“一帶一路”倡議對中國碳排放的影響及作用機制研究

徐麗 莫汝堅 嚴梓豪 黃騰 魯晨婕

（廣東外語外貿大學數學與統計學院，廣東 廣州 510006）

一、引言

二氧化碳等溫室氣體的大量排放與全球變暖息息相關，危害生態系統平衡，威脅人類的生存。因此，碳排放的有效控制成為當前國際社會普遍關注的熱門話題，如何進行碳減排、實現碳中和成為當前亟須解決的難題。“一帶一路”倡議的提出為中國碳排放問題的解決提供了機遇。那么，“一帶一路”倡議的綠色發展理念是否對中國沿線城市的碳排放量有顯著的減排效應？其對不同城市的碳減排效應是否存在異質性？減排機制如何？這些都是值得探討的問題。本文基于政策評估視角從城市層面探究“一帶一路”倡議對中國沿線城市碳排放的政策效應、異質性及其作用機制，為“一帶一路”沿線城市更好地協調經濟發展與環境保護的關系，針對性地尋求碳減排路徑，盡早實現碳達峰、碳中和提供參考依據。

二、文獻綜述

早期研究主要關注對外貿易與貿易模式對碳排放的影響。近年來，研究逐步轉向以產業結構為核心，從多維度探討碳排放的影響因素。研究認為，人口增長、經濟增長與產業結構均與碳排放量有顯著的正相關關系，對外開放度、技術水平、能源結構則與碳排放量有顯著的負相關關系。此外，環境規制政策或手段對碳排放的政策效應也逐漸引起研究者的重視，但研究結論尚未形成共識。

“一帶一路”倡議提出以來，沿線國家間的經濟交往日益頻繁，促進了沿線國家的產業轉移與經濟快速增長。部分研究認為，“一帶一路”倡議的實施給環境帶來正面影響。基于省級層面的研究發現，“一帶一路”倡議顯著促進當地的技術進步與綠色全要素生產率的提升。基于國家層面的研究發現，“一帶一路”沿線地區的農產品貿易潛力指數與碳排放呈負相關關系，且“一帶一路”倡議總體上傾向于降低沿線國家的碳排放強度，這一政策效應在碳排放強度較高的國家以及能源密集型行業尤其明顯。

盡管“一帶一路”倡議對碳排放的政策效應已取得了一定的研究成果，但現有研究對兩者關系尚未形成共識，缺少基于政策評估視角、沿線城市尺度的研究。為此，本文的邊際貢獻主要體現在以下四個方面：第一，研究視角上，本文重點關注“一帶一路”倡議的綠色發展理念對沿線城市碳排放量的影響及其作用機制，具有創新性。第二，研究尺度上，本文將研究細化到城市層面，為制定基于城市的精準碳減排政策提供參考依據。第三，研究方法上，本文采用的空間雙重差分模型（SDID）不僅能夠有效避免存在空間相關性時傳統雙重差分模型可能存在的數據不一致與內生性等問題，而且能夠利用空間自相關性建模進而評估政策的空間溢出效應。第四，研究內容上，本文主要從宏觀層面評估“一帶一路”倡議對碳排放的政策效應、異質性及作用機制，能豐富碳減排路徑相關研究。

三、理論機制與研究假說

國家相關部門在“一帶一路”倡議提出后陸續出臺《關于推進綠色“一帶一路”建設的指導意見》《“一帶一路”生態環境保護合作規劃》等文件，將綠色發展作為“一帶一路”倡議的核心理念之一。綠色發展理念會促進行業綠色技術創新，提高城市的綠色經濟發展效率，為解決環境污染問題提供新動能，最終實現“雙碳”目標。因此，本文提出如下假設：

