數字經濟對黃河流域碳排放的影響機制研究

摘 要：為探究黃河流域數字經濟發展對碳排放的影響效應及作用機制，基于２０１１—２０２０ 年黃河流域７６ 個地級市的面板數據，測度黃河流域數字經濟發展水平、碳排放總量和碳排放強度，構建個體與時間雙向固定效應模型進行實證分析，并對實證結果進行了數字經濟發展滯后效應、改變樣本容量、替換變量等穩健性檢驗，對技術進步、產業結構升級進行了作用機制檢驗，對數字經濟發展碳減排效應的區位異質性和資源稟賦異質性進行了檢驗。結果表明：１）數字經濟發展對黃河流域碳排放強度和碳排放總量具有顯著的抑制作用；２）技術進步、產業結構升級是數字經濟發展促進黃河流域碳減排的重要作用機制；３）數字經濟發展對黃河流域碳排放的抑制效果存在顯著的區位異質性和資源稟賦異質性，對黃河中上游地區碳排放總量的抑制效果明顯好于下游地區、對上游地區碳排放強度的抑制作用尚未顯現，對非資源型城市碳排放的抑制作用明顯大于資源型城市。提出了統籌推進黃河流域數字經濟協調發展、加強綠色低碳技術創新、加快推進產業結構轉型升級、實施差異化數字經濟發展策略、有效抑制碳排放等對策建議。

關鍵詞：數字經濟； 碳排放總量； 碳排放強度； 技術進步； 產業結構升級； 機制分析； 黃河流域

中圖分類號：Ｆ０６１．５；ＴＶ８８２．１ 文獻標志碼：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２５．０４．００１

引用格式：王軍，劉瑜．數字經濟對黃河流域碳排放的影響機制研究［Ｊ］．人民黃河，２０２５，４７（４）：１－６，１４．

０ 引言

黃河流域作為我國重要的能源、電力基地，長期以來形成了以重化工業為主導的高能耗、高碳排產業結構和粗放型經濟發展模式，碳減排的推進不僅關乎流域內經濟社會發展的全面綠色轉型，而且對于我國如期實現“雙碳”目標具有至關重要的作用。伴隨著以５Ｇ 網絡、大數據、云計算為代表的新一輪科技變革和產業變革的加速推進，數字經濟已經成為推動經濟高質量發展的重要引擎、實現碳減排的新方向和新機遇。在此背景下，研究數字經濟對黃河流域碳排放的影響有重要的現實意義。

有關研究表明，數字經濟發展對經濟社會具有正向激勵作用，其通過數字金融發展［１］ 、推動消費擴容［２］ 、優化資源配置［３］ 等助推經濟增長和高質量發展。部分學者就數字經濟發展對黃河流域經濟社會帶來的影響開展了研究，如：任保平等［４］ 從理論層面進行分析，認為數字經濟主要通過完善資源市場、加強協同治理、鞏固脫貧攻堅成果３ 條路徑推動黃河流域高質量發展；馬中東等［５］ 通過實證分析，發現數字經濟對黃河流域制造業綠色全要素生產率的促進作用具有邊際遞增特征；王軍等［６］ 基于內生增長模型進行研究，發現產業結構高度化、技術創新、技術效率是數字經濟推動黃河流域高質量發展的關鍵路徑。同時，有關研究表明數字經濟發展具有顯著的環境效應。從現有文獻來看，數字經濟對碳排放的影響表現出兩面性，一部分學者認為信息和通信技術及產業的快速發展需要消耗大量的能源和電力，這在一定程度導致碳排放的增加［７－８］ ，另一部分學者則認為互聯網發展可以通過促進技術進步、優化產業結構、提升資源配置效率和利用效率等方式減少碳排放［９－１０］ 。

