高铁开通能否促进技术创新“绿色化”?

2024-03-26 11:06高洪玮
南方经济 2024年2期
关键词:绿色化技术创新

高洪玮

摘 要:技术创新“绿色化”是经济社会绿色高质量发展的关键,高铁开通加速了资源要素的流动和重新配置,为绿色创新创造了更为便利的条件。文章以中国高铁开通作为准自然实验,从绿色创新绝对数量和相对数量双重维度出发,基于2003—2019年282个地级城市数据,采用双重差分模型实证研究了高铁开通对技术创新“绿色化”的影响。研究发现,高铁开通对技术创新“绿色化”的促进作用主要表现为显著增加了沿线城市的绿色创新数量,但对绿色创新占比无显著影响。机制分析表明,在需求层面,高铁开通促进了沿线地区旅游经济的发展壮大,增大了绿色创新需求;在供给层面,高铁开通加快了沿线地区创新要素的流动,促进了空间知识溢出,改善了绿色创新供给条件,从而促进了绿色创新数量提升。进一步分析发现,高铁开通对旅游城市和非中心城市技术创新“绿色化”的促进作用较非旅游城市和中心城市更为突出;高铁开通优化了沿线地区的绿色创新结构,提升了绿色创新质量;高铁开通对绿色创新数量的影响具有显著的正向空间溢出效应。文章为政府部门充分认识并发挥高铁开通对技术创新“绿色化”的正向作用,激发主体绿色创新积极性提供了参考和借鉴。

关键词:高铁开通 技术创新“绿色化” 旅游经济发展 创新要素流动

DOI:10.19592/j.cnki.scje.410814

JEL分类号:H54,O31,R11    中图分类号:F532

文献标识码:A   文章编号:1000 - 6249(2024)02 - 136 - 23

一、引言

改革开放以来,我国经济高速发展,城镇化快速推进,取得了巨大的发展成就。但是以高投入、高消耗、高污染、低效率为特征的粗放型发展方式引发了一系列生态环境问题,严重制约了经济社会的可持续发展。2015年,党的十八届五中全会首次提出绿色发展理念。2017年,党的十九大阐述了加快生态文明体制改革、推进绿色发展、建设美丽中国的战略部署。2020年,我国正式提出碳达峰、碳中和远景目标。2022年,党的二十大报告进一步指出,要加快发展方式绿色转型,强调推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的关键环节。技术创新的“绿色化”指技术进步和创新朝着绿色低碳的方向发展,是绿色可持续发展的关键催化剂(Azevedo-Rezende et al.,2019),在引领经济社会全面绿色转型发展中具有重要意义。

近年来,以高速铁路为代表的中国交通基础设施实现了跨越式的发展。作为一种快速安全、便利环保的跨区域重大客运交通基础设施,高铁的开通极大地提高了沿线区域的可达性,有助于促进资源要素的流动和重新配置,为创新活动创造了更为便利的条件。现有研究对高铁开通的创新效应进行了较为丰富的研究(王春杨等,2020;吉赟、杨青,2020),但对绿色创新的关注较少。绿色技术创新指有利于节约资源、提高能效、防控污染、实现可持续发展的技术、工艺改进及产品开发。与传统创新相比,绿色创新具有一定的特殊性。首先是目标或效果差异。传统技术创新以取得利润和竞争优势为目标,往往会给环境带来不利影响,而绿色创新在强调获得经济效益的同时,更注重采用新技术和新理念实现资源的高效利用和污染的有效降低,能够实现经济效益和环境效益的双赢(王彩明、李健,2019);且与一般创新仅具有技术外部性不同,绿色创新会产生技术与环境双重外部性(Rennings,2000)。其次是技术特征差异。与一般创新相比,绿色创新需要环境技术与其他生产工艺或技术紧密结合,具有更高的技术复杂性和跨界交叉性,除一般创新要素外,还需要绿色知识和技术等特定要素,而对于大部分企业来说,绿色创新并不是主要生产经营活动,相关特定要素难以完全从企业内部获取,具有较高的外部依赖性(杨立成等,2022)。此外是动力机制差异。传统技术创新是市场需求和技术进步共同推动的结果,但即使缺乏明确的市场需求,部分技术自身也能实现创新,而绿色技术的产生则必须以市场需求的出现为前提,绿色创新不仅需要技术进步的供给驱动,也离不开环境质量的需求驱动,具有明显的双重动力机制特征(刘勇,2011)。技术创新“绿色化”与绿色创新密切相关,但前者更强调过程,后者则更强调结果,技术创新的“绿色化”水平可用绿色创新的绝对数量和相对数量来表征。一方面,高铁开通有助于推动以旅游经济为主体的服务业快速发展,增大绿色创新需求;另一方面,高铁开通可以加快创新要素流动,改善绿色创新供给条件,有利于增大沿线地区的绿色创新数量。但考虑到绿色创新具有双重外部性、更高的技术复杂性和跨界交叉性以及双重动力驱动机制,实现难度较大,高铁开通可能无法提升沿线地区的绿色创新占比。中国高度重视高速铁路的规划建设,“十四五”规划纲要指出,构建快速网,基本贯通“八纵八横”高速铁路,党的二十大提出,加快建设交通强国。在此背景下,探讨高铁开通能否促进技术创新“绿色化”,并从需求和供给双重视角出发剖析影响机制,具有重要的理论和实践意义。

