技术创新、外商直接投资与绿色发展

余少龙 石虹

摘要：基于2011—2020年全国30个省份的面板数据，使用空间杜宾模型、面板门槛模型考察了技术创新、外商直接投资与绿色发展的關系。研究结果表明：第一，技术创新促进了绿色发展且存在正向空间溢出效应，外商直接投资阻碍了绿色发展且存在负向空间溢出效应，这一结论在稳健性检验后仍然成立；第二，异质性分析发现，技术创新、外商直接投资对绿色发展的影响存在区域异质性；第三，技术创新与绿色发展呈现“U”形关系，在以经济发展水平作为门槛变量时，技术创新和外商直接投资对绿色发展有显著的门槛效应。上述研究完善了对绿色发展影响因素的研究，为充分发挥技术创新的正向空间溢出效应和规避外商直接投资的负向空间溢出效应，助推绿色发展提供实证参考。

关键词：绿色发展；技术创新；外商直接投资；空间杜宾模型；非线性影响

中图分类号：F20；F061.5 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2024.02.007

近年来，世界各国均面临着不同程度的生态危机和资源困境，为了摆脱环境、资源对经济发展的制约，促进经济发展方式绿色转型进而推动绿色发展势在必行。党的二十大报告指出要推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。越来越多的学者以绿色全要素生产率（GTFP）来衡量绿色发展水平，因此促进绿色全要素生产率的增长是推动绿色发展题中应有之义，目前制约我国绿色发展主要有技术和资本两个层面的因素。首先，根据内生增长理论，技术进步是经济发展的重要推动力且经济发展是一个以创新为核心的进化过程。随着资源和环境问题愈发突出，经济学的研究重点逐渐转向如何以可持续的方式实现经济发展，因此传统的技术创新必须满足可持续性的要求，即技术创新必须考虑经济、资源和环境的协调。其次，为了加快经济发展，许多地区以自然环境为代价，不断降低外资准入门槛，从而更多、更快地吸引外商投资以缓解资本投入不足对本地区经济发展的制约，但过多外资投入使得地区产业结构趋向不合理，高耗能、高污染的第二产业占比大幅提升，在经济发展中导致许多环保问题，不利于经济高质量发展；加之在提出绿色发展战略以前，大多数地方政府对外商投资产业所造成的环境问题监管不力，导致当地的自然环境污染严重。现有相关研究对技术创新、外商直接投资是否能促进绿色发展存在较多争议，因此从两者空间溢出效应的角度出发，考察技术创新和外商直接投资对绿色发展的影响仍有研究意义。

使用2011—2020 年30 个省份的面板数据，利用SBM-GML指数来计算绿色全要素生产率（GTFP），构建空间杜宾模型来研究技术创新、外商直接投资对绿色发展是否具有空间溢出效应，并使用面板门槛模型对是否存在非线性影响进行考察，进一步厘清技术创新、外商直接投资和绿色发展的关系，为后续对区域绿色发展的研究提供一定参考。本文可能的边际贡献在于：第一，拓展了对绿色发展影响因素的研究。已有文献从作用途径、影响效应等方面研究了技术创新、外商直接投资对绿色发展的影响。本文从区域整体视角出发，聚焦于技术创新、外商直接投资对绿色发展的空间效应。第二，充实了技术创新、外商投资对绿色发展的非线性影响研究。从探究技术创新、外商直接投资对绿色发展是否存在“U”形关系出发，进一步将技术创新、外商直接投资、绿色发展以及经济发展水平纳入同一分析框架之中，从地区经济发展的视角研究了二者对绿色发展的门槛效应。

1 文献综述

许多学者将注意力放在对绿色发展衡量指标的测算及其影响因素研究上。Feng等［1］采用空间Durbin模型对各省绿色发展效率进行分析，发现在影响工业绿色发展方面，不同类型的环境规制有不同的作用。Wu等［2］发现环境分权对区域绿色发展具有显著促进作用，但这种促进作用会由于地方政府竞争的加剧而呈现出逐渐衰弱的趋势。Guo等［3］研究了产业聚集与绿色发展之间的关系，发现产业集聚有利于形成产业链规模但不利于地区的绿色发展，即两者之间有此消彼长的U形关系。罗能生等［4］研究发现财政分权程度越高，绿色发展程度越低，即财政分权对绿色发展有着负面影响和空间溢出效应，并存在区域异质性。江求川等［5］发现临空经济推动了绿色发展，但存在负向空间效应。

