數字經濟賦能綠色低碳發展的二階鏈式多重效應研究

高連和, 唐春美

(浙江師范大學, 浙江 金華 321004)

黨的二十大報告提出要統籌產業結構調整、污染治理、生態保護、氣候變化應對,協同推進經濟增長、降碳、減污、擴綠,推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展,這對高效利用生產要素和低碳減排提出了更高要求。伴隨數字經濟時代的到來,數據作為一種全新的生產要素被納入生產要素體系中,與勞動力、資本、土地、資源等傳統生產要素高度融合[1],改變了傳統的經濟增長體系和生產方式[2-3]。數字經濟可以提升傳統生產要素的利用效率,以更少的自然資源創造更高的經濟效益,從而為綠色發展提供新的路徑。后疫情時代,數字經濟和綠色低碳發展已成為中國未來經濟社會發展的主要方向,推動二者實現深度融合是驅動高質量發展的重要抓手。

在數字經濟興起和綠色低碳發展的背景下,數字經濟是否可以融入并作用于綠色低碳發展中?產生作用的途徑和機制又是什么?針對這些問題,本文選取2011—2020年我國省際面板數據進行分析,引入科技創新和產業結構升級因素,利用基準回歸模型和鏈式多重中介效應模型探討數字經濟賦能綠色低碳發展的效應。本文可能的邊際貢獻在于:第一,引入評價綠色低碳發展的新指標,進一步完善綠色低碳發展指標體系。第二,豐富數字經濟促進綠色低碳發展的影響機制效應內涵,將數字經濟、科技創新、產業結構升級和綠色低碳發展置于同一研究框架內,實證考察數字經濟賦能科技創新和產業結構升級的鏈式傳導機制,為數字經濟更好地促進綠色低碳發展提供參考。

一、理論分析與研究假設

(一)數字經濟與綠色低碳發展的關系

2016年,《二十國集團數字經濟發展與合作倡議》將數字經濟定義為以數字化的知識和信息為關鍵生產要素的經濟活動[4],強調信息技術的核心地位。之后,隨著數字技術的快速發展,數字經濟成為熱門話題。

數字經濟憑借信息跨時空傳遞和數據知識創造等數字技術方面的優勢,重構區域要素配置[5],提高供需匹配效率,降低資源投入與消耗[6],通過自然資源流動和能源流動兩條線[7]顯著促進綠色低碳發展。同時,數字經濟對城市發展效率[8]、綠色全要素生產率[9]、區域創新能力[10]、區域碳排放強度[11]等方面均有顯著影響。

因此,本文認為數字經濟能夠賦能綠色低碳發展。一方面,數字經濟能夠提高資源利用效率。數字經濟作為一種新的生產要素,可以提升資源要素配置水平,減少污染排放與能源過度消耗。另一方面,數字經濟能夠提升生產效率。數字經濟使傳統產業依托數字要素轉型升級,實現產業結構高級化,可快速淘汰高耗能、低效率的傳統產業?；谝陨戏治?提出如下假設:

H1:數字經濟對綠色低碳發展具有正向促進作用。

(二)科技創新與產業結構升級的關系

科技創新是一種從思想產生到資源配置再到技術開發與應用的動態過程[12];產業結構升級則是現代經濟增長的重要內生變量[13],分為產業結構合理化和高級化兩個維度[14]。產業結構升級是科技創新的必然結果,大量研究已經表明,科技創新能夠促進產業結構升級[15-18]。姜帥和龍靜[19]研究發現,科技創新可以催生新的產業結構,改變生產手段、生產工具和生產形式,提升結構優化效應和勞動生產率,進而促進傳統產業轉型升級?；谝陨戏治?提出如下假設:

H2:科技創新能促進產業結構升級(產業結構合理化和高級化)。

(三)科技創新、產業結構升級在數字經濟與綠色低碳發展之間發揮的中介作用

結合前文分析,數字經濟發展能促進技術高水平創新,優化產業結構,提高資源和能源利用效率,多渠道賦能綠色低碳發展。一方面,數字經濟可以通過加強技術創新提升城市綠色經濟效率[20]、綠色創新效率[21],減小城市碳排放強度[22],賦能城市減排[23]和綠色發展[24]。另一方面,數字經濟可以推動產業結構優化升級,助力城市低碳轉型[25],減少碳排放[26],促進綠色發展[24]。

