环境规制二重性：抑制还是促进技术进步—

摘要：波特假说从动态角度提出，环境规制能产生创新补偿效应，促进企业技术进步与生产率提高，并减少甚至弥补企业的遵循成本。以波特假说为理论依据，基于武汉城市圈2003-2014年面板数据，选取3种不同废弃物规制强度，运用Malmquist-Luenberger指数定量测度武汉城市圈内环境规制对技术创新的影响，并进一步运用面板固定效应模型拟合环境规制与技术创新的关系。主要结论如下：①武汉城市圈环境规制能够有力推进武汉城市圈经济绿色化发展，促进绿色技术进步，但不同污染物的环境规制效果应有所区别；②圈内环境规制对技术进步的促进作用呈现U型关系，说明短期内环境规制产生的遵循成本抑制了企业创新，而从中长期看，环境规则会倒逼企业提升生产率，通过技术创新减少污染物排放。

关键词：环境规制；技术进步；武汉城市圈；Malmquist-Luenberger指数；面板回归

0 引言

1972年，罗马俱乐部发表研究报告《增长的极限》指出，经济发展需要大量的物质和能源投入，同时排放出大量的废弃物造成环境质量恶化，而人类社会生产的增长存在极限阈值。大部分发达国家的工业化发展经历了先污染后治理的基本路径，我国在实现工业化和城市化的过程中，年均GDP高速增长，已成为世界第二大经济体。但高能耗和高排放的粗放型增长方式造成了严重的环境污染，发达国家百年工业化过程中分阶段出现的环境问题在我国集中出现[1]。中国环境监测总站的监测数据显示，近年来雾霾天气不断侵袭中国，大范围雾霾污染问题日益突出，全国25个省份100多座大中城市出现雾霾天气，严重影响人们的日常生活和生产活动，对人民身体健康造成严重危害。

由此可见，我国必须在达到生态环境承载阈值之前，及时提高环境规制强度。然而，我国经济社会发展存在较大程度的区域性差异，还有大量贫困人口没有脱贫致富，城市化和工业化发展目标尚未实现，这意味着我国需要在环境规制强化和经济发展间权衡取舍[2]。根据新古典经济学理论，如果企业的生产活动产生环境负外部性，则需要对企业征收“庇古税”，以提高企业排污成本。但是环境规制税费需要企业支付治污费用，对企业生产性投资产生挤出效应，最终将导致企业产量与生产率降低。Poter等[3]认为，“庇古税”等合理的环境规制政策与措施能够为企业提供技术改进信息和创新动力，倒逼企业投资于创新活动从而减少治污费用支出，而创新活动又能够提高企业生产率，最终促进经济增长。这种由环境规制催生的创新活动被称为环境管制的创新补偿。

1 文献回顾

从静态角度看，在严格的环境规制政策下，企业为了满足环境规制要求而产生环保设备购置、末端治理、挤出其它生产性投资等遵循成本，并进一步减少产品生产来规避风险，进而造成企业竞争力削弱，抑制企业创新行为[4-7]。

自波特假说问世以来，大量学者从动态角度分析环境规制与技术进步之间的关系，取得了丰富的研究成果。一些国外学者运用计量经济学分析方法对波特假说进行了检验，大部分实证结果表明，环境规制能够促进技术创新。例如， 20世纪70、80年代美国、日本和德国的经验数据表明，环境规制能够显著促进各国技术创新[8]。Brunnermeier与Cohen[9]基于美国146个制造业行业的面板数据分析了环境规制与产业技术创新的关系，认为环境规制能够增加环境专利数量。Bauman等[10]以电力工业为对象，认为环境规制强度加大将导致电力工业的边际减排成本增加，进而促进该行业技术改进。此外，还有部分学者从理论层面或案例分析等其它角度对波特假说进行验证。例如，Murty等运用环境成本收益分析方法研究温室气体减排等环境政策对经济的影响时发现，环境规制具有时间效应，即短期成本最少的治污方案得到短期收益，长期经济成本较大治污方案则取得长期额外收益。Yabar等[11]通过案例分析，认为环境规制不仅影响企业技术研发方向，而且促进生产技术改进。Krysiak[12]从理论的角度展开分析，认为环境规制能诱导垂直和水平技术进步。

