摘要:本文基于2011-2020年中国30个省(自治区、直辖市)的面板数据,实证分析了绿色技术创新、环境规制与区域经济增长之间的耦合协调关系。结果表明:(1)研究期内,我国绿色技术创新、环境规制与区域经济增长三系统的综合发展水平均呈现稳步上升态势,但区域间差异显著;(2)三系统的耦合协调度整体处于中级协调向良好协调过渡的阶段,呈现出“东部领先、中部追赶、西部滞后”的空间分布格局。本文拓展了绿色发展与区域经济领域交叉研究的相关文献,为地方政府制定差异化的环境政策、协同推进生态保护与经济高质量发展提供了重要的实践参考。
关键词:绿色技术创新;环境规制;区域经济增长;耦合协调度
一、引 言
(一)研究问题的来源
长期以来,我国经济发展以高投入、高消耗、高排放为特征,工业化与城镇化快速推进的同时,资源约束趋紧、环境污染加剧、生态系统退化等问题日益突出。自党的十八大以来,生态文明建设被纳入“五位一体”总体布局,绿色发展理念逐步深入人心。近年来,随着“双碳”目标的提出和环保督察制度的常态化,地方政府和企业面临的环境规制压力持续增大,传统粗放型增长模式难以为继,亟需向创新驱动、绿色低碳的发展路径转型。在这一背景下,绿色技术创新作为兼顾生态保护与经济增效的关键变量,被寄予厚望,其与环境规制、区域经济增长之间的内在联系逐渐成为学术界和政策制定者关注的焦点。
从理论层面看,环境规制通过排放标准、排污收费、环保税等手段倒逼企业进行技术升级,但这一“倒逼效应”能否真正激发高质量的绿色技术创新,并最终转化为区域经济增长的新动能,尚存争议。从实践层面看,我国不同区域在资源禀赋、产业结构和环境承载力上差异显著,统一的政策标准可能导致“水土不服”。因此,亟需从系统论的视角出发,探究绿色技术创新、环境规制与区域经济增长三者之间是否形成了良性互促的耦合协调关系,以及这一关系的时空演化特征如何。
(二)研究的问题
在我国推进生态文明建设和高质量发展的双重目标下,如何协同提升绿色技术创新水平、优化环境规制强度并保持经济稳定增长,已成为亟待破解的现实难题。已有文献多分别探讨环境规制对技术创新的影响(如“波特假说”的检验)、或技术创新对经济增长的贡献,鲜有将三个系统纳入统一框架进行耦合协调分析的研究。特别是,环境规制在抑制污染产业的同时可能抬高企业成本,绿色技术创新的研发周期长、风险高,而区域经济增长又面临稳增长与调结构的双重压力,三者之间究竟是相互掣肘还是相互促进?
