国家自主创新示范区设立对城市绿色科技创新的影响研究——基于双重差分法的实证研究

苏 林 汪冬华

1（华东理工大学科学技术发展研究院，上海 200237）2（华东理工大学商学院，上海 200237）

改革开放40 余年来，城市经济发展经过了高速发展阶段，千万人口级别的城市不断涌现，然而，以资源浪费、环境污染为代价的发展模式难以继续推动中国城市经济的发展。我国进入经济新常态以来，创新、绿色成为发展理念的主旋律，为加快形成节约资源、保护环境的新增长模式，走绿色创新的发展路径无疑是符合现实的，能够实现中国城市经济效益和环境效益双赢。

中关村示范区是中国第一个国家自主创新示范区（以下简称为“示范区”），于2009年3月设立，是中国政府实施科教兴国战略、增强中国创新能力和综合国力的重大战略举措，武汉东湖、上海张江、深圳等紧随其后，纷纷成立示范区，其中包括苏南、长株潭、长三角等以城市群为主体的示范区。示范区设立的初衷是建设创新型国家，这也是中国的一项国策，在科技成果转化、军民深度融合、科技创新等方面作出了巨大贡献，引领、辐射、带动周边区域经济的发展。与此同时，中国科技创新也在飞速发展，人工智能、人脸识别、无人机等高精尖产业蓬勃发展。示范区的发展与城市创新取得的巨大成就为本文的研究提供了良好的背景。党的二十大报告中提出，“推动绿色发展、促进人与自然和谐共生”，并再次强调了“创新是第一动力”，“必须牢固树立践行绿水青山就是金山银山的理念”，“完善科技创新体系”，实现美丽中国目标。

示范区设立政策是推进自主创新的先行先试探索，对城市科技创新的重要性不言而喻。示范区设立以来，学术界做了多方面的探究。部分学者认为在创新导向阶段，制度成为要素禀赋的主导因素［1］，示范区要素禀赋集聚性强，带动了产业集聚，形成了区域创新高地；部分学者从示范区自身出发，分析了示范区的创新能力［2，3］、创新绩效［4］、创新效率［5］、关键影响因素及内在机理［6］等；还有部分学者检验了示范区政策对于区域创新的贡献，主要采用双重差分模型［7］、合成控制法［8］等准自然实验法评估示范区设立政策影响。

政策对区域绿色科技创新的重要性不言而喻，政策通过出台各种引导或强制措施［9］直接或间接的进行绿色科技创新［10］，有些政策通过减免税收［11］、吸引人才［12］来影响绿色科技创新，有些政策则是通过设备改造［13］、减少碳排放［14］等措施来进行绿色科技创新。

综合以上分析可以发现，以往研究多集中在科技创新能力评价、创新绩效、创新发展模式以及对城市经济发展等方面，但是较少关注中国自主创新示范区自身对城市科技创新尤其是城市绿色技术创新的影响。一般来讲，城市技术创新对高新技术产业具有较高要求，高新技术产业越发达的城市，创新水平也越强，而中国自主创新示范区的发展为高新技术产业集聚提供了便利条件，对城市创新有着不可忽视的作用。

因此，示范区设立政策对城市科技创新的影响具有积极意义。评价政策净效应进而调整政策的实施力度和实施方向，具有一定的理论与实践意义，对示范区政策继续实施和完善具有参考价值。本文尝试从定量的角度，运用政策效果评价的主流分析方法——双重差分法，分析比较示范区建设这一政策的创新效应。

本文在研究视角方面，引入了示范区设立对城市绿色科技创新影响这一话题，并探讨了示范区设立对城市绿色科技创新影响的区域异质性，丰富了示范区的创新示范效应理论和创新实践理论；研究对象方面，以往对城市技术创新的研究，主要集中在省域面板数据层面，对城市层面的科技创新尤其是绿色科技创新较少涉及；研究内容方面，自主创新示范区的建立是一个长期过程，本文在研究示范区设立政策效应的基础上，探索了示范区绿色科技创新效的长效机制。

18 世纪60年代以来，全球已经历了三次工业革命：蒸汽技术、电力技术、计算机和互联网技术，均发生在西方国家，目前正经历第四次工业革命：全新技术革命，也是一场绿色工业革命，目标是要实现碳排放“脱钩”，加快经济发展方式转变，中国要抓住这一机遇。