近年来，国内学者也对波特假说开展了大量研究，黄德春与刘志彪[13]在Robert模型中引入技术系数，模型表明环境规制在给一些企业带来直接费用的同时，也会激发创新行为，这些创新可以部分或全部抵消费用成本。赵红[14]、李强[15]、张成[16]、张中元[17]、廖进球[18]、宋马林[19]则基于中国省级面板数据实证考察了环境规制对技术创新的影响。结果表明，环境规制对核心创新指标具有显著正向影响。因此，有必要建议政府制定合理的环境规制政策，使企业能够提升治污技术水平，最终实现我国环境保护和经济增长的双赢。李平与慕绣如[20]基于系统GMM和门槛回归方法对波特假说进行检验，结果表明环境规制对创新激励作用具有一定的滞后性，即在当期环境规制阻碍技术创新，在滞后期环境规制促进创新且在滞后二期环境规制的促进作用最明显。环境规制强度与技术创新之间存在三重门槛效应，在规制强度较低时规制对创新的影响表现为一种潜动力，不足以引发创新活动。而在最优规制水平下规制会显著促进创新，在强度过高时促进作用减弱。此外，也有从产业层面开展波特假说的验证研究。蒋为[21]利用世界银行营商环境调查中的中国企业问卷调查数据，就环境规制对中国制造业企业研发创新行为的影响进行了实证检验。研究发现，环境规制对中国制造业企业研发创新的扩展与集约边际均具有显著正向影响。环境规制严格条件下的企业更倾向于进行研发创新并具有更大的研发投资额。环境规制不仅促使中国制造业企业增加研发投资，而且促使企业进行产品创新与生产工艺流程改进。余东华与胡亚男[22]利用2004-2013年中国28个制造业行业的面板数据,采用综合指数法测度了我国环境规制强度,并从时间维度和强度维度分别研究了环境规制对不同污染程度的制造业行业技术创新能力的影响。研究结果显示，在即期和滞后期,环境规制对重度污染行业的技术创新能力提升始终具有负向影响，对中度污染行业的创新能力提升起到了推动作用。环境规制与轻度污染行业的技术创新能力，在时间维度上呈现出U型关系，在强度维度上呈现出折线型关系。张同斌等[23]则对企业创新行为的内生动机进行了研究，通过构建多主体参与环境治理的动态一般均衡模型，分析政府环境规制下企业内生治理动机与公众参与外部性。结果显示，企业内生治理动机、社会福利等不同目标下对应的最优环境税率存在明显差异。

现有文献大多从宏观层面选择我国省级工业部门数据对我国环境规制的创新补偿效应进行实证研究。然而，由于我国各城市和地区的经济状况、资源禀赋以及政府政策不同，学者们的研究结论也不一致。实际上，创新补偿效应的产生并不是一蹴而就的。短期内，环境规制会造成企业成本增加，企业倾向于减少研发投入以保证利润，则环境规制不能促进技术进步。随着环境规制强度的提升，企业研发新技术提高生产率则是最优选择，此时环境规制促进技术进步。可见，环境规制具有二重性，对技术进步的影响呈现出U型动态变化。本文以武汉城市圈为研究对象，从中观层面结合武汉城市圈现况分析环境规制的主要影响因素，根据实证结果提出相应政策措施，具有政策指导意义。

2 验证方法与变量说明

(1)Malmquist-Luenberger指数。本文采用Malmquist-Luenberger指数，基于非径向SBM方向性距离函数，测算不同时期全要素生产率的动态变化，兼顾投入、非期望产出的减少与期望产出的增加，与我国在发展中需要解决资源环境问题的现实相符。具体计算原理如下：

将每个城市作为一个决策单元构建生产性前沿，每个决策单元都包含N种投入

种期望产出

以及I种非期望产出

构建的t=1,…,T时期城市k=1,…,K的生产可能性集如式(1)所示。

式(1)中

为权重向量。式(1)表示的是规模报酬不变的情况，在此基础上，包含期望产出和非期望产出的SBM方向性距离函数如式(2)所示。

式(2)中

为规模报酬不变条件下方向性距离函数

为投入松弛变量

为产出松弛变量，分别表示投入、期望产出不足以及非期望产出冗余。当ρ*=1时，则有

说明不存在投入及非期望产出冗余，也不存在期望产出不足，则决策单元是有效率的。ρ*<1则说明存在效率损失。

基于SBM方向性距离函数，构建从T期到T+1期的Malmquist-Luenberger指数，如式(3)所示。

ML(xT+1,yT+1,bT+1;xT,yT,bT)

×(

TEC(xT+1,yT+1,bT+1;xT,yT,bT)×EFF(xT+1,yT+1,bT+1;xT,yT,bT)(3)

