环境规制对技术创新的非线性影响研究--基于中国2003-2011年省际面板数据分析-张倩.pdf
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1、 第15卷第1期2016年1月北京交通大学学报(社会科学版)Journal of Beijing Jiaotong University( Social Sciences Edition)Vol. 15 No. 1Jan. 2016环境规制对技术创新的非线性影响研究 基于中国2003- 2011年省际面板数据分析张 倩(黑龙江科技大学管理学院,黑龙江哈尔滨150022)摘 要:以我国2003- 2011年省际面板数据为样本资料,运用基于方向性距离函数( DDF)的全局曼奎斯特-卢恩伯格( GM L)生产率指数法评价环境规制的技术创新效应;构建回归模型,采用两步系统GM M进行实证检验,分析环境
2、规制对技术创新的直接影响和间接影响。结果表明:整体环境TFP指数有了提升且主要来源于技术进步,但是存在地区差异;环境规制对技术创新的直接影响呈现“ ”或者倒“ N”型的非线性关系,大部分省区处于曲线的上升阶段;环境规制还通过产业集中度、企业环境管理战略、公众参与和FDI间接激励企业的技术创新活动。关键词:环境规制;技术创新; GM L生产率指数;非线性中图分类号:F062. 4 文献标识码:A 文章编号:1672- 8106(2016)01- 0065- 09收稿日期:2015- 04- 29基金项目:国家社科基金项目“ 环境规制、技术创新、产业结构三位一体的绿色转型机制研究” ( 15CJY
3、035) ;黑龙江省自然科学基金项目“黑龙江省石墨资源开发与区域经济及生态环境的协调发展机制研究” ( G201412) ;黑龙江省哲学社会科学规划项目“基于创新驱动的黑龙江省资源型城市生态产业发展研究” ( 14E071) 。作者简介:张倩,女,黑龙江科技大学管理学院讲师,哈尔滨工业大学博士生。研究方向:环境资源与技术创新。一、引 言高能耗、高污染的粗放式经济发展模式成为困扰社会进步的重大问题,我国面临着促经济增长并逆转生态环境服务功能下降的严峻挑战,解决这一“两难”局面的关键路径亟需要发挥先进技术的作用。长期以来,环境规制与技术创新的关系一直存在争议。基于动态标准, Porter和van
4、der Linde( 1995) 1认为恰当的环境规制强度有助于激发企业的技术创新活动,提升技术水平和生产率。波特假说为环境规制和技术创新的双赢提供了理论支撑。目前有关环境规制与技术创新的关系研究主要存在四种观点:正相关 2- 3 、负相关 4- 5 、非线性关系 6- 9和不相关 10 。 Kneller和M anderson( 2012) 11发现环境规制增加企业环境创新投入,但对企业总研发支出并未产生积极影响。本文以考虑环境因素的全要素生产率( TFP)作为评价环境规制约束下的企业技术创新效应指标,并通过回归分析研究环境规制与技术创新的非线性关系。本研究的特色之处在于: 1.以综合环境规
5、制指标和全局曼奎斯特-卢恩伯格指数( Global M almquist- Luenberger, GM L)表达的技术创新效应为核心变量。 2.除了运用两步法系统GM M实证检验环境规制对技术创新的直接非线性影响外,还通过构建环境规制与产业集中度、企业管理战略、公众参与和FDI的交叉变量,分析环境规制基于中介变量对技术创新的影响。本文丰富了环境规制对技术创新影响的研究成果,有利于为我国环境规制政策的科学制定提供参考。二、模型设定和说明(一)研究模型设定1.测算全要素生产率的模型与方法目前数据包络分析( DEA)被广泛应用于生产效率的测算。 Pittman ( 1983) 12首次在传统DEA
6、框架中引入非期望产出,计算面向非期望产出的环境效率。此后,学者们正式将环境污染纳入DEA实证模型。基于环境DEA技术, Luenberger( 1992)引入方向性距离函数( DDF) ,将期望产出与非期望产出联系在一起。 Chambers等( 1996) 13和Chung等( 1997) 14归纳了Luenberger( 1992)利润函数,提出了非径向DDF,可以处理投入与产出同时变化的情况。 DDF测度了在给定方向、投入和环境技术结构下, “好”产出扩大和“坏”产出收缩可能性的大小。保持坏产出不变的前提下,利用基于产出距离函数计算的M almquist生产率指数( M指数) ,要么基于投
