紀(jì)玉俊,王 芳
(中國海洋大學(xué) 經(jīng)濟學(xué)院,山東 青島 266100)
隨著中國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的快速推進(jìn),能源需求不斷增加,2019年全球能源消費凈增長中,中國占比在四分之三以上;同時中國能源消費總量10年間增長近45%①數(shù)據(jù)來自《BP世界能源統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。。能源消耗不斷上升不僅對中國能源安全帶來威脅,也破壞了生態(tài)環(huán)境,制約經(jīng)濟社會綠色發(fā)展。黨的十九大報告指出“推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費革命,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系”②https://http://cpc.people.com.cn/n1/2017/1028/c64094-2913660.html。,為中國能源發(fā)展指明了方向。在能源供需矛盾和環(huán)境問題的雙重壓力下,提高能源效率成為實現(xiàn)節(jié)能減排的重要路徑。
研究能源效率影響因素的文獻(xiàn)大多沿用了Hu和Wang[1]提出的全要素能源效率指標(biāo),并基于此展開研究,主要涉及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級[2-3]、技術(shù)進(jìn)步[4-5]、對外開放程度[6]、能源消費結(jié)構(gòu)[7-8]、政府行為[9-10]等,產(chǎn)業(yè)集聚這一重要因素近年來也逐漸被納入影響能源效率的框架。產(chǎn)業(yè)是城市發(fā)展的“生命線”,串聯(lián)起城市的人口和經(jīng)濟活動,其集聚和分散本質(zhì)上也推動著城市這個綜合集聚體的發(fā)展[11]。因此,探究產(chǎn)業(yè)集聚對城市能源效率的影響尤為必要。國內(nèi)外學(xué)者對產(chǎn)業(yè)集聚與能源效率的關(guān)系研究取得了一定成果,相關(guān)文獻(xiàn)主要分為兩類,第一類是關(guān)注集聚效應(yīng)對能源效率的影響效果:一是促進(jìn)論,部分學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚有利于能源效率提升,主要通過集聚的正外部性實現(xiàn)[12-14];二是抑制論,喬海曙等[15]利用制造業(yè)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)多樣化集聚更容易對能源效率產(chǎn)生“擁擠效應(yīng)”;三是不確定論,部分文獻(xiàn)關(guān)注到產(chǎn)業(yè)集聚與能源效率的非線性關(guān)系,如潘雅茹等[16]、Zhao和Lin[17]以產(chǎn)業(yè)集聚為門檻變量,發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚與能源效率之間存在“倒U形”的非線性關(guān)系。第二類文獻(xiàn)引入第三個變量,研究產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響:師博和沈坤榮[18]研究發(fā)現(xiàn)政府干預(yù)會抑制產(chǎn)業(yè)集聚節(jié)能減排的潛力;熊歡歡和鄧文濤[19]引入環(huán)境規(guī)制,發(fā)現(xiàn)重度污染產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)發(fā)揮了促進(jìn)作用。
盡管已有文獻(xiàn)證實產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率具有影響效應(yīng),但仍存在深化改進(jìn)的空間:首先,大多數(shù)文獻(xiàn)缺乏結(jié)合產(chǎn)業(yè)與城市異質(zhì)性的綜合分析;其次,同時關(guān)注產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)對能源效率的長短期影響和空間溢出影響的文獻(xiàn)較為鮮見;再次,對于除集聚外部性之外影響能源效率的路徑,現(xiàn)有文獻(xiàn)較少進(jìn)行實證方面的分析。因此本文嘗試在以下三個方面做出努力:其一,將制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚及協(xié)同集聚共同置于空間經(jīng)濟分析框架下,關(guān)注集聚的長短期效應(yīng),體現(xiàn)行業(yè)異質(zhì)性的同時反映“產(chǎn)業(yè)—空間”雙重屬性;其二,利用城市層面數(shù)據(jù),考慮產(chǎn)業(yè)集聚影響能源效率的路徑選擇,以城市創(chuàng)新作為中介變量進(jìn)一步探討其內(nèi)在機制;其三,基于能源效率“時間慣性”和“空間溢出”的特點,研究政策影響異質(zhì)、城市規(guī)模差異、經(jīng)濟發(fā)展分層下產(chǎn)業(yè)集聚影響能源效率的分異特征?;诖耍疚囊?005—2017年中國269個城市的面板數(shù)據(jù)為樣本,構(gòu)建動態(tài)空間計量模型,并結(jié)合集聚理論探究產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的內(nèi)在影響機制及空間效應(yīng)。
同類產(chǎn)業(yè)間的專業(yè)化集聚會形成馬歇爾外部性(MAR外部性),而異質(zhì)性產(chǎn)業(yè)間關(guān)聯(lián)帶來的多樣化集聚會形成雅各布斯外部性(Jacobs外部性),上述兩種外部性對城市發(fā)展都會產(chǎn)生重要影響?;诔鞘挟a(chǎn)業(yè)多樣化集聚與專業(yè)化集聚并存的復(fù)雜性,而且不同類型產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響存在差別,有必要分行業(yè)而論。因此,本文將制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚和兩者協(xié)同集聚作為研究對象,結(jié)合政策影響、城市規(guī)模以及城市經(jīng)濟發(fā)展的異質(zhì)性,同時將空間聯(lián)動性和創(chuàng)新的中介效應(yīng)置于理論框架中,既分析產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的直接影響,又分析由集聚帶來的創(chuàng)新效應(yīng)對能源效率的間接影響。