式(3)中TEC和EFF分别表示第T期到T+1期技术进步与技术效率的变化。对于任何一个城市，若Malmquist-Luenberge、TEC及EFF大于1，则表示从第T期到T+1期的全要素生产率增长，技术进步与效率提升，反之亦然。技术进步可能由创新或者引进先进技术引起的生产可能性边界外移所致，技术效率提高则可能是由于制度与政策改革推动的资源配置效率提升，导致实际生产状况向“最佳实践者”靠近。

为进一步分析环境管制对技术进步的影响，比较加入环境管制和未加入环境管制而计算出的Malmquist-Luenberge指数，具体确定武汉城市圈环境管制对技术进步的影响。

(2)模型设定。从动态角度看，环境规制与技术进步的关系应该呈U型动态变化。因此，借鉴环境库兹涅茨曲线在分析环境污染和经济增长时采用的二次曲线的模型设定，将实证模型设置如式(4)所示。

其中，TECit为第i个城市在第t年和基年的生产技术进步水平，ERit为第i个城市在第t年的环境规制强度，α为不随个体变化的截距，β1和β2为待估参数，εit为误差项。ERit的系数应当为负。随着规制水平不断提升

的系数应当为正。

(1)环境规制的衡量。在研究环境规制对技术进步的影响时，除了传统的劳动、资本等投入外，就是环境规制强度指标的确定。鉴于劳动、资本和技术等经济指标的一般性和常用性，本文重点研究环境规制强度指标。目前，国内外学者主要从以下角度度量环境规制：①从环境规制政策上考察环境规制强度的高低；②用治污投资占企业总成本或产值的比重衡量；③用治理污染设施运行费用衡量；④将人均收入水平作为衡量内生环境规制强度的指标；⑤用环境规制机构对企业排污的检查和监督次数衡量；⑥用环境规制下的污染排放量变化进行度量。采用不同的代理指标衡量政府环境规制强度，导致环境规制强度标准差异极大。同时，由于不同研究对象之间数据统计方法、口径和时间等存在差异，并且环境规制强度也是动态变化的，容易造成结果可比性不强。综上所述，由于环境规制指标的差异性，环境规制与经济增长的影响程度及其显著水平存在一定差异。环境规制强度指标的测量相对困难，它不仅依赖于一个国家或地区法律法规的完善程度，而且与该国或地区环境水平影响因素有关。

本文从环境管制的结果表征入手，分别选取工业废水达标量的滞后值、工业二氧化硫排放量的变化值及工业烟尘排放量的变化值作为环境规制强度衡量指标。通过环境的客观表现衡量环境规制强度，能够较为客观地衡量环境规制的实际表现。在处理工业二氧化硫排放量以及工业烟尘排放量的变化值时，如变化量为负数，则表明后一年的环境规制强度高于前一年。因此，对变化量为负值的指标取其绝对值，对于变化量为正值的指标取其倒数，保证数据同环境规制强度方向的一致性。本文收集了武汉城市圈各城市2003-2014年的相关数据，来源为《湖北统计年鉴》(2004-2016)。其中2015年工业烟尘排放量数据来源于湖北省环保厅发布的《湖北省环境质量状况(2015)》。

(2)技术进步的衡量。既有研究通常基于其测度原理将全要素生产率的变化分解为技术变化和效率变化。但笔者认为，技术进步仍应以Malmquist-Luenberger综合指数进行度量，其原因在于：一方面，环境规制带来的创新具有多样性，并不必然与纯技术效率提升相关，规模变化同样会引致全要素生产率提升；另一方面，Malmquist-Luenberger综合指数可以更好地体现落后的决策单元对于前沿技术的追赶过程。

(3)其它变量。文中其它投入变量包括劳动力和资本两种要素，分别以单位从业人员数、全社会固定资投资总额衡量，产出变量包括GDP、工业二氧化硫排放量、工业废水排放量以及工业烟尘排放量。其中，GDP被定义为好的产出，工业二氧化硫排放量、工业废水排放量以及工业烟尘排放量被定义为坏的产出。所有数据均来源于《湖北统计年鉴》(2004-2008)。由于武汉城市圈内仙桃、天门和潜江3个县级城市的统计数据严重缺失，为保证数据的完整性，暂不考虑这3个城市。

