科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與區(qū)域碳排放強(qiáng)度
——基于空間計(jì)量模型的實(shí)證分析

■尹迎港，常向東

一、引言與文獻(xiàn)綜述

全球氣候變化已經(jīng)成為人類社會發(fā)展的最大挑戰(zhàn)之一，根據(jù)國際能源署（IEA）發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)，中國是全球最大的二氧化碳排放國，且碳排放總量仍然在增加。在應(yīng)對氣候變化和推行低碳經(jīng)濟(jì)已成為世界各國共識的前提下，2020年9月，習(xí)近平主席在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話中首次提出了我國碳排放的“30·60”目標(biāo)，即中國二氧化碳排放“力爭于2030年前達(dá)到峰值，力爭2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和”。國際發(fā)展歷程表明，歐洲大多數(shù)發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體在20世紀(jì)90年代實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，美國于2007年實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，并且多數(shù)國家計(jì)劃于2050年左右實(shí)現(xiàn)碳中和，而我國作為最大的發(fā)展中國家，能源需求依然旺盛，且傳統(tǒng)工業(yè)“高投入、高消耗、高污染、低效益”的粗放式發(fā)展給我國帶來了巨大的減排壓力，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面也亟待轉(zhuǎn)型與升級以迎合當(dāng)今社會倡導(dǎo)的低碳經(jīng)濟(jì)與綠色發(fā)展的時(shí)代命題。2013年，我國經(jīng)濟(jì)增長進(jìn)入常態(tài)化，開始增速換擋并在中共十八屆五中全會上首次提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大新發(fā)展理念，“十三五”期間國家污染防治的力度更是空前加大，我國生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善?！笆奈濉币?guī)劃也提到要落實(shí)2030年應(yīng)對氣候變化國家自主貢獻(xiàn)目標(biāo)，制定2030年前碳排放達(dá)峰行動(dòng)方案，實(shí)施以碳排放強(qiáng)度控制為主、碳排放總量控制為輔的制度，支持有條件的地方和重點(diǎn)行業(yè)、重點(diǎn)企業(yè)率先達(dá)到碳排放峰值。如今“碳達(dá)峰、碳中和”已經(jīng)被提及到國家戰(zhàn)略高度層面，碳達(dá)峰已成為“十四五”規(guī)劃的核心關(guān)鍵詞，從政府到企業(yè)，以碳達(dá)峰、碳中和為目標(biāo)的低碳行動(dòng)已按下加速鍵，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量增長勢必要符合綠色、低碳、可持續(xù)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展觀。

創(chuàng)新的本質(zhì)就是對經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的“創(chuàng)造性破壞”，同時(shí)創(chuàng)新也是經(jīng)濟(jì)增長的根本動(dòng)力，并且科技創(chuàng)新水平的提高與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級都是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量與可持續(xù)增長的強(qiáng)勁內(nèi)生動(dòng)力（易信，2015）。縱觀發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的發(fā)展歷程，無不是通過促進(jìn)科技進(jìn)步、鼓勵(lì)發(fā)明創(chuàng)新、加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、提升人力資本水平等促進(jìn)社會的高質(zhì)量發(fā)展?！半p碳”目標(biāo)是體現(xiàn)我國大國責(zé)任擔(dān)當(dāng)以及推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展實(shí)現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要方面，而科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級又是影響區(qū)域碳排放的重要途徑（孫麗文等，2020）。在新時(shí)代背景下，探索科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和區(qū)域碳排放強(qiáng)度之間的關(guān)系對我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

