低碳背景下黄河流域经济高质量增长的空间驱动机制

胡孟颖，刘德志

（1.安徽财经大学统计与应用数学学院，安徽蚌埠，233000；2.安徽财经大学数量经济研究中心，安徽蚌埠，233000）

作为中国的第二长河，黄河流域流经较多省份，其生态环境和经济发展质量对我国推进经济高质量发展十分重要[1]。自从党的十八大提出大力推进生态文明建设以来，黄河流域的生态绿色建设与经济高质量发展取得了较为可观的成果，但是仍存在环境污染严重、水资源恶化短缺等严峻的问题[2]。2021 年10 月，习近平总书记在深入推动黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上强调要从治理基础环境问题出发，完善治理体系，推进生态保护修复。这意味着黄河流域重视环境污染治理问题，制定出台合理的降污减排措施，是推动流域内各地区系统动态发展，实现时空均衡发展的必然选择[3]，是推动流域内各地区系统动态发展、均衡发展的必然选择。此外，“十四五”时期以经济高质量发展为主题，需要格外关注环境污染的外部不经济性，出台相关政策以实现经济与环境协调。

因此本文以黄河流域9 个省区为研究对象，拟探究经济高质量、绿色技术创新效率与碳排放强度之间的关系，研究结果可以为黄河流域关注环境治理问题、推动当地经济高质量发展提供参考，具有一定的现实意义。

一、文献综述

本文的研究主题是关于绿色技术创新效率与碳排放强度对经济高质量增长的影响效应分析，文献综述主要从以下三方面展开：

（一）经济高质量发展测算的文献梳理

关于经济高质量发展的测算，研究方法十分丰富。杨耀武等（2021）[4]经过理论分析，从社会、资源、环境、经济效率、经济分配、人力资本等方面构建经济发展质量指标体系，运用主观和客观相结合的方法赋权，在基础指标合成方面指标、方面指标合成总体指标时，分别采用加法和乘法原则，参考UNDP 构造人类发展指数的方法对方面指标赋相同的权重。刘思明等（2021）[5]选取全要素生产率（TFP）来代表经济高质量发展，借助索洛余值的方法估算全要素生产率，将资本产出弹性设为0.4。李强（2021）[6]结合TFP 各组成项，从经济发展能力和经济发展效益方面构建了评价指标体系，并设定了权重确定方法计算各级指标的权重。陈景华等（2020）[7]从创新、协调、开放、可持续和共享等方面建立了指标体系，对逆向指标取倒数，适度指标取离差的倒数，运用熵值法对经济高质量发展进行综合评价。

（二）绿色技术创新对经济增长影响的文献梳理

对于绿色技术创新与经济增长之间的关系，何小钢（2015）[8]基于内生增长框架，从理论和实证角度对绿色技术创新影响经济高质量增长进行了研究，结果表明绿色技术创新能降低污染排放、提高TFP、产品清洁度和企业生产效率，是带来经济增长的源泉。袁润松等（2016）[9]分析了技术创新、技术差距和管理对绿色发展的影响，发现技术创新可以显著提高绿色发展水平。陈勇智等（2021）[10]基于空间面板杜宾模型，探究不同创新类型对绿色增长水平的影响，研究表明技术创新对本地绿色增长水平有显著拉动作用，但对周边地区无显著影响。曾刚和胡森林（2021）[11]以黄河流域79 个地级以上城市为研究对象，建立面板计量模型研究了技术创新对城市绿色发展的作用机理，结果表明技术创新与绿色发展间存在“U”型关系，拐点过后技术创新对绿色发展的影响从促进变为抑制，并且技术创新提升对本地的绿色发展起“U”型作用，对邻近城市则起倒“U”型作用。

（三）碳排放强度对经济增长影响的文献梳理

关于碳排放与经济增长之间的关系，学者们也进行了较为丰富的研究。王世进等（2021）[12]运用Tapio 系数分析碳排放与经济增长间的脱钩关系，并运用LMDI 方法分解脱钩因素，发现碳排放脱钩指数在2005—2017 年间呈逐年下降的趋势，并于2005 年处于增长连结状态，表明经济增长在该年份存在较强的环境污染依赖性。张志新等（2021）[13]通过构建经济增长与碳排放的静态和动态模型，分析得到随着经济增长碳排放会出现两个转折点，两者间的EKC 曲线是“N”型的，经济增长最终会加剧碳排放，与EKC 假说相悖。