H1：“一帶一路”倡議對中國沿線城市的碳排放有顯著的減排效應。

當一個地區率先踐行綠色發展理念實現碳減排之后，其他地區會學習和模仿，調整本地區的環境政策或通過碳排放交易市場等環境政策開展碳減排。這種強烈的示范及模仿效應意味著“一帶一路”倡議綠色發展理念不僅對本地區的碳排放有顯著的減排效應，還可能通過示范及模仿效應對相鄰地區的碳排放產生影響。與此同時，由于地區間交流頻繁，高污染企業如果由于本地區實行的限排政策無法生存，則會向鄰近低限制地區進行產業轉移，進而增加鄰近地區的碳排放。基于此，本文提出如下假設：

H2：“一帶一路”倡議的實施會產生明顯的空間溢出效應，且溢出效應的方向不定。

二氧化碳等環境污染物主要通過規模效應、結構效應和技術效應這三個途徑對環境產生影響。由于產業結構在模型中已被視為控制變量，因此本文主要探究“一帶一路”倡議是否通過降低能源消耗（規模效應）以及提升企業技術創新水平或當地全要素生產率（技術效應）這兩條途徑影響碳排放。

“一帶一路”倡議實施后，國家、社會和個人可能會通過各種途徑降低能源消耗量。例如，為貫徹實施綠色發展理念，政府部門會出臺相關政策予以支持，如低碳城市試點政策等，以控制能源消耗，加大地方環境規制力度。在企業層面，“一帶一路”倡議可能會促使相關企業研發綠色環保技術，控制能源消耗量。在個人層面，可能會促使個體轉變生活方式，有效降低碳排放量。由此，本文提出如下假設：

H3：“一帶一路”倡議通過降低能源消耗從而降低碳排放量。

適度的環境規制會通過生產技術進步或低碳環保技術升級等途徑降低碳排放。“一帶一路”倡議可能會促使地方政府加大科研投入，提升企業技術創新水平，進而實現碳減排。基于此，本文提出如下假設：

H4：“一帶一路”倡議通過技術效應降低碳排放量。

四、研究設計

（一）樣本選擇與數據來源

數據來自2009—2020年《中國城市統計年鑒》以及國務院發展研究中心信息網數據庫。數據處理基本思路如下：首先，剔除僅有少部分數據的城市①數據缺失比例為8.6%（25/290），刪除的城市名單如下：（1）實驗組城市有安康市、儋州市、定西市、固原市、貴港市、海東市、賀州市、黑河市、嘉峪關市、金昌市、拉薩市、麗水市、臨滄市、隴南市、平涼市、普洱市、三沙市、烏蘭察布市、吳忠市、伊春市；（2）對照組城市有廣安市、開封市、萊蕪市、濮陽市、雅安市。；其次，對存在部分年份數據缺失的城市用平均增長率方法將數據補齊，最終得到2008—2019年265個城市的面板數據。

（二）核心變量說明

1.碳排放量的測算。Yit是被解釋變量，表示實驗組或對照組各城市不同年份的二氧化碳排放量。由于各城市的二氧化碳排放量無法直接測量，需通過模型（1）計算獲得近似數據。

2.交互項Treatit×Timeit是核心解釋變量。其中，Treatit表示是否為“一帶一路”倡議所包含城市的虛擬變量，“是”取值為1，否則為0；Timeit表示時間的虛擬變量，2013年之前取值為0，2013年之后取值為1。

表1 符號說明

3.Xit表示一系列控制變量。控制變量Xit的選取與碳排放影響因素密切相關。因此，本文將各城市不同年份的經濟發展水平、產業結構、人口密度與對外經濟貿易額作為控制變量。其中，經濟發展水平用人均GDP的對數（ln GDP）衡量，產業結構用第二產業占比（stru）表示，人口密度用單位土地面積的人口數量（poden）衡量，對外經濟貿易額用當年實際利用外資額的對數值（ln FDI）表示。此外，考慮到環境污染與經濟發展水平間的倒U形關系，本文在模型（2）中還引入了ln GDP的平方項。