碳排放強(qiáng)度、碳生產(chǎn)率是衡量區(qū)域碳排放程度、平衡經(jīng)濟(jì)增長和環(huán)境污染的重要指標(biāo)。通過科技創(chuàng)新或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級促進(jìn)碳減排和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展已逐漸成為業(yè)內(nèi)共識。國內(nèi)外有大量研究表明科技創(chuàng)新對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低具有正向推動(dòng)作用（Yang et al.，2014；程鈺等，2019），并且研發(fā)投入對各類要素密集型企業(yè)的碳生產(chǎn)率均存在一定的促進(jìn)作用（郭炳楠等，2014）。李盡法和王秋月（2020）基于我國省際面板數(shù)據(jù)，通過構(gòu)建空間杜賓模型，發(fā)現(xiàn)加大本地區(qū)綠色研發(fā)投入對本地區(qū)與周邊地區(qū)碳生產(chǎn)率的提高均具有顯著的正向作用。張雪峰等（2021）基于Heckman兩階段模型，選取我國2019年工業(yè)部門41個(gè)細(xì)分行業(yè)的相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建工業(yè)碳生產(chǎn)率影響的實(shí)證模型，發(fā)現(xiàn)勞動(dòng)力投入和技術(shù)創(chuàng)新能夠顯著促進(jìn)工業(yè)碳生產(chǎn)率的提升。范丹和孫曉婷（2020）基于動(dòng)態(tài)面板平滑轉(zhuǎn)移模型，發(fā)現(xiàn)環(huán)境規(guī)制能夠通過激發(fā)綠色技術(shù)創(chuàng)新這個(gè)中介機(jī)制促進(jìn)地區(qū)的綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。陳瑤和吳婧（2021）基于STIRPAT理論模型，利用我國省級和四大經(jīng)濟(jì)區(qū)域的面板數(shù)據(jù)，分析提出我國在實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)的過程中，應(yīng)當(dāng)考慮區(qū)域異質(zhì)性，并加大東北地區(qū)和中西部地區(qū)的技術(shù)創(chuàng)新規(guī)模及投入強(qiáng)度，尤其是創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化能力。

同時(shí)，也有大量研究關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳減排的影響。王文舉和向其鳳（2014）基于投入產(chǎn)出理論，構(gòu)建投入產(chǎn)出模型，發(fā)現(xiàn)我國存在工業(yè)產(chǎn)能過剩的供求結(jié)構(gòu)矛盾，證實(shí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠顯著促進(jìn)區(qū)域的節(jié)能減排。馬麗梅等（2018）通過CGE模型分析發(fā)現(xiàn)人均收入水平與合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是能源綠色化和低碳化的重要條件。王少劍和黃永源（2019）將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)納入到碳排放的驅(qū)動(dòng)要素中進(jìn)行分析，也發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對降低區(qū)域碳排放強(qiáng)度具有正向推動(dòng)作用。還有學(xué)者認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型可以加快環(huán)境庫茲涅茲曲線（倒“U”型）拐點(diǎn)的出現(xiàn)進(jìn)而促進(jìn)碳減排。但何文舉等（2019）發(fā)現(xiàn)人口、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以及企業(yè)密度對區(qū)域碳排放的影響大致呈現(xiàn)正“N”型的走勢。程葉青等（2013）利用空間計(jì)量回歸發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對碳減排的格局演變具有重要的推動(dòng)作用。此外，還有不少學(xué)者認(rèn)為碳排放強(qiáng)度相對較低的地區(qū)多為經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)或發(fā)展較快的地區(qū)，其中產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)型升級整體上提高了這些區(qū)域第二產(chǎn)業(yè)的能源利用率，從而使得碳排放強(qiáng)度相對較低（肖雁飛等，2014）。劉金全和魏闕（2020）通過運(yùn)用PVAR模型分析發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平之間的相互影響并不顯著，但因果關(guān)系較為顯著，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠顯著促進(jìn)地區(qū)的碳減排和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級往往伴隨著產(chǎn)業(yè)集聚的發(fā)生，劉媛媛（2020）基于經(jīng)典EKC理論建立面板數(shù)據(jù)模型，分析出產(chǎn)業(yè)集聚對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低亦具有顯著的正向作用?？紤]到產(chǎn)業(yè)的異質(zhì)性，從農(nóng)業(yè)視角研究發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級反而會加快農(nóng)業(yè)的碳排放，二者存在正相關(guān)關(guān)系（陳銀娥與陳薇，2018）。

綜上所述，國內(nèi)外關(guān)于科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與區(qū)域碳排放強(qiáng)度關(guān)系的已有研究大多是分析兩者之間的關(guān)系，將三者同時(shí)納入統(tǒng)一框架的分析相對較少，并且方法上運(yùn)用空間計(jì)量研究其空間相關(guān)性以及溢出效應(yīng)的文獻(xiàn)相對較少，缺少與三者相關(guān)的具體作用機(jī)制的研究。本文試圖基于空間視角，在重點(diǎn)研究科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度影響的基礎(chǔ)上，分析其中可能存在的空間溢出效應(yīng)，并探究二者對碳排放強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)交互作用和間接作用，為推動(dòng)我國減排降碳協(xié)同增效、更好達(dá)成“30·60”目標(biāo)和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展提供有價(jià)值的參考。

二、理論分析與研究假設(shè)

