工業(yè)集聚能否促進(jìn)工業(yè)廢水脫鉤？
——來(lái)自中國(guó)276個(gè)地級(jí)市的證據(jù)

錢(qián) 敏

(武漢大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,湖北 武漢 430072)

1 引言

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)以工業(yè)集聚形式實(shí)現(xiàn)飛躍發(fā)展。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)導(dǎo)向下，工業(yè)要素資源被配置到經(jīng)濟(jì)高效益的區(qū)域，生產(chǎn)要素從低效地區(qū)向高效地區(qū)流動(dòng)，工業(yè)集聚水平不斷提高，推動(dòng)我國(guó)工業(yè)化持續(xù)快速發(fā)展，工業(yè)集聚已成為支撐我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程也表明，工業(yè)集聚的不斷深化是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的必要條件。我國(guó)的工業(yè)化進(jìn)程是一個(gè)相對(duì)粗放的發(fā)展過(guò)程，主要表現(xiàn)在資源過(guò)度消耗、污染超標(biāo)排放和生產(chǎn)效率低下。這種模式長(zhǎng)期發(fā)展的結(jié)果必然是環(huán)境惡化和資源短缺，加劇水資源供需矛盾和水環(huán)境惡化。因此，隨著我國(guó)工業(yè)化的推進(jìn)，水資源短缺和水環(huán)境惡化問(wèn)題尤為突出。

伴隨工業(yè)集聚規(guī)模的增長(zhǎng)和工業(yè)集聚水平的提高，工業(yè)用水需求量與工業(yè)廢水排放呈現(xiàn)正相關(guān)剛性增長(zhǎng)趨勢(shì)。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)集聚模式的高質(zhì)量發(fā)展，就必須實(shí)現(xiàn)工業(yè)集聚與工業(yè)廢水排放脫鉤。因此，正確認(rèn)識(shí)我國(guó)工業(yè)集聚過(guò)程中面臨的水資源短缺和水環(huán)境惡化現(xiàn)狀，準(zhǔn)確評(píng)估工業(yè)集聚對(duì)水資源短缺和水污染排放的制約作用，不僅是我國(guó)工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必然要求，也是我國(guó)粗放型工業(yè)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型的基本內(nèi)涵。探索工業(yè)集聚水平與廢水脫鉤效應(yīng)對(duì)改善粗放型工業(yè)化發(fā)展方式，緩解水資源供需矛盾和保護(hù)水環(huán)境生態(tài)有重要意義。

工業(yè)集聚對(duì)環(huán)境的影響機(jī)制是復(fù)雜性系統(tǒng)工程。很多學(xué)者對(duì)工業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行了較為深入的研究，得出二者的影響機(jī)制與結(jié)論多樣，但基本可以歸納為以下三種觀點(diǎn)：第一，工業(yè)集聚對(duì)環(huán)境治理有負(fù)外部性，隨著工業(yè)在地理上的集聚和規(guī)模擴(kuò)大產(chǎn)生的規(guī)模不經(jīng)濟(jì)，區(qū)域環(huán)境污染明顯惡化。王兵和聶欣對(duì)河流水質(zhì)觀測(cè)點(diǎn)和開(kāi)發(fā)區(qū)的地理位置匹配研究發(fā)現(xiàn)，短期內(nèi)產(chǎn)業(yè)集聚會(huì)帶來(lái)規(guī)模不經(jīng)濟(jì)，污染呈現(xiàn)空間上的集中排放效應(yīng)，使水質(zhì)環(huán)境惡化。張可和汪東芳運(yùn)用空間聯(lián)立方程模型考察了經(jīng)濟(jì)集聚與環(huán)境污染的相互作用機(jī)制，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)集聚加重了環(huán)境污染且環(huán)境污染對(duì)經(jīng)濟(jì)集聚存在反向抑制作用。第二，工業(yè)集聚對(duì)環(huán)境也存在正外部性。工業(yè)集聚促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，具有知識(shí)溢出效應(yīng)，同時(shí)政府易于集中監(jiān)管，易形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)和技術(shù)溢出效應(yīng)，降低交易成本，優(yōu)化集聚區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)要素空間布局，減少基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)，易于對(duì)污染物進(jìn)行集中處理和節(jié)能減排技術(shù)推廣，節(jié)約治污成本，從而改善環(huán)境。陸銘和馮皓的研究指出，經(jīng)濟(jì)集聚會(huì)顯著降低單位GDP的污染排放。李勇剛和張鵬的研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚并非加劇環(huán)境污染的主要原因，產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)環(huán)境污染有抑制效應(yīng)，就正向環(huán)境外部效應(yīng)而言，東部地區(qū)要高于中西部地區(qū)。第三，基于EKC假說(shuō)，部分學(xué)者認(rèn)為工業(yè)集聚對(duì)環(huán)境同時(shí)存在正外部性和負(fù)外部性，且二者的綜合效果決定了工業(yè)集聚的環(huán)境效用，一方面有可能改善環(huán)境質(zhì)量，另一方面也有可能加劇環(huán)境污染。

