歸可能遺漏了其他重要變量，因此，本文在第（2）～（5）列的回歸中逐步引入了外商投資強度、二產占比、交通基礎建設、R&D 經費投入強度等影響創新水平的重要變量。從第（2）～（5）列的回歸結果可知，在引入上述這些影響創新水平的變量后，環境污染變量的系數始終為負，且都在1%置信水平上顯著。表明環境污染越嚴重，對創新水平的負向影響越大。基于第（5）列的估計結果可知，環境污染的系數估計值為-2.484，這意味著環境污染每增加1%，創新水平將下降約0.02484。驗證了假設1：環境污染會對創新水平產生負向影響是合理的。

控制變量中，外商投資強度與創新水平呈負相關關系，并且在1%置信水平上顯著，這說明在中國，提高外商投資強度對創新水平沒有起到積極的作用。原因可能是多方面的，首先，過高的外商投資強度表明對外資的過度依賴，如果投資者將資金投入到創新水平上升空間較小的領域，或者對創新要求不高的領域，那么將不利于我國創新水平的提升。其次，可能與產品結構有關，如果外商投資的企業生產的產品中高技術含量、高附加值的產品占比較高，那么對創新水平起到積極作用的可能性會更大；相反，如果低技術含量和低附加值產品所占的比例更大，那么對創新水平可能會起到負面影響。而本文結果顯示外商投資強度對創新水平的作用是負向的，表明屬于第二種情況。表2 顯示二產占比與創新水平呈負相關，并且在1%置信水平上顯著，這與我國的產業結構有關，隨著經濟的發展，我國第三產業占比逐漸增加，第二產業占比相應地有所下降，而我國對創新越來越重視，二產占比與創新水平之間的負相關系恰好說明我國產業結構的調整有利于創新水平的提升。交通基礎建設對我國創新水平具有正向且顯著的影響，由表2 第（5）列可知，基礎設施的系數為1.571，且在10%顯著水平上顯著。說明完善的基礎設施有助于勞動力和商品的跨區域流動，促進人員的交流和知識溢出，有利于創新水平的提高。另一方面，交通基礎設施的完善可以降低商品的交易費用和運輸成本，既可以提高效率，又可以為企業節約成本，從而為企業創新提供更多的資金基礎，從而有利于創新水平的提升。R&D 投入對我國創新水平具有促進作用，由仲偉周和陳晨［20］的研究可知，R&D 的比重越大，越有利于創新活動的興起和創新產出水平的提升，從而有助于創新水平的提升。

表2 基準回歸結果

(二)傳導機制分析

以上研究結果表明，環境污染對我國的創新水平具有負向影響，那么，環境污染影響創新水平的傳導機制是什么？根據前文可知，人力資本對創新水平的提高具有促進作用，而環境污染對人力資本具有不可忽視的負向影響，因此，本節將從人力資本渠道來研究環境污染影響我國創新水平的傳導機制，以期對前文提出的假設2：人力資本是環境污染影響創新水平的傳導機制進行驗證。

在選擇使用固定效應還是隨機效應時本文首先進行了豪斯曼檢驗，由得到的結果可知，應該選擇固定效應進行參數估計，本文同時對時間固定效應進行了控制，形成了雙向固定效應模型。本文在每一步的檢驗中都加入了不加控制變量的回歸。

表3 顯示了回歸方程（1）至回歸方程（3）的估計結果。從表3 中回歸方程（1）的結果可以看出，當不加入人力資本這一中介變量時，環境污染的系數為負且在1%的置信水平上顯著。這表明環境污染對創新水平具有負向影響。由回歸方程（2）的回歸結果可知，環境污染的系數為負且在1%的置信水平上顯著，表明環境污染會對人力資本產生顯著的負向影響；在加入了環境污染和人力資本后，即回歸方程（3）中的回歸結果，環境污染的系數仍然為負且在1%的置信水平上顯著。對比回歸方程（1）和回歸方程（3）的回歸結果可以發現，當模型中加入人力資本后，環境污染的系數絕對值變小了，這意味著環境污染對創新水平的直接影響實質上沒有回歸方程（1）中的那么大。但是由于其系數仍然顯著，因而可以認為考慮了人力資本的影響之后，環境污染對創新水平仍然具有顯著的負向影響；同時考慮到在回歸方程（2）中，環境污染的系數顯著為負，且回歸方程（3）中，環境污染的系數絕對值與回歸方程（1）相比有所減小，因而可以認為環境污染會通過降低人力資本水平對創新水平產生負向影響。即驗證了假設2：人力資本是環境污染影響創新水平的一個重要傳導機制是合理的。

