環(huán)境規(guī)制能否促進海洋科技創(chuàng)新

汪永生

摘要：為促進我國海洋環(huán)境保護和海洋科技創(chuàng)新的協(xié)調(diào)發(fā)展，本研究利用我國沿海地區(qū)的面板數(shù)據(jù)，檢驗環(huán)境規(guī)制與海洋科技創(chuàng)新的關(guān)系是否支持“波特假說”，進而采用門檻效應(yīng)模型驗證不同類型的環(huán)境規(guī)制對不同海洋科技創(chuàng)新變量的非線性影響，并提出發(fā)展建議。研究結(jié)果表明：“波特假說”在海洋領(lǐng)域更多適用于控制型環(huán)境規(guī)制與科技創(chuàng)新，其所強調(diào)的嚴苛環(huán)境保護政策對海洋科技創(chuàng)新的影響路徑是增加海洋環(huán)境污染治理項目，進而強化海洋科技課題應(yīng)用成果;未來應(yīng)加強和規(guī)范海域使用金的征收和使用管理，不斷優(yōu)化海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，以及科學(xué)選擇環(huán)境規(guī)制工具和合理確定環(huán)境規(guī)制強度。

關(guān)鍵詞：環(huán)境規(guī)制;海洋科技創(chuàng)新;波特假說;門檻效應(yīng);污染治理

中圖分類號： F06;X196;P74文獻標志碼： A文章編號：1005-9857（2022）04-0062-06

Can Environmental Regulation Improve Marine Scienceand Technology Innovation：

A threshold test based on coastal provincial panel data

WANG Yongshengl.2

（1.School of Humanities and Social Sciences， Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212003，China; 2.Institute of Marine Public Policy，Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang 212003，China）

Abstract： To promote the coordination between marine environmental protection and marine sci- ence and technology （S &. T） innovations， this paper tested whether the relations of marine envi- ronmental regulation and marine S & T innovation supports the Porter Hypothesis based on the panel data of 11 coastal areas. Moreover， the threshold effect model was used to verify the nonlin- ear effects of different types of environmental regulations on different S &. T innovation variables， by which many policy implications were put forward. The results showed that Porter Hypothesis was more suitable for controlling environmental regulations on marine S & T innova- tion， which relied on increasing marine pollution control projects， and further intensified the ap- plication results in marine S & T projects. It was necessary to improve the management of marineuse fees， optimize marine industrial structure， and select environmental regulation tools and de- termine their use intensity scientifically.

Keywords：Environmental regulation，Marine science and technology innovation，Porter Hypothesis， Threshold effect，Pollution control

0引言

傳統(tǒng)的經(jīng)濟學(xué)觀點認為環(huán)境保護會抑制經(jīng)濟發(fā)展，即加強環(huán)境保護必然會提高經(jīng)濟運行成本，從而阻礙產(chǎn)出增長。因此，環(huán)境保護和經(jīng)濟發(fā)展2種目標的抵消關(guān)系構(gòu)成兩難選擇，即為達成某個目標將不可避免地損害另一個目標的實現(xiàn)。自20世紀90年代以來，一些新的觀點開始挑戰(zhàn)傳統(tǒng)經(jīng)濟學(xué)關(guān)于環(huán)境保護問題的理論框架，其中最具代表性的是“波特假說”[1]。該假說認為恰當設(shè)計的環(huán)境保護政策或環(huán)境規(guī)制在緩解環(huán)境污染的同時，還可以激發(fā)科技創(chuàng)新的積極性，通常稱此為“弱波特假說”;后又進一步發(fā)展出“強波特假說”，即科技創(chuàng)新在抵消環(huán)境合規(guī)成本的同時，能夠進一步提高企業(yè)的利潤和競爭力[2]?？傊?，在“波特假說”看來，環(huán)境規(guī)制與科技創(chuàng)新存在“雙贏”關(guān)系。自“波特假說”提出后，國內(nèi)外學(xué)者結(jié)合實際開展大量的驗證工作，主要形成成立、不成立和不確定3種觀點，相關(guān)文獻對此已有較為充分的評述[3-5]。目前多數(shù)學(xué)者基本認同“弱波特假說”成立的前提假設(shè)，即加強環(huán)境規(guī)制能夠引致科技創(chuàng)新。