產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的直接影響主要表現(xiàn)在由集聚而生成的集聚效應(yīng)層面。第一,產(chǎn)業(yè)集聚帶來的信息共享,企業(yè)在地理上的臨近性使得企業(yè)間正式或非正式交流更加廣泛,同行業(yè)的市場競爭倒逼企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,有助于企業(yè)能源效率的提高;企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新會激勵替代企業(yè)為保有市場份額展開模仿學(xué)習(xí),這種競爭激勵的存在有助于促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級,催生和壯大節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè),有利于城市能源效率改善。第二,產(chǎn)業(yè)集聚提供了專業(yè)化本土中間產(chǎn)品,降低了信息不對稱現(xiàn)象,利用便利的交通設(shè)施,節(jié)約了中間投入品獲得的運輸成本和搜尋成本[20],降低運輸過程中的能源消耗。第三,產(chǎn)業(yè)集聚強化了投入產(chǎn)出聯(lián)系,形成密切的社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò),促使相關(guān)產(chǎn)業(yè)間的人才交流學(xué)習(xí)、信息溝通共享成為必然,擴大了企業(yè)間技術(shù)交流,利于企業(yè)將先進(jìn)的技術(shù)、專業(yè)的知識信息、成熟的創(chuàng)新成果投入到生產(chǎn)制造、治污排污等環(huán)節(jié)中,推動污染治理水平的提高和能源效率的改善。
然而,產(chǎn)業(yè)集聚也會產(chǎn)生負(fù)向集聚效應(yīng),一是隨著集聚水平的提高、企業(yè)在特定區(qū)域內(nèi)規(guī)模擴大和數(shù)量增加的發(fā)展態(tài)勢以及由于產(chǎn)業(yè)間多樣化而業(yè)務(wù)往來的增加都會加劇能源消耗,致使污染物排放增多,不利于城市能源效率的提升;二是近年來,東部地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚與結(jié)構(gòu)升級互動效應(yīng)明顯[21],開始逐漸淘汰或轉(zhuǎn)移能源消耗高、污染排放多的企業(yè),但對于承接高污染企業(yè)的地區(qū),這將抑制能源效率的提升;三是盡管長期來看,產(chǎn)業(yè)集聚的競爭激勵機制會促進(jìn)產(chǎn)業(yè)不斷創(chuàng)新,但產(chǎn)業(yè)集聚初期,部分企業(yè)為追逐利益和規(guī)模而忽略了環(huán)境效益,進(jìn)而造成能源效率下降?;诖耍疚奶岢鲆韵录僭O(shè):
假設(shè)1.產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響是正、負(fù)集聚效應(yīng)綜合作用的結(jié)果。
由于地域鄰近帶來的經(jīng)濟活動空間聯(lián)動性和要素空間流動性的存在,產(chǎn)業(yè)集聚會突破地理距離限制,在更大范圍內(nèi)對能源效率產(chǎn)生空間外溢效應(yīng)。第一,信息通信技術(shù)、交通設(shè)施高速發(fā)展背景下,產(chǎn)業(yè)活動范圍變廣,區(qū)域互聯(lián)互通格局逐漸形成,能源效率的空間相關(guān)性不容忽視。第二,產(chǎn)業(yè)集聚吸引了大量生產(chǎn)要素,技術(shù)人員、知識信息等要素的區(qū)際流動促進(jìn)了技術(shù)外溢;產(chǎn)業(yè)的前后雙向關(guān)聯(lián)效應(yīng)可在產(chǎn)業(yè)內(nèi)集聚和產(chǎn)業(yè)間協(xié)同集聚中產(chǎn)生空間溢出效應(yīng)[22]。第三,本地區(qū)的能源效率也會受到周圍城市經(jīng)濟行為的影響,這種“示范效應(yīng)”在區(qū)域競爭和政治晉升壓力下會激勵能源效率較低的地區(qū)主動學(xué)習(xí)模仿,“示范—模仿”機制的傳導(dǎo)帶來了顯著的空間溢出效應(yīng)。
除產(chǎn)業(yè)集聚的空間溢出效應(yīng),城市創(chuàng)新的中介效應(yīng)在產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響中也非常重要。創(chuàng)新的概念可追溯到熊彼特創(chuàng)新理論,創(chuàng)新是經(jīng)濟發(fā)展的動力,是生產(chǎn)要素的重組[23]。企業(yè)在空間上的集中,同時也是生產(chǎn)要素在部門和地區(qū)之間流動的過程,也是創(chuàng)新資源在空間再配置的過程,必然會對城市的創(chuàng)新產(chǎn)出帶來影響。各種正式與非正式交流、要素或服務(wù)共享、競爭倒逼機制對城市創(chuàng)新有重要作用,能促進(jìn)新技術(shù)、新思想的產(chǎn)生;因集聚而形成的規(guī)模經(jīng)濟有利于企業(yè)降低生產(chǎn)成本,利于研發(fā)創(chuàng)新活動的開展和創(chuàng)新產(chǎn)出。城市創(chuàng)新水平提高可以帶來綠色技術(shù)革新、生產(chǎn)設(shè)備改良、優(yōu)化生產(chǎn)要素配置等,對能源效率的提升有重要影響?;诖耍疚奶岢鲆韵录僭O(shè):