（一）科技創(chuàng)新對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的影響

關(guān)于科技創(chuàng)新對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的影響，一方面，科技創(chuàng)新能夠改進(jìn)企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平，通過成果轉(zhuǎn)化不斷提高資源的利用率，為企業(yè)開發(fā)利用新能源、清潔能源提供更多渠道，并在整體上降低企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)和交易等成本，從而能夠在生產(chǎn)層面的初始環(huán)節(jié)減少社會整體對傳統(tǒng)化石能源的依賴，最終促進(jìn)區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低。另一方面，科技創(chuàng)新在一定程度上也能改變生產(chǎn)要素的就業(yè)結(jié)構(gòu)、供需結(jié)構(gòu)、進(jìn)出口結(jié)構(gòu)甚至是人力資本結(jié)構(gòu)，使得勞動(dòng)力的空間適配性逐漸增強(qiáng)，且要素的質(zhì)量以及配置動(dòng)態(tài)效率將會不斷提高，進(jìn)而會促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式由傳統(tǒng)粗放式向集約式、發(fā)展動(dòng)力由要素驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的快速邁進(jìn)?？萍紕?chuàng)新不僅會使生產(chǎn)要素等真正轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的研究成果，還能夠增加碳交易、碳稅等的價(jià)格彈性，通過將成果轉(zhuǎn)化為市場化的工具，促進(jìn)區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低。綜上分析，提出研究假設(shè)1：

假設(shè)1：科技創(chuàng)新對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低具有顯著的正向影響。

（二）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的影響

在我國的工業(yè)化進(jìn)程中，由于第二產(chǎn)業(yè)對傳統(tǒng)能源的依賴性較強(qiáng)并且相對其他產(chǎn)業(yè)來說集聚了較多的高能耗部門，第二產(chǎn)業(yè)“高投入、高污染、低產(chǎn)出”的發(fā)展模式，其所產(chǎn)生的碳排放量在三個(gè)產(chǎn)業(yè)中的比重也是最高的，再疊加產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局劃分不合理的影響，最終會不斷增加廢氣排放與污染，惡化生態(tài)環(huán)境。一般來說，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級可以通過以下幾個(gè)途徑對區(qū)域碳排放產(chǎn)生影響：一方面，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠通過提質(zhì)增效和減少成本，逐漸降低第二產(chǎn)業(yè)對能源的消費(fèi)依賴性。另一方面，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級可以促進(jìn)要素的快速流動(dòng)和資源的優(yōu)化整合及高效分配，通過提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，在宏觀層面上提升碳排放績效并在一定程度上對碳排放強(qiáng)度進(jìn)行有效抑制，加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向環(huán)保低碳型轉(zhuǎn)型升級。綜上分析，提出研究假設(shè)2：

假設(shè)2：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低具有顯著的正向影響。

（三）科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)影響與間接影響

已有研究表明科技創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的作用主要發(fā)生在產(chǎn)出的供給端（趙曉男等，2019），即科技成果轉(zhuǎn)化方面，將科技成果內(nèi)化為企業(yè)能夠直接投入到生產(chǎn)運(yùn)營環(huán)節(jié)中的工具要素，通過提高企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低生產(chǎn)成本促進(jìn)其結(jié)構(gòu)升級轉(zhuǎn)型。而關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對科技創(chuàng)新影響的探究則相對較少，趙慶（2018）認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠重新匹配創(chuàng)新資源，將其分配到需求更高的行業(yè)當(dāng)中，提升要素的利用效率；也能夠通過對收入分配、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等的影響變更要素的供給，改變要素供求結(jié)構(gòu)，倒逼企業(yè)通過加大研發(fā)投入，提升科技創(chuàng)新水平及科技成果的轉(zhuǎn)化能力。此外，有研究表明科技創(chuàng)新能夠提高能源的使用效率（付娉娉等，2017），從長期看，科技創(chuàng)新會通過成果轉(zhuǎn)化促進(jìn)新能源、資本等其他要素對傳統(tǒng)能源的替代，進(jìn)而降低能源消耗；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級也會對能源效率的提高產(chǎn)生顯著的正向影響（沈冰和李鑫，2020）。因此，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者能夠相互促進(jìn)并會對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低產(chǎn)生直接或間接的影響，結(jié)合前文分析科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳減排存在的積極影響，提出研究假設(shè)3—6：

假設(shè)3：科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低具有正向的交互關(guān)聯(lián)影響。

假設(shè)4：科技創(chuàng)新能通過加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低產(chǎn)生間接影響。

