創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與碳排放的關(guān)系研究
——基于長江經(jīng)濟(jì)帶省域的實(shí)證分析

■ 丁 涵/史璐麗/楊麗華

（寧波大學(xué)商學(xué)院，浙江 寧波 315211）

0 引言

改革開放以來，中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，創(chuàng)造了世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展史上的奇跡。與此同時(shí)，我國能源 需求、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的矛盾也日益凸顯，因此，大力推動(dòng)綠色低碳發(fā)展，統(tǒng)籌推進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)環(huán)境高水平保護(hù)，將成為現(xiàn)階段社會(huì)發(fā)展的重要任務(wù)。2021年2月發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)的指導(dǎo)意見》指出，建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟(jì)體系是解決我國資源環(huán)境生態(tài)問題的基礎(chǔ)之策，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要舉措，必須要做好產(chǎn)業(yè)體系的突破、轉(zhuǎn)型、調(diào)整，解決好經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的碳排放問題。

長江經(jīng)濟(jì)帶是我國最具經(jīng)濟(jì)活力與發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)，涵蓋了東、中、西部11個(gè)省市，人口數(shù)量和國民生產(chǎn)總值占比超過全國的40%。全面推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展，讓長江經(jīng)濟(jì)帶成為生態(tài)優(yōu)先綠色發(fā)展的主要戰(zhàn)場，是以習(xí)近平同志為核心的黨中央的重要決策，也是關(guān)系國家發(fā)展全局的重大戰(zhàn)略。由于產(chǎn)業(yè)布局落后，長江經(jīng)濟(jì)帶集聚了全國近40%的水泥產(chǎn)業(yè)和30%的石化產(chǎn)業(yè)，加上部分省市長期粗放型的增長模式，造成生態(tài)環(huán)境保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾嚴(yán)峻，高碳排放問題亟待破解。區(qū)域綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變遷和創(chuàng)新投入，地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整可以緩解外部環(huán)境壓力，同時(shí)科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新投入可以減輕對要素資源的依賴。因此，有必要厘清長江經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、創(chuàng)新投入及碳排放三者的關(guān)系，以更好地解決長江經(jīng)濟(jì)帶的生態(tài)與經(jīng)濟(jì)矛盾，使其在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和綠色發(fā)展過程中發(fā)揮示范作用，這對于長江經(jīng)濟(jì)帶更好地調(diào)整產(chǎn)業(yè)政策、實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 文獻(xiàn)綜述

目前，碳排放受到越來越多學(xué)者的關(guān)注，學(xué)術(shù)界探討創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、碳排放關(guān)系的文獻(xiàn)主要有以下三方面。

第一方面是關(guān)于創(chuàng)新投入與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的研究。李昊和范德成（2019）通過對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行階段性分析，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新已代替要素和投資驅(qū)動(dòng)成為現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的首要驅(qū)動(dòng)力[1]。饒萍和吳青（2017）基于社會(huì)融資規(guī)模的視角，實(shí)證得到研發(fā)投入能顯著推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級[2]。紀(jì)玉俊和李超（2015）通過空間計(jì)量分析發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新能力與產(chǎn)業(yè)升級存在正空間相關(guān)性，創(chuàng)新能力能夠通過提高生產(chǎn)要素的配置效率，促進(jìn)第二、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展[3]。此外，也有學(xué)者對兩者雙向關(guān)系進(jìn)行了探究。Iorweth（2009）分析了美國與加拿大的創(chuàng)新投入差異，認(rèn)為創(chuàng)新投入差異出現(xiàn)的一個(gè)重要原因是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)差異[4]。王釗和王良虎（2019）通過構(gòu)建聯(lián)立方程模型發(fā)現(xiàn)，R&D與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級之間存在相互影響，一方面R&D推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，另一方面產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級又會(huì)促進(jìn)創(chuàng)新投入[5]。

