智慧城市試點政策對城市碳排放強度的影響及機制分析

摘要：本文根據2000—2022年從中國218個城市收集的數據，使用多期模型實證分析了智慧城市試點政策對碳強度的影響，并從理論和實證角度分析了智慧城鎮建設對城市碳強度的作用和機制，為未來構建更加完善的智慧城市提供經驗指導。實證結果證實了試點政策可以有效降低城市地區的二氧化碳排放強度。同時，鼓勵產業結構轉型和現代化、促進人才庫形式的高素質人才流動、采取適當的環境監管措施是試點城市降低碳減排強度的三種有效方法。此外，試點城市的碳減排強度因地理位置、數字基礎設施水平和城市規模不同而有所差異。

關鍵詞：智慧城市試點；產業結構；人才集聚；環境規制；碳排放強度；綠色發展

中圖分類號：F063.2；F124.3文獻標識碼：A文章編號：2096-0298（2025）01（b）--05

1引言

追求綠色、低碳、健康和可持續的經濟社會發展方式是中國為積極應對全球氣候變化挑戰所作出的重要戰略決定。城市是已達到一定發展水平的工業產品，代表著人類最近的生產和生活方式。因此，研究低碳、綠色和可持續的城市發展模式以促進對社會資源和環境的影響至關重要[1]。我國2012年開始實行智慧城市試點政策，目前已發布三批國家智慧城市試點名單[2]。隨著技術的進步和社會的發展，未來的智慧城市將更加注重人與自然和諧共存的理念[3]。

2政策背景、文獻綜述與研究假說

2.1政策背景

智慧城市是一種創新的城市管理理念，借助物聯網、云計算等先進數字技術，實現城市內各系統不同主體間的緊密協作，推動城市向更高質量方向邁進，這一概念最早由IBM公司于2010年提出[4]。2010年和2011年，深圳市和杭州市分別開始根據自身特色探索智慧城市的發展策略。目前，已有三期試點城市名單，城市試點項目數量超過290個，未來將根據實踐情況加快國家智慧城市的建設速度。經過14年的智慧城市建設實踐，現有必要在新發展階段評估其政策效果，為中國新型城市化發展提供新的經驗證據。

2.2文獻綜述

20世紀末，許多國家采取了適合本國國情的措施來推動低碳發展。中國政府制定了“智慧城市”試點政策，改善城市過去粗放的發展方式所造成的環境污染。通過對現有文獻的梳理發現，學者對智慧城市試點政策的研究可以從宏觀、中觀和微觀三個角度進行分類，研究試點政策產生的影響和作用機制。宏觀主要集中于減污降碳影響，中觀聚焦生態效應評估，微觀主要研究企業的綠色創新效果。減污降碳方面，王寧寧等（2024）[1]利用網絡分析和指數隨機圖模型分析發現，智慧城市建設通過改變原有生產生活方式來增強城市碳吸收強度、優化碳減排路徑，進而影響社會總體碳減排強度。生態效應評估方面，梁新龍和郭進（2024）[2]提出，智慧城市建設通過推動污染企業有序轉型、積累高素質人才兩個渠道來產生正向的生態效應。綠色創新方面，吳世紀（2024）[3]研究表明，智慧城市試點政策能促進微觀企業層面進行綠色創新轉型升級，且該政策效果的傳遞機制體現在提高能源利用強度上。

通過閱讀現有文獻發現，目前的研究還有以下兩點可以改進。第一，當前文獻中，關于智慧城市的研究多側重從單一角度分析其政策對減少環境污染、提升生態效益的影響，較少有專門探討試點城市的建設如何具體影響城市碳排放強度及其背后的機制。本文旨在通過實證分析來填補這一研究空白，詳細探討智慧城市試點項目對城市碳排放強度的實際作用效果及其內在機理。第二，人力資源是重要的生產要素，目前鮮少有文獻從勞動力角度分析智慧城市對城市碳減排強度的影響。

本文的邊際貢獻主要包括以下兩點：第一，從實證的角度，利用模型研究試點城市建設對城市碳減排強度的影響，總結中國城市現有的綠色低碳發展路徑。第二，本文分別從產業、高素質人才和環境規制三個角度對試點城市對碳減排強度影響的內在機制進行分析。

