丁晨輝,王 威,2,宋曉明,3
(1.河海大學(xué) 商學(xué)院,南京 211100;2.黃河水利委員會(huì)移民局,鄭州 450003;3.石家莊郵電職業(yè)技術(shù)學(xué)院,石家莊 050021)
改革開放40 多年以來,具有高能耗、高排放、高污染特點(diǎn)的粗放型經(jīng)濟(jì)增長模式在給中國帶來高速發(fā)展的同時(shí),也對自然生態(tài)環(huán)境造成了巨大破壞,嚴(yán)重阻礙了經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展[1]。尤其是空氣質(zhì)量嚴(yán)重下降、霧霾頻發(fā)等問題,對經(jīng)濟(jì)增長與科技創(chuàng)新的負(fù)面影響日益突出[2]。美國宇航局衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示,中國城市PM2.5的平均濃度自2000年起一直遠(yuǎn)高于世界衛(wèi)生組織制定的國際空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)值(10μg/m3)。面對空氣污染的嚴(yán)峻形勢,政府部門對大氣污染防治制定了針對性戰(zhàn)略部署,將重點(diǎn)地區(qū)和行業(yè)的空氣污染治理成效納入政府績效考核[3]??萍紕?chuàng)新是可持續(xù)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力,科技創(chuàng)新可以提供解決環(huán)境污染和資源短缺問題的技術(shù)方案[4]。在空氣污染治理壓力下,政府提出將創(chuàng)新和技術(shù)進(jìn)步作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式的重要抓手,是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境保護(hù)“雙贏”目標(biāo)的最優(yōu)選擇[5]。
現(xiàn)有研究針對環(huán)境污染與科技創(chuàng)新做了諸多有益探索,然而對于兩者之間關(guān)系究竟如何尚未得出一致結(jié)論,相關(guān)研究大致可以分為兩類:一類觀點(diǎn)認(rèn)為空氣污染對科技創(chuàng)新具有抑制效應(yīng)??諝馕廴究赏ㄟ^資金擠出效應(yīng)[6]、人力資本損失效應(yīng)[7]以及引發(fā)嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制增加企業(yè)成本,降低企業(yè)生產(chǎn)率,從而抑制科技創(chuàng)新。另一類觀點(diǎn)認(rèn)為空氣污染會(huì)對科技創(chuàng)新產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng)。隨著更為嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制政策出臺,為緩解由此帶來的生產(chǎn)成本增加,相關(guān)企業(yè)不得不加快技術(shù)創(chuàng)新與升級步伐[8],空氣污染反過來“激勵(lì)”了科技創(chuàng)新。綜上所述,已有研究多集中于空氣污染對科技創(chuàng)新單邊作用的評價(jià)和分析,而忽視了空氣污染對科技創(chuàng)新的雙面性及異質(zhì)性影響。本文在分析空氣污染對科技創(chuàng)新雙邊影響機(jī)理的基礎(chǔ)上,基于2011—2020 年中國30 個(gè)省份的面板數(shù)據(jù),采用雙邊隨機(jī)前沿模型實(shí)證檢驗(yàn)空氣污染對科技創(chuàng)新的雙邊影響效應(yīng)及其異質(zhì)性作用。
空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的抑制效應(yīng)主要表現(xiàn)在影響人力資本的投入數(shù)量和質(zhì)量上。同時(shí),地方政府為應(yīng)對空氣污染會(huì)制定嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制政策,通過提升企業(yè)生產(chǎn)成本和市場集中度、擠占研發(fā)資金等方式抑制科技創(chuàng)新。(1)從人力資本方面看,空氣污染通過影響教育水平、健康狀況、員工流動(dòng)而顯著損害人力資本的積累[9]??諝馕廴緯?huì)對當(dāng)?shù)鼐用裨斐缮頇C(jī)能、認(rèn)知能力和心理健康損害,如導(dǎo)致呼吸道疾病、心血管疾病等健康問題,增加醫(yī)療費(fèi)用和健康風(fēng)險(xiǎn)??諝馕廴驹黾恿烁哔|(zhì)量勞動(dòng)力遷移的可能性,因其對空氣質(zhì)量更為敏感[10]。這可能會(huì)降低污染嚴(yán)重地區(qū)的勞動(dòng)力供給水平,扭曲勞動(dòng)力資源配置,降低地區(qū)科技創(chuàng)新水平。