与文章相关的文献主要有两类:第一类是高铁开通的经济效应,第二类是绿色创新的影响因素。关于高铁开通的经济效应,现有研究分别剖析了其对绿色发展或创新的影响。在高铁开通对绿色发展影响的研究中,学者们主要剖析了高铁开通的减排效应和效率提升效应,肯定了高铁开通对生态环境质量提升的重要作用,发现高铁开通不仅显著降低了污染物(李建明、罗能生,2020)和二氧化碳(Lin et al.,2021)的排放量,还显著提升了沿线地区的绿色效率(彭小辉、王静怡,2019)。关于高铁开通对绿色发展的影响机制,学者们从规模效应、技术进步、人力资本、人口聚集、外商投资等方面展开了分析和验证,其中,部分研究证实了技术创新机制的重要作用(王群勇、陆凤芝,2021)。也有大量学者研究了高铁开通对创新的影响,包括区域创新(王春杨等,2020;杨思莹、李政,2020)和企业创新(吉赟、杨青,2020;翟淑萍等,2020),认为高铁开通通过促进人才流动(卞元超等,2019)、区域合作(Wang and Cai,2020)、市场扩大(Gao and Zheng,2020)、竞争强化(诸竹君等,2019)等机制推动了创新发展。关于绿色创新的影响因素,现有研究从多个层面进行了剖析,但对高铁开通关注较少。例如,基于制度理论,大量学者研究了政府的制度压力和制度支持对绿色创新的影响,包括以環境规制(齐绍洲等,2018;刘金科、肖翊阳,2022)为代表的制度压力,以及以环保补助和绿色金融为代表的制度支持(唐大鹏、杨真真,2022;王营、冯佳浩,2022)。基于利益相关方视角,部分研究剖析了公众关注和股东压力等因素如何影响绿色创新(伊志宏等,2022;Singh et al.,2022)。立足企业内部视角,现有研究关注了高管环保意识(曹洪军、陈泽文,2017)、CEO绿色经历(卢建词、姜广省,2022)等因素对绿色创新的影响。还有学者从外部因素出发,探讨了国家级城市群建设(周力、沈坤荣,2020)、互联网发展(刘保留等,2022)等对绿色创新的影响。

目前,关注高铁开通对绿色创新影响的文献较少,部分研究(Huang and Wang,2020;黄漫宇等,2023)对高铁开通的绿色创新效应进行了初步探索,但仍存在一定局限性。首先,现有研究主要分析了高铁开通对绿色创新数量的影响,对高铁开通后绿色创新在全部创新中的占比变化及其背后的理论逻辑剖析不足,不利于全面展示高铁开通对技术创新“绿色化”的影响。其次,现有研究对绿色创新与一般创新的差异化特征剖析不足,机制分析缺乏针对性,对需求层面的作用机制挖掘不够,未能充分体现绿色创新和一般创新的动力机制差异。此外,高铁开通带来的可达性提升不局限于本地区,而现有研究对高铁开通对邻近地区绿色创新的溢出效应关注不足。

基于此,文章研究了高铁开通对技术创新“绿色化”的影响,包括绿色创新绝对数量和相对数量两个维度,并基于需求和供给双重视角对影响机制进行剖析。可能的边际贡献如下:①聚焦绿色创新绝对数量和相对数量两个维度考察高铁开通对技术创新“绿色化”的影响,不仅分析了高铁开通对绿色创新数量的影响,还剖析了其对绿色创新占比的影响,更全面地展示了高铁开通的绿色创新效应。②在系统总结绿色创新与一般创新差异化特征的基础上,从需求和供给双重视角剖析了高铁开通对绿色创新数量的作用机制,从高铁开通对绿色创新和一般创新影响的一致性和差异性视角剖析了高铁开通对绿色创新占比的影响逻辑,深化了现有研究。③从空间相关视角出发,研究了高铁开通对邻近地区技术创新“绿色化”的溢出效应,对现有研究进行了有益拓展。

二、理论分析与研究假设

(一)高铁开通对技术创新“绿色化”的影响

1. 高铁开通对绿色创新数量的影响

作为一种跨区域重大交通基础设施,高铁大幅缩短了客运运输时间,提升了区域可达性,加快了沿线地区人员和要素的流动和重新配置,有利于改善绿色创新的需求和供给条件。从需求层面看,高铁开通加快了人员的流动,有利于促进第三产业发展,尤其是旅游经济的发展壮大。与第二产业的高排放高污染相比,第三产业更为清洁,随着更多经济收益转向源自第三产业,公众和政府会增加对环境质量的关注度,提升自身环保意识和理念,同时倒逼企业积极开展绿色创新活动,从而增大地区绿色创新需求。从供给层面看,根据内生经济增长理论,一个地区的创新增长离不开创新要素及知识溢出这两个重要条件,该理论同样适用于绿色创新。创新要素是企业制定有效绿色创新战略的重要前提(M[a][。]rtensson and Westerberg,2016)。高铁开通有助于加快创新要素流动,改善绿色创新主体的资源要素条件,这与一般创新活动存在相似性,但由于绿色创新具有双重外部性,短期回报通常低于一般创新,加之其具有较高的技术复杂性和跨界交叉性,企业开展绿色创新的积极性不足,具有较强的资源要素依赖性,在一定程度上取决于冗余资源(Hart,1995)和特定要素的供给。当人员、资本等要素短缺或效率低下时,创新主体会优先将其分配给高回报项目(Ammenberg and Hjelm,2003);同时,绿色创新所需的特定知识和技术等要素的短缺也使得创新主体无力开展绿色创新活动。只有当上述要素均较为丰富时,创新主体才会增大绿色创新的意愿和能力,扩大绿色创新规模(Leonidou et al.,2017)。高铁开通对创新要素流动的促进作用有利于增大创新主体的冗余资源和特定要素,改善绿色创新供给条件,提升企业积极性。因此,本文认為高铁开通有助于提升沿线地区的绿色创新数量,据此提出假设1:

H1:高铁开通有助于提升沿线地区的绿色创新数量。

2. 高铁开通对绿色创新占比的影响

探究高铁开通对绿色创新占比的影响必须要明确高铁开通对绿色创新数量和一般创新数量影响的一致性和差异性。首先,在创新要素配置层面,高铁开通对绿色创新和一般创新数量的影响具有一致性。基于刘金科、肖翊阳(2022)的思想,高铁开通对绿色创新数量的影响可能具有增长效应或替代效应,一方面,高铁开通可能使沿线地区在现有创新的基础上进一步加大创新要素投入,增大绿色创新规模,产生绿色创新增长效应,此时,绿色创新数量和创新总量应同时增加;另一方面,高铁开通可能使沿线地区在既定资源条件下重新进行要素配置,减少一般创新的要素投入来扩大绿色创新规模,产生绿色创新替代效应,此时,绿色创新数量增加,创新总量应无显著变动。考虑到高铁开通可以加快创新要素流动,有利于增大创新活动的要素供给,这对一般创新和绿色创新均具有积极作用,且大量研究已经证实了高铁开通对创新总量的促进作用(诸竹君等,2019;吉赟、杨青,2020),因此,文章认为高铁开通对绿色创新数量的影响应以增长效应为主,高铁开通对绿色创新的正向影响应是在其促进一般创新活动开展的基础上产生的。其次,在创新特征属性方面,高铁开通对绿色创新和一般创新数量的影响具有差异性。与一般创新相比,绿色创新具有双重外部性特征,这在很大程度上降低了私人主体开展绿色创新活动的动力(Rennings,2000),且绿色创新的技术复杂性和跨界交叉性较高,对外部特定要素具有较强的依赖性,加之绿色创新需要供给和需求双重动力驱动,不仅依赖于技术的进步,还需要市场需求及相关配套政策及战略的支撑,实现难度可能较一般创新更大。因此,高铁开通对绿色创新的积极影响应不强于对一般创新的影响,从而无法提升沿线地区的绿色创新占比,据此提出假设2:

H2:高铁开通对沿线地区的绿色创新占比无显著正向影响。

(二)高铁开通对绿色创新数量的作用机制

1. 需求维度:旅游经济发展机制

从需求层面来看,高铁开通有利于促进旅游经济发展壮大,增大沿线地区绿色创新的意愿和需求。首先,高铁开通有利于促进旅游经济的发展。高铁开通不仅可以加快人员的流动,便利游客的出行,在旅游时间预算有限的情况下大幅缩短出行时间,提升沿线城市旅游竞争力,为旅游经济发展提供强大的市场基础,还能促进劳动力和资本的跨区域流动和重新配置,推动旅游经济配套设施和服务的完善,扩大旅游经济的发展规模。其次,旅游经济的发展有利于增大绿色创新需求。良好的生态环境是旅游业持续发展的重要基础,二者存在着复杂的辩证关系。关于旅游业与生态环境的关系,大部分学者认识到旅游业的发展对生态环境存在一定程度的破坏(Hill and Pickering,2006),其中,Stephen(2001)指出,旅游业对旅游目的地生态环境同时存在着积极作用与消极作用。一方面,旅游业的发展会使地方政府和公众更为重视生态环境保护。随着更多经济收益转向源自旅游业,公众和政府会增加对生态环境的关注度,提升自身环保意识和理念。现有研究表明,在旅游业中,生态旅游对本地居民的环保意识和环境需求的促进作用最为突出(付向阳、黄涛珍,2016);同时,地方政府为了更好地通过旅游业发展拉动经济增长,也会增加对生态环境的重视和保护程度,以推动旅游业可持续发展。另一方面,旅游业的快速集聚和发展可能会放大其对生态环境的破坏效应,增加生态环境保护和治理的迫切性和必要性。对经济效益的过度追求会使得游客和产业规模无度扩张,造成景区发展规模超过资源环境承载力,带来资源浪费和环境破坏,从而增大地方政府生态环境保护和治理的压力。因此,旅游经济的发展壮大有利于增加公众和政府的生态环境保护意识和需求,不仅可以从应用侧为创新主体提供绿色创新的方向和重点领域,激发创新主体绿色创新积极性,同时也可以增大创新主体的外部压力,倒逼企业绿色创新活动的开展,从而增大地区绿色创新需求,促进绿色创新数量提升,据此提出假设3:

H3:高铁开通可以通过促进旅游经济发展提升绿色创新数量。

2. 供给维度:创新要素流动机制

从供给层面来看,高铁开通可以加快创新要素流动,促进要素聚集和知识溢出,有助于增加创新主体的冗余资源和特定要素,改善绿色创新供给条件,增大沿线地区绿色创新数量。一方面,高铁开通可以通过加快创新要素跨区域流动促进创新要素聚集。人力资本是创新的重要动力,劳动力在地区间的充分流动是人力资本支撑创新的重要基础(梁琦等,2013)。高铁开通可以打破劳动力流动的地域障碍,提升劳动力市场的一体化程度,大大缩短人员在各地区间的流动和转移时间,实现人力资本流动过程中的时间节约和空间扩展,促进企业和劳动力的匹配(董艳梅、朱英明,2016)。同时,高铁开通还显著降低了城市间的贸易成本(Bernard et al.,2019),使人力资本在利益最大化的驱动下进行新的区位选择,促进了人力资本的迁移(王春杨等,2020),有利于人力资本向优势地区聚集,增加了绿色研發活动中人力资本的可得性。此外,研发投入是绿色创新活动的物质基础和重要前提。高铁开通可以降低地区间的信息不对称程度和贸易成本,加快跨区域资本流动,增大企业在异地进行投资的规模(马光荣等,2020),有利于研发资本的聚集,缓解绿色研发活动的融资约束。另一方面,高铁开通可以通过加快创新要素跨区域流动强化空间知识溢出效应。由于绿色技术的复杂性和交叉性较强,单个企业依靠自身力量进行研发的成本较高,特定知识和技术的获取具有较强的外部依赖性,知识空间溢出是创新主体绿色创新的重要基础。人力资本是区域间知识溢出特别是缄默知识溢出的重要载体,人力资本通常会携带一定的知识、技术和信息等。高铁开通后,各地区人员获得了更为便捷的交流途径,不仅降低了交流成本,还通过更为频繁的“面对面交流”强化了交流效果,加快了知识、技术、信息,尤其是缄默知识的传递,强化了地区间的知识溢出。基于上述分析,文章提出假设4:

H4:高铁开通可以通过促进创新要素聚集和空间知识溢出提升绿色创新数量。

三、研究设计

(一)模型设定

为准确估计高铁开通对技术创新“绿色化”的影响,文章以2003—2019年间开通高铁的城市为实验组,以未开通高铁的城市为控制组,采用多期双重差分模型进行估计,基准回归模型如下:

[GIi,t=α+βHSRi,t-1+λXi,t+μt+γi+εi,t]                                           (1)

其中,[GIi,t]代表第i个城市在第t年的绿色创新数量或占比;[HSRi,t-1]是高铁开通的虚拟变量,若第i个城市在第t-1年开通了高铁取值为1,否则取值为0,[β]为核心解释变量的估计系数,代表高铁开通对技术创新“绿色化”的影响;[Xi,t]代表其他城市层面的控制变量,用以控制高铁开通之外影响城市技术创新“绿色化”的重要因素;[μt]代表年份固定效应,[γi]代表城市固定效应,用以控制时间和个体特征;[εi,t]为误差项。

(二)变量构建与数据来源

1. 被解释变量

文章的被解释变量为城市绿色创新数量和占比。一般来说,绿色创新数量可以采用研发投入和专利两种方式度量,但由于城市层面的绿色研发数据难以获取,文章基于绿色专利数据构建城市绿色创新数量指标。根据国家知识产权局的定义,绿色技术指有利于节约资源、提高能效、防控污染、实现可持续发展的技术,绿色专利则是以绿色技术为发明主题的专利。根据世界知识产权组织(WIPO)推出的“国际专利分类绿色清单”,绿色专利包括替代能源生产类、交通类、能源节约类、废弃物管理类、农林类、行政监管与设计类和核能类七个子类,文章按此标准对绿色专利进行界定。绿色专利数据分为绿色专利申请数据和绿色专利授权数据,现有研究认为,专利申请意味着相应的技术方案已经完成并投入使用,因此,采用专利申请数度量创新主体的研发能力成为大多数学者的选择(方先明、那晋领,2020)。尽管绿色专利的授权代表专利得到了国家知识产权局的认可,可以更好地体现城市的绿色创新能力,但其往往具有时滞,而绿色专利申请可以更及时地反映地区绿色创新能力的提升。现有研究发现,由于专利技术很可能在申请过程中就会对企业产生影响,专利申请数据比授权数据更为稳定、可靠和及时(黎文靖、郑曼妮,2016)。基于此,文章采用绿色专利申请数的自然对数度量城市的绿色创新数量,采用绿色专利申请数占全部专利申请数的比例度量城市绿色创新在全部创新中的占比,后文也采用绿色专利授权数构建数量和占比指标进行了稳健性分析。

2. 解释变量

文章的核心解释变量为高铁开通虚拟变量,考虑到高铁开通的经济效应具有滞后性,文章对高铁开通时间进行滞后一年处理,若某城市在前一年开通了高铁,则该变量取值为1,否则为0。若某城市开通了多条高铁,则以最早一条线路的运营时间作为该城市的高铁开通时间。

3. 控制变量

参考现有研究(卞元超等,2019;周力、沈坤荣,2020),文章选取人均地区生产总值(pgrp)代表的经济发展水平、地方政府用于科学技术的财政支出(exp_sci)代表的政府支持力度、科学研究、技术服务和地质勘探业从业人数(emp_sci)代表的研发人员规模、外商直接投资(fdi)代表的开放程度、普通高等学校在校学生数(stu)代表的创新环境、人均道路面积代表的基础设施发展水平(road)、金融机构存款余额代表的金融发展水平(fin)作为城市层面的控制变量。

4. 数据来源与描述性统计

文章的研究样本为2003—2019年282个地级城市。其中,高铁开通数据为作者根据国家铁路局信息及网络公开信息整理得到;地级城市绿色专利数据来自中国研究数据服务平台(CNRDS)的绿色专利研究数据库(GPRD)1;其他城市层面数据来自《中国城市统计年鉴》;为控制模型异方差和统计偏误,对部分变量进行对数处理。初步描述性统计发现,样本期内,我国技术创新“绿色化”水平持续提升,其中,绿色专利申请量快速增加,从2003年的9349件增长到2019年的427310件,绿色专利占比也有一定提升,从2003年的8.94%上升至2019年的12.54%。核心变量的描述性统计如表1所示,表2进一步对开通高铁城市和未开通高铁城市的变量进行分组统计,可以看到,开通高铁城市和未开通高铁城市在绿色专利申请量及占比方面均具有显著的差异性。