2.3理論機制與假說的提出

智慧城市建設是一種新型城市發展模式，建設核心理念在于利用前沿的信息技術變革來推動城市全方位的發展和環境治理取得進步[4]。試點城市提高碳減排強度的方法有監察、處理和應用三個步驟。首先，利用智慧城市的數字化基礎設施，精準采集片區碳減排、能源使用等數據，實現碳減排實時監測。其次，政府部門可以針對耗能較大的產業建立碳減排分析指標體系，系統了解智慧城市發展態勢，及時發現能源浪費等問題[5]。最后，人工智能在對數據進行監測和分析之后，能夠發現存在的能源利用效率問題，并提出具體可實行的解決措施，促進城市的碳減排強度降低。據此，本文提出以下假設：

H1：試點城市可能可以減少城市二氧化碳的產生與排放強度。

智慧城市建設對城市碳排放強度的影響是一個復雜的過程，涉及多個層面的機制作用。其中，產業結構效應是機制之一，還有人才集聚效應和環境規制效應。

第一，產業結構效應。智慧城市大力推進新興數字基礎設施建設發展，進一步推動了高新技術產業形成集聚，促使新興產業與傳統產業深度融合，推動傳統產業生產方式轉變，進而提高整個社會的生產效率[6]。此外，試點城市的數字化、智能化建設還會推動科技與產業進行有機融合，促使傳統高耗能產業向低碳、綠色、高效率方向轉變。此外，試點城市還會鼓勵高新綠色低碳產業發展，有利于發展新的綠色經濟增長點，降低整個城市的能源消耗和碳排放強度[8]。基于上述分析，本文提出以下假設：

H2：試點城市通過推動產業結構轉型升級來降低城市二氧化碳的產生與排放強度。

第二，人才集聚效應。試點城市可以通過營造合適的科研環境和完善社會生活保障機制來提高城市吸引力，留住高素質勞動力[7]。一方面，通過吸引高技術人才的不斷涌入來整合人力資本與生產要素，可以有效激發城市的綠色創新能力，推動企業研發和使用清潔能源，從而提升能源生態強度水平，并優化要素資源配置結構[8]。另一方面，高素質人才的流入有利于催生技術創新，特別是在綠色技術和清潔能源領域。企業研發和使用清潔能源不僅可以提升能源生態強度水平，還能優化綠色要素資源配置結構[9]。基于上述分析，本文提出以下假設：

H3：試點城市通過人才集聚效應來降低城市二氧化碳的產生與排放強度。

第三，環境規制效應。為緩解以犧牲環境為代價來發展經濟的現象，政府環境約束尤為關鍵[10]。政府在智慧城市建設過程中通過制定相關政策來引導和規范企業和居民的行為，促進城市綠色低碳發展，采取措施逐步推動節能減排與資源回收利用，降低城市的碳減排強度[11]。政府的環境規制作用是試點城市建設中不可或缺的一環，對城市碳減排強度的影響至關重要。據此，本文提出以下假設：

H4：試點城市可以通過環境規制措施來降低城市二氧化碳的產生與排放強度。

3研究規劃

3.1建立模型

為了驗證上述假設，本文采取多期雙重差分（DID）模型，將智慧城市建設視為一項準自然實驗。基準回歸模型設定如下：

（1）CO2sityit為某城市i在t的碳減排強度；

（2）cityit為政策虛擬變量，若城市i在t年成為試點城市，則cityit=1，否則為0；

（3）Yit代表文中所涉及的一系列控制變量；

（4）θi為城市個體固定效應，控制城市之間不可觀測的異質性；

（5）ξt為年份固定效應，控制時間趨勢的共同影響；

（6）εit是隨機誤差項。

3.2變量選取

3.2.1被解釋變量

被解釋變量為碳減排強度（CO2sityit），即每萬元GDP所對應的碳減排量（噸/萬元）。本文參考張兵兵等（2022）[12]的方法來估算城市的碳減排量，再根據每個地級市的碳減排總量與其GDP之比來計算碳減排強度。