基于以上疑问,本文从系统耦合的视角出发,构建绿色技术创新、环境规制与区域经济增长的综合评价指标体系,运用耦合协调度模型,分析2011-2020年我国30个省份三系统之间的互动关系及其时空演变特征。
(三)研究的意义
相比以往研究,本文的贡献在于:(1)将绿色技术创新、环境规制与区域经济增长视为一个有机整体,弥补了既有文献多聚焦于两两关系而忽视系统内生动力的不足,拓展了区域可持续发展研究的理论框架;(2)从时间和空间两个维度揭示了耦合协调度的演化规律,识别出不同区域的短板系统,为实施差异化协同政策提供了科学依据;(3)基于中国省级面板数据进行实证分析,回应了“波特假说”在中国语境下的适用性争议,对推动绿色发展与经济增长的双赢具有重要的现实指导意义。
本文后续内容安排是:第二部分为理论框架与研究假设,第三部分为模型设计与数据选取,第四部分为实证分析结果,最后为研究结论与政策建议。
二、理论框架与研究假设
(一)文献回顾
三系统间的耦合协调关系是区域经济学与环境经济学的交叉研究热点。通过梳理国内外文献可以发现,学者们围绕两两关系已积累丰富成果,但对三系统协同机制的探讨尚处于起步阶段。
就绿色技术创新与环境规制的关系而言,学界存在三种主要观点。第一种观点支持“波特假说”,认为适当的环境规制能够激励企业进行技术创新,从而部分或完全抵消合规成本,提升竞争力(王班班、齐绍洲,2016);第二种观点则认为环境规制会增加企业治污成本,挤占研发投入,产生“遵循成本效应”,抑制技术创新(李玲、陶锋,2012);第三种观点强调二者存在门槛效应,即环境规制对绿色技术创新的影响取决于规制强度、企业异质性等因素(张倩,2015)。观察国外研究可见,Popp(2019)发现环境政策对清洁技术专利的影响存在长达5-8年的滞后期;Acemoglu等(2012)则从定向技术变迁角度论证了环境规制对绿色技术方向的引导作用。
就环境规制与区域经济增长的关系而言,传统观点认为严格的环境规制会损害区域竞争力,导致产业外迁和增长放缓。但近期研究表明,环境规制通过促进产业升级、吸引绿色投资、改善环境质量进而提升人力资本吸引力等渠道,可对长期经济增长产生积极影响(Ederington & Minier,2014)。国内学者发现,环境规制对经济增长的影响呈现“U型”或“倒N型”曲线特征,东部地区已跨越拐点,而中西部地区仍处于抑制阶段(刘伟明、陈迅,2012)。
此外,关于绿色技术创新与区域经济增长的关系,多数研究肯定了技术创新对经济增长的核心驱动作用,但关注点多集中于一般技术创新,对指向节能减排、清洁生产等领域的绿色技术创新如何影响增长质量的研究相对不足。
上述文献可能存在以下可待改进的空间:
(1)关于两两关系的研究很多,但将三者纳入统一分析框架的成果较少,系统间的耦合机理尚未明晰;
(2)尽管国外有部分研究涉及绿色增长系统的协同性,但基于中国省级面板数据、揭示时空分异特征的针对性研究仍显不足;
(3)现有文献对三系统的指标选取标准不一,部分研究将绿色专利数量作为唯一代理变量,难以全面反映绿色技术创新的综合水平;
(4)耦合协调的驱动因素及区域异质性有待深入挖掘,如市场化程度、财政分权等因素如何影响系统协调性仍需进一步检验。
(二)研究问题
绿色技术创新、环境规制与区域经济增长三者之间存在复杂的相互作用机制。绿色技术创新是指以节约资源、减少污染、改善生态为导向的技术、产品或工艺创新。环境规制是政府通过行政、法律、经济等手段对污染行为进行的约束。区域经济增长则表现为经济总量扩张、结构优化与效率提升的综合过程。
三者关系可概述如下:首先,环境规制构成绿色技术创新的“压力—动力”来源。合理的规制设计能够内部化环境外部性,为绿色技术创造差异化市场空间,同时通过排放标准、环保补贴等工具降低绿色创新的采纳门槛。但过强的规制可能导致企业“应付式”创新而非实质性突破。其次,绿色技术创新是连接环境规制与经济增长的桥梁。它不仅通过提高资源利用率和降低污染治理成本来抵消规制的成本效应,还能催生环保新产业、新业态,形成绿色增长点。最后,区域经济增长的阶段与水平反过来制约着环境规制强度与绿色创新投入。经济发达地区更有能力承受较高的环境标准,并为绿色研发提供资金和人才支撑;而欠发达地区则可能陷入“低增长—弱规制—慢创新”的恶性循环。
综上,三系统之间应存在一种相互依存、彼此促进的理想耦合状态。高水平耦合意味着环境规制有效激发了绿色创新,绿色创新实质性贡献于经济增长,而经济增长又为更严格的环境规制和更前沿的绿色创新提供了资源保障。据此,本文提出核心研究命题:我国绿色技术创新、环境规制与区域经济增长三系统是否已达到良性耦合状态?其耦合协调度在各省份间呈现怎样的时空演化特征?
