數字經濟、時空動態效應與城市碳排放效率

摘 要：

數字經濟作為一種新的經濟形態，已成為推動中國經濟高質量發展的重要驅動力，也會對城市碳排放效率產生影響。將數字經濟納入城市碳排放效率提升的分析框架，運用2011—2020年城市面板數據實證考察數字經濟對城市碳排放效率的影響及時空動態效應。研究結果表明：第一，數字經濟能夠提升城市碳排放效率，并且是通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累來實現的。第二，數字經濟對中國城市碳排放效率提升作用不僅存在隨時間增長逐漸增強的時間效應，還可通過空間溢出效應提升周邊城市的碳排放效率，并且城市間距離在550公里以內為空間溢出效應的顯著有效區域，超過950公里后則出現明顯的衰減。第三，在東部地區、大規模城市和傳統基礎設施較發達的城市，數字經濟對城市碳排放效率的提升作用更為明顯。因此可以從推動數字經濟發展、強化作用機制和突破數字經濟衰減邊界進行“空間重塑”等方面來提升城市碳排放效率。

關鍵詞：

數字經濟；城市碳排放效率；時間效應；空間溢出；空間重塑

中圖分類號：F49；X321

文獻標識碼：A文章編號：1007-2101（2023）06-0087-12

收稿日期：2023-03-15

基金項目：

安徽省哲學社會科學規劃青年項目“數字經濟提升安徽城市碳排放效率的效應與路徑研究”（AHSKQ2022D041）

作者簡介：

張躍（1992-），男，安徽宿州人，淮北師范大學講師，博士。

一、引言

二氧化碳排放所引致的溫室效應已成為全球可持續發展亟待解決的問題。作為世界第一大二氧化碳排放國家，中國政府先后提出降低碳排放強度、2030年實現碳達峰以及2060年實現碳中和等碳減排承諾。黨的二十大報告指出經濟社會發展綠色化、低碳化是實現高質量發展的關鍵環節。從理論上看，提升碳排放效率是推動經濟社會綠色化、低碳化轉型的重要途徑之一［1］。城市作為人口和產業的集聚中心，也是二氧化碳排放的主要來源，根據Cai等（2019）［2］統計結果可知，城市碳排放量已經占據中國碳排放總量的70%，城市已成為中國節能減排主陣地。所以著眼于城市市域，探討如何有效地提升城市碳排放效率，可以為我國加快實現“雙碳”目標和綠色中國發展提供驅動力。

許多學者對如何有效提升城市碳排放效率給予了高度關注，開出了推動經濟集聚［3］、加強環境規制［4］、推進城鎮化［5］和加快科技創新［6］等“藥方”。近年來，隨著云計算、物聯網和大數據等為代表的數字技術持續進步，數字經濟正逐漸成為驅動產業革命和經濟增長的新動能。從2019年起，“十四五”規劃首次將數字經濟發展納入國家戰略；2021年6月國家統計局發布第33號令，界定了數字經濟概念與分類；2022年5月國務院印發了《“十四五”數字經濟發展規劃》；至2023年8月，中國信息通信研究院發布《中國數字經濟發展報告（2023）》，2022年中國數字經濟規模超過50萬億，占 GDP 比重達到41.5%，這表明數字經濟已成為支撐我國經濟復蘇的重要動力，國家也在全力促進數字經濟發展。在此背景下，發揮數字經濟新動能，提升城市碳排放效率，助力城市經濟高質量發展意義深遠。

數字經濟概念最早由Tapscott（1996）［7］提出，認為數字經濟是運用信息通信技術而形成新的經濟系統。此后學者對數字經濟概念進行修繕改進，數字經濟是以數據資源作為關鍵要素、以現代化信息網絡作為載體，有效使用信息通信技術以推進經濟社會高質量發展的經濟活動綜合［8-9］。之后，國內外學者圍繞數字經濟的實證研究多集中在數字經濟發展水平的測度［10］，數字經濟對城市實體經濟［11］、產業結構升級［12］、綠色創新效率［13］和經濟高質量發展［14］的影響。與本文較為相關的文獻主要是數字經濟的碳減排效應，在這個論題方面學者普遍認為數字經濟發展可以有效減少碳排放量。如王芳和董戰峰［15］實證結果表明，數字經濟發展水平每提高 1%，有利于碳排放量降低 0.054%。然而，現有研究針對數字經濟影響城市碳排放效率的研究并不多，僅有少量文獻單純分析了數字經濟與城市碳排放效率之間的數量關系，并未詳細梳理和實證檢驗數字經濟影響城市碳排放效率的作用機制，更未從時空動態效應角度深入探究數字經濟對城市碳排放效率的影響。事實上，數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累的作用機制提升城市碳排放效率。并且，數字經濟對城市碳排放效率的提升存在時空動態效應，即一方面隨著時間增長，數字經濟對城市碳排放效率的提升作用逐漸增強；另一方面數字經濟通過空間溢出效應提升周邊城市碳排放效率，有助于形成城市間協調發展的碳減排格局，同時，空間溢出效應會隨著城市間距離擴大被削弱，使得遠距離的外圍城市很難享受到核心增長極所產生的數字經濟發展紅利。這就要求一個國家發展數字經濟時應考慮其時空動態效應，并且如果不將時空動態效應考慮在內，將對數字經濟提升碳排放效率的研究結果產生偏差。