假設(shè)2.產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響具有顯著的空間外溢效應(yīng);
假設(shè)3.城市創(chuàng)新水平在產(chǎn)業(yè)集聚與能源效率的關(guān)系中發(fā)揮著中介效應(yīng)。
政策影響異質(zhì)、城市規(guī)模差異、經(jīng)濟發(fā)展分層使得產(chǎn)業(yè)集聚模式發(fā)生改變,會對能源效率的影響呈現(xiàn)出鮮明的分異特征。第一,除市場機制的影響外,產(chǎn)業(yè)集聚也與政府行為有著密切的關(guān)系。政府政策作為政府干預(yù)的一種手段,與產(chǎn)業(yè)集聚的形成具有很強的相關(guān)性,也會扭曲市場資源配置,成為產(chǎn)業(yè)分散的推手[24]。第二,城市作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的依托,產(chǎn)業(yè)集聚對城市規(guī)模具有較強的依賴性。城市規(guī)模差異不僅僅表現(xiàn)在人口數(shù)量上的不同,更是基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)、市場規(guī)模、信息化水平、人力資本等要素之間的較量,引導(dǎo)和約束著城市的產(chǎn)業(yè)集聚[25]。第三,分層的城市經(jīng)濟發(fā)展水平也會影響產(chǎn)業(yè)集聚。增長極理論①增長極理論是由法國經(jīng)濟學(xué)家佩魯在1950年首次提出,該理論被認(rèn)為是西方區(qū)域經(jīng)濟學(xué)中經(jīng)濟區(qū)域觀念的基石,是不平衡發(fā)展論的依據(jù)之一。增長極理論認(rèn)為:一個國家要實現(xiàn)平衡發(fā)展只是一種理想,在現(xiàn)實中是不可能的,經(jīng)濟增長通常是從一個或數(shù)個“增長中心”逐漸向其他部門或地區(qū)傳導(dǎo)。因此,應(yīng)選擇特定的地理空間作為增長極,以帶動經(jīng)濟發(fā)展。闡釋了產(chǎn)業(yè)在特定區(qū)域集聚會吸引要素流入,要素重新配置帶來的高效率和強吸引力對區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)生極化效應(yīng)[26],主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的不斷集聚將成為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平提高的強大拉動力,成為經(jīng)濟增長極的城市依托自身的區(qū)位要素稟賦,具備吸引產(chǎn)業(yè)集聚的強大優(yōu)勢。但當(dāng)出現(xiàn)資源枯竭、市場萎縮、地租提高時,產(chǎn)業(yè)集聚活動也會發(fā)生空間轉(zhuǎn)移?;诖耍疚奶岢鲆韵录僭O(shè):
假設(shè)4.異質(zhì)性要素會影響產(chǎn)業(yè)集聚和能源效率的關(guān)系。
1.被解釋變量:EE,對能源效率的測算采用基于SBM方向性距離函數(shù)的ML指數(shù)法,在考慮期望產(chǎn)出的同時更能科學(xué)地處理非期望產(chǎn)出和動態(tài)變化。由于各期的ML指數(shù)是以上一期作為固定前沿,所以當(dāng)t期與t+1期相比能源效率提高時,ML指數(shù)大于1,同時指數(shù)的傳遞性便于累乘計算[27-28]。ML指數(shù)測算數(shù)據(jù)選取處理如下:投入包括資本投入、勞動投入和能源投入,資本投入借鑒張軍等[29]永續(xù)盤存法的方法測算城市的資本存量,并折算到以2004年為基期;勞動投入以各城市年末就業(yè)人數(shù)衡量;能源投入采用各城市全年用電量代理[30]②參考于斌斌[30]35等人的做法。。期望產(chǎn)出以各城市的GDP來表示,并以2005年為基期進(jìn)行平減;非期望產(chǎn)出包括各城市SO2排放量、廢水排放量、粉塵排放量。
2.核心解釋變量:產(chǎn)業(yè)集聚水平的測度方法有多種,考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和城市差異,采用區(qū)位熵反映產(chǎn)業(yè)集聚程度,計算公式如下
其中,agg 可具體化為制造業(yè)集聚(magg)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚(sagg);Eij表示j產(chǎn)業(yè)在城市i的就業(yè)人口;表示城市i中所有產(chǎn)業(yè)就業(yè)人口;表示所有j產(chǎn)業(yè)在所有城市中的就業(yè)人口;則表示就業(yè)人口總和。協(xié)同集聚(coagg)以制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚的相對接近程度表示,參考楊仁發(fā)[31]的研究思路,其計算公式為
3.控制變量:財政分權(quán)(fd),將其表示為fd=地級市人均財政支出/(地級市人均財政支出+所在省份省級人均財政支出+人均中央財政支出)[32]①參考郭慶旺和賈俊雪[32]的方法,對財政分權(quán)指標(biāo)進(jìn)行人均化處理。;科技水平(tech),用地方財政科技支出占一般預(yù)算支出的比重表示[33];產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(ind),使用第二產(chǎn)業(yè)所占GDP比重表示;對外開放(fdi),使用外商直接投資額占GDP的比重來表示;ln employ、ln perroad、ln popden分別表示年末總就業(yè)人數(shù)、人均道路面積、人口密度,采用取對數(shù)的形式以減少異方差和數(shù)據(jù)的波動性。
1.空間自相關(guān)檢驗
作為空間計量模型的首要步驟,空間自相關(guān)檢驗可以分析相應(yīng)變量在地理空間中的分布特征,實證研究中一般采用莫蘭指數(shù)反映空間自相關(guān)性。本文使用全局莫蘭指數(shù)反映空間單元能源效率的整體集聚情況