(2)在環(huán)境規(guī)制政策方面,由于空氣污染具有顯著的外部不經(jīng)濟(jì)性,各地政府會(huì)為了降低這一負(fù)外部經(jīng)濟(jì)效應(yīng)而采取環(huán)境規(guī)制政策。這些政策會(huì)對科技創(chuàng)新產(chǎn)生兩個(gè)方面的影響。一是企業(yè)為應(yīng)對環(huán)境規(guī)制需要增加污染治理的“遵循成本”和“防范成本”,從而擠占創(chuàng)新資金[11],這使企業(yè)在激烈市場競爭中處于不利地位;同時(shí),空氣污染對員工健康造成的損害也會(huì)使企業(yè)增加勞動(dòng)力健康保險(xiǎn)支出或補(bǔ)償,減少潛在人力資本損失[12]。二是嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制提高了市場準(zhǔn)入門檻,使小企業(yè)難以進(jìn)入生產(chǎn)領(lǐng)域,導(dǎo)致市場集中度升高,最終形成壟斷,這將降低市場效率和區(qū)域科技創(chuàng)新水平。
空氣污染的激勵(lì)效應(yīng)主要是通過地方政府財(cái)政激勵(lì),倒逼管理創(chuàng)新以及環(huán)境規(guī)制帶來的工藝改進(jìn)、資源配置優(yōu)化等促進(jìn)科技創(chuàng)新水平提升。(1)政府財(cái)政激勵(lì)通過財(cái)政補(bǔ)貼引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,不僅降低了創(chuàng)新融資的限制,還分擔(dān)了創(chuàng)新失敗風(fēng)險(xiǎn),激發(fā)了企業(yè)的創(chuàng)新積極性。(2)隨著空氣污染程度加劇,員工工作效率下降或高技能員工流失將會(huì)刺激企業(yè)進(jìn)行管理創(chuàng)新,以維持人力資源的穩(wěn)定。管理創(chuàng)新不僅彌補(bǔ)了員工認(rèn)知和經(jīng)濟(jì)損失,還有助于緩解由高技能員工流失引起的經(jīng)濟(jì)績效下降[13],形成了“管理創(chuàng)新補(bǔ)償效應(yīng)”,從而促進(jìn)企業(yè)創(chuàng)新能力提升。(3)環(huán)境規(guī)制會(huì)對科技創(chuàng)新產(chǎn)生激勵(lì)效應(yīng),最終實(shí)現(xiàn)環(huán)境改善和技術(shù)進(jìn)步的雙贏局面。合理的環(huán)境規(guī)制能夠促使企業(yè)改善工藝、減少資源投入、提高生產(chǎn)效率,進(jìn)而激發(fā)“創(chuàng)新補(bǔ)償效應(yīng)”,提高企業(yè)的科技創(chuàng)新能力。一方面,環(huán)境規(guī)制對企業(yè)的研發(fā)投資決策產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,由于環(huán)境規(guī)制導(dǎo)致企業(yè)維持原有生產(chǎn)方式的成本上升,迫使企業(yè)走出“舒適圈”,通過創(chuàng)新謀求發(fā)展。另一方面,環(huán)境規(guī)制可以促進(jìn)環(huán)境友好型的技術(shù)創(chuàng)新,有研究表明環(huán)境規(guī)制政策會(huì)顯著提高環(huán)境友好型專利的產(chǎn)出水平[14],倒逼生產(chǎn)者加快科技創(chuàng)新與產(chǎn)品升級的步伐。
參照Kumbhakar 和Parmeter(2009)[15]的研究,構(gòu)建如下雙邊隨機(jī)前沿模型:
其中,lnTCit為科技創(chuàng)新;xit為影響科技創(chuàng)新的一系列控制變量;δ為待估參數(shù),i(xit)為前沿科技創(chuàng)新,ξit為復(fù)合殘差擾動(dòng)項(xiàng),ξit=ωit-uit+εit。其中,εit為隨機(jī)誤差項(xiàng),反映不可觀測因素導(dǎo)致的科技創(chuàng)新對前沿科技創(chuàng)新的偏離程度;ωit和uit分別為激勵(lì)效應(yīng)和抑制效應(yīng)。由式(1)可知,最終的科技創(chuàng)新水平是空氣污染的抑制與激勵(lì)兩種效應(yīng)雙邊共同作用的結(jié)果??諝馕廴緦萍紕?chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)使科技創(chuàng)新高于前沿科技創(chuàng)新,而空氣污染對科技創(chuàng)新的抑制效應(yīng)使科技創(chuàng)新低于前沿科技創(chuàng)新,通過計(jì)算二者共同影響的凈效應(yīng)來衡量實(shí)際科技創(chuàng)新的偏離程度。計(jì)算公式如下:
基于式(2)和式(3)推導(dǎo)出空氣污染對科技創(chuàng)新影響的凈效應(yīng),計(jì)算公式如下:
