數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的門檻和空間溢出效應研究

宋躍剛，郝夏珍

(河南師范大學 商學院，河南 新鄉 453007)

改革開放以來，我國經濟快速發展，取得了舉世矚目的成就，塑造了人類發展史上的“中國奇跡”.然而經濟在快速增長的同時，也帶來了一系列的問題，例如經濟結構失調，產能過剩，環境破壞，經濟發展差距拉大等.為解決上述問題，黨的十九大報告指出，要加快形成以創新、協調、綠色、開放、共享為核心的經濟高質量發展模式[1-4].而數字經濟作為經濟社會的前沿技術，通過數字化、智能化轉變推動整個社會實現動力和效率變革，成為驅動經濟社會發展質量提升的重要動能.習近平總書記指出“5G、人工智能、智慧城市等新技術、新業態、新平臺逐漸興起，網上購物、在線醫療、遠程教育等‘非接觸經濟’蓬勃發展，為經濟發展提供新的路徑，要抓住機遇，深化結構性改革，用科技和數字化變革激發新的發展動能”.數字經濟以大數據為主要生產要素，以數字基礎設施為根基，以互聯網為主要載體，將數字化融入生活，是繼農業、工業經濟之后發展起來的新型經濟形態，是推動現代經濟高質量發展的重要動能，對新冠疫情防控和后疫情時代經濟復蘇有著至關重要的作用[5].中國信息通信研究院發布的《中國數字經濟白皮書(2020年)》顯示，在疫情沖擊和全球經濟下行壓力的雙重疊加影響下，我國數字經濟仍然保持9.7%的高位增長，數字經濟發展規模達到39.2萬億元，占GDP的比重上升至38.6%，我國服務業、工業和農業數字經濟占行業增加值比例分別達到40.7%、21.0%和8.9%，數字經濟正在深刻影響著中國經濟的整體運行，成為推動經濟高質量發展的關鍵因素.而黃河流域作為我國北部地區重要的經濟帶和生態屏障，在我國經濟高質量發展過程中占據重要位置.習近平總書記在2019年黃河流域生態保護和高質量發展座談會上指出，要把黃河流域生態環境保護和高質量發展上升到國家重大戰略層面，并要求積極主動探索符合黃河流域特點的高質量發展新路子[6]，因此，考察數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的影響，對通過發展數字經濟來實現黃河流域經濟高質量發展具有重要的實踐意義.

1 機理分析與假設

經濟高質量發展主要包含創新、協調、綠色、開放和共享5方面內容，數字經濟從這5個方面提升區域經濟發展水平與質量.創新是經濟高質量發展的首要動力，數字經濟發展通過構建新型創新環境實現傳統產業改革創新和社會技術變革，推動經濟發展.“互聯網+”信息技術推動互聯網與傳統產業融合，傳統產業實現改造升級，形成新的發展技術和模式，為經濟高質量發展提供動力.在區域和城鄉協調方面，數字經濟以網絡為載體，通過數字化、信息化打破地理距離制約，為經濟偏遠和落后地區供給產品和服務，進而有助于縮小收入差距，實現區域和城鄉協調發展.綠色方面，數字經濟推動形成了綠色消費產品和綠色消費平臺，如“共享單車”“滴滴出行”等，可以有效提高公眾參與綠色消費的意識，傳播綠色環保理念，提升全民參與綠色經濟的自覺性.開放方面，傳統貿易時期，信息不對稱與貿易壁壘導致部分國家很難單憑產品質量進入國際市場，而數字技術和大數據的普及降低了國家間的貿易成本，從而降低了貿易門檻.此外，國際互聯網平臺發展幫助企業有效應對國際市場需求變化，顯著提高了交易效率，有助于早日實現新發展格局.共享方面，隨著數字經濟技術與網絡設備發展，日常生活信息轉化為數據，通過數字化途徑傳至各個角落，降低了信息獲取成本，進而有效緩解生產和消費過程中的信息不對稱問題.因此，本文提出如下研究假設H1.