在大众创业、万众创新和绿色发展理念的指导下，涌现了大量关于技术创新对绿色发展的影响研究。总的来说从现有的文献中可以看到两种不同的观点。首先，Ghisetti等［6］认为技术创新，特别是绿色技术创新，是促进绿色发展的动力。罗良文等［7］认为期望产出和非期望产出的增减与技术创新有关，并通过实证研究发现生态效率的提高与绿色技术创新的进步有关。许多研究表明技术创新对区域绿色发展有着积极作用。如Zhang 等［8］发现技术创新提高了城市绿色发展效率，吴新中和邓明亮［9］通过对工业绿色发展影响因素的研究发现技术创新对工业绿色发展有积极推动作用。我国国土辽阔，各大经济区域的自然禀赋、经济基础状况等条件各不相同，技术创新对区域绿色发展的影响也有着或大或小的差异。袁润松等［10］发现虽然技术创新对我国区域绿色发展有明显的促进作用，但所处区域不同，绿色发展也会有不同的发展状况，如技术创新活跃度高的东部地区在绿色发展程度上领先于技术创新活跃度较低的中西部地区。其次，一些学者将技术创新认为是绿色发展的障碍。他们认为技术创新具有机会成本，技术转化率低会导致创新收益小于机会成本，从而抑制经济增长、阻碍绿色发展。此外，技术创新可能引起环境反弹效应而阻碍绿色发展。如张小筠等［11］研究发现技术创新虽然对低竞争行业的绿色发展有促进作用，但在高竞争行业技术创新对于绿色发展存在负面影响。

目前学界对外商投资与绿色发展两者关系的研究主要有三种不同的看法。首先，一部分学者通过实证研究发现外商投资对投入地区有着“污染天堂”效应。黄磊等［12］认为我国大部分地区都有环境“逐底竞争”倾向，即为了促进当地经济发展，地方政府在降低环境准入门槛上相互竞争，导致外商投资大量集中于能源密集型和劳动力密集型企业，阻碍区域绿色发展。其次，有些学者注重研究外商投资对投入地区的“污染光环”效应。Zhu等［13］研究表明外商直接投资过程中的环境污染是阻碍绿色全要素生产率提高的重要因素。最后，部分学者认为外商投资对投入地区环境影响有着不确定性，即外商投资在一定的条件下对区域绿色发展有推动作用。周杰琦等［14］研究表明虽然外商投资的数量会通过改变区域产业结构阻碍绿色发展，但是在环境技术的正向调节作用下，外商投资的数量和质量都能对区域绿色发展有积极的正面影响。李斌等［15］研究发现外商投资与财政分权的良性互动有利于区域绿色发展。张倩倩等［16］实证发现环境规制改变了外商投资对环境质量影响路径的作用大小和方向，并在总体上改变了外商投资对区域绿色发展的影响。Zhang等［17］研究表明外商投资与产业结构优化之间的良性互动促进了区域绿色发展。吴军等［18］发现外商直接投资和对外直接投资对碳排放有着完全相反的影响，因而对绿色发展也会有不同影响。

综上所述，现有研究已从多方面考察技术创新和外商直接投资与绿色发展的关系，但关于技术创新和外商直接投资对绿色发展的影响并未达成共识。近年来我国更加注重可持续发展，技术创新也越来越注重绿色创新；外商直接投资对我国区域绿色发展的影响不仅与外商直接投资的数量和质量有关，还与产业结构和基础设施高度相关，我国不断优化的产业结构和基础设施建设吸引了许多高质量外商投资，使得绿色发展水平日益提高。另外，外商投资带来的绿色高新技术推动了我国绿色创新的发展，在两者共同作用下形成的技术外溢效应对我国区域绿色发展也有着积极推动作用。目前大多数研究集中于技术创新、外商直接投资等影响因素对绿色发展是促进还是抑制作用，较少考虑到这些影响因素对绿色发展的空间效应，以及其与绿色发展之间的非线性关系。本文在研究外商直接投资和技术创新对绿色发展作用的基础上，采用空间杜宾模型考察其是否存在空间溢出效应；并利用面板门槛模型来考察技术创新、外商投资对区域绿色发展的非线性关系。

