數字經濟對黃河流域生態效率的影響

初麗霞 岳遠媛

關鍵詞：數字經濟；生態效率；空間杜賓模型；黃河流域

黃河流域在我國經濟社會發展和生態安全方面具有十分重要的地位，沿黃各省（區）要落實好黃河流域生態保護和高質量發展戰略部署，堅定不移走生態優先、綠色發展的現代化道路，堅定走綠色低碳發展道路，推動流域經濟發展質量變革、效率變革、動力變革［１－２］。高投入、高消耗、高排放、低產出的粗放式經濟增長方式限制著黃河流域高質量發展，而數字經濟作為一種資源節約與環境保護協調統一的經濟，能夠賦能傳統產業轉型升級，不受產業及區域限制，合理配置資源，降低資源投入和消耗［３］，為解決黃河流域經濟發展存在的矛盾和問題提供新的思路。生態效率是經濟增長量（產出）與經濟發展對生態環境影響量（投入）的比值，可衡量一個區域經濟發展與生態環境是否協調［３－５］。常用的生態效率測度模型（方法）有數據包絡模型（ＤＥＡ）、超效率ＤＥＡ模型、超效率ＳＢＭ模型、改進的ＳＢＭ－ＤＥＡ模型等［６－９］。技術創新、法律法規與政策、經濟發展水平、產業結構等通過影響產出與投入對生態效率產生影響［１０－１３］。當前，關于數字經濟的生態效應尤其數字經濟發展對黃河流域生態效率影響的研究較少，本文以２０１１—２０２０年為研究期，采用基于非期望產出的ＳＢＭ模型測算黃河流域生態效率，基于新發展理念構建數字經濟發展水平評價指標體系，建立固定效應的空間杜賓模型（ＳＤＭ），研究數字經濟發展對黃河流域生態效率的影響，以期從數字經濟發展的角度為黃河流域生態保護和高質量發展提供參考。

１數字經濟發展影響生態效率的作用機制

數字經濟具有低投入和低環境代價的特點，可克服傳統粗放式經濟發展模式的局限，實現經濟資源的快速優化配置，以更小的投入和更低的生態環境破壞代價創造更高的期望產出，與創新、協調、綠色、開放、共享的新發展理念高度契合。

以數字技術創新為核心驅動力，是解決粗放式經濟增長與資源環境矛盾的有效途徑。數字經濟具有創新和技術進步屬性，通過提高創新能力實現生產效率變革［１４］。充分把握新一輪科技革命和產業變革的新機遇，將信息技術融入傳統領域，變革企業生產組織方式，可降低資源投入和消耗，實現經濟發展方式的轉型。數字經濟在數字技術方面的創新能夠不斷優化大數據的使用，依靠海量數據、極速的信息搜尋，提高相關部門對環境污染的監管效率，及時發現并整治污染現象，提升環境污染治理能力［１５］，促使企業使用清潔能源，或創新研發能耗更低的生產技術，降低非期望產出。

數字經濟的本質是以互聯網為載體對數據進行大規模識別—選擇—過濾—存儲—使用，收集各種信息并進行處理、整合和歸類，降低信息使用者對信息的搜尋成本、選擇成本和交易成本，使交易和營銷成本顯著下降［１６］。產業類型、規模等因素對數字經濟發展限制較少，因而數字經濟能夠打破經濟活動空間限制與交流壁壘，加速信息、技術、資金、人才等資源要素自由流動和優化組合，將不同規模及類型的產業以數字經濟為中介聯系起來，優化產業生態鏈各個環節，實現產品更加高效地從供給端流轉到需求端，為產業鏈的協同大幅度節約成本［１７］。同時，數字經濟有利于區域間協調互通，各區域相互借鑒發展經驗，使發達地區的信息、技術、資金、人才等資源要素流入落后地區，實現協調、共同發展，降低落后地區經濟發展所需投入和成本。數字經濟在技術、軟件等的進出口方面，使國家之間能夠在經濟發展上聯結起來，使資金與知識在國與國之間流動，而且數字經濟依托互聯網進行交易能夠降低開放的成本。在降低資源投入和提升期望產出方面，數字經濟發展對生態效率提升具有積極的作用。數字經濟的發展契合新時代建立健全綠色低碳循環經濟發展的要求，兼顧經濟增長和環境保護的綠色發展理念。數字經濟所延伸的５Ｇ、物聯網、人工智能、機器人等新技術，能夠以較低的資源消耗和生態環境破壞代價實現較高的經濟產出，能夠與傳統產業相結合，融合新技術，將傳統產業改造成以低碳為特征的新興產業［１８］，從生產源頭到產品消費全過程降低資源消耗和污染物排放量，使綠色低碳循環貫穿于各經濟環節。數字經濟發展能夠通過互聯網向公眾傳播綠色環保理念，使綠色低碳的理念深入人心，提升公眾的環境保護參與意愿和積極性，減少日常生活中的污染及浪費，在社會快速發展的同時有效緩解生態壓力、降低非期望產出、提升生態效率。