H1：數字經濟對經濟高質量發展有顯著正向促進作用.

基于以上假設，數字經濟可以推動經濟實現高質量發展，而數字經濟本身包含網絡外部性和高度的產業關聯性，因此數字經濟對高質量發展的影響并非簡單線性關系，在數字經濟發展到一定階段后，其對經濟高質量發展的推動作用更為明顯且呈現邊際效應遞增的趨勢[7].一方面，數字經濟相關的互聯網平臺和數字技術具有高度的網絡外部性，導致經濟中各個部門之間的聯系更加便捷和緊密，社會分工更加明確，數字經濟的發展推動了市場規模的擴大，經濟效率的提升，進而提升經濟發展質量；另一方面，數字經濟發展初期，需要投入大量數字化基礎設施、數字技術與數字化人才，數字經濟發展存在著較高的啟動成本，在初期可能會出現“生產率悖論”現象，數字經濟發展無法有效提升經濟效率，進而不能實現經濟高質量發展.而在數字經濟發展積累到一定階段后，隨著數字設備的大規模投入，數字技術應用到各個產業部門，降低了部門間的邊際成本，即梅特卡夫法則在區域經濟高質量發展中發揮作用[8].據此，提出研究假設H2.

H2：數字經濟對經濟高質量發展具有邊際效應遞增的非線性特征.

數字經濟本身具有較高的成長性和高度的滲透性，數字經濟發展會改善本地區基礎設施、技術水平、發展環境，提高地區經濟發展質量.但根據累計因果過程思想，數字經濟帶來一些地區經濟發展質量提升，會使得先進生產要素流入該地區，進一步提升該地區經濟發展質量，而周邊地區由于缺少先進的數字基礎設施和數字技術，導致資本和勞動力大量流出，不利于周邊地區提升經濟發展質量，從而帶來更大的經濟發展差距.文獻[9]運用美國48個州的相關數據進行分析，研究結果表明信息化會存在一定的空間溢出效應.基于中國互聯網、數字經濟發展背景，文獻[10-12]研究了中國互聯網發展水平并從不同方面展開論證也得出互聯網發展對經濟發展具有空間溢出效應的結論.基于此，本文提出研究假設H3.

H3：數字經濟具有空間外溢性，會對周邊地區經濟發展水平產生影響.

隨著黃河流域經濟的快速發展，數字經濟能否推動黃河流域經濟高質量發展？數字經濟對黃河流域經濟高質量發展是否存在非線性溢出效應？數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的作用在空間規律上有哪些差異？鮮有文獻對其進行系統研究.因此研究數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的影響，對于推動黃河流域數字經濟新業態發展、改善黃河流域經濟發展質量具有一定的借鑒意義，為黃河流域經濟發展相關政策的制定提供新的依據和思路.本文的邊際貢獻包括:(1)研究視角方面，借鑒現有文獻，從地級市層面對黃河流域數字經濟以及高質量發展水平進行較為全面的測度，分析兩者的時空分布與影響關系；(2)研究方法方面，運用面板門檻模型和空間計量模型，分析數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的邊際遞增效應與空間效應，豐富相關實證研究；(3)數據選擇方面，本文選取2011-2019年黃河流域57個地級市的面板數據進行分析，與省域數據相比，分析結論會更加真實可靠.

2 實證分析

2.1 模型設定

為檢驗上述研究假設，首先構建如下基本模型：

Yit=α0+α1Dit+α2Cit+μi+λt+εit,

(1)

其中，Yit表示城市i在t時期的經濟高質量發展水平，Dit表示城市i在t時期的數字經濟發展水平，而Cit為本文的控制變量包括產業結構、教育發展水平、規模以上工業企業數量、地區經濟發展水平、地區政府支出規模、就業水平.μi表示個體固定效應，λt表示時間固定效應，εit是隨機擾動項.