四、实证结果分析

(一)基准回归结果

基准实证回归结果如表3的第(1)列—第(2)列所示,可以看到,高铁开通显著提升了沿线城市的绿色创新数量,增加了绿色专利的申请量,但对绿色专利占比的影响负向不显著,即高铁开通对绿色创新的正向影响并未显著强于对一般创新的影响。由于双重差分模型的估计过程中可能会出现由自选择问题导致的回歸结果选择性偏差,文章在双重差分模型的基础上进一步采用倾向得分匹配(PSM)方法降低内生性问题。考虑到各个城市的高铁开通年份存在差异,文章采用逐年匹配法,基于Logit模型对每个城市开通高铁的概率(倾向得分值)进行估计,并根据倾向得分值对样本进行一对一匹配,然后采用匹配后的新样本重新估计高铁开通对沿线城市技术创新“绿色化”的影响,其中,匹配变量为地区生产总值、人口规模、第二产业占比、平均工资水平、外商直接投资、人均道路面积以及普通高等学校在校学生数,匹配方法为核匹配。表4展示了匹配后实验组和控制组协变量均值的差异比较,发现匹配后两组样本特征变量的差异p值均不显著,表明两组特征变量在匹配后不存在显著的差异性,具有较强的可比性。倾向得分匹配后的结果如表3第(3)列—第(4)列所示,前述结论依然成立,即高铁开通显著提升了沿线地区的绿色创新数量,但对绿色创新的占比无显著影响,据此,H1和H2得到验证。

(二)稳健性分析

1.平行趋势检验

双重差分模型的基本假设为实验组和控制组在政策时间点之前具有共同的趋势。因此,文章首先验证,在高铁开通前,实验组和控制组城市的绿色创新数量及其占比具有共同趋势。具体来说,文章基于多期双重差分模型的事件研究法进行平行趋势检验,定义虚拟变量d_1-d_8,代表高铁开通前的1-8年,类似地,定义current代表高铁开通当年,定义虚拟变量d1-d5代表高铁开通后的1-5年。然后,将以上虚拟变量纳入基本回归模型中1,如果样本城市满足平行趋势假定,则在高铁开通前,开通高铁城市与未开通高铁城市的绿色创新数量和占比应不存在显著差异,d_1-d_7应不显著。图1和图2展示了平行趋势检验的结果。可以看到,无论是绿色专利申请数量还是占比,d_1-d_7均不显著,即平行趋势假定满足;而在高铁开通后,实验组城市的绿色专利申请数量显著高于控制组城市,二者绿色专利申请数量占比无显著差异,与基准结论一致。

2.工具变量检验

为了更好地消除高铁开通的内生性问题,文章进一步通过工具变量法对模型的稳健性进行检验。基于传统认知,地理成本高低是决定高铁建设的重要依据,但由于地理坡度是一个不随时间变化的量,文章参考卞元超等(2019),将坡度与每一年各地级市所在省份开通高铁城市总数的乘积作为高铁开通的工具变量,这是因为各地级市所在省份开通高铁数量与各地级市是否开通高铁紧密相关,但无法直接影响各地级市的创新活动。工具变量估计结果见表5,在第一阶段回归中,工具变量的估计系数显著为正,Cragg-Donald Wald F统计量为295.04,通过了弱工具变量检验;在第二阶段回归中,高铁开通显著增加了沿线城市的绿色专利申请量,但对绿色专利申请量的占比无显著影响,与基准结论一致,证明了结果的稳健性。

3.安慰剂检验

考虑到绿色创新除了会受到高铁开通的影响外,还会受到其他因素的影响,文章采用安慰剂检验对高铁开通的政策效应进行稳健性测试,以消除不确定因素的干扰。参考Li et al.(2016)的做法,文章将高铁在各城市的开通时间进行随机处理,并据此定义高铁开通虚拟变量,若某年在新定义的高铁开通年份之后,虚拟变量取1,否则为0,并重复操作500次。图3展示了安慰剂检验估计结果。可以看到,对于绿色创新数量,基于随机样本得到的高铁开通估计系数均值在0附近,且500次安慰剂检验所得估计系数大于基准回归结果中估计系数的概率小于5%。这表明高铁开通时间随机这一假定事实并不能够显著影响实验组城市的绿色创新数量,说明高铁开通对绿色创新数量的正向影响并非由随机因素和不可观测因素导致,证明了结果的稳健性。

4.更换绿色创新度量变量

文章进一步采用绿色专利授权数的对数形式度量沿线城市的绿色创新数量,采用绿色专利授权数占全部专利授权数的比重度量沿线城市的绿色创新占比,对基准模型进行重新估计,结果如表6所示。可以看到,无论是否进行倾向得分匹配,高铁开通均显著增大了沿线城市的绿色创新数量,对绿色创新在全部创新中占比的影响负向不显著,与基准结果一致,证明了结果的稳健性。

五、影响机制分析

进一步验证高铁开通对绿色创新数量的作用机制。首先,对旅游经济发展机制进行验证,文章采用旅游业收入和旅游业人数两个指标度量旅游经济的发展状况,机制分析结果如表7所示。第(1)列和第(2)列展示了高铁开通对旅游经济发展的影响,可以看到,高铁开通显著促进了沿线城市旅游业收入和旅游业人数的增加,需求机制得以验证。为保证结论的稳健,第(3)列和第(4)列进一步将旅游业收入和旅游业人数指标纳入绿色创新数量对高铁开通的回归方程中,考察高铁开通及旅游经济发展指标的系数变动,可以看到,在纳入旅游经济发展指标后,高铁开通的估计系数明显小于基准回归结果,同时,旅游业收入和旅游业人数指标均显著为正,表明旅游经济发展很可能是高铁开通促进绿色创新数量提升的机制,因此,H3得到验证。