假設(shè)5：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能通過提升科技創(chuàng)新水平對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低產(chǎn)生間接影響。

假設(shè)6：科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能通過提高能源使用效率對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低產(chǎn)生間接影響。

三、變量選取與模型設(shè)定

（一）指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

1.被解釋變量

碳排放強(qiáng)度：CI。根據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）制定的《國家溫室氣體清單指南》中提供的參考方法對我國各省的碳排放量進(jìn)行估算：

其中，C為碳排放總量，Ei為能源的消費(fèi)量，δi為能源i的碳排放系數(shù)。i選取我國原煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣等8種主要消費(fèi)化石燃料。具體計(jì)算公式為：

其中，CIjt表示j省第t年的碳排放強(qiáng)度，GDPjt為j省第t年的地區(qū)生產(chǎn)總值，CIjt即單位GDP的碳排放量。碳排放強(qiáng)度值越高，意味著該區(qū)域碳排放污染較嚴(yán)重，節(jié)能減排的空間與潛力越大。

2.核心解釋變量

科技創(chuàng)新，根據(jù)國家專利局以及國家統(tǒng)計(jì)局官方數(shù)據(jù)，選取各地區(qū)每萬人年授權(quán)專利總量作為衡量地區(qū)科技創(chuàng)新水平的代理變量。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，考慮本文要研究科技創(chuàng)新對碳排放強(qiáng)度的影響，因此將側(cè)重分析產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨向高級化對碳減排的影響。參考徐德云（2008）研究中使用的“產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)指數(shù)”構(gòu)建本文產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的代理變量，具體計(jì)算過程如下：

其中，iup表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級指標(biāo)，In表示各省第一、二、三產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值的GDP占比，iup越大，說明該地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級水平越高。

3.控制變量

參考李金鎧等（2020）、張雪峰等（2021），徐如濃和吳玉鳴（2016）等學(xué)者的研究，選取基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平（地區(qū)年公路總里程數(shù)）、公共服務(wù)水平（政府公共服務(wù)總支出/GDP）、對外開放水平（地區(qū)年凈出口/GDP，其中美元匯率按照年平均匯率計(jì)算）、宏觀稅負(fù)（一般公共預(yù)算收入/GDP）、人力資本水平作為控制變量。其中，地區(qū)人力資本水平的測算根據(jù)中國公共教育體系的學(xué)制設(shè)計(jì)，并遵循文獻(xiàn)中的普遍做法，分別將小學(xué)教育、初中教育、高中教育、普通高等教育層次的教育年限設(shè)定為6年、9年、12年和16年，然后加權(quán)計(jì)算得到勞動(dòng)力平均受教育年限，權(quán)重為相應(yīng)受教育層次的實(shí)際在校人數(shù)人員占比。此外，為緩解異方差可能帶來的影響，對部分變量取對數(shù)處理。

4.數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》、各地區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒以及CSMAR數(shù)據(jù)庫和國家知識產(chǎn)權(quán)局所公布的相關(guān)數(shù)據(jù)。鑒于數(shù)據(jù)的可靠性與可得性，選取中國2009—2019年30個(gè)省份（不包括港澳臺、西藏）的相關(guān)數(shù)據(jù)，展開實(shí)證分析，主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)分析如表1所示。

表1 主要變量的描述性統(tǒng)計(jì)

（二）模型設(shè)定

1.空間權(quán)重矩陣設(shè)定

在空間計(jì)量模型的研究中，空間權(quán)重矩陣具有外生性。結(jié)合新地理學(xué)第一定律，本文將采用地理鄰接、距離、反距離平方矩陣，還有根據(jù)碳排放強(qiáng)度構(gòu)造的地理碳排放權(quán)重矩陣作為本次研究的空間權(quán)重矩陣，并對矩陣做標(biāo)準(zhǔn)化處理，具體定義如下：

地理鄰接矩陣W1。即若兩個(gè)省域之間的地理位置相鄰，則Wij=1；否則Wij=0。具體計(jì)算公式如下：

地理距離權(quán)重矩陣W2?；趦墒〉乩韼缀沃行闹g的距離構(gòu)建的空間權(quán)重矩陣，其中dij為根據(jù)經(jīng)緯度測算的兩省之間的地表距離。具體計(jì)算公式如下：

