數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的非線性影響
——基于中國282個城市數(shù)據(jù)

連雨欣,宋國鋒

吉林建筑大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,吉林 長春 130118

0 引言

數(shù)字經(jīng)濟(jì)充分利用了互聯(lián)網(wǎng)普及和大數(shù)據(jù)時代的優(yōu)勢,通過信息共享提高了交易效率,降低了成本,從而帶來了經(jīng)濟(jì)效益。然而,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也對環(huán)境產(chǎn)生了一定的影響。為了實(shí)現(xiàn)生態(tài)與經(jīng)濟(jì)雙贏,必須始終將綠色經(jīng)濟(jì)理念融入其中。因此,在推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時,必須重視并解決如何提高綠色經(jīng)濟(jì)效率這一問題。在發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)的同時,如何提高綠色經(jīng)濟(jì)效率成為一件需要重視并解決的事情。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)是當(dāng)前備受關(guān)注的研究領(lǐng)域,多數(shù)研究已經(jīng)探索了數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的作用機(jī)制,但對于數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)效率之間的非線性研究較少。任壽根[1]認(rèn)為隨著新的經(jīng)濟(jì)形態(tài)涌現(xiàn),城市中新的生產(chǎn)要素快速融入社會,這將會引發(fā)新的區(qū)域與城市增長級差的出現(xiàn),形成倒U形的情況,所以當(dāng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段,必然出現(xiàn)集群化傾向?；诖?本文采用2011—2019 年我國282個地級市面板數(shù)據(jù),運(yùn)用Tobit模型和門檻模型進(jìn)行深入研究,探究兩者之間的非線性特征。

1 研究假設(shè)

數(shù)字經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要驅(qū)動力[2]。數(shù)字經(jīng)濟(jì)為傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入了新動能,也重塑了生產(chǎn)、商業(yè)模式、個人生活方式、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源消耗和效率等全生命周期[3]。數(shù)字經(jīng)濟(jì)催生的新產(chǎn)業(yè)以數(shù)據(jù)為主要生產(chǎn)要素,大大減少了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)對資源和能源的需求[4],促進(jìn)了城市經(jīng)濟(jì)增長和節(jié)能減排,推動城市綠色經(jīng)濟(jì)效率的提升。但隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入成熟穩(wěn)定期,數(shù)字經(jīng)濟(jì)帶來的增長紅利會得到十足轉(zhuǎn)化[5],其對資源消耗和環(huán)境污染等方面帶來的負(fù)面影響將逐漸顯現(xiàn),這可能抵消掉數(shù)字經(jīng)濟(jì)帶來的一些環(huán)保益處。例如過度的數(shù)據(jù)中心、云計(jì)算等數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施和運(yùn)行對能源和物質(zhì)的消耗較大,電子垃圾的處理問題也越來越凸顯,這就導(dǎo)致了資源約束和環(huán)境污染問題,降低了城市綠色經(jīng)濟(jì)效率。整體上來看,數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平與綠色經(jīng)濟(jì)效率之間的關(guān)系不是簡單的線性關(guān)系,而是呈現(xiàn)倒U形關(guān)系?；谶@一觀點(diǎn),本文提出了假設(shè)1。

假設(shè)1:數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響關(guān)系呈現(xiàn)倒U形。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前期,數(shù)字經(jīng)濟(jì)對城市綠色經(jīng)濟(jì)效率的發(fā)展具有促進(jìn)作用,但在達(dá)到一定發(fā)展程度后,數(shù)字經(jīng)濟(jì)反而抑制了城市綠色經(jīng)濟(jì)效率的發(fā)展。

在數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代,新的技術(shù)范式推動著社會生產(chǎn)和生活方式的變革,同時也導(dǎo)致了創(chuàng)新模式的演變[6]。數(shù)字經(jīng)濟(jì)模式具有顯著的賦能效應(yīng),能為創(chuàng)新活動的開展和突破開啟新的發(fā)展渠道和實(shí)施空間。數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能綠色技術(shù)創(chuàng)新,推動其不斷發(fā)展[7]。數(shù)字經(jīng)濟(jì)通過推動資源利用最大化,從而促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但綠色技術(shù)創(chuàng)新的早期發(fā)展階段存在顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效率缺失問題,這種缺失不可避免地對其他類型的創(chuàng)新產(chǎn)生擠出效應(yīng),導(dǎo)致資源配置的低效率,削弱了數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的正向影響,出現(xiàn)了一定的負(fù)面效應(yīng)[8]。隨著對綠色技術(shù)創(chuàng)新的高投入發(fā)展,其潛在紅利被充分釋放,綠色技術(shù)創(chuàng)新正成為全球新一輪工業(yè)革命和科技競爭的重要新興領(lǐng)域,數(shù)字技術(shù)與綠色技術(shù)的深度融合,給“數(shù)字碳足跡”現(xiàn)象提供了綠色化的解決途徑,降低了環(huán)境污染和碳足跡,提高了綠色經(jīng)濟(jì)效率。因此,本文提出假設(shè)2。