2 理论机制与研究假设

2.1 技术创新、外商直接投资对绿色发展的空间溢出效应

首先，对于新兴经济体来说，技术创新促进了从初期高污染阶段向环境库兹涅茨曲线的第三阶段（稳定发展的低污染阶段即可持续发展阶段）的跨越。同时，根据“脱钩”理论，绿色增长是指在推动经济发展和社会福利改善的过程中，更加重视资源节约和自然环境的保护，真正实现经济发展和环境资源脱钩。技术创新，尤其是绿色创新，有助于地区实现经济发展与资源节约、环境保护齐头并进，最终实现“脱钩”。其次，作为最大的发展中国家，资本短缺在很长一段时间内是制约我国经济发展的重要因素。外商直接投资不仅增加了资本供给，而且推动了现有资本对各个领域的投资并加速其在各个领域之间的流动。最后，外商直接投资对投入地区有促进技术发展的积极效应，但对绿色发展却有着不确定的影响；一些学者认为，外商直接投资促进了各地区的绿色发展，另一些学者则认为，外商直接投资对绿色发展在短期内存在阻碍作用，但经过拐点后则有着正向影响。总之，技术创新和外商直接投资分别通过发挥技术的外溢效应和资本的外溢效应对绿色发展产生影响。基于以上分析提出假设：

H1：技术创新促进了绿色发展且存在正向空间溢出效应。

H2：外商直接投资阻碍了绿色发展且存在负向空间溢出效应。

2.2 技术创新、外商直接投资对绿色发展的非线性影响

在我国大众创业、万众创新理念的引领下，技术创新水平不断迈向更高水平并在绿色创新方面有更多突破；同时，在经济全球化趋势不断加强的大环境下，我国吸引的外商投资的数量越来越多、质量越来越好，吸引外商投资的成本越来越小，这使得促进技术创新和吸引外商投资的边际成本不断下降。经济发展水平越高的地区，其创新和营商环境越好，基础设施更加完善，更容易吸引技术人才和资金投入。因此，绿色发展从技术创新和外商直接投资中获得的良性影响不断增加且这种积极影响会随经济发展水平的提高而更加显著。基于以上分析提出假设：

H3：外商直接投资和技术创新对区域绿色发展具有非线性影响。

本文研究框架如图1所示。

3 研究方法和数据

3.1 变量选取

3.1.1 核心变量

区域绿色发展（RGD）利用绿色全要素生产率（GTFP）来衡量；技术创新（TI），一个地区的专利数量可以很大程度表示该地区技术创新的程度，因此，技术创新由各省专利发明申请授权数来衡量；外商直接投资（FDI），参考已有文献，以各省实际利用外商直接投资额占地区GDP的比重表示。

3.1.2 门槛变量和控制变量

门槛变量：经济发展水平（EL）以地区GDP来衡量。

控制变量：城镇化水平（URB）采用城镇人口占总人口的比重来表示；教育程度（EDU）以各省平均受教育年限来表示；经济发展（GDP）采用人均GDP来表示；政府干预（EP），以政府環保支出占政府预算支出的比值来衡量。

3.2 绿色全要素生产率的测算

目前研究已经形成了较为完善的绿色发展评估体系。在最近的研究中，绿色全要素生产率在很大程度上被认为能够反映经济可持续增长。借鉴Tone［19］提出的带有非期望输出的超效率SBM 模型，使用非导向的SBM-GML指数来测度各省份的GTFP。设置的投入产出指标具体如表1所示。由于GML体现的是绿色全要素生产率从t 时期到t+1时期的增长，而不是绿色全要素生产率本身。将基准期的GML 指数设为1，用每年的GML相乘得到2011—2020年绿色全要素生产率。

3.3 模型设定

3.3.1 空间计量模型

由于空间杜宾模型（SDM）可以考察技术创新和外商直接投资对绿色发展的空间溢出效应，这使得SDM更适合于本文的研究目的。基本形式如下：

基于式（1）得到研究技术创新和外商直接投资对绿色发展影响的空间杜宾模型如下：

参考Lesage 等的研究结论［20］，使用空间回归模型的点估计方法检验空间溢出效应会导致偏差（即解释变量的系数估计不代表真实的偏回归系数），因此用偏导数法将估计结果拆分为直接效应、间接效应和总效应。

3.3.2 空间权重矩阵的构造

进行空间计量分析的关键是选择合理的空间权重矩阵。省份间的经济活动往往具有较强空间相关性，因此采用经济距离权重矩阵来研究技术创新、外商直接投资对绿色发展的空间效应。权重矩阵根据各省份之间的距离和地区人均GDP设定如下：

3.3.3 面板门槛模型

绿色发展水平与技术创新、外商投资等影响因素之间往往存在着复杂的关系。因此，引入技术创新、外商投资的平方项来初步检验技术创新、外商投资与绿色发展可能存在的非线性关系；再构造面板门槛模型，检验在经济发展水平的约束下，技术创新、外商直接投资对绿色发展的非线性影响。单一面板门槛模型设定如下：

由于可能存在多个门槛值，进一步考虑多门槛面板回归模型如下：

3.4 数据来源

相关数据来源于历年的《中国统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《国家知识产权局年报》和各省份统计年鉴，各变量描述性统计见表2。