其次數字經濟對黃河流域經濟高質量發展存在著“梅特卡夫法則”，為了檢驗數字經濟對經濟高質量發展可能存在的門檻效應，將門檻模型設定為：

Yit=β0+β1Dit×I(Dit≤π)+β2Dit×I(Dit>π)+β3Cit+μi+λt+εit,

(2)

(2)式中，Dit為數字經濟門檻變量，π為待估的門檻值，I(·)表示取值為1或0的示性函數，若滿足括號內條件則示性函數取值為1，否則取值為0.

最后，為了驗證數字經濟對經濟高質量發展的空間溢出效應，在模型(1)的基礎上引入經濟高質量發展指數、數字經濟以及控制變量的空間交互項，建立如下空間計量模型：

Yit=φ0+ρWYit+φ1WDit+φ1Dit+φ2WCit+φ2Cit+μi+λt+εit,

(3)

(3)式中，ρ表示空間自回歸系數，W為空間權重矩陣，φ1和φ2分別表示數字經濟以及其他控制變量的空間溢出效應系數.模型(3)為同時包括被解釋變量以及解釋變量空間交互項的空間杜賓模型(SDM).

2.2 變量說明

2.2.1被解釋變量

經濟高質量發展測度方法主要包括單一指標測度與綜合指標測度兩種.單一指標測度方面，部分學者認為經濟發展質量的測度主要是看效率是否提升，使用全要素生產率、勞動生產率等指標來測算經濟高質量發展水平[13-14].文獻[15]運用勞動生產率來測度經濟高質量發展水平，分析中國地級市霧霾污染對中國經濟發展質量的影響及傳導機制.單一指標測算方法僅考慮了要素的利用效率，未能體現其配置效率，存在一定的局限性，因此不能全面反映經濟高質量發展水平.綜合指標測度，文獻[16]從經濟增長和社會成果兩個方面來測度經濟高質量發展，而文獻[17]進一步考慮了環境保護指標來構建適合中國國情的經濟高質量發展測度指標.文獻[18]從經濟活力、創新效率、綠色發展、人民生活、社會和諧5個方面構建綜合評價指標來測度高質量發展水平.但上述文獻多是強調經濟“增長質量”而并非“發展質量”.基于此，設計了表1.

表1 黃河流域經濟高質量發展測度指標體系

本文從“創新、協調、綠色、開放和共享”五大發展理念出發，綜合考慮黃河流域城市層面數據，選取創新投入、協調發展、綠色環保、貿易開放、居民生活5個二級指標21個具體指標構建黃河流域經濟高質量發展評價體系，并采用熵值法對相關指標進行賦權(詳見表1).具體計算步驟為：

假設共有m個評價樣本與n個指標，構成本文的原始數據矩陣(xitj)mn，其中xitj則表示城市i在年份t的第j個指標數值，其中m最大為57，n最大為21.

表2 黃河流域經濟高質量發展水平

本文對黃河流域57個城市2011-2019年的經濟高質量發展指標進行測算，表2報告了2011年和2019年黃河流域經濟高質量發展指數.總體而言，樣本期間黃河流域各地級市經濟高質量發展水平處于上升的趨勢，均值從2011年的0.209上升到2019年的0.239，增幅達到14.17%.黃河流域內大部分城市的經濟高質量發展指數都有一定程度的增長，且不同城市間經濟高質量發展水平存在著明顯差距.2019年經濟高質量發展水平處于領先地位的城市是青島、西安、鄭州、濟南.此外，黃河流域東部各城市的經濟高質量發展水平較高，西部城市普遍較低，區域內各地市間經濟發展水平存在顯著差異.造成這種現象的可能原因是經濟發展水平較高的城市其基本交通設施、地理位置在黃河流域內更具優勢，且政府對這些城市的優惠政策扶持力度更大，覆蓋范圍更廣，進而這些城市可以吸引優秀人才和引進國內外先進技術，推動這些城市實現高質量發展.對黃河流域內那些經濟發展水平較低的隴南、白銀、中衛等西部城市，由于經濟結構單一、優秀科技人才缺乏、交通不便利、基礎設施匱乏，導致這些地區的經濟高質量發展水平相對較低且增長速度緩慢.