由表1可以看出,2005—2017年中國269個城市能源效率的莫蘭指數(shù)均大于零,且在1%的顯著性水平上顯著為正,表明所研究的城市能源效率的空間溢出性較強,能源效率的高值與高值集聚,低值與低值鄰近,具有空間正相關(guān)性。
表1 能源效率的Moran's I值
上述全局莫蘭指數(shù)表明,整體上中國的能源效率存在空間正相關(guān),為進(jìn)一步分析各城市的空間關(guān)聯(lián)模式,采用局部莫蘭指數(shù)散點圖和LISA集聚圖來檢驗?zāi)茉葱始矍闆r。局部莫蘭指數(shù)的公式為
其中,Zi、Zj分別為觀測值能源效率的標(biāo)準(zhǔn)化形式,其余變量含義與式(3)一致。
根據(jù)局部莫蘭指數(shù)的相關(guān)原理,基于反經(jīng)濟距離權(quán)重矩陣分別繪制了2005年和2017年的局部莫蘭指數(shù)散點圖和LISA集聚圖。散點圖的四個象限分別對應(yīng)高—高型集聚、低—高型集聚、低—低型集聚和高—低型集聚四種空間聯(lián)系形式,與之對應(yīng)的LISA集聚圖可以更清晰地描述能源效率的局部變化情況。由圖1所示,多數(shù)城市位于第一、第三象限,表明城市能源效率集聚具有顯著空間正相關(guān)的特點;時間維度上,低—低型集聚城市數(shù)量逐漸減少,而高—高型城市數(shù)量有所增加,表明城市能源效率不斷向優(yōu)化改善演變。從圖2可以看出,到2017年,高—高型城市主要集中在東部和小部分中西部區(qū)域,但比率相對低—低型集聚城市較少,且高—低型和低—高型集聚占比仍較大。
圖1 2005年和2017年能源效率的局部Moran散點圖
圖2 能源效率的局部LISA集聚圖
2.空間計量模型選擇與構(gòu)建
由于經(jīng)濟現(xiàn)象間存在一定的空間相關(guān)性,本文采用空間計量模型研究產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響機制。常用的空間計量模型主要包括空間自回歸模型(SLM),用于研究被解釋變量的空間外溢效應(yīng);空間誤差模型(SEM)關(guān)注隨機擾動項對被解釋變量的空間影響;空間杜賓模型(SDM)可看作前兩種模型的一般形式,能更全面地研究被解釋變量和解釋變量的空間相關(guān)性。
為選擇更適合本文研究的空間計量模型,本文借鑒Elhorst[34]的思路,先進(jìn)行拉格朗日乘數(shù)(Lagrange Multiplier,LM)檢驗、穩(wěn)健拉格朗日乘數(shù)檢驗。當(dāng)LM-lag和LM-error僅有一個通過顯著性檢驗的時候,表明非空間的傳統(tǒng)面板模型不再適用,需在空間模型中進(jìn)行選擇;若兩者都通過顯著性檢驗,則觀察Robust LM-lag和Robust LM-error的顯著性;若四者都通過顯著性檢驗,SLM和SEM都是可適用的,這時需進(jìn)一步利用LR和Wald檢驗對SDM模型的適配性進(jìn)行驗證。最后利用Hausman檢驗,判斷固定效應(yīng)模型和隨機效應(yīng)模型的選擇問題。
結(jié)合上文對空間計量模型選擇的闡釋,本文構(gòu)建了以下四種非空間的普通面板模型,通過LM檢驗和Robust-LM檢驗來判斷是否可以構(gòu)建空間模型。初步查看表2中LM檢驗及顯著性,模型拒絕了非空間面板模型,應(yīng)該選擇具有空間因素的面板模型。
進(jìn)一步分析表2的檢驗結(jié)果可以看出,模型的LM-lag值、LM-error值和Robust LM-error值都在1%的顯著性水平下通過了檢驗,說明SEM模型可以選擇。在此種情況下,需對SDM模型的適用性進(jìn)行檢驗,通過Wald和LR檢驗其是否可以弱化為SEM模型。表3結(jié)果證明檢驗依舊顯著,因而SDM模型無法退化成SEM模型。同時空間杜賓模型的Hausman檢驗拒絕了隨機效應(yīng),所以選用空間固定效應(yīng)的SDM模型。
表2 普通面板模型的LM檢驗
表3 空間杜賓模型的Wald檢驗和LR檢驗
綜合考慮上述LM檢驗、Wald檢驗和LR檢驗,以及Hausman檢驗結(jié)果,本文采用固定效應(yīng)的空間杜賓模型
其中,i和t分別表示城市和年份,其中,i=1,…,10;t=1,…,T;wij表示反經(jīng)濟距離矩陣;λ1,…,λ10為解釋變量的估計系數(shù);ρ和λ1,···,λ10為相應(yīng)變量空間滯后項的估計系數(shù),表示相鄰城市的經(jīng)濟活動對本地區(qū)能源效率的影響效應(yīng);ui為空間固定效應(yīng);εit為隨機誤差項。進(jìn)一步,從經(jīng)濟發(fā)展的現(xiàn)實情況分析,某地區(qū)的能源效率可能受到其上期能源效率的影響,存在“時間慣性”,即時間滯后效應(yīng),故在式(5)的基礎(chǔ)上引入能源效率的滯后一期,構(gòu)建動態(tài)空間杜賓模型,如式(6)所示
其中,t=2,…,T;τ表示時間滯后系數(shù),反映上一期的能源效率對當(dāng)期能源效率的影響效應(yīng)。
上述所提到的變量數(shù)據(jù)均來自于《中國城市統(tǒng)計年鑒》。選取2005—2017年的城市層面數(shù)據(jù),對數(shù)據(jù)缺失的部分城市進(jìn)行刪減或插值法補充,最終從年鑒中選取269個城市作為研究樣本。
對于動態(tài)空間杜賓模型,本文采用Yu等[35]提出的擬極大似然估計法(QML)對模型參數(shù)進(jìn)行一致估計。同時為比較引入能源效率滯后一期的合理性,表4同時列出了具有空間固定效應(yīng)的靜態(tài)SDM模型和動態(tài)SDM模型的估計結(jié)果。
表4 空間計量基準(zhǔn)回歸結(jié)果
與靜態(tài)空間杜賓模型相比,動態(tài)空間杜賓模型包含能源效率滯后一期,且系數(shù)顯著為正,表明若上一期的能源效率提高,當(dāng)期能源效率也會提高,具有明顯的同向作用趨勢,存在時間維度的路徑依賴效應(yīng)。由此可見,若不考慮被解釋變量的時間滯后效應(yīng),模型估計結(jié)果可能會出現(xiàn)偏誤。