3.2.2核心解釋變量

智慧城市（cityit）試點政策為核心解釋變量，若該城市i在t年成為智慧城市，則cityit=1，否則為0。

3.2.3控制變量

選取以下變量作為控制變量：經濟發展水平取對數值（lngdp）；人口規模取對數（lnpop）；行政區域土地面積取對數（lnarea）；城市基礎建設水平取對數（lnroad）；金融發展程度（fd）；對外開放程度（open）；財政自給度（fisdes）。

3.3數據來源和說明

本文所有研究數據均來源于官方統計年鑒、國家統計局公開資料，缺失的數據采用插值法進行填補，以保證數據的完整性和一致性。文中所用變量初步統計結果如表1所示。

4實證結果及分析

4.1基準回歸

表2中，在考慮了控制變量和固定效應的影響后進行回歸分析，回歸結果分別在1%、5%和10%的顯著性水平上數值均為負，意味著智慧城市試點項目的實施確實導致城市碳排放強度的顯著降低。因此，假說H1成立，即智慧城市試點項目的實施能夠顯著降低城市碳排放強度。

4.2穩健性檢驗

4.2.1平行趨勢檢驗

平行趨勢檢驗成立是模型成立的重要前提，設定模型如下：

式（2）中：Di，t0+k，其他變量與（1）式方程含義相同。

圖1中的平行趨勢結果顯示，在政策實施之前，預測的系數大多徘徊在0值附近，且未通過顯著性檢驗，表明在政策實施之前的八個時期，試點城市和非試點城市間無顯著差異；在試點政策開始后，兩組的結果開始出現顯著差異，符合平行趨勢假設，檢驗通過，為評估政策效果提供了有力證據。

4.2.2安慰劑檢驗

根據圖2的結果，大多數p值大于0.1，意味著在這些隨機生成的偽實驗組中，未觀察到顯著的碳減排強度政策效應，這一結果支持了圖1中基準回歸結果的穩健性和可靠性，即智慧城市試點政策確實對降低城市碳排放強度產生了顯著影響，且這一影響不是由其他隨機因素引起。

4.2.3穩健性檢驗

（1）PSM-DID模型。表3展示了采用傾向得分匹配，結合差分法進行的穩健性檢驗結果。結果顯示，無論采用哪種匹配方法，試點城市的回歸系數均為顯著負值。這意味著，在考慮到潛在的選擇偏差后，智慧城市試點建設仍然顯示出顯著的碳減排效果，增強了本文對基準回歸結果的信心，證明了智慧城市政策的有效性，假說H1分析成立，且結論依然穩健。

（2）工具變量檢驗。智慧城市建設存在非隨機性的特征，因此可能導致內生性問題。為解決這一問題，本文構建了工具變量模型，選擇地形起伏度（road）作為雙重差分項（city）的工具變量。分析結果顯示，在第一階段回歸中，智慧城市的估計系數為-0.051；在第二階段回歸中，智慧城市的估計系數為-0.122。這表明引入工具變量分析后，智慧城市建設抑制二氧化碳排放強度數值的絕對值變大，說明如果不考慮內生性問題，模型結果就可能存在偏誤，會低估試點城市在降低二氧化碳排放強度方面的作用。

4.3異質性分析

4.3.1城市區位異質性

我國各城市地理位置的不同導致發展的不均衡現象，因此將城市分為東、中、西部有助于更深入地研究二氧化碳減排效應在不同地區的差異性。分析結果顯示，東部地區的試點城市建設對碳減排強度有顯著影響，這是因為東部地區經濟發達，具有優越的生產要素和綠色基礎設施。中部地區雖然結果顯著但不明顯，可能是因為中部地區正逐步推進產業結構升級，但仍存在大量高耗能產業。西部地區建設智慧城市使二氧化碳減排量最多，因為近年來高能耗、高污染產業向西部轉移，導致二氧化碳減排量大幅增加。

4.3.2數字基礎設施異質性

健全和完善新型數字基礎設施是推動智慧城市發展的重要引擎。數字基礎設施建設是指在現代社會中建立和完善數字化技術和網絡系統，以支持信息科技的發展和應用。這種建設可以提升信息化水平，促進各行業的數字化轉型，推動社會經濟發展。數字化時代，數字基礎設施建設對各行業的發展和創新至關重要，本文分析了不同層次的數字基礎設施對智慧城市發展的影響。