2.2.2解釋變量

數字經濟核心生產要素是數字化的知識和信息，其發展的重要載體是現代信息網絡，通過技術發展推動經濟社會實現動力和效率變革，為經濟高質量發展注入新動能.已有的數字經濟研究以定性研究為主，且為數不多的定量研究主要從省級層面測度數字經濟，城市層面數字經濟指數的測度相對較少.本文借鑒文獻[19-21]的研究，結合黃河流域各地級市數據的可獲得性，從數字化基礎設施、數字化產業、數字普惠金融三個方面構建綜合指標來測度數字經濟發展水平(詳見表3).本文運用主成分分析法，把相關指標數據進行標準化、降維處理，得到數字經濟綜合發展指數，記為D.

表3 數字經濟測算的指標體系

本文運用ArcGIS10.2軟件，把黃河流域57個地級市的數字經濟指數根據自然間斷點分級法分為5個等級，并運用可視化地圖來呈現黃河流域數字經濟發展情況的空間分布(見圖1).

根據圖1可知，2011年濟南、西安、鄭州、太原、呼和浩特等省會城市的數字經濟發展處于領先地位，相對發展較快的地區主要分布于山東省其他地級市和河南省的南部城市，處于中等偏下的地區是山西省和內蒙古的東部地區，相對落后的地區為甘肅省、山西西部地區、寧夏回族自治區、內蒙古自治區西部地區.與2011年相比，2019年整個黃河流域數字經濟發展水平雖然明顯提高，但各地級市的數字經濟發展水平仍存在顯著差異.

2.2.3控制變量

為更加全面分析數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的影響，借鑒文獻[22-23]設定如下控制變量：產業結構(SI)、教育發展水平(JE)、規模以上工業企業數量(QX)、地區經濟發展水平(PG)、地區政府支出規模(lnG)、就業水平(EM)，具體定義詳見表4.

表4 控制變量說明與測度

表5列出了主要變量的描述性統計分析結果，黃河流域經濟高質量發展指數(Y)的均值為0.223，最大值為0.647，最小值為0.088 0，標準差為0.110.而數字經濟綜合指數的均值較小，標準差為0.099.

表5 變量描述性統計分析結果

2.3 數據來源

本文以黃河流域57個地級市為研究樣本，時間跨度為2011-2019年，相關數據主要來自于各年度《中國城市統計年鑒》、《中國統計年鑒》、中國經濟與社會發展統計數據庫、北京大學數字金融研究院以及騰訊研究院.

3 實證結果和分析

3.1 基準回歸結果

表6報告了基于固定效應模型得出的數字經濟對黃河流域高質量發展的基準估計結果，從表6中第(1)列可知，總體上解釋變量的回歸系數顯著為正，表明數字經濟發展對黃河流域各地級市的經濟高質量發展具有顯著的促進作用，驗證了前文提出的研究假設1.隨著逐步加入控制變量，列(2)～列(7)中的核心解釋變量數字經濟的回歸系數始終顯著為正，上述結論在控制其他影響因素后依然成立.

表6 基準回歸結果

3.2 非線性效應分析

前文假設2提出數字經濟對經濟高質量發展影響存在“邊際效應”遞增的作用，為了驗證該假設，本文運用面板門檻模型進行實證分析.在運用門檻模型進行估計之前，首先運用bootstrap抽樣法對面板門檻的存在性進行檢驗并確定門檻數量，由表7的門檻效應檢驗結果可知，單一門檻F統計值為33.39，在1%的水平上通過了顯著性檢驗，但雙重和三重門檻的F統計值不顯著，因此選擇數字經濟指標作為門檻變量、選擇單一門檻模型，進行實證檢驗.