基于此，本文以中國285個地級及以上城市2011—2020年的統計數據為研究樣本，重點研究數字經濟對城市碳排放效率的影響及其時空動態效應?？赡艿倪呺H貢獻在于：第一，揭示了數字經濟提升城市碳排放效率的作用機制，即數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累等機制提升城市碳排放效率。第二，豐富了數字經濟與城市碳排放效率的研究內容，即從時間和空間兩個維度出發，數字經濟對城市碳排放效率的提升作用呈現著隨時間增長逐漸增強的效應，還可通過空間溢出效應提升周邊城市的碳排放效率，進一步識別出數字經濟空間溢出效應的有效區間和衰減區間。

二、理論分析與研究假說

（一）數字經濟提升城市碳排放效率的作用機制

從理論上看，數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累等作用機制提升城市碳排放效率。圖1是數字經濟提升城市碳排放效率的作用機制分析框架。

數字經濟通過促進技術創新進而提升城市碳排放效率。數字經濟作為新一代信息通信技術快速發展的產物，可以有效推動技術創新發展。首先，數字經濟可以通過較為寬廣的信息傳播渠道實現更強的知識擴散效應，這無疑會在整體上提升城市經濟體的知識存量，推動知識信息有效整合，進而促進技術創新。其次，數字經濟可以依托物聯網和云計算等數字技術建設創新網絡平臺，降低研發資源的搜尋成本，促進創新主體之間聯絡和創新協作，提升城市協同創新能力，進而產生數字經濟的技術創新效應［16］。最后，隨著數字經濟被廣泛應用于金融機構，有助于提高信貸資源的匹配效率，優化企業外部融資環境，為城市創造出更高的創新自由度和生存空間，激發技術創新積極性［17］。進一步技術創新不僅促進了企業綠色生產和節能減排技術進步，還可以優化能源結構及使用效率，推動生產清潔無染產品，進而提升城市碳排放效率［18］。

數字經濟通過推動產業結構升級進而提升城市碳排放效率。首先，數字型產業逐漸成為城市經濟發展的重要組成部分，數字經濟發展本身就意味著產業結構由高投入、高耗能產業向高技術、高數字型的環境友好型產業轉變，從而提升城市的產業結構高級化和合理化水平

［19］。其次，數字經濟憑借著自身滲透性高、創新性快和擴散性強的特征，打破城市內產業發展邊界，促進上下游產業融合發展，進而催生出智能制造、共享經濟等具有高生產率和高技術含量的新興產業，推動城市產業結構優化升級。最后，數字經濟以數據資源作為關鍵要素、信息通信技術作為載體，這可以對城市傳統產業進行智能化和數字化改造，有利于重塑傳統產業組織模式，推動內部業務流程更新，推動城市傳統產業的優化升級［20］。進一步在理論上，產業結構升級有利于提高產業間和產業內部分工協作程度，提高產品附加值和資源使用效率，進而以較低投入獲得較高產出，達到提升城市碳排放效率目的。此外，隨著數字化產業規模不斷擴大和產業結構不斷優化升級，有助于發揮其規模經濟效應和產業結構升級紅利，為城市新舊動能轉換和可持續發展提供新動力。

數字經濟通過加速人力資本積累進而提升城市碳排放效率。首先，數字經濟賦能城市經濟增長的同時，數字化產業和消費互聯網快速發展，導致城市相關行業對專業性高技能勞動者的需求增大，這促使勞動者通過再教育、參加技能培訓等方式強化自身的技能和素質，加速了人力資本積累的進程［21］。其次，個體在學習數字經濟相關知識的過程中，能夠接觸到新的教育理念和方法，有助于改變傳統教育思維并增加高質量教育的需求，進而增加其對子女高質量教育的投入。最后，數字經濟的發展使“互聯網+教育”成為可能，為教育信息傳播提供新的技術手段，有利于豐富教育供給形式和打破教育資源壟斷，優化城市居民的學歷結構、知識結構、技能結構，進而加速了城市居民人力資本積累和高級化進程［22］。進一步在理論上，一方面，人力資本相對于能源和物質資本投入，是更加清潔和高效的生產要素，為企業改造內部生產技術提供了人才條件；另一方面，隨著人力資本水平的不斷積累，吸收和應用外來先進技術的能力就越強，這有利于企業采用較高的環境標準并從事綠色生產活動。因此，人力資本積累的節能減排效應最終會提升城市碳排放效率。