第二方面是關(guān)于創(chuàng)新投入與碳排放的研究。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，創(chuàng)新投入通過技術(shù)創(chuàng)新的轉(zhuǎn)換降低經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的碳排放。何小鋼和張耀輝（2012）基于分行業(yè)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步顯著影響綠色發(fā)展效果[6]。姚成勝等（2017）采用ARDL模型對農(nóng)業(yè)碳排放與科技創(chuàng)新的關(guān)系進(jìn)行了實(shí)證分析，結(jié)果表明創(chuàng)新投入可以有效降低農(nóng)業(yè)碳排放[7]。王智新等（2012）利用省級數(shù)據(jù)對科技投入和碳排放雙向關(guān)系進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)科技投入績效能減弱碳排放強(qiáng)度，而碳排放強(qiáng)度會(huì)正向影響科技投入績效[8]。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，創(chuàng)新與碳排放并非具有單純的因果關(guān)系。由于產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)不同，創(chuàng)新投入不會(huì)沿著固定路徑直接地對碳排放產(chǎn)生顯著影響。劉金全、魏闕（2020）通過構(gòu)建模型驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)新與綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的相互影響并不顯著，創(chuàng)新的本質(zhì)是逐利，如果不通過引導(dǎo)，使其質(zhì)量得以提升，就無法通過創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展[9]。

第三方面是關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與碳排放的研究。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級能夠降低碳排放量。李科（2014）運(yùn)用PSTR模型分析了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與碳排放的動(dòng)態(tài)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)占工業(yè)產(chǎn)值比重的增加能有效實(shí)現(xiàn)碳減排[10]。陶長琪（2015）從經(jīng)濟(jì)增長的角度出發(fā)，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級在長期內(nèi)會(huì)影響碳排放[11]。黎振強(qiáng)和周秋陽（2021）選用空間計(jì)量對長江經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)碳減排的影響因素進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級可以通過降低相鄰省份的碳排放促進(jìn)整個(gè)地區(qū)的碳減排[12]。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，能源結(jié)構(gòu)改變影響碳排放，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與碳排放并沒有直接關(guān)聯(lián)。Schipper等（2001）指出，能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)決定了碳排放的水平，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響貢獻(xiàn)度不足[13]。顧阿倫等（2016）通過分解碳排放量，論證了技術(shù)進(jìn)步的減碳貢獻(xiàn)度要遠(yuǎn)大于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，并且隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)細(xì)分，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響會(huì)達(dá)到一個(gè)極限值[14]。

綜上所述，大多數(shù)文獻(xiàn)集中研究了創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、碳排放之間的單向影響關(guān)系，在同一理論框架下考察三者間動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的文獻(xiàn)較少。另外，對于創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、碳排放的研究多是基于全國層面，基于區(qū)域視角研究尤其是對長江經(jīng)濟(jì)帶的研究仍然欠缺。基于此，本文通過構(gòu)建面板向量自回歸（PVAR）模型，考察長江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級及碳排放之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，并使用動(dòng)態(tài)面板分析方法研究各變量的脈沖效應(yīng)與貢獻(xiàn)度，為三者間的作用研究提供新的視角。

2 變量選取與模型設(shè)定

2.1 變量選取

碳排放（CPF）：目前聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）推薦的測算方法主要有部門法和參考法。部門法是以經(jīng)濟(jì)部門為核算單位，將計(jì)算期內(nèi)的能源消耗量與碳排放因子相乘，最后相加得到總碳排放[15]。參考法則較為粗略，為了統(tǒng)計(jì)的便捷，僅選取煤、油、氣三類化石能源為代表能源進(jìn)行碳排放計(jì)算。本文采用部門法對碳排放進(jìn)行測算，選取煤炭、焦炭、汽油、煤油、柴油、燃料油、天然氣等7種能源，計(jì)算公式如下：

式中，Ei是i種能源的表觀消費(fèi)量，NCV、CC、COF分別為平均低位發(fā)熱量、單位熱值含碳量、碳氧化率，三者的乘積就是碳排放因子，44/12為碳?xì)饣禂?shù)。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級（IS）：由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級涉及到內(nèi)部的技術(shù)更新、生產(chǎn)要素利用率的改變、外部與其他產(chǎn)業(yè)間的配套及資源的合理分配問題，因此本文分別從產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級化、合理化的角度去刻畫產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的有效水平。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）：ISR不僅可以體現(xiàn)農(nóng)村和城市產(chǎn)業(yè)、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的協(xié)調(diào)發(fā)展，還能通過要素的投入產(chǎn)出計(jì)算出不同產(chǎn)業(yè)之間的耦合程度[16]。常用的衡量指標(biāo)方法有結(jié)構(gòu)偏離度和泰爾指數(shù)（Theil指數(shù)），由于不同產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的重要程度無法通過結(jié)構(gòu)偏離度體現(xiàn)，而Theil指數(shù)能夠準(zhǔn)確測度組間差異和組內(nèi)差異對總差異的貢獻(xiàn)程度，體現(xiàn)不同產(chǎn)業(yè)的偏離結(jié)構(gòu)，因此本文使用Theil指數(shù) 進(jìn)行測度。泰爾指數(shù)越大，表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越不合理，所以這里借鑒于斌斌（2015）的做法，用Theil指數(shù)的倒數(shù)即修正的Theil指數(shù)，對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化進(jìn)行度量，計(jì)算公式為：