由于空間杜賓模型中同時包含了被解釋變量和解釋變量的空間滯后項,Anselin和Gallo[36]認(rèn)為,這時的模型估計結(jié)果用于分析解釋變量對被解釋變量的邊際影響效應(yīng)存在偏誤,故表4結(jié)果僅可作為初步判斷。Lesage和Pace[37]也指出,空間杜賓模型估計存在同樣的問題,并發(fā)現(xiàn)偏微分方法可以彌補這一缺陷。就本文而言,通過這一方法進(jìn)行效應(yīng)分解,可以相對正確測算產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響效應(yīng)。另外,本文采用的動態(tài)空間杜賓模型中包含能源效率的時間滯后項,各解釋變量對能源效率的影響需要考慮包含時間滯后因素的長期效應(yīng),即模型估計有短期效應(yīng)和長期效應(yīng)之分,分別反映產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的短期影響和長期影響。參考邵帥等[38]的做法,長期效應(yīng)和短期效應(yīng)的度量公式如表5所示。
表5 長短期效應(yīng)表達(dá)式
綜上,進(jìn)一步效應(yīng)分解的結(jié)果如表6所示①本文重點關(guān)注產(chǎn)業(yè)集聚這一變量對能源效率的影響。。
由表6的總效應(yīng)來看,無論短期還是長期,制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚以及協(xié)同集聚對能源效率的提升都有顯著的促進(jìn)或抑制作用。這說明:第一,產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的顯著性影響并不會因行業(yè)屬性的不同而有所減弱,這為通過集聚方式實現(xiàn)能源的高效利用提供了一定的佐證;第二,產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響具有空間外溢效應(yīng),鑒于中國城市間的發(fā)展水平存在較大差異,這種空間外溢對提升周邊城市能源效率具有較大啟發(fā);第三,從回歸結(jié)果來看,集聚的行業(yè)屬性、作用的長短期以及總效應(yīng)的顯著性等方面存在不同,這說明產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響差異性需要從直接效應(yīng)和間接效應(yīng)角度進(jìn)行深入分析。
表6 基礎(chǔ)回歸的效應(yīng)分解
從直接效應(yīng)來看,表6所示的模型估計結(jié)果顯示,短期內(nèi)制造業(yè)集聚對本地區(qū)能源效率的作用效果為正但不顯著,生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚對能源效率有顯著正向提升作用,協(xié)同集聚對能源效率的提升有抑制作用。盡管制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚正向作用于本地能源效率,協(xié)同集聚卻顯著不利于本地能源效率改善,根據(jù)陸鳳芝和楊浩昌[39]的研究,短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)協(xié)同集聚下,制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的發(fā)展通常表現(xiàn)為單一集中在某一空間地理位置,這容易造成產(chǎn)業(yè)空間錯配,集聚優(yōu)勢不能充分顯現(xiàn);隨著協(xié)同集聚程度的不斷加深,垂直相連的產(chǎn)業(yè)鏈深化,集聚的正外部性顯現(xiàn),但相應(yīng)地出現(xiàn)過度競爭和知識同化[40],表現(xiàn)為長期內(nèi)協(xié)同集聚直接效應(yīng)系數(shù)為正但不顯著。
就間接效應(yīng)而言,短期內(nèi)制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚具有顯著為正的空間外溢效應(yīng),能有效改善周邊城市的能源效率,而協(xié)同集聚對相鄰地區(qū)的能源效率有顯著的抑制作用。本地制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚正向的直接效應(yīng)通過“示范—模仿”機制間接帶動了周圍城市能源效率的改善。產(chǎn)業(yè)協(xié)同集聚初期集聚結(jié)構(gòu)單一、資源錯配等問題帶來本地區(qū)能源效率下降,相鄰地區(qū)間的模仿行為不利于周邊地區(qū)能源效率的提升。然而延伸至長期來看,產(chǎn)業(yè)集聚對周邊城市能源效率的影響并不顯著,可能的原因是在長期內(nèi)伴隨著產(chǎn)業(yè)集聚水平的不斷提高,各種干擾因素的不斷出現(xiàn)使得集聚不經(jīng)濟開始日益顯現(xiàn),在與集聚經(jīng)濟的“博弈”中占據(jù)優(yōu)勢而導(dǎo)致長期效應(yīng)不明顯。
另外,對比短期和長期內(nèi)各變量的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)發(fā)現(xiàn),盡管長期內(nèi)各效應(yīng)系數(shù)的絕對值大于各短期效應(yīng)系數(shù),但根據(jù)顯著性,短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的作用更為有效。原因可能是因為產(chǎn)業(yè)在地理空間上的集聚短期內(nèi)不會發(fā)生遷移變動,經(jīng)濟活動對本地和周邊地區(qū)的影響具有持續(xù)性連貫性,不斷積累會增強對城市能源效率的影響;長期內(nèi)集聚區(qū)內(nèi)企業(yè)數(shù)量的增多帶來資源緊缺,知識同化的傾向也削弱知識外部性[39],同時污染轉(zhuǎn)移、企業(yè)競爭、政治錦標(biāo)賽等的動態(tài)變化對當(dāng)?shù)睾袜徑貐^(qū)的能源效率影響呈現(xiàn)出復(fù)雜化特征,從而導(dǎo)致長期效應(yīng)系數(shù)缺乏顯著性。綜上,驗證了研究假設(shè)1和假設(shè)2。
1.變換空間權(quán)重矩陣