地理碳排放權(quán)重矩陣W4。根據(jù)兩地區(qū)碳排放強(qiáng)度的相關(guān)性構(gòu)建碳排放經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣。設(shè)定以下wij構(gòu)建空間碳排放經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣，其中CIit和CIjt分別表示i、j地區(qū)2009—2019年的碳排放強(qiáng)度的均值，wij越大則說明兩地碳排放強(qiáng)度的空間關(guān)系越相關(guān)，具體計(jì)算公式如下：

2.空間自相關(guān)性檢驗(yàn)

為驗(yàn)證區(qū)域碳排放強(qiáng)度是否具有空間上的相關(guān)性，本文采用全局莫蘭指數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，相應(yīng)計(jì)算公式如下：

表2 四種權(quán)重矩陣下碳排放的Moran′I指數(shù)

3.空間計(jì)量模型選擇

在進(jìn)行回歸之前，參考Elhorst（2014）的研究，進(jìn)行一系列空間計(jì)量模型檢驗(yàn)，進(jìn)而選定適合本文研究的空間計(jì)量模型。首先，通過LM檢驗(yàn)與穩(wěn)健的LM檢驗(yàn)先確定SEM模型、SAR模型以及SDM模型的相應(yīng)適配情況；其次，進(jìn)行LR檢驗(yàn)與Wald檢驗(yàn)，進(jìn)一步確定SDM模型是否會退化成SAR或SEM模型；最后，通過Hausman檢驗(yàn)確定選用隨機(jī)效應(yīng)還是固定效應(yīng)展開研究。具體檢驗(yàn)結(jié)果如表3所示：

據(jù)表3的檢驗(yàn)結(jié)果，可以看出各項(xiàng)檢驗(yàn)均顯著拒絕原假設(shè)，故初步選用SDM模型進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。Hausman檢驗(yàn)結(jié)果顯著拒絕原假設(shè)，依次進(jìn)行空間、時(shí)間以及時(shí)空固定效應(yīng)檢驗(yàn)對比，最終選擇時(shí)間固定效應(yīng)的SDM模型為本文實(shí)證研究的基準(zhǔn)模型。模型具體設(shè)定如下：

表3 空間計(jì)量模型檢驗(yàn)

其中，CIjt為j地區(qū)t時(shí)間的碳排放強(qiáng)度，Xjt為一系列控制變量，Wij為空間權(quán)重矩陣，λt為時(shí)間固定效應(yīng)，εjt為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

四、實(shí)證回歸結(jié)果與分析

（一）空間面板杜賓模型回歸分析

根據(jù)上文檢驗(yàn)結(jié)果，選擇加入固定效應(yīng)的SDM模型進(jìn)行實(shí)證分析，并且為了檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷姆€(wěn)健性，將依次加入上文所提及的四種空間權(quán)重矩陣W1—W4，對本文基準(zhǔn)模型進(jìn)行回歸分析，科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與區(qū)域碳排放強(qiáng)度的實(shí)證回歸結(jié)果如表4所示：

表4 科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對碳排放的影響空間面板回歸結(jié)果

由表4回歸結(jié)果可以看出，大多數(shù)解釋變量通過顯著性檢驗(yàn)，且空間自回歸系數(shù)ρ均通過了1%的顯著性水平檢驗(yàn)，說明在空間交互的作用下，區(qū)域碳排放強(qiáng)度具有顯著的空間依賴性，區(qū)域碳排放在地區(qū)間存在顯著的示范效應(yīng)和帶頭作用。核心解釋變量科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級整體上來說對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低具有顯著的正向影響，且科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和空間權(quán)重矩陣的空間交互項(xiàng)顯著，說明該地區(qū)科技創(chuàng)新水平的提升和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級也會在一定程度上對空間相鄰區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用，整體回歸結(jié)果與前文理論分析一致，驗(yàn)證了假設(shè)1—3。

