數字經濟、技術創新與生態環境質量

辛玲 吳靜姝

［摘 要］文章根據2017—2021年我國31個地區的面板數據，實證考察了數字經濟、技術創新與生態環境質量的關系。研究發現：①基準回歸模型結果顯示，數字經濟對生態環境質量存在顯著的促進作用，經過一系列穩健性檢驗后結論依然成立；②異質性分析結論揭示，東、中、西各區域的數字經濟對生態環境質量均存在顯著正效應，其中西部地區的正效應最為顯著；③中介效應模型檢驗結果表明，數字經濟能夠通過激勵技術創新而提高生態環境承載能力。

［關鍵詞］數字經濟；技術創新；生態環境質量

0? ? ?引 言

大多數經濟增長都是以犧牲生態環境質量為代價的。數字經濟作為一種全新的經濟發展方式，以數字技術創新為著力點，為提高生態環境質量提供了新的方向和解決方案。在貫徹“保護生態環境就是保護生產力，改善生態環境就是發展生產力”等綠色發展理念的背景下，厘清數字經濟、技術創新對生態環境質量的影響機制，必將促進生態環境與數字技術深度融合發展，激活數字化與綠色化的協同發展潛力。

目前，學術界關于數字經濟與生態環境質量的研究主要體現在影響機制和實證分析兩個方面。Moyer（2012）［1］提出數字技術可以有效減少污染物的排放渠道。錢立華等（2020）［2］、胡士華等（2022）［3］、韓晶等（2022）［4］、張傳兵等（2023）［5］基于數字經濟和綠色經濟的協同發展要求，認為數字經濟是改善生態環境質量的重要推手。任保平（2020）［6］從高質量發展視角出發，從抑制環境污染、緩解資源壓力等方面分析數字經濟對生態環境的影響機制。隨著影響機制研究的逐步推進，實證分析也獲得了豐富有益的結論。解春艷等（2017）［7］指出，互聯網技術的飛速發展對生態環境所產生的溢出效應沒有空間限制，這將極大地減少環境污染程度。宋洋（2020）［8］從推進產能更新、減少污染物排放、提升生產效率等多個途徑驗證了數字經濟對生態環境承載力的提升效應。王凌飛等（2021）［9］根據數字基礎設施建設對工業廢棄物排放的影響分析，論證了數字經濟發展將顯著改善生態環境質量。胡淑娟等（2022）［10］梳理數字經濟、健康產業、生態環境質量三者的關系，認為數字經濟對提升生態環境承載力存在顯著效應。綜上所述，現有研究一致認為數字經濟可以顯著提高生態環境質量，其中技術創新起到了重要推動作用，但將數字經濟、技術創新與生態環境質量三者相結合進行內在機制研究的文獻極少。本文考慮將三者納入同一分析框架，嘗試挖掘數字經濟提升生態環境承載力的作用機制。

1? ? ?研究假設

數字經濟以數據資源作為核心生產要素，以現代信息網絡作為重要載體，以信息通信技術作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力［11］。數字經濟對生態環境質量的影響主要體現在以下三個方面：第一，數字經濟為企業提供了全面提升生態環境保護效能的機遇。隨著數字技術和信息技術在企業生產經營活動中的廣泛應用，數據要素與傳統生產要素高度融合，推進企業的數字化轉型，進而構建以數據為核心的管理架構來推動生產管理方式的改變。在此背景下，企業不僅會在生產決策過程中有效整合重組要素資源和變革傳統商業模式，還會改變傳統的企業排污和治污模式以滿足綠色發展要求，從而實現高效生產、提高資源利用率、顯著降低廢棄物和污染物的排放，為環境保護提供有力支持。第二，數字經濟有利于提高政府生態環境管理效率與質量。傳統環境管理模式，不僅監管效率低下而且管理方式落后。數字技術的廣泛應用，便于政府部門借助互聯網技術等先進信息技術，將海量數據存儲到云端，實現快速查詢生態環境質量變化情況。同時，構建以云計算技術為平臺的空氣質量、污染物排放、環境承載力等預測決策系統，實現生態環境實時監測，大大提升政府部門的監管效率。第三，數字經濟可以降低居民生活資源消耗和生態環境污染。數字經濟將信息傳輸與實體物質分離，使得信息交換和共享幾乎沒有資源消耗，電子信息的無消耗特性減少了信息搜集成本，降低了居民生活資源消耗。同時，數字經濟改變了居民的消費模式。以線上代替線下的消費模式，不僅加快商品信息交換速度，同時也有助于降低購物出行所帶來的能源消耗和生態環境污染。綜上，本文提出以下假設：