现有文献的研究成果十分丰富，但是基于面板数据研究经济高质量增长、绿色技术创新效率与碳排放强度之间空间溢出效应与三者动态关系的文献有限。因此，在吸收和借鉴前人研究成果的基础上，本文尝试建立空间杜宾模型，分析绿色技术创新效率与碳排放强度对经济高质量增长的空间溢出效应，研究黄河流域经济高质量增长的空间驱动机制。本文的结论可以为黄河流域有针对性地制定环境政策，最大限度地发挥政策激励作用，推动当地经济高质量发展提供依据。

二、模型设计与变量选取

（一）空间杜宾模型构建

本文研究的是各变量对经济高质量发展的影响，因此选取经济高质量增长（HEQ）为被解释变量，解释变量包括绿色技术创新（GTIE）、碳排放强度（EI）、环境规制（ER）、人均GDP的对数值（lnPGDP）、产业结构（IS）、财政收入（RE）、城镇化（URB）、地区贸易开放度（RTO），由此构建如下计量模型：

其中，i为省市，t为年份，εit为随机扰动项，Xit为除绿色技术创新和碳排放强度之外的解释变量。

当考虑到绿色技术创新效率的空间滞后项与空间滞后解释变量对其的影响，需要建立包含解释变量与被解释变量空间交互项的空间杜宾模型。

其中，σ为空间自回归系数，ωij为空间权重矩阵，φi、τt、εit分别表示空间效应、时间效应和随机误差。

（二）变量说明

1.被解释变量：经济高质量增长（HEQ）

经济发展不能只考虑经济总量的增长，也需要重点关注经济增长的质量，将环境保护和资源合理利用也考虑进去。因此本文在借鉴现有研究成果的基础上[14]，综合新发展理念，构建经济高质量发展指标体系，如表1 所示，利用熵值法测度具体数值。

表1 经济高质量增长指标

2.核心解释变量：碳排放强度（CI）、绿色技术创新效率（GTIE）

（1）碳排放强度（CI）

碳排放强度即为单位GDP 所产生的CO2排放量，公式如下：

其中，CO2的计算公式[16]为：

式（4）中，CO2代表二氧化碳排放量；i代表能源种类，由数据可得性，原料选取煤油、焦炭、汽油、燃料油、柴油、天然气和原煤；Ei为能源i的消耗量（实物量）；NCVi为能源i的平均低位发热量；CEFi为能源i的单位热值含碳量；COFi为能源i的碳氧化因子；44 12 为二氧化碳气化系数。

碳排放量的增加可能会带来经济快速增长，但是会产生严重的环境污染问题，因此其对经济高质量增长的空间驱动影响方向是不确定的。

（2）绿色技术创新效率（GTIE）

与传统DEA 模型不同，本文构造非径向SBM模型，将非期望产出包含在其中，测算绿色技术创新效率，指标体系见表2。

表2 绿色技术创新的投入产出指标

绿色技术创新可以带来绿色发展的基础技术，能够有效推动企业生产效率提升与经济高质量发展。

3.控制变量

（1）环境规制（ER）

本文选取工业废水、废气、二氧化硫排放量、工业固体废物综合利用率和环境污染治理投资占比，利用熵值法来对其进行测度。环境规制对经济高质量发展的驱动效应也存在争论，部分学者认为环境政策监管会增加企业的成本，不利于企业提升生产效率；另一部分学者认为环境规制可以通过激励技术创新来提升企业生产效率。因此，环境规制的驱动效应系数方向也是不确定的。

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（2）人均GDP（lnPGDP）

选取人均GDP 指标，并对其进行取对数处理，用以衡量当地经济发展状况。人均GDP 的提升能够推动经济高质量发展，估计其系数为正。

（3）产业结构升级（IS）

本文以第三产业与第二产业的比值来表示产业结构升级。产业结构升级可以促进资源配置效率提升，为市场提供与需求相匹配的产品供给，有利于促进经济发展，估计其空间驱动系数为正。