學(xué)術(shù)界對(duì)工業(yè)集聚和環(huán)境污染的不確定關(guān)系主要表現(xiàn)在二者的非線性關(guān)系上。邵帥等認(rèn)為經(jīng)濟(jì)集聚的環(huán)境效應(yīng)更多地表現(xiàn)為正負(fù)外部性均衡的狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)集聚與碳排放之間存在明顯的“倒N”型曲線關(guān)系，即經(jīng)濟(jì)集聚對(duì)碳排放先后存在一個(gè)增排臨界點(diǎn)和減排臨界點(diǎn)，呈現(xiàn)先促進(jìn)后抑制再促進(jìn)的趨勢(shì)。李偉娜等的研究發(fā)現(xiàn)制造業(yè)集聚與大氣污染之間存在N型曲線關(guān)系，且近年來(lái)我國(guó)制造業(yè)集聚處于N型曲線中部階段，集聚度提高有利于大氣環(huán)境質(zhì)量改善。楊仁發(fā)研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)有顯著的門(mén)檻效應(yīng)特征，當(dāng)產(chǎn)業(yè)集聚規(guī)模低于門(mén)檻值時(shí)，產(chǎn)業(yè)集聚將加劇環(huán)境污染；產(chǎn)業(yè)集聚規(guī)模高于門(mén)檻值時(shí)，產(chǎn)業(yè)集聚將減少環(huán)境污染排放。李筱樂(lè)指出工業(yè)集聚與環(huán)境污染呈倒U型關(guān)系。當(dāng)市場(chǎng)化水平較低時(shí),工業(yè)集聚會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染，而隨著市場(chǎng)化水平的提高,這種負(fù)面影響減弱;當(dāng)市場(chǎng)化水平跨越更高門(mén)限值時(shí),工業(yè)集聚會(huì)改善環(huán)境。原毅軍和謝榮輝,胡志強(qiáng)等,何文舉等,劉滿鳳和謝晗進(jìn), 劉耀彬等,秦炳濤和黃羽迪,以及雷玉桃等的研究結(jié)果表明，經(jīng)濟(jì)集聚與污染排放存在N型或倒U型的非線性關(guān)系，且存在顯著的地區(qū)差異。

既有研究對(duì)工業(yè)集聚的環(huán)境效應(yīng)開(kāi)展了豐富的討論，但仍存在諸多不足：(1)相關(guān)文獻(xiàn)多局限于區(qū)域范圍內(nèi)工業(yè)集聚問(wèn)題的討論，其所得結(jié)論普適性較差。(2)工業(yè)集聚與環(huán)境污染的著力點(diǎn)集中于空氣污染問(wèn)題，而鮮有關(guān)注工業(yè)集聚與工業(yè)廢水污染以及工業(yè)耗水的關(guān)聯(lián)。(3)關(guān)于工業(yè)集聚環(huán)境污染效應(yīng)的研究多基于經(jīng)驗(yàn)分析，缺乏系統(tǒng)完整的理論推導(dǎo)和機(jī)制分析，同時(shí)實(shí)證內(nèi)容僅僅從線性層面考察二者關(guān)聯(lián)，對(duì)于其潛在的非線性關(guān)系的討論則淺嘗輒止。在此基礎(chǔ)上，本文嘗試從如下方面進(jìn)行拓展：首先，將工業(yè)廢水排放作為非期望產(chǎn)出納入產(chǎn)出密度函數(shù)，理論剖析工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度的非線性關(guān)系；其次，采用工業(yè)廢水強(qiáng)度對(duì)工業(yè)廢水排放與工業(yè)增長(zhǎng)的脫鉤水平予以表征，提出工業(yè)集聚與工業(yè)廢水脫鉤的倒N型曲線關(guān)系；進(jìn)而，選取276個(gè)地級(jí)市以上城市面板數(shù)據(jù)并建立動(dòng)態(tài)空間杜賓模型對(duì)二者的非線性關(guān)系進(jìn)行考察，并以工業(yè)用水脫鉤作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)，同時(shí)揭示工業(yè)集聚引致的工業(yè)廢水、用水雙重脫鉤效應(yīng)；最后，基于空間溢出效應(yīng)的考慮，不僅關(guān)注工業(yè)集聚對(duì)本地工業(yè)廢水脫鉤的影響，亦將對(duì)周邊地區(qū)的脫鉤影響納入分析框架。

2 理論模型

相較于傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)模型，Ushifusa和Tomohara所改進(jìn)的產(chǎn)出密度模型在空間維度刻畫(huà)生產(chǎn)活動(dòng)集中程度，提供空間生產(chǎn)行為分析的基本框架。基于此，本文聚焦工業(yè)生產(chǎn)及其引致的工業(yè)廢水排放等非期望產(chǎn)出，構(gòu)建工業(yè)集聚的廢水脫鉤理論模型?；鶞?zhǔn)產(chǎn)出密度表達(dá)式如下

(1)

其中

q

表示

i

地級(jí)市的產(chǎn)出密度水平，

Q

和

A

分別對(duì)應(yīng)

i

地級(jí)市的工業(yè)產(chǎn)值和行政面積；

n

和

k

則表示

i

地級(jí)市單位面積的勞動(dòng)力投入和資本存量；Ω表示?？怂怪行詤?shù)；

β

(0<

β

<1)表示勞動(dòng)要素投入的單位產(chǎn)出貢獻(xiàn)度，

α

表示勞動(dòng)和資本要素投入對(duì)產(chǎn)出密度的綜合貢獻(xiàn)度，

λ

(

λ

>1)表示產(chǎn)出密度系數(shù)。

基于工業(yè)集聚發(fā)展與工業(yè)廢水治理的現(xiàn)實(shí)相關(guān)性，本文從產(chǎn)出端進(jìn)行拓展并將工業(yè)廢水排放作為非期望產(chǎn)出納入分析框架，構(gòu)建工業(yè)集聚的廢水脫鉤模型