綜上，有關學者已多角度探討了數字經濟對碳排放的影響機理，但對兩者的關系尚未形成統一認識。鑒于此，本文在有關研究的基礎上，利用黃河流域７６個地級市的面板數據，考慮各地級市的區位差異和資源稟賦差異，從理論和實證兩個角度研究了數字經濟影響黃河流域碳排放過程中技術進步和產業結構升級的中介效應，以期為黃河流域綠色低碳發展提供參考。

１ 理論分析與研究假設

１．１ 數字經濟對碳排放的影響效應

與傳統經濟形態相比，數字經濟基于打破要素流動壁壘、加強環境監測、數字化治理３ 種途徑影響碳排放。１）數字經濟依靠高效的信息傳輸和處理能力，打破了傳統經濟發展中阻礙資本、勞動力等要素流動的壁壘，引導資源和要素流向低碳高效產業，推動生產效率和資源利用效率的提升［１１］ ；２）數字經濟借助數字化平臺對污染物排放進行實時監測、數據分析并實時發布有關信息，便于政府對環境污染的監管和民眾參與監督，督促高耗能、高污染企業減少碳排放和對環境的污染；３）數字經濟與智慧化城市建設的深度融合，實現政府治理的數字化和智能化（即數字化治理），使政府更加高效地管理城市、交通、能源等，推進綠色低碳可持續發展?；诖?，提出假設Ｈ１：數字經濟發展能有效抑制黃河流域碳排放。

１．２ 數字經濟影響碳排放的作用機制

１）技術進步效應。在數字經濟時代，技術進步是驅動經濟增長的核心，同時也是碳減排的重要推動力［１２］ ，被視為實現“雙碳”目標的重要手段。首先，數字經濟發展能夠增強綠色研發與技術交流，提升經濟主體的創新能力和創新效率［１３］ ；其次，數字經濟發展能夠優化金融環境，拓寬融資渠道，為經濟主體的科技創新活動提供資金支持。另外，數字產業的快速發展，使人才、技術等關鍵要素快速匯聚，激發企業創新研發活力，從而推動技術進步［１４］ ，進而提高資源利用效率、降低資源消耗強度和不必要的能源投入，并通過新興污染防治技術減少碳排放［１５］ ?；诖?，提出假設Ｈ２：數字經濟通過推動技術進步促進碳減排。

２）產業結構升級效應。數字經濟主要從產業數字化和數字產業化兩個方面實現產業結構的優化升級，進而促進碳減排。從產業數字化方面來看，數字經濟的發展推動傳統產業向低碳化、智能化發展。數字經濟與傳統產業的深度融合，一方面推動傳統產業改變高能耗、高污染的生產方式，實現產業的改造升級，進而減少碳排放；另一方面通過推進產業分工體系和能源管理體系的優化升級，降低資源能耗，進而提高產業的低碳發展能力。從數字產業化方面來看，數字經濟發展能夠培育壯大經濟發展新動能，實現產業結構數字化、智能化轉型升級。數字經濟依托其海量數據和應用場景，催生諸多環境友好型的新產業、新業態，助力打造綠色低碳型的高精尖產業集群，穩步推進產業向綠色化、低碳化方向發展，最終助力碳減排?；诖?，提出假設Ｈ３：數字經濟通過推動產業結構升級促進碳減排。

２ 研究設計

２．１ 模型構建

１）基準模型。為探究數字經濟發展對黃河流域碳排放的影響，構建如下個體與時間雙向固定效應基準模型：

ＹＣＥｉｊ ＝ α０ ＋ α１ＸＤｅｄｉ ｉｊ ＋ α２Ｃｉｊ ＋ μｉ ＋ ωｊ ＋ εｉｊ （１）

式中：下標ｉ、ｊ 分別為年份、城市序號，ＹＣＥ 為被解釋變量（代表碳排放強度、碳排放總量），ＸＤｅｄｉ 為解釋變量（即數字經濟發展指數），Ｃ 為控制變量（代表政府干預、經濟發展水平等），α０ 為常數項，α１、α２ 為回歸系數，μ、ω、ε 分別為時間固定效應、城市固定效應、隨機誤差項。