假設1 數字經濟能夠顯著提高生態環境質量。

數字經濟不僅能夠直接提升生態環境承載能力，還能夠通過促進技術創新改善生態環境質量。一方面，數字經濟促進技術創新。數字經濟通過數字技術整合市場資源，不僅可以實現內部研發、生產、供應鏈、市場等的共同發展，還可以加強企業之間的聯系，讓創新要素的流動更加自由、高效，提高創新主體獲取和吸收外部先進知識和技術的速度，激勵企業參與、優化創新流程。這無疑將有利于數字經濟更好地釋放溢出效應，實現高效率、低風險、低資源損耗的技術創新。同時，以數字基礎設施建設為起點，數字經濟將打造更加包容、開放的創新環境，更好地發揮創新資源的集聚效應。另一方面，技術創新是生態環境保護的重要推手。技術創新能夠推動傳統產業的智能化升級，加快產業結構的低耗低碳轉型進程，促進環境友好型社會建設，改善生態環境質量。技術創新還帶來綠色技術的推廣與應用，不斷涌現的高新綠色技術，讓新材料、新能源以及新工藝的開發與利用變成可能，形成資源循環利用、廢物減量排放的綠色發展新局面。綜上，本文提出以下假設：

假設2 數字經濟能夠通過促進技術創新提高生態環境質量。

2? ? ?研究設計

2.1? ?模型設定

2.1.1? ?基準回歸模型

基于上述理論分析，本文構建基準回歸模型探究數字經濟對生態環境質量的影響效應，基準回歸模型形式如下：

（1）

式中，i表示地區，t表示年份，Ecoi，t代表i地區在t年的生態環境質量，Digi，t表示i地區在t年的數字經濟發展水平，controli，t為控制變量，ft表示時間固定效應，ui表示城市固定效應，εi，t為隨機擾動項。

2.1.2? ?中介效應模型

基于假設2，以專利申請數（件）來衡量技術創新水平，本文構建中介效應模型探討數字經濟對生態環境質量的間接影響效應，模型形式如下：

（2）

式中，i表示地區，t表示年份，Inni，t表示i地區在t年的技術創新水平，ft表示時間固定效應，ui表示城市固定效應，εi，t為隨機擾動項。

2.2? ?變量說明

2.2.1? ?被解釋變量

生態環境質量（Eco）：根據歐洲環境署所構建的體現社會與環境相互作用的DPSIR模型，本文從驅動力、壓力、狀態、影響、響應五個維度出發，選取21個指標構建生態環境質量測度指標體系，利用主成分分析法根據各評價指標的標準化數據計算生態環境質量指數。具體指標如下：驅動力維度包括自然增長率、人均國內生產總值、居民人均消費支出、城鎮化率4個指標；壓力維度包括人均廢水排放量、人均工業固體廢物產生量、單位GDP二氧化硫排放量、單位GDP氮氧化物排放量、單位GDP煙（粉）塵排放量5個指標；狀態維度包括人均水資源量、森林覆蓋率、人均城市綠地面積、人均生活垃圾清運量4個指標；影響維度包括自然災害經濟損失占GDP比重、城鎮登記失業率、環境污染治理占GDP比重3個指標；響應維度包括造林總面積占轄區面積比重、一般工業固體廢物綜合利用率、自然保護區占轄區面積比重、生活垃圾無害化處理率、污水處理率5個指標。

2.2.2? ?核心解釋變量

數字經濟（Dig）：本文從數字基礎設施建設、數字產業化發展、產業數字化發展以及數字創新發展四個層面出發，選取了8個二級指標，利用主成分分析法根據各評價指標的標準化數據計算得到數字經濟指數。具體指標如下：數字基礎設施建設維度包括移動電話用戶數和互聯網用戶數；數字產業化發展維度包括郵政服務收入和電信服務收入；產業數字化發展維度包括數字普惠金融指數和工業企業每百人擁有計算機數量；數字創新發展維度包括軟件從業人員人數和高等學校在校學生數。