接着,对创新要素流动机制进行检验。基于理论分析,创新要素流动加快一方面有可能促进要素聚集,另一方面有可能加剧知识溢出,文章分别对二者进行验证,剖析哪一个维度在高铁开通促进绿色创新数量提升中发挥的作用更大。由于人力资本是创新要素中最为重要的,同时其又是知识溢出的主要载体,因此文章主要对人力资本要素的聚集进行分析。在要素聚集维度,将信息传输、计算机服务和软件业,科学研究、技术服务和地质勘探业以及金融业三个知识技术密集型行业的从业人员定义为人力资本,运用人力资本数量与全部就业人数构建区位熵指数度量人力资本聚集程度。同时,参考谭志雄等(2022),构建人口迁入率指标,衡量人口的聚集程度,采用城市人口增长率与自然增长率之差表示。在知识溢出维度,参考白俊红等(2017)的引力模型,构建人力资本流动带来的知识溢出程度指标,如式(2)所示,为了更好地反映人力资本流动带来的知识溢出,文章选择了地区创新水平、政府创新支持以及创新环境和氛围三个影响人力资本交流的重要因素作为引力变量,其中,[HFi,t]为i城市t年由人力资本流动带来的知识溢出;[hci,t]为i城市t年的人力资本,即本地知识存量,同样用信息传输、计算机服务和软件业,科学研究、技术服务和地质勘探业以及金融业三个知识技术密集型行业的从业人数度量;[appi,t]和[appj,t]分别代表i城市和j城市t年的专利申请量,代表城市创新水平;[govi,t]和[govj,t]分别代表i城市和j城市t年政府的科技支出,代表政府对创新的重视和支持程度;[schi,t]和[schj,t]分别代表i城市和j城市t年的普通高等学校数量,代表城市的创新环境和氛围;[Di,t]代表i城市和j城市之间的地理距离,用其经纬度测算;[ε]是城际距离的折算系数,将其设为1.5。

[HFi.t=lnhci,t×j=1nln(appi,t-appj,t)×ln(govi,t-govj,t)×ln(schi,t-schj,t)×D-εi,j]          (2)

创新要素流动机制的检验结果如表8所示,第(1)列和第(2)列分别展示了高铁开通对人力资本聚集和人口聚集的影响,结果显示,高铁开通对人力资本聚集程度负向不显著,同时,显著促进了沿线地区的人口迁出,创新要素聚集机制不显著。第(3)列展示了高铁开通对人力资本流动带来的知识溢出程度的影响,可以看到,高铁开通显著促进了沿线地区的知识溢出,进一步将知识溢出纳入到绿色创新数量对高铁开通的回归方程中,发现高铁开通的估计系数明显小于基准回归结果,同时,知识溢出指标显著为正,表明人力资本流动带来的知识空间溢出很可能是高铁开通促进绿色创新数量提升的机制。因此,文章认为高铁开通加快了人力资本等创新要素的流动,这种流动主要通过加快知识空间溢出促进了绿色创新数量提升,H4得到部分验证。

六、拓展性分析

(一)异质性分析

1. 是否为旅游城市

首先,分析高铁开通对旅游城市和非旅游城市技术创新“绿色化”的影响差异。如果旅游经济发展机制成立,高铁开通对旅游城市技术创新“绿色化”的影响应显著强于非旅游城市。文章基于《“十四五”旅游业发展规划》(简称《规划》)对旅游城市和非旅游城市进行划分,《规划》首次增设了“旅游城市布局”专栏,列出了“十四五”期间国家突出重点、发挥优势、分类建设的34个旅游枢纽城市、25个重点旅游城市和21个特色旅游目的地名单。将名单中的80个旅游城市与样本数据进行合并,共有61个地级城市被定义为旅游城市,其余221个城市被定义为非旅游城市。分组估计结果如表9的第(1)列至第(4)列所示,可以看到,高铁开通对旅游城市绿色专利数量的促进作用更突出,系数和显著性均更大,同时,高铁开通对非旅游城市绿色专利占比的影响负向不显著,但却显著提升了旅游城市绿色专利的占比。这表明,相较于非旅游城市,高铁开通对旅游城市技术创新“绿色化”的正向影响更大,其对旅游城市绿色创新的正向影响甚至大于对一般创新的正向影响。为了进一步对组间差异的显著性进行检验,再次进行了交乘项分析,结果显示,高铁开通对旅游城市和非旅游城市绿色专利数量的影响差异不显著,但高铁开通对旅游城市绿色专利占比的负向影响显著弱于非旅游城市。考虑旅游经济机制主要针对与自然环境更为密切的生态旅游,而34个旅游枢纽城市基本和省会城市重合,主要承担通道作用,且人文景观相对较多,生态旅游较少,同时,省会城市的经济一般较为发达,对旅游经济的依赖度较低,在旅游城市样本中剔除34个旅游枢纽城市进行再检验。检验结果如表10所示,可以看到,主要结论与上述相似,此时高铁开通对旅游城市和非旅游城市绿色专利数量和占比的影响差异均显著,即相较于非旅游城市,高铁开通对旅游城市绿色专利数量的正向影响更强,对旅游城市绿色专利占比的负向影响更弱,强化印证了旅游经济机制。