4 实证结果分析与讨论

4.1 空间效应分析

进行空间计量需考察变量的空间相关性，通过对全局Moran指数的计算发现历年GTFP的Moran'I 均显著，即存在空间相关性，空间计量模型选择合理。其次，Wald检验、LR 检验的值均显著，即空间杜宾模型无法简化为空间滞后、空间误差模型。最后，空间杜宾模型（SDM）分为固定效应模型和随机效应模型，根据Hausman检验结果，在1%的水平上拒绝原假设，因此将空间杜宾模型的固定效应作为报告结果。

如表3列（1）所示，技术创新对绿色发展的相关系数为0.842 3且在1%的水平上显著，这说明推进技术创新在一定程度上会促进区域绿色发展；外商直接投资对绿色发展的相关系数为-0.215 2，未通过显著性检验，这表明外商直接投资对绿色发展有一定阻碍作用，未通过显著性检验可能与空间计量模型的估计偏差有关，因此参考Lesage等［20］的方法进一步考察技术创新和外商直接投资的空间效应。根据表3所示，技术创新对绿色发展的直接效应、间接效应和总效应均为正，且间接效应和总效应均在1%的水平上通过显著性检验，这表明推进技术创新不仅有利于本省的绿色发展，而且技术创新水平提升可以助推邻近省份绿色发展，即技术创新存在正向空间溢出效应，技术创新能力越强，越有利于区域整体绿色发展。外商直接投资对绿色发展的直接效应、间接效应以及总效应为负且直接效应和总效应在1%的水平上显著，外商直接投资对绿色发展的间接效应为负，这意味着外商直接投资在制约本省绿色发展的同时，会由于其负向空间溢出效应阻碍周边省份的绿色发展。基于上述分析假设H1、H2得到证实。总的来说可以通过积极推动技术创新，并充分发挥技术的外溢效应从而促进区域绿色发展，同时应该重视外商直接投资产生的负向空间溢出效应，合理规避外商直接投资对绿色发展的负面影响。

4.2 异质性分析

我国国土面积广阔，东部、中部、西部地区拥有的资源、自然条件存在着显著的差异，不同省份的经济发展状况各有不同，尤其是我国东部地区技术创新水平、外商直接投资额度均大幅度领先中西部地区。随着东部地区产业结构不断优化，中西部地区积极承接东部地区淘汰的产业，这一举措虽然对经济的总体发展有益，但中西部地区污染治理能力有限、污染处理经验不足，产业转移给转入区域带来了一定的环境问题。基于以上分析，将总体样本依据地理位置分为东、中、西部三个样本，以考察技术创新、外商直接投资对绿色发展的影响是否具有区域异质性。如表4所示，在考虑空间权重矩阵后，东、中和西部地区技术创新对绿色发展的相关系数均显著为正，这表明技术创新对绿色发展有促进作用，且本地区的技术创新会影响周边地区绿色发展，即存在正向空间溢出效应；外商直接投资对绿色发展的相关系数均为负且东部和中部地区的相关系数均在1%的水平上显著，这表明外商投资阻碍了绿色发展且外商直接投资对绿色发展存在负向空间溢出效应；而西部地区的负向空间溢出效应并不显著，这可能是由于西部地区外商直接投资较少，外商直接投资对当地产业结构的影响并不显著。对比三大地区的相关系数发现，东、中和西部地区无论是技术创新对绿色发展的促进作用，还是外商直接投资对绿色发展的阻碍作用均有较大差异，即存在区域异质性。

4.3 稳健性检验

由于区域绿色发展存在着较强的空间相关性，许多学者使用空间邻接矩阵和反距离权重矩阵来考察是否存在空间效应。空间邻接矩阵即省份相邻则为1，不相邻则为0；反距离权重矩阵以距离来决定空间效应强度，两个空间单元的直接距离越近则空间效应越强，反之则空间效应越弱。参考已有研究，将空间邻接矩阵和一阶反距离权重矩阵作为空间权重矩阵进行稳健性检验。如表5列（1）（2）所示，在替换空间权重矩阵后技术创新对绿色发展的相关系数显著为正，外商直接投资对绿色发展的相关系数显著为负，这说明替换权重矩阵后，技术创新对绿色发展仍具有促进作用和正向空间溢出效应，外商直接投资则是阻碍作用和负向空间溢出效应。这与前文的研究结果基本相符，验证了前文结果的稳健性。