(2)

其中

W

表示工業(yè)廢水排放量，其他變量含義與前述保持一致。假定資本投入在各地級(jí)市之間完全自由流動(dòng)，即利率(

r

)與資本要素的邊際產(chǎn)出持平，則資本投入的密度函數(shù)可以表示為

(3)

將(3)式代入(2)式中，可以得到

(4)

進(jìn)一步地，通過(guò)對(duì)(4)式取對(duì)數(shù)和化簡(jiǎn)，可以得到工業(yè)廢水強(qiáng)度與工業(yè)集聚的關(guān)系式

(5)

其中

(5)式左端為廢水排放量與工業(yè)增加值的比值，反映工業(yè)廢水強(qiáng)度，即1單位工業(yè)生產(chǎn)增加值所產(chǎn)生的廢水量。本文采用工業(yè)廢水強(qiáng)度指標(biāo)對(duì)工業(yè)發(fā)展的廢水脫鉤情況予以表征，數(shù)值減小的過(guò)程亦即工業(yè)廢水逐漸脫鉤的過(guò)程。(5)式的右端則主要包括工業(yè)集聚、勞動(dòng)生產(chǎn)率以及常數(shù)項(xiàng)部分，從而初步證明工業(yè)集聚發(fā)展是影響工業(yè)廢水脫鉤的因素之一。

3 研究設(shè)計(jì)

3.1 計(jì)量模型設(shè)定

既有的研究結(jié)果表明，工業(yè)集聚、工業(yè)廢水強(qiáng)度和工業(yè)用水強(qiáng)度在空間維度上均存在較為顯著的空間關(guān)聯(lián)特征，采用空間計(jì)量模型對(duì)工業(yè)集聚與工業(yè)水脫鉤的動(dòng)態(tài)相關(guān)性予以考察，能夠兼顧二者的空間溢出特征和時(shí)間滯后特征，從而得到更為穩(wěn)健可靠的實(shí)證結(jié)果。空間杜賓模型作為空間問(wèn)題分析的標(biāo)準(zhǔn)框架，綜合考察多重因素的空間溢出效應(yīng)表現(xiàn)，同時(shí)考慮到工業(yè)廢水強(qiáng)度在時(shí)間維度上的持續(xù)特征，本文將工業(yè)廢水強(qiáng)度滯后一期項(xiàng)引入動(dòng)態(tài)空間杜賓模型，構(gòu)建如(6)式

ln

E

=

λ

X

+

λ

Σ

W

×

X

+

u

+

v

+

ε

(6)

其中

i

表示省份，

t

表示年份；

E

表示地級(jí)市工業(yè)廢水強(qiáng)度，

E

-1則表示工業(yè)廢水強(qiáng)度的一期滯后項(xiàng)；

JR

表示工業(yè)集聚發(fā)展水平，為考察工業(yè)集聚與工業(yè)廢水脫鉤的非線性關(guān)系，本文同時(shí)將工業(yè)集聚的二次項(xiàng)和三次項(xiàng)引入模型；

W

×

JR

表示空間溢出效應(yīng);

u

和

v

分別表示地區(qū)和時(shí)間固定效應(yīng)，

ε

表示隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)?？紤]到影響工業(yè)廢水排放強(qiáng)度的因素眾多，本文引入控制變量組

X

。

3.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與變量說(shuō)明

基于數(shù)據(jù)的可得性，本文選取我國(guó)276個(gè)地級(jí)市2007～2020年面板數(shù)據(jù)作為研究樣本，數(shù)據(jù)主要來(lái)源于《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》及《中國(guó)科技統(tǒng)計(jì)年鑒》等。其中貨幣數(shù)據(jù)以2007年不變價(jià)格進(jìn)行平減處理。為進(jìn)一步降低數(shù)據(jù)離散程度，本文對(duì)部分指標(biāo)進(jìn)行對(duì)數(shù)化處理。

被解釋變量：工業(yè)廢水脫鉤(

E

)。工業(yè)廢水脫鉤本質(zhì)上為單位工業(yè)生產(chǎn)所引致的廢水排放量，本文采用工業(yè)廢水排放量和工業(yè)增加值比值對(duì)其進(jìn)行直觀的反映。核心解釋變量：工業(yè)集聚程度(

JR

)。參考已有的文獻(xiàn)，經(jīng)濟(jì)集聚常采用空間基尼系數(shù)、赫芬達(dá)爾指數(shù)和泰爾指數(shù)等方法進(jìn)行度量，但上述指標(biāo)卻難以刻畫(huà)單位空間面積上經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的分布情況，因此本文采用地級(jí)市工業(yè)增加值與行政面積之比來(lái)測(cè)度工業(yè)集聚程度?？刂谱兞?產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)(

IS

)以第二產(chǎn)業(yè)與地區(qū)生產(chǎn)總值之比來(lái)表示，工業(yè)規(guī)模作為工業(yè)用水和工業(yè)廢水排放的決定性因素，其占比越高則工業(yè)水耗和廢水排放量往往越大；城市化推進(jìn)(

UB

)能夠引致工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)張和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)增加，從而加劇水資源消費(fèi)和水環(huán)境污染；人口規(guī)模(

POP

)作為集聚水平的重要體現(xiàn)，能夠基于人口密度影響工業(yè)集聚水平；經(jīng)濟(jì)發(fā)展(

GDP

)、環(huán)境規(guī)制(

ER

)、技術(shù)進(jìn)步(

TECH

)、固定資產(chǎn)投資(

IFA

)以及能源消耗(

EC

)，作為經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)活動(dòng)的重要組成部分亦可能作用于工業(yè)用水。同樣的，外資規(guī)模(