表3 傳導機制回歸結果

綜上可以得出：環境污染會通過降低人力資本水平對創新水平產生負向影響。究其原因，首先，人力資本是創新的重要源泉，環境污染加劇會導致健康人力資本受損，并對人才的引進造成一定的負面影響，不利于該地區人力資本的積累和集聚，進而會對創新水平產生影響。由于環境污染的加劇已經引起社會各界廣泛的關注，政府會采取增強環境規制措施來抑制環境污染的加劇，雖然環境規制的加強有助于倒逼企業改革，使得企業在處理廢棄物方面加快技術創新，但是考慮到技術攻關的難題以及技術創新不是一蹴而就的，企業在短期內很難在處理廢棄物方面取得創新成果。而已有研究表明，環境污染對人力資本的損害是顯而易見的，所以更主要的渠道是環境污染通過人力資本對創新產生負向影響。其次，現如今居民越來越重視生活和工作的環境質量，畢業生在選擇工作地區時，會將工作地區的環境質量作為一個參考值列入考慮范圍。當一個地區的環境污染較為嚴重時，出于對健康的考慮，畢業生在擇業時可能會優先選擇能力范圍之內環境質量相對較好的地區，這對環境污染比較嚴重的地區來說，會造成人力資本的流失，不利于人力資本的積累和集聚，進而不可避免地對該地區的創新水平產生負向影響。對于那些更換工作的群體來說，環境質量也會作為一個參考因素被納入考慮，在條件允許的情況下，他們同樣會優先選擇環境質量相對較好的地區工作。此外，從地區的產業結構方面分析，當一個地區由于產業性質的原因導致環境污染比較嚴重時，不僅難以吸引高質量人才，還有可能導致該地區原有人才的流失，同樣不利于人力資本的積累和集聚。在我國，污染比較嚴重的地區往往也是重工業占比較高的地區，在短期內這些企業依靠的是對不可再生能源的開采與使用來取得經濟收益，對技術進步的依賴程度比較低，相應地在對勞動力的需求方面，會形成對不同等級勞動力的選擇。這些地區的企業會對中、低質量人力資本有較大的需求，而對高質量人力資本的需求較少，這使得高質量人力資本因就業問題而被迫向其他地區轉移，同時這些地區環境污染比較嚴重，也會對健康人力資本產生不利影響。因此，在環境和就業的雙重作用下，這些地區人力資本的積累和集聚較為困難，久而久之，會使得區域創新水平的提高受到限制，甚至會有所下降，不利于區域創新的發展。因此，環境污染會通過降低人力資本水平對區域創新水平產生負向影響。

(三)穩健性檢驗

為進一步確保研究結論的可靠性，本文以表3 第（5）列回歸為基準進行穩健性檢驗。相應的檢驗結果見表4。本文使用3 種專利的申請受理量替換3 種專利申請授權量作為區域創新水平的表示指標對環境污染進行回歸，從表4 第（1）列結果來看，當不加控制變量時，環境污染的系數為-6.482 且在1%置信水平上顯著，這表明環境污染對創新水平具有負向影響。考慮到第（1）列的回歸可能遺漏了其他重要變量。因此，第（2）～（5）列的回歸逐步引入了外商投資強度、二產占比、基礎建設、R&D 經費投入強度等控制變量，研究結果顯示，隨著控制變量的加入，環境污染系數的絕對值逐漸減小，但該系數仍然是負向顯著的，人力資本的系數一直都是正向顯著的，表明環境污染會通過降低人力資本水平對區域創新水平產生負向影響。研究結果與基準情形高度一致，顯示了本文研究結果的穩健性。

(四)內生性討論

表4 穩健性檢驗結果

在分析環境污染對區域創新水平的影響時，環境污染變量的內生性是一個不得不討論的問題。具體來說，一方面，環境污染會通過人力資本對區域創新水平產生負向影響；另一方面，區域創新水平較高的地區往往環境污染程度相對較低，二者之間可能存在反向因果關系，導致內生性問題。

