区域创新与可持续发展科技创新对“环境—经济”协同发展的影响

2023-05-30黄兰稀严月岑程莉

中国西部 2023年2期

黄兰稀严月岑程莉

[摘要]推动经济社会发展绿色化、低碳化是实现高质量发展的重要环节，实现“环境一经济”协同发展是关乎高质量发展的关键。文章基于重庆市2006—2020年的数据，构建耦合协同度模型测量两者协同发展水平，运用Tobit模型实证研究科技创新对两者协同发展的影响。研究发现：重庆市“环境一经济”的协同程度逐渐趋于优化状态，但耦合协调度仍然较低；科技创新对重庆市“环境一经济”耦合协调度的影响显著为正，科技创新有利于促进两者良性协调发展。据此，提出以科技创新推动产业转型升级、推进环境监测数字化、加强能源系统数字化、推动科技创新等方面建议。

[关键词]科技创新；经济发展；生态环境；耦合协调度模型

[中图分类号]F124.3；F127；X22[文献标识码]A[文章编号]1008—0694（2023）02-0081-12

[作者]黄兰稀硕士研究生重庆工商大学长江上游经济研究中心重庆400067

严月岑硕士研究生重庆工商大学长江上游经济研究中心重庆 400067

程莉（通讯作者）副教授重庆工商大学长江上游经济研究中心重庆400067

一、引言

党的二十大指出，新时代十年生态环境保护发生历史性、转折性、全局性变化，我们的祖国天更蓝、山更绿、水更清。这不仅回应了人民对美好生活的期待，也彰显了我们走生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路自信。重庆位于长江承上启下的“咽喉”部位，生态环境保护责任重大。习近平总书记高度重视重庆生态环境建设，强调“在推进长江经济带绿色发展中发挥示范作用”“加快建设山清水秀美丽之地”等。经济与生态系统协同发展作为推动生态保护和经济高质量发展的重要抓手，一方面，经济发展可以优化产业结构，减少资源型产品的消费，间接节约和积蓄生态保护资金，从而改善生态环境。另一方面，良好的生态环境又能够通过资源价值增值赋能宜居共享，吸引劳动力流入，从而为地区发展提供人才支撑。科技创新作为发展生产力的关键，同时也是支撑地方和企业开展污染防治行动，提升污染防治科学性和精准性的首要动力，是促进地区经济与环境良性互动发展的新契机。“十四五”时期，我国生态文明建设已经进入促进经济社会发展全面绿色转型、促进经济发展与生态环境有效协同的关键时期，依靠科技创新赋能“环境一经济”协同发展比以往任何时候都显得迫切。新时代新征程，重慶如何更好地巩固既有成果，促进科技创新赋能经济与生态系统协同发展，担起“上游责任”、强化“上游意识”，成为其筑牢长江上游重要生态屏障，破题“在推进长江经济带绿色发展中发挥示范作用”实践，助推重庆实现高质量发展的关键选择。

二、文献综述

关于经济与环境协调发展关系一直是国内外学者关注的重点。Grossman等（1995）提出了环境库兹涅茨曲线理论，揭示经济发展初期，经济与环境的关系呈现倒U形的状态（2]。Apergis等（2015）3）、Uddin等（2016）分别研究了亚洲和全球范围不同城市生态与经济的关系。国内关于“环境一经济”协同发展的研究多集中于定量测度与影响因素的分析上。基于耦合协调度模型5）、生态足迹模型（6）、投入产出模型（，围绕流域、省域维度进行了研究。在影响因素上，王凤山等（2007）指出公众生态环境意识、教育水平、资金投入等都会影响环境经济协调发展[8]。宁小莉（2008）指出经济外向度不高、经济发展方式粗放、基础设施滞后等都制约着两者的协同发展（9）。王力等（2020）10研究发现河长制会提升地区的环境规制水平，迫使地区污染产业转移、关停和产业结构升级，进而影响地区的环境保护和经济发展。在科技创新影响“环境一经济”协同发展上，张吉昌等（2022）认为科技创新能够推动资源要素高效配置，并可获得大量外部信息和知识，从而增加技术创新知识储备，推动市场规模扩大，引致市场需求，为充分挖掘低碳技术、清洁技术提供牵引力，围绕长期性的结构调整与生产环节的绿色化改造两方面，推动“环境一经济”协同发展。王亚平等（2017）（12）认为科技创新有利于促进绿色生产和消费，改变生产方式，促进工业结构调整，提供绿色产品，为绿色生活和消费提供支撑。侯纯光等（2017）（13）认为科技创新可以有效解决地区经济发展与生态环境的矛盾，协调人与自然的关系，推进发展绿色化，以绿色促资源节约，以绿色促产业发展，以绿色促生态经济发展，以绿色促消费。韩政等（2021）认为科技创新可以推动区域可持续发展，推动区域产业结构转型升级，实现产业结构的生态化。