表2 變量說明

（三）模型構建

空間雙重差分模型（SDID）不僅能夠有效避免傳統雙重差分模型因空間相關性導致的數據不一致與內生性等問題，而且能夠有效考慮空間自相關性的影響進而評估政策的空間溢出效應。因此，本文將“一帶一路”倡議看作準自然實驗，利用SDID研究“一帶一路”倡議的綠色發展理念對實驗組和對照組所在城市的碳排放影響、異質性及其作用機制。其中，實驗組為“一帶一路”倡議包含的132個城市，對照組為倡議中未提及的133個城市。在引入空間計量模型后得到空間杜賓模型（SDM模型），如式（2）所示：

其中，i和t分別代表城市與年份；Yit表示樣本城市的二氧化碳排放量；Treatit為虛擬變量，表示城市是否為“一帶一路”倡議沿線城市，“是”取值為1，“否”取值為0；Timeit是年份虛擬變量，實施“一帶一路”倡議之后的Timeit定義為1，實施之前的年份定義為0；Xit表示一組控制變量；λi和μi分別表示年份固定效應和城市固定效應；εit為隨機誤差項。W是研究樣本的空間鄰接權重矩陣，WlnYit表示地區二氧化碳的空間滯后項，W×Treatjt×Timejt表示解釋變量的空間滯后項，WXit表示控制變量的控制滯后項。ρ是被解釋變量的空間滯后項系數；δm是核心解釋變量與控制變量的空間滯后項系數；ηm是核心解釋變量與控制變量對本市的影響系數，代表解釋變量的直接效應。當ρ、δm與ηm等系數取不同值時，SDM模型可退化為SAR模型或SEM模型。

（四）變量描述性統計

剔除數據缺失嚴重的部分城市，本研究收集到2008—2019年中國265個城市的平衡面板數據。全樣本的樣本量為3180，其中實驗組的樣本量為1584，對照組的樣本量為1596。除第二產業占比外，實驗組與對照組的其他指標均存在較為明顯的差異。其中，實驗組的碳排放量、人均GDP和當時實際利用外資額明顯大于對照組，但人口密度明顯小于對照組。

五、“一帶一路”倡議對中國碳排放的影響

（一）平行趨勢檢驗

雙重差分模型假設政策實施之前處理組和對照組有相同的發展趨勢，為此，本文采用最直觀的時間趨勢法驗證這一假設（見圖1）。可以看出，“一帶一路”倡議提出前，實驗組的碳排放量明顯大于控制組，且兩者的碳排放曲線大致平行，符合雙重差分模型的平行趨勢假設。倡議提出后，實驗組的碳排放量增長速度放緩，但控制組的碳排放量仍然保持著明顯的增長態勢。由此本文認為，實驗組和對照組在“一帶一路”倡議提出前發展趨勢基本相同，即通過了平行趨勢檢驗。同時，倡議提出后實驗組碳排放的緩慢增長初步表明“一帶一路”倡議對沿線城市的碳排放有減排效應。

圖1 平均碳排放量增長趨勢

（二）實證分析

1.空間相關性檢驗

全局莫蘭指數用于從全局層面反映空間鄰近區域或鄰接區域屬性值的相關性程度。本文利用全局莫蘭指數衡量265個樣本城市的二氧化碳排放量的空間相關性，結果如表3所示。可以看出，Moran's I的數值在1%的顯著性水平上均大于0，表明樣本城市的二氧化碳排放量存在顯著的空間正相關性，且這一空間相關性在2014年后呈逐步上升趨勢。因此，考慮空間效應進行研究具有合理性，即在平行趨勢檢驗與空間相關性檢驗的基礎下，選用空間雙重差分模型進行分析具有合理性。

表3 基于距離矩陣碳排放的全局莫蘭指數

2.空間計量模型的選擇

首先，進行拉格朗日乘數檢驗（LM）與似然比檢驗（LR），并根據檢驗結果在SAR、SEM和SDM三種空間計量模型中選擇合適模型。LM檢驗與LR檢驗均表明SDM模型較為合適（見表4）。其次，利用Hausman檢驗確定是使用固定效應模型還是隨機效應模型。由于檢驗結果在1%的水平下顯著，本文采用固定效應模型。