２）機制檢驗模型。為進一步探究技術進步、產業結構升級在數字經濟影響碳排放過程中的作用機制，借鑒江艇［１６］ 、周磊等［１７］ 的研究，構建如下機制檢驗模型，采用兩步法進行機制分析：

Ｉｉｊ ＝ γ０ ＋ γ１ＸＤｅｄｉ ｉｊ ＋ γ２Ｃｉｊ ＋ μｉ ＋ ωｊ ＋ εｉｊ （２）

ＹＣＥ ｉｊ ＝ ρ０ ＋ ρ１Ｉｉｊ ＋ ρ２Ｃｉｊ ＋ μｉ ＋ ωｊ ＋ εｉｊ （３）

式中：Ｉ 為機制變量（代表技術進步、產業結構升級），γ０、ρ０ 為常數項，γ１、γ２、ρ１、ρ２ 為回歸系數。

２．２ 變量選取

１）被解釋變量。本研究把碳排放總量（ＹＴＣＥ）和碳排放強度（ＹＣＥＩ ）作為被解釋變量。借鑒吳建新等［１８］的研究，利用液化石油氣、天然氣、電能、熱能消耗量和相應的碳排放系數計算各排放源的碳排放量，各排放源碳排放量匯總得到各地級市的碳排放總量（萬ｔ），把各地級市碳排放總量與其ＧＤＰ 之比作為碳排放強度（ｔ／ 萬元）。

２）解釋變量。本研究把數字經濟發展指數作為解釋變量（ＸＤｅｄｉ，其值越大表示數字經濟發展水平越高）。借鑒左鵬飛等［１９］ 、張雪玲等［２０］ 的研究，構建涵蓋數字基礎設施、數字產業規模、數字技術創新３ 個維度的數字經濟發展評價指標體系（見表１），采用熵值法計算各地級市數字經濟發展指數。

３）控制變量。參考張傳兵［２１］ 、楊俊等［２２］ 的研究，并考慮數據的可得性，選取以下控制變量：政府干預（ＣＧｏｖ），采用一般預算內支出與ＧＤＰ 之比來衡量；經濟發展水平（ＣＥｃｏ ），采用人均ＧＤＰ（元／ 人）的對數來衡量；人口密度（ＣＰｏｐ ），采用每平方千米人口（百人／ｋｍ２）來衡量；城鎮化水平（ＣＵｒｂ），采用城鎮人口占總人口的比重來衡量；外商投資水平（ＣＦＤＩ），采用實際利用外資額與其ＧＤＰ 之比來衡量。

４）機制變量。本研究把技術進步（ＩＴＰ ）、產業結構升級（ＩＩＳ）作為機制變量。借鑒王維國等［２３］ 的研究，采用城市創新創業指數來表征技術進步；借鑒汪曉文等［２４］ 的研究，采用產業結構層次系數來衡量產業結構升級，計算公式為ＩＩＳ ＝Ｑ１ ＋２Ｑ２ ＋３Ｑ３（其中Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３分別為第一、第二、第三產業產值占ＧＤＰ 的比重）。

２．３ 數據說明

本文以２０１１—２０２０ 年為研究期，所用各地級市面板數據來源于《中國城市統計年鑒》《中國城市建設統計年鑒》、流域內各省（區）及各地級市《統計年鑒》和有關公報，各類能源的低位發熱量按照《綜合能耗計算通則》（ＧＢ／ Ｔ ２５８９—２０２０）進行計算（取值），各區域電網基準排放因子源自生態環境部，單位熱值含碳量和碳氧化率按照《大氣污染物與溫室氣體融合排放清單編制技術指南（試行）》進行取值。各變量的描述性統計結果見表２。

