李慧、余东升｜中国城市绿色全要素生产率的时空演进与空间溢出效应分析
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中国城市绿色全要素生产率的时空演进与空间溢出效应分析
李慧 余东升► 刊期：《经济与管理研究》2022年第2期
► 作者简介：李慧，武汉工程大学法商学院讲师；余东升，中南财经政法大学经济学院博士研究生，通讯作者。
内容提要
本文采用全局曼奎斯特-卢恩伯格（GML）指数测算2003—2017年中国285个城市的绿色全要素生产率（GTFP），分析了城市GTFP的时空演进，检验了城市GTFP的空间相关性，并用空间杜宾模型估计城市GTFP的空间溢出效应。研究结果表明：中国城市GTFP呈现增长趋势，总体呈现“南（偏西）-北（偏东）”格局，城市GTFP标准差椭圆整体向西北方向发生了偏移，技术进步在提升中国城市GTFP方面发挥着主要作用；城市GTFP存在正向的空间溢出效应，表现出“近朱者赤，近墨者黑”的特征。外商直接投资和产业结构促进邻近城市GTFP的提升，产生了显著的正向空间溢出效应；研发投入和环境规制抑制邻近城市GTFP的增长，产生了显著的负向空间溢出，分别存在“竞相到底效应”和“污染泄漏效应”。
关键词
时空演进；城市；绿色全要素生产率；GML指数；空间溢出
一、问题提出
随着城镇化进程的不断推进，中国城市化水平大幅提升，各大城市无论在城市规模还是经济建设方面均取得了突飞猛进的发展，逐渐形成了“珠三角”“长三角”“京津冀”等城市群。城市群作为新型城镇化的主体形态，是城市发展的高级空间组织形式，也是“十四五”规划时期驱动区域经济发展的新的增长极。然而，中国城市持续高速增长的背后也不可避免地带来了一些环境问题。杨继生等（2013）研究发现，1998—2010年，中国环境污染治理成本约占实际国内生产总值（GDP）的8%～10%。而2015年根据《环境空气质量标准》（GB 3095—2012）监测的338个城市中，空气质量达标的城市仅占21.6%。此外，由于区域自然条件、资源禀赋及经济发展水平等空间异质性特征明显，造成各城市群在规模等级、发展模式及环境承载力等方面差异显著。同时，城市群“中心-外围”的发展模式也致使中心城市与外围城市在生态效率、绿色TFP等空间分化日趋明显，并进一步加剧了区域经济发展速度与质量的不平衡。
对于已经进入“新常态”阶段的中国而言，环境污染已然成为制约经济高质量发展的重要因素。值得注意的是，“十四五”规划明确提出，在建设现代化基础设施体系、深入实施制造强国战略等多个方面推进绿色发展，产业布局优化和结构调整，力争实现碳达峰碳中和的目标。十九届五中全会指出经济向高质量方向发展，推动经济可持续和绿色发展，由原先高度依赖要素能源投入的粗放增长转变为减少不可再生要素投入、减少污染物排放负产出、实现传统劳动资本要素高效使用并提高经济产出效率的集约绿色增长，这本质上是要提高绿色全要素生产率（GTFP）。在此背景下，提高GTFP已然成为当前中国经济高质量发展的必由之路，也是实现“既要金山银山，又要绿水青山”发展战略的关键所在。
城市是各种要素空间集中的产物，是区域的缩影、中心和焦点，也是各地区关系最为直接、联系最为紧密的单元，其本身存在相互依赖、相互影响的特征，表现出一定的空间溢出，且这种空间溢出对中国区域的发展有着不可忽视的作用。因此，从某种程度上说，城市之间的GTFP也可能存在空间溢出，也就是说一个城市的经济变量很可能会影响周边城市的GTFP，反之周边城市也可能会影响该城市的GTFP。鉴于此，本文采用加入能源投入、土地资源约束和考虑非期望产出的全局曼奎斯特-卢恩伯格（GML）指数测算2003—2017年中国285个城市层面的GTFP，并利用空间杜宾模型实证检验城市GTFP的空间溢出效应。通过此研究，本文试图回答如下问题：现阶段中国城市GTFP在时间和空间上如何演进以及是否存在空间溢出，以期为中国下一步加快城市GTFP发展以及实现城市可持续发展提供建议参考。
二、文献综述
