吴传清1,2，张雅晴1
(1.武汉大学 经济与管理学院；2.武汉大学 区域经济研究中心，湖北 武汉 430072)
摘 要：以碳排放和污染物排放作为非期望产出，采用全局超效率SBM模型测算1997-2015年长江经济带沿线11省市工业绿色全要素生产率，采用面板门槛模型分析环境规制强度对工业绿色生产率的门槛效应。实证结果表明：1997-2015年虽然长江经济带沿线省市工业绿色生产率均呈提升态势，但仅有2014-2015年的上海、2015年的江苏是有效率省份，且省市之间效率差距不断拉大；环境规制对长江经济带绿色生产率存在双重门槛效应，在低、中、高3种环境规制强度地区中，只有中等环境规制强度地区能够通过环境规制显著提升工业绿色生产率。基于此，提出应促进经济增长方式由粗放型转为集约型、提高云贵川湘四省环境规制强度、推动现有环境规制内容市场化转型等政策性建议，以不断提高长江经济带工业绿色生产率。
关键词：长江经济带；工业绿色生产率；环境规制；门槛效应
改革开放以来我国经历了长达40年的经济高速增长期，但传统粗放型增长方式也带来日趋紧张的能源约束和愈加严重的环境污染问题。因工业发展产生的能源消耗与污染排放量占全社会总能耗、总排放量的70%以上，说明我国总体上尚未摆脱高投入、高消耗、高排放的工业发展方式。2016年1月，习近平总书记在重庆召开长江经济带发展座谈会时强调，推动长江经济带发展必须从中华民族长远利益考虑，走生态优先、绿色发展之路，把修复长江生态环境摆在压倒性位置，共抓大保护，不搞大开发，使母亲河永葆生机活力。根据《中国能源统计年鉴2016》和《中国环境统计年鉴2016》显示，2015年长江经济带沿线11省市工业能源消耗总量达8.78亿t标准煤，工业废水排放总量达88.86亿t，工业二氧化硫排放总量达551.77万t，长江生态修复任重道远。因此，必须提高长江经济带工业绿色生产率，建立健全工业绿色发展长效机制，推动生态文明与工业文明和谐共融，走高效、清洁、低碳、循环的绿色发展道路。近20年来，长江经济带工业绿色生产率是提升了还是倒退了？其影响因素有哪些？提高环境规制能否有效促进长江经济带工业绿色生产率提升？是否存在门槛效应？本文将针对上述问题展开研究。
学术界采用的生产率测度方法主要包括以随机前沿分析方法(SFA)为代表的参数法和以数据包络分析(DEA)为代表的非参数法。相对于SFA方法，DEA方法具有不必设定具体生产函数、避免了模型形式设定及随机干扰正态分布等强假设偏误、打破了单一产出限制等优良特性。Chung等[1]引入可同时考虑期望产出与非期望产出的方向性距离函数(DDF)，使绿色全要素生产率测度可以在无需掌握价格信息、假定生产函数形式的前提下进行。然而，当考虑存在投入或产出的非零松弛时，传统的方向性距离函数(DDF)倾向于高估评价对象的效率水平。据此，Tone[2]提出基于松弛变量的方向性距离函数(SBM)，进而解决了效率高估问题。但长期以学术界对生产率的测度研究均采用当期数据来确定当期生产技术前沿，因而只能进行短期生产率变动分析，其长期测算结果不具有可比性，且可能存在线性规划无解问题或得出错误的“技术倒退”结论。Oh[3]提出基于全局生产技术集构建生产技术前沿的GML指数，从而解决了长期生产率测度的持续性和稳健性问题。国内多数学者采用该方法进行相关测算，如尤济红等采用基于SBM的GML指数测算了1998-2012年我国省区绿色工业生产率。
学术界关于环境规制对经济绩效影响效应的研究由来已久，并形成观点相悖的两个主要假说——“成本假说”和“波特假说”。“成本假说”是指环境规制迫使企业为碳排放和污染物排放付费，给企业带来额外的合规成本，在技术水平和市场需求不变的情况下，合规成本直接导致企业生产率和利润率下降，且合规成本挤占了企业用于生产和盈利的投资，增加了企业机会成本，间接导致企业潜在生产率和利润率下降。Barbera等[4]基于1960-1980年美国行业数据，得出10%～30%的生产率下降可归因于环境规制的研究结论。 “波特假说”认为合理的环境规制将产生创新补偿效应，部分甚至全部抵消企业合规成本，从而使企业生产率和利润率提高。创新补偿效应是指环境规制刺激了企业绿色创新。Jorge等[6]基于西班牙中小企业数据，验证了创新补偿效应的存在。国内关于环境规制与经济绩效关系的实证研究尚未形成一致结论。如罗能生等[8]认为治理投入型环境规制与生态效率间存在“U”型关系，而沈能[9]得出环境规制强度和环境效率间呈倒“U”型关系的结论。