2. 是否为中心城市

接着,研究高铁开通对中心城市和非中心城市技术创新“绿色化”的影响差异。在创新要素流动机制中,若要素聚集发挥主要作用,受“虹吸效应”影响(Qin,2017),創新要素应更多地向经济发展水平和基础设施条件更好的中心城市流动和聚集,从而使得高铁开通对中心城市技术创新“绿色化”的影响较非中心城市更为突出;相反,若知识溢出发挥主导作用,研发环境和基础更差的非中心城市应从高铁开通中受益更多,使得高铁开通对非中心城市技术创新“绿色化”的促进作用更为突出。基于此进行分组验证,参考王雨飞等(2021),将中心城市界定为北京、上海和广州三座全国中心城市以及包括较高行政等级的直辖市、省会城市与副省级城市在内的区域中心城市。在与样本数据合并后共得到35个中心城市,其余247个为非中心城市。高铁开通对中心城市和非中心城市技术创新“绿色化”影响的分组估计结果如表11的第(1)列至第(4)列所示,可以看到,高铁开通对非中心城市绿色专利数量具有显著的正向影响,而对中心城市的影响则不显著;同时,高铁开通对非中心城市和中心城市的绿色专利占比均无显著影响,这表明,相较于中心城市,高铁开通对非中心城市技术创新“绿色化”的正向影响更为突出。进一步对组间差异的显著性进行检验,结果显示,高铁开通对中心城市绿色专利数量的影响显著小于非中心城市,高铁开通对中心城市和非中心城市绿色专利占比的影响无显著差异。因此,创新要素流动带来的知识空间溢出是高铁开通促进技术创新“绿色化”的主要机制,非中心城市高铁开通后获得了来自中心城市更多的知识溢出,实现了绿色创新数量的增长,但由于非中心城市经济和创新发展水平相对较低,高铁开通对一般创新也产生较强的促进作用,致使其绿色创新占比未显著提升,与中心城市无明显差异,进一步强化了前文所述的知识溢出机制。

(二)绿色创新质量分析

按照专利类型,绿色专利可分为绿色发明专利和绿色实用新型专利两类,一般来说,绿色发明专利通常具有实质性和显著性的技术进步,其创新性高于绿色实用新型专利。基于现有研究(刘金科、肖翊阳,2022),文章将绿色发明专利视为实质性创新,将绿色实用新型专利视为策略性创新,并采用实质性创新的数量和占比来度量绿色创新质量。将绿色创新数量分别替换为绿色实质创新数量和绿色策略创新数量,将绿色创新占比分别替换为绿色实质创新占比和绿色策略创新占比,重新估计高铁开通对技术创新“绿色化”的影响,估计结果如表12所示。可以看到,在绿色创新数量维度,高铁开通对绿色实质创新的促进作用更强,系数估计值和显著性水平均高于绿色策略创新;在绿色创新占比维度,高铁开通显著降低了绿色策略创新在全部策略性创新中的比重,对绿色实质创新的占比则无显著影响。结合基准回归结果,高铁开通对绿色创新数量的正向影响主要表现为提高了绿色实质性创新的数量,高铁开通对绿色创新占比的负向影响则主要表现为降低了绿色策略性创新的占比。黎文靖、郑曼妮(2016)的研究表明,我国企业更多地开展了以实用新型专利为代表的策略性创新,实质性创新不足。高铁的开通一方面通过促进旅游经济发展激发了地区绿色创新的需求,另一方面通过加快创新要素流动提升了地区绿色创新的能力,大大优化了沿线地区绿色创新的内部结构,提升了绿色创新质量。

(三)空间溢出效应分析

考虑到高铁开通带来的可达性提升不仅对本地区具有正向影响,也有利于改善邻近地区的交通条件,因此,文章进一步探讨空间视角下高铁开通对邻近地区技术创新“绿色化”的影响。基于空间邻接矩阵和经济距离矩阵1对绿色创新数量和占比的空间相关性进行检验,莫兰检验结果如表13所示,可以看到,绿色创新数量和绿色创新占比均存在显著的正相关性。进一步通过LM检验、LR检验进行模型选择,发现空间相关性存在,且空间杜宾模型无法退化為空间误差模型与空间滞后模型2,最终确定空间杜宾模型进行分析,如式(3)所示。

[GIi,t=ρWGIi,t+βHSRi,t+θWHSRi,t+γXi,t+λWXi,t+μt+γi+εi,t]                       (3)

其中,[WGIi,t]为被解释变量绿色创新数量和占比的空间滞后项;[WHSRi,t]为解释变量高铁开通的空间滞后项;[WXi,t]为控制变量的空间滞后项,其他变量的含义与基准模型一致。

高铁开通对技术创新“绿色化”空间溢出效应的估计结果如表14和表15所示,可以看到,无论是在空间邻接矩阵还是经济距离矩阵下,高铁开通对绿色创新数量的直接效应和间接效应均显著为正,即高铁开通不仅显著增大了本地区的绿色创新数量,也显著改善了邻近地区的可达性,从而增加了邻近地区的绿色创新数量;但高铁开通在两个矩阵下对绿色创新占比的直接效应、间接效应和总效应均不显著,即高铁开通不仅没有提升本地区的绿色创新占比,对邻近地区的绿色创新占比也没有显著影响。综上,高铁开通对技术创新“绿色化”具有一定的空间溢出效益,主要表现为对邻近地区绿色创新数量的正向溢出效应。

七、研究结论与政策建议

(一)研究结论

文章以中国高铁开通作为准自然实验,从绿色创新绝对数量和相对数量双重维度出发,基于2003—2019年282个地级城市数据,采用双重差分模型实证研究了高铁开通对技术创新“绿色化”的影响。研究发现,高铁开通后,沿线城市的绿色创新数量显著增加,但绿色创新占比无显著变化。机制分析表明,在需求层面,高铁开通促进了沿线地区旅游经济的发展壮大,增加了绿色创新需求;在供给层面,高铁开通加快了沿线地区创新要素的流动,促进了空间知识溢出,改善了绿色创新供给条件,促进了绿色创新的数量提升。拓展分析表明,高铁开通对旅游城市和非中心城市技术创新“绿色化”的促进作用较非旅游城市和中心城市更为突出;高铁开通优化了沿线地区的绿色创新结构,提升了绿色创新质量;高铁开通对绿色创新数量的影响具有显著的正向空间溢出效应。综上,高铁开通对技术创新“绿色化”具有显著的促进作用,但主要表现为绿色创新绝对数量的提升。高铁开通通过供求双重机制促进了绿色创新发展,增大了绿色创新数量和质量,但由于绿色创新具有双重外部性、技术复杂性和跨界交叉性以及供求双重驱动机制,高铁开通对绿色创新的正向影响未超过对一般创新的影响,导致绿色创新的占比未显著提升。