綜上，本文提出研究假說1。

假說1：數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累提升城市碳排放效率。

（二）數字經濟提升城市碳排放效率的時空動態效應

從數字經濟發展進程來看，數字經濟對城市碳排放效率的影響并不只是短期現象而是存在著時間增長效應。首先，在數字經濟發展初期，新型數字基礎設施不完善，數字技術的應用與普及程度相對較低，信息獲取成本相對較高，阻礙數字經濟的規模效應發揮，不能有效提升城市碳排放效率。而根據梅特卡夫法則，隨著時間增長，數字技術的使用度和普及度會持續深入，此時數字經濟帶來的生產成本降低與碳排放效率提升效應相對較高。其次，在數字經濟發展初期，應用部門可以在生產方式、經濟效益獲取等方面構建起一定優勢，數字技術資源對自然資源的替代能夠減少能源消耗，數字經濟改變能源消耗強度這一直接路徑起到主導作用。但在數字經濟發展初期，數字技術與實體經濟融合程度不深，生產鏈和供應鏈的數字化改造水平也不高，此時數字經濟引發的技術創新效果并不明顯［23］。同時，數字經濟改造傳統產業繼而獲得產業結構升級效應需要一個過程，人力資本積累更是需要較長時間周期。隨著時間增長，經過研發創新的持續投入、技術創新的改進，到不斷積累實現產業結構向高級形態轉變以及人力資本積累水平的不斷提高，數字經濟促進技術創新、推動產業結構升級效應和加速人力資本積累的作用逐漸顯現，進而提升城市碳排放效率。并且，這種提升作用會隨著時間增長以及作用機制的逐步發揮而越來越明顯，即數字經濟對城市碳排放效率的提升作用呈現著隨時間增長逐漸增強的效應。

空間溢出效應一般指不同地理空間上的經濟主體具有地理依賴性，通過生產要素的流動、技術擴散等渠道向周邊地區溢出［24］。具體地，數字經濟對城市碳排放效率的空間溢出效應主要體現在以下兩個方面：一是信息傳遞和知識共享，為數字經濟空間溢出效應的發揮提供了信息和知識保障。數字經濟憑借高效的信息傳遞技術壓縮了時空傳播距離，加速了信息資源和知識在各主體、各城市間傳遞；同時數字經濟通過信息網絡讓原本不相鄰的兩個城市借助數字平臺能夠及時地傳遞信息和知識共享，進而產生信息和知識的空間溢出效應，有助于提升周邊城市碳排放效率［25］。二是技術的擴散性，為數字經濟空間溢出效應的發揮提供了技術支撐。數字經濟具有滲透性、創新性和擴散性等特征，增強了城市間數字技術關聯性和滲透性，使得跨地區技術協作更加便利，從而在技術合作中產生溢出效應；同時數字經濟有利于弱化地理距離帶來的技術溢出效應衰減規律，增強了技術和知識普惠性，提高了各市場主體的學習和模仿效率，進而促使新技術和新理念的轉移擴散，為周邊城市綠色低碳發展創造了條件，提升其碳排放效率。

盡管科技人才的流動、知識的傳播、技術的創新等對數字經濟的空間溢出效應具有一定的影響，但受限于地理距離的阻礙，數字經濟的空間溢出在較小的空間上比較明顯?？臻g上相毗鄰的城市間有著相似的產業結構與經濟發展模式［26］，為了提高競爭力、謀求協同發展，往往會開展合作、加強經濟往來，促進生產要素之間的流動。因此，一個地方的數字經濟發展會對毗鄰地區的城市產生較明顯的空間溢出效應。生產要素流動頻率往往會隨城市間地理距離的不斷增加而慢慢下降，知識與技術溢出也隨之呈衰減趨勢［27］，且當城市間的距離超出一定邊界范圍時，較高的交通成本將引致人才流動受限，數字經濟的空間溢出效應受制于城市間的地理距離，對遠距離城市的碳排放效率影響較小。因此，形成了數字經濟對提升城市碳排放效率的空間溢出效應存在隨空間距離衰減的特性。

綜上，本文提出研究假說2。

假說2：數字經濟對城市碳排放效率的提升作用呈現著隨時間增長逐漸增強的效應，數字經濟對提升城市碳排放效率具有空間溢出效應并存在著隨距離衰減的地理邊界。

三、模型設定與變量說明

（一）模型設定

為檢驗數字經濟對城市碳排放效率的具體影響，設定如下基準回歸模型：

Yit=α1digeit+∑nj=1αjXit+mi+hi+eit（1）

式（1）中，Yit是被解釋變量，表示城市i在t時期的碳排放效率，digeit是解釋變量，表示城市i在t時期的數字經濟發展水平；Xit是影響城市碳排放效率的控制變量集合；mi表示城市固定效應，hi表示時間固定效應，eit是隨機誤差項。

（二）變量說明

1.被解釋變量。

本文首先依據全要素生產率的量化思維，構建投入和產出指標體系；其次，基于城市層面數據的可獲得性，選取勞動力投入（以城市年末單位從業人員來衡量）、資本投入（用永續盤存法估算城市的資本存量來衡量）、能源消耗量（以城市全社會用電量來衡量）、期望產出（以城市GDP來衡量）、非期望產出（用城市二氧化碳排放量來衡量）；最后，采用數據包絡分析法中的非期望產出SBM模型來測算2011—2020年中國285個地級及以上城市的碳排放效率。