控制變量方面，人力資本水平的提升能夠降低區(qū)域碳排放強(qiáng)度?？紤]人力資本水平的提升，一方面能夠通過提升人們的整體綜合素質(zhì)，使得人們節(jié)能減排和保護(hù)環(huán)境的意識逐漸增強(qiáng)，從微觀層面促進(jìn)碳減排；另一方面，人力資本的快速積累有利于加快地區(qū)的科技創(chuàng)新進(jìn)程，通過科技創(chuàng)新、成果轉(zhuǎn)化帶來的企業(yè)生產(chǎn)成本的降低以及綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展效率的綜合提升，促進(jìn)區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低和低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。宏觀稅負(fù)對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的影響整體上為正向作用，分析原因是，企業(yè)為響應(yīng)國家號召節(jié)能減排，尤其是我國很多省份仍以重工業(yè)為支撐、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度相對較低，企業(yè)減排成本較高，疊加政府宏觀稅負(fù)的提高，將更不利于區(qū)域碳減排和綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展。政府公共服務(wù)支出水平的提高會促進(jìn)區(qū)域碳減排，原因在于地方政府會響應(yīng)國家號召，對碳減排相關(guān)工作高度重視，積極出臺有關(guān)碳減排的政策以及法律法規(guī)，鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，增加針對企業(yè)技術(shù)研發(fā)方面的政策傾斜、資金扶持等公共服務(wù)的供給，加快企業(yè)通過技術(shù)創(chuàng)新向環(huán)保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的進(jìn)程，通過降成本、爭創(chuàng)新進(jìn)而促減排，最終助力社會經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。公共基礎(chǔ)設(shè)施水平的完善會促進(jìn)區(qū)域碳減排，考慮交通等基礎(chǔ)設(shè)施的完善會提高企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營效率和運(yùn)輸相關(guān)的周轉(zhuǎn)效率，會在一定程度上降低整個(gè)省域的能源使用成本和能源需求，從而促進(jìn)碳減排。對外開放水平整體上有利于區(qū)域碳減排，對外開放會加速生產(chǎn)、資本等要素的跨區(qū)流動(dòng)，推動(dòng)區(qū)域的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級進(jìn)程，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和碳排放強(qiáng)度的降低。

由于在空間計(jì)量模型回歸中同時(shí)包含空間權(quán)重矩陣與被解釋變量的交互項(xiàng)及解釋變量與空間權(quán)重矩陣的交互項(xiàng)，因此總效應(yīng)包括兩部分，即對自身產(chǎn)生的直接效應(yīng)和其他地區(qū)對其所產(chǎn)生的間接效應(yīng)或空間溢出效應(yīng)。參考Lesage&Pace（2008、2009）的研究，為解決以上問題，本文進(jìn)一步估計(jì)科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度影響的三個(gè)分解效應(yīng)，具體回歸結(jié)果如表5所示。

表5 SDM模型的直接效應(yīng)、空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)

由表5的回歸結(jié)果可以看出，科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的直接效應(yīng)和空間溢出效應(yīng)均顯著為負(fù)，表明科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳減排不僅具有明顯的直接促進(jìn)作用，其所引致的空間溢出效應(yīng)對鄰近地區(qū)碳排放強(qiáng)度的降低也具有顯著的推動(dòng)作用?？萍紕?chuàng)新具有較強(qiáng)的外部性在于地區(qū)科技創(chuàng)新水平的提升會有利于關(guān)聯(lián)地區(qū)科技創(chuàng)新的加快，進(jìn)而降低關(guān)聯(lián)地區(qū)的碳排放強(qiáng)度。而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的推進(jìn)，整體上通過產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈的關(guān)聯(lián)作用促進(jìn)區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展。由空間溢出效應(yīng)的系數(shù)可以看出，地理碳排放權(quán)重矩陣下的科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對鄰近地區(qū)的空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)整體上強(qiáng)于以上三種基于地理因素設(shè)定的空間權(quán)重矩陣的分解結(jié)果，得益于互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展以及交通工具的多樣化，為區(qū)域科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的協(xié)同發(fā)展以及促進(jìn)區(qū)域碳減排提供便利。

（二）科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的關(guān)聯(lián)影響分析

上文驗(yàn)證了科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的直接影響和相應(yīng)的空間溢出效應(yīng)，為檢驗(yàn)科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放的空間關(guān)聯(lián)作用，引入二者的交互項(xiàng)，并對變量進(jìn)行中心化處理，構(gòu)建如下模型：