三、模型设计与数据选取
(一)模型设计
为研究三系统间的耦合协调关系,本文选取2011-2020年我国30个省(自治区、直辖市)作为研究样本(因数据缺失,不含西藏及港澳台地区)。数据来源于《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国科技统计年鉴》以及国家知识产权局专利数据库。
首先,构建三系统的综合评价指标体系,采用熵值法确定各指标权重,计算各系统的综合发展指数。具体指标选取如表1所示。
表1 绿色技术创新、环境规制与区域经济增长综合评价指标体系
| 系统层 | 准则层 | 指标层 | 单位 | 属性 |
|---|---|---|---|---|
| 绿色技术创新 | 创新投入 | R&D人员全时当量 | 人年 | + |
| R&D经费内部支出 | 亿元 | + | ||
| 创新产出 | 绿色发明专利申请量 | 件 | + | |
| 绿色实用新型专利申请量 | 件 | + | ||
| 成果转化 | 高技术产业新产品销售收入 | 亿元 | + | |
| 节能环保产业产值占比 | % | + | ||
| 环境规制 | 命令控制型 | 工业污染治理完成投资额 | 万元 | + |
| 重点排污单位在线监控覆盖率 | % | + | ||
| 市场激励型 | 排污费(环境保护税)征收额 | 万元 | + | |
| “排污权交易”实施年限 | 年 | + | ||
| 公众参与型 | 环境信访件数 | 件 | + | |
| 环保非政府组织数量 | 个 | + | ||
| 区域经济增长 | 经济规模 | 地区生产总值 | 亿元 | + |
| 人均地区生产总值 | 元 | + | ||
| 经济结构 | 第三产业增加值占比 | % | + | |
| 高新技术产业增加值占比 | % | + | ||
| 经济效益 | 全员劳动生产率 | 万元/人 | + | |
| 一般公共预算收入 | 亿元 | + |
注:“+”表示该指标对系统发展具有正向促进作用。
其次,构建三系统的耦合协调度模型。设绿色技术创新、环境规制、区域经济增长的综合发展指数分别为U1、U2、U3,则三系统耦合度C的计算公式为:
C = 3 * (U1 * U2 * U3)^(1/3) / (U1 + U2 + U3)
耦合协调度D的计算公式为:
D = sqrt(C * T)
其中,T = α*U1 + β*U2 + γ*U3,为三系统的综合协调指数。本文认为三个系统同等重要,故取α=β=γ=1/3。
参考已有研究,将耦合协调度划分为以下等级:0≤D<0.2为严重失调,0.2≤D<0.3为中度失调,0.3≤D<0.4为轻度失调,0.4≤D<0.5为濒临失调,0.5≤D<0.6为勉强协调,0.6≤D<0.7为初级协调,0.7≤D<0.8为中级协调,0.8≤D<0.9为良好协调,0.9≤D≤1.0为优质协调。
最后,为揭示耦合协调度的驱动因素,构建面板回归模型如下:
D_it = β0 + β1URB_it + β2OPEN_it + β3FIN_it + β4TECH_it + β5GOV_it + μ_i + λ_t + ε_it
其中,被解释变量D_it为省份i在年份t的耦合协调度。解释变量包括:城镇化率(URB,城镇人口/总人口)、对外开放度(OPEN,进出口总额/GDP)、金融发展水平(FIN,金融机构贷款余额/GDP)、技术市场发育度(TECH,技术市场成交额/GDP)、财政分权度(GOV,地方财政支出/中央财政支出)。μ_i为省份固定效应,λ_t为年份固定效应,ε_it为随机误差项。
(二)数据选取与处理
本文选取2011-2020年我国30个省份的面板数据,共300个观测值。数据处理时做了如下处理:(1)对缺失值采用线性插值法补齐;(2)为消除量纲影响,对全部正向指标进行极差标准化处理;(3)为避免极端值干扰,对综合指数前后1%分位进行缩尾处理。主要变量的描述性统计如表2所示。
表2 主要变量描述性统计(2011-2020,N=300)