4.4 进一步研究：非线性影响

技术创新、外商直接投资对区域绿色发展的影响不仅存在显著空间溢出效应，还可能存在非线性影響。根据表6列（1）（2）所示，在引入技术创新和外商直接投资的平方项之后，技术创新一次项相关系数显著为负，二次项相关系数则显著为正，这表明技术创新对绿色发展的影响呈现“U”形关系。经计算①，技术创新对绿色发展的影响拐点值为6.806 6，要小于目前技术创新的均值，虽然技术创新的发展会显著促进绿色发展，但还需不断提高技术创新水平使其跨越拐点以更好地助力绿色发展；外商直接投资一次项、二次项对绿色发展的相关系数均为负，且一次项未通过显著性检验，这表明外商直接投资对绿色发展有一定阻碍作用，但其非线性影响仍需进一步研究。

随着经济发展水平的提高，技术创新、外商直接投资对绿色发展的影响可能出现跳跃式变化，因此，采用面板门槛模型进一步研究两者对绿色发展的非线性影响。参考Hansen［21］的研究对门槛存在性进行检验。利用自助法抽样300次后，就经济发展状况这一门槛变量来看，技术创新对绿色发展存在单一门槛效应，但未通过双重门槛和三重门槛检验，门槛值为9.164 9；外商投资对绿色发展则存在双重门槛效应，未通过三重门槛检验，门槛值为1.380 0和9.164 9。如表6所示，当经济发展水平小于门槛值9.164 9时，技术创新对绿色发展的相关系数为0.172 8 并在10% 的水平上通过显著性检验；当经济发展状况大于门槛值9.164 9时，技术创新对绿色发展的相关系数提高到0.225 3并在5%的水平上通过显著性检验，这表明经济发展水平的提高能够增强技术创新对绿色发展的积极影响；当经济发展水平小于门槛值1.380 0时，外商直接投资对绿色发展的相关系数为-2.935 8且在1%的水平上显著，当经济发展水平大于门槛值1.380 0但小于9.164 9时，外商直接投资对绿色发展的相关系数为-0.717 4 且在1% 的水平上显著，当经济发展水平大于门槛值9.164 9时，外商直接投资对绿色发展的相关系数为0.992 0且在5%的水平上显著，随着经济发展不断跨越门槛值，外商直接投资对绿色发展从阻碍作用转变为促进作用。技术创新对绿色发展促进作用的增强和外商直接投资对绿色发展负向影响的转变，可能是由于一个地区经济发展程度越高，就越能促进区域技术创新中绿色创新部分的提高并吸引高质量的外商投资，从而促进绿色发展。基于以上分析假设H3得到证实。

5 结论

使用SBM-GML指数测度的绿色全要素生产率，构建空间杜宾模型考察技术创新、外商直接投资与绿色发展之间的关系，并使用面板门槛模型考察技术创新、外商直接投资对区域绿色发展的非线性影响，得出以下结论：（1）技术创新对于区域绿色发展有显著的促进作用且存在正向空间溢出效应，外商直接投资对绿色发展有显著的阻碍作用，存在负向空间溢出效应；（2）技术创新、外商直接投资对绿色发展的影响和空间溢出效应均存在区域异质性；（3）技术创新与区域绿色发展存在“U”形关系，技术创新和外商直接投资对绿色发展有门槛效应。上述结论为充分发挥技术创新的技术外溢效应、合理规避早期外商直接投资的负向空间溢出效应提供理论依据；同时为加速地区经济发展，早日跨越门槛值，使外商直接投资对绿色发展的影响出现由负转正的拐点以及充分发挥技术创新对绿色发展的促进作用，最终助推经济高质量发展提供科学参考。

根据研究结论，提出政策建议如下：第一，要充分发挥技术创新的正向空间溢出效应，同时避免外商直接投资的负向空间溢出效应。首先，以相关优惠政策鼓励企业进行绿色技术创新，促进产业绿色转型，推进本地区绿色发展的同时发挥技术的外溢效应，助推邻近地区绿色发展；其次，加强对外商投资的监管，提高外商投资的准入门槛，对外商投资产业的产能消耗、污染排放方面制定更加全面政策法规。第二，由于技术创新、外商直接投资对绿色发展的影响存在着较强的区域异质性，东部地区促进高质量发展的过程中，应该发挥出对其他地区绿色发展的示范作用，加强对中西部地区的技术帮扶、鼓励投资。第三，在跨越经济发展水平的门槛后，技术创新对绿色发展的正向影响有所加强，而外商投资对绿色发展的影响由负向转为正向影响。因此，推动地区经济高质量发展，促进地区技术创新的同时，以更好的营商环境吸引高质量外商投资，使外商投资早日跨越经济发展水平的门槛从而助推本地区绿色发展。

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