相關(guān)估計(jì)結(jié)果如表6所示，在四種空間權(quán)重矩陣下，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的交互項(xiàng)系數(shù)均為負(fù)，且均通過了5%的顯著性檢驗(yàn)，表明二者對碳排放強(qiáng)度的降低具有正向的關(guān)聯(lián)作用?？紤]到一方面，科技創(chuàng)新能夠促進(jìn)人力資本的形成，并且加快技術(shù)革新，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)成本的降低和運(yùn)營效益的提升，進(jìn)而加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級促使向其高級化、合理化方向發(fā)展。另一方面，隨著國家“科技創(chuàng)新2030—重大項(xiàng)目”的逐步推進(jìn)，地方政府越發(fā)重視地區(qū)科技創(chuàng)新水平的提升，會相繼出臺更多的優(yōu)惠政策，促進(jìn)更多資金流向技術(shù)創(chuàng)新行業(yè)，同時(shí)也進(jìn)一步完善了地方的創(chuàng)新環(huán)境和市場化程度，改善生產(chǎn)等要素的合理配置，從而促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級。而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級方面，國家層面節(jié)能減排的戰(zhàn)略定位使得企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)門檻升高，一方面，企業(yè)為加速產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向低碳轉(zhuǎn)型升級需加快自主科技創(chuàng)新，通過新技術(shù)紅利減成本并促減排；另一方面，地方政府為企業(yè)轉(zhuǎn)型過程中所需的技術(shù)研發(fā)等提供資金支持與政策扶持，也會間接提升當(dāng)?shù)乜萍紕?chuàng)新水平。通過以上分析，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級二者能夠相互促進(jìn)，并共同促進(jìn)區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低。

表6 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、科技創(chuàng)新對碳排放的關(guān)聯(lián)影響

（三）科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳減排影響的中介機(jī)制檢驗(yàn)分析

基于前文的分析，科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級以及二者的交互作用對碳排放強(qiáng)度的降低均具有積極作用。并且，科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級不僅能夠?qū)^(qū)域碳減排產(chǎn)生直接的正面影響，還可能借助產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、科技創(chuàng)新以及能源效率等對碳減排產(chǎn)生間接影響。因此，在空間杜賓面板模型的基礎(chǔ)上建立中介效應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以檢驗(yàn)相關(guān)中介機(jī)制效應(yīng)是否存在。能源效率指標(biāo)參考楊森和林愛梅（2019）的做法，以單位能耗所創(chuàng)造的產(chǎn)值進(jìn)行衡量，能源效率越大，意味著生產(chǎn)效率越高，越有利于經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，并采用逐步回歸法（Baron&Kenny，1986）。前文關(guān)于科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度降低的影響已得到驗(yàn)證，以下將主要針對中介效應(yīng)機(jī)制檢驗(yàn)的第二、三步進(jìn)行研究分析，具體中介效應(yīng)檢驗(yàn)方程如下：

其中，Mjt為中介變量：科技創(chuàng)新（innovate）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級（iup）、能源效率（ee）。Tjt為檢驗(yàn)變量：科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，ψjt和Xjt為模型相應(yīng)的控制變量，空間權(quán)重矩陣取地理鄰接矩陣W1。中介機(jī)制檢驗(yàn)的回歸結(jié)果如表7所示。

表7 科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對碳排放影響的中介機(jī)制檢驗(yàn)

通過表7中列（1）—列（4）的回歸結(jié)果可以看出，科技創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與能源效率均具有顯著的正向作用，說明科技創(chuàng)新水平的提升能夠促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與能源效率的提升；并且科技創(chuàng)新能夠通過促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和提高能源效率兩個(gè)重要途徑間接降低區(qū)域的碳排放強(qiáng)度。由列（5）—列（8）的結(jié)果可以看出，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對科技創(chuàng)新與能源效率亦具有顯著的正向作用，說明在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級促進(jìn)區(qū)域碳減排的過程中，除由企業(yè)提質(zhì)增效通過向環(huán)保型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級所帶來的直接影響之外，科技創(chuàng)新與能源效率是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度產(chǎn)生間接影響的兩個(gè)關(guān)鍵傳導(dǎo)途徑，回歸結(jié)果與上文理論分析一致，驗(yàn)證了假設(shè)4—6。

為進(jìn)一步驗(yàn)證上文中介機(jī)制效應(yīng)的存在，通過bootstrap檢驗(yàn)隨機(jī)抽樣1000次進(jìn)行再次檢驗(yàn)，結(jié)果顯示中介變量的間接效應(yīng)和直接效應(yīng)的偏差校正百分法與百分位法均在95%的置信區(qū)間上不包括0，均通過檢驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了部分中介效應(yīng)的存在，與上文的估計(jì)結(jié)果保持一致，再次證明以上中介機(jī)制檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。具體檢驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

表8 Bootstrap中介機(jī)制檢驗(yàn)