我國沿海地區(qū)海洋經(jīng)濟活動密集，快速擴張的海洋生產(chǎn)部門以及較為寬松的環(huán)境規(guī)制政策導(dǎo)致近岸海域的海洋環(huán)境惡化。為緩解環(huán)境公共物品的負外部性，旨在改善海洋環(huán)境條件的控制和激勵措施逐漸受到重視。錢薇雯等[6]對比命令控制型和經(jīng)濟激勵型環(huán)境規(guī)制工具對海洋科技創(chuàng)新的影響差異，發(fā)現(xiàn)這2種影響路徑在不同地區(qū)表現(xiàn)為正向顯著或不顯著。趙玉杰[7]以我國沿海地區(qū)為研究對象，發(fā)現(xiàn)預(yù)防型環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新具有短期負向擠出效應(yīng)和中長期正向引致效應(yīng);控制型環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新具有顯著的短期負向擠出效應(yīng)，而中長期效應(yīng)則因海洋科技創(chuàng)新類型不同而存在差異。杜軍等[8]利用 DEA和 PVAR模型進行研究，發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制促進海洋經(jīng)濟綠色全要素生產(chǎn)率，即支持“強波特假說”;海洋經(jīng)濟綠色全要素生產(chǎn)率與海洋科技創(chuàng)新存在雙向互動關(guān)系，又支持“弱波特假說”。

可見，對于環(huán)境規(guī)制與科技創(chuàng)新的關(guān)系，選擇不同的研究方法和時空尺度會得出不一致的結(jié)論。即使大部分結(jié)論支持“弱波特假說”，但仍存在一些懸而未決的疑問。①環(huán)境規(guī)制強度與科技創(chuàng)新水平之間是否為線性關(guān)系，如果二者為非線性關(guān)系，那么線性估計結(jié)果將有偏差;②環(huán)境規(guī)制引致的科技創(chuàng)新可能存在一個或多個門檻值，如低于或高于這些門檻值，環(huán)境規(guī)制對科技創(chuàng)新的作用效果將出現(xiàn)顯著差異?；诖耍狙芯坷妹姘鍞?shù)據(jù)模型檢驗“波特假說”在我國海洋領(lǐng)域是否成立，進而構(gòu)建門檻效應(yīng)模型檢驗不同類型環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新的非線性影響，為制定合理和靈活的海洋環(huán)境保護政策提供參考依據(jù)。

1研究模型

1.1面板數(shù)據(jù)模型

“波特假說”的檢驗涉及2類重要變量，即解釋變量（環(huán)境規(guī)制）和被解釋變量（海洋科技創(chuàng)新）?？紤]到環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新的影響存在滯后性，解釋變量中同時考慮環(huán)境規(guī)制的滯后變量，由此構(gòu)建模型為：

TIit =β1ERit +β2ERit-1+β3ERit-2+γnXit（n）+αi+μt +εit

式中： TIit表示沿海地區(qū)i在 t 時期的海洋科技創(chuàng)新;ERit、ERit-1和 ERit-2分別表示沿海地區(qū)i在 t時期的環(huán)境規(guī)制及其一階和二階滯后項;Xitn 表示沿海地區(qū)i在 t時期的一系列控制變量;αi和μt分別表示地區(qū)固定效應(yīng)和時間固定效應(yīng);εit表示隨機擾動項;β1～β3分別表示各項的影響系數(shù);γn 表示一系列控制變量的影響系數(shù)。

（1）被解釋變量：海洋科技創(chuàng)新（TI）。以往研究傾向于以專利申請或授權(quán)數(shù)量衡量科技創(chuàng)新產(chǎn)出，指標較為單一。本研究除關(guān)注海洋專利授權(quán)數(shù)量（PAT）外，還納入海洋知識成果數(shù)量（KON）和海洋科技課題應(yīng)用成果占比（APP）。因此，海洋科技創(chuàng)新作為被解釋變量共有3個代理變量。

（2）解釋變量：環(huán)境規(guī)制。以往研究設(shè)置的環(huán)境規(guī)制代理變量主要包括控制型、激勵型和預(yù)防型3種。其中，控制型選取單位產(chǎn)值工業(yè)污染治理投資額，激勵型選取單位面積海域使用金征收額，預(yù)防型選取工業(yè)污染排污費用?？紤]到數(shù)據(jù)可獲得性，本研究以包括廢水和固體廢物在內(nèi)的海洋環(huán)境污染治理項目數(shù)量作為控制型環(huán)境規(guī)制變量（KZ），以單位面積海域使用金征收額（海域使用金征收額/確權(quán)海域面積）作為激勵型環(huán)境規(guī)制變量（JL）。