表4 LM檢驗與LR檢驗

3.SDM基準回歸結果

SDM基準回歸結果如表5第（2）列所示，表5第（1）列顯示了傳統DID基準回歸結果作為參照。

表5 DID與SDID回歸結果對比

在控制時間效應和個體效應下，DID與SDID的核心解釋變量（Treatit×Timeit）的系數均為負，但DID高估了政策帶來的碳減排效應（-0.232 vs.-0.180）。表明“一帶一路”倡議總體上有助于降低沿線城市的碳排放水平，有效促進碳減排，可能原因是“一帶一路”倡議顯著促進了各城市的技術進步與綠色全要素生產率，進而抑制了碳排放。因此，“一帶一路”倡議對中國沿線城市的碳排放有顯著的減排效應，即假說H1成立。

從控制變量看，實際利用外資額（ln FDI）對各城市的碳排放量有顯著的正向影響，平均而言增加11.1%的碳排放。ln GDP的回歸系數為負值，而ln GDP2的回歸系數為正值，符合環境庫茲涅茨曲線的假設，即表明當經濟水平較低時碳排放量隨著經濟增長而增加，當經濟水平發展到一定程度時，碳排放量隨著經濟增長反而逐漸下降，與多數研究結論一致。第二產業占比（stru）的提高會顯著增加沿線城市的碳排放量，與目前的研究結論一致，可能是第二產業的能源消耗量相對較大，相應的碳排放量較高。值得注意的是，雖然人口密度（poden）對碳排放量也有顯著的正向影響，但其系數遠小于第二產業占比（stru）與實際利用外資額（ln FDI），說明相比產業結構與對外貿易，人們日常生活對碳排放量的影響較為輕微。

此外，在SDID模型中，W×ln Y的參數估計值為0.548，且在5%的置信水平下顯著，說明本地區的碳排放每增長1%將引起相鄰地區的碳排放平均增長0.548%。此外，W×Time×Treat的滯后參數估計值為0.553，也在5%的置信水平下顯著，表明本地區“一帶一路”倡議的綠色發展理念加速了地區間二氧化碳的流動，顯著增加了周邊地區的碳排放，可能是本地區將高排放的企業轉移到鄰近地區，導致鄰近地區的碳排放增加，即假說H2成立。

4.SDM的效應分解

SDM中核心解釋變量（Time×Treat）的水平項系數和空間交互項（W×Time×Treat）系數分別在1%與5%的水平上顯著（見表5）。然而，SDM的回歸系數在反映解釋變量對被解釋變量的影響程度和空間溢出特征時表現欠佳。因此，需采用偏微分方程進一步測算解釋變量與控制變量的直接效應、間接效應和總效應（見表6）。其中，直接效應反映本區域自變量對本區域因變量的平均影響，間接效應反映本區域自變量對其他區域因變量的平均影響，即間接效應用于反映空間溢出效應。

表6 各變量的直接效應、間接效應和總效應

由表6可知：（1）從直接效應看，“一帶一路”倡議的直接效應顯著為負，表明本地區實施“一帶一路”倡議的綠色發展理念有助于促進本地區的碳減排。（2）從間接效應看，“一帶一路”倡議的間接效應顯著為正，表明本地區對相鄰地區有顯著的正向溢出效應，能顯著促進鄰近地區的碳排放。（3）從控制變量看，在5個控制變量中，經濟發展水平（lnGDP2）與第二產業占比（stru）的直接效應和間接效應都顯著為正，表明本地區的經濟發展水平與第二產業占比的提高不僅促進本地區的碳排放，還會促進鄰近地區的碳排放。

（三）穩健性檢驗

為驗證實證結果的穩健性，本文分別進行更換空間矩陣與剔除其他政策影響的方法進行穩健性檢驗。

1.更換空間矩陣

分別以反距離平方矩陣、經濟距離矩陣為權重矩陣重新構建SDID模型，以檢驗回歸結果是否隨著空間相鄰矩陣定義的變化而變化。由表7的第（1）列與第（2）列的回歸結果看，將空間矩陣由空間鄰接矩陣替換為反距離平方矩陣或者經濟距離矩陣后，核心解釋變量系數并沒有實質性變化，即“一帶一路”倡議仍然能夠顯著降低沿線城市的碳排放量，由此驗證前文估計結果的穩健性。