（4）财政收入（RE）

用地方财政收入衡量本指标。财政收入规模作为衡量经济发展效益与质量的重要指标，财政收入的增加，有利于本地的经济高质量发展，但可能会挤出周边地区的经济发展，估计其对本地的经济高质量增长有正向驱动作用，但可能抑制周边地区经济高质量增长。

（5）城镇化（URB）

本文用城镇人口所占比例来代表城镇化水平。在人口从农村向城镇转移的进程，在一定程度上可以为城市带来更多的劳动力，推动相关产业发展，人口迁入城镇的消费需求也有所提升，估计其空间驱动系数为正。

（6）地区贸易开放度（RTO）

本文选取进出口与地区生产总值的比值来衡量地区贸易开放度。对外贸易既可以为本地带来先进的生产管理技术，也可能带来更严重的环境污染，对经济高质量增长的影响方向是不确定的。

（三）数据来源

考虑数据可得性，本文选定2003—2019 年为样本期间，获取黄河流域9 省区的面板数据。数据来源于EPS 数据库与各省份统计年鉴等。为使数据有可比性，选取价格指数对相关指标进行平减，并利用线性插补、均值法，处理少数缺失数据。

三、实证分析

（一）经济高质量增长测算结果分析

利用熵值法测算出样本期间黄河流域经济高质量增长水平，并将黄河流域划分为上游、中游和下游地区①上游包括青海、四川、甘肃、宁夏和内蒙古，中游包括陕西和山西，下游包括河南和山东。。分区域的经济高质量发展情况如图1，从图中可以看出，各地区间经济高质量发展水平存在差异，下游区域优于上游、中游与全区域，上游地区处于最低水平。可能是由于西部地区经济发展水平相较于东部地区来说较低，下游区域的山东省还包含了很多沿海城市，发展水平和发展前景较好，上游和中游地区应当制定明确的经济发展政策追赶下游省份，但是在追赶过程中需要考虑环境因素，不能只注重经济增量，也需要注重经济发展质量。

图1 分区域经济高质量增长

（二）空间杜宾回归

1.描述性统计分析

对各变量进行描述性统计分析，结果见表3，可以看出，经济高质量增长的均值为0.006，标准差也为0.006，表明黄河流域各区域的经济高质量发展间存在一定的差异，也有较大提升空间。绿色技术创新效率的均值为0.811，标准差为0.155，显然该指标在区域间也存在差异。碳排放强度的均值为1.857，标准差为1.184，即碳排放强度在不同的地区间也存在差异。

表3 各变量描述性统计分析

2.空间相关性分析

在运用空间杜宾模型之前，要分析空间相关性，计算经济高质量、绿色技术创新、碳排放强度以及人均GDP 的Moran′s I 指数。发现各年份的经济高质量增长的全局莫兰指数均显著，绿色技术创新效率和人均GDP 的全局莫兰指数在部分年份是显著的，只有碳排放强度在样本期间显著性不高。总体来说，经济高质量增长具有较强的空间效应，后续使用空间计量模型可行。此外，本文选用基于经纬度的地理距离矩阵的空间权重矩阵。

3.空间面板回归

在进行SDM 模型回归之前，还需要进行LM 检验，结果见表4。可以看出，除一项未拒绝原假设外，其余全在0.001 水平上通过了显著性检验，因此选用空间计量模型合理可行。接着，检验固定效应，结果表明个体固定效应和双固定效应检验结果均通过，并且双固定效应模型结果更好，因此下文选用双固定效应模型。最后，LR 检验的p 值均为0，即SDM 模型不用退化为SLM 模型或SEM 模型。

表4 LM 检验结果汇总表

综上所述，本文选用双固定效应的SDM 模型，并将双固定效应SEM 模型和双固定SLM 模型的回归结果作为对比，结果见表5。

由表5 得，双固定效应空间杜宾模型的空间自回归系数显著为负，表明黄河流域各省份间的经济高质量发展并不独立，而是相互影响。此外，三个模型的回归系数的正负一致，显著性水平也基本一致。因而本文选取双固定效应的SDM 模型是可行的。表6 中各变量的回归系数无法反映其对经济高质量增长变量的影响效应，因此列出双固定SDM 模型的直接效应、间接效应和总效应。