FDI

)可能引致污染型產(chǎn)業(yè)承接的“污染天堂”效應(yīng)，也可能通過(guò)引入更為嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制和清潔生產(chǎn)技術(shù)而提高工業(yè)廢水處理水平和降低工業(yè)水耗。

4 實(shí)證結(jié)果及討論

4.1 基準(zhǔn)回歸結(jié)果分析

動(dòng)態(tài)空間杜賓模型的估計(jì)結(jié)果如表1所示。本文同時(shí)列出非空間OLS、非空間普通面板、非空間動(dòng)態(tài)面板和靜態(tài)空間杜賓模型的估計(jì)結(jié)果，以檢驗(yàn)結(jié)論的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示，工業(yè)廢水強(qiáng)度存在時(shí)間滯后和空間溢出的雙重特征。時(shí)間維度上，工業(yè)廢水強(qiáng)度的一期滯后項(xiàng)在1

%

的水平下通過(guò)檢驗(yàn)且顯著為正，意味著前后兩期之間工業(yè)廢水強(qiáng)度往往具有較強(qiáng)的上升慣性；空間維度上，地區(qū)間工業(yè)廢水強(qiáng)度具有正向的溢出特征，即本地工業(yè)廢水強(qiáng)度的上升能夠引致周邊地區(qū)工業(yè)廢水強(qiáng)度同步上升。

表1 基準(zhǔn)回歸結(jié)果

非空間OLS非空間普通面板非空間動(dòng)態(tài)面板靜態(tài)空間杜賓動(dòng)態(tài)空間杜賓模型1模型2模型3模型4模型5L.E0.0742???0.0641???W×E0.1859??0.1231??JR-0.1381???-0.8756???-1.2782???-1.0332???-0.3227???JR20.1052??0.4567???0.7318???0.5053???0.2234???JR3-0.0179??-0.0688???-0.0358???-0.0660???-0.0378???ER-0.6021??-0.6422???-0.5462???-0.2543UB1.2446???3.5581???2.9585???4.2604???1.6915???

續(xù)表1

非空間OLS非空間普通面板非空間動(dòng)態(tài)面板靜態(tài)空間杜賓動(dòng)態(tài)空間杜賓模型1模型2模型3模型4模型5GDP-2.5123???-2.9045???-0.2467-3.7369???-3.6747???FDI0.0636?0.0675?0.0814??0.0974??0.0992??EC1.4322???0.98970.42211.5407??1.7313???IS-0.4563-0.24560.6456-0.9092-0.5390?IFA-0.01340.07250.02340.1081??0.0409POP-0.00620.08271.1210??0.37700.2191TECH0.3462???0.3678???-0.1003???0.4323???0.4111???W×JR3.6867???2.9101???W×JR2-1.9933??-2.0531??W×JR30.26840.2693??常數(shù)項(xiàng)1.3145???1.09360.18582.2311???0.8021???F(Wald)[p]13.07[0.00]19.44[0.00]1571.43[0.00]124.47[0.00]

注:,和分別表示在1,5和10的水平下顯著;GMM估計(jì)結(jié)果AR(1)和AR(2)顯示存在一階自相關(guān)且不存在二階自相關(guān)，同時(shí)Sargan結(jié)果表明工具變量選取有效,下同。

如模型5所示，工業(yè)集聚的一次項(xiàng)、二次項(xiàng)和三次項(xiàng)系數(shù)均在1

%

的水平上顯著且依次為負(fù)、正和負(fù)，表明工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度呈現(xiàn)出顯著的倒N型曲線關(guān)系。其他模型亦證明兩者之間存在顯著的倒N型曲線關(guān)系，檢驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)健。

依據(jù)測(cè)算結(jié)果，第一階段，當(dāng)工業(yè)集聚水平小于2.23的拐點(diǎn)值時(shí)，工業(yè)集聚對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度表現(xiàn)為總體抑制，即工業(yè)集聚促進(jìn)工業(yè)廢水脫鉤。此時(shí)對(duì)應(yīng)著工業(yè)發(fā)展相對(duì)緩慢、工業(yè)廢水強(qiáng)度較低的初級(jí)階段。這一階段內(nèi)區(qū)域內(nèi)的工業(yè)密度較低，規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和設(shè)施共享對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度產(chǎn)生了一定的抑制作用。當(dāng)工業(yè)集聚水平大于拐點(diǎn)值2.23且小于2.91時(shí)，集聚水平對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度的效應(yīng)表現(xiàn)為總體促進(jìn)，即工業(yè)集聚抑制工業(yè)廢水脫鉤，此時(shí)工業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的快速集中出現(xiàn)了惡性競(jìng)爭(zhēng)和擁擠效應(yīng)，從而導(dǎo)致能源過(guò)度消耗和相應(yīng)的污染排放，工業(yè)集聚引致的產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大的水污染排放效應(yīng)大于工業(yè)集聚規(guī)模經(jīng)濟(jì)與設(shè)施共享對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度的抑制效應(yīng)。同時(shí)，重工業(yè)在空間上高度集聚，伴隨著粗放式的產(chǎn)能擴(kuò)張，結(jié)果就是產(chǎn)生大量的污染排放及生態(tài)環(huán)境惡化。此時(shí)現(xiàn)有的環(huán)境規(guī)制強(qiáng)度、污染處理設(shè)備利用及技術(shù)進(jìn)步水平難以抑制工業(yè)廢水排放規(guī)模的擴(kuò)張。從而使得工業(yè)廢水排放的增長(zhǎng)速度快于工業(yè)產(chǎn)出的增長(zhǎng)速度，進(jìn)而使得工業(yè)廢水強(qiáng)度明顯提升。