2.2.3? ?中介變量

技術創新（Inn）：本文使用專利申請數（件）來衡量各地區的技術創新水平，研究數字經濟對生態環境質量的間接影響，檢驗技術創新的中介效應。

2.2.4? ?控制變量

生態環境質量受到多種因素綜合影響，若將其視為單一因素所致，則難免會出現一定偏差。因此本文參考以往學者的做法，考慮引入與生態環境質量相關的可能因素作為控制變量。主要包括：①經濟發展水平（Lnpgdp），采用人均GDP的對數來衡量；②產業結構（Ind），選擇第二產業增加值占GDP比重衡量；③環境規制（R），選取每千元工業增加值的工業污染治理完成投資額衡量；④人口密度（Lnpop），采用年末總人口與地區面積的比值衡量；⑤文化素養（Edu），以人均擁有圖書館藏書量衡量。

2.3? ?數據來源

本文選取2017—2021年我國31個省級行政區（不含港澳臺地區）的面板數據，共155個樣本觀測值。數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國城市統計年鑒》《中國環境統計年鑒》，數字普惠金融指數取自《北京大學數字普惠金融指數（2017—2021）》，運用線性插值法處理數據缺失值。

3? ? ?實證分析

3.1? ?直接影響效應分析

3.1.1? ?基準回歸分析

在進行基準回歸前，先對數據進行F檢驗以及Hausman檢驗，確定使用哪類回歸模型合理，檢驗結果見表1。F檢驗的P值為0.000，說明固定效應的擬合效果優于混合效應模型；Hausman檢驗結果表明，P值0.001＜0.05，拒絕隨機效應模型的原假設，故選擇固定效應模型。

在F檢驗以及Hausman檢驗結果的基礎上，對變量進行基準回歸分析。表2是基準回歸中數字經濟對生態環境質量的影響結果。其中列（1）中未加入控制變量，列（2）至列（6）則逐步加入了經濟發展水平、產業結構、環境規制、人口密度、文化素養等一系列控制變量。

表2揭示，數字經濟能夠顯著提高我國生態環境質量。回歸結果表明，未加入控制變量時，數字經濟對環境質量的影響在0.01的水平上顯著為正，系數為0.088。通過不斷加入多個控制變量，可以明顯看出，隨著控制變量的不斷加入，其回歸系數始終顯著為正，說明選擇的控制變量較為合理，數字經濟能夠明顯改善生態環境質量，假設1得到證實。

控制變量方面，經濟發展水平的回歸系數均為負，且均在0.01的水平上顯著，說明在當前經濟增長方式下，經濟高消耗高排放式的增長不利于生態環境保護。產業結構對生態環境質量的影響在0.01水平上顯著為負，這意味著隨著第一、二產業比重降低，產業結構不斷升級，生態環境質量將穩步提升。環境規制的影響在0.01的水平上顯著為正，表明增大環境規制強度，將有助于改善生態環境質量。人口密度的影響在0.01的水平上顯著為負，表明人口增加會引起生產規模的擴大，資源需求和污染物排放擴張，生態環境保護壓力增大。文化素養對生態環境質量的影響在0.05的水平上顯著為正，說明文化素養的提升會促進綠色發展理念的形成，對生態環境質量水平的提高有正向促進效應。

3.1.2? ?穩健性檢驗

為了進一步證明結果的可靠性，本文采用三種方式進行穩健性檢驗：第一，由于直轄市具有特殊行政地位，數字經濟和政治、面積、人口等方面與其他地區有所不同，為使樣本更具有可比性，剔除北京、上海、天津和重慶的數據，對剩下的數據進行檢驗；第二，對數字經濟進行滯后一期，觀察上一期數字經濟對當期生態環境質量是否造成影響；第三，為了防止可能存在的極端值對結果的影響，對生態環境質量、數字經濟以及控制變量進行5%的縮尾處理。穩健性檢驗結果見表3。對比各模型結果可知，不同穩健性檢驗方式下的回歸結果與基準回歸結果保持一致，研究結果穩健。此外，對變量進行縮尾后，數字經濟的回歸系數0.237大于基準回歸時的回歸系數，說明縮尾處理剔除了異常值對研究的影響，研究結果穩健。