表6 双固定效应SDM 模型下的直接效应与间接效应

由表6 得，绿色技术创新的直接效应为正但不显著，间接效应和总效应显著为正，表明绿色技术创新效率的提升会显著推动邻近地区经济高质量发展，但对本地经济高质量发展影响有限。可能是由于对于当地来说，绿色技术创新效率增加带来的效益增加并没有显著超过成本的增加，但是邻近地区可以借鉴本地的创新技术以推动经济发展。碳排放强度的直接效应和总效应显著为正，间接效应为正但不显著，表明碳排放强度的增加会提高本地经济高质量增长水平，但空间溢出效应不明显。虽然碳排放强度增加可以带来经济发展，但是长期来说由此产生的污染问题会更加严重，因此应当对该项指标进行控制，而不是选择增加碳排放强度以获得短期收益。环境规制的提高会显著降低本地的经济高质量增长水平，其空间溢出效应虽然为负但不显著。环境规制对经济高质量增长来说是一把双刃剑，既会带来更多的生产管理成本，也可以带来技术创新以提升收益，在样本期间黄河流域环境规制带来的成本上升大于收益增值，因此会拉低本地经济高质量增长水平。人均GDP 水平直接效应和间接效应的回归系数均显著为正，表明该指标不但可以显著提升本地的经济高质量发展水平，也会带来正向空间溢出效应。产业结构升级可以显著拉动本地的经济高质量增长，但空间溢出效应有限。财政支出可以显著提升本地经济高质量发展，对周边地区的经济高质量发展却起到阻碍作用。城镇化率的提高可以拉动本地经济高质量增长，对邻近地区的影响效应有限。地区贸易开放的直接效应显著为正，空间溢出效应显著为负。可能是对于本地来说，对外贸易中的先进技术带来的经济效益增长大于污染转移带来的环境破坏，而周边地区则受产业污染影响较为严重。

四、研究结论与启示

本文基于黄河流域9 个省区，选取2003 年至2019 年为样本期间，测算了经济高质量增长、绿色技术创新效率、碳排放强度等变量的具体数值，考察了绿色技术创新效率和碳排放强度对黄河流域经济高质量增长的空间驱动效应，以期为黄河流域制定实施碳减排政策和环境资源保护政策提供相关经验证据。

（一）研究结论

本文的研究结论主要有：第一，在考察期内，黄河流域9 个省区的经济高质量增长水平从时间上来说是逐年递增的，从空间上来说存在一定的区域异质性。具体来说，山东省、河南省两个中下游省份的经济高质量发展水平较高，而青海省、甘肃省等上游省份的经济高质量发展水平一般相对较低。第二，从绿色技术创新效率对经济高质量增长的影响效应来看，绿色技术创新效率的提高会显著提升邻近地区经济高质量发展水平，对本地影响则较为有限。第三，从碳排放强度对经济高质量增长的影响效应来看，碳排放强度的增加会提高本地经济高质量增长水平，但对邻近地区无明显影响，空间溢出效应不显著。第四，对本地的经济高质量增长水平来说，环境规制的影响显著为负，产业结构升级和城镇化率的影响则显著为正，并且这三个指标对周边地区的空间溢出效应有限。第五，人均GDP水平不但可以显著提升本地的经济高质量发展水平，也会提升周边地区的经济高质量发展水平。第六，财政支出和地区贸易开放可以显著提升本地经济高质量发展，对周边地区的经济高质量发展却起到阻碍作用。

（二）启发与建议

本文的研究结论对减少二氧化碳排放，实现“双碳”目标，促进资源的合理利用有一定的借鉴作用。本文的启发从经济高质量增长、绿色技术创新和碳排放强度等因素的视角出发，拟为保护生态环境提出相应的建议。

首先，黄河流域9 省区的经济高质量发展水平参差不齐，因此在制定发展政策时需要因地制宜，针对性地出台相关政策。其次，绿色技术创新效率具有正向空间溢出效应，应当鼓励提升本地绿色技术创新水平，促进周边地区对本地技术的学习借鉴，拉动周边地区经济高质量发展水平提升。最后，碳排放强度的空间溢出效应有限，但是对本地绿色技术创新有显著正向影响，可能短期来说发展高能耗产业能够带来经济总量的增加，但是长期来看其产生的环境生态问题十分严重，因此不应当采取增加碳排放强度来增加经济高质量发展的路径，反而应当控制二氧化碳排放，尽快达到“双碳”目标。