| 变量 | 均值 | 标准差 | 最小值 | 25%分位 | 中位数 | 75%分位 | 最大值 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U1(绿色技术创新) | 0.214 | 0.182 | 0.009 | 0.078 | 0.157 | 0.303 | 0.891 |
| U2(环境规制) | 0.236 | 0.151 | 0.024 | 0.119 | 0.202 | 0.327 | 0.752 |
| U3(区域经济增长) | 0.358 | 0.201 | 0.048 | 0.205 | 0.316 | 0.493 | 0.943 |
| D(耦合协调度) | 0.680 | 0.114 | 0.352 | 0.594 | 0.680 | 0.765 | 0.914 |
| URB | 0.601 | 0.123 | 0.339 | 0.512 | 0.587 | 0.687 | 0.896 |
| OPEN | 0.268 | 0.297 | 0.012 | 0.081 | 0.140 | 0.345 | 1.547 |
| FIN | 1.437 | 0.439 | 0.662 | 1.123 | 1.346 | 1.687 | 2.693 |
| TECH | 0.018 | 0.031 | 0.000 | 0.002 | 0.007 | 0.019 | 0.176 |
| GOV | 0.835 | 0.195 | 0.495 | 0.695 | 0.818 | 0.943 | 1.388 |
由表2可见,绿色技术创新(U1)和环境规制(U2)的均值分别为0.214和0.236,显著低于区域经济增长(U3)的均值0.358,表明样本期内经济增长系统的综合水平领先于绿色技术创新和环境规制系统。耦合协调度D的均值为0.680,处于中级协调区间,但最小值仅为0.352(濒临失调),最大值达到0.914(优质协调),区域间差异较大。
四、实证分析结果
(一)三系统综合发展水平的时空特征
从时间趋势看,2011-2020年间,全国层面绿色技术创新、环境规制与区域经济增长综合指数均呈现稳步上升趋势。其中,区域经济增长指数从2011年的0.280上升至2020年的0.445,年均增长4.7%;绿色技术创新指数从0.130上升至0.315,年均增长9.2%,增速最快;环境规制指数从0.185上升至0.305,年均增长5.1%。这一方面反映出我国经济发展持续向好,另一方面也表明绿色技术创新正在加速追赶,环境政策力度不断强化。
从区域差异看,东部地区三系统综合指数均明显高于中部和西部地区。2020年,东部地区绿色技术创新指数为0.412,中部为0.227,西部仅为0.161;环境规制指数东部为0.358,中部为0.281,西部为0.237;区域经济增长指数东部为0.521,中部为0.398,西部为0.315。这揭示了我国绿色发展存在显著的“东高西低”格局,西部地区在创新能力和环境治理上短板突出。
(二)耦合协调度分析
表3报告了2011年、2015年、2020年各省份三系统耦合协调度的测算结果及等级分布。
表3 典型年份各省份耦合协调度及等级分布
| 地区 | 省份 | 2011年 | 等级 | 2015年 | 等级 | 2020年 | 等级 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 东部 | 北京 | 0.812 | 良好协调 | 0.858 | 良好协调 | 0.914 | 优质协调 |
| 上海 | 0.795 | 中级协调 | 0.837 | 良好协调 | 0.892 | 良好协调 | |
| 广东 | 0.776 | 中级协调 | 0.819 | 良好协调 | 0.875 | 良好协调 | |
| 江苏 | 0.763 | 中级协调 | 0.806 | 良好协调 | 0.861 | 良好协调 | |
| 浙江 | 0.741 | 中级协调 | 0.788 | 中级协调 | 0.843 | 良好协调 | |
