數字經濟與黃河流域綠色經濟效率：機制分析與實證檢驗

曹夢淵，李豫新

（石河子大學 經濟與管理學院，新疆 石河子 832003）

0 引言

黃河流域作為中國重要的生態屏障和經濟地帶，擁有支撐現代工業發展的石油、煤炭、稀土、鐵礦石等重要資源，為區域經濟發展提供了強勁動力，但長期粗放型的發展模式導致流域環境問題日益嚴重，黃河流域面臨綠色發展轉型等現實問題。當前中國經濟進入以數字經濟為代表的工業4.0 時代，以5G、物聯網、大數據、人工智能為代表的數字技術與經濟社會各領域深度融合，數字經濟在促進經濟增長、推動新舊動能轉換的同時，也為加強環境治理、實現綠色可持續發展提供了重要依托[1]。

目前，學術界對于數字經濟與城市綠色經濟效率的關系研究主要體現在兩個方面：一是關于數字經濟的經濟增長效應的研究。現有研究認為數字經濟對經濟增長的影響是多維的，在微觀層面，數字經濟能夠降低企業的交易費用[2]，激勵企業創新[3]，提高企業生產效率；在中觀層面，數字經濟通過加速科學技術創新和社會分工深化助力產業結構升級和就業增長[4]；在宏觀層面，以互聯網為核心的數字經濟能夠通過投入新的要素、提高資源配置效率和全要素生產率促進經濟高質量發展[5]。二是關于環境改善效應的研究。謝云飛（2022）[6]認為數字經濟發展能夠顯著降低區域碳排放強度；繆陸軍等（2022）[7]認為數字經濟不僅有單純的減排效應，還存在一定的“綠色盲區”，并通過實證檢驗證實了數字經濟發展與碳減排之間存在“倒U”型關系。綜上，現有研究多聚焦于數字經濟所帶來的經濟增長效應或環境改善效應，且多是基于全國或省域尺度，對于黃河流域的研究相對不足。本文以黃河流域62個城市為研究對象，探討數字經濟對黃河流域綠色經濟效率的影響及作用機制，旨在為黃河流域實現生態保護與高質量發展提供有效參考。

1 數字經濟影響城市綠色經濟效率的機制分析

1.1 數字經濟對城市綠色經濟效率的直接作用

數字經濟對綠色經濟效率的直接影響可從經濟增長、資源節約和環境保護三個維度進行闡述。首先，數字經濟能夠通過提高企業產出水平和刺激消費來促進經濟增長。一方面，數字經濟的快速發展不僅有利于生產者加快技術進步，提高生產效率，而且能夠極大地降低生產者對信息的搜尋成本，使生產者能夠按照市場供求規律進行生產，減少企業管理成本，提高產出水平；另一方面，電子商務、平臺經濟、共享經濟等的快速發展使消費突破了原有的時空限制，擴大了消費者的信息獲取渠道，有助于優化居民消費決策，推動居民消費升級，促進經濟增長。其次，數字經濟有效結合了傳統生產要素與數據要素，進而優化要素投入結構及資源配置方式，最終提高資源要素的利用效率。最后，數字經濟通過技術創新和優化環境監管模式來減少環境污染，提升生態環境治理水平。具體來看，一是政府能夠依托大數據、在線實時監測等遙感技術提高環境監管的精確性和有效性；二是企業作為環境治理的主體，可以有效依托大數據技術，提高資源利用效率，減少能源消耗，促進節能減排；三是借助數字媒介，公眾不僅可以系統掌握環境變化狀況和環境保護知識，而且能夠通過監督、建議、輿論等方式督促政府和企業加強環境監管和治理。