綜觀現有文獻,針對數字經濟、科技創新、產業結構升級和綠色低碳發展之間關系的研究較多,但鮮有學者將4個變量全部結合起來進行研究。故本文將數字經濟、科技創新、產業結構升級和綠色低碳發展置于同一研究框架內,深入探究數字經濟對綠色低碳發展的影響及科技創新和產業結構升級在二者間發揮的中介效應。數字經濟發展可以加快科技創新,促進產業結構升級,從而推動綠色低碳發展?；谝陨戏治?提出如下假設:

H3:數字經濟對綠色低碳發展的影響存在傳導機制,即科技創新和產業結構升級在數字經濟對綠色低碳發展的影響中可能存在鏈式多重中介效應。

鏈式中介作用機理如圖1所示。

圖1 二階鏈式多重中介模型

因此,數字經濟賦能綠色低碳發展的二階鏈式多重效應路徑如下:

二、實證研究設計

(一)變量選取

1.被解釋變量:綠色低碳發展(GLC)

目前學界對綠色低碳發展的衡量還沒有系統性指標體系,故本文參考相關文獻[27-29],嘗試將綠色低碳發展分為綠色效益、低碳效益以及經濟社會效益3個一級指標,進而再細分為6個二級指標。為了避免主觀因素影響,利用熵權法進行計算,具體指標與權重如表1所示。

2.解釋變量:數字經濟(DE)

目前學術界還沒有形成統一的標準來測量數字經濟發展水平,故本文借鑒徐維祥等[30]的做法,從數字經濟基礎設施、數字經濟創新能力、數字經濟應用規模以及數字普惠金融4個層面進行測度,進而劃分為9個二級指標。為了避免主觀因素影響,采用熵權法進行計算,具體指標與權重如表2所示。

表1 綠色低碳發展水平評價指標體系

表2 數字經濟發展水平評價指標體系

3.控制變量

產業比值(PTI):用第三產業與第二產業的比值表示。這個比重可以反映現代化水平的高低。

人口規模(PS):用各地區年末人口總數表示。人口數量可能會增加地區能源消耗,但勞動力數量的增加也能提高勞動生產率,推動經濟快速增長。

城鎮化率(UR):用城鎮人口占地區人口的比重表示。城鎮化的發展會逐漸消除二元經濟結構,城鎮化率越高,傳統生產和現代化生產的差異就越小。

規模以上工業企業R&D經費支出(CRD):中大型工業企業的研發支出費用(萬元)。這個指標可以反映該企業的研發創新意識和研發投入強度。

人力資本水平(HC):以?？萍皩？埔陨显谛４髮W生占地區總人數的比重表示。人才要素是推動經濟發展與科技進步的重要因素,人力資本水平越高,勞動生產質量就越高,從而可促進經濟與科技發展。

4.中介變量

科技創新(FIG):參考董嘉昌等[31]的方法,用創新效率作為科技創新的替代變量。創新效率用創新支出與創新投入的比值來表示。其中,創新支出用各地區發明專利授權量占實際GDP的比重來衡量,創新投入用各地區研發支出經費占實際GDP的比重來衡量。

產業結構升級可用產業結構合理化水平和產業結構高級化水平來衡量。

產業結構合理化(RTL):用重新定義的泰爾指數來衡量。

(1)

式(1)中,RTL代表調整過的泰爾指數;Y表示國民生產總值,Yk表示第k個產業的生產總值;L表示就業總人數,Lk表示第k個產業的就業人數;n表示產業總數。調整后的泰爾指數越接近于0,產業結構越合理。

產業結構高級化(UG)的計算公式如下:

(2)

式(2)中,UG表示產業結構高級化,Ii表示第i個產業的產業增加值占總產值的比重。UG的值越大,產業結構越高級。

(二)模型構建

1.基準回歸模型

基于上述理論分析,建立如下基準回歸模型:

lnGLCit=β0+β1lnDEit+β2lnPTIit+

β3lnPSit+β4lnCRDit+β5lnURit+β6lnHCit+

μt+λt+εit

(3)