假設(shè)2:數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響隨著綠色技術(shù)創(chuàng)新能力的變化呈現(xiàn)出門檻特征。

2 研究設(shè)計(jì)

2.1 模型構(gòu)建

為研究數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響是否呈倒U形特征,本文將核心解釋變量數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(Digital)及其二次項(xiàng)同時納入模型中。綠色經(jīng)濟(jì)效率作為受限被解釋變量,使用采用普通的OLS進(jìn)行估計(jì)可能導(dǎo)致回歸結(jié)構(gòu)偏誤,因此,為進(jìn)行準(zhǔn)確的回歸分析,本文采用面板Tobit模型[9],建立模型如下。

(1)

式中:i=1,…,N,N為城市數(shù)量。t=1,…,T,T為年數(shù)。被解釋變量(Gur i,t)代表城市i在第t年的綠色經(jīng)濟(jì)效率值,解釋變量(Digital i,t)為城市i在第t年的數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平,μi為城市i的固定效應(yīng),α為常數(shù)項(xiàng),εit為隨機(jī)干擾項(xiàng),Controls i,t為城市i在t年的控制變量集合,λ′為控制變量的系數(shù)向量。當(dāng)系數(shù)β1>0且β2<0,且系數(shù)顯著時,表明數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)效率之間存在倒U形的關(guān)系。

由于數(shù)字經(jīng)濟(jì)中的“網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)”和“梅特卡夫法則”,綠色技術(shù)創(chuàng)新還可能會對數(shù)字經(jīng)濟(jì)推動綠色經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新的非線性動態(tài)溢出產(chǎn)生間接作用。因此,通過門檻回歸模型對此進(jìn)行驗(yàn)證,設(shè)定如下。

(2)

式中:Ait為門檻變量;I(g)為取值1或者0的指示函數(shù),滿足條件為1,否則為0;θ為門檻值;Z′為控制變量的系數(shù),能夠?qū)⒀芯康某鞘袑哟螛颖緞澐譃?個區(qū)間,不同區(qū)間內(nèi)數(shù)字經(jīng)濟(jì)的回歸系數(shù)(σ1和σ2)存在差異。

2.2 變量測度

被解釋變量為綠色經(jīng)濟(jì)效率(Gur),采用非期望產(chǎn)出-超效率SBM模型進(jìn)行測算。投入指標(biāo)包括勞動、土地、資本、用水和用電投入,并以年末就業(yè)總?cè)藬?shù)來衡量勞動力投入,土地投入使用各城市建設(shè)區(qū)用地面積衡量,資本投入使用永續(xù)盤存法計(jì)算的固定資產(chǎn)投資總額表示,用水和用電投入分別使用各城市的用水總量和社會用電量來代表。產(chǎn)出指標(biāo)包含期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出,期望產(chǎn)出采用各城市的國內(nèi)生產(chǎn)總額、城市市轄區(qū)建成區(qū)綠化覆蓋率、社會消費(fèi)品零售總額和市轄區(qū)綠地面積,非期望產(chǎn)出則采用工業(yè)廢水排放量、工業(yè)煙塵排放量和工業(yè)二氧化硫排放量。

解釋變量為數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(Digital)。參考了趙濤 等[10]的做法,選用了互聯(lián)網(wǎng)普及率、電信業(yè)務(wù)總量、移動電話數(shù)、數(shù)字惠普金融指數(shù)和計(jì)算機(jī)服務(wù)和軟件從業(yè)人員就業(yè)人員占比這5個指標(biāo),使用熵值法進(jìn)行計(jì)算,得到的結(jié)果記作數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。門檻變量為綠色技術(shù)創(chuàng)新,采用綠色發(fā)明專利數(shù)量和綠色實(shí)用新型專利數(shù)量的對數(shù)值來表示。

基于提高回歸結(jié)果準(zhǔn)確性考慮,參照已有研究,選擇如下控制變量。①能源消耗(Energy),采用能源消耗總量表示。②城市規(guī)模(Area),采用城市建成區(qū)面積表示。③金融發(fā)展(Findev),使用金融貸款余額占GDP的比重衡量。④人口規(guī)模(Peo),用年末常住人口來衡量。⑤經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平(Pcgdp),使用人均GDP來衡量,并對控制變量進(jìn)行對數(shù)出來以減少異方差問題。