以上實證結(jié)果是在以經(jīng)濟距離為主的反經(jīng)濟距離矩陣下進(jìn)行的分析,本文使用經(jīng)濟兼地理空間距離的嵌套權(quán)重矩陣進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗,嵌套權(quán)重矩陣的公式為為城市i和城市j地理直線距離平方數(shù)。對比表6與表7中的結(jié)果,除卻生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚和協(xié)同集聚在短期內(nèi)的直接效應(yīng)不顯著,其他變量的符號與顯著性和基礎(chǔ)回歸模型基本一致,表明產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響效果是穩(wěn)健的。
表7 嵌套矩陣下空間效應(yīng)分解
2.內(nèi)生性問題分析
動態(tài)空間杜賓模型雖然可以解決遺漏變量導(dǎo)致的內(nèi)生性問題,但是產(chǎn)業(yè)集聚和能源效率互為因果的內(nèi)生性問題無法解決。在運用動態(tài)空間杜賓模型的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步通過系統(tǒng)GMM方法,參考韓峰和陽立高[41]88的研究,將被解釋變量及其空間滯后項的滯后二階、三階,以及制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚、協(xié)同集聚以及各自空間滯后項的滯后二階、三階作為工具變量。另外,根據(jù)林伯強和譚睿鵬[42]的研究,將地形起伏度也作為工具變量之一,地形起伏度作為自然地理中形成、客觀存在的外生變量,也會對交通運輸、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及人口密度產(chǎn)生影響,與產(chǎn)業(yè)集聚之間存在相關(guān)性,是一個較為合適的工具變量。
由表8結(jié)果所示,Sargan檢驗在10%的顯著性水平下接受原假設(shè),故上文選擇的工具變量是有效的;另外,AR(1)檢驗顯著,AR(2)檢驗不顯著,表明擾動項無自相關(guān),可見,本文利用系統(tǒng)GMM方法解決內(nèi)生性的估計結(jié)果是合理的。表4與表8估計結(jié)果相比,即使制造業(yè)集聚系數(shù)符號發(fā)生改變,但都不顯著;其余集聚變量的估計結(jié)果基本保持一致,表明基礎(chǔ)回歸結(jié)果的穩(wěn)健性。同時能源效率的滯后項和空間滯后項都顯著為正,驗證了能源效率存在時間維度上的路徑依賴和顯著的空間示范效應(yīng)。
表8 系統(tǒng)GMM估計結(jié)果
如理論機制所述,產(chǎn)業(yè)集聚能夠促進(jìn)城市創(chuàng)新產(chǎn)出,降低創(chuàng)新風(fēng)險,進(jìn)而推動能源效率改善。為檢驗這一機制,本文選用城市創(chuàng)新水平(lnP)作為產(chǎn)業(yè)集聚影響能源效率的中介變量。借鑒韓峰和陽立高[41]84-85的中介效應(yīng)檢驗方法,通過構(gòu)建遞歸模型,利用系數(shù)的顯著性判斷創(chuàng)新水平在產(chǎn)業(yè)集聚與能源效率關(guān)系中的作用。城市創(chuàng)新水平采用專利申請量來衡量[43],專利申請數(shù)據(jù)來自CNRDS數(shù)據(jù)庫,考慮數(shù)據(jù)可能存在的異方差問題,進(jìn)行對數(shù)化處理。中介效應(yīng)模型表達(dá)式如下
其中,α、ω、α為常數(shù)項;β、β為能源效率滯后項系數(shù);Z表示各控制變量;ξit、ζit為模型中的誤差項。根據(jù)中介檢驗機制,首先,對式(7)進(jìn)行空間杜賓回歸,關(guān)注產(chǎn)業(yè)集聚變量系數(shù)θ0、θ0′、θ0′′,檢驗產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響,無論系數(shù)是否顯著繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)檢驗;進(jìn)而對式(8)、式(9)進(jìn)行回歸,關(guān)注系數(shù)θ1、θ1′、θ1′′和c的顯著性,若都顯著,則表明產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響中至少有一部分是通過中介變量實現(xiàn)的;最后觀察式(9)中系數(shù)θ2、θ2′、θ2′′的顯著性,若顯著,說明是部分中介效應(yīng),即產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響只有一部分是通過中介變量lnP起作用的;若不顯著,則說明是完全中介效應(yīng),即產(chǎn)業(yè)集聚是通過中介變量lnP影響能源效率。表9提供出產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的中介效應(yīng)檢驗結(jié)果。
表9中式(7)估計結(jié)果與前文基礎(chǔ)回歸效應(yīng)分解結(jié)果一致,此處不再贅述。式(8)檢驗產(chǎn)業(yè)集聚對城市創(chuàng)新的影響結(jié)果顯示,產(chǎn)業(yè)集聚的總效應(yīng)都顯著,其中制造業(yè)集聚短期直接效應(yīng)和間接效應(yīng)顯著為負(fù),不利于本地和周邊城市的創(chuàng)新水平提高;生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚僅在短期間接效應(yīng)通過了顯著性檢驗,對周邊城市有顯著為正的空間溢出效應(yīng);協(xié)同集聚僅短期直接效應(yīng)顯著為正,能提升本地區(qū)的城市創(chuàng)新水平。在式(9)中城市創(chuàng)新水平的總效應(yīng)顯著,且在短期內(nèi)對周邊城市能源效率提高具有顯著的抑制作用。除此之外,產(chǎn)業(yè)集聚變量的短期和長期總效應(yīng)也都顯著,其中制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚短期間接效應(yīng)顯著為正,協(xié)同集聚短期直接效應(yīng)和間接效應(yīng)顯著為負(fù)。綜上所述,在產(chǎn)業(yè)集聚影響能源效率的過程中,城市創(chuàng)新水平起到部分中介效應(yīng)的作用,表明產(chǎn)業(yè)集聚影響能源效率的傳導(dǎo)機制中城市創(chuàng)新水平扮演著重要角色,驗證了假設(shè)3。