式中，Yi表示第i產(chǎn)業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值，Y表示地區(qū)生產(chǎn)總值；Li表示第i產(chǎn)業(yè)的從業(yè)人員，L表示就業(yè)總?cè)藬?shù)。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）：ISU表現(xiàn)為依靠信息、知識的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)逐漸代替要素資本依賴的低端工業(yè)，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)開始轉(zhuǎn)型升級。故本文使用第三產(chǎn)業(yè)與第二產(chǎn)業(yè)的比值衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化[17]。該比值的數(shù)值越大，表明地區(qū)產(chǎn)業(yè)正在向第三產(chǎn)業(yè)進(jìn)行調(diào)整，產(chǎn)業(yè)服務(wù)化趨勢越明顯。

創(chuàng)新投入（RD）：一個(gè)地區(qū)的創(chuàng)新投入按用途可分為外部和內(nèi)部經(jīng)費(fèi)支出。由于技術(shù)進(jìn)步與內(nèi)部經(jīng)費(fèi)投入關(guān)系密切，因此采用R&D內(nèi)部經(jīng)費(fèi)支出與地區(qū)生產(chǎn)總值的比重表示創(chuàng)新投入水平。

2.2 模型構(gòu)建

本文主要探究創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與碳排放之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，同時(shí)為應(yīng)對變量序列可能存在的相關(guān)性和內(nèi)生性問題，選擇PVAR模型和GMM估計(jì)方法進(jìn)行研究。PVAR模型的優(yōu)點(diǎn)在于可以將創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和碳排放看作內(nèi)生變量，分析內(nèi)生變量對被解釋變量的動(dòng)態(tài)作用關(guān)系，同時(shí)結(jié)合了面板數(shù)據(jù)模型和向量自回歸模型的優(yōu)點(diǎn)，克服了兩種模型在時(shí)序和面板上的劣勢，較好地反映了個(gè)體差異對模型的影響?；诖?，構(gòu)建PVAR模型如下：

式中，yi,t為被解釋的核心變量，a0為截距項(xiàng)向量，Aj為參數(shù)矩陣，p為滯后階數(shù)，yi,t-j是包括{RD ISR ISU CPF}四個(gè)變量的列向量，fi為個(gè)體效應(yīng)，dt為時(shí)間效應(yīng)，ui,t為隨機(jī)擾動(dòng)項(xiàng)。

2.3 數(shù)據(jù)來源與處理

本文使用數(shù)據(jù)均來自《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國科技統(tǒng)計(jì)年鑒》，相關(guān)參數(shù)來自《綜合能耗計(jì)算通則》和《省級溫室氣體清單編制指南》。本文選取長江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市2000—2019年的樣本數(shù)據(jù)，對于個(gè)別指標(biāo)缺少統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的情況，采取線性插值法進(jìn)行補(bǔ)充；同時(shí)為減少異方差，對創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化及碳排放數(shù)據(jù)進(jìn)行了對數(shù)化處理。

3 實(shí)證結(jié)果分析

3.1 平穩(wěn)性檢驗(yàn)

為避免偽相關(guān)的出現(xiàn)，在采用動(dòng)態(tài)面板模型前需要檢驗(yàn)lnRD、InISR、lnISU、lnCPF四個(gè)變量的平穩(wěn)性。本文采取LLC、IPS 、ADF-Fisher三種檢驗(yàn)機(jī)制，檢驗(yàn)結(jié)果（表1）在5%水平下拒絕原假設(shè)，表明不存在面板單位根，即創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化和碳排放為平穩(wěn)序列。

表1 變量的平穩(wěn)性檢驗(yàn)