2.3 數(shù)據(jù)來源

本文選取2011—2019年我國282個城市的面板數(shù)據(jù),部分缺失的數(shù)據(jù)使用線性插值進(jìn)行補(bǔ)全,所收集的數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、各省市統(tǒng)計(jì)年鑒等宏觀統(tǒng)計(jì)年鑒,以及CSMAR數(shù)據(jù)庫、中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫。

3 實(shí)證分析

3.1 基準(zhǔn)回歸分析

為了更深入地研究數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的非線性關(guān)系,本文運(yùn)用Tobit模型進(jìn)行回歸分析,并在表1中展示了兩者的回歸結(jié)果。模型(1)是僅考慮解釋變量的回歸結(jié)果,模型(2)是在此基礎(chǔ)上加入控制變量,模型(3)進(jìn)一步引入解釋變量的平方項(xiàng),以進(jìn)行非線性探究。

表1 基準(zhǔn)回歸分析結(jié)果

從表1的回歸結(jié)果顯示,模型(1)、模型(2)和模型(3)的對數(shù)似然函數(shù)值分別為-648.057、-476.921和-475.454,對數(shù)似然函數(shù)值越大,擬合效果越好,因此模型(3)更具有代表性,模型(3)結(jié)果顯示,數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的一次性回歸系數(shù)為2.277,二次項(xiàng)回歸系數(shù)為-1.245,兩者均通過了1%的統(tǒng)計(jì)顯著性檢驗(yàn),說明數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)效率之間存在明顯的倒U形關(guān)系特征,假設(shè)1通過了驗(yàn)證,說明在數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平前期,數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率有正向作用,當(dāng)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平大于臨界值(拐點(diǎn)為1.012),數(shù)字經(jīng)濟(jì)將抑制綠色經(jīng)濟(jì)效率的發(fā)展,目前我國數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低于臨界值,正由快速成長期進(jìn)入成熟發(fā)展期[11],數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高效運(yùn)作可以減少能源消耗和污染排放,提高資源利用效率,從而推動綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但要注意數(shù)字經(jīng)濟(jì)的擴(kuò)張速度,規(guī)模擴(kuò)張到達(dá)一定程度后,數(shù)字經(jīng)濟(jì)所帶來的正面效應(yīng)不足以抵消負(fù)面效應(yīng),超出資源環(huán)境承載力的臨界值,抑制著綠色經(jīng)濟(jì)效率的發(fā)展。

在控制變量方面,能源消耗的系數(shù)為-0.109,對城市綠色經(jīng)濟(jì)效率具有顯著的負(fù)向抑制作用,說明能源消耗量越大,綠色經(jīng)濟(jì)效率越低;城市規(guī)模的系數(shù)為-0.558,在1%的水平下顯著為負(fù),說明城市綠色經(jīng)濟(jì)效率呈負(fù)向關(guān)系,這表明隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大,其與綠色經(jīng)濟(jì)效率呈反向變動;金融發(fā)展的系數(shù)為-0.013,未通過顯著性檢驗(yàn);人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的系數(shù)分別為0.043和0.097,顯著為正,表明隨著人口規(guī)模的擴(kuò)大,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提高,有利于城市綠色經(jīng)濟(jì)效率的發(fā)展。

3.2 穩(wěn)健性檢驗(yàn)

為了檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性,本文采取以下2種方式進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)(見表2)。第一,替換被解釋變量的測度方式,本文使用非期望產(chǎn)生SBM模型重新測算綠色經(jīng)濟(jì)效率,如模型(5)和模型(6)所示;第二,刪除直轄市,不同級別的城市,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不同,為了使樣本更加合理,刪除直轄市城市,如模型(7)和模型(8)所示。

表2 穩(wěn)健性檢驗(yàn)

表2的回歸結(jié)果顯示,模型(6)和模型(8)中數(shù)字經(jīng)濟(jì)的一次性回歸系數(shù)為正,二次項(xiàng)回歸系數(shù)為負(fù),結(jié)果充分表現(xiàn)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響始終呈現(xiàn)顯著的倒U形作用特征,與主模型得到的結(jié)果一致,其余控制變量的符號也與上述一致,因此本文的假設(shè)得到了檢驗(yàn)。