7、入导向型距离函数,要么基于产出导向型距离函数,而且不能将期望产出与非期望产出进行对称处理,计算所得的TFP结果存在一定偏差。为了克服M指数存在的缺陷, Chambers、 Chung和F re( 1996) 15在DDF基础上构建了可用来处理非期望产出的M almquist- Luenberger生产率指数( M L指数) 。 Oh( 2009) 16指出使用M L指数计算TFP可能存在两方面的缺陷: 1.针对非同时期的参照技术时,线性规划可能无可行性解。针对无可行性解的问题,有研究把它作为有效看待,这种处理方法显然是不合理的。 2.采用几何平均形式的M L指数测算出的TFP不具有循环性或传递
8、性。因此,传统M L指数可能会误导决策者。本文采用Oh( 2010) 17将Global M almquist生产率和方向性距离函数DDF相结合构建的GM L指数测算全要素生产率,以评价技术进步指标。同期的生产技术定义为P t ( x t ) = ( y t , b t ) x t纳产( y t , b t ) , t = 1, , T ,旨在提供每个观测单元在时期t的参照技术集。将所有同期生产技术集的并集定义为全局生产技术集: P G ( x ) = P 1 ( x 1 ) P 2 ( x 2 ) P T ( x T ) ,是一个囊括了所有观测单元和所有时期的参照技术集。根据P G ( x
9、)生产技术集,可将GM L生产率指数定义为GM L t, t+ 1 ( x t , y t , b t ; x t+ 1 , y t+ 1 , b t+ 1 ) = 1 + DG0 ( xt , y t , b t ; y t , - b t )1 + DG0 ( xt+ 1 , y t+ 1 , b t+ 1 ; y t+ 1 , - b t+ 1 )( 1)其中, D s0 ( x s , y s , b s ; y s , b s ) = max : ( y s + y s , b s - y s P G ( x s ) ) , s = t , t + 1整个研究期内仅使用了一个全局生产
10、技术集,避免了因几何平均形式所导致的缺陷, GM L满足传递性的要求。另外,利用全局生产技术集也可避免线性规划无可行性解的缺陷。 GM L可分解成生产效率指数和技术进步指数两部分:GM L t, t+ 1 = 1 + Dt0 ( xt , y t , b t ; y t , - b t )1 + Dt+ 10 ( xt+ 1 , y t+ 1 , b t+ 1 ; y t+ 1 , - b t+ 1 ) ( 1 + DG0 ( xt , y t , b t ; y t , - b t ) ) / ( 1 + Dt0 ( xt , y t , b t ; y t , - b t ) )( 1 +
11、 D G0 ( x t+ 1 , y t+ 1 , b t+ 1 ; y t+ 1 , - b t+ 1 ) ) / ( 1 + D t+ 10 ( x t , y t , b t ; y t , - b t ) )= TEt ( x t , y t , b t ; y t , - b t )TE t+ 1 ( x t+ 1 , y t+ 1 , b t+ 1 ; y t+ 1 , - b t+ 1 ) TPGG, t ( x t , y t , b t ; y t , - b t )TPGG, t+ 1 ( x t+ 1 , y t+ 1 , b t+ 1 ; y t+ 1 , - b t+
12、 1 ) =GM LTC t, t+ 1 GM LEC t, t+ 1 ( 2)式中, TE s描述了生产效率的改善状况, TPGG, s描述了最佳实践单元沿着方向性向量( y s , - b s )的生产前沿面P G和P s的差距程度,衡量技术进步情况。 GM L增加意味着生产率有所改善。若GM L 1,表示TFP呈现增长;若GM L 1,表明生产单元在t + 1时期向最佳实践单元的参照点移动变得更有效;如果GM LTC 1,表明生产单元在t + 1时期的生产技术更接近于全局生产技术,说明技术进步水平提高,反之则相反。GM L指数可以解决多输出和多输入,以及生产带来的环境污染问题,因此本文采