综上所述，现有研究更多关注经济与生态协调关系的定量测度和影响因素，尽管也有学者对科技创新影响“环境一经济”协同发展进行了理论探讨，但基于某一特定区域开展案例研究，特别是实证研究的成果不多。本文选取2006—2020年重庆经济系统与生态系统的数据，构建耦合协同度模型来测量两者协同发展程度，并运用Tobit模型实证分析科技创新对“环境一经济”协同发展的影响，以期为重庆及同类地区利用科技创新促进经济与生态的良性互动发展提供参考。

三、指标体系与数据来源1.指标选取

借鉴王芳（2021）（15）、薛婧等（2022）6）所构建的指标体系，基于指标数据的可获得性，设定经济系统和生态系统来代表经济发展和生态环境。其中，经济系统包括经济潜力、经济总量2个方面7个指标，生态系统包括环境污染、环境保护等2个方面8个指标，构建两者耦合协调度评价指标体系，见表1。

由于两个系统的各个评价指标的属性存在差异，采取极差标准化法，处理各个评价指标，采用熵值法对各指标赋值，保证指标权重的客观性。

2.数据来源与处理

考虑数据的可得性、真实性和准确性，本文数据主要来源于国家统计局、重庆统计局等官方网站。为了弥补数据的缺失，采取线性插值的方式补齐；为避免物价变动影响，进出口总额、地区生产总值、居民人均可支配收入、地方财政一般预算收入和社会消费品零售总额等数据，均采用2006年为基期的居民消费价格指数进行平减。

四、重庆环境与经济耦合协调态势

1.耦合协调度模型

耦合度能够清晰地显示生态环境与经济发展之间的关系，即两者之间的关联度，但是两个系统的协同发展水平难以反映出來，即便两个系统的耦合度处于高水平的状态，也并不代表其协调发展状态处于优质阶段。而耦合协调度可以清晰地体现出“环境一经济”协同发展水平和情况。具体公式如下：

式（1）中，T表示经济系统和生态系统综合发展水平，a和β分别表示经济发展和生态环境的权重，U1代表经济系统的评价值，U2代表生态系统的评价值。本文认为经济系统和生态系统的重要性是同等的，设α＝β＝0.5；式（2）和式（3）中的C和D分别表示耦合度和耦合协调度。

“环境一经济”的耦合协调等级划分，参考廖重斌（1999）的划分标准，详见表2。

2.重庆“环境一经济”发展水平分析

通过熵值法计算得到重庆市2006—2020年经济发展指数U1与生态环境指数U2，再由式（1）可得经济系统和生态系统的综合发展指数T，见表3。

由表3可知，2006—2020年，重庆经济发展水平呈上升趋势，且增长速度较为稳定，从2006年的0.0293升至2020年的0.4685。重庆经济的快速发展主要得益于作为长江上游中心城市的突出区位优势，得益于国家对直辖市的政策支持。

生态环境发展水平存在一定的波动，总体上呈小幅度下降态势，其指数值从2006年的0.3018降至2020年的0.2531。具体而言，2008—2009年，生态系统指数下降趋势明显，从0.2962降至0.1689，可能的原因在于2009年工业废气排放总量较2008年增加了71％，工业污染加剧，生态环境恶化。2009—2012年，由于重庆实施了“蓝天计划”，对重钢集团公司、嘉陵集团公司等企业进行了环保搬迁，环境质量得到了改善，生态系统指数呈上升趋势，从0.1689升至0.2777。2012—2018年，生态系统指数再次呈下降趋势，从0.2777降至0.1742，原因主要在于随着城市的快速发展和城镇化的推进，生态环境再次面临挑战。2018—2020年，生态系统指数又呈现上升趋势，从0.1742升至0.2531。可能的原因在于环境污染治理力度加大，污染物排放量大幅下降，优化了环境质量。