改革开放以来，中国经济建设取得了巨大成就，但却是以资源高消耗、环境污染为代价得来的，中国成为世界代工厂，其中不乏化工、煤炭、钢铁、水泥等重污染行业，负面影响开始显现，2013年1月14 日，亚洲开发银行和清华大学发布一份名为《迈向环境可持续的未来中华人民共和国国家环境分析》 中文版报告中提到世界上污染最严重的10 个城市中，有7 个位于中国，一些城市中灰尘、雾霾等现象时有发生，尽管中国政府积极运用行政手段来治理环境污染，但收效甚微，因此，积极设立减少政府干预、符合创新规律的政府管理制度是很有必要的。

1988年，国务院批准成立北京市新技术产业开发实验区，是集科研、生产、经营和服务为一体的综合性基地；1999年6月，中关村科技园区成立，是中国第一个国家级高新技术产业开发区，是中国体制机制创新的试验田，被誉为“中国硅谷”；2005年8月，国务院作出了关于支持做强中关村科技园区的8 条决定；2009年3月，国务院同意建设中关村自主创新示范区，旨在把中关村建设成为具有全球影响力的科技创新中心；2012年10月，调整原来的一区十园改为一区十六园……示范区设立时间如表1 所示。

表1 2009～2021年示范区设立时间列表

绿色科技创新是一个长期、渐进的过程，城市能否实现绿色科技创新很大程度上取决于企业能否获取创新资源要素以及税收福利政策等［15］。示范区作为自主创新的“先行者”，主要通过绿色创新要素集聚、产业协同、政策激励等来实现对绿色科技创新的影响。

1.2.1 示范区通过绿色创新要素集聚对绿色科技创新产生影响

以克鲁格曼为代表的新贸易理论学者们认为，创新资源决定了国家和地区的创新能力。进而结合熊彼特的创新产业集聚论和美国竞争力委员会提出的创新生态理论，可以发现创新要素的集聚有利于创新资源的有机融合，更好的吸引人才集聚，科技创新活力显着增强。

示范区有效推动了城市绿色科技创新，示范区设立主要集中在城市群，看似仅仅是产业的集中，事实上是人力资源的集聚、创新链机制以及产业发展环境的综合体，其目的是为了更好的发挥创新的协同作用，创造良好的创新氛围，这些创新要素在创新系统中不断的自由流动和配置优化，促进创新蓬勃发展，也就是说示范区试点政策的实行是在相互依存的创新系统中完成的。创新系统的主要功能是加强主体之间的互动，加速绿色创新知识传播，促进企业间绿色创新技术溢出，从而刺激绿色科技创新［16］。

1.2.2 示范区通过产业协同对绿色科技创新产生影响

绿色科技创新发展需要长期的积累效应，示范区成立之后，不仅需要招商引资吸引新产业入驻，更为重要的是对产业布局的长远规划，不仅仅是产业在地理上的集中，还伴随着相关产业协同发展［17］，节能减排、产业链融合、产业竞争等行为均可提升绿色科技创新能力。产业协同通过节能减排促进绿色科技创新。产业协同不可避免的涉及示范区产业规划，完善的产业链条更有助于减少资源浪费，实施循环化改造将上游产业排放的危险物和工业固体废料作为下游所需的化工产品，既能延长产业价值链，提升经济价值，又有助于节约资源，减少碳排放，从而完善绿色科技创新体系；同时，政府主导的示范区和市场竞争力相结合，既突破了行政管理体制束缚，又发挥了市场能动性，形成错位竞争的新发展思路，避免了同质竞争，实现示范区共生产业链延伸，组成共生创新系统。共生创新系统中的产品差异性和创新性又促使绿色科技创新研发知识的互补和交换。

1.2.3 示范区通过政策激励对绿色科技创新产生影响

示范区设立后会受到税收优惠、研发补贴、产业扶持专项资金等政策的激励。企业进行创新活动离不开资金支持，示范区对企业提供了经费支持，尤其对高新技术产业及新兴产业的补助和补贴为企业研发增强了信心，从而激励企业加大创新投入［18］。此外，支持示范区重点实验室、创新中心、研发机构、关键技术转化等政策有利于激励企业进行绿色科技创新。