13、用考虑环境的DDF方法。同时考虑期望产出和非期望产出,将GM L指数运用到全要素生产率累积值的测度中,从而能分析环境规制的技术创新效应长期变动趋势,并将全要素生产率变动进一步分解为技术效率变动、技术进步两部分,以分析技术创新对全要素生产率的贡献。2.回归模型设定为了避免或者缓解变量的多重共线性,以及方程的异方差性,本文对回归模型采用对数形式进行转66北京交通大学学报(社会科学版) 2016年变。值得指出的是,由于技术创新具有路径依赖的惯性特征,是个连续的动态调整过程,为验证是否存在滞后效应,有必要引入其滞后项构建动态模型以控制滞后效应。为衡量环境规制对企业技术创新的直接作用,构建动态面板数据模
14、型如下式所示:lnT i, t = 0 + 1 lnT i, t- 1 + 1 lnER i, t + 2 ( lnER i, t ) 2 + iK i, t + Vi + i, t ( 3)其中, i为各个省区, i = ( 1, 2, , 30) ; t为年份, t = ( 2003, 2004, , 2011) ; T i, t为技术创新指标,以TFP指数分解的技术进步指数衡量; T i, t- 1为技术创新指标的一阶滞后项; ER i, t为环境规制强度指标;K i, t为其他控制变量; Vi是不可观测的个体效应; i, t是随机误差项(复合误差项) , E ( i, t ) = 0,
15、 var( i, t ) = 2 ; 、 、为待估参数,参数和的正负和大小说明了解释变量和控制变量对技术创新的影响程度和方向; ln表示取自然对数。为了分析环境规制基于中介变量对企业技术创新的影响,本文构建了环境规制与产业集中度、企业环境管理战略、公众环境偏好以及FDI的交互项作为技术创新的影响因素,并构建间接影响模型如( 4)所示:lnT i, t = 0 + 1 lnT i, t- 1 + 1 Interaction1i, t + 2Interaction2i, t + 3 Interaction3i, t + 4Interaction4i, t + iK i, t + Vi + i, t
16、 ( 4)其中Interaction1i, t 、 Interaction2i, t 、 Interaction3i, t和Interaction4i, t分别表示环境规制与产业集中度、企业环境管理战略、公众环境偏好以及与FDI的交叉项。(二)变量选取与数据说明由于我国各个省区对环境的敏感性存在较大差异,因此各地区环境规制水平的技术创新效应以及环境规制对技术创新能力的影响可能也会存在较大差异。本文对我国30个省区(不包括西藏自治区)2003- 2011年的数据资料展开实证分析。1.投入要素指标假定生产过程中需要三种投入要素:物质资本存量、人力资本存量、能源消费。劳动投入采用分省就业人数,单位为
17、万人;能源投入采用一次能源消费量,单位为万吨标准煤,可以通过年鉴资料直接获得。资本存量需要通过测量获取相关数据资料。测算资本存量的通用方法是永续盘存法,用这种方法计算出的资本存量是以不变价格计算的过去投资的加权和,权重是不同役龄的资本品的相对效率。假设资本品服从相对效率几何下降模式,那么资本存量的估计公式可以表示为K t = I t + ( 1 - t ) K t- 1 ( 5)其中, K t是t期期末的固定资本存量; I t是t期的投资或新增固定资本流量; t为固定资本的经济折旧率。2.产出指标( 1)期望产出期望产出是衡量经济增长的指标。本文选用各个省区以2000年为基期的GDP平减指数进
18、行调整所得的实际GDP为各个地区的期望产出。( 2)非期望产出非期望产出是指环境污染。环境污染物包括许多种类,不同研究选用的指标差异较大。涂正革( 2008) 18选择的是SO2 ;胡鞍钢( 2008) 19选取了CO2 、 SO2和COD排放总量、工业用固体废弃物排放和废水排放总量五个指标。本文结合“十一五”规划报告中重点提到需要削减排放量的污染物COD与SO2 ,根据国家“十二五”规划的减排任务,选择CO2 , SO2和COD排放总量和烟尘4种。 SO2 、 COD排放总量和烟尘的排放量可以通过中国环境统计年鉴获得。历年的环境统计年鉴上都没有CO2的统计数据。由于CO2排放与各种化石能源的