1.2 數字經濟對城市綠色經濟效率的推動路徑

1.2.1 產業結構優化升級的作用機制

數字經濟發展可以有效緩解要素供求雙方的信息不對稱問題，降低交易壁壘，突破傳統交易的時空限制，有利于要素在更大的空間范圍內流動，優化要素在各產業間的配置結構，強化產業間的關聯程度，促進產業結構合理化。另外，數字產業發展本身就意味著產業結構由傳統的勞動、資本密集型向技術和知識密集型轉變，傳統產業在依托數字技術向產業數字化方向發展的過程中也能夠實現要素資源再配置、生產流程優化及效率提升，進而推動產業結構向高級化方向發展。而產業結構優化升級是提升城市綠色經濟效率的重要途徑。產業結構的合理化能加深各產業之間的協調程度，提高能源使用效率和產業附加值，減少資源的浪費，從而達到節能減排的效果；產業結構的高級化則意味著生產方式由資源密集型向技術密集型轉變，此類產業具有高效率、低能耗等特點，能夠降低經濟增長對資源的依賴，減少二氧化硫等污染物的排放，有助于實現經濟增長與環境保護協同發展，提高城市綠色經濟效率。

1.2.2 綠色技術創新的作用機制

綠色創新是綜合考慮環境負擔，借助新理念和新技術，通過減少環境污染與原材料和能源使用的技術創新[8]。具體來看，數字經濟主要從以下幾個方面對綠色技術創新產生影響：第一，數字技術具有通用目的性、技術積累性和創新互補性，能夠顯著促進社會整體創新水平的提升。第二，綠色技術創新活動投入大、周期長、產出不確定，需要源源不斷的資金支持。數字金融能夠較好地整合市場閑散資金，緩解中小微綠色創新主體的融資困境，進而增加綠色創新產出成果。第三，數字經濟所倡導的綠色生活理念能夠潛移默化地改變消費者的消費習慣，有助于社會綠色消費觀的形成，而消費者環保意識的增強會倒逼企業進行綠色技術創新，促使企業加大對綠色創新的投入以及生產符合消費者需求的綠色產品，提升企業綠色創新意愿。

2 研究設計

2.1 模型構建

2.1.1 基準回歸模型

為檢驗數字經濟與黃河流域綠色經濟效率之間的關系，本文設定如下基準回歸模型：

其中，Gee表示綠色經濟效率，Dige表示數字經濟發展水平，Controlit為一系列控制變量，i與t分別表示城市與年份，μi為不可觀測的個體效應，εit為隨機誤差項。

2.1.2 中介效應模型

在檢驗數字經濟與綠色經濟效率關系的基礎上，為進一步考察數字經濟能否通過助推產業結構優化升級和促進綠色技術創新兩條路徑提升城市綠色經濟效率，本文參照溫忠麟等（2005）[9]的做法，構建如下中介效應模型：

其中：M為中介變量，包括產業結構合理化、產業結構高級化和綠色技術創新；其他變量含義與式（1）一致。

2.2 變量選取

2.2.1 被解釋變量：綠色經濟效率

“經濟-社會-環境”全面協調發展是綠色經濟效率的核心理念，即以最少的資源投入及環境成本實現經濟收益最大化。基于這一理念，本文參照已有研究的做法構建了綠色經濟效率評價指標體系（見表1），并采用非期望產出SBM模型進行測算。

表1 黃河流域城市綠色經濟效率評價指標體系

2.2.2 核心解釋變量：數字經濟發展水平

本文參考黃群慧等（2019）[11]和趙濤等（2020）[12]的做法構建城市數字經濟發展水平綜合評價指標體系（見下頁表2）。運用主成分分析法將指標數據進行降維處理；此外，為避免出現負值情況，借鑒蔡玲和汪萍（2022）[13]的做法，將主成分分析所得結果進行標準化處理，得到數字經濟發展水平（Dige）。標準化計算公式如下：

表2 城市數字經濟發展水平綜合評價指標體系

其中，digit是由主成分分析法計算而得的i城市t年的數字經濟發展水平，digmin和digmax分別表示樣本期內所有城市數字經濟發展水平的最小值和最大值。

2.2.3 中介變量

（1）產業結構合理化（Tld）。借鑒干春暉等（2011）[14]的做法，采用泰爾指數的倒數衡量產業結構合理化水平。泰爾指數的具體計算公式為：

其中，TL 表示泰爾指數，n表示產業部門數，Y代表生產總值，Yi表示i部門的產值，L表示就業總人數，Li表示i部門的就業人數。根據測算指標可知，泰爾指數越小，產業結構越合理。為消除異方差和異常值的影響，在后續實證過程中取對數。