在進(jìn)行估計(jì)前，需要確定PVAR模型滯后階數(shù)，本文依據(jù)MAIC、MBIC、MQIC信息準(zhǔn)則，選取統(tǒng)計(jì)量最小值所在的階數(shù)為最優(yōu)滯后階數(shù)[18]。根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果（表2）可知最優(yōu)滯后階數(shù)為1，因此可將創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與碳排放納入PVAR模型中進(jìn)行分析。

表2 PVAR模型最優(yōu)滯后階數(shù)判定

3.2 基于PVAR模型的GMM估計(jì)

鑒于創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和碳排放可能存在時(shí)間和地區(qū)效應(yīng)，為了消除時(shí)間和地區(qū)效應(yīng)帶來的偏誤，本文首先對原始變量進(jìn)行Helmert轉(zhuǎn)換，通過截面均值差分和前向均值差分消除時(shí)間、個(gè)體效應(yīng)，保證變量矩陣的正交，然后再選擇滯后一期的創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、碳排放作為工具變量進(jìn)行廣義矩估計(jì)[19]，得到模型估計(jì)結(jié)果（表3）。其中，h_lnRD、h_lnISR、h_lnISU、h_lnCPF分別表示進(jìn)行Helmert轉(zhuǎn)化后的創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化、碳排放，而L1表示滯后一期水平值。

表3 PVAR模型GMM估計(jì)結(jié)果

(1)從表3中可知，創(chuàng)新投入（RD）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）、碳排放（CPF）的滯后一期對自身會(huì)產(chǎn)生增強(qiáng)作用，影響系數(shù)為0.746、0.872、0.635和1.217。說明RD、ISU、ISR、CPF具有自我增強(qiáng)效應(yīng)，即存在時(shí)間上的累積效應(yīng)和實(shí)踐上的慣性效應(yīng)。因此，長江經(jīng)濟(jì)帶需要從長期角度出發(fā)，根據(jù)創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級、碳減排循序漸進(jìn)的特點(diǎn)，制定可行措施。

(2)表3第二列將創(chuàng)新投入（RD）作為被解釋變量，滯后一期的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）及碳排放（CPF）對其在5%水平下影響顯著。其中，滯后一期的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化程度會(huì)對當(dāng)期創(chuàng)新投入存在正向影響作用，影響系數(shù)為0.459和0.309。這是由于長江經(jīng)濟(jì)帶省市的產(chǎn)業(yè)正在由要素驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換，信息技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)會(huì)更加注重創(chuàng)新投入。同時(shí)，碳排放的壓力會(huì)倒逼增加創(chuàng)新投入，政府會(huì)鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新和研發(fā)，實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。

(3)表3第三、四列將分別對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級（ISU）作為被解釋變量。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化受到的影響并不顯著；滯后一期的創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的作用系數(shù)分別為0.291和0.646，表現(xiàn)為正向影響，這說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化是高級化的基礎(chǔ)。首先，長江經(jīng)濟(jì)帶省市利用自身資源稟賦優(yōu)勢，產(chǎn)業(yè)間的聯(lián)動(dòng)和融合速度不斷加快，同時(shí)人力資本在地區(qū)間自由流動(dòng)，資源配置效率提升，產(chǎn)業(yè)耦合度不斷提升，促進(jìn)了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向高級化發(fā)展。其次，地區(qū)產(chǎn)業(yè)從低端產(chǎn)業(yè)向高技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變離不開創(chuàng)新發(fā)展，創(chuàng)新投入可以為產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級注入新動(dòng)力。此外，滯后一期的碳排放（CPF）會(huì)抑制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU），影響系數(shù)為-0.243，表現(xiàn)為碳排放阻礙產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。其原因在于：碳排放量增加意味著高污染產(chǎn)業(yè)仍具有一定的影響，阻礙了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的進(jìn)程。

(4)表3第五列將碳排放（CPF）作為被解釋變量，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）對當(dāng)期碳排放起到抑制作用，影響系數(shù)分別為-0.244和-0.742。這是由于長江經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級使能源向生產(chǎn)率高的部門流動(dòng)，高污染低產(chǎn)出的行業(yè)被擠出市場，減輕了碳排放對環(huán)境的影響。

從分析結(jié)果來看，創(chuàng)新投入與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化相互影響，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化和碳排放之間也存在相互作用。但上述估計(jì)結(jié)果并不能準(zhǔn)確展示三者間的因果關(guān)系，為了進(jìn)一步確定創(chuàng)新投入、碳排放與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)之間因果關(guān)系的存在，需要通過格蘭杰因果檢驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果見表4。