２研究設計

２．１數據來源

本研究以黃河流域九省（區）為數據采集單元和分析單元，把青海、四川、甘肅、寧夏、內蒙古五省（區）作為上游地區，把山西、陜西兩省作為中游地區，把河南、山東兩省作為下游地區。研究所用數據來源于歷年《中國統計年鑒》《中國科技年鑒》《中國高技術產業統計年鑒》《中國第三產業統計年鑒》《中國電子信息統計年鑒》以及黃河流域各省（區）歷年國民經濟和社會發展統計公報、政府工作報告等。

２．２研究方法

２．２．１生態效率測算及其空間自相關檢驗

首先，設置生態效率評價指標體系（見表１），其中：資本存量即固定資產投資總額，采用永續盤存法計算；地區生產總值為期望產出，廢氣排放量（用二氧化硫排放量表示）、固體廢物產生量（用一般工業固體廢物產生量表示）、廢水排放量（用廢水處理化學需氧量表示）為非期望產出。然后，采用基于非期望產出的ＳＢＭ模型測算各省（區）逐年生態效率（具體方法參見文獻［５］）。生態效率值域為［０，１］，其值越大（越接近１）表明生態效率越高，其值小于１表明存在投入產出改進的必要性。

莫蘭指數（具體計算方法參見文獻［３－５］）通常用于研究某一評價指標在同一個分區內不同評價單元之間潛在的相互依賴性（相關性）。莫蘭指數值域為［－１，１］，其值大于０時表明評價指標具有空間正相關性，數值越大空間一致性越強；其值小于０時表明評價指標具有空間負相關性，數值越小空間差異性越強；其值等于０時表明評價指標不存在空間自相關性，即呈現空間隨機性。本文用莫蘭指數分析生態效率是否存在空間相關性。

２．２．２數字經濟發展水平測算

按照創新、協調、綠色、開放、共享５個維度構建數字經濟發展水平評價指標體系（見表２），采用極值（最大值、最小值）歸一化法對各指標值進行無量綱化處理，并采用熵值法計算各維度發展水平和數字經濟發展水平。

２．２．３數字經濟與生態效率的相關性分析

目前比較常用的空間計量模型有空間誤差模型（ＳＥＭ）、空間滯后模型（ＳＡＲ）、空間杜賓模型（ＳＤＭ），其中ＳＤＭ是一種基于多元回歸分析的統計模型，在考慮空間自相關性的情況下預測和解釋空間數據，可以用于各種類型的空間數據分析。考慮到黃河流域各省（區）之間具有空間交互作用，其自變量的變化不僅影響本省（區）的因變量，而且會影響其他省（區）的因變量，而ＳＤＭ同時考慮了自變量和因變量的空間滯后算子，因此本研究選擇使用ＳＤＭ。

本研究以生態效率Ｅ為被解釋變量，以經濟發展水平（Ｘｅｃｄ，用人均ＧＤＰ表示）、城鎮化水平（Ｘｕｒｂ，用城鎮人口占總人口的比例表示）、對外開放水平（Ｘｏｐｅ，用外貿依存度即進出口總額與ＧＤＰ之比表示）、產業結構高級化水平（Ｘｉｎｄ，用第三產業增加值與第二產業增加值之比表示）、財政投入水平（Ｘｆｉｎ，用財政預算內支出與ＧＤＰ之比表示）為控制變量，分別以數字經濟發展水平（ＸＤＥ）及創新發展水平（ＸＩＤ）、協調發展水平（ＸＨＤ）、綠色發展水平（ＸＥＤ）、開放發展水平（ＸＯＤ）、共享發展水平（ＸＳＤ）為解釋變量，首先構建空間杜賓模型并分析黃河流域數字經濟對生態效率影響的時間效應、空間效應、時間空間綜合效應（擬合優度等），然后依據空間杜賓模型擬合結果與普通最小二乘（ＯＬＳ）線性回歸結果，分析各因素（解釋變量與控制變量）對生態效率的影響效果。

參考有關研究［１９］，經過ＬＭ檢驗和ＬＲ檢驗，構造如下形式的空間杜賓模型，分析黃河流域數字經濟對生態效率的影響：

３結果與分析

３．1生態效率測算結果及其空間相關性

３．１．１生態效率測算結果

本研究把上、中、下游地區各省（區）生態效率的平均值作為各區域生態效率，把九省（區）生態效率的平均值作為黃河流域生態效率。黃河流域各省（區）及各區域逐年生態效率測算結果見表３