其中,NE為激勵(lì)效應(yīng)與抑制效應(yīng)的差值。若NE>0,則說明激勵(lì)效應(yīng)強(qiáng)于抑制效應(yīng),即激勵(lì)效應(yīng)起主導(dǎo)作用;若NE<0,則表明激勵(lì)效應(yīng)弱于抑制效應(yīng),即抑制效應(yīng)發(fā)揮主導(dǎo)作用。
本文選取2011—2020 年中國30 個(gè)省份(不含西藏和港澳臺)的面板數(shù)據(jù),分析空氣污染對各省份科技創(chuàng)新的影響。數(shù)據(jù)來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國科技統(tǒng)計(jì)年鑒》、ESP 全球數(shù)據(jù)庫等。本文的被解釋變量為科技創(chuàng)新,采用專利申請授權(quán)數(shù)量的對數(shù)值衡量[16],記為lnTC。此外,穩(wěn)健性檢驗(yàn)采用發(fā)明專利授權(quán)數(shù)量的對數(shù)值衡量科技創(chuàng)新的質(zhì)量。解釋變量為空氣污染,用各省份每立方米空氣中PM2.5的濃度來衡量,將其做取對數(shù)處理,記為lnPm2.5。
本文還控制了部分可能影響科技創(chuàng)新水平的其他變量,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(lnPgdp)用人均GDP 取對數(shù)表示;研發(fā)強(qiáng)度(RD)用研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入占GDP 的比重表示;知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)(KP)用技術(shù)市場交易額占GDP 的比重表示;基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)(lnINFR)用郵電業(yè)務(wù)總量占GDP的比重取對數(shù)表示;貿(mào)易開放度(lnOPEN)用進(jìn)出口總額占GDP 的比重取對數(shù)表示。由于當(dāng)年進(jìn)出口額以萬美元計(jì)價(jià),這里采用《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》中公布的年均中美匯率將其換算為萬元人民幣,并計(jì)算其在GDP 中的占比,做取對數(shù)處理。教育投入(lnEDI)用教育支出占GDP 的比重取對數(shù)表示;政府支持(lnGOV)用一般公共預(yù)算支出占GDP 的比重取對數(shù)表示;財(cái)政自主(lnFFR)用一般公共預(yù)算收入與一般公共預(yù)算支出的比值取對數(shù)表征。其中,涉及價(jià)格因素的變量均以2011年為基期進(jìn)行平減處理。變量的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見下頁表1。
表1 變量描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果
3.1.1 基準(zhǔn)回歸結(jié)果分析
表2為通過式(1)計(jì)算空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新影響的結(jié)果。列(1)為不考慮偏離效應(yīng)的OLS估計(jì)結(jié)果;列(2)至列(4)逐步控制地區(qū)固定效應(yīng)與時(shí)間固定效應(yīng),采用雙邊極大似然估計(jì)法(MLE)估計(jì)的結(jié)果;列(5)和列(6)分別為只考慮空氣污染對科技創(chuàng)新水平的激勵(lì)效應(yīng)和抑制效應(yīng)的單邊估計(jì)結(jié)果;列(7)為同時(shí)控制空氣污染對科技創(chuàng)新水平的正、負(fù)效應(yīng)的估計(jì)結(jié)果。
表2 空氣污染的雙邊隨機(jī)前沿模型估計(jì)結(jié)果
根據(jù)模型似然比檢驗(yàn)(LR),加入偏離效應(yīng)后模型(7)相比OLS 估計(jì)及剩余模型更為合理,最終確定以列(7)為基礎(chǔ)進(jìn)行后續(xù)雙邊影響效應(yīng)分析。
3.1.2 空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的雙邊影響效應(yīng)測度
進(jìn)一步分解空氣污染對科技創(chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)與抑制效應(yīng),結(jié)果見表3。空氣污染對科技創(chuàng)新的激勵(lì)和抑制影響程度分別為0.0718和0.1931,空氣污染對科技創(chuàng)新的凈效應(yīng)影響程度為E(u-ω)=σu-σω=0.1214,可知空氣污染抑制了區(qū)域科技創(chuàng)新水平提升??傮w來看,由于空氣污染的抑制效應(yīng)占主導(dǎo)地位,最終導(dǎo)致省域?qū)嶋H科技創(chuàng)新水平低于最優(yōu)水平,即空氣污染抑制了科技創(chuàng)新水平提升。