研究表明，擁有先進數字基礎設施的智慧城市對碳減排有顯著的積極影響，這是因為先進的數字基礎設施可以促進能源效率的提高和清潔能源的使用，從而減少能源消耗和二氧化碳排放。而在數字基礎設施較低的城市中，建設智慧城市可能增加能源消耗和二氧化碳排放，這是因為數字基礎設施的建設本身需要消耗能源，并可能導致額外的二氧化碳排放，這種增長會削弱其他減碳措施的有效性。因此，只有當城市的數字基礎設施發展到一定階段，建設智慧城市才能有效減少二氧化碳排放。

4.4機制分析

智慧城市建設可以從產業結構水平、優質人力資源流動和政府環境法規三方面影響碳強度。為了進一步探討智慧城市對碳減排強度的影響機制，本文建立中介模型來揭示這三個方面如何作為中介變量影響碳減排強度：

Midit=α2+β2cityit+θ2Yit+θi+ξt+εit（3）

SCOit=α3+β3cityit+cMidit+θ3yit+θi+ξt+εit（4）

式（3）（4）中：Midit是一個中介變量，代表智慧城市影響碳減排強度的機制；C是其估計系數。

本文探討了三個變量：產業結構水平、人力資源質量和政府環境法規。分析結果顯示，建設智慧城市對碳強度、產業結構、人才吸引力和環境法規具有顯著影響，估計系數在1%的顯著性水平上為負，意味著建設智慧城市有助于降低城市的碳強度，促進產業結構現代化，吸引高素質人才涌入，并促進環境監管政策的制定。產業結構水平：在將智慧城市建設與產業結構相結合后，回歸分析發現估計系數在1%的水平上顯著為負。這表明建設智慧城市通過促進產業結構的現代化來實現脫碳，產業結構轉型發揮中介作用，證實了假設H2。因此，政策制定者應重點推動產業結構優化升級，發展低碳和高附加值產業，降低能源密集型產業的比例，促進綠色經濟發展。在分析智慧城市建設對高素質人力資源的影響時，觀察到在10%的水平上顯著，表明智慧城市建設有助于促進高素質人才的涌入，從而證明了H3假說。因此，政策制定者應重視人力資源政策，制定優惠政策吸引和留住高素質人才，包括科研人員和技術專家，以促進技術創新和綠色經濟發展。政府環境約束：在將智慧城市建設和環境法規納入回歸分析后，找到其估計系數在1%的水平上顯著。這表明建設智慧城市可以鼓勵政府對環境采取有效的監管行動，從而減少二氧化碳減排，該結果支持環境規則H4假設。

5結語

5.1研究結論

本文利用2000—2022年中國218個地級市的碳減排數據，分析了智慧城市建設對二氧化碳減排強度的影響和作用機制。結果表明：首先，智慧城市建設可以有效降低城市的碳排放強度，尤其是在西部地區和數字基礎設施更健全的地區，其抑制效果更為顯著。其次，隨著城市規模的擴大，智慧城市建設對碳減排強度的影響也更加顯著。最后，產業結構升級、高素質人才的流動和政府環境約束是智慧城市建設抑制二氧化碳減排強度的有效路徑。

5.2政策建議

綜上所述，本文提出政策建議：

第一，有計劃地擴大智慧城市試點范圍，根據各個城市的不同特點和資源稟賦合理實施政策，試點城市建設資源可以優先向中西部地區輸送[10]。各地區地方政府應根據不同城市的特點，有針對性地制定政策，增加資金支持，加大環境保護力度，發揮高耗能城市的后發優勢。

第二，促進企業與高等院校之間的合作，推動高精尖碳減排技術的研發和落地使用。

第三，對于促進低碳經濟發展至關重要。智慧城市應推動傳統產業的改造升級，支持發展低碳和高附加值產業，促進高新技術與產業的深度融合，以提高能源利用效率和減少碳排放。

第四，加大引進高素質人才的力度，通過提供優厚的薪酬和良好的工作環境等方式吸引和留住高素質人才。

第五，政府可制定合理的環境規制措施，完善相關法律法規，鼓勵企業和個人形成綠色節能的生產生活方式，有效減少企業和居民二氧化碳的排放，推動全社會整體碳排放強度的下降。

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