表7 穩健性檢驗回歸結果

2.剔除其他政策的影響

通常而言，國家對直轄市或省會城市有政策傾斜，從而可能高估“一帶一路”倡議的碳減排效應。為此，剔除直轄市和省會城市重新進行參數估計，結果如表7第（3）列所示。可以看出，排除了直轄市與省會城市后，“一帶一路”倡議對沿線城市的碳排放仍有顯著的減排效應，且減排效應更為明顯（-0.180 vs.-0.194）。

接著，加入碳排放權交易試點城市與試點政策實施年份的交互項作為控制變量，以剔除其潛在干擾。碳排放權交易試點城市政策的頒布時間與“一帶一路”倡議提出的時間較為接近，且該政策的試點城市與“一帶一路”倡議沿線城市基本重疊，可能造成“一帶一路”倡議減排效果的高估。表7第（4）列為控制了碳排放權交易政策效應（CET×after）后的估計結果。可以看出，“一帶一路”倡議對碳排放的政策效應仍然顯著為負，且其減排效應大于基準回歸水平（-0.180vs.-0.204）。表明控制低碳試點城市或碳排放權交易試點政策對碳排放的潛在影響后，研究結論依然成立。

（四）異質性分析

城市的不同規模所呈現的資源集聚程度、要素流動等情況存在差異，可能導致“一帶一路”倡議對碳排放的影響具有區域差異。因此，本文按照國務院頒布的《關于調整城市規模劃分標準的通知》，將城市劃分為超大城市、特大城市、大城市、中等城市與小城市。由于超大城市與特大城市樣本較少，會導致估計的偏誤，故將這兩類城市合并，進一步研究“一帶一路”倡議對不同規模城市碳排放的影響，回歸結果見表8。

表8 城市規模異質性檢驗結果

結果顯示，在1%的顯著性水平上“一帶一路”倡議對超大與特大城市、大城市和小城市的碳排放均沒有明顯的減排效應，但其對中等城市有顯著的減排效應。可能是超大與特大城市以及大城市較高的經濟水平與較大的人口密度形成了碳排放依賴效應與碳鎖定效應，抵消了“一帶一路”倡議帶來的碳減排效應。進一步，“一帶一路”倡議的綠色發展理念不僅對中等規模城市有顯著的碳減排效應，還對中等規模城市的相鄰地區有顯著的碳減排效應。需要指出的是，在SDID的基準回歸分析中，本地區“一帶一路”倡議的綠色發展理念對相鄰地區有顯著的正向溢出效應，即促進鄰近地區的碳排放。而在異質性分析中，中等規模城市卻對相鄰地區的碳排放起反作用，可能在于大部分中等城市在城市化進程中產業集聚對碳排放產生了影響。城市規模在擴張的過程中，產業集聚程度會提高產業能源利用效率并降低碳排放，并且隨著產業集群的高級化，相鄰地區間企業間的關聯和合作越來越密切，污染物會減少，因此會對相鄰城市碳減排起空間溢出效應。

六、影響機制分析

上述實證結果表明，“一帶一路”倡議的綠色發展理念對中國沿線城市的碳排放有明顯的抑制作用，即驗證了研究假說H1。但究竟通過何種方式抑制沿線城市的碳排放值得進一步探討。對此，本文分別采取分樣本回歸方法以及中介效應模型對研究假說H3與H4進行檢驗，即分別驗證政策環境好的城市是否有助于“一帶一路”倡議的實施，“一帶一路”倡議是否通過減少能源消耗（規模效應）以及企業提升技術創新水平或當地綠色全要素生產率（技術效應）來降低碳排放量：