３ 實證結果分析

３．１ 基準模型回歸結果及分析

分別把碳排放強度（ＹＣＥＩ ）、碳排放總量（ＹＴＣＥ ）作為被解釋變量的基準模型回歸結果見表３（表頭ＹＣＥＩ、ＹＴＣＥ 表示進行回歸的被解釋變量，下同）。由表３ 可知，無論是否加入控制變量，數字經濟發展指數對碳排放強度和碳排放總量的回歸系數均顯著為負，說明數字經濟發展能夠有效抑制碳排放強度和碳排放總量，驗證了假設Ｈ１?？刂谱兞恐?，經濟發展水平對碳排放強度的回歸系數顯著為負、對碳排放總量的回歸系數顯著為正，說明雖然碳排放強度隨著經濟增長呈下降趨勢，但經濟規模擴大對能源的消耗增加，導致碳排放總量仍呈增加趨勢；政府干預對碳排放總量的回歸系數顯著為正，可能的原因是黃河流域數字經濟發展相對滯后，政府干預主要側重于推動數字經濟的發展，未能很好兼顧對碳排放的管控，導致碳排放量增加。

３．２ 穩健性檢驗

１）滯后效應?？紤]到數字經濟發展對黃河流域碳減排的影響可能存在一定的滯后效應，參考甘天琦［２５］ 的研究，將數字經濟發展指數滯后一期（記為ＸＤｅｄｉ－１）作為新的解釋變量，按式（１）重新進行回歸，其對碳排放強度和碳排放總量的回歸系數（見表４）均顯著為負，與基準模型回歸結果一致。

２）改變樣本容量。鑒于極端值可能會使回歸結果產生偏差，借鑒程煜等［２６］ 的研究，對所有變量的樣本進行１％的縮尾處理，按式（１）重新進行回歸，結果表明數字經濟發展指數對碳排放強度和碳排放總量的回歸系數（見表４）均顯著為負，與基準模型回歸結果一致。

３）替換核心變量。借鑒白麗飛［２７］ 的研究，采用主成分分析法測度數字經濟發展指數（記為ＸＤｅｄｉ－２ ），并把其作為解釋變量按式（１）重新進行回歸，其對碳排放強度和碳排放總量的回歸系數（見表５）均顯著為負，與基準模型回歸結果一致；借鑒金飛等［２８］ 的研究，把人均碳排放量（記為ＹＰＣＥ ） 作為被解釋變量，按式（１）重新進行回歸，所得數字經濟發展指數對其的回歸系數（見表５）顯著為負，與基準模型回歸結果一致。

綜上所述，滯后效應檢驗、改變樣本容量檢驗、替換核心變量檢驗均表明基準模型回歸結果具有穩健性。

３．３ 機制檢驗

為探究技術進步和產業結構升級在數字經濟促進黃河流域碳減排過程中的作用機制，分別把技術進步、產業結構升級作為機制變量，按照式（２）、式（３）進行回歸，結果見表６［表頭ＩＴＰ 、ＩＩＳ 表示按式（２）進行回歸的被解釋變量，ＹＣＥＩ、ＹＴＣＥ表示按式（３）進行回歸的被解釋變量］。

１）技術進步作用機制。由表６ 可知，數字經濟發展指數對技術進步的回歸系數顯著為正，技術進步對碳排放強度和碳排放總量的回歸系數均顯著為負，表明數字經濟發展通過有效推動技術進步而抑制黃河流域碳排放（即技術進步對碳減排發揮了中介作用），驗證了假設Ｈ２。

２）產業結構升級作用機制。由表６ 可知，數字經濟發展指數對產業結構升級的回歸系數顯著為正，產業結構升級對碳排放強度的回歸系數顯著為負，表明數字經濟發展能夠有效推動產業結構升級進而顯著降低碳排放強度，驗證了假設Ｈ３。但是，產業結構升級對碳排放總量的回歸系數顯著為正，原因可能是碳排放總量不僅受產業結構升級影響，而且主要受經濟發展規模及其增速等的影響。