表4 Granger因果檢驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，創(chuàng)新投入和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化和碳排放互為格蘭杰原因，合理化是創(chuàng)新投入、高級化及碳排放的格蘭杰原因。此外，碳排放是創(chuàng)新投入的格蘭杰原因，但創(chuàng)新投入不是碳排放的格蘭杰原因。綜合表3、表4的結(jié)果，可以得到創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和碳排放之間存在動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)的結(jié)論。從碳排放角度看，長江經(jīng)濟(jì)帶碳排放與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化互為因果，碳排放對創(chuàng)新投入有正向作用，但沒有受到創(chuàng)新投入的顯著影響。這是由于長江經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)對創(chuàng)新投入缺乏引導(dǎo)，導(dǎo)致對低碳減排效率的提升作用力度不足。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級角度看，產(chǎn)業(yè)的合理化是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的基礎(chǔ)，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化則是推動(dòng)創(chuàng)新投入的重要因素。從創(chuàng)新投入角度看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和碳排放會(huì)顯著影響創(chuàng)新投入。

3.3 進(jìn)一步分析：基于PVAR模型的脈沖響應(yīng)分析

脈沖響應(yīng)函數(shù)（IRF）可以描述變量間相互作用方向及在不同時(shí)滯期內(nèi)的動(dòng)態(tài)關(guān)系。本文使用Stata MP16軟件對lnRD、lnISR、lnISU、lnCPF四個(gè)變量進(jìn)行脈沖響應(yīng)分析，分別予以各變量1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的沖擊，將滯后期設(shè)定為15期，經(jīng)過蒙特卡洛模擬200次后，繪制出各變量對應(yīng)的脈沖響應(yīng)圖（圖1）。由圖1可知lnRD、lnISR、lnISU、lnCPF的響應(yīng)趨勢在15期后收斂于零，說明所構(gòu)建面板向量自回歸模型是穩(wěn)健的。

圖1 創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化的脈沖響應(yīng)

(1)圖1中a—d顯示的是碳排放（CPF）受到其自身、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）、創(chuàng)新投入（RD）沖擊的響應(yīng)情況。其中，碳排放受自身沖擊后正向響應(yīng)并達(dá)到峰值，隨著滯后期數(shù)增加，對自身的增強(qiáng)作用開始減弱直至收斂。碳排放對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的負(fù)向響應(yīng)敏捷，第3期之后程度開始減弱，到第15期收斂于0，說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化存在長期積累效應(yīng)，對碳排放影響具有持續(xù)性。碳排放對于合理化的沖擊，呈現(xiàn)明顯的負(fù)向脈沖響應(yīng)，沖擊后立刻達(dá)到響應(yīng)峰值，第2期之后到第10期響應(yīng)程度開始減弱，逐漸趨于平穩(wěn)。這表明長江經(jīng)濟(jì)帶的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不存在“低端鎖定”情況，在長期內(nèi)對碳排放有顯著的抑制作用且持續(xù)效應(yīng)強(qiáng)，短期內(nèi)尤為明顯。

(2)圖1中e—h顯示的是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）受到其自身及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）、創(chuàng)新投入（RD）、碳排放（CPF）沖擊的響應(yīng)情況。其中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化受到其自身和合理化沖擊后立即響應(yīng)，正向沖擊效應(yīng)隨時(shí)間增加而遞減。當(dāng)受到創(chuàng)新投入的沖擊后，在第2期時(shí)迅速達(dá)到響應(yīng)峰值，到第10期后逐漸收斂，這表明創(chuàng)新投入對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的影響具有長期性。當(dāng)受到碳排放的沖擊后，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化在第2期時(shí)迅速反應(yīng)，呈顯著的負(fù)向響應(yīng)，其原因是碳排放的增加意味著短期內(nèi)能源消耗大的企業(yè)獲得增長，地區(qū)產(chǎn)業(yè)調(diào)整減速，甚至?xí)鹬車貐^(qū)的模仿，增加能源依賴的產(chǎn)業(yè)，從而抑制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級。