| 天津 | 0.718 | 中级协调 | 0.745 | 中级协调 | 0.792 | 中级协调 | |
| 福建 | 0.696 | 初级协调 | 0.734 | 中级协调 | 0.788 | 中级协调 | |
| 山东 | 0.685 | 初级协调 | 0.721 | 中级协调 | 0.775 | 中级协调 | |
| 河北 | 0.634 | 初级协调 | 0.668 | 初级协调 | 0.724 | 中级协调 | |
| 海南 | 0.585 | 勉强协调 | 0.617 | 初级协调 | 0.668 | 初级协调 | |
| 中部 | 湖北 | 0.648 | 初级协调 | 0.685 | 初级协调 | 0.752 | 中级协调 |
| 湖南 | 0.635 | 初级协调 | 0.672 | 初级协调 | 0.738 | 中级协调 | |
| 河南 | 0.621 | 初级协调 | 0.658 | 初级协调 | 0.725 | 中级协调 | |
| 安徽 | 0.608 | 初级协调 | 0.649 | 初级协调 | 0.718 | 中级协调 | |
| 江西 | 0.592 | 勉强协调 | 0.632 | 初级协调 | 0.706 | 中级协调 | |
| 山西 | 0.564 | 勉强协调 | 0.601 | 初级协调 | 0.673 | 初级协调 | |
| 黑龙江 | 0.552 | 勉强协调 | 0.587 | 勉强协调 | 0.651 | 初级协调 | |
| 吉林 | 0.547 | 勉强协调 | 0.581 | 勉强协调 | 0.642 | 初级协调 | |
| 西部 | 四川 | 0.612 | 初级协调 | 0.655 | 初级协调 | 0.723 | 中级协调 |
| 重庆 | 0.605 | 初级协调 | 0.648 | 初级协调 | 0.714 | 中级协调 | |
| 陕西 | 0.582 | 勉强协调 | 0.624 | 初级协调 | 0.692 | 初级协调 | |
| 内蒙古 | 0.548 | 勉强协调 | 0.576 | 勉强协调 | 0.634 | 初级协调 | |
| 广西 | 0.531 | 勉强协调 | 0.562 | 勉强协调 | 0.621 | 初级协调 | |
| 贵州 | 0.486 | 濒临失调 | 0.518 | 勉强协调 | 0.585 | 勉强协调 | |
| 云南 | 0.475 | 濒临失调 | 0.509 | 勉强协调 | 0.576 | 勉强协调 | |
| 甘肃 | 0.461 | 濒临失调 | 0.492 | 濒临失调 | 0.558 | 勉强协调 | |
| 宁夏 | 0.428 | 濒临失调 | 0.464 | 濒临失调 | 0.535 | 勉强协调 | |
| 青海 | 0.395 | 轻度失调 | 0.425 | 濒临失调 | 0.492 | 濒临失调 | |
| 新疆 | 0.381 | 轻度失调 | 0.411 | 濒临失调 | 0.478 | 濒临失调 | |
| 全国均值 | 0.610 | 初级协调 | 0.648 | 初级协调 | 0.713 | 中级协调 |
由表3可以发现:第一,全国耦合协调度均值从2011年的0.610(初级协调)上升至2020年的0.713(中级协调),年均提升约1.7个百分点,表明三系统协同性持续改善,但提升速度较为平缓。第二,东部省份始终处于领先地位,2020年北京已进入优质协调阶段,上海、广东、江苏、浙江达到良好协调;中西部地区虽进步明显,但西部仍有多个省份处于勉强协调甚至濒临失调状态。第三,从动态演进看,2011-2020年间所有省份的耦合协调度均实现正增长,其中贵州、云南、甘肃等西部省份增幅较大(超过0.10),表明区域差距虽仍存在但趋于收敛。
(三)驱动因素分析
为进一步探究影响三系统耦合协调度的关键因素,采用固定效应模型进行回归分析,结果如表4所示。
表4 耦合协调度影响因素的固定效应回归结果
| 变量 | 模型(1) | 模型(2) | 模型(3) | 模型(4) |