通過上述中介機(jī)制檢驗(yàn)還可以看出，科技創(chuàng)新的空間系數(shù)ρ顯著為正，說明區(qū)域間科技創(chuàng)新水平的提升顯著的溢出效應(yīng)和示范效應(yīng)。而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的空間系數(shù)ρ為負(fù)，考慮到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級過程中可能會產(chǎn)生一種“虹吸效應(yīng)”，即發(fā)展較快的地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)在優(yōu)化過程中可能會對周邊地區(qū)的人才、資金等要素產(chǎn)生一定的吸引作用，從而可能會對鄰近地區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級產(chǎn)生不利影響。但該效應(yīng)會伴隨地理距離衰減，且隨著交通、公共基礎(chǔ)設(shè)施的完善和市場化、區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的推進(jìn)，這種效應(yīng)會被逐漸弱化（丁任重，2021）。

（四）穩(wěn)健性檢驗(yàn)

第一，由前文回歸結(jié)果可以看出，四種空間權(quán)重矩陣下，科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的影響整體上均為顯著，雖然變量估計(jì)系數(shù)的大小有所差異，但其方向沒有發(fā)生根本改變，表明研究結(jié)果穩(wěn)健可靠。

第二，通過更換核心解釋變量，將科技創(chuàng)新更換為各地區(qū)年專利授權(quán)的增量作為其替代變量，將第三與第二產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值之比作為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的替代變量，回歸結(jié)果的核心解釋變量依然顯著，且對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的作用方向不發(fā)生變化，再次說明整體結(jié)果穩(wěn)健可靠。

五、結(jié)論分析與對策建議

本文通過我國2009—2019年30個(gè)省份的面板數(shù)據(jù)，采用空間杜賓模型分析了科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的影響。具體結(jié)論有：第一，區(qū)域碳減排具有較強(qiáng)的空間示范效應(yīng)，故地區(qū)間的碳減排具有相互促進(jìn)的作用；第二，科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級均能夠促進(jìn)區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低；第三，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級相互促進(jìn)且對區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低具有積極的空間關(guān)聯(lián)交互作用；第四，科技創(chuàng)新能夠通過促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和提高能源效率促進(jìn)區(qū)域碳減排；第五，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠通過促進(jìn)科技創(chuàng)新和提高能源效率對碳減排產(chǎn)生間接積極影響。

基于以上結(jié)論，得到以下對策啟示：第一，持續(xù)推進(jìn)“雙創(chuàng)”環(huán)境的完善，建立健全促進(jìn)科技創(chuàng)新的有效機(jī)制。一方面，政府應(yīng)加大針對科技創(chuàng)新方面的政策傾斜與扶持力度，鼓勵(lì)和倡導(dǎo)企業(yè)加大研發(fā)投入，提高科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化效率，注重科技研發(fā)成果的實(shí)用價(jià)值，兼顧環(huán)保、綠色和商業(yè)價(jià)值，形成合理有效且可復(fù)制推廣的具體實(shí)用措施。另一方面，要提高教育質(zhì)量，加大人才引進(jìn)力度，促進(jìn)人力資本積累，鼓勵(lì)“干中學(xué)”，加快形成產(chǎn)學(xué)研深度融合的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型發(fā)展的長效機(jī)制，從源頭生產(chǎn)環(huán)節(jié)促進(jìn)碳減排。第二，加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)間的協(xié)調(diào)均衡發(fā)展。通過提供政策優(yōu)惠、資金支持等舉措來促進(jìn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，進(jìn)一步提升要素資源的配置效率，促進(jìn)地區(qū)產(chǎn)業(yè)的合理布局，鼓勵(lì)企業(yè)由低附加值向高附加值、高污染向低污染的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，推動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向環(huán)保低碳型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。第三，繼續(xù)推進(jìn)減稅降費(fèi)，增大公共服務(wù)供給。加大對發(fā)展相對較慢地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施投入力度，完善企業(yè)生產(chǎn)所需要的基礎(chǔ)配套設(shè)施，通過減少企業(yè)的運(yùn)營成本，營造有利于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的重要氛圍，進(jìn)而促進(jìn)區(qū)域碳減排。第四，繼續(xù)推進(jìn)低碳城市試點(diǎn)建設(shè)。通過資金扶持、技術(shù)支持、政策優(yōu)惠傾斜等方式，有效降低試點(diǎn)地區(qū)的碳排放強(qiáng)度，并對其周邊區(qū)域形成積極示范效應(yīng)，促進(jìn)區(qū)域整體減排和協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，通過提升技術(shù)創(chuàng)新水平和加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級這兩個(gè)重要渠道，挖掘出新時(shí)代下的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，并充分發(fā)揮二者協(xié)同減排降碳的重要效果，更好地促進(jìn)我國區(qū)域碳排放強(qiáng)度的降低和經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。