2.解釋變量。

本文首先在趙濤等［28］量化基礎上拓展了數字經濟的測度范圍，從數字經濟基礎設施、數字經濟從業人員、數字經濟產出、數字普惠金融四個維度對城市數字經濟發展水平進行測度。其中，數字基礎設施用每百人中互聯網寬帶接入用戶數和每百人中移動電話用戶數兩個二級指標表示；數字經濟從業人員用信息傳輸、計算機服務和軟件業從業人數表示；數字經濟產出用人均電信業務收入表示；數字普惠金融用北京大學數字金融研究中心編制的數字普惠金融指數表示。其次，引入時間變量改進熵值法，由此計算出的數字經濟綜合指數便是城市數字經濟發展水平。

3.控制變量。

借鑒郭沛和梁棟［6］、孟宏偉等［29］和徐英啟等［30］的做法，影響城市碳排放效率的主要控制變量包括：（1）經濟發展水平（pergdp）。以城市人均GDP的對數值來表示，同時為了驗證經濟發展水平與城市碳排放效率存在環境庫茲涅茨曲線的可能性，在實證模型中引入了人均GDP的二次項。（2）城鎮化水平（urban）。以城市城鎮人口占常住總人口的比重來衡量城市城鎮化水平。（3）環境規制（reg）。以城市環境治理投入額占GDP比重表示城市環境規制強度。（4）外商直接投資水平（fdi）。用城市實際利用外商投資額占GDP比重來衡量城市外商直接投資水平。（5）財政分權（gov）。以地方財政收入與地方財政支出之比來衡量城市財政分權。

（三）數據來源

本文研究數據均來自于《中國城市統計年鑒》《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》和EPS數據庫。為避免數據的一致性、連續性和平穩性問題導致實證結果出現偏差，本文對樣本數據做如下處理：一是以中國285個地級及以上城市為研究單元，以2011—2020年為研究時段。二是將文中宏觀數據均換算到以2011年為基期的不變價格水平。三是宏觀數據常因為時間序列上的非平穩性導致偽回歸結果出現，采用適合短面板的HT單位根檢驗方法對變量進行檢驗，HT統計量的P值均為0，拒絕面板單位根的原假設，表明各變量都是平穩的，變量描述性統計和平穩性檢驗留存備索。

四、實證結果分析

（一）基準回歸結果

基于Hausman檢驗結果，本文選取固定效應模型檢驗數字經濟對中國城市碳排放效率的影響，列（1）僅控制了數字經濟解釋變量，列（2）—（7）則是逐步加入控制變量，基準回歸結果如表1所示。無論是逐步加入控制變量，還是將所有控制變量統一納入基準模型中，基準回歸結果均顯示了數字經濟與中國城市碳排放效率之間存在正相關關系，列（7）中數字經濟的回歸系數為0.133，并且在1%的顯著性水平上為正，這說明數字經濟顯著提升了中國城市碳排放效率。

從控制變量的回歸結果來看：（1）經濟發展水平一次項及其二次項分別顯著為負和顯著為正，這說明經濟發展水平與城市碳排放效率之間呈現出顯著的“U型”曲線關系，即經濟發展對城市碳排放效率產生先抑制后提升的過程，這也驗證了二者關系符合環境庫茲涅茨曲線。（2）城鎮化的回歸系數顯著為正，表明城鎮化有利于提升城市碳排放效率。城鎮化的人口集聚效應提升了能源使用效率，并且高水平的城鎮化使得居民對環境質量的要求不斷提高，推動了知識創新和技術進步，進而提升城市碳減排效率。（3）環境規制的回歸系數顯著為正，對城市碳排放效率具有顯著的提升作用，主要原因在于環境規制可以對企業生產技術產生優化效應，促使企業改革生產設備、完善生產管理和采用清潔生產技術，有利于減少能源消耗。（4）外商直接投資水平的回歸系數顯著為正，表明外商直接投資有利于提升城市碳排放效率。這主要得益于外商投資的技術溢出效應、關聯溢出效應和示范效應，有助于提高內資企業的勞動生產率和能源使用效率。（5）財政分權的回歸系數顯著為負，表明財政分權并未對城市碳排放效率產生積極作用。背后原因在于，財政分權會引致地方政府傾向于增加生產項目和支持重工業發展，導致能源投入和碳排放量增加，使得財政分權不利于提升城市碳排放效率。

（二）穩健性檢驗

1.替換變量。

一是依據“單要素”度量方法用GDP與二氧化碳排放量的比值來衡量城市碳生產率。碳生產率是把碳作為能源要素投入，反映的是城市二氧化碳排放所帶來經濟效益，因此可以作為被解釋變量的替換變量。表2中列（1）是替換被解釋變量的回歸結果，數字經濟的回歸系數為0.098，且在1%顯著性水平上為正，表明數字經濟可有效地提升城市碳生產率。二是借鑒金環等［31］的做法，采用騰訊研究院測度的中國城市數字經濟指數來替換解釋變量。表2中列（2）是替換解釋變量的回歸結果，雖然數字經濟回歸系數大小及顯著性水平有所下降（回歸系數為0.087，在5%顯著性水平上為正），但數字經濟的作用方向與基準回歸結果保持一致，這說明數字經濟可以提升城市碳排放效率的結論是穩健的。