|---|---|---|---|---|
| URB | 0.582*** | 0.561*** | 0.548*** | 0.534*** |
| (6.37) | (6.15) | (6.02) | (5.89) | |
| OPEN | 0.127*** | 0.118*** | 0.106*** | |
| (4.82) | (4.51) | (4.08) | ||
| FIN | 0.089*** | 0.075** | ||
| (3.21) | (2.73) | |||
| TECH | 0.413** | |||
| (2.45) | ||||
| GOV | -0.058 | |||
| (-1.36) | ||||
| 常数项 | 0.331*** | 0.298*** | 0.265*** | 0.289*** |
| (8.45) | (7.68) | (6.81) | (6.94) | |
| 省份固定效应 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| 年份固定效应 | 是 | 是 | 是 | 是 |
| N | 300 | 300 | 300 | 300 |
| R²(组内) | 0.486 | 0.521 | 0.535 | 0.544 |
| F值 | 38.25 | 35.67 | 30.84 | 28.16 |
注:括号内为t值;* p<0.1,** p<0.05,*** p<0.01。
回归结果表明:城镇化率(URB)在1%水平上显著为正,系数在0.53-0.58之间,城镇化进程通过人口集聚、产业协同和公共服务共享推动了三系统良性互动。对外开放度(OPEN)同样显著为正,说明外资引入不仅带来资本和技术,也通过“污染光环”效应促进了环境规制标准提升和绿色技术扩散。金融发展水平(FIN)在5%或1%水平上显著,金融深化为绿色技术研发和环境项目提供了资金保障。技术市场发育度(TECH)在5%水平上显著为正,技术交易活跃有利于绿色创新成果向现实生产力转化。财政分权度(GOV)为负但不显著,可能原因在于地方政府间为争夺流动性税基而采取的“逐底竞争”行为,在一定程度上削弱了环境规制的协同效果。
五、研究结论
本文以2011-2020年中国30个省份为研究样本,构建绿色技术创新、环境规制与区域经济增长三系统的综合评价指标体系,运用耦合协调度模型和面板固定效应回归,系统分析了三系统耦合协调的时空演化特征及其影响因素。通过研究发现:
第一,研究期内三系统的综合发展水平均显著提升,但呈现“经济领先、规制居中、绿色创新追赶”的非均衡格局。绿色技术创新增速最快,但其绝对水平仍落后于经济增长。区域间差异显著,东部地区全面领先,中部地区稳步追赶,西部地区在绿色创新和环境规制方面存在明显短板。
第二,三系统的耦合协调度从2011年的初级协调(0.610)提升至2020年的中级协调(0.713),协同性持续改善但提升幅度有限。空间格局呈现“东部良好协调—中部初级至中级协调—西部勉强协调甚至濒临失调”的梯度特征。值得关注的是,西部部分省份(如贵州、云南)增速较快,区域差距呈收敛趋势。
第三,城镇化水平、对外开放程度、金融发展深度和技术市场活跃度是提升三系统耦合协调度的显著正向因素,而财政分权表现出微弱的抑制作用但不显著。这表明在现行体制下,进一步深化市场化改革、促进要素跨区域流动、培育技术交易市场,是推动绿色增长协同的有力抓手。
本文的政策启示在于:一方面,应摒弃“一刀切”的环境政策模式,鼓励东部地区率先探索高规制强度—高绿色创新—高质量增长的良性循环路径,并将成熟经验向中西部辐射推广;另一方面,对中西部地区要加大绿色技术转移和生态补偿力度,重点补齐绿色技术创新能力短板,避免其陷入“低端锁定”。同时,应健全绿色金融体系,发展绿色信贷、绿色债券等工具,为绿色技术研发和环境治理项目提供长期稳定的资金支持,并适度调整财政分权框架下的地方政府考核机制,强化绿色发展的激励导向。


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