综上所述，已有研究主要存在两方面缺憾：①在生产率测算方面，学术界以长江经济带沿线11省市为对象的研究文献较少[10-11]，且所用方法均采用以当期数据确定当期生产技术前沿的非全局DEA方法，其测算结果因跨期而不具有可比性；②在环境规制作用于经济绩效方面，学术界或只探讨了线性影响，或通过在模型中加入环境规制的平方项探讨非线性影响，如张成等，但平方项带来严重的多重共线性，导致结构变化点难以确定。为弥补上述不足，本文将建立面板门槛模型，以全局DEA方法测算出的工业绿色生产率为因变量，以环境规制为核心解释变量和门槛变量，着重研究环境规制对长江经济带工业绿色生产率的影响作用，据此提出相应政策建议。
已有研究认为，环境规制与长江经济带工业绿色生产率间可能存在门槛效应。基于Hansen[5]的研究，将环境规制同时作为核心解释变量和门槛变量，分别建立单一门槛、双重门槛和三重门槛模型，具体如下：
etfp=α+β1er2(er≤γ1)+β2er2(er>γ1)+θX+ε
(1)
(2)
(3)
式中，etfp是静态的工业绿色生产率，er是环境规制，x是一组会对工业绿色生产率产生影响的控制变量，β1和θ的每一列均代表相应系数，α用于反映地区效应，ε是随机误差项，γj为门槛值。对于单一门槛模型，可以通过残差平方和最小化得到门槛值；而在进行双重门槛模型估计时，需先假设第一个门槛值已知，搜索得到第二个门槛值，然后固定第二个门槛值并对第一个门槛值进行再次搜索，得到优化后的一致估计量；三重门槛模型的估计与双重门槛模型类似。此外，为解决异方差问题，对所有变量进行取对数处理。
考虑到ML指数本质上衡量的是生产率的改进，并非生产率本身，且传统DEA模型只能区分有效单元和无效单元，无法在有效单元间作进一步区分，因此本文选择能够恰当处理非期望产出的超效率SBM模型。为实现测算结果跨期可比，本文借鉴Oh(2010)构建GML指数的思路，构建测度工业绿色生产率的全局超效率SBM模型。
首先，假设T时期内有n个决策单元均使用m种投入
得到r1种期望产出
及r2种非期望产出
采用DEA方法将全局生产可能集表示为:
其中，
(4)
其次，构建基于该生产技术前沿面的超效率SBM模型，如式(5)所示。求解该线性规划，可得各决策单元各期工业绿色生产率。
(5)
本文仅考虑资本投入、劳动投入和能源投入3种投入变量。借鉴陈勇等的研究成果，以1997年各省市规模以上工业企业固定资产净值为初始资本存量，以相邻年份固定资产净值差额为投资额，以逐年累加的相应年份固定资产存量作为资本投入。鉴于劳动时间数据难以获得，以各省市规模以上工业企业平均从业人员数作为劳动投入。根据《中国能源统计年鉴》附录部分给出的各类能源平均低位发热量，将各省市不同工业能源消费量折算成标准煤并加总作为能源投入，以规模以上工业企业总产值作为期望产出。由于自2012年起《中国工业统计年鉴》不再报告总产值数据，故根据2011年各省市总产值与销售产值间的数量关系，将2012-2015年工业销售产值调整为总产值。考虑到碳排放和污染物排放两种非期望产出，采用《省级温室气体清单编制指南》(2011)推荐方法将各省市工业能源消耗折算成碳排放，采用变异系数法将工业废水排放量、工业化学需氧量排放量、工业二氧化硫排放量、工业烟(粉)尘排放量、工业废气排放量、工业固体废物排放量归一化得到的环境污染指数作为污染物排放值。
以环境规制(er)作为核心解释变量，由于工业化学需氧量去除率、工业二氧化硫去除率和工业固体废物综合利用率直接展现政府环境规制效果，故以三者几何平均值作为环境规制强度。
此外，本文控制变量有：①企业规模(size)，以平均工业企业产值表征；②工业结构(ind)，以劳均固定资产存量表征；③产权结构(pro)，以规模以上工业企业国企产值比重表征；④交通运输(tra)，参考吴延瑞的做法，以平均每十平方公里土地铁路里程与公路里程的几何平均值衡量；⑤研发强度(rd)，以各省市技术合同市场成交额表征。