（3）控制變量：以海洋經(jīng)濟指標為主，包括人均海洋生產(chǎn)總值（GOPpc）、海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化指數(shù)（IND）、海洋基礎(chǔ)設(shè)施綜合指數(shù)（INF）以及以港口貨物吞吐量表示的經(jīng)濟開放程度（OPE）。

1.2門檻效應(yīng)模型

以往研究較多通過門檻效應(yīng)模型檢驗海洋科技對海洋經(jīng)濟影響的門檻效應(yīng)差異[9-10]，而較少檢驗環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新的非線性影響。實際上，環(huán)境規(guī)制對科技創(chuàng)新的影響也可能存在若干門檻值。具體而言，門檻值是指在環(huán)境規(guī)制的科技創(chuàng)新效應(yīng)中存在的1個或數(shù)個關(guān)鍵點，當環(huán)境規(guī)制處于關(guān)鍵點兩側(cè)時，其對科技創(chuàng)新的影響程度將出現(xiàn)顯著差異。本研究采用 Hansen[11]提出的門檻效應(yīng)模型，檢驗環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新是否具有門檻效應(yīng)及其影響程度，其中環(huán)境規(guī)制既為解釋變量又為門檻變量。構(gòu)建模型為：

TIit =ERitI+αi+μt +εit，ERitI+αi+μt +εit，ERit ≤τ ERit >τ

式中：τ表示特定的門檻值;β1和β2分別表示門檻變量在門檻值兩側(cè)時環(huán)境規(guī)制對海洋科技創(chuàng)新的影響系數(shù);I表示示性函數(shù)。

在本模型中，門檻值越接近門檻水平，則回歸結(jié)果中的殘差平方和越小。因此，可將門檻值的殘差平方和最小化來獲得門檻值估計值τ。在獲得參數(shù)估計值后還須進行2個方面的檢驗。

1.2.1檢驗?zāi)Ｐ椭械摩?和β2是否具有顯著差異

原假設(shè) H0為β1=β2，接受原假設(shè)表示模型沒有表現(xiàn)出明顯的門檻效應(yīng);相應(yīng)的備擇假設(shè) H1為β1≠β2，表示模型存在明顯的門檻效應(yīng)。檢驗的 F統(tǒng)計量為：

式中： S0表示原假設(shè)下門檻值的殘差平方和;S（τ）表示存在單一門檻時的 OLS殘差平方和;σ2表示估計門檻值時得到的殘差平方和與自由度的比值。

由于在原假設(shè) H0下無法識別門檻值，F(xiàn) 統(tǒng)計量的分布是非標準的。采用 bootstrap 自舉法獲得其漸近分布，進而構(gòu)造其 p值。如果拒絕原假設(shè)，則認為模型存在門檻效應(yīng)。

1.2.2檢驗門檻值估計值是否等于其真實值

接受原假設(shè) H0表示門檻值估計值等于其真實值（τ=τ0）。通常采用極大似然估計法進行檢驗，檢驗的 LR統(tǒng)計量為：

式中： S（τ）表示估計門檻值時得到的殘差平方和。

上述為單門檻效應(yīng)模型的一般過程，而許多情況下模型可能出現(xiàn)多個門檻值，因此須構(gòu)建雙重或多重門檻效應(yīng)模型。常見的雙重門檻效應(yīng)模型為：

假設(shè)單門檻效應(yīng)模型的門檻值估計值τ1為已知，搜索τ2，得到殘差平方和最小時對應(yīng)的τ2。相關(guān)研究表明τ2是漸近有效的，而τ1卻并非如此，因而可以固定τ2而重新搜索τ1，從而得到優(yōu)化后的一致估計值。同理，多重門檻效應(yīng)模型可在此基礎(chǔ)上擴展，本研究不再贅述。

2實證分析

本研究采用2006—2017年我國沿海11?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的面板數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源為歷年《中國海洋統(tǒng)計年鑒》《中國港口統(tǒng)計年鑒》和《中國統(tǒng)計年鑒》。

2.1基準模型

采用 EViews 10軟件對面板數(shù)據(jù)進行單位根檢驗，所有變量經(jīng)過一階或二階差分后均為平穩(wěn)序列。由于F 檢驗拒絕采用混合模型的原假設(shè)以及Hausman檢驗拒絕個體隨機效應(yīng)，最終采用個體固定效應(yīng)模型。估計結(jié)果如表1所示。