2.控制固定效應。

經濟發展水平和碳排放效率較高的城市，其現代信息網絡建設和信息通信技術應用具有先發優勢，這會導致數字經濟與城市碳排放效率存在因果關系?；诖耍疚耐ㄟ^設定省份固定效應、省份與年份交互效應，以緩解數字經濟廣泛發展帶來宏觀環境的變化。從表2第（3）（4）列檢驗結果可知，考慮宏觀環境變化之后，數字經濟依然能顯著提升城市碳排放效率。

3.外生政策沖擊檢驗。

考慮到數字經濟與碳排放效率存在相互因果關系造成內生性問題。本文以2013年后實施的智慧城市試點政策作為外生政策沖擊，并采用漸進式DID模型進行實證檢驗。這樣做的原因在于：一是智慧城市的本質是通過信息技術整合城市信息資源，并通過新一代數字技術對城市運行進行預測和管理，以此推動智慧城市高質量發展，這體現了數字經濟是以數字技術推動城市高質量發展的內涵，也為識別數字經濟的提升效應提供了外生政策沖擊檢驗策略。二是由于智慧城市試點政策的擴容式特點，使得試點城市受到政策沖擊時點不同，采用漸進式DID模型更容易排除其他因素的影響①。從表2第（5）列評估結果來看，智慧城市試點政策對城市碳排放效率具有提升作用，并在5%顯著性水平上為正。主要原因在于智慧城市政策實施后，試點城市將新一代數字技術融入城市建設中，提高了數字經濟發展水平進而有利于城市智能、低碳和可持續發展。

（三）作用機制檢驗

技術創新作用機制的檢驗結果如表3第（1）（2）列所示，數字經濟對技術創新具有明顯的促進作用，并通過了1%的顯著性檢驗；數字經濟與技術創新交互項的回歸系數在1%顯著性水平上為正（0.074），這表明數字經濟可以通過促進技術創新來提升城市碳排放效率。數字經濟通過較為寬廣的信息傳播渠道實現更強的知識擴散效應，提升城市經濟體的知識存量，還可優化企業外部融資環境，推動創新主體之間聯絡和創新協作，進而產生數字經濟的技術創新效應。技術創新有利于提高資源利用率，促進經濟增長方式轉型，進而提升城市碳排放效率。

產業結構升級作用機制的檢驗結果如表3第（3）（4）列所示，數字經濟對產業結構升級具有明顯的推動作用，并通過了5%的顯著性檢驗；數字經濟與產業結構升級交互項的回歸系數在5%顯著性水平為正（0.032），這表明數字經濟可以通過產業結構升級來提升城市碳排放效率。數字經濟憑借著自身滲透性高、創新性快和擴散性強的特征，促進上下游產業融合發展，催生新興產業，也有利于重塑傳統產業組織模式，推動內部業務流程更新，推動傳統產業結構優化升級。產業結構升級有助于城市產業質量提升、產業品牌重塑，提高產品附加值，進而有利于提升城市碳排放效率。

人力資本積累作用機制的檢驗結果如表3第（5）（6）列所示，數字經濟有利于加速人力資本積累，并通過了1%的顯著性檢驗；數字經濟與人力資本積累交互項的回歸系數在5%顯著性水平為正（0.041），這表明數字經濟通過加速人力資本積累來提升城市碳排放效率。數字經濟發展影響勞動力市場模式和勞動者就業模式，促使人們通過參加技能培訓、繼續教育等提高自身工作能力和業務水平，提升人力資本積累水平。人力資本積累有助于綠色技術研發和應用，促進能源結構調整，有利于提升城市碳排放效率。綜上所述，數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累三個作用機制提升城市碳排放效率。假說1得以驗證。

產業結構升級作用機制的檢驗結果如表3第（3）（4）列所示，數字經濟對產業結構升級具有明顯的推動作用，并通過了5%的顯著性檢驗；數字經濟與產業結構升級交互項的回歸系數在5%顯著性水平為正（0.032），這表明數字經濟可以通過產業結構升級來提升城市碳排放效率。數字經濟憑借著自身滲透性高、創新性快和擴散性強的特征，促進上下游產業融合發展，催生新興產業，促進產業結構升級，進而有利于提升城市碳排放效率。此外，數字經濟有利于重塑傳統產業組織模式，推動內部業務流程更新，推動傳統產業優化升級。產業結構升級有助于城市產業質量提升、產業品牌重塑，提高產品附加值，進而有利于實現城市碳排放效率提升。

人力資本積累作用機制的檢驗結果如表3第（5）（6）列所示，數字經濟有利于加速人力資本積累，并通過了1%的顯著性檢驗；數字經濟與人力資本積累交互項的回歸系數在5%顯著性水平為正（0.041），這表明數字經濟通過加速人力資本積累來提升城市碳排放效率。數字經濟發展影響勞動力市場模式和勞動者就業模式，促使人們通過參加技能培訓、繼續教育等提高自身工作能力和業務水平。同時，數字經濟發展有利于豐富教育供給形式和打破教育資源壟斷，進而優化城市居民的學歷和技能等，促進人力資本水平提升。人力資本積累不僅有助于促進綠色前沿技術研發，而且有助于綠色技術吸收和應用，促進能源和消費結構調整，加快城市綠色轉型升級，進而有利于提升城市碳排放效率。綜上所述，數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累三個作用機制提升城市碳排放效率。假說1得以驗證。