19、利用密切相关,本文使用含碳能源消费量估算各个省份CO2排放总量。CO 2 = 8i= 1CO 2, i = 8i= 1 E i CEF i COF i NVCi ( 44/ 12) ( 6)其中, i为消费的能源种类(原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气共8种) , E是省域能源76第1期 张 倩:环境规制对技术创新的非线性影响研究的消费总量; CEF 、 COF 、 NVC分别为碳排放系数、碳氧化率和平均低位发热量。数据来源于中国能源统计年鉴2012和 2006年IPCC国家温室气体清单指南 。根据公式可计算出二氧化碳排放量。3.环境规制指标环境规制变量难以衡量,数据比较难以获
20、取。在查阅了国内外相关研究文献的基础上,总结有关环境规制评价的指标主要有:企业主要污染物排放量、废水排放达标率、污水费率、企业平均承担的污染费用、治理污染投资、排污费收入、排污费/ GDP、污染治理投资/ GDP、治污设施当年运行成本与工业产值(或主营业务成本)的比值、 GDP能耗等。我国比较有代表性的衡量指标有:曾贤刚( 2010) 20采用双重指标,傅京燕和李丽莎( 2010) 21 、李玲和陶峰( 2012) 22的行业环境规制综合指数法,唐国平等( 2013) 23 、原毅军和谢荣辉( 2014) 24借鉴此方法,进行调整之后构建了地区环境规制综合指数。污染治理投资、治污设施运行费用、
21、主要污染物排放、排污收费是从治理角度考虑的, GDP/ Energy等指标从规制效果来衡量。鉴于环境规制主要表现在企业为满足规制指标时所体现的污染物达标率及污染物处置情况,因此,本文结合目前污染物排放对环境的危害和数据的可获得性,采用综合指数法构建综合测量体系,选取工业废水排放达标率、二氧化硫排放达标率、烟尘排放达标率、粉尘排放达标率、工业固体废物综合利用率、工业固定废物处置率六个单项指标来评价命令控制型环境规制综合指标。一方面,将“生活三废”排除在外,以“工业三废”数据更能反映政府对企业环境规制的真实状况;另一方面,排放达标率、利用率和处置率更能真实地反映企业环境规制的执行力度和污染治理成效
22、。 ER值越大,说明环境规制强度越大。4.其他控制变量指标新技术的突破是多因素共同作用的结果。 Siddharthana和Agarwal( 1992) 25认为,技术创新活动与企业特征、市场条件以及产业因素有关。我国经济的开放度越来越高,伴随“污染避难所”假说、 “向底线赛跑”假说以及“环境收益”假说的提出,贸易对环境的影响成为不可回避的话题,必须要重视国外环境规制对我国企业环境行为的影响。因此,本文主要考察下列控制变量,见表1。表1 主要控制变量说明变量代码指标产业集中度CR大中型企业资产合计和地区总资产的比值企业环境管理战略EEM S SO2去除率公众参与PP环境信访中的来信总量外资依存度
23、变量FDI 2000年为基期的GDP平减指数进行调整后的实际FDI人力资本投入EDU R& D人员折合全时当量(人年)物质资本投入CAP研究支出占GDP的比重市场化指标PRI从政府行为、经济主体、要素资源、产品市场和市场制度五个方面计算 26能源消费结构ECS煤炭消耗总量折算为标准煤之后,与一次能源消费总量的比值国有企业比重SOE国有资产总计和地区资产总计的比值5.数据来源说明技术创新、研发人员和经费投入等相关数据主要来源于中国科技活动统计年鉴( 2004- 2005) 、工业企业科技活动统计资料( 2006- 2012) ;环境相关指标来源于中国环境年鉴( 2004- 2012) ; 中国环
24、境统计年鉴( 2005 - 2012) ;工业总产值、资产、能源消耗等数据来源于中国统计年鉴( 2004-2012) 、 2004中国经济普查 、 中国工业经济统计年鉴( 2004- 2012) 、 中国能源统计资料 、国家统计局(全国2004- 2012) 、各省统计年鉴(分省2004- 2012) ;外商直接投资相关数据来源于各省统计年鉴。上述大部分指标数据是通过查阅年鉴基本数据计算处理所得。三、实证结果及分析(一)考虑非期望产出的全要素生产率及其分解通过M axDEA计算衡量TFP的全局曼奎斯特-卢恩伯格( GM L)生产率指数,并分解为技术进步86北京交通大学学报(社会科学版) 201
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