以 PAT、KON 和 APP為被解釋變量的模型擬合優(yōu)度（R2）依次為0.769、0.946和0.893，均具有較高的解釋力。

在 PAT 的影響因素中，KZ當期的影響顯著為正，但滯后一期和滯后二期的影響就不再顯著，表明海洋環(huán)境污染治理項目建設(shè)能夠促進當期的海洋專利創(chuàng)新，而當項目建成運行后便不再具有明顯的促進效應(yīng)。JL當期的影響顯著為負且通過1%的顯著性檢驗，滯后一期的影響不顯著，而滯后二期的影響又顯著為負，表明通過市場化手段征收海域使用金無法為海洋專利創(chuàng)新提供充分激勵，在單位面積海域使用金征收額不斷提高的情況下，將更多資金投入環(huán)境保護會擠占科技創(chuàng)新的資金份額。在控制變量中，INF 的影響顯著為正，而 OPE的影響顯著為負。

在 KON 的影響因素中，KZ當期和滯后一期的影響不顯著，而滯后二期的影響顯著為正且通過1%的顯著性檢驗，表明隨著海洋環(huán)境污染治理項目的立項和實施，相關(guān)海洋知識成果會以論文和專著等形式產(chǎn)生，但其從完成到發(fā)表需要一定的時間且滯后期約為2年。JL當期、滯后一期和滯后二期的影響均不顯著，原因可能是海洋開發(fā)利用活動通常來自生產(chǎn)性海洋企業(yè)，其更多關(guān)注專利成果而非知識成果。在控制變量中，IND 的影響顯著為正且通過1%的顯著性檢驗，表明隨著海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高級化，將積累更多的海洋知識成果。

在 APP的影響因素中，KZ 同樣表現(xiàn)出動態(tài)非線性特征，即當期、滯后一期到滯后二期的影響逐漸從正向轉(zhuǎn)為負向，顯著性也逐漸降低，表明由海洋環(huán)境污染治理項目建設(shè)引致的海洋科技課題應(yīng)用成果占比變化主要是即時發(fā)生的，即當年建設(shè)的海洋環(huán)境污染治理項目會顯著提高海洋科技課題應(yīng)用成果占比，當項目建設(shè)完成并進入運營維護階段時，其對應(yīng)用成果的影響變得微弱。JL 當期、滯后一期和滯后二期的影響均不顯著，表明征收海域使用金不會明顯促進企業(yè)對海洋科技課題應(yīng)用成果的重視。在控制變量中，INF 的影響顯著為正，而OPE的影響顯著為負。對比而言，解釋變量和控制變量對PAT和APP的影響較為相近，這是由于二者密切相關(guān);在海洋科技創(chuàng)新活動中，當應(yīng)用型課題立項占比提高并有效執(zhí)行時，將直接帶動相關(guān)專利申請和授權(quán)數(shù)量增加;在此過程中，控制型環(huán)境規(guī)制主要發(fā)揮促進作用，而激勵型環(huán)境規(guī)制可能引發(fā)擠出效應(yīng)。

2.2門檻效應(yīng)模型

在進行門檻回歸前應(yīng)先確定門檻的個數(shù)。按照上述檢驗方法，利用 Stata16軟件將變量納入門檻效應(yīng)模型，依次按照沒有門檻值、有1個門檻值和有2個門檻值的3種情形進行檢驗。采用 Hansen 建議的 bootstrap 自舉法模擬300次后的 F 統(tǒng)計量、p值和不同顯著性水平的臨界值（表2）。

由表2可以看出：在 PAT變量中，JL和 KZ均未通過顯著性檢驗，因而不存在任何形式的門檻效應(yīng);在 KON變量中，KZ在10%的顯著性水平下通過單一門檻檢驗，而 JL未通過任何檢驗;在 APP變量中，JL和 KZ在1%的顯著性水平下通過單一門檻檢驗，且 KZ在1%的顯著性水平下通過雙重門檻檢驗。由此可以認為，海洋科技創(chuàng)新的代理變量為 PAT時不存在門檻效應(yīng)，為 KON 時可能存在單一門檻效應(yīng)，為 APP時存在單一或雙重門檻效應(yīng)。