式(3)中,i表示省份,t表示年份。lnGLC為被解釋變量綠色低碳發展,lnDE為核心解釋變量數字經濟。其余變量為控制變量,具體包括:lnPTI代表產業比值,lnUR代表城鎮化率,lnPS代表人口規模,lnCRD代表規模以上工業企業R&D經費支出,lnHC代表人力資本水平。β0為截距項,ut表示個體固定效應,λt表示時間固定效應,εit為隨機擾動項。

2.鏈式多重中介效應模型

為探究數字經濟對綠色低碳發展的影響機制,以科技創新和產業結構升級(產業結構合理化和產業結構高級化)作為中介變量,構建鏈式中介效應模型。具體模型如下:

lnFIGit=β0+β1lnDEit+β2Xit+μi+

λi+εit

(4)

lnRTLit=η0+η1lnDEit+η2lnFIGit+

η3Xit+μi+λi+εit

(5)

(6)

lnGLCit=α0+α1lnDEit+α2lnRTLit+

α3lnFIGit+α4Xit+μi+λi+εit

(7)

(8)

式(4)至式(8)中,lnFIG衡量科技創新,lnRTL衡量產業結構合理化,lnUG衡量產業結構高級化。X代表上文提到的控制變量,具體包括產業比值、城鎮化率、人口規模、規模以上工業企業R&D經費支出和人力資本水平,其余變量含義與前文表述一致。

(三)數據來源及說明

以2011—2020年我國30個省份(除西藏和港澳臺地區)的面板數據作為研究對象。數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》以及各省份統計年鑒。為了保證數據結果的穩定性,對非比值型數據進行取對數處理。

三、基準回歸結果與分析

(一)描述性統計分析

變量的描述性統計結果如表3所示。從指標統計值來看,除人力資本水平差異較小外,其余變量均存在較大差異。各省份的數字經濟和綠色低碳發展水平存在明顯差異,其中科技創新存在嚴重不均衡現象,有些省份某個階段的數值只有0.011,接近于0,而有些省份則可以達到27.895。

表3 變量描述性統計結果

(二)基準回歸結果分析

先對基準回歸模型進行Hausman檢驗,結果顯示p值為0.000,拒絕了隨機效應的原假設,故采用固定效應模型?；鶞驶貧w結果如表4所示。

表4 數字經濟對綠色低碳發展影響的基準回歸結果

表4的列(1)至列(3)展示了數字經濟對綠色低碳發展的影響效應,數字經濟在1%的水平上顯著為正,說明數字經濟能夠正向促進綠色低碳發展。

進一步分析控制變量回歸結果可以發現,產業比值、人口規模、規模以上工業企業R&D經費支出、城鎮化率的系數顯著為正,而只有人力資本水平的系數為負?？赡艿脑蛉缦?第一,產業結構是以第三產業與第二產業的比值表示的,比值越大,現代化程度越高,則越能夠合理利用資源,改善環境,從而有助于促進綠色低碳發展。第二,關于人口規模,雖然個體會消耗能源,增大碳排放強度,但是人口規模越大,勞動力數量越多,創造的經濟效應也越大。良好的經濟環境會更多作用于環境治理,減小人口基數過多所帶來的環境壓力。第三,規模以上工業企業R&D經費支出越高,表明科研投入比重越大,科研產業和專利成果也會越多,技術水平提高,生產效率也會提高,從而促進綠色低碳發展。第四,關于城鎮化率,人口更多集中于城鎮,會縮小“數字鴻溝”,更好地發揮數字技術紅利,促進綠色低碳發展。第五,人才要素始終是推動經濟發展和科技進步的必然要素,這項系數雖然為負,但是沒有通過顯著性檢驗,并不能確定人力資本對綠色低碳發展的作用。

四、鏈式多重中介效應模型檢驗與分析

(一)鏈式多重中介效應模型的估計結果分析

基準回歸結果表明,數字經濟對綠色低碳發展有直接促進作用。從理論上分析,數字經濟發展能夠促進高水平技術創新,改變生產方式,促進產業結構優化升級,提高資源和能源利用效率,全方位賦能綠色低碳發展。因此,在模型中進一步加入科技創新和產業結構升級指標,探究數字經濟促進綠色低碳發展的機制路徑,結果如表5所示。