依據(jù)模型將空氣污染對科技創(chuàng)新激勵(lì)效應(yīng)與抑制效應(yīng)影響的大小進(jìn)行分解,以便更準(zhǔn)確地比較空氣污染的實(shí)際影響效應(yīng)。由表3可知,空氣污染對科技創(chuàng)新的抑制效應(yīng)占比為87.87%,而促進(jìn)科技創(chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)占比為12.13%,表明空氣污染的抑制效應(yīng)占比大于激勵(lì)效應(yīng),抑制效應(yīng)占主導(dǎo)地位,再次證明上述估計(jì)結(jié)果的準(zhǔn)確性,即空氣污染顯著抑制了省域科技創(chuàng)新水平提高。
3.1.3 空氣污染的雙邊影響效應(yīng)對區(qū)域科技創(chuàng)新的影響程度分析
由表4可知,空氣污染的激勵(lì)效應(yīng)使得科技創(chuàng)新高于前沿水平6.58%,而空氣污染的抑制效應(yīng)使科技創(chuàng)新低于前沿水平16.17%,最終在兩種效應(yīng)的綜合作用下使科技創(chuàng)新低于前沿水平9.59%。由于空氣污染雙邊影響效應(yīng)的不對稱性,使得空氣污染對科技創(chuàng)新水平呈抑制作用。表4分別呈現(xiàn)了在不同分位數(shù)水平上,空氣污染對科技創(chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)與抑制效應(yīng)的差異。在25%、50%、75%分位數(shù)上,空氣污染雙邊影響效應(yīng)的共同作用使實(shí)際科技創(chuàng)新水平分別下降19.50%、6.78%、0。空氣污染對科技創(chuàng)新產(chǎn)生的凈效應(yīng)為-9.59%,表明全樣本下空氣污染對科技創(chuàng)新的抑制作用強(qiáng)于激勵(lì)作用,進(jìn)一步驗(yàn)證了空氣污染抑制科技創(chuàng)新水平提升的結(jié)論。
如下頁表5所示,東、中、西三大地區(qū)的空氣污染對科技創(chuàng)新影響的凈效應(yīng)均值均為負(fù)數(shù),數(shù)值分別為-10.51%、-8.97%、-9.11%,表明三大地區(qū)的空氣污染抑制了科技創(chuàng)新水平提升。具體而言,東部地區(qū)空氣污染對科技創(chuàng)新的抑制作用最大、西部地區(qū)次之、中部地區(qū)最小。
表5 三大地區(qū)空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新影響的凈效應(yīng)(單位:%)
接下來依據(jù)時(shí)間變量分析不同年份空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新影響效應(yīng)的差異,結(jié)果見圖1。在大部分年份樣本內(nèi),空氣污染的抑制效應(yīng)占主導(dǎo)地位,其作用大小介于-5.19%~16.66%。整體而言,空氣污染對科技創(chuàng)新影響的凈效應(yīng)始終為負(fù),且隨著時(shí)間推移,空氣污染對科技創(chuàng)新的抑制效應(yīng)始終占主導(dǎo)地位并呈減弱趨勢,這一結(jié)果與中國空氣污染的變化趨勢相吻合。
圖1 空氣污染對科技創(chuàng)新影響凈效應(yīng)的變化趨勢(單位:%)
通過對空氣污染程度按照25%、50%、75%分位數(shù)進(jìn)行低、中、高分組,分析不同空氣污染程度下雙邊影響效應(yīng)的分布情況,結(jié)果見表6。其中,空氣污染(lnPm2.5)≤3.34為低水平組,3.34<空氣污染(lnPm2.5)≤3.85 為中水平組,空氣污染(lnPm2.5)>3.85為高水平組。隨著空氣污染程度加深,空氣污染對科技創(chuàng)新影響的凈效應(yīng)均值分別從低水平組的-5.11%上升至高水平組的-8.70%,且凈效應(yīng)始終為負(fù),表明隨著空氣污染程度加劇,其對科技創(chuàng)新的抑制效應(yīng)始終占主導(dǎo)地位,空氣污染的抑制效應(yīng)隨著空氣污染程度加深而增強(qiáng)。
表6 不同空氣污染程度下區(qū)域科技創(chuàng)新凈效應(yīng)差異(單位:%)
借鑒沈可和李雅凝(2021)[16]的研究,采用發(fā)明專利授權(quán)數(shù)量取對數(shù)來表征科技創(chuàng)新的質(zhì)量進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn),再次估算空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)、抑制效應(yīng)及凈效應(yīng)。如表7所示,空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)為0.0731,抑制效應(yīng)為0.1343,兩者的凈效應(yīng)為0.0612,這與前文結(jié)論一致,說明空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新存在雙邊影響效應(yīng)。從凈效應(yīng)看,空氣污染的正向效應(yīng)占比22.8%,負(fù)向效應(yīng)占比77.2%,說明在空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的影響中,由于空氣污染的抑制效應(yīng)占主導(dǎo)地位,從而使空氣污染相對負(fù)向偏離其前沿水平,進(jìn)一步驗(yàn)證了結(jié)果的穩(wěn)健性。