當(dāng)工業(yè)集聚水平達(dá)到第二個(gè)拐點(diǎn)值2.91后，工業(yè)集聚的各類(lèi)正外部性凸顯。伴隨著交易成本的降低，產(chǎn)業(yè)鏈專業(yè)化分工，節(jié)能減排，環(huán)境集中監(jiān)管及各類(lèi)溢出效應(yīng)的顯現(xiàn)，工業(yè)集聚水平的提升將抑制工業(yè)廢水強(qiáng)度，即工業(yè)集聚促進(jìn)工業(yè)廢水脫鉤。近年來(lái)，中國(guó)的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化迅速推進(jìn)，各地區(qū)工業(yè)集聚水平也在穩(wěn)步提升。當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)在空間上的集聚程度達(dá)到某一閾值后，工業(yè)在空間上的高度集中有利于減少基礎(chǔ)設(shè)施重復(fù)建設(shè)，共享污染處理設(shè)施，降低污染治理成本，進(jìn)而使污染治理的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)凸顯。同時(shí)，工業(yè)在空間上的高度集聚也有利于政府對(duì)污染排放的集中監(jiān)管，企業(yè)間污染治理經(jīng)驗(yàn)與減排技術(shù)的相互學(xué)習(xí)，具有溢出效應(yīng)。此外，工業(yè)集聚還有利于生產(chǎn)和污染治理在產(chǎn)業(yè)鏈上下游的專業(yè)化分工而有利于污染治理效率提升。

如模型5所示，從工業(yè)集聚的空間溢出效應(yīng)來(lái)看，其一次項(xiàng)、二次項(xiàng)和三次項(xiàng)系數(shù)均至少在5

%

的水平上保持顯著，且依次為正值、負(fù)值和正值，這表明工業(yè)集聚水平對(duì)周邊地區(qū)工業(yè)廢水強(qiáng)度的確存在顯著的空間溢出效應(yīng)，且對(duì)周邊地區(qū)工業(yè)廢水強(qiáng)度存在顯著的N型影響。從控制變量來(lái)看，能源消費(fèi)的估計(jì)系數(shù)為正且顯著，這表明近年來(lái)能源消耗對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度有著較高的促增效應(yīng)而不利于降低廢水污染排放。同樣地，城市化、外商直接投資對(duì)工業(yè)廢水污染排放也存在促增效應(yīng)，且城市化的促增效應(yīng)尤為明顯。技術(shù)進(jìn)步對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度有促增效應(yīng)。技術(shù)進(jìn)步估計(jì)系數(shù)顯著為正，這表明近年來(lái)技術(shù)創(chuàng)新并非以綠色發(fā)展、節(jié)能減排為導(dǎo)向，而是以產(chǎn)能擴(kuò)大為導(dǎo)向的，這會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模而不利于廢水減排，同時(shí)也表明環(huán)保工藝及污染減排技術(shù)創(chuàng)新力度欠缺，導(dǎo)致技術(shù)進(jìn)步?jīng)]有產(chǎn)生應(yīng)有的廢水減排效應(yīng)。環(huán)境規(guī)制的系數(shù)為負(fù)但不顯著，表明環(huán)境規(guī)制對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度的抑制效應(yīng)并不明顯，這說(shuō)明雖然環(huán)境規(guī)制的強(qiáng)度逐年上升，但各地區(qū)環(huán)境規(guī)制的執(zhí)行效果尚不明顯。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的估計(jì)系數(shù)為負(fù)且顯著，說(shuō)明工業(yè)比重的增長(zhǎng)對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度有顯著的抑制效應(yīng)，這表明新增工業(yè)大多是節(jié)能環(huán)保、集約高效的企業(yè)，高污染企業(yè)比重降低。

4.2 穩(wěn)健性檢驗(yàn)

盡管工業(yè)廢水強(qiáng)度能夠從廢水處理和清潔生產(chǎn)的角度對(duì)工業(yè)水污染脫鉤進(jìn)行考察，但考慮到工業(yè)部門(mén)水脫鉤的目標(biāo)不僅局限于污染脫鉤，同時(shí)還體現(xiàn)在工業(yè)用水總量層面的脫鉤，降低工業(yè)發(fā)展對(duì)水資源總量的依賴程度是工業(yè)水脫鉤的重要內(nèi)容。作為穩(wěn)健性檢驗(yàn)，本文選用工業(yè)用水強(qiáng)度(工業(yè)用水總量與工業(yè)增加值的比值)對(duì)工業(yè)用水脫鉤予以表征，并基于同樣的模型估計(jì)方法考察工業(yè)集聚與工業(yè)用水脫鉤的關(guān)系。顯然，穩(wěn)健性檢驗(yàn)的估計(jì)結(jié)果依然支持前文所得到的結(jié)論。工業(yè)集聚的一次項(xiàng)、二次項(xiàng)和三次項(xiàng)系數(shù)依然在1