門檻效應檢驗結果表明數字經濟在黃河流域內存在單一門檻效應，并通過了顯著性檢驗，圖2給出了似然比(LR)圖，以來判斷單一門檻值和相對應的置信區間.圖2中平行于X軸的紅色虛線是95%的置信值，紅色線與LR圖有兩個交點，其對應的橫坐標分別為置信區間的上下限，對應的置信區間為(0.199，0.252).其中圖形的最低點即為估計的單一門檻值為0.223.

數字經濟對經濟高質量發展水平的影響會因門檻區間的不同而存在差異，因此本文針對數字經濟的不同門檻值設定虛擬變量，然后進行回歸分析數字經濟對經濟高質量發展的非線性影響.根據門檻效應檢驗結果得到數字經濟的門檻值，將數字經濟分為兩個區間：區間1(q1)為D≤0.223，區間2(q2)為D>0.223，然后分析在不同的區間中，數字經濟對經濟高質量發展的影響.

表7 門檻效應檢驗

表8報告了不同門檻區間下，數字經濟和經濟高質量發展指數的回歸結果.當D≤0.223時，數字經濟對經濟高質量發展的影響為負，這表明，在數字經濟初創階段，其未能有效提升黃河流域經濟高質量發展水平.即在數字經濟發展初期，相應的數字基礎設施建設所需的資金多，成本高，建設周期長，且數字技術的發展具有不確定性和風險性，加之黃河流域城市多處于內陸地區，經濟基礎薄弱，且缺乏國家優惠政策扶持，導致地方企業數字投入積極性不高，短期內難以實現推動經濟高質量發展的目的.在數字經濟更高的區間內(D>0.223)，數字經濟對黃河流域各地級市高質量發展的影響顯著為正.這意味著，當數字經濟水平不斷提高時，對黃河流域各地級市的經濟高質量發展水平的影響呈現邊際遞增的非線性特征，進一步驗證了研究假設2.其可能的原因是，新一輪科技革命爆發以及政府相關支持政策的出臺，激勵地方企業加大數字經濟投資規模，加之數字經濟基礎設施逐步完善，提升了黃河流域的經濟發展質量.

表8 數字經濟影響經濟高質量發展門檻模型的回歸結果

3.3 空間溢出效應分析

為了驗證研究假設3，本文使用空間計量模型進行實證檢驗.首先需要對黃河流域各地級市的經濟高質量發展指數進行空間相關性檢驗，在地理距離矩陣下，計算2011-2019年黃河流域各地市經濟高質量發展指數的莫蘭指數(見表9)，結果顯示，黃河流域各地級市經濟高質量發展指數的全局莫蘭指數均大于0且至少在5%的水平下通過了顯著性檢驗，表明黃河流域各地級市的經濟高質量發展指數在空間分布上具有正向空間相關性，即經濟高質量發展存在著顯著的空間異質性和空間依賴性.如在實證分析中忽略經濟高質量發展指標的空間相關性，則很可能導致回歸結果存在偏差.另外，在進行回歸之前，本文依次進行了LM檢驗、LR檢驗、Wald檢驗，最終選擇時間空間雙向固定的空間杜賓模型為最終模型.

表9 莫蘭檢驗

考慮到回歸結果是否穩健，本文同時報告了雙向固定效應的SAR模型、SEM模型以及SDM模型的回歸結果(詳見表10).如前文所述，實證分析結果以SDM模型為基準，從表10可知，無論是采用哪種模型進行估計，黃河流域數字經濟發展水平(D)和經濟高質量發展水平的關系為正向的，且在1%的水平上通過了顯著性檢驗，表明黃河流域內數字經濟發展的確提升了區域經濟高質量發展水平.從結果可知，經濟高質量發展的空間滯后項的系數在5%的水平上顯著為正，表明經濟高質量發展存在顯著的空間溢出效應，主要是由于各地區之間的經濟高質量發展存在明顯的競爭效應.而數字經濟的空間滯后項的系數為負，表明鄰近地區的數字經濟水平提高對黃河流域內各地級市的經濟高質量發展產生一定的負向影響，驗證了假設3.這可能的解釋是，黃河流域鄰近地區數字經濟水平提高帶來經濟高質量發展時，更多的豐富且廉價的生產要素會流向該區域，會對黃河流域內各地級市的經濟發展水平會產生一定的負向影響，這就是“虹吸效應”.