(3)圖1中i—l顯示的是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）受到其自身及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）、創(chuàng)新投入（RD）、碳排放（CPF）沖擊的響應(yīng)情況。其中，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化也具有動(dòng)態(tài)的依賴性，在短期內(nèi)迅速對其自身響應(yīng)。對于創(chuàng)新投入的沖擊，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化在第1期正向響應(yīng)，在經(jīng)過幾期波動(dòng)，最后收斂達(dá)到穩(wěn)定。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化對碳排放的響應(yīng)情況與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的響應(yīng)類似，受到碳排放沖擊后會(huì)表現(xiàn)為顯著的負(fù)向響應(yīng)，說明碳排放對長江經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整存在阻礙。當(dāng)受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的沖擊后，沖擊效果先上升后減少，響應(yīng)峰值出現(xiàn)在第2期。通過觀察IRF響應(yīng)圖，可以看到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的“兩化”水平相互影響是存在時(shí)滯的，兩者的響應(yīng)峰值、響應(yīng)速度存在差異，具有動(dòng)態(tài)的正向積累效應(yīng)。

(4)圖1中m—p顯示的是創(chuàng)新投入（RD）受到其自身、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化（ISU）、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化（ISR）、碳排放（CPF）沖擊的響應(yīng)情況。創(chuàng)新投入對自身的沖擊表現(xiàn)為正向響應(yīng)，具有自我增強(qiáng)效應(yīng)。面對碳排放的沖擊，創(chuàng)新投入第1～3期為正向響應(yīng)然后下降變?yōu)樨?fù)向，之后響應(yīng)程度逐漸收斂。波動(dòng)響應(yīng)表明兩者存在倒“U”型的關(guān)系，在短期內(nèi)碳排放能夠倒逼創(chuàng)新投入，但在長期中碳排放仍然會(huì)對創(chuàng)新投入起到抑制作用。當(dāng)受到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的沖擊后，創(chuàng)新投入在第1期呈正向上升并達(dá)到峰值，隨后程度減弱。表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理分布和第三產(chǎn)業(yè)比重的上升，能夠促進(jìn)企業(yè)對研發(fā)的投入。

可見，創(chuàng)新投入可以推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化進(jìn)程，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化可以有效促進(jìn)碳減排，同時(shí)碳減排與創(chuàng)新投入之間的非線性關(guān)系，表明前期碳排放會(huì)倒逼創(chuàng)新投入的增加，而后期會(huì)產(chǎn)生抑制作用。這意味著長江經(jīng)濟(jì)帶應(yīng)繼續(xù)完善創(chuàng)新投入與碳減排的高效轉(zhuǎn)換，不斷推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高級化，減少碳排放，實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

3.4 方差分解分析

脈沖響應(yīng)函數(shù)可以得到內(nèi)生變量間的影響程度，直觀地展示效應(yīng)持續(xù)的狀態(tài)，但無法體現(xiàn)出變量的結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)度。方差分解則可以觀察每一結(jié)構(gòu)沖擊的貢獻(xiàn)度。因此，本文繼續(xù)對lnRD、lnISR、lnISU、lnCPF進(jìn)行方差分解，以便于觀察變量在沖擊中的結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)度，結(jié)果見表5。

表5 方差分解結(jié)果

由表5可知，各個(gè)變量的方差貢獻(xiàn)率在第20、第30期時(shí)基本達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。從碳排放的變動(dòng)來看，到第20期其自身的結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)度逐漸降低至63.45%。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對其貢獻(xiàn)度逐漸增長，一直保持在20%以上，可知長期內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高級化對碳排放解釋力度較大，而創(chuàng)新投入占7.39%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化占6.02%。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的變動(dòng)來看，其自身貢獻(xiàn)度占66.19%，合理化的貢獻(xiàn)度占16.76%，碳排放的貢獻(xiàn)度占12.57%，創(chuàng)新投入貢獻(xiàn)度占4.48%。表明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和碳減排在提升產(chǎn)業(yè)高級化過程中具有重要的推動(dòng)作用。對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化的變動(dòng)，其自身結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)度隨預(yù)測期增加而不斷下降，到第20期達(dá)到88.13%的穩(wěn)定水平，即產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化的變動(dòng)88%以上由自身解釋。從創(chuàng)新投入的變動(dòng)來看，隨時(shí)間的推移創(chuàng)新對自身的貢獻(xiàn)仍占92.97%，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對創(chuàng)新投入的貢獻(xiàn)度不斷增加到4.73%?？梢妱?chuàng)新投入變化主要通過自身的強(qiáng)化，這是因?yàn)殚L江經(jīng)濟(jì)帶的創(chuàng)新投入大多是命令型的，主要由企業(yè)自身進(jìn)行決策，形成了某種路徑依賴，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和碳排放的貢獻(xiàn)力度不大。