%

的水平下保持顯著且分別為負(fù)值、正值和負(fù)值，即工業(yè)用水強(qiáng)度呈現(xiàn)同樣的倒N型曲線關(guān)系。根據(jù)測(cè)算結(jié)果，當(dāng)工業(yè)集聚程度低于2.11的拐點(diǎn)時(shí)，工業(yè)集聚對(duì)于工業(yè)用水脫鉤具有正向促增效應(yīng)；當(dāng)工業(yè)集聚介于2.11和2.95的區(qū)間時(shí)，工業(yè)集聚對(duì)于工業(yè)用水脫鉤表現(xiàn)為消極的抑制效應(yīng)；直到工業(yè)集聚脫鉤突破第二個(gè)拐點(diǎn)，工業(yè)集聚對(duì)工業(yè)用水脫鉤的促增效應(yīng)逐漸顯現(xiàn)。和前文的結(jié)論類(lèi)似，工業(yè)集聚對(duì)于周邊地區(qū)工業(yè)用水強(qiáng)度具有先促增、再抑制然后促增的N型曲線關(guān)系。值得注意的是，工業(yè)集聚對(duì)于工業(yè)廢水脫鉤和工業(yè)用水脫鉤的非線性影響的拐點(diǎn)相對(duì)一致，表明工業(yè)集聚有助于工業(yè)廢水和工業(yè)用水雙重脫鉤的同步實(shí)現(xiàn)。類(lèi)似的，工業(yè)集聚影響周邊地區(qū)的工業(yè)用水脫鉤和廢水脫鉤的拐點(diǎn)同樣保持相對(duì)一致。不同的是，相較于工業(yè)廢水脫鉤，工業(yè)集聚對(duì)于工業(yè)用水脫鉤的影響更容易達(dá)到第一個(gè)拐點(diǎn)，達(dá)到第二個(gè)拐點(diǎn)的難度相對(duì)較大。

4.3 異質(zhì)性分析

在全國(guó)城市層面考察工業(yè)集聚影響工業(yè)廢水脫鉤和用水脫鉤的基礎(chǔ)上，考慮到地區(qū)間工業(yè)發(fā)展水平和工業(yè)水脫鉤狀態(tài)的異質(zhì)特征，本文進(jìn)一步將城市樣本劃分為東部地區(qū)、中部地區(qū)和西部地區(qū)分別考察工業(yè)集聚和工業(yè)水脫鉤的相關(guān)性差異，結(jié)果如表2所示。東部地區(qū)工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度在1

%

的顯著性水平下呈現(xiàn)倒N型曲線關(guān)系，與全國(guó)層面結(jié)果保持一致；中部地區(qū)工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度同樣具有倒N型關(guān)系，但顯著性整體水平有所下降，而西部地區(qū)則并不顯著，僅僅呈現(xiàn)倒N型潛在趨勢(shì)。分析其可能的原因，東部地區(qū)由于工業(yè)化起步較早，工業(yè)集聚水平相對(duì)較高，與工業(yè)廢水脫鉤的交互關(guān)系亦相對(duì)成熟。同時(shí)，東部地區(qū)工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)水平和廢水處理能力相對(duì)較高，集聚發(fā)展模式下設(shè)備共享、技術(shù)溢出以及專業(yè)化分工協(xié)作進(jìn)一步強(qiáng)化工業(yè)集聚發(fā)展的廢水脫鉤效應(yīng)。中部地區(qū)得益于中部崛起戰(zhàn)略的深入實(shí)施，工業(yè)化加速推進(jìn)過(guò)程中集聚效應(yīng)初顯，對(duì)于工業(yè)廢水脫鉤的動(dòng)態(tài)影響亦有所顯現(xiàn)，而西部地區(qū)由于工業(yè)發(fā)展相對(duì)落后，加之地廣人稀工業(yè)集聚化程度較低，難以對(duì)工業(yè)廢水脫鉤產(chǎn)生顯著影響。針對(duì)工業(yè)用水脫鉤的分樣本檢驗(yàn)再度佐證上述結(jié)論，由東、中、西部工業(yè)集聚的工業(yè)用水脫鉤效應(yīng)依次衰減。

表2 異質(zhì)性分析結(jié)果

工業(yè)廢水脫鉤工業(yè)用水脫鉤東部中部西部東部中部西部L.E0.4216??0.5112???0.61060.55310.61090.5922???W×E0.0121??0.0412???0.03770.0601??0.0388?0.0321JR-0.5843???-0.4116?-0.1023?-0.0132???-0.0100-0.0061JR21.0115???1.0048??0.54230.0039???0.0012?0.0011JR3-0.1221???-0.0815?-1.2224-0.0201??-0.0176?-0.0075W×JR2.4578?-3.4677-0.05690.0216?0.0221-0.0039W×JR2-0.2258??0.33170.5061-0.0136??0.00930.0021W×JR30.1324?-0.0490-0.72970.0114?-0.23070.0328控制變量控制控制控制控制控制控制

與前文有所不同的是，分樣本檢驗(yàn)結(jié)果中工業(yè)集聚與周邊地區(qū)工業(yè)水脫鉤的關(guān)系并非穩(wěn)健的N型曲線關(guān)系，僅有東部地區(qū)工業(yè)集聚依然對(duì)周邊地區(qū)工業(yè)廢水脫鉤和用水脫鉤具有N型關(guān)系。一方面，這揭示出工業(yè)集聚的水脫鉤空間溢出效應(yīng)極有可能表現(xiàn)為東部和中西部之間溢出，這與高污染工業(yè)企業(yè)由發(fā)達(dá)地區(qū)向相對(duì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的轉(zhuǎn)移路徑不謀而合；另一方面，這也反映出工業(yè)集聚的水脫鉤效應(yīng)存在顯著的區(qū)域異質(zhì)特征，如東部地區(qū)對(duì)于周邊地區(qū)水脫鉤最終呈現(xiàn)逐底向下的策略性競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象，而中西部地區(qū)對(duì)于周邊地區(qū)水脫鉤則呈現(xiàn)逐底向上的策略性互補(bǔ)，因此工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型目標(biāo)下應(yīng)注重地區(qū)工業(yè)集聚發(fā)展的差異化路徑設(shè)計(jì)。