3.1.3? ?異質性分析

由于我國各地區經濟發展、數字經濟和生態環境保護可能存在差異性，因此為進一步考察數字經濟對生態環境質量的影響效應是否存在區域差異，本文依照國家統計局的劃分，將我國劃分為東部地區、中部地區、西部地區三大經濟地區，進行區域異質性分析。分析結果見表4。

表4揭示，數字經濟對生態環境質量的影響程度存在區域差異性。東部、中部、西部地區數字經濟對生態環境質量均具有促進作用，其中西部地區的影響最為顯著，其次是中部地區，最后是東部地區。這可能是因為東部地區產業升級基本完成，削弱了數字經濟對生態環境保護的促進效應。控制變量方面的表現同樣存在區域差異。經濟發展水平方面，東部地區對生態環境質量的影響顯著為正，西部地區則顯著為負，而中部不顯著；產業結構方面，東部地區產業結構對生態環境質量的影響顯著為正，中部地區不顯著，而西部地區在10%的水平內顯著為負；環境規制在東部、中部、西部均不顯著；人口密度僅在東部地區顯著為負，在中部與西部地區則不顯著；文化素養在東部、中部、西部地區均表現為不顯著。

3.2? ?中介效應分析

為探討數字經濟發展對生態環境質量的間接影響效應，本文以技術創新為中介變量進行了中介效應檢驗，檢驗結果見表5。表5中第（1）列是數字經濟對生態環境質量影響的基準回歸結果，第（2）列是技術創新作為被解釋變量的回歸結果，第（3）列為加入中介變量技術創新水平后的回歸結果。表5中第（2）列顯示，數字經濟發展的回歸系數為正，說明數字經濟能帶動技術創新的發展；表5中第（3）列顯示，技術創新水平的系數為正，說明技術創新在一定程度上能改善生態環境質量；將表5中第（1）列和（3）列對比可知，引入中介變量后，數字經濟的回歸系數在數值與顯著性上均表現為下降，表明技術創新水平中介效應的存在，假設2得以證實。

為進一步檢驗中介效應檢驗結果的可靠性，采用兩種方法進行穩健性檢驗。一是剔除了北京、上海、天津和重慶四個直轄市的數據進行回歸分析；二是對變量進行了5%的縮尾處理。檢驗結果表明，采用上述兩種方法檢驗的數字經濟與技術創新的系數與未經處理中介效應檢驗結果保持一致，研究結果穩健。因篇幅限制，中介效應模型的穩健性檢驗數據結果略。

4? ? ?結論與建議

本文根據2017—2021年我國31個省級行政區（不含港澳臺地區）的面板數據，運用基準回歸模型和中介效應模型考察數字經濟、技術創新與生態環境質量的關系，得到以下結論及建議。①基于基準回歸模型和穩健性檢驗發現，數字經濟對生態環境質量存在顯著的促進作用。應推進數字經濟建設進程，大力發揮數字經濟的溢出效應，拓寬數字經濟改善生態環境的新思路和新渠道，最大程度地提升生態環境承載能力。②異質性分析結論揭示，東部、中部、西部各區域的數字經濟對生態環境質量均存在顯著正效應，其中西部地區的正效應最為顯著。應加強各地區城市內外的協作與互動，充分發揮東部地區的數字經濟輻射效應和示范效應，極力拓展中西部地區數字經濟促進生態環境保護的深度和廣度。③中介效應模型檢驗結果表明，數字經濟能夠通過激勵技術創新而提高生態環境承載能力。應以云計算、大數據、物聯網等數字技術為驅動力，將數字化、智能化、生態化與傳統產業高度融合，推進產業的綠色化、現代化升級，最大限度地發揮數字經濟對于生態環境保護的促進作用。

主要參考文獻

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［9］王凌飛，陳小輝，盧孔標，等.工業廢氣排放對涉農貸款有溢出效應嗎？［J］.技術經濟，2021，40（3）：64-77.

［10］胡淑娟，龍佩林，別凡.數字經濟、健康產業與生態環境質量［J］.統計與決策，2022，38（21）：15-18.

［11］國家統計局.數字經濟及其核心產業統計分類（2021）［Z］.2021.

［收稿日期］2023-07-17

［基金項目］湖南省哲學社會科學基金一般項目“湖南高質量發展的統計測度及推進路徑研究”（19YBA115）。

［作者簡介］辛玲（1974— ），女，湖南臨澧人，碩士，副教授，主要研究方向：低碳經濟統計、社會調查。