经济系统和生态系统综合发展指数从2006年的0.1656上升至2020年的0.3608，上升幅度较小，说明综合发展指数处于缓慢上升的状态。虽然生态环境综合发展指数浮动下降，但由于经济发展指数的增幅大于环境发展指数的降幅，重庆市综合发展水平在经济发展的带动下，仍然处在逐步提升的状态中。

3.重庆“环境一经济”耦合协调水平分析

重庆市2006—2020年经济发展与生态环境耦合度C与耦合协调度D根据式（2）与式（3）可得，见表4。

由表4可知，2006—2020年，重庆“环境一经济”耦合度处于先增长后稳定调整的状态，经历了四个阶段。其中，2006—2008年先后出现勉强协调、中级协调、良好协调的阶段；2009—2020年处在优质协调阶段。2006—2020年，重庆“环境一经济”耦合协调度整体上呈现上升趋势，先后经历了三种不同的耦合协调状态。具体而言，2006—2009年为轻度失调衰退类；2010—2011年为濒临失调衰退类；2012—2020年为勉强协调发展类。这说明重庆经济发展和生态环境的协同程度正在稳中向好，逐渐趋于优化状态，但两个系统之间的协调水平与“优质协调”相比仍有较大差距，有待进一步提高。

五、模型设定与实证分析

1.模型及变量设定

前文“环境一经济”耦合协调度为受限变量，耦合协调水平介于0—1之间，故选取Tobit回归模型进行分析，具体表达式如下：

式（4）中，yi表示受限因变量；a表示截距项，xi表示自变量，b表示自变量的参数，ε表示随机扰动项。

选取2006—2020年的数据，对各影响因素取对数进行回归分析，以避免各变量量纲不同所带来的非平稳性问题，最大限度保留时间序列的特征。

式（5）中，D表示“环境一经济”的耦合协调度，i表示年份，rd代表科技创新水平，controls代表的是控制变量；ao、b1、b2表示待估计参数，μ表示随机扰动项。

2.变量定义

（1）被解释变量。“环境一经济”的耦合协调度（D），基于前文结果。（2）核心解释变量。科技创新水平（rd），以每年专利授权数量来衡量。

（3）控制变量。财政支出（gov），以地方财政一般预算支出占国内生产总值的比重来衡量。政府对经济发展具有宏观调控的职能，还承担着环境保护的责任，政府财政支出的增加有利于经济发展与生态环境的协同发展。

工业化水平（ind），以工业对国内生产总值的贡献率来衡量。一般认为，工业化水平越高的地区生态环境污染较为严重，但是工业向着绿色低碳的方向转型升级可以同时实现经济效益和环境价值。

金融发展水平（fds），以地区年末存贷款余额与国内生产总值之比来衡量。通常来说，金融可以为经济与环境协同发展提供一定的资金支持，金融发展水平越高，经济与环境协同发展程度越好，但也可能会出现金融资源错配的情况，如果金融资源对污染企业过度倾斜就会加剧生态环境的污染。

教育水平（edu），以教育支出与国内生产总值之比来衡量。教育水平越高的地区居民环境保护意识可能相对较强，在不断促进经济发展的同时也注重环境保护，有利于“环境一经济”协同发展。

信息化水平（inf），用互联网普及率来衡量信息化水平。信息化能够有效降低全社会的运行成本，提高资源和能源的利用效益，促进节能降耗，为绿色发展提供动力，是实现环境与经济协同发展的关键。变量描述性统计见表5。

3.平稳性检验

采用ADF检验对各变量进行平稳性检验，检验结果如表6所示。根据检验结果，各变量通过一阶差分后，均在5％的显著性水平下显示平稳。

协整检验采用多變量EG两步法，对各变量进行普通最小二乘法回归，再对残差e，进行单位根检验。由表7的协整检验结果可知，残差e，通过了单位根检验，D和Inrd、lnind、Ingov、Infds、Inedu、lninf之间存在协整关系，即存在长期的稳定关系。

4.回归结果分析

采用Tobit模型回归的方法，实证分析科技创新对重庆市经济发展和生态环境系统发展的影响程度，模型1仅含有科技创新变量，模型2至模型4分别删除了可能存在严重多重共线性的变量，回归结果见表8。