3.3 門檻回歸模型分析

面板門檻回歸模型的實(shí)質(zhì)是分段函數(shù)模型,主要考察在不同初始條件下解釋變量是否在達(dá)到一定門檻值后發(fā)生結(jié)構(gòu)性突變[12]。本文采用面板門檻回歸模型檢驗(yàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響是否會受到綠色技術(shù)創(chuàng)新的約束。在進(jìn)行門檻回歸之前,首先需要對門檻值進(jìn)行檢驗(yàn)。本文基于Hansen的方法進(jìn)行面板門檻存在性的檢驗(yàn)[13],從而確定門檻個數(shù),p值通過Bootstrap進(jìn)行300次反復(fù)抽樣得到。如表3所示,綠色技術(shù)創(chuàng)新通過雙重門檻檢驗(yàn),門檻估計(jì)值分別為0.591和0.288。

表3 不同約束條件的門檻效應(yīng)檢驗(yàn)結(jié)果

在確定門檻存在的基礎(chǔ)上,對面板門檻模型系數(shù)進(jìn)行估計(jì),表4中報(bào)告了基于不同約束條件下數(shù)字經(jīng)濟(jì)影響綠色經(jīng)濟(jì)效率門檻模型的回歸結(jié)果。當(dāng)綠色技術(shù)創(chuàng)新小于門檻值0.591時,數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率具有負(fù)向抑制作用,且通過了1%的顯著性檢驗(yàn);當(dāng)綠色技術(shù)創(chuàng)新大于門檻值0.591時,數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的促進(jìn)作用達(dá)到1.350,且通過了1%的顯著性檢驗(yàn)。這意味著數(shù)字經(jīng)濟(jì)促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)效率的提升有依賴于綠色技術(shù)創(chuàng)新,數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響隨著綠色技術(shù)創(chuàng)新的提高影響效果越明顯。

表4 基于不同約束條件的門檻回歸結(jié)果

4 結(jié)束語

本文利用2011—2019年我國282個城市的面板數(shù)據(jù),測算了數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和綠色經(jīng)濟(jì)效率值,并基于此使用計(jì)量方法實(shí)證分析,以探究數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的非線性傳導(dǎo)機(jī)制。研究表明,數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)效率之間的影響關(guān)系呈現(xiàn)倒U形,在到達(dá)拐點(diǎn)之前,這個階段的數(shù)字技術(shù)廣泛應(yīng)用和創(chuàng)新對環(huán)境管理和資源利用帶來了積極作用,數(shù)字技術(shù)可以優(yōu)化生產(chǎn)過程、節(jié)約能源、減少污染物排放,并支持智能化、自動化和物聯(lián)網(wǎng)等綠色技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,有助于提高綠色經(jīng)濟(jì)效率,實(shí)現(xiàn)資源的更有效利用和環(huán)境的更好保護(hù)。在到達(dá)拐點(diǎn)之后,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展需要大量的能源和原材料供應(yīng),資源的過度消耗可能對環(huán)境造成負(fù)面影響,增加廢棄物的產(chǎn)生,除此之外,數(shù)字經(jīng)濟(jì)的某些領(lǐng)域可能出現(xiàn)市場壟斷或信息不對稱問題,這都將限制綠色經(jīng)濟(jì)效率的提升。數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響隨著綠色技術(shù)創(chuàng)新的變化呈現(xiàn)出門檻特征,隨著綠色技術(shù)創(chuàng)新的提高,推動了清潔能源的發(fā)展和促進(jìn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型,實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用和廢物的減量化處理,數(shù)字經(jīng)濟(jì)可以在更加高效和環(huán)保的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)現(xiàn),促進(jìn)綠色經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

基于研究結(jié)論,本文提出以下的政策建議。第一,數(shù)字經(jīng)濟(jì)在持續(xù)擴(kuò)張過程中要穩(wěn)中求進(jìn),不能急于求成,政府部門應(yīng)制定更加嚴(yán)格的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī),鼓勵和引導(dǎo)企業(yè)實(shí)施環(huán)境友好型的生產(chǎn)和運(yùn)營方式,加強(qiáng)對數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的監(jiān)管,確保數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)目標(biāo)的協(xié)調(diào)推進(jìn),避免出現(xiàn)拐點(diǎn)之后抑制現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)之間的良性互動。第二,需要充分認(rèn)識到在綠色技術(shù)創(chuàng)新的限制下,數(shù)字經(jīng)濟(jì)對綠色經(jīng)濟(jì)效率的影響呈現(xiàn)的非線性規(guī)律,消除數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中所存在的一些門檻效應(yīng);繼續(xù)推動綠色技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新,包括能源效率改進(jìn)、清潔能源的應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的普及等,鼓勵數(shù)字經(jīng)濟(jì)中企業(yè)和創(chuàng)新者投入到解決環(huán)境問題的技術(shù)領(lǐng)域中,推動數(shù)字經(jīng)濟(jì)與綠色經(jīng)濟(jì)的深度融合。