表5是對前文中式(4)至式(8)的檢驗結果。第一,列(1)是檢驗數字經濟對科技創新的作用的結果,系數顯著為正,說明可能存在數字經濟通過加強科技創新來促進綠色低碳發展的路徑。第二,列(2)和列(3)是在控制數字經濟發展水平的情況下,檢驗科技創新對產業結構合理化和產業結構高級化影響的結果?？萍紕撔聦Ξa業結構合理化的作用顯著為負,具體原因在后文解釋。而產業結構高級化沒有通過顯著性檢驗,還需要進一步檢驗。第三,列(4)和列(5)是在控制數字經濟和科技創新變量影響的情況下,檢驗產業結構升級對綠色低碳發展影響的結果,說明可能存在數字經濟通過加強科技創新來促進產業結構升級,進而促進綠色低碳發展的路徑。在該路徑中,產業結構高級化的系數為正,說明科技創新促使產業結構高級化釋放紅利,發揮中介效應。產業結構合理化的系數為負,致使總效應值小于數字經濟對綠色低碳發展影響的直接效應值,說明產業結構合理化發揮的并非是中介效應,而是遮掩效應,具體原因在后文解釋。以上結論還需要進一步進行顯著性檢驗。

(二)基于Bootstrap法和Sobel法的顯著性檢驗

上述分析只能初步確定可能存在中介效應,為了保證結果的顯著性,采用Bootstrap法和Sobel法進行鏈式多重中介效應的雙重檢驗,檢驗結果如表6所示。

由表6可知,基于Bootstrap檢驗的所有中介效應值對應的置信區間均不包括0,通過Bootstrap檢驗。對于Sobel檢驗,p值均小于0.05,通過Sobel檢驗。雙重檢驗結果表明,各路徑下的中介效應都是顯著存在的。

分析表6的結果可知:

第一,“數字經濟→科技創新→綠色低碳發展”的路徑中,科技創新的系數顯著為負,與直接效應的系數符號相反,說明總效應值小于直接效應值。由此可以判斷科技創新對數字經濟和綠色低碳發展不具有中介效應,而是有遮掩效應。這主要有兩方面原因:一方面,目前我國各地區存在要素稟賦差異,數字技術的應用存在“數字鴻溝”問題,同時還存在技術壁壘和技術瓶頸。另一方面,科技的快速發展難免會對環境造成一定的破壞,會帶來資源過度開采和浪費問題。因此,在沒有控制科技創新變量影響的情況下,數字經濟對綠色低碳發展的作用效果被遮掩了。如果控制科技創新變量的影響,就會在更大程度上發揮數字經濟對綠色低碳發展的促進作用。

表5 鏈式多重中介效應模型的估計結果

第二,“科技創新→產業結構升級”的鏈式傳導路徑中,兩種檢驗均證明科技創新顯著促進了產業結構高級化,卻抑制了產業結構合理化。這可能是因為目前我國中部和西部地區的第一產業和第二產業占比仍較大,科技的投入與使用使一部分發展合理的產業向高級化發展,而落后的產業無法適應過快的產業轉型,使得產能進一步過剩,進而影響全社會的生產效率,造成資源浪費,故抑制了產業結構合理化。但當東、中、西部產業結構得到改善時,生產模式差距縮小,此時科技創新又會作用于產業結構升級,促進產業結構高級化。

第三,“數字經濟→科技創新→產業結構合理化→綠色低碳發展”的多重鏈式中介傳導路徑中,產業結構合理化的系數顯著為負,說明存在遮掩效應。故在沒有控制產業結構合理化變量影響的情況下,數字經濟對綠色低碳發展的作用效果也會被遮掩。這主要有兩方面原因:一方面,在鏈式傳導路徑中,科技創新抑制了產業結構合理化發展,使得產業結構合理化在數字經濟和綠色低碳發展之間無法發揮中介效應。另一方面,產業結構過度合理化會使得勞動力要素過度集中在中低端基礎產業,無法向高端服務業和高新技術產業轉移,從而不利于數字經濟的發展。如果控制產業結構合理化的影響,就會在更大程度上發揮數字經濟對綠色低碳發展的促進作用。