（2）產業結構高級化（Hi）。本文采用產業結構層次系數[15]來衡量產業結構高級化水平，測算公式為：

其中：yi為第i產業的產值占比；Hi的取值范圍為[1，3]，其值越接近于3 表明產業結構高級化水平越高，越接近于1表明產業結構高級化水平越低。

（3）綠色技術創新（Gti）。以每萬人綠色專利申請授權數衡量城市綠色技術創新水平。

2.2.4 控制變量

本文選取如下控制變量：城鎮化發展水平（Urb），用常住人口城鎮化率來衡量；城市基礎設施建設（Inf），用人均城市道路面積的對數值衡量；對外開放水平（Open），用進出口貿易總額占地區生產總值的比重來衡量；金融發展水平（Fin），用金融機構年末存貸款余額占地區生產總值的比重來衡量；人力資本水平（Hum），用每萬人普通高等學校在校大學生數加1 后取對數表示；環境規制水平（Er），借鑒Sonia和Natalia（2008）[15]的做法，采用GDP與能源消耗總量的比值的自然對數表示，該值越大，表明環境規制水平越高，環境規制效果越好。

2.3 數據來源與說明

考慮數據的可得性和完整性，本文選取2011—2020年黃河流域62 個城市為研究對象，最終樣本總量為620。綠色專利相關數據來自國家知識產權局，其他城市層面特征數據來自《中國城市統計年鑒》《中國能源統計年鑒》、相關省份統計年鑒及統計公報。絕大部分數據是統計資料中的原始數據，針對部分缺失數據，本文采用移動平均法進行插值處理。

3 實證結果分析

3.1 基準回歸分析

Hausman 檢驗結果表明固定效應優于隨機效應；同時，比較個體固定效應、時間固定效應和雙向固定效應的回歸結果，發現個體固定效應的估計結果最優，因此本文選用個體固定效應模型進行基準估計。本文采用遞進式的回歸處理方法，先控制個體固定效應進行單變量回歸，然后依次加入控制變量進行檢驗，表3匯報了個體固定效應下數字經濟對黃河流域綠色經濟效率影響的基準回歸結果。列（7）的結果顯示，數字經濟發展水平（Dige）的系數在1%的水平上顯著為正，說明數字經濟發展能夠顯著提升黃河流域城市綠色經濟效率。在控制變量中，城鎮化發展水平（Urb）和金融發展水平（Fin）的系數均為正，但未通過顯著性檢驗；城市基礎設施建設（Inf）的系數在5%的水平上顯著為負，表明現階段城市基礎設施建設會對綠色經濟效率產生抑制作用；對外開放水平（Open）的系數在5%的水平上顯著為正，表明貿易開放帶來的示范效應、競爭效應和技術溢出效應能顯著提高當地綠色技術水平，優化產業結構，改善區域生態環境質量；人力資本水平（Hum）的系數在1%的水平上顯著為正，表明人力資本積累有利于促進技術創新和技術進步，推動城市綠色發展轉型，提升城市綠色經濟效率；環境規制水平（Er）的影響顯著為正，表明政府環境規制能夠有效提升城市綠色經濟效率。

表3 基準回歸結果

3.2 穩健性檢驗

第一，替換被解釋變量。本文使用超效率SBM 模型重新計算黃河流域城市綠色經濟效率，對模型重新進行回歸。第二，替換核心解釋變量。目前關于數字經濟的衡量方法尚不統一，本文使用熵權TOPSIS 法計算數字經濟發展水平作為核心解釋變量重新進行回歸。第三，縮尾處理。對變量在1%和99%分位上進行縮尾處理，并用縮尾后的樣本數據重新估計。第四，變換計量方法。利用面板Tobit模型對樣本數據重新進行估計。如表4所示，穩健性檢驗結果與基準回歸結果基本一致，說明本文估計結果是穩健的。