选取1997-2015年长江经济带沿线11省市面板数据，其中，工业企业从业人员、产值、固定资产投资等数据来自相应年份《中国工业经济统计年鉴》和《中国工业统计年鉴》，工业能源消耗数据来自《中国能源统计年鉴》，工业污染物排放和环境规制数据来自《中国环境年鉴》与《中国环境统计年鉴》，实际利用外商直接投资额来自WIND数据库，各类价格指数来自《中国价格统计年鉴》，其余指标均来自《中国统计年鉴》。
1997-2015年长江经济带沿线省市工业绿色生产率测算结果及相关统计结果如表1、图1所示。可以看出，若基于所有时期的全部决策单元构建最优生产技术前沿面，则只有2014-2015年的上海及2015年的江苏是有效的，但随时间推移，各省市均明显趋近最优生产技术前沿面。
从长江经济带总体而言，1997年，虽然各省市工业绿色生产率均是无效的，但省市之间差距较小。其中，江苏的效率最高，为0.513 7，贵州的效率最低，为0.244 9，11省市效率均值为0.361 1，方差为0.007 8；虽然相较于1997年，2015年各省市工业绿色生产率均明显提高，此时效率最高的是上海，为1.077 5，效率最低的仍是贵州，为0.462 7，沿线11省市效率均值提高到0.792 2，为1997年的2.19倍，但省市间的效率差距明显拉大，2015年11省市效率方差为0.029 8，是1997年的3.81倍。
从分板块来看，长江经济带上中下游工业绿色生产率差距明显，1997-2015年下游均值始终高于中游与上游。从板块内部空间分异来说，1997-2002年长江经济带上中下游内部省市间工业绿色生产率差距相对较小，而2003-2015年上游省市间工业绿色生产率差距明显拉大，2011年达到顶峰，此时上游工业绿色生产率方差为0.044 8，是下游方差的13.13倍、中游方差的16.42倍，之后开始下降，但上游省市之间工业绿色生产率差距始终远高于中下游各省市之间的差距。其主要原因在于上游省市中重庆一枝独秀，其工业绿色生产率远高于其余三省，而中下游内部省市之间工业绿色生产率差距不大。
表1长江经济带沿线省市工业绿色生产率
图1长江经济带总体、上中下游工业绿色生产率均值与方差
依次对单一门槛、双重门槛和三重门槛模型进行估计，得到的F值和采用Bootstrap方法得到的P值如表2所示。研究发现，单一门槛效果不显著，而双重门槛和三重门槛效果显著，相应的P值分别为0.050和0.080。因此，对双重门槛模型估计结果进行重点分析。
双重门槛模型的两个门槛值分别是
和
其95%置信区间分别是[-1.232,-0.125]和[-1.411,-0.167]。根据这两个门槛值将长江经济带沿线省市按环境规制强度划分为低环境规制强度
中等环境规制强度
和高环境规制强度
种类型。长江经济带不同年份3种环境规制类型省市数量如图1所示。可以发现，长江经济带沿线省市环境规制强度明显提高，1997年所有省市均为低环境规制强度地区，2015年只有四川、云南二省为低环境规制强度地区，湖南、贵州两省为中等环境规制强度地区，其余七省均为高环境规制强度地区。
表2门槛效应检验结果
注：P值和临界值均是采用Bootstrap方法抽样300次所得，***、**和*分别代表在1%、5%和10%的水平上变量显著，下同
图21997-2015年不同环境规制类型省市数量
双重门槛模型估计结果如表3所示，可明显看出，当其它条件不变时，低环境规制强度地区提高环境规制强度对工业绿色生产率的促进作用不显著，中等环境规制强度地区继续提高环境规制强度对工业绿色生产率的促进作用显著，而高环境规制强度地区提高环境规制强度对工业绿色生产率的抑制作用同样不显著。原因在于当环境规制强度较弱时，由环境规制导致的合规成本占企业总成本比重很小，对企业生产率的影响微乎其微，同样地，企业也没有动力进行绿色创新以降低合规成本，因此环境规制对提升企业绿色生产率的影响不显著；当环境规制强度达到并越过第一个门槛值且小于第二个门槛值时，合规成本占企业总成本的比重较大，企业有动力去进行绿色创新以降低合规成本，所产生的创新补偿效应完全抵消了企业合规成本，并且部分高耗能、高污染企业被迫向区外转移。因此，提高环境规制强度能进一步促进区域工业绿色生产率提升。当环境规制强度继续提高以至于越过第二个门槛值时，过高的合规成本成为企业发展的包袱，但企业有通过绿色创新降低合规成本的巨大动力，两方面作用孰大孰小无法确定，因而此时环境规制对工业绿色生产率的影响效应亦不显著。