3 实证检验与结果分析

3.1 武汉城市圈技术进步水平

采用MaxDEA软件，分别计算包含环境管制和不包含环境管制两种模型的Malmquist-Luenberger指数(表中简写为“ML指数”)，结果如表1所示。

由表1和表2可知，2003-2014年环境规制对全要素生产率产生了一定的负向作用。从武汉城市圈整体水平看，环境规制对全要素生产率的影响呈现出前抑制后促进的特征。据此，可将2003-2014年划分两个阶段。2003-2009年环境规制对武汉城市圈全要素生产率具有负向抑制作用。2010-2014年，环境规制则起正向促进作用。如加入环境规制后2004年Malmquist-Luenberger指数均值大约下降了0.03，2005年该指数则下降了0.02，表明2003-2009年环境管制对武汉城市圈全要素生产率产生了负向作用，但是这种负向作用随时间推移而减弱，并逐渐开始转变方向，由抑制全要素生产率提高变为促进全要素生产率提升。

这是因为污染型生产技术往往比清洁生产技术具有更低的成本优势，从而使武汉城市圈产生污染路径依赖。随着公民环境意识的不断增强，环境规制措施开始实行并对生产形成影响。初期主要由禁令型环境规制政策起作用，通过关停污染严重的设施和企业，从而对技术进步产生了较大的负向作用。随着清洁型生产利润预期的增加和市场结构的完善，企业转向绿色创新偏好。此时，补贴型环境政策开始发挥作用，进一步加速企业绿色技术创新，推动绿色化生产，全要素生产率相应提高。

2007年底，武汉城市圈被正式批准为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区。2003-2007年是武汉城市圈建设两型社会的初期，污染型生产方式的路径依赖必然面临调整。从2007年后，武汉城市圈建设逐步转向绿色发展道路，环境规制对技术进步的影响变为正向。由于政策和转型存在一定的滞后性，这种正向效应在2009年才开始显现。

3.2 回归结果及分析

本文分别考虑废水、烟尘和二氧化硫的环境规制对技术进步的影响，回归结果如表3所示。按照面板回归分析方法，结合回归模型的随机效应和固定效应结果，并根据Hausman检验和武汉城市圈发展实际选择模型。

注：“*”、“**”、“***”依次表示在1%、5%、10%水平上显著，未标注则不显著

表3结果显示：①从模型整体的F检验看，武汉城市圈废水、烟尘和二氧化硫的环境规制能够显著影响技术进步，即环境规制存在创新补偿效应。Hausman检验结果显示，3类废弃物规制影响检测应选择固定效应模型，表明武汉城市圈作为一个整体，环境规制效应不存在个体城市差异；②从环境规制对象看，3类废弃物固定效应模型系数的T检验显示，废水环境规制及其平方项系数没有通过显著性检验。这表明，虽然在总体上武汉城市圈废水规制政策能够对技术进步产生影响，但是其影响程度不明显。一种可能的解释是，相对于废水而言，烟尘和二氧化硫需要更先进的技术手段。而废水处理并没有较强的技术创新需求；③从环境规制影响技术进步过程看，武汉城市圈的环境规制与技术进步存在U型关系。废水、烟尘及二氧化硫3类废弃物的环境规制一次项系数符号为负，而二次项符号为正，说明武汉城市圈3类废弃物的环境规制政策对技术创新呈现U型影响。

在此基础上，笔者进一步探讨技术创新在武汉城市圈环境规制与经济增长之间的中介效应，运用ML指数衡量武汉城市圈技术创新，在C-D生产函数框架下构建面板回归模型。结果显示，武汉城市圈内技术创新的中介效应在统计意义上不够显著。一种可能的解释是武汉城市圈内技术创新的溢出效应还没有完全显现，各城市协同发展仍存在巨大潜力。

4 结论与政策涵义

本文以波特假说为理论依据，基于武汉城市圈2003-2014年面板数据，运用Malmquist-Luenberger指数定量测度武汉城市圈内环境规制对技术创新的影响，进一步运用面板固定效应模型拟合环境规制与技术创新的关系，得出如下结论：①Malmquist-Luenberger指数实证结果说明，环境规制对武汉城市圈的技术进步具有先抑制再促进的作用，并且环境规制能够有力促进武汉城市圈经济绿色化发展和绿色技术进步；②环境规制体现出二重性：面板固定效应模型实证结果说明，武汉城市圈内环境规制对技术进步的促进作用呈U型，即短期内武汉城市圈内环境规制对技术进步产生抑制作用，而从中长期看，环境规制则能够显著促进技术进步；③对比3种不同废弃物，武汉城市圈内针对废水排放的规制政策并没有产生显著的技术进步促进作用，而烟尘和二氧化硫排放的规制政策则能够长期显著促进技术进步。