（四）異質性檢驗

1.城市區位的異質性。

從城市區位角度看，中國區域經濟具有明顯的空間差異特征，尤其是東、中、西部在經濟發展水平、資源稟賦等因素上存在明顯的空間異質性。因此，數字經濟對城市碳排放效率提升作用可能由于地理區位不同而有所差異。為此，本文將285個城市劃分為東中西三個區域進行分組回歸（見表4的第（1）—（3）列）。從城市區位的檢驗結果來看，數字經濟有利于提升東部、中部和西部城市碳排放效率，并且提升作用呈現“東部—中部—西部”遞減態勢，組間差異系數的經驗P值也說明三者間系數存在顯著差異。東部城市的地理位置優越、制度環境較好，數字經濟基礎設施較為完善，擁有發展數字經濟的先發優勢，有利于提升城市碳排放效率。西部城市的創新要素相對不足、制度環境相對較差，雖然數字經濟為提升西部城市碳排放效率提供了新動能，但其他方面的發展不足弱化了數字經濟的提升作用。

2.城市規模的異質性。

本文將《關于調整城市規模劃分標準的通知》中的五類城市進一步分成三類：超大城市、特大城市歸類為大規模城市，大城市和中等城市歸類為中等規模的城市，小城市歸類為小規模城市。從表4列（4）—（6）檢驗結果可知，大規模城市的數字經濟回歸系數在5%顯著性水平上為正，而中等規模和小規模城市數字經濟的回歸系數未通過顯著性檢驗，表明數字經濟顯著提升了大規模城市的碳排放效率，而對中小規模城市碳排放效率的提升作用不顯著。組間差異系數檢驗的經驗P值也證明了三者間回歸系數存在顯著差異。主要原因在于大規模城市具有較好的數字基礎設施和數字技術，有利于城市碳排放效率提升。而中小規模城市數字技術發展較晚，并且缺乏數字經濟發展所需要的技術、資金和高端人才等要素，從而導致數字經濟紅利尚未充分釋放。

3.傳統基礎設施的異質性。

隨著傳統基礎設施快速發展，特別是機場、高速公路和高速鐵路的迅速建設，其對城市碳排放效率具有顯著的促進作用。近年來，以人工智能、大數據和5G為代表的新型數字基礎設施加快建設助推了數字經濟快速發展。那么，新型數字基礎設施與傳統基礎設施之間是否存在互補關系？數字經濟提升作用會因傳統基礎設施發達程度而存在差異嗎？本文首先根據城市鐵路和公路運營長度的平均值將285個城市劃分為傳統基礎設施發達城市和欠發達城市，然后進行分組回歸檢驗。從表4列（7）和列（8）檢驗結果可知，在傳統基礎設施發達的城市，數字經濟顯著提升了城市碳排放效率，而在傳統基礎設施欠發達的城市其數字經濟提升作用不顯著，組間系數差異檢驗的經驗P值顯示二者間存在顯著差異。這說明在傳統基礎設施越發達城市，數字經濟更能驅動碳排放效率的提升?？赡艿脑蛟谟冢耗承╇[性管理經驗不能通過數字技術轉變為顯性管理經驗在互聯網上傳播，僅能憑借傳統基礎設施實現跨城市傳遞，并通過現場觀摩交流、學習新知識，因而傳統基礎設施與新型數字基礎設施會形成互補協作關系，促進城市碳排放效率提升。

五、進一步分析：時空動態效應檢驗

（一）時間增長效應檢驗

如前文研究假說所示，數字經濟對城市碳排放效率的提升作用呈現著隨時間增長逐漸增強的效應。為檢驗這一研究假說，筆者首先參考袁勝超等［32］的做法，采用移動平均法以數字經濟的移動平均值作為數字經濟時間增長效應的反映；其次，計算得到被解釋變量和控制變量的移動平均值后，再重新采用固定效應模型對樣本數據進行擬合估計。

本文同時報告了兩年、三年、四年和五年移動平均的估計結果（見表5）。數字經濟的回歸系數均在5%統計水平上顯著為正，并且其回歸系數逐漸增大。在此基礎上，依次進行組間系數差異檢驗，經驗P值至少在5%統計水平上顯著為正，組間回歸系數存在顯著差異。進一步說明隨著時間增長，數字經濟對城市碳排放效率的提升作用不斷增強。其可能的原因是：在數字經濟提升城市碳排放效率的作用機制中，僅有減少能源投入量這一直接路徑具有即期性，而技術創新、產業結構升級和人力資本積累均需要一定過程，因此數字經濟通過技術創新、產業結構升級和人力資本積累等路徑來提升碳排放效率在當期作用比較弱。隨著時間增長，數字經濟促進技術創新效應逐漸顯現，并能推動產業結構和人力資本水平不斷提高，進而對城市碳排放效率的提升作用逐漸增強。假設2得以驗證。