表4 穩健性檢驗結果

3.3 內生性處理

雖然本文盡可能控制了影響城市綠色經濟效率的變量，但綠色經濟效率仍可能受到資源稟賦、文化制度等其他潛在因素的影響，另外，數字經濟發展水平對城市綠色經濟效率的影響可能受到潛在反向因果的干擾，使得模型的估計結果存在內生性問題。為解決上述問題，本文選取如下工具變量來緩解內生性問題：（1）借鑒黃慧群等（2019）[11]、Nunn 和Qian（2014）[16]的做法，以1993 年城市每萬人郵局數與上一年全國互聯網用戶數的交互項構造數字經濟發展水平的工具變量（IV1）。（2）參考梁琦等（2021）[1]的做法，選取數字經濟發展水平的滯后一期作為工具變量（IV2）。工具變量回歸結果（限于篇幅未展示）與基準回歸結果一致，表明估計結果具有穩健性。

3.4 作用機制檢驗

3.4.1 基于產業結構優化升級的作用機制檢驗

表5列（1）中數字經濟對城市綠色經濟效率的影響顯著為正，滿足機制檢驗的前提條件。表5列（2）和列（3）的結果顯示，數字經濟雖顯著促進了黃河流域產業結構合理化，但產業結構合理化并未進一步提升城市綠色經濟效率，說明數字經濟發展未能通過促進產業結構合理化來提升城市綠色經濟效率。究其原因，盡管數字經濟發展能有效彌補市場信息的不對稱性，強化產業間的關聯程度，提高資源利用效率，從而促進產業結構合理化，但黃河流域長期以來形成了以礦業、能源和重化工業為主的粗放型發展模式，產業結構具有明顯的重化工傾向，三次產業間的協調程度較低，產業結構同質性強，低水平競爭現象嚴重，從而導致產業結構合理化對黃河流域城市綠色經濟效率的提升作用不顯著。表5 列（4）顯示，數字經濟促進了黃河流域城市內產業結構高級化，且這一結果在1%的水平上顯著；列（5）顯示，數字經濟與產業結構高級化的系數均顯著為正，且數字經濟對城市綠色經濟效率的促進作用與基準回歸結果相比降至0.417，說明推動產業結構高級化發展是數字經濟提升黃河流域城市綠色經濟效率的重要路徑，且中介效應占總效應的比重為7.04%。

表5 中介機制檢驗回歸結果

3.4.2 基于綠色技術創新的作用機制檢驗

由表5 列（6）可知，數字經濟顯著提升了城市綠色技術創新水平，列（7）加入中介變量綠色技術創新后，數字經濟對城市綠色經濟效率的促進作用降至0.348，且在1%的水平上顯著，表明在數字經濟促進城市綠色經濟效率提升的過程中，綠色技術創新發揮了部分中介作用，中介效應占比31.45%。

3.5 異質性分析

本文從城市地理區位、城市行政等級以及城市資源稟賦三個維度進行異質性分析，回歸結果見表6。

表6 異質性回歸結果

第一，城市地理區位。根據自然地理環境和行政區劃，將黃河流域劃分為中上游和下游地區①依據《國務院關于依托黃金水道推動長江經濟帶發展的指導意見》（國發〔2014〕39號）的劃分標準，四川已被整體納入長江經濟帶，因此本文的研究范圍為黃河流域流經的青海、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陜西、河南和山東8個省份包含的62個城市（不包括州、盟）。同時根據水利部黃河水利委員會的劃分辦法，考慮各省份政策實施具有地域性，將青海、甘肅、寧夏、內蒙古、山西、陜西的40個城市劃分至中上游地區，河南、山東的22個城市劃分至下游地區。，從表6列（1）、列（2）可以看出，數字經濟對黃河流域中上游地區和下游地區綠色經濟效率均具有顯著的正向影響；從作用強度來看，對下游地區的提升作用強于中上游地區。原因可能在于，下游地區本身數字經濟發展起步較早，數字基礎設施建設較為完善，數字技術應用和創新水平較高，有利于數字經濟對綠色經濟效率促進作用的充分釋放，而中上游地區數字經濟發展相對滯后，對綠色經濟效率的促進作用較弱。