(二)政策建议

第一,推动以高铁开通为代表的交通基础设施升级与环境经济政策叠加融合,更好推动技术创新“绿色化”发展。高铁开通后,沿线地区绿色创新的绝对数量获得显著提升,但相对数量无明显增长,这表明高铁开通虽然对绿色创新具有促进作用,但主要表现为数量的增加,对地位的影响相对有限。因此,一方面,要基于“十四五”规划,进一步加强城市群交通基础设施互联互通,提升区域可达性,充分发挥高铁开通通过供需机制对沿线地区自主开展绿色创新活动的激励作用;另一方面,要持续完善环境经济政策,加强环境规制、环保补助等政策对绿色创新的引导,根据各地实际情况设立差异化的政策措施,增加更为灵活的市场化环境规制手段的设计和运用,将高铁开通的激励效应和环境经济政策的制度性压力和支持效应充分叠加融合。

第二,从需求和供给两个方面完善绿色创新发展的配套政策措施,更好发挥高铁开通对技术创新“绿色化”的推动作用。研究发现,高铁开通可以通过需求机制和供给机制促进绿色创新数量提升。在需求层面,高铁开通沿线地区,尤其是旅游资源丰富的地区,可以结合本地经济发展实际情况适度加大旅游经济发展力度,同时积极开展调研,深入挖掘绿色技术需求,面向社会广泛征集绿色技术需求,并根据需求制定技术路线,优先针对重大关键领域开展技术攻关。在供给层面,沿线地区应注重加强整体规划,设立地区性绿色技术重大专项,完善人才交流的优惠和支持政策,加强绿色低碳平台建设,积极构建绿色低碳平台体系,建立区域性绿色技术交易市场,通过市场化手段促进绿色创新成果转化,为发挥高铁推动技术创新“绿色化”创造良好外部条件。

第三,依托空间溢出效应充分扩大高铁开通对技术创新“绿色化”的正向影响。研究结果表明,高铁开通不仅促进了本地绿色创新数量的增加,也显著增大了邻近地区的绿色创新数量。对于交通条件不便利的城市,尤其是旅游城市和亟待绿色发展和转型的中小城市,应充分发挥邻近地区高铁开通的优势,积极融入以交通枢纽城市为核心的城市群,加强与核心城市的交流与合作,增加与邻近地区高铁站点直达列车的开通频次,加大对本地特色旅游的宣传力度,大力发展飞地经济,建立人才飞地,加强地区间人才、知识和技术的交流;同时,也要不断完善本地区绿色创新发展的配套政策措施,鼓励旅游业配套产业入驻,大力引进外来人才、技术和资本。

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Does the Opening of High-speed Rail Promote the Greening of

Technological Innovation?

Gao Hongwei

Abstract: Promoting green and low-carbon economic and social development is a key factor to achieve high-quality development. The greening of technological innovation is essential for green and sustainable development, and is of great significance in leading the overall green transformation and development of economy and society. In recent years, China's transportation infrastructure, represented by high-speed railway, has achieved leapfrog development. The opening of high-speed rail has greatly improved the accessibility of areas along the route, promoted the flow and reallocation of resources and factors, and created more convenient conditions for innovative activities. Existing studies have carried out abundant research on the innovation effect of the opening of high-speed rail, but paid less attention to green innovation. By taking the opening of Chinas high-speed railway as a quasi-natural experiment, this paper empirically studies the impact of high-speed railway opening on the greening of technological innovation from the dual dimensions of absolute quantity and relative quantity of green innovation using the difference-in-difference model, based on the data of 282 prefecture-level cities from 2003 to 2019.

Results show that the opening of high-speed rail significantly improves the quantity of green innovation in cities along the line, but fails to significantly improve the proportion of green innovation. Mechanism analysis shows that, in terms of demand, the opening of high-speed railway promotes the growth of tourism economy, which increases the demand for green innovation; and in terms of supply, the opening of high-speed railway speeds up the flow of innovation factors and the spillover of knowledge, which improves the supply conditions of green innovation, increasing the number of green innovations. Further analysis shows that the opening of high-speed railway has more prominent influence on the greening of technological innovation in tourist cities and non-central cities compared with non-tourist cities and central cities; it optimizes the green innovation structure and improves the quality of green innovation in the cities along the route; and it also has a significant positive spillover effect on the quantity of green innovation.

This paper provides a reference for the government to fully understand the role of high-speed railway opening in promoting the greening of technological innovation and further stimulate the enthusiasm of subjects to carry out green innovation. Hence, the following policy recommendations are proposed: firstly, promote the integration of transportation infrastructure upgrading, which is represented by the opening of high-speed rail, and environmental economic policies, to accelerate the green development of technological innovation; secondly, improve the supporting policies for green innovation development from both demand and supply aspects, to strengthen the effect of high-speed rail opening in promoting the greening of technological innovation; thirdly, fully expand the positive impact of the opening of high-speed rail on the greening of technological innovation relying on the spatial spillover effect.

Keywords:Opening of High-speed Rail; the Greening of Technological Innovation; Tourism Development; the Flow of Innovation Factors

(責任编辑:谢淑娟)

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