（二）空間溢出效應檢驗

本部分采用空間計量模型對數字經濟提升城市碳排放效率的空間溢出效應進行檢驗。首先，采用Geoda軟件計算出數字經濟和碳排放效率的全局Moran’s I 指數（Moran’s I值分別為0.296和0.312），并且二者通過了5%的隨機分布顯著性檢驗，表明數字經濟與碳排放效率存在空間關聯性。其次，運用埃爾霍斯特的“兩步法”來確定合適的空間計量模型。根據LR檢驗和Wald檢驗結果可知，空間杜賓模型不能簡化成空間滯后模型和空間誤差模型，應選用空間杜賓模型來回歸樣本數據。最后，根據Hausman檢驗結果可知，空間杜賓模型應進一步采用固定效應模型。

表6報告了3種空間矩陣下數字經濟空間溢出效應的檢驗結果②。無論空間矩陣設定形式如何，城市碳排放效率的空間自回歸系數ρ顯著為正，數字經濟的空間交互項系數（Wxdige）也顯著為正，這表明中國城市之間不僅存在碳排放效率交互效應，還存在本地數字經濟提升周邊城市碳排放效率的空間溢出效應。其原因主要在于信息共享、知識傳播性和技術不完全排他性，增強城市間數字經濟的關聯性和滲透性，為周邊城市的碳排放效率提升創造了條件。在此基礎上，本文通過空間杜賓模型效應分解，以便觀察空間溢出效應在數字經濟提升城市碳排放效率中的重要性。從數字經濟空間效應的分解結果來看，數字經濟對城市碳排放效率的直接效應與間接效應均在5%顯著性水平上為正，同時，從直接效應和間接效應的回歸系數來看，數字經濟對城市碳排放效率的直接效應約占總效應的60%，間接效應約占總效應的40%。由此可見，數字經濟的空間溢出效應對提升城市碳排放效率具有重要作用。

為驗證數字經濟空間溢出效應存在隨距離衰減的地理邊界，本文設定兩個城市間地理距離區間為［dmin，dmax］，并將距離矩陣帶入空間杜賓模型中做連續回歸，η為從dmin到dmax的遞進距離。以此驗證數字經濟的空間溢出效應隨地理距離增加而衰減的特征：

Wd/d=dmin，dmin+η，dmin+2η，…，dmax（2）

在式（2）中，Wd=［Wij，d］n×n為距離矩陣，

Wij，d=

e-dij/dmin，當dij≥d

0，?? 當dij<d（3）

本文設定的城市間最短距離為150公里，每增加100公里就進行一次空間杜賓模型回歸，回歸顯示城市間距離在1 350公里以外的數字經濟空間溢出系數沒有通過顯著性水平檢驗。因此，本文僅呈現了地理距離在1 350公里以內的數字經濟空間溢出系數與相應的距離閾值d。其相互關系如圖2所示。

在圖2中，數字經濟的空間溢出系數隨地理距離的增加而不斷遞減，根據其變化趨勢，可將其分為三個變化區間。區間1：城市間距離小于550公里。此區間是數字經濟空間溢出的顯著密集區域，且系數值在0.05～0.06區間內上下波動。其原因在于：在空間矩陣中，城市間的交流，無論經濟聯系、人才流動、技術更新，還是生產要素之間的互動，其強度會隨著地理距離的增加而逐步弱化，但當距離超過一定邊界后（圖中為350公里）又有所加強，這種現象僅出現在空間距離相對較短的區域，導致空間溢出系數在550公里內表現為噪聲不穩定。區間2：城市間距離為551～950公里。此區間的空間溢出系數開始緩慢下降，但降幅相對較?。ㄏ禂抵祻?.055下降至0.045）。區間3：城市間距離為951～1 350公里。此區間數字經濟的空間溢出系數呈現快速下降態勢，系數值從0.045下降至0.019，下降幅度為0.026，是區間2的2.6倍。綜上，數字經濟對城市碳排放效率的空間溢出效應會隨地理距離的增加而不斷遞減，并且出現了550公里與950公里兩個明顯邊界，城市間距離在550公里以內的為空間溢出效應顯著有效區域，超出950公里以外的為明顯衰減區域。

六、研究結論與政策啟示

在數字經濟成為一種新經濟形態和提升城市碳排放效率任務緊迫的現實背景下，本文采用2011—2020年城市面板數據檢驗數字經濟對城市碳排放效率的影響及其作用機制，并進一步考察數字經濟的時空效應和異質性，得出以下結論：第一，數字經濟顯著提升了城市碳排放效率，這一結論在經過替換變量、控制固定效應和外生政策沖擊等穩健性檢驗后依然成立。第二，數字經濟對城市碳排放效率的提升作用是通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累等機制來實現的。第三，數字經濟不僅對城市碳排放效率的提升作用呈現隨時間逐漸增強的效應，數字經濟還可通過空間溢出效應提升周邊城市的碳排放效率，并且城市間距離在550公里以內為空間溢出效應的顯著有效區域，超過950公里后則出現明顯的衰減。第四，相較于中西部城市、中小規模城市和傳統基礎設施欠發達城市，數字經濟在東部、大規模和傳統基礎設施發達的城市更能驅動碳排放效率的提升。