关于全要素生产率的研究文献非常丰富，比如索洛（Solow，1957）提出的索洛余值测算方法、随机前沿生产函数测算方法以及查恩斯等（Charnes et al.，1978）提出的数据包络分析法（DEA）。现在大多数学者采用第三种测算方法（DEA）进行研究。但是由于这些测算方法没有考虑环境与能源要素的约束，仅仅将GDP作为“好”产出，忽略了环境污染所带来的“坏”产出，这样得到的全要素生产率测算结果会存在偏差，进而误导政策建议。因此，钟等人（Chung et al.，1997）提出了基于方向距离函数的曼奎斯特-卢恩伯格（ML）指数。但学者研究发现，ML指数测算难以满足循环性要求，还可能会出现无解的情况，于是又提出了一种新的GML指数法。彭小辉和王静怡（2019）采用考虑市辖区用电量约束的GML指数对2008—2015年中国的GTFP进行了测算，发现高铁建设对GTFP的提升渠道来自劳动力要素的合理配置。孙博文等（2020）对1998—2016年长江经济带地区GTFP进行了测算，研究发现长江经济带地区GTFP的增长趋势有波动，存在转折点。由于大部分城市没有完整的能源消费数据，上述研究中很多学者只考虑非期望产出，未考虑能源投入，这样得出的城市GTFP测算结果以及后期的研究结论都可能存在一定偏差。因此，本文在测算城市GTFP时通过匹配的方法加入了各个城市的能源消耗数据。
近几年，国内很多学者研究发现，中国整体GTFP在提升，但是东部沿海地区要普遍高于中部和西部地区，地区差异非常大。这是否表明各地区间经济发展和环境治理互不影响、互不相关、各自为政呢？事实可能并非如此。一方面，中央政府高度重视区域经济的协调可持续发展，并适时推出相应的区域发展战略意在促进城市之间经济的关联和互动，譬如“东北振兴”“西部大开发”和 “中部崛起”等发展战略。另一方面，中国城市化进程的稳步推进有利于城市之间生产要素和商品的自由流动。可见，政府的调控和城市间劳动、资本等要素的自由流动，必然会加深城市之间的经济联系，产生空间溢出效应。
实际上，空间溢出的重要性已得到了较为普遍的认可。国外学者研究了中国三大经济地区间的互动作用，发现东部地区会向中西部地区产生空间溢出。还有学者分别从人力资本、交通基础设施、人均GDP的角度，均发现了中国区域层面存在空间溢出。近年来，很多学者聚焦环境污染的空间溢出。一方面，随着地区间产业转移的加深，污染在地区间也发生转移，呈现显著的空间正相关性。邵帅等（2016）基于卫星监测数据，发现中国PM 2.5在时空尺度上均表现出空间溢出效应。黄小刚等（2019）利用遥感反演数据，同样发现PM 2.5有显著的空间溢出效应。另一方面，由于地区间环境规制的差异，容易引发污染就近转移的现象，且距离越近的地区，污染转移现象越明显。
另外，有关TFP的空间溢出的研究。马越越（2016）研究发现本省物流行业TFP水平的提高促进了邻近省物流行业TFP的提升，存在明显的空间溢出效应。朱文涛等（2019）、唐松等（2019）均对省级层面TFP进行了空间溢出的相关研究。张红梅和张宁（2019）测算了2006—2015年30个省份的GTFP，也发现其存在空间溢出效应。李伯棠等（2021）采用ML生产率指数模型对中国省域GTFP进行测算，发现省际GTFP的空间溢出作用在逐年加强。
以上文献均表明，受益于地理位置的空间相邻、行业关联等，某城市GTFP的发展除了取决于自身的要素投入外，还受到周围GTFP的影响，空间溢出效应是中国城市GTFP发展不可忽视的重要影响因素。然而，这些文献仅将目光停留在省级和区域层面，很少关注到城市层面，对深入了解中国全域范围内的空间溢出可能还不够。而且，多数文献仅单独分析了经济或者环境的空间溢出效应，将经济和环境同时考虑的研究还很少，而本文讨论的城市GTFP就考虑了经济和环境的双重变化。