表9 基于城市創(chuàng)新的中介效應(yīng)檢驗
1.基于不同時段的分樣本考察
能源問題一直以來都受到高度關(guān)注,“十二五”規(guī)劃期間,能源發(fā)展思路調(diào)整,著眼于提高能源利用效率,首次提出一次能源消費總量的控制目標(biāo)。為進(jìn)一步檢驗?zāi)茉凑邔嵤Ξa(chǎn)業(yè)集聚和能源效率關(guān)系的影響,把樣本從2011年為界劃分為兩個時段進(jìn)行探究。表9報告了相應(yīng)的估計結(jié)果。
由表10所示,2005—2011年制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚以及協(xié)同集聚的短期總效應(yīng)和長期各效應(yīng)均在1%水平上通過顯著性檢驗。就長期來看,制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚僅對本地能源效率有促進(jìn)作用,協(xié)同集聚可以顯著提升本地和周邊城市的能源效率。在2011年能源政策做出調(diào)整之后,產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的即期效果顯著,生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚和協(xié)同集聚顯著影響本地能源效率,制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚具有明顯的空間溢出效應(yīng)??傮w來看,能源政策未作調(diào)整之前,產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響基本局限于本地提升的長期效應(yīng);能源發(fā)展政策調(diào)整后,地方政府的有意模仿跟進(jìn)使得產(chǎn)業(yè)集聚模式發(fā)生改變,短期內(nèi)對能源效率的空間溢出效應(yīng)顯著。控制能源消費目標(biāo)以及政治晉升和增長競爭的驅(qū)動,地方政府會加大吸引節(jié)能環(huán)保、新能源等產(chǎn)業(yè)到當(dāng)?shù)赝顿Y,有利于提升本地能源效率,集聚進(jìn)一步多樣化,更容易形成產(chǎn)業(yè)間前后向關(guān)聯(lián)機制,集聚效應(yīng)輻射范圍擴至周邊城市,產(chǎn)生空間外溢效應(yīng)。
表10 異質(zhì)性要素下產(chǎn)業(yè)集聚影響能源效率的估計結(jié)果
2.基于城市規(guī)模的分樣本考察
工業(yè)化和服務(wù)經(jīng)濟的快速推進(jìn),城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快,使得中國城市數(shù)量和規(guī)模增長迅速,城市規(guī)模差異帶來的產(chǎn)業(yè)集聚異質(zhì)性特征,對城市能源效率的影響也不同。因此,本文參考國務(wù)院2014年印發(fā)的《關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)的通知》和于斌斌[30]38等的研究并作出一定調(diào)整,將樣本按城市規(guī)模劃分為三類:I類城市:人口數(shù)≥500萬;Ⅱ類城市:300萬≤人口數(shù)<500萬;Ⅲ類城市:人口數(shù)<300萬。
表10中的估計結(jié)果表現(xiàn)為短期效應(yīng)顯著,規(guī)模較大的I類、II類城市中制造業(yè)集聚、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚和協(xié)同集聚的間接效應(yīng)和總效應(yīng)顯著。其中,制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚具有顯著為正的空間外溢效應(yīng),協(xié)同集聚則不利于周圍城市的能源效率提升,這與基礎(chǔ)回歸結(jié)果的短期間接效應(yīng)估計一致,表明城市規(guī)模差異對I類、II類城市的空間溢出效應(yīng)沒有產(chǎn)生變化。短期內(nèi)III類城市的產(chǎn)業(yè)集聚各效應(yīng)均顯著,制造業(yè)集聚和協(xié)同集聚的發(fā)展會顯著提升本地城市的能源效率,但降低了周邊城市能源效率,生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚則相反。規(guī)模較小的III類城市發(fā)展?jié)摿Υ?,地租較低,易受政府相關(guān)政策影響,城市規(guī)模擴大所帶來的邊際集聚效應(yīng)大,在吸引外部產(chǎn)業(yè)形成集聚的過程中可以改善本地能源效率;但受“選擇效應(yīng)”影響,生產(chǎn)率優(yōu)勢小[44],阻礙了對周圍城市能源效率改善的傳導(dǎo)機制。
3.基于城市經(jīng)濟發(fā)展水平的分樣本考察
城市發(fā)展是一個動態(tài)的過程,鑒于產(chǎn)業(yè)與城市融合發(fā)展下城市經(jīng)濟發(fā)展水平與產(chǎn)業(yè)集聚相伴而生的關(guān)系,本文以2005—2017年各城市的人均GDP為依據(jù),結(jié)合本文研究特點及參考楊成鳳等[45]的研究,將城市分為高發(fā)展水平:人均地區(qū)總產(chǎn)值≥5萬;中等發(fā)展水平:3萬≤人均地區(qū)總產(chǎn)值<5萬;低發(fā)展水平:人均總產(chǎn)值<3萬。回歸結(jié)果如表10所示。