上述模型中，Mit表示機制變量。根據上述理論機制的分析，本文選取三個變量作為中介機制變量：第一，規模效應的中介變量。將煤炭、石油、天然氣和水電等消耗量合成總能源消耗量（lnenergy），并將其作為中介變量，用于驗證“一帶一路”倡議是否通過規模效應降低沿線城市的碳排放。第二，技術效應的中介變量。采用地方政府科研支出（Science）衡量技術創新水平，用于驗證“一帶一路”倡議是否通過技術效應路徑降低沿線城市的碳排放。

首先，對假說H3進行驗證。表9為“一帶一路”倡議對碳排放的規模效應作用路徑檢驗結果。由于缺失某些城市能源消耗量的數據，剔除缺失嚴重的城市后樣本量為258。表9第（1）列顯示了模型（2）的回歸結果，表明“一帶一路”倡議顯著降低了中國沿線城市的碳排放量。第（2）列為模型（3）的回歸結果，Time×Treat的系數在1%的顯著性水平下為負，說明倡議顯著降低沿線城市的能源消耗量，平均降低9.5%。第（3）列為模型（4）的回歸結果，系數σ1與σ2在1%的水平下均顯著，表明能源消耗量這一中介效應成立，且通過sober檢驗后可知中介效應占總效應的68%，表明假說H3成立，即“一帶一路”倡議通過降低地方的能源消耗實現了碳減排。

表9 中介效應檢驗：能源消耗量與科研支出

其次，對假說H4進行驗證。剔除機制變量數據缺失嚴重的城市后，“一帶一路”倡議對碳排放的技術效應作用路徑檢驗結果如表9的（4）、（5）、（6）列所示。其中3個核心系數都顯著，表明科研支出這一中介效應成立，假說H4成立，即“一帶一路”倡議通過提高地方的科研支出提升技術創新水平，從而降低地方的碳排放量。

七、研究結論與啟示

本文基于2008—2019年中國265個城市的面板數據構建空間雙重差分模型，評估了“一帶一路”倡議對中國132個沿線城市碳排放的政策空間效應及對不同規模城市碳排放的異質性效應。結果表明，“一帶一路”倡議對中國沿線城市的碳排放有顯著的減排效應，且對周邊地區的碳排放具有正向的空間溢出效應。這一結論經平行趨勢檢驗與穩健性檢驗驗證后仍然成立。異質性分析表明，“一帶一路”倡議對中國沿線城市的碳減排效應在中等城市中表現尤為明顯；經濟水平高且人口密度大的超大與特大城市和大城市則對倡議的綠色發展理念反應速度較慢，削弱了倡議的碳減排效應。分析發現，“一帶一路”倡議的碳減排效應主要通過能源消耗的規模效應與科研支出的技術效應來實現。

對此，本文提出以下三點建議：

（一）抓住發展機遇，減少碳排放量

“一帶一路”倡議為中國帶來了諸多發展機遇，各城市應抓住機遇，鼓勵節能減排和綠色技術創新，促進社會可持續發展。國家層面，相關部門應出臺相應環保政策保障“一帶一路”倡議的順利實施，減少碳排放總量。城市層面，各個城市應該加快產業轉型升級，在提高城市經濟水平的同時貫徹可持續發展理念，為降低碳排放量作貢獻。

（二）增加科研支出，提升創新水平

研究表明“一帶一路”倡議對中國碳減排的技術效應路徑主要通過增加科研支出實現。因此，相關部門可出臺稅收優惠等政策，降低企業的研發成本。同時，充分發揮政府科研支出的作用，引導企業參與綠色“一帶一路”建設，提升技術創新水平。

（三）出臺支持政策，提高生產效率

地方政府可因地制宜制定財政支持等政策優惠，推動高新技術發展，提高生產效率，進一步減少碳排放。對于經濟發展水平高的城市，政府可出臺一些環境政策以抵消高經濟水平與高人口密度對碳排放的促進作用，同時增加清潔能源占比和減少化石燃料的使用，優先考慮環保合作項目，在減少碳排放的同時兼顧經濟增長。◆