此外，企业规模、工业结构、产权结构、交通运输、FDI、研发强度等对工业绿色生产率的影响都十分显著。具体来说：①企业规模对工业绿色生产率的影响效应为正，原因在于大企业相对于小企业更难以躲避环境监管，因此面临更大的环境规制压力。但是由于大企业拥有雄厚的经济实力来引入绿色生产技术或进行绿色创新，并且由于规模经济效益，大企业可以大幅降低环保投入平均成本，甚至因此获益；②工业结构对工业绿色生产率的影响效应为负，原因在于一般来说，资本密集型工业企业在相同工业产值下会产生更多的污染物排放；③ 产权结构对工业绿色生产率的影响效应为负，这是因为国有企业在效率上一般低于民营企业，并且对环境规制的敏感性较低，造成进行绿色创新以降低合规成本的动力不足；④交通运输对工业绿色生产率的影响效应为正，这是因为发达的交通网络有利于企业共享环境基础设施，提高其运作效率；⑤FDI对工业绿色生产率的影响效应为正，原因是迄今为止长江经济带沿线各省市外资企业的平均技术水平和管理能力仍高于本地企业，所以外企迁入将带来明显的技术和管理溢出，有助于提高地区工业绿色生产率；⑥研发强度对工业绿色生产率的影响为正，符合先验判断，说明加大研发强度，使工业增长更多地依赖技术进步和生产效率提升，跳出高污染、高能耗的粗放型增长方式，可以明显提高工业绿色生产率。
表3双重门槛模型估计结果
注：括号外数字是回归系数，括号内数字是p值
(1)1997-2015年长江经济带沿线11省市中，只有2014-2015年的上海和2015年的江苏是工业绿色生产有效，其余省市是随着时间推移不断趋近于最优生产技术前沿，但省市间效率差距明显拉大。到2015年，由于重庆市在云贵川渝四省中一枝独秀，导致长江经济带上游工业绿色生产率的空间分异效果远远超过中下游。
(2)环境规制对长江经济带工业绿色生产率的提升存在双重门槛效应。无论是低环境规制强度地区还是高环境规制强度地区，环境规制的作用效果均不显著，只有中等环境规制强度地区提升环境规制强度对工业绿色生产率的作用效果才显著为正。
(3)企业规模、交通运输、FDI和研发强度对工业绿色生产率的影响显著为正，工业结构和产权结构对工业绿色生产率的影响显著为负。
(1)加快长江经济带工业增长方式转变。2015年长江经济带沿线省市中只有上海、江苏两地是工业绿色生产有效的，其余省市均存在不同程度的生产无效率，尤其是长江经济带上游的四川、贵州、云南三省。这反映出过去近20年长江经济带工业总量虽有增长，但是增长质量有待提高，各类生产性投入(资本、人力、能源等)的利用率也有待提升。因此，当务之急是通过提高管理能力、技术水平等增强对现有资源的利用能力，使工业增长从依靠高投入的粗放型增长方式转向依靠提高资源利用率的集约型增长方式。
(2)提高四川、云南、湖南、贵州4省环境规制强度。四川、云南两省为低环境规制强度地区，虽然短期内提高环境规制强度并不能明显改善工业绿色生产率，但应从长远利益出发，尽早进入中等环境规制强度地区。湖南、贵州两省为中等环境规制强度地区，进一步提高环境规制强度可以明显改善其工业绿色生产率。需要注意的是，四川、云南、贵州3省属长江经济带上游，“长江干净与否，取决于上游”，上游省市具有义不容辞保护中华民族母亲河的责任。因此，必须牢固树立保护生态环境就是保护生产力、改善生态环境就是改善生产力的理念，自觉推动绿色发展，着力提高环境规制强度，提高环境准入门槛，阻止新污染企业迁入，要求现有污染企业迁出，从源头减少污染，坚决拒绝“带污染的GDP”。
(3)改革创新现有环境规制内容。长江经济带高环境规制强度地区继续提高环境规制强度仍无法显著促进工业绿色生产率提升，可能的原因是环境规制的市场化程度不足，对企业决策的激励和创新补偿效应不足。因此，应当改革创新环境规制内容，更多地创造与应用使污染“外部性内部化”的市场化政策工具，如碳排放权交易、污染许可权交易等。
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Wu Chuanqing1,2, Zhang Yaqing1
(1.School of Economics and Management, Wuhan University；2.Regional Economic Research Center,Wuhan University, Wuhan 430072,China)