第四,“數字經濟→科技創新→產業結構高級化→綠色低碳發展”的路徑中,產業結構高級化的系數顯著為正,說明產業結構高級化發揮部分中介效應。產業結構由合理化向高級化躍進,可以促進勞動力合理配置,發展高端產業鏈和高新技術,促進數字技術發展,加快推進綠色低碳發展。

五、穩健性檢驗

(一)工具變量法檢驗

為了避免遺漏變量造成的內生性問題,選取核心解釋變量數字經濟的滯后二期項作為工具變量進行回歸,具體結果如表7列(1)所示。結果顯示,滯后二期的數字經濟對綠色低碳發展影響的系數依舊為正,與本文的全樣本回歸系數符號一致,證實了前文結果的穩健性。

(二)異質性檢驗

將我國30個省份的樣本分為東部、中部、西部進行基準回歸檢驗,估計結果如表7列(2)至列(4)所示?？梢钥闯?東、中、西部地區數字經濟對綠色低碳發展影響的系數均顯著為正,但數值大小存在差異。東部地區具有資源稟賦優勢,西部地區在近幾年得到國家的政策和技術支持,故數字經濟作用系數都比中部地區大,符合現實情況,通過了異質性檢驗。

六、研究結論與政策建議

(一)研究結論

本文基于2011—2020年我國省際面板數據,在借鑒國內外現有研究成果的基礎上利用基準回歸模型和鏈式多重中介效應模型,將數字經濟、科技創新、產業結構升級和綠色低碳發展置于同一研究框架內,實證檢驗數字經濟賦能綠色低碳發展的二階鏈式多重效應。研究結論如下:

表7 穩健性檢驗結果

第一,數字經濟對綠色低碳發展具有正向促進作用,應大力發展數字經濟,以充分促進綠色低碳發展。數字經濟本身就是一種綠色低碳的經濟形式,其作為一種經濟新形態、新生產要素和新生產方式,可以直接推動全社會其他產業綠色低碳發展。

第二,科技創新和產業結構升級在數字經濟賦能綠色低碳發展的路徑中發揮著多重中介效應。將產業結構升級細分為產業結構合理化和產業結構高級化兩個維度,兩者作用效果有所差異?？萍紕撔潞彤a業結構合理化存在遮掩效應,控制這兩個變量會在更大程度上增強數字經濟對綠色低碳發展的促進作用。產業結構高級化發揮部分中介效應,顯著存在“數字經濟發展→加快科技創新→促進產業結構高級化→推動綠色低碳發展”的路徑。

第三,在“科技創新→產業結構升級”的鏈式傳導機制中,產業結構合理化的系數為負,產業結構高級化的系數為正,說明科技創新能促進產業結構向高級化發展,卻抑制產業結構合理化發展。

(二)政策建議

基于上述研究結論,提出以下建議:

第一,升級數字化基礎設施,完善數字經濟體系,為綠色低碳發展注入新動能。國家和地方各級政府應認識到數字經濟是推動經濟社會發展的強大動能和促進綠色低碳發展的重要力量,積極制定各項政策措施,完善數字經濟體系。大力發展數字經濟,加快數字基礎設施建設,引導數字經濟新模式、新業態形成,以充分發揮數字經濟在綠色低碳發展中的積極作用。

第二,加強科技創新,引領制造業轉型升級,鼓勵和引導科技創新服務于綠色低碳發展?？萍紕撔率冀K是推動數字經濟發展和社會進步不可或缺的重要因素。要加快科技創新,特別是與數字經濟相關的數字技術創新,提高科技創新投入比例,促進各地區科技創新產出不斷增長,以科技創新帶動數字經濟發展。同時,督促社會將科技創新更多用于推動產業結構轉型升級上,加快推進高能耗、低效率產業的數字化轉型升級,促進傳統產業數字化轉型升級,使產業結構趨于合理化、高級化,從而最大限度地發揮數字經濟促進綠色低碳發展的紅利機制作用。

第三,彌合“數字鴻溝”,推動數字要素跨區域流動,實現綠色低碳普惠發展。要正視目前我國東、中、西部地區存在的基礎設施和技術條件差異,加大對經濟相對不發達地區的數字技術支持和政策支持,加強數字技術應用和普及,引導人才要素、技術要素和數字要素流動,鼓勵優勢地區為劣勢地區提供幫助,以縮小技術差距和“數字鴻溝”,實現技術和數字共享。