表10的估計結(jié)果中,高、中等發(fā)展水平城市的產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率存在短期效應(yīng),較低發(fā)展水平城市的產(chǎn)業(yè)集聚存在短期長期雙驅(qū)動效應(yīng)。首先,高發(fā)展水平城市中制造業(yè)集聚短期直接效應(yīng)和間接效應(yīng)均顯著為正;生產(chǎn)性服務(wù)集聚短期內(nèi)不利于本地能源效率提升,但是具有顯著為正的空間外溢效應(yīng);協(xié)同集聚則與生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚估計結(jié)果相反。其次,對于中、低等發(fā)展水平城市而言,制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚對本地和周邊城市的能源效率都有顯著的改善提升作用;協(xié)同集聚則抑制了本地和周邊城市能源效率的提升。而且,低發(fā)展水平城市短期產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)擴散至長期,對本地和相鄰城市的能源效率產(chǎn)生顯著影響。對于高發(fā)展水平城市,貿(mào)易、投資活動頻繁,技術(shù)擴散、技術(shù)革新和競爭壓力迫使企業(yè)不斷提高能源利用效率來保持市場競爭力,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級釋放的“結(jié)構(gòu)紅利”也有利于產(chǎn)生顯著的空間外溢效應(yīng)。中、低等發(fā)展水平城市,較多地承接了來自發(fā)達(dá)地區(qū)的產(chǎn)業(yè),依靠集聚活動的技術(shù)外部性、創(chuàng)新補償效應(yīng)提高科技水平,可顯著提升本市及相鄰城市的能源效率,且這種拉動效應(yīng)呈現(xiàn)邊際遞增的規(guī)律。但工業(yè)化進(jìn)程的滯后、不完善的服務(wù)體系容易造成制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)不適配,導(dǎo)致資源的空間錯配,協(xié)同集聚效應(yīng)不顯著。以上驗證了假設(shè)4。
本文主要研究產(chǎn)業(yè)集聚對城市能源效率影響機制的復(fù)雜性特征,在理論機理闡釋的基礎(chǔ)上,通過中國269個城市2005—2017年的數(shù)據(jù),采用動態(tài)空間杜賓模型多角度探討產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率的影響。結(jié)果顯示:(1)產(chǎn)業(yè)集聚對能源效率短期驅(qū)動效應(yīng)更明顯,其中制造業(yè)集聚具有顯著的空間溢出效應(yīng),“本地化”效應(yīng)不顯著;生產(chǎn)性服務(wù)集聚對本地和周邊地區(qū)的能源效率都有正向的促進(jìn)作用,而協(xié)同集聚則相反,表現(xiàn)為抑制作用。(2)中介檢驗發(fā)現(xiàn),產(chǎn)業(yè)集聚通過提高城市創(chuàng)新水平對能源效率起作用,城市創(chuàng)新水平具有明顯的部分中介效應(yīng)。(3)能源政策會影響到地方產(chǎn)業(yè)集聚模式,短期內(nèi)對能源效率產(chǎn)生較大影響。(4)規(guī)模差異城市中,規(guī)模較大城市產(chǎn)業(yè)集聚突出表現(xiàn)為顯著的空間溢出效應(yīng),對周邊城市能源效率輻射影響較大,相比較而言,規(guī)模較小城市產(chǎn)業(yè)集聚的本地效應(yīng)更為突出。(5)不同經(jīng)濟發(fā)展水平城市的產(chǎn)業(yè)集聚對本地和周邊城市的能源效率都具有顯著的影響效用,但經(jīng)濟發(fā)展水平較低城市對能源效率的影響更具連續(xù)性,長期效應(yīng)也顯著。
結(jié)合以上研究結(jié)論,得出以下政策建議:(1)利用產(chǎn)業(yè)集聚顯著的短期效應(yīng),發(fā)展高水平的制造業(yè)和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè),合理控制制造業(yè)集聚規(guī)模,拒絕低質(zhì)量、盲目扎堆現(xiàn)象,注重其與生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)的匹配發(fā)展,使短期效應(yīng)過渡到長期效應(yīng),實現(xiàn)能源效率的長效提升。(2)充分發(fā)揮制造業(yè)集聚和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚對能源效率提升的空間溢出效應(yīng),削弱地方保護(hù)、市場分割等限制生產(chǎn)要素流動的壁壘。各地區(qū)應(yīng)加強基礎(chǔ)設(shè)施共享、人才信息流動,擴大集聚溢出區(qū)域邊界;同時構(gòu)建產(chǎn)業(yè)內(nèi)部轉(zhuǎn)型升級的有效機制,加強產(chǎn)業(yè)融合,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)間協(xié)同共進(jìn),降低協(xié)同集聚對能源效率的抑制作用。(3)注重提高城市創(chuàng)新水平,搭建區(qū)域創(chuàng)新協(xié)作平臺,重視創(chuàng)新在產(chǎn)業(yè)集聚提升能源效率過程中的中介作用,推動城市創(chuàng)新活動的開展,尤其是企業(yè)的綠色創(chuàng)新活動,提高城市能源效率。(4)在政策影響異質(zhì)、城市規(guī)模差異和經(jīng)濟發(fā)展分層下,應(yīng)充分考慮各城市的經(jīng)濟基礎(chǔ),尤其是注重發(fā)展中小城市和經(jīng)濟發(fā)展水平較低的城市,遵循中央政策或制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,結(jié)合市場需求和要素供給共同推進(jìn)制造業(yè)、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)及協(xié)同集聚,充分發(fā)揮集聚效應(yīng)。(5)對于存在規(guī)模差異、經(jīng)濟發(fā)展差異的城市,加強互動交流,完善區(qū)域配套設(shè)施,實現(xiàn)地區(qū)之間的資源共享與優(yōu)勢互補,通過建立有效的合作機制,推動高端制造業(yè)和現(xiàn)代生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)集聚發(fā)展,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級,帶動城市能源效率提高。