4.4 機(jī)制分析

本文的穩(wěn)健性檢驗(yàn)中采用工業(yè)用水強(qiáng)度作為被解釋變量，佐證本文結(jié)果具有充分穩(wěn)定性的同時(shí)，亦對(duì)工業(yè)集聚與工業(yè)廢水排放脫鉤之間的倒N型關(guān)系予以一定的解釋，即工業(yè)用水強(qiáng)度在工業(yè)集聚影響工業(yè)廢水排放脫鉤的過(guò)程中具有中介效應(yīng)。為了驗(yàn)證這一猜想，本文構(gòu)建中介效應(yīng)模型，重點(diǎn)檢驗(yàn)工業(yè)用水強(qiáng)度是否充當(dāng)工業(yè)集聚影響工業(yè)廢水脫鉤的中介變量。根據(jù)中介效應(yīng)檢驗(yàn)的“三步法”原則，本文設(shè)定如下檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>ln

E

=

(7)

ln

E

2=

(8)

由表3中的模型10可知，工業(yè)用水強(qiáng)度與工業(yè)廢水強(qiáng)度存在顯著的正相關(guān)性，即工業(yè)用水強(qiáng)度的增加會(huì)導(dǎo)致工業(yè)廢水強(qiáng)度顯著提升。其他模型亦證明兩者之間存在顯著的正相關(guān)關(guān)系。同時(shí)，由4.2節(jié)可知，工業(yè)集聚與工業(yè)用水強(qiáng)度存在顯著的倒N型曲線關(guān)系。由模型10可知，加入工業(yè)用水強(qiáng)度后，工業(yè)集聚對(duì)工業(yè)廢水強(qiáng)度的影響系數(shù)由表1中的-0.3227降為-0.3213，倒N型曲線向右偏移。因此工業(yè)用水強(qiáng)度在工業(yè)集聚影響工業(yè)廢水脫鉤的過(guò)程中的確存在中介效應(yīng)。具體地，工業(yè)集聚初期能夠通過(guò)資源整合和設(shè)備共享等提高工業(yè)用水效率，從而提升工業(yè)用水強(qiáng)度。伴隨著集聚規(guī)模的不斷擴(kuò)大，集聚效應(yīng)所產(chǎn)生的負(fù)外部性逐漸超過(guò)其正外部性，從而導(dǎo)致用水效率下降，同時(shí)產(chǎn)能擴(kuò)張導(dǎo)致用水總量持續(xù)攀升。步入工業(yè)集聚的成熟階段后，得益于企業(yè)間的分工深化、產(chǎn)業(yè)間協(xié)作的加深以及技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)等，工業(yè)用水效率隨之提升。

表3 中介效應(yīng)分析結(jié)果

非空間OLS非空間普通面板非空間動(dòng)態(tài)面板靜態(tài)空間杜賓動(dòng)態(tài)空間杜賓模型6模型7模型8模型9模型10L.E0.3789???0.3216???W×E0.1451???0.1221???JR-0.1114-0.5432???-1.1128???-0.3215??-0.3213???JR20.03590.4370??0.6129???0.3221???0.1665???JR3-0.0221-0.0471???-0.3115???-0.1217???-0.0432???E20.0255??0.1115??0.0411???0.0412???0.0452???W×JR3.0871??2.0523?W×JR2-1.9134???-1.0223??W×JR30.2137???0.2210??控制變量控制控制控制控制控制F(Wald)[p]20.10[0.00]32.78[0.00]186.21[0.00]21.70[0.00]

5 結(jié)論及政策含義

本文基于拓展的產(chǎn)出密度模型，將工業(yè)廢水排放作為非期望產(chǎn)出納入生產(chǎn)函數(shù)，剖析工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度及工業(yè)用水強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)關(guān)系，選用2007～2020年276個(gè)地級(jí)市以上城市面板數(shù)據(jù)所構(gòu)成的動(dòng)態(tài)空間杜賓模型研究工業(yè)集聚與工業(yè)水耗及水污染排放的影響機(jī)制，揭示其非線性關(guān)系，得出結(jié)論如下：(1)工業(yè)廢水強(qiáng)度存在時(shí)間滯后和空間溢出的雙重特征。前后兩期之間工業(yè)廢水強(qiáng)度往往具有較強(qiáng)的上升慣性，同時(shí)，本地工業(yè)廢水強(qiáng)度的上升能夠引致周邊地區(qū)工業(yè)廢水強(qiáng)度同步上升，地區(qū)間逐底向下的策略性競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)顯著。(2)工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度存在典型的倒N型曲線關(guān)系，即工業(yè)集聚對(duì)于工業(yè)廢水脫鉤具有“促進(jìn)-抑制-促進(jìn)”的動(dòng)態(tài)影響。工業(yè)集聚與周邊地區(qū)的工業(yè)廢水強(qiáng)度則呈現(xiàn)顯著的N型曲線關(guān)系，即工業(yè)集聚對(duì)于周邊工業(yè)廢水脫鉤具有“抑制-促進(jìn)-抑制”的動(dòng)態(tài)影響。東部地區(qū)工業(yè)集聚對(duì)于本地和周邊而言分別具有典型的倒N型、N型雙重脫鉤效應(yīng)，與全國(guó)層面保持一致，而中西部地區(qū)則表現(xiàn)出相似的潛在空間脫鉤趨勢(shì)但整體并不顯著。(3)工業(yè)集聚存在工業(yè)用水和廢水的“雙重脫鉤”效應(yīng)，且工業(yè)用水強(qiáng)度在工業(yè)集聚影響工業(yè)廢水脫鉤的過(guò)程中具有中介效應(yīng)。