由结果可知，模型1至模型4，核心解释变量科技创新水平（rd）的系数分别为0.0919、0.1315、0.1112、0.1226，都在1％的水平上显著为正。表明科技创新正向影响重庆“环境一经济”的耦合协调度，有利于促进两者良性协调发展。

财政支出（gov）在模型2中的回归系数为0.0987，并在10％的水平上显著，表明财政支出增加，有利于促进“环境一经济”协同发展。

金融发展水平（fds）在模型2至模型4的回归系数分别为—0.3875、—0.4426、—0.3965，分别在5％、1％和1％的显著水平上显著为负，表明金融的发展并没有为经济与生态的耦合协调发展带来正向影响，原因可能在于金融资源的错配，限制了金融资源在环境保护方面作用的发挥。

工业化水平（ind）在模型2至模型4的回归系数分别为0.0300、0.0320、0.0298，分别在5％、1％和1％的水平上显著为正，表明工业发展有利于促进“环境一经济”协同发展。

信息化水平（inf）在模型3的回归系数为0.0624，在1％的显著水平上显著为正，表明信息化水平对“环境一经济”协同发展有正向作用。

教育水平（edu）在模型4的回归系数为0.1992，在1％的显著水平上显著为正，表明提高教育水平可以正向促进环境与经济的协调发展。

5.稳健性检验

采用普通最小二乘法代替Tobit回归，不改变指标的情况下，通过普通最小二乘法进行稳健性检验。结果显示核心解释变量的回归系数及显著性水平没有发生明显变化，控制变量的变化都较小，见表9。由此可见，主回归结果具有较强的稳健性，科技创新对生态系统与经济系统的协同发展有正向促进作用。

六、结论与政策启示

1.结论

文章选取2006—2020年重庆经济系统与生态系统的数据，构建耦合协同度模型来测量两者协同发展程度，并运用Tobit模型实证研究科技创新对“环境一经济”协同发展的影响。研究结论表明：（1）重庆“环境一经济”耦合度先增长到一定水平后稳定，前后出现了勉强协调、中级协调、良好协调和优质协调的阶段，两者的耦合度不断提高，并且长期处于高度耦合状态。（2）重庆“环境一经济”耦合协调度总体上是在不断增加的，先后出现了轻度失调衰退类、濒临失调衰退类及勉强协调发展类的状态，两者的协同程度正在稳中向好，逐渐趋于优化状态，但两个系统之间的协调水平与“优质协调”相比仍有较大差距。（3）科技创新对重庆“环境一经济”的耦合协调度的影响显著为正，科技创新有利于促进两者良性协调发展，政府行为、工业化水平、信息化水平和教育水平对重庆“环境一经济”的协同发展具有促进作用，而金融发展水平抑制了“环境一经济”的协同发展。

2.政策启示

（1）创新绿色发展模式。聚焦绿色、低碳发展，加快低能耗、低污染的先进制造业及战略性新兴产业发展，通过新能源、人工智能、集成电路等产业的发展，为绿色、低碳发展注入新动能。发展低碳前沿技术，创新减碳、无碳和除碳等技术。推动工业、建筑、交通等高排放行业低碳技术运用，实现绿色低碳发展。

（2）推进环境监测数字化建设。利用智能传感器、互联网泛在、智能识别系统等技术，以实现对不同监测对象的实时监控。建立重点行业低碳化智慧监测系统，严格控制“两高一资”项目审批和进驻，实现建材、化工等重点行业全流程智能低碳运行监测与控制。构建山地城市道路交通能耗与碳排放智慧监测平台，实现能耗与碳排放数据科学监测、统计、分析，促进交通监管数字化、智慧化。

（3）加强能源系统数字化建设。推动以大数据技术为依托的新型能源基础设施及相关服务平台建设，打造数字化、智能化能源生态系统，提高能源使用效率，保障能源安全，提高能源利用效率，为充电桩、光伏、路灯、园区等提供智能运维、需求响应及多功能协同等服务。

（4）推动科技创新实现“环境一经济”协同发展。加大生态环境科技领域的资金扶持力度，支持生态环境科技创新发展。引导金融资源投向生态环保科技，利用市场机制，建立市场化、多元化的融资平台，拓展融资渠道，支持各种社会资本投入到生态环境治理和科技创新中。培养引进用好生态环境科技人才，构建重点实验室，培育重点产业的科技创新人才。加快布局建设生态环境科技创新平台，促进生态环境科技资源互联互通，实现“环境一经济”协同发展。

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