由表３可知：黃河流域各省（區）及各區域（上、中、下游地區及全流域）生態效率均呈波動上升趨勢，從不同區域看，中游地區生態效率相對較高、下游地區次之、上游地區最低，下游地區在２０１９年以前較中游地區低、２０１９年及２０２０年與中游地區趨于一致，而上游地區一直較中、下游地區低。出現這一結果的原因是：上游地區各省（區）經濟發展與環境保護壓力較大，經濟轉型條件、通信網絡和能源基礎設施較差，生態效率一直處于較低水平；中游晉陜兩省近年來高度重視生態環境保護、積極參與“一帶一路”建設等，生態效率一直相對較高；下游地區豫魯兩省與中、上游各省（區）相比，地理位置優越，易吸引投資和先進技術，出口貿易活躍，生態效率略低于中游晉陜兩省，均于２０１９年追趕上晉陜兩省，達到１．０００。

３．１．２生態效率的空間相關性

２０１１—２０２０年黃河流域各省（區）生態效率全局莫蘭指數均為正值（流域均值為０．０６９～０．２１４），其顯著性水平達到５％，說明黃河流域生態效率存在顯著的空間正相關性，即生態效率空間集聚特征顯著，各區域生態效率相關聯，一個省（區）的生態效率會影響鄰近省（區）的生態效率、也會受鄰近省（區）生態效率的影響。

黃河流域各省（區）生態效率局域自相關檢驗進一步驗證了其具有空間集聚性。２０１１—２０２０年，中、下游地區各省生態效率均較高，表現出高－高集聚模式；上游地區除四川外其他四省（區）生態效率一直相對較低，表現為低－低和低－高集聚模式，其中甘肅、寧夏兩省（區）生態效率一直較低、表現為低－高集聚模式；雖然高－高集聚程度逐漸提高且低－低集聚空間范圍逐漸縮小，但黃河流域仍然有部分省（區）集聚模式不理想，存在明顯的生態效率低值區。局域自相關檢驗說明黃河流域的生態效率具有空間相關性，可采用空間計量模型進行進一步分析。

３．２數字經濟發展水平對生態效率的影響

３．２．１數字經濟影響生態效率的實證結果

以數字經濟發展水平（ＸＤＥ）為解釋變量，按照空間杜賓模型進行擬合，結果表明時間固定的擬合優度（Ｒ２）大于空間固定、時間－空間雙向固定的，同時空間杜賓模型時間固定效應模型的擬合優度也大于普通最小二乘回歸（ＯＬＳ）的，因此選擇時間固定效應空間杜賓模型進行回歸，各變量回歸系數見表４。

由表４可知，數字經濟發展水平的回歸系數為正且達到１％的顯著性水平，表明數字經濟發展能夠顯著提高生態效率。其原因：數字經濟采用低投入和低環境代價的數據技術，引導并實現實體經濟資源的快速優化配置與再生，與傳統經濟相比提高了生產效率，可促進傳統產業轉型升級，以更小的投入和更低的生態破壞代價創造更大的期望產出，因而提高生態效率。

從控制變量來看：經濟發展抑制生態效率的提升，原因是經濟發展對環境產生了一定的破壞，或者投入產出結構不合理，在提升經濟效益的同時導致生態效率下降；城鎮化可提高生態效率，原因是數字經濟發展以高技術及其人才為基礎，而城鎮化使人才聚集并為數字經濟的發展提供動力，因而使生態效率提升；對外開放使生態效率降低，原因是在經濟外循環過程中，黃河流域數字經濟發展所需高技術依賴引進的比例較大，而技術輸出比例較小，在成本較高的同時難以有較高的期望產出，導致生態效率下降；產業結構高級化起促進作用，產業結構中數字經濟占比的提高，能夠促進產業結構高級化，不斷增加的數字經濟產業數量也能夠降低對環境的污染，減少對于資源的浪費，改善投入產出比，提高生態效率；財政投入水平越高生態效率越高，原因是數字經濟作為新興行業，在其發展初期需要經濟及政策上的扶持，財政對數字經濟投入的增加能夠促進數字經濟的發展，同時財政投資政策偏向生態環境保護有利于經濟發展與生態保護關系的協調，因而使生態效率提升。

３．２．２數字經濟各維度發展水平對生態效率的影響

分別以創新發展水平（ＸＩＤ）、協調發展水平（ＸＨＤ）、綠色發展水平（ＸＥＤ）、開放發展水平（ＸＯＤ）、共享發展水平（ＸＳＤ）等數字經濟５個維度的發展水平為解釋變量，按照時間固定效應空間杜賓模型進行回歸，各變量回歸系數見表５。