表7 影響效應(yīng)與方差分解
進(jìn)一步估計(jì)空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的激勵(lì)效應(yīng)、抑制效應(yīng)和二者相互作用的凈效應(yīng),結(jié)果見8。隨著空氣污染程度加劇,其激勵(lì)效應(yīng)使區(qū)域科技創(chuàng)新水平提高5.83%,而抑制效應(yīng)使區(qū)域科技創(chuàng)新水平降低11.67%,凈效應(yīng)使實(shí)際區(qū)域科技創(chuàng)新水平相對低于前沿水平5.84%,與前文估計(jì)結(jié)果大致相同。
(1)總體上空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新產(chǎn)生抑制作用。全樣本下空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的總抑制效應(yīng)強(qiáng)于總激勵(lì)效應(yīng),其中,空氣污染的激勵(lì)效應(yīng)使科技創(chuàng)新高于前沿水平6.58%,而抑制效應(yīng)使科技創(chuàng)新低于前沿水平16.17%,在兩種效應(yīng)綜合作用下,科技創(chuàng)新低于前沿水平9.59%。
(2)在研究期內(nèi)空氣污染對科技創(chuàng)新影響的凈效應(yīng)在不同年份均為負(fù),空氣污染的抑制效應(yīng)仍占據(jù)主導(dǎo)地位,且凈負(fù)效應(yīng)呈波動(dòng)減弱趨勢;分區(qū)域估計(jì)結(jié)果表明,空氣污染的抑制效應(yīng)呈東、西、中部地區(qū)減弱趨勢。
(3)激勵(lì)效應(yīng)與抑制效應(yīng)呈明顯的反向聯(lián)動(dòng)性,但整體上抑制效應(yīng)仍占主導(dǎo)地位且在不同條件下呈異質(zhì)性影響,空氣污染程度加深會(huì)加劇對科技創(chuàng)新的抑制效應(yīng)。
(1)加強(qiáng)環(huán)境規(guī)制和發(fā)展環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新是提升區(qū)域科技創(chuàng)新水平的關(guān)鍵。應(yīng)實(shí)施有針對性的環(huán)境監(jiān)管政策,建立信息共享和聯(lián)合執(zhí)法機(jī)制,增強(qiáng)聯(lián)防聯(lián)控能力。推動(dòng)綠色技術(shù)的應(yīng)用與推廣,鼓勵(lì)城市間進(jìn)行創(chuàng)新合作,提升整體創(chuàng)新水平。企業(yè)應(yīng)主動(dòng)承擔(dān)社會(huì)環(huán)境責(zé)任,加大綠色技術(shù)研發(fā)力度,構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新平臺,以提升整體科技創(chuàng)新水平。
(2)營造良好的創(chuàng)新人才環(huán)境,增加高端人才供給有助于緩解空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的制約。政府在技術(shù)交易市場、創(chuàng)新環(huán)境和污染治理方面應(yīng)采取積極引導(dǎo)措施,構(gòu)建健全的治理體系,制定有競爭力的生態(tài)環(huán)境保護(hù)和人才落戶政策來提高城市競爭力。企業(yè)要重視技術(shù)革新,為創(chuàng)新人才提供發(fā)展條件和環(huán)境,給予污染補(bǔ)貼,提升企業(yè)創(chuàng)新能力。
(3)推進(jìn)數(shù)字金融發(fā)展,緩解企業(yè)創(chuàng)新融資壓力有助于減輕空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的負(fù)面影響。政府應(yīng)推動(dòng)數(shù)字金融發(fā)展,拓展融資渠道,出臺優(yōu)惠政策,引導(dǎo)企業(yè)進(jìn)行清潔生產(chǎn)和技術(shù)創(chuàng)新。數(shù)字金融可以解決企業(yè)科技投入與利潤增長矛盾,減輕財(cái)政壓力。在環(huán)境規(guī)制、人才發(fā)展和數(shù)字金融的支持下,可以有效降低環(huán)境污染程度,減輕空氣污染對區(qū)域科技創(chuàng)新的抑制作用,提升科技創(chuàng)新能力和成果產(chǎn)出水平。