為了檢驗區域創新水平與環境污染之間可能存在的內生性問題，本文引入環境污染的滯后一期作為自變量，以表4 第（5）列回歸為基準，使用三種專利的申請授權量對環境污染的滯后一期進行回歸，結果見表5。從表5 第（1）、（2）列可以看出，滯后一期環境污染的系數絕對值雖然有所減小，但仍然顯著為負，人力資本的系數依然顯著為正，表明環境污染會通過人力資本對區域創新水平產生負向影響。此外，本文使用三種專利的申請受理量對環境污染的滯后一期進行回歸，結果如表5 第（3）、（4）列所示，同樣表明環境污染會通過人力資本對區域創新水平產生負向影響。故理論上的內生性問題在實際上沒有造成顯著影響。

表5 內生性討論

四、結論與政策建議

在我國越來越重視環境污染問題以及我國經濟發展對創新日漸倚重的雙重背景下，研究環境污染如何影響我國的創新水平具有重要意義。目前，關于環境污染與創新水平之間關系的研究比較少，尚且缺乏有關環境污染影響創新水平作用機制的研究。本文使用2002—2015 年跨度為14 年的我國30 個省區的單位面積SO2排放量作為環境污染的指標，選用三種專利申請授權量作為創新水平的代理變量，系統考察環境污染對我國區域創新水平的影響。進一步，本文以大專以上人數與總人口比值表示的人力資本作為中介變量，運用中介效應研究環境污染影響我國創新水平的傳導機制。研究結果表明：首先，環境污染對我國創新水平具有顯著的負向影響，環境污染越嚴重，對創新水平的負向影響越大。這表明環境污染的加劇不利于我國區域創新的發展。而環境污染通過何種渠道影響創新水平這一問題值得深究，本文進一步使用中介效應模型對環境污染影響我國區域創新水平的作用機制進行了研究。通過中介效應機制分析得出，人力資本是環境污染影響創新水平的一個重要傳導渠道，環境污染在損害健康人力資本、迫使人力資本轉移等方面不利于人力資本的積累與集聚，顯著降低了人力資本水平，進而對我國區域創新水平產生負向影響。此外，交通基礎建設和R&D 投入對我國的創新水平具有顯著的正向影響，這表明我國對基礎建設的投入產生了一定的積極效果；而外商投資強度、二產占比對我國創新水平具有顯著的負向影響，這對于我國引進外資和調整產業結構具有一定的參考價值。為了確保本文的研究結果具有可靠性，本文使用三種專利的申請受理量替換三種專利申請授權量，作為創新水平的表示指標進行了穩健性檢驗。檢驗結果與基準情形高度一致，表明本文研究結果具有穩健性。此外，本文對可能存在的內生性問題進行了討論，分別使用三種專利的申請授權量和申請受理量對環境污染變量的滯后一期進行回歸，結果顯示理論上的內生性問題在實際上沒有造成顯著影響。

現如今我國經濟發展由高速增長轉入中高速增長階段，區域創新在經濟發展過程中起著越來越重要的作用。基于本文的研究提出以下建議：首先，政府應當采取合理有效的環境治理政策，以高標準嚴要求來規范企業和個人，從根本上減少環境污染，為人力資本的積累和集聚創造良好的條件，從而為創新水平的提升提供助力，為我國經濟發展增添動力。其次，人力資本是創新的重要源泉，對區域創新發展具有積極的影響，政府應該應加大對人力資本的投資，尤其是加大在教育領域、醫療領域等的投入，全面提升人力資本水平。此外，我國的交通基礎建設已取得了一定的成效，應該繼續加強，基礎建設的完善不僅有利于降低原材料和產品的運輸成本，為企業增加在創新方面的投入提供條件，而且有利于人才和技術的空間流動，從而有助于區域創新水平的提升。考慮到R&D 投入是提高創新水平不可缺少的條件，因此政府應繼續適當增加R&D投入，為創新水平的提升增添動力。在產業結構方面，應大力發展第三產業，增加第三產業的占比，從而為創新水平的提升提供良好的基礎。