１）創新發展水平回歸系數為正且達到１％的顯著性水平，表明創新發展能夠顯著提高生態效率。數字經濟屬技術密集型產業，創新能夠促進技術升級和流域產業綠色轉型，降低勞動密集型和重化工產業占比、降低非期望產出、提高資源配置效率，因而提高生態效率。

２）協調發展水平回歸系數為正且達到１％的顯著性水平，表明協調發展能夠顯著提高生態效率。數字經濟發展能夠提高產業結構合理化和高級化水平，加速信息、技術、資金、人才等資源要素在各區域間的自由流動和優化組合，促進產業協調發展和區域協調發展，推動生態效率的提升。

３）綠色發展水平回歸系數為正且達到１％的顯著性水平，表明綠色發展能夠顯著提高生態效率。數字經濟發展所帶來的數字化、智能化技術能夠降低成本及資源投入，提高經濟效益，促使環境改善和節能減排，使生態效率提升。

４）開放發展水平回歸系數為負但沒有達到１０％的顯著性水平，表明開放發展對生態效率的提高具有一定抑制作用。數字經濟帶來的開放發展通常來說能夠提升生態效率，但當前黃河流域數字經濟在技術上還處于發展初期，技術出口量小，外資投入還未產生較高的經濟效益，所以對生態效率的提升不僅沒有貢獻，而且有暫時的抑制作用。

５）共享發展水平回歸系數為正但沒有達到１０％的顯著性水平，表明共享發展對生態效率的提高有一定作用。數字經濟的發展能夠帶動流域內各地區數字化基礎設施建設，創造大量就業機會、提高就業率，在數字經濟的共享發展中提升生態效率。

３．２．３數字經濟影響生態效率的空間溢出效應

以數字經濟發展水平（ＸＤＥ）為解釋變量，基于空間杜賓模型分析空間溢出效應，即數字經濟影響生態效率的直接效應和間接效應［其中：直接效應表示某省（區）數字經濟發展對于自身生態效率的影響；間接效應即空間溢出效應，表示某省（區）數字經濟發展對鄰近省（區）生態效率的影響］。分別組織直接效應和間接效應的樣本數據，按照空間杜賓模型進行擬合，各變量回歸系數見表６。

由表６可知，各省（區）數字經濟發展對本省（區）的生態效率有顯著的提升作用，對鄰近省（區）的生態效率提升具有一定作用但沒有達到１０％的顯著性水平，即目前數字經濟發展的溢出效應還不顯著。因此，應重視各省（區）之間的聯系，協同發展數字經濟，促進黃河流域整體生態效率的提升。

３．２．４實證結果的穩健性檢驗

采用經濟距離法對樣本數據進行處理，對基于空間杜賓模型的全樣本實證結果進行穩健性檢驗，與實證結果對比表明，核心解釋變量（數字經濟發展水平）影響生態效率的回歸系數有小幅度變動但正負和顯著性一致，各控制變量回歸系數的正負基本保持一致，即穩健性檢驗結果與實證結果具有較高的一致性，實證結果具有較高的可靠性。

４結論與建議

４．１結論

１）黃河流域及各省（區）生態效率在２０１１—２０２０年呈現波動上升的趨勢，中游地區相對較高、下游地區次之、上游地區最低，存在顯著的空間正相關性。

２）數字經濟發展對黃河流域生態效率具有顯著的正向效應，能夠促進黃河流域生態效率的提升。

３）數字經濟通過創新、協調、綠色、開放、共享等５個維度的發展對黃河流域生態效率產生影響，其中創新、協調、綠色、共享發展對生態效率的提升有促進作用，開放發展對生態效率的提升在短期內具有一定的抑制作用。

４．２建議

１）為了保持生態效率上升的良好趨勢，要繼續推動數字經濟的發展，給予其發展的各方面支持及良好環境。

２）根據數字經濟各維度發展特征，要重視技術創新，推進關鍵核心技術攻關，突出創新對生態效率的提升作用；各省（區）之間加強聯系、相互學習，增強協調、共享發展對生態效率的提升作用；優化數字經濟開放發展方式，增強與“一帶一路”沿線國家和地區的經濟合作、交流，實現數字經濟的外向型發展，扭轉開放發展對于生態效率的抑制局面。

３）為解決黃河流域各省（區）生態效率不均衡現象，要打破行政區劃限制，強化數字經濟基礎設施建設，打造一體化的數字經濟平臺，完善經驗分享和幫扶機制，使數字經濟的相關數據、技術等在各省（區）間無障礙合理流動，促進各省（區）數字經濟協調發展，釋放數字經濟對生態效率的提升潛力。