此外，已有研究仍然在有些方面值得进一步探讨，比如：一是研究区域范围的划分。与以往省级、区域以及行业层面的研究不同，本文从更加微观“城市”的全域视角，深入全面地考察中国各城市GTFP的相互依赖、相互影响关系。二是GTFP的测算方法。以往文献在测算城市层面的GTFP时大多没有考虑能源投入，而本文借鉴达卡尔（Dhakal，2009）的做法，利用城市总产值占省级总产值的比重，将省级能源消费数据匹配到对应的各个城市，纳入城市GTFP的测算中，同时本文借鉴陈浩等（2020）的做法，将土地资源约束纳入分析框架中，使测算结果更加科学稳健。三是研究方法。传统线性计量模型忽视了空间依赖性而导致城市GTFP所得结论存在局限性，而本文在计算出城市GTFP后，从“时间”和“空间”的双重维度分析了城市GTFP的时空演进，更重要的是结合探索性空间数据分析方法，在实证模型的设定中明确引入城市间空间相关性，采用空间杜宾模型对城市间GTFP的空间相互作用进行全方位考察，以期更加完整、更加客观地认清城市之间相互作用的本质。
三、结论与启示
本文利用加入了能源投入的GML指数测算了2003—2017年中国285个地级及以上城市的GTFP，着重分析了城市GTFP在时空尺度上的演进，并评估了其空间溢出效应，得到如下结论：
一是中国城市GTFP在时间尺度上整体呈现增长趋势。从其分解成分来看，技术进步指数普遍要高于技术效率指数，表明技术进步在提升中国城市GTFP方面发挥着主要作用，占据着主导地位。
二是中国城市GTFP在空间尺度上，总体呈现“南（偏西）-北（偏东）”格局。京津冀、长三角成为东部地区GTFP发展的核心，城市GTFP的椭圆重心始终位于河南省驻马店市内，但整体向西北方向发生了偏移，表现出明显的演化特征。
三是城市GTFP在经济地理上有集聚特征，即高GTFP的城市与高GTFP的城市集聚在一起，低GTFP的城市与低GTFP的城市集聚在一起，呈现显著的空间正相关关系，存在空间溢出效应。
四是城市GTFP存在正向的空间溢出效应，即本城市GTFP水平与经济地理相近城市GTFP水平密切正相关，表现出“近朱者赤，近墨者黑”的特征。外商直接投资、研发强度和环境规制均对城市GTFP有促进作用，产业结构对城市GTFP具有抑制作用，经济发展的影响效应不明显。空间溢出效应进一步显示，外商直接投资既提高了本城市GTFP，又促进了周边城市GTFP的提升，产生了正向的空间溢出效应，经济发展水平的空间溢出效应不明显；研发投入和环境规制提高了本城市GTFP，抑制了邻近城市GTFP的增长，产生了负向的空间溢出，分别存在“竞相到底效应”和“污染泄漏效应”。产业结构不仅提高了本城市GTFP，而且促进了周边城市GTFP的提升，产生了正向的空间溢出效应。
根据上述结论，可得出如下政策启示：第一，技术进步在提升中国城市GTFP方面发挥着主导作用。中国政府在下一阶段进行城市绿色发展进程中，不仅要继续挖掘技术进步的提升空间，深度发挥技术进步的驱动引擎作用，同时还要激发技术效率的发展潜力，释放新的绿色发展动能。第二，城市GTFP在空间尺度上，具有正向的空间溢出特征。国家和地方政府应充分考虑各城市间的互动式发展，健全城市间空间经济关联机制，消除行政分割和市场分割等制度壁垒，促进城市间知识技术溢出、生产要素与创新资源有序流动，推动城市资源配置效率、绿色生产效率和绿色技术进步水平同步提升，以此形成“中心城市-外围城市-小城镇”有机联动与协调发展的区域一体化空间格局。第三，充分发挥外商直接投资和产业结构正向溢出的有效渠道。扩大对外开放，积极招商引资，优化产业结构，提高资源利用效率，淘汰高耗能、高污染、破坏环境的企业，鼓励发展绿色、低碳型的产业，从而促进城市GTFP的提升。第四，谨防研发投入和环境规制的负向溢出效应。重视知识产权保护和自主创新能力的培养，避免出现城市间“搭便车”的行为，同时严把企业环保准入“门槛”，防止城市间污染产业的就近转移，从而提高城市GTFP。第五，空间结构与空间格局是影响城市绿色全要素生产率的重要决定因素，也是能否有效缓解城市资源环境约束与经济发展效率之间矛盾的关键。因此，要立足每个城市的要素禀赋优势和资源环境承载能力，因地制宜地构建统一开放、协调高效的区域协同创新共同体，注重以资源环境高效利用与经济高质量发展的适配协调为主线促进城市GTFP的提升。
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