双重差分方法（DID）模型是一种研究政策效应的方法，能够有效的识别政策净效应，近年来被广泛应用于政策实施效果的评价方面，其基本原理根据将政策实施前后的不同表现或者实施政策和未实施政策的不同样本分为实验组和对照组，根据前后特定指标的变化数量，计算其倍差值可得到政策对实施政策实验组的净影响，该方法将试点看作是一种“准自然试验”和随机试验［19］，克服了在评价过程中建模复杂、变量趋势等问题［20］。由其基本原理可得，批准设立示范区的城市为实验组，未设立示范区的城市为对照组。因该政策具有多期性，后续不断有城市加入。

本文的实证检验分以下4 步进行：

第一步：对城市绿色科技创新进行测度。城市绿色科技创新的目的是通过资源投入以及外部环境的支持获取最大的投入—产出比，同时还要保证绿色生态空间的可持续发展，减少污染排放、获取较多的经济效益。因此，针对多投入多产出的效率分析，一般采用DEA 模型来分析，因城市绿色创新需要考虑到环境污染指标，且该类指标越少越好，因此本文选取非径向的SBM 模型来测算城市绿色科技创新效率。

第二步：检测中国示范区设立对城市绿色科技创新的影响。由于示范区的设立并非同一年份，因此设立多期DID 的模型检验政策的净效应。本文构建基本模型如下所示：

式（1）中，Yi，t为解释变量，即城市绿色科技创新，i代表各个城市，t代表年份，DID为政策虚拟变量，实验组中每个城市实施政策的年份不尽相同，系数β为本文研究的重点，代表了示范区设立对城市绿色科技创新的影响，若系数为正，表示确实能提升城市绿色科技创新，vi为个体固定效应，X为其它控制变量，ε为随机扰动项。

第三步：稳健性检验。为了检验结果的可靠性，本文采用反事实试验等方法来做稳健性检验。

第四步：异质性检验。分析示范区设立政策在不同科技创新水平城市的效应有何异同。

被解释变量：Yi，t为城市绿色科技创新（Ginno）。城市绿色科技创新主要包括经济发展、环境污染治理、绿化等多个指标，因此需采用多指标法来衡量城市科技创新效果较为适宜。本文从城市绿色科技创新效率这一角度出发，较全面的评测示范区的设立政策的效应，选取城市绿色科技创新效率来衡量城市科技创新。

投入变量。大多数研究中采用研发人员和研发经费内部支出作为科技创新的投入变量。由于城市统计年鉴中大部分城市并未公布此两项，因此选用相近的指标，用财政经费支出中的科学技术经费支出和固定资产投入表征资金投入，用科学研究、技术服务人员表征传统劳动人员投入，用水利、城市环境和公共服务人数作为绿色劳动投入。因本文研究涉及绿色科技创新，因此资源投入必不可少，选取供水总量、全社会用电量以及液化石油气供应来衡量资源投入。

产出变量。产出分为期望产出和非期望产出，创新的期望产出变量主要包括地区生产总值、专利授权量以及绿地面积，非期望产出主要包括环境污染（工业废水排放量、工业二氧化硫排放量）。城市技术创新效率投入产出指标选取如表2 所示。

表2 城市绿色科技创新效率投入产出指标

核心解释变量：示范区设立的虚拟变量（DID）。

在研究示范区设立对创新效率的效应时，设置该政策虚拟变量为DID，由于国务院对各城市进行批复的时间有所不同，因此对各城市分别进行赋值。

控制变量X。为控制其他因素的影响，设置了一系列控制变量。

基础设施建设（Infra），采用（邮政业务＋电信业务）／GDP 表示；创新物质资本（Tech），用科学技术支出占GDP 比重表示；财政自主权（Fd），由财政收入／财政支出来表示；金融发展水平（Fin），为了能够更好的进行比较，采用（城市金融机构贷款余额＋存款余额）／GDP 来衡量。