武汉城市圈环境规制与生产技术进步具有U型关系。这是因为武汉城市圈正式确立是在2003年，在武汉城市圈正式成立之后，湖北省政府制定的环境规制措施逐渐加强。这时圈内企业就产生了应对环境规制标准的遵循成本，即从生产技术创新研发投入资金中抽出部分资金用于污染治理从而获得较高的利润，或者拿出部分利润进行污染的末端治理。若短期内企业污染治理资金来源于生产技术创新投入，则会减少企业生产技术研发投资和降低利润预期水平。但从长期看，2007年底武汉城市圈被正式批准为全国资源节约型和环境友好型社会建设综合配套改革试验区，环境规制政策作用加强，仅采用末端治理的治污方式会造成遵循成本持续增加而治理效果不理想，甚至降低企业利润率。因此，企业会尝试通过技术创新改进生产工艺，从而减少单位产出的治污支出或者降低单位产出的污染水平。在严格环境规制作用下，被规制企业反而实现了生产技术水平的快速提升。但是，环境规制是一门艺术，环境规制强度过高不仅不会促使企业进行技术研发提高生产率，反而可能导致圈内企业以减少产量来降低成本，甚至转移到其它规制强度较低的地区。此外，环境规制效果不仅取决于环境规制强度大小，还取决环境规制形式。

上述实证研究结果蕴含着相应的政策涵义。首先，在环境规制目标上，由于武汉城市圈环境规制与企业技术创新具有互动效应，武汉城市圈环境规制的治理结构必须以二者互动效应为基础，避免出现当前环境保护部门行政职能与人事权错配的现象，改变“碎片化”的环境治理方式，建立政府联动机制，实现制度性创新，从而满足环境规制需求。其次，在环境规制手段上，在国家大力推进生态文明建设背景下，湖北省政府应该制定武汉城市圈环境规制政策，完善环境规制体制，推动圈内企业进行生产工艺创新，让企业既能提高生产率又能降低污染水平。政府应该从环境规制手段上着力，注重环境规制手段和方法创新，综合运用市场型、命令型和信息型环境规制工具，开展环境规制工作和政策制定。最后，针对圈内不同行业和不同废弃物，应该根据各个行业的生产特点和排放特征制定环境规制政策。如针对排放废水较多的行业，政府可以集中建设废水处理厂，加强废水集中处理基础设施建设，并对废水排放企业收取一定的处理费用。而针对烟尘和二氧化硫等对治污技术有较高要求的行业，政府则需要加大环境规制强度。

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Dual Nature of Environmental Regulation: Restraining or Promoting Technological Progress——Evidence from Wuhan City Circle

(Research Institute of Central China Development, Wuhan University, Wuhan 430072, China)

Abstract：From the dynamic point of view, the potter hypothesis, environmental regulation can produce innovation compensation effect to promote enterprise technology progress and productivity improvement, not only can reduce or even make up the enterprise follow the cost. Different from previous studies, based on the potter hypothesis as the theory basis, the panel data of Wuhan city circle based on 2003-2014, using the Malmquist Luenberger index measures the impact of Wuhan city circle of environmental regulation on technology innovation by selecting the environmental regulation of three kinds of waste, and further the relation between environmental regulation and technological innovation fitting panel fixed effect model, the main conclusions are: ①Wuhan city circle of environmental regulation can effectively promote the economic development of Wuhan city circle of green and green technology progress, but the effect of different pollutants in different environmental regulation; ②to promote the role of environmental regulation within the circle of technological progress presents "u" type, which shows the follow the cost caused by environmental regulation in the short term restrains the innovation of enterprise, while forces enterprise to improve productivity in the long term by reducing pollutions through technological innovation.

Key Words：Environmental Regulation; Technological Progress; Wuhan City Circle; Malmquist-Luenberger Index; Panel Regression

作者简介：陈路(1988-)，男，湖北荆州人，武汉大学中国中部发展研究院博士研究生，研究方向为环境规制与区域经济增长。

环境规制二重性：抑制还是促进技术进步——来自武汉城市圈的证据

0 引言

1 文献回顾

2 验证方法与变量说明

3 实证检验与结果分析

4 结论与政策涵义

环境规制二重性：抑制还是促进技术进步
——来自武汉城市圈的证据