上述研究結(jié)論對(duì)促進(jìn)當(dāng)前我國(guó)以工業(yè)集聚為主要特征的國(guó)家中心城市、城市群發(fā)展戰(zhàn)略，與水污染減排政策及高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略之間的有效融合具有重要的政策意義。當(dāng)前，我國(guó)形成了以9個(gè)國(guó)家中心城市為核心，依托長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、粵港澳大灣區(qū)、京津冀、環(huán)渤海地區(qū)及內(nèi)地經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域的新型城鎮(zhèn)化發(fā)展道路。城市群的快速發(fā)展除促進(jìn)國(guó)內(nèi)國(guó)際雙循環(huán)的作用外，還有利于工業(yè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的聚集。同時(shí)，環(huán)境污染減排政策與高質(zhì)量發(fā)展也是中國(guó)走可持續(xù)發(fā)展道路的必然要求。根據(jù)本文研究，提出以下政策建議：

(1)提高工業(yè)集聚水平。針對(duì)工業(yè)集聚與工業(yè)廢水強(qiáng)度存在的典型倒N型曲線關(guān)系，在工業(yè)集聚視角下，我國(guó)的城市群發(fā)展戰(zhàn)略與環(huán)境污染減排政策及高質(zhì)量發(fā)展導(dǎo)向在一定程度上能夠達(dá)到理想的契合效果。中國(guó)應(yīng)該繼續(xù)大力發(fā)展國(guó)家中心城市、城市群經(jīng)濟(jì)，提高工業(yè)生產(chǎn)的空間集聚程度，支持各類(lèi)工業(yè)、科技園區(qū)及“飛地”經(jīng)濟(jì)集聚區(qū)的建設(shè)，推進(jìn)新興低能耗低污染工業(yè)發(fā)展，優(yōu)化產(chǎn)出結(jié)構(gòu)，降低污染型產(chǎn)出的比重。加快推進(jìn)以地級(jí)市為單位的工業(yè)集聚水平提升，充分發(fā)揮集聚模式下經(jīng)濟(jì)溢出和技術(shù)溢出等正外部性，加速工業(yè)廢水脫鉤和工業(yè)用水脫鉤，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型。

(2)加強(qiáng)鄰接地區(qū)間聯(lián)動(dòng)。工業(yè)集聚與周邊地區(qū)的工業(yè)廢水強(qiáng)度呈現(xiàn)N型曲線關(guān)系，具有顯著的空間溢出效應(yīng)。這要求鄰接地區(qū)實(shí)現(xiàn)水污染減排及水環(huán)境保護(hù)聯(lián)防聯(lián)控，促進(jìn)各鄰接地級(jí)市間的水污染防治政策與水環(huán)境保護(hù)政策形成協(xié)同聯(lián)動(dòng)機(jī)制。依靠國(guó)家中心城市、城市群一體化，構(gòu)建城市、區(qū)域水環(huán)境保護(hù)與水污染防治垂直管理體系與協(xié)同網(wǎng)絡(luò)，明確各級(jí)政府水環(huán)境保護(hù)與水污染防治目標(biāo)，杜絕集體行動(dòng)困境，避免鄰接地級(jí)市間逐底競(jìng)爭(zhēng)。

(3)注意區(qū)域間異質(zhì)性差異。東部地區(qū)的地級(jí)市工業(yè)集聚程度已經(jīng)超過(guò)了工業(yè)集聚產(chǎn)生減排效應(yīng)的減排臨界點(diǎn)?？梢灶A(yù)見(jiàn)的是，隨著東部地區(qū)工業(yè)集聚程度的不斷提升，其內(nèi)在的工業(yè)廢水減排效應(yīng)將會(huì)在空間上愈發(fā)明顯。因此，東部地區(qū)應(yīng)增強(qiáng)工業(yè)集聚區(qū)企業(yè)的環(huán)境規(guī)制，對(duì)工業(yè)集聚企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)和污染排放的集中監(jiān)管與實(shí)時(shí)監(jiān)督，以嚴(yán)格的環(huán)境規(guī)制迫使企業(yè)減排增效，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)升級(jí)和綠色技術(shù)創(chuàng)新，積極推進(jìn)由高能耗、高污染的粗放式工業(yè)發(fā)展模式向以“綠色偏向”為特征，低碳、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的集約式工業(yè)發(fā)展模式轉(zhuǎn)型。而中西部地區(qū)呈現(xiàn)相似的潛在空間脫鉤趨勢(shì)，應(yīng)積極推進(jìn)工業(yè)化進(jìn)程，生產(chǎn)效率提升與綠色創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)步并重，縮短增排臨界點(diǎn)與減排臨界點(diǎn)距離，盡早擺脫高能耗、高污染的工業(yè)發(fā)展模式，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)集聚水平高質(zhì)量發(fā)展。