为了较好的对设立示范区这一措施带来的城市创新变化进行研究，本文共选取我国273 个地级市2003～2021年的平衡面板数据作为样本，样本数据主要来源于《中国城市统计年鉴》 以及各市历年的统计年鉴，数据缺失值采用均值法填充。各变量的描述性统计如表3 所示。

本文运用DID 模型来验证示范区政策效应，具体结果如表4 和表5 所示。表4 为不加控制变量下示范区设立对城市绿色科技创新的估计结果，表5 为加入控制变量下示范区设立对城市绿色科技创新的估计结果。可以看出无论是否加入控制变量，示范区DID 的回归系数均显着为正，这表明示范区DID 对城市绿色科技创新的影响呈现显着促进作用。加入控制变量前后，示范区设立对城市绿色科技创新的净效应分别为0.063 和0.035。由此可以证明示范区对城市绿色科技创新效率具有明显的促进作用，设立示范区的城市比未设立城市的绿色科技创新效率提高了大约3.5%。示范区的功能得到了充分的发挥，不仅发挥了规模集聚效应，而且有利于创新产业链的形成。

表4 基准回归结果（不加控制变量）

表5 基准回归估计结果（加入控制变量）

为了验证本文研究所得结论的准确性，采用增加控制变量法和反事实检验来进行稳健性检验。

3.2.1 增加控制变量法

采用增加控制变量的方法来检验示范区设立与城市绿色科技创新的影响效果，增加控制变量后的估计结果如表6 所示。从表中可以发现，DID的估计系数项仍在10%的水平上显着，因此采取增加控制变量法后发现上述结论可信。

表6 稳健性检验一（增加控制变量法）

3.2.2 反事实检验

反事实检验刻意通过改变示范区设立的时间来验证该政策的效果，从而验证效果具有一定的可信度。本文将示范区成立的时间提前1年时间，如果交互项DID 的估计系数显着，表明未通过反事实检验，则绿色科技创新很有可能来自于其他因素，而不是示范区设立所引起的。反之，如果交互项DID 的估计系数不显着，则说明示范区设立对城市绿色科技创新具有积极效果，从客观上验证了结论稳健性。反事实检验结果如表7 所示，表中报告了示范区提前1年的回归情况，DID变量系数不显着，印证了估计结果的稳健性。

表7 稳健性检验二（反事实检验结果）

政策尤其是国家战略方针的制定一般具有时效性和全局性，同时后续仍有示范区不断被批复，因此，除考虑政策的静态效果外，还应该考虑政策的动态效果。前文的分析中表明了实施示范区的政策效果，城市绿色科技创新得到了显着提升，但也只是表明了其平均影响，后续具体如何影响不得而知，即不能识别示范区设立政策对城市绿色科技创新影响的变化趋势。因此，需进一步评估其动态效应，结果如表8 所示。

表8 滞后效应

结果发现，示范区设立政策前3年的回归系数为正但不显着，从第4年开始政策效果才逐渐显现，第4、5年的回归系数显着且均为正，这也表明示范区政策并非立竿见影，存在一定的滞后效应。随后显着性越来越强，而且政策效应也越来越大。可能的原因在于：（1）当示范区刚刚成立时，入驻企业杂乱无章，企业质量参差不齐，无法形成产业集聚，随着示范区发展环境的不断优化和企业的转型升级，城市绿色科技创新逐步提升。绿色技术创新更能推动中国经济高质量发展，更能实现人与自然和谐相处的目标，在这种情况下，示范区设立政策对绿色科技创新的支持更能缓解环境污染带来的压力；（2）科技创新尤其是绿色科技创新是实现经济企业可持续发展的重要动力，示范区设立政策正是为了破解环境与经济矛盾而实施的，更具有前瞻性和突破性，因此政策具有长效机制。

前文实证结果表明了示范区政策激励了城市绿色科技创新提升。值得一提的是，示范区设立是先行先试政策，不同创新水平地区受到政策力度也不尽相同。因此，考虑将样本城市分为高创新水平地区和低创新水平地区，分别采取DID 模型进行异质性检验。估计结果如表9 所示。