第二，城市等級。將省會城市和副省級城市定義為中心城市，其他城市定義為外圍城市，回歸結果見表6 列（3）、列（4）。結果顯示，數字經濟對中心城市和外圍城市的綠色經濟效率均有顯著的正向影響；從作用強度來看，數字經濟對中心城市綠色經濟效率的提升作用強于外圍城市。究其原因，中心城市作為黃河流域的經濟增長極，其工業化進程要快于外圍城市，且這些城市本身具有較強的綠色發展動機，更愿意借助數字技術等手段促進自身綠色轉型發展，最終使得數字經濟發展對黃河流域城市綠色經濟效率的提升效應存在“強者恒強”現象。

第三，城市資源稟賦。按照國務院發布的《全國資源型城市可持續發展規劃（2013—2020年）》，將黃河流域城市劃分為資源型城市和非資源型城市，回歸結果見表6列（5）、列（6）。結果顯示，數字經濟發展對資源型城市和非資源型城市綠色經濟效率均呈現促進作用，表明數字經濟有助于資源型城市破除“資源詛咒”，實現綠色轉型發展。從作用強度來看，非資源型城市數字經濟發展對綠色經濟效率的提升作用要強于資源型城市。原因可能在于，資源型城市的經濟發展易受初始資源路徑鎖定的限制，產業數字化轉型難度較大。

4 結論與啟示

數字經濟的蓬勃發展為黃河流域城市綠色轉型發展提供了重要契機。本文基于2011—2020年黃河流域62個城市的面板數據，從理論層面探討了數字經濟影響黃河流域綠色經濟效率的內在機制并進行實證檢驗。主要結論如下：第一，數字經濟發展有利于提升黃河流域綠色經濟效率，且該結論經過一系列穩健性檢驗后仍然成立。第二，機制檢驗結果表明，推動產業結構高級化并加強綠色技術創新是數字經濟助推綠色經濟效率提升的重要路徑。第三，數字經濟對黃河流域綠色經濟效率的影響因城市地理區位、行政級別、資源稟賦等不同而存在差異。具體來看，數字經濟發展對黃河流域下游地區綠色經濟效率的提升作用強于中上游地區，對中心城市綠色經濟效率的提升作用強于外圍城市；數字經濟發展有助于資源型城市破除“資源詛咒”，提升城市綠色經濟效率，但囿于對初始資源的路徑依賴，數字經濟對非資源型城市綠色經濟效率的提升作用強于資源型城市。

根據上述結論，本文得出以下啟示：第一，充分認識數字經濟在推動黃河流域城市綠色轉型發展過程中的作用。繼續完善5G、大數據中心、工業互聯網、云計算平臺等數字基礎設施建設，大力發展以新型數字技術為核心的產業集群，加強數字技術與高耗能高污染產業的有機融合，提高資源利用效率，實現黃河流域經濟增長與環境保護的協調發展。第二，因地制宜，各地政府應根據自身的經濟發展水平、地理區位、資源稟賦等特點制定差異化的數字經濟發展規劃，并適當調整數字產業結構布局。第三，重視數字經濟發展過程中的結構效應與技術創新效應對綠色經濟效率的積極作用。一是深化傳統產業數字滲透，促進產業結構高級化，以產業數字化為抓手，引導生產要素流向擁有高附加值、資源集約的新興產業，通過推動產業結構高級化助力城市綠色轉型發展；二是加強綠色技術創新，打造綠色發展新優勢，積極發揮數字技術在綠色技術創新活動中的綠色引領作用，在促進數字化的過程中實現綠色發展。