３．４ 異質性檢驗

鑒于黃河流域各地級市在區位條件、資源稟賦等方面存在差異，數字經濟發展對碳排放的抑制作用可能存在區位異質性和資源稟賦異質性，本研究對其進行了檢驗。

１）區位異質性。對黃河上、中、下游地區的樣本市分別按式（１）進行回歸，結果見表７。由表７ 可知：數字經濟發展對碳排放總量的抑制效果表現為上游＞中游＞下游，其可能原因是中上游地區產業結構以重化工業為主，數字經濟發展在推動產業結構綠色低碳轉型的同時，減少了對化石能源的消耗，因而碳減排效果比下游地區更顯著；數字經濟發展對碳排放強度的抑制效果在中下游地區顯著、在上游地區不顯著，其可能原因是目前中下游地區數字經濟發展水平相對較高，數字經濟的低碳減排效應得以充分體現，而上游地區數字經濟發展水平相對較低，傳統產業轉型升級步伐滯后，數字經濟對碳排放強度的抑制作用尚不顯著。

２）資源稟賦異質性。參照國務院發布的全國資源型城市名單，將７６ 個樣本市劃分為資源型和非資源型兩類，并分別按式（１）進行回歸，結果見表８。由表８ 可知，數字經濟發展對非資源型城市碳排放的抑制作用明顯較資源型城市大，其可能原因是資源型城市經濟發展對傳統化石能源的依賴性較強，數字經濟發展尚處于較低水平，綠色低碳技術發展相對滯后，因而數字經濟對碳排放的抑制作用尚未得以充分、有效發揮。

４ 結論與對策建議

４．１ 結論

１）數字經濟發展對黃河流域碳排放強度和碳排放總量具有顯著的抑制作用。

２）技術進步、產業結構升級是數字經濟發展促進黃河流域碳減排的重要作用機制。

３）數字經濟發展對黃河流域碳排放的抑制效果存在顯著的區位異質性和資源稟賦異質性。從區位來看，數字經濟發展對黃河中上游地區碳排放總量的抑制效果明顯好于下游地區，對上游地區碳排放強度的抑制作用尚未顯現；從資源稟賦異質性來看，數字經濟發展對非資源型城市碳排放的抑制作用明顯大于資源型城市。

４．２ 對策建議

１）統籌推進黃河流域數字經濟協調發展，筑牢數字經濟發展“底座”。各地區繼續加大對數字經濟基礎設施建設的投入力度，縮小黃河上、中、下游地區數字經濟發展差距。

２）加強綠色低碳技術創新，充分釋放數字經濟降碳潛力。積極運用數字金融為綠色低碳產業提供資金支持，鼓勵企業加快綠色低碳技術創新；利用數字化平臺推進地區間的技術交流與合作，重點推進中上游地區重化工產業數字化、低碳化轉型；以互聯網平臺為依托，大力推進低碳技術的推廣和應用，促進經濟發展低碳轉型。

３）加快推進產業結構轉型升級，強化數字經濟碳減排效應。各地區要善用數字經濟來推動傳統產業轉型升級，下游地區應依托數字經濟發展的優勢推動產業結構向環境友好型演進，中上游地區應積極承接下游地區綠色低碳技術外溢、逐步改進粗放型產業發展模式，依托數字經濟發展新技術、新產業、新業態、新模式，打造流域數字化產業集群，助力流域碳減排。

４）實施差異化數字經濟發展策略，有效抑制碳排放。下游地區應充分發揮數字經濟發展先行優勢，率先實現低碳轉型；中上游地區應借助數字經濟發展推動傳統制造業向高端制造業轉型升級，淘汰高耗能、高排放、高污染的產業；資源型城市應借助數字經濟引領重化工產業進行智能化、綠色化改造升級，有效抑制碳排放。

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【責任編輯 張智民】

基金項目：山東省社科規劃項目（２３ＣＪＪＪ４０）