基于以上研究結論，筆者提出以下政策啟示：

第一，全面推動數字經濟發展，為城市碳排放效率的提升提供持續動能。數字經濟不僅成為一種新的經濟形態，還是目前中國提升城市碳排放效率的重要驅動力。因此，要加大數字技術研發的投資力度、掌控數字領域的關鍵技術，強化新型數字基礎設施建設、夯實數字經濟發展底座。同時，政府還要做好數字經濟發展的頂層設計，完善數字經濟發展的相關規劃，促進數字經濟的全面發展，為提升城市碳排放效率提供持續動能。

第二，強化數字經濟作用機制，發揮數字經濟的驅動作用?？紤]到數字經濟可以通過促進技術創新、推動產業結構升級和加速人力資本積累三個作用機制間接提升城市碳排放效率。因此，首先要加強創新型人才培養，優化科技研發融資環境，加大知識產權保護力度，為技術創新提供人才、資金和制度保障，進而催化技術創新的碳排放效率提升效應。其次，要積極改造升級傳統產業，催生新經濟和新業態，推動產業結構向高度化和合理化轉變，進而發揮產業結構升級的提升作用。最后，要完善勞動力教育和培訓體系，著手高技能、數字化人才培養，并借助“互聯網+教育”豐富教育供給形式，優化城市居民的知識、技能等結構，加速人力資本積累，進而為碳排放效率提升構筑人力資本的作用途徑。

第三，加強區域空間重塑，有效發揮數字經濟的空間溢出效應。具體來說：一是在550公里之內為數字經濟空間溢出效應的顯著有效區域，該區間內的地方政府應該打破“本位主義”思想，采取增強合作共贏理念，加強經濟聯系、削弱行政壁壘等空間修復方式，在更大范圍內與其他城市建立聯系，以此擴大數字經濟空間溢出的距離半徑，充分釋放數字經濟提升城市碳排放效率的空間貢獻能力。二是在950公里外的數字經濟空間溢出效應呈現明顯衰減區域，可通過重新配置要素資源、調整區域功能、優化區域空間組合等空間重塑方式，在國內尤其是在中西部地區培植更多新的數字經濟發展極，改善遠距離外圍城市與核心城市的經濟關聯度，以便獲得數字經濟空間溢出紅利，進而提升城市碳排放效率。

第四，

相較于中西部城市、中小規模城市和傳統基礎設施欠發達城市，數字經濟在東部、大規模和傳統基礎設施欠發達化城市更能驅動碳排放效率的提升。探索數字經濟與城市區位、城市規模和傳統基礎設施建設水平高度貼合的發展策略，形成數字經濟與城市特色相結合的發展模式。尤其對于西部地區、小規模城市和傳統基礎設施欠發達的城市應努力改善自身制度環境、加快傳統基礎設施建設步伐、加大數字技術創新支持力度，并把握數字經濟發展機遇，激發后發優勢實現碳排放效率提升的“彎道超車”。

注釋：

①住房和城鄉建設部于2012年12月正式公布開展國家智慧城市試點工作的通知，隨后2013年和2014年發布了第二批和第三批智慧城市建設名單。

②鄰接矩陣是根據地理位置是否鄰接來設定的；距離矩陣是根據兩城市間的地理距離倒數來設定；經濟矩陣是兩城市間的人均GDP差值的倒數來設定；嵌套矩陣是根據鄰接矩陣和經濟矩陣二者相乘得到的，它能夠克服對稱矩陣缺陷，以便更好地反映城市間空間關聯效應。

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責任編輯：艾 嵐

Digital Economy， Temporal-Spatial Dynamic Effect and Urban Carbon Emission Efficiency

——Taking the "Second

Zhang Yue

（School of Economics and Management， Huaibei Normal University， Huaibei Anhui 235000， China）

Abstract：

Digital economy， as a new economic form， has become an important driving force to promote the high-quality development of China's economic growth， and it will also have an impact on urban carbon emission efficiency. In this paper， the digital economy is included in the analysis framework of urban carbon emission efficiency improvement， and the impact of digital economy on urban carbon emission efficiency and its spatial-temporal dynamic effects are empirically investigated by using urban panel data from 2011 to 2020. The results show that： first， digital economy can improve the efficiency of urban carbon emissions， and it is achieved by promoting technological innovation， promoting industrial structure upgrading and accelerating human capital accumulation. Second， the effect of digital economy on improving carbon emission efficiency of Chinese cities not only has a time effect that gradually increases with time， but also can improve carbon emission efficiency of surrounding cities through spatial spillover effect. Moreover， the spatial spillover effect is significantly effective within 550 kilometers of the distance between cities， and decreases significantly when the distance exceeds 950 kilometers. Third， in the eastern region， large and medium-sized cities and cities with developed traditional infrastructure， digital economy plays a more significant role in improving urban carbon emission efficiency. Therefore， urban carbon emission efficiency can be improved from the aspects of promoting the development of digital economy， strengthening the mechanism of action and breaking through attenuation boundary of digital economy for "spatial reshaping".

Key words：

digital economy; urban carbon emission efficiency; time effect; spatial spillover; spatial remodeling