4 研究結(jié)論與對策建議

本文選取長江經(jīng)濟(jì)帶作為研究對象，將創(chuàng)新投入、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級與碳排放納入同一研究框架中，通過PVAR動(dòng)態(tài)面板模型探究這三個(gè)變量間的因果關(guān)系，并進(jìn)一步分析變量的沖擊效應(yīng)和結(jié)構(gòu)貢獻(xiàn)度，得到結(jié)論如下：①長江經(jīng)濟(jì)帶的創(chuàng)新投入和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化之間存在雙向促進(jìn)關(guān)系，其中創(chuàng)新投入對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化的影響效應(yīng)更強(qiáng)。②產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化與碳排放之間也存在雙向動(dòng)態(tài)關(guān)系。一方面，短期內(nèi)碳排放會(huì)抑制產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化，高能耗產(chǎn)業(yè)的依賴會(huì)減慢產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級進(jìn)程；另一方面，長江經(jīng)濟(jì)帶新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級的步伐，通過能源利用率的提高降低碳排放。從長期看，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化對碳減排的貢獻(xiàn)率逐漸增加，解釋力度不斷增強(qiáng)。③碳排放與創(chuàng)新投入之間存在“倒U型”關(guān)系，短期內(nèi)碳排放帶來的高能耗依賴和生態(tài)問題會(huì)倒逼創(chuàng)新投入增加，但長期來看最終會(huì)抑制創(chuàng)新投入。另外，創(chuàng)新投入不是碳排放的格蘭杰原因，其對碳排放影響路徑并不固定。

基于以上結(jié)論，為實(shí)現(xiàn)長江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市以創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，進(jìn)而提高碳減排水平，提出以下對策建議：

第一，提高創(chuàng)新投入轉(zhuǎn)換效率。創(chuàng)新投入實(shí)質(zhì)上是一種中性的市場行為，應(yīng)完善對創(chuàng)新投入的引導(dǎo)，明確創(chuàng)新的方向和目標(biāo)，使創(chuàng)新投入向推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級方向轉(zhuǎn)化。同時(shí)應(yīng)構(gòu)建有效激勵(lì)機(jī)制，合理安排創(chuàng)新投入結(jié)構(gòu)，對低碳科技企業(yè)建立扶持機(jī)制，對低碳技術(shù)開發(fā)的企業(yè)予以稅收優(yōu)惠，減少研發(fā)成本，提高能源利用效率，通過完善創(chuàng)新投入機(jī)制促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)碳減排。

第二，制定區(qū)域整體規(guī)劃，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級中注意合理化與高級化的協(xié)調(diào)發(fā)展，提升“兩化”水平。長江經(jīng)濟(jì)帶11個(gè)省市要充分利用本地的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，合理發(fā)展地區(qū)產(chǎn)業(yè)，避免重復(fù)建設(shè)和“偽高級化”現(xiàn)象出現(xiàn)，依托完整的產(chǎn)業(yè)門類將長江經(jīng)濟(jì)帶打造成產(chǎn)業(yè)融合示范帶。通過提升產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化水平，為長江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展打好基礎(chǔ)。同時(shí)，要重視產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級對碳減排的影響作用，鼓勵(lì)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的融合升級，提高資源配置效率，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。政府還應(yīng)加大對環(huán)境友好、綠色驅(qū)動(dòng)型產(chǎn)業(yè)的扶持，為長江經(jīng)濟(jì)帶綠色發(fā)展提供資金和政策支持。

第三，提高環(huán)保意識，轉(zhuǎn)變能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。當(dāng)前和未來很長一段時(shí)間，煤炭仍然是我國的主體能源，這是由我國的能源稟賦和國情決定的，短期內(nèi)很難改變，這不可避免會(huì)帶來碳排放量的增加。從長遠(yuǎn)來看，應(yīng)該將綠色發(fā)展理念融入社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，提高大眾節(jié)能減排的意識。同時(shí)碳排放問題的根源還在于能源消費(fèi)，必須加快優(yōu)化和調(diào)整長江經(jīng)濟(jì)帶地區(qū)能源供給和消費(fèi)結(jié)構(gòu)，從供需兩方面著手，減少碳排放帶來的壓力。