確定門檻的個數(shù)后，計算具體的門檻值估計值。在存在門檻效應(yīng)的情形下，各門檻變量的似然比（LR）門檻值估計值和置信區(qū)間（臨界值≈7.3523）如表3所示。由表3可以看出：在 KON 變量中，JL和 KZ的門檻值估計值分別是2.57和7.93;在 APP變量中，JL的門檻值估計值是4.04， KZ的單一和雙重門檻值估計值分別是4.66和4.88。

環(huán)境規(guī)制與海洋科技創(chuàng)新之間存在門檻效應(yīng)的區(qū)間值以及區(qū)間內(nèi)的回歸系數(shù)如表4所示。

（1）JL 對 KON 的影響。當門檻值小于2.57時，征收海域使用金對海洋知識成果產(chǎn)出具有顯著的負向影響，表明企業(yè)缺少足夠激勵推進海洋科技創(chuàng)新活動;當門檻值不小于該數(shù)值時，繼續(xù)提高海域使用金征收額仍會顯著減少海洋知識成果數(shù)量，但減幅變慢。因此，激勵型環(huán)境規(guī)制始終抑制海洋知識創(chuàng)新，不支持“波特假說”的設(shè)定。

（2） KZ對 KON 的影響。無論門檻值小于或大于（等于）7.93， 增加海洋環(huán)境污染治理項目數(shù)量都有助于海洋知識創(chuàng)新，且越過7.93的門檻后該影響進一步增大但并不顯著。

（3）JL 對 APP 的影響。當門檻值小于4.04時，征收海域使用金對海洋科技課題應(yīng)用成果占比有正向影響但不顯著，而越過4.04的門檻后該影響轉(zhuǎn)為負向但仍不顯著。

（4） KZ對 APP 的影響。當門檻值小于4.66時，海洋環(huán)境污染治理項目數(shù)量增加將顯著提高海洋科技課題應(yīng)用成果占比;當門檻值處于4.66～4.88時，該影響進一步增大;當門檻值大于4.88時，該影響減小且不再顯著。這種變化趨勢表明海洋環(huán)境污染治理項目數(shù)量和海洋科技課題應(yīng)用成果占比的關(guān)系曲線呈凸型，即一旦越過特定的門檻將出現(xiàn)邊際遞減效應(yīng)。

3結(jié)語

本研究利用我國沿海地區(qū)的面板數(shù)據(jù)，檢驗環(huán)境規(guī)制與海洋科技創(chuàng)新的關(guān)系是否支持“波特假說”，進而采用門檻效應(yīng)模型驗證不同類型的環(huán)境規(guī)制對不同海洋科技創(chuàng)新變量的非線性影響。實證結(jié)果顯示：激勵型環(huán)境規(guī)制對海洋專利創(chuàng)新存在顯著的負向影響，而控制型環(huán)境規(guī)制對各類海洋科技創(chuàng)新變量均存在當期或滯后期的正向影響，表明“波特假說”在海洋領(lǐng)域更多適用于控制型環(huán)境規(guī)制與科技創(chuàng)新;進一步地，控制型環(huán)境規(guī)制對海洋知識創(chuàng)新的門檻效應(yīng)并不顯著，而對海洋科技課題應(yīng)用成果存在顯著的雙重門檻效應(yīng)。因此，“波特假說”所強調(diào)的嚴苛環(huán)境保護政策對海洋科技創(chuàng)新的影響路徑是增加海洋環(huán)境污染治理項目，進而強化海洋科技課題應(yīng)用成果，而后者不僅有利于促進海洋科技事業(yè)發(fā)展，而且有利于強化環(huán)境保護力度。

基于研究結(jié)果，本研究提出3項建議。①加強和規(guī)范海域使用金的征收和使用管理，提高資金使用效益，既要保障海洋環(huán)境質(zhì)量，也要注重對海洋科技創(chuàng)新的支持。②不斷優(yōu)化海洋產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，尤其重視海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和海洋新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級積累更多的海洋知識和技術(shù)。③科學(xué)選擇環(huán)境規(guī)制工具，合理確定環(huán)境規(guī)制強度。例如：在選擇控制型環(huán)境規(guī)制工具時要權(quán)衡海洋環(huán)境污染治理項目建設(shè)的成本和收益，確保建設(shè)規(guī)模達到特定閾值或處于特定區(qū)間，使海洋科技創(chuàng)新效益最優(yōu)化。

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