表10 不同空間計量模型的估計結果

3.4 穩健性檢驗

前文基于地理距離矩陣檢驗了數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的影響，研究結果表明數字經濟發展能夠顯著提升黃河流域城市經濟高質量發展水平，但鄰近地區數字經濟水平的提高對黃河流域高質量發展產生一定的負向影響.為保證研究結論的可靠性，本文進一步使用經濟距離以及鄰接矩陣對上述結論進行穩健性檢驗，表11的結果表明，在兩種空間矩陣下的空間滯后系數始終顯著為正，而數字經濟的空間滯后項的系數為負，與前文結論一致，表明本文的結論是穩健和可靠的.

表11 不同空間權重下的空間計量模型結果

其次，采用替換解釋變量的衡量方法對模型進行穩健性檢驗.騰訊研究院發布的“中國互聯網+數字經濟指數”，包括了國內各個省份、自治區、地級市的數據.本文在穩健性檢驗中選用騰訊研究院發布的2015,2016,2017,2018,2019年的地級市數字經濟發展指數作為數字經濟的替換變量.回歸結果表明，在地理距離、經濟距離和鄰接矩陣三種情況下，數字經濟仍然可以顯著提升黃河流域經濟高質量發展水平，但周邊地區的數字經濟水平提高會對黃河流域經濟高質量水平產生負向影響，研究結果和前文的結果保持一致，本文研究得出的結論具有穩健性(詳見表12).

表12 替換數字經濟變量后的估計結果

4 結論和建議

本文運用2011-2019年黃河流域57個地級市的面板數據，構建衡量經濟高質量發展以及數字經濟的指標體系，并運用固定效應模型、面板門檻模型和空間計量模型，實證分析數字經濟對黃河流域經濟高質量發展的影響.本文主要結論如下：首先，數字經濟對黃河流域各地級市經濟高質量發展的影響顯著為正，表明隨著經濟的快速發展，數字經濟逐漸成為提升黃河流域經濟發展質量的重要動力；其次，數字經濟發展對黃河流域經濟發展質量提升呈現出一種非線性的“邊際效應”遞增的趨勢，當數字經濟跨越一定門檻值后，其對黃河流域經濟高質量發展的促進作用更為明顯；最后，空間計量模型分析結果也表明數字經濟發展能夠提升本地區的經濟高質量發展水平，且存在空間溢出效應，但鄰近地區數字經濟發展會對本地區經濟高質量發展產生負向影響.

基于實證結果，本文提出推動黃河流域經濟高質量發展的建議：(1)高度重視數字經濟對黃河流域高質量發展的推動作用，把握發展機遇，加大數字經濟在各個領域的推廣應用力度，為實現黃河流域經濟高質量發展增勢賦能.(2)加大數字化基礎設施建設，增加對以人工智能、物聯網、5G等為代表的新型數字化基礎設施的投資規模.加快推動數字經濟平臺建設，打造一大批工業互聯網平臺，充分發揮數字經濟聚集資源的優勢，帶動行業經濟發展.(3)根據黃河流域各地區數字經濟發展存在的差距，制定符合地區數字經濟發展的政策，對于數字經濟水平較低的地區應加大財政相關政策的扶持力度，強化政策保障措施，提高科技水平和人力資本水平，縮小區域差距；對于經濟發展水平較高的地區，發揮帶頭作用，引領周邊城市共同進步，推動區域協調發展.