表9 异质性分析

由表9 可以发现，不同创新水平地区，示范区设立政策对城市绿色科技创新的影响存在差异。具体来讲，在创新水平较高的城市，交互项系数在5%的水平上显着为正，在创新水平较低的城市不显着。可能的原因在于创新水平较高的地区创新基础较好，拥有更灵活的创新机制，绿色转化相对容易，在我国科技创新进程中处于领先地位，有着良好的创新基础和集聚效应，示范区的设立能够使得原有高新技术产业品质得到跃升，人才资源集聚也得到了体现，同时示范区定位清晰，淘汰技术落后、高污染产业趋势明显；而对于创新水平薄弱的城市来说，虽形成了企业的集聚，却未形成产业链，行政干预而非市场导向，导致绿色科技创新未得到明显提升。

2009年示范区设立标志着国家创新以点到面的思路，国务院批复示范区的目的在于设立自主创新和高技术产业发展方面的先行先试、探索经验、做出示范的区域并逐步推广，是设立创新型国家的重要途径，因此，正确辨别示范区设立的效果受到了广泛的关注。本文利用2003 ～2021年的平衡面板数据，在测算城市绿色科技创新效率的基础上，采用双重差分法对示范区设立政策对城市绿色科技创新的影响进行检验，采用增加控制变量、反事实检验法等稳健性检验后，结论依然成立；随后进行滞后性分析探索了政策长效机制，异质性检验识别了示范区政策对不同创新水平的城市绿色科技创新有何区别。研究表明：无论是否加入控制变量，示范区设立政策均显着促进了城市绿色科技创新，在外在条件不变的情况下，示范区设立政策使得城市绿色科技创新提升了约3.5%；促进作用不能即时显现，需要在第4年才能显现效果。此外，示范区设立政策对城市绿色科技创新的影响存在着个体差异，对于创新水平较低的地区，示范区政策能促进城市绿色科技创新提升，但并不显着；对于创新水平较高的地区来讲，示范区政策能显着提升城市绿色科技创新。这一结论符合示范区设立的初衷，能够有效的补充示范区创新效应机制，具有重要的理论和实践意义。

随着我国经济放缓，需要兼顾经济和生态效益的绿色科技创新作为高质量发展的保障［21］。对此提出以下建议：

（1）加强示范区的引领辐射作用。在加快建设创新型国家的发展战略背景下，应充分发挥示范区在城市绿色科技创新中的积极作用，以示范区带动产业、创新要素的集聚，发挥好示范区的引领作用，助力城市技术创新的发展；同时，要警惕唯GDP 的政绩观，减少环境污染排放、养好绿水青山；应当警惕示范区带来的“马太效应”，即示范区设立越来越显着的促进了示范区的城市绿色科技创新，但对于非示范区来说城市绿色科技创新提升并不显着，应逐步合理的增加示范区。

（2）制定差异化示范区建设，关注创新水平较低的城市，重点发挥这类城市示范区建设对绿色科技创新的引领作用。转变传统的经济发展优先思路，加强此类地区生态环境保护，引导科技创新向资源、环境、创新、经济协同方向发展；另外，降低地方保护主义，减少虹吸效应的发生，通过市场化机制发挥示范区建设的创新效应，合理规划产业链，提高示范区覆盖面，形成更广泛的示范区域，促进创新的共享。

（3）合理规划示范区产业布局。园区设立时要合理谋划产业类型，既要增加技术密集型产业，将资源密集型和劳动密集型产业转型升级，也要淘汰污染高、能耗大的产业，从而对有效减少SO2、废水、烟尘等污染物排放具有重要的警示作用；政策具有长远的绿色效应，高技术产业能够兼顾长短期利益发展，稳步推进造林绿化工程，有效开发建筑和园林绿化事业。

目前，关于政策对绿色科技创新作用机制的研究较少。因此，在未来的研究中，可从以下两方面进行考量：（1）理论拓展。示范区的设立对城市绿色科技创新有一定影响，但通过何种路径影响未得到充分的展示，因此应梳理政策对城市绿色科技创新的不同路径和作用机制；（2）样本的选取。城市层面的面板数据能部分解释绿色科技创新的改变，但微观数据更能说明问题，由于各个城市发展重点有所区别，不同行业造成城市技术创新也有所差异，在样本选取上应进一步采用行业或者企业数据检验城市间科技创新尤其是绿色科技创新的差异性。