Abstract：In this paper, we used carbon emissions and pollutant emissions as non-consensual outputs and used the global super-efficient SBM model to measure the total green productivity of 11 provinces and cities along the Yangtze River Economic Belt from 1997 to 2015.Then we used the panel threshold model to analyze the threshold effect of environmental regulation on industrial green productivity.The empirical results show that the industrial green productivity of the provinces along the Yangtze River Economic Belt is increasing in the period from 1997 to 2015, but only Shanghai from 2014 to 2015 and Jiangsu in 2015 are effective, and the efficiency difference between provinces and cities is increasing.The environmental regulation has a double threshold effect on industrial green productivity in the Yangtze River Economic Belt.In the region with low, medium and high environmental regulation intensity, the effect of environmental regulation on industrial green productivity is significant only in the area with moderate environmental regulation intensity, and it’s positive.It is necessary to improve the industrial green productivity of the Yangtze River Economic Belt from the promoting economic growth mode from extensive to intensive, improving the intensity of environmental regulation in Yunnan, Guizhou, Sichuan, Hunan provinces and promoting the market transformation of existing environmental regulatory.
Key Words:Yangtze River Economic Belt; the Industrial Green Productivity; Environmental Regulatory; Threshold Effect
收稿日期：2017-10-16
基金项目：国家社会科学基金重大项目 (15ZDA020)
作者简介：吴传清(1967-)，男，湖北石首人，博士，武汉大学经济与管理学院教授、博士生导师，武汉大学区域经济研究中心主任，研究方向为区域经济学；张雅晴(1994-)，女，安徽淮北人，武汉大学经济与管理学院硕士研究生，研究方向为区域经济学。
DOI：10.6049/kjjbydc.2017090022
中图分类号：F207
文献标识码：A
文章编号：1001-7348(2018)08-0046-06
(责任编辑：胡俊健)