数字基础设施、技术创新与城市经济韧性

曹瑞丽 贺晓峰

[摘要]数字基础设施作为数字经济发展的“中枢节点”和“传输纽带”，在提升城市经济韧性方面发挥的作用日益凸显。基于2006—2021年中国274个地级及以上城市面板数据，实证分析数字基础设施影响城市经济韧性的作用机制，并以技术创新为门槛变量考察数字基础设施与城市经济韧性之间的非线性关系。结果表明：数字基础设施不仅能够直接提升城市经济韧性，而且可以通过推动技术创新增强城市经济韧性；数字基础设施对城市经济韧性的提升作用具有显著技术创新门槛效应，即当技术创新水平跨越一定门槛值时，数字基础设施对城市经济韧性的提升作用得到明显增强；数字基础设施对东部地区城市、一般城市和资源型城市经济韧性的提升作用更显著。为此，应深度布局数字基础设施建设，着力完善技术创新服务体系，加快构建基建协调部署机制，充分释放数字基础设施对城市经济韧性的赋能效应。

[关键词]数字基础设施；技术创新；城市经济韧性；门槛效应

一、 引言

2020年11月，党的十九届五中全会通过《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，首次提出要建设“韧性城市”，旨在提升现代城市风险防控能力1。随后，党的二十大报告进一步明确“打造宜居、韧性、智慧城市”的城市建设目标2。可以知悉，国家将“城市韧性”列为重大战略需求，并作出一系列重要部署。城市经济韧性作为城市韧性的重要子系统，能够充分展现城市经济系统在遭受外部冲击时所作出的积极反应，具体包括面对生产结构和模式转变的自适应能力、应对市场需求变化的再发展能力[1]。可以说，城市经济韧性关乎城市经济系统稳定与城市经济社会高质量发展，是建设韧性城市的根本所在。然而，当前中国正面临百年未有之大變局，经济社会发展不稳定因素持续增加，导致市场运行脆弱性凸显[2]，对城市经济系统产生了巨大冲击。此形势下，提升城市经济韧性、缓解经济下行压力俨然成为中国亟待解决的关键问题。

随着新一轮科技革命和产业变革深入演进，中国经济逐渐步入数据要素驱动、万物互联互通的数字经济时代。于此背景下，以5G网络、物联网等新一代通信技术为核心的数字基础设施应运而生，逐渐成为提升城市经济韧性的重要力量。近年来，《“十四五”数字经济发展规划》《“十四五”信息通信行业发展规划》陆续出台，均将数字基础设施建设纳入国家发展战略，明确现代化基础设施体系是适应外部经济变化、维持经济可持续增长的核心基础34。数字基础设施能够充分发挥新一代信息技术优势，破除时空壁垒，促进人力资本、创新要素在城市和产业间加速传播，打造高效经济联系网络，增强城市经济韧性。在此过程中，技术创新作为引领发展的第一动力，可发挥自身技术进步效应，转变传统生产模式，助推城市内部产业结构数字化转型，促进经济高质量增长，有效缓解经济下行压力，增强城市经济韧性[3]。综合上述，数字基础设施、技术创新和城市经济韧性之间存在必然逻辑关联，有必要对三者间具体作用机制开展深入探讨，以充分释放数字经济活力，加快建设拥有良好抗压、存续和适应能力的韧性城市。

二、 文献综述

所谓城市经济韧性，主要是指城市经济系统在受到外界强烈干扰冲击时，适应性转变经济结构与增长方式，以抵抗风险、调整恢复到初始状态的能力[4]。当前，相关研究主要聚焦以下两点：一是城市经济韧性的水平测度。陈胜利等[5]测度了2008—2019年中国19个国家级城市群的经济韧性，发现中国城市群经济韧性表现出明显的空间非均衡特征，且在不同时期有所差异。汪彬[6]量化评估了全国285座城市经济韧性，结果显示中国城市经济韧性整体水平明显提升。栾浩等[7]系统测度了1992—2007和2008—2019两个经济周期内东部地区城市经济韧性，结果表明东部地区城市经济韧性表现出明显上升态势。二是城市经济韧性的影响因素。既有研究肯定了数字经济[8]、创新型城市试点政策[9]和数字金融[10]对城市经济韧性的提升作用。

关于数字基础设施、技术创新与城市经济韧性之间关系的研究，学者们主要围绕两两变量之间的相互关系展开实证探讨。其一，数字基础设施对技术创新的影响。赵星[11]研究指出，新型数字基础设施有利于提升地区绿色技术创新水平，但促进作用呈现明显地区差异。张辉等[12]表示，数字基础设施能够显著提升制造业企业技术创新水平。毛丰付等[13]认为，数字基础设施可以有效促进企业技术创新。其二，技术创新对城市经济韧性的影响。冯笑等[14]研究发现，技术创新能够强化竞争优势、补全供应链和培育经济增长点，促进城市经济韧性提升。代新玲等[15]指出，技术创新可以显著提升城市经济韧性。张跃胜等[16]研究发现，技术创新可促进产业结构高级化，进而提升城市经济韧性。

综上，学界深入探究了数字基础设施与技术创新、技术创新与城市经济韧性的内在逻辑关系，为本文提供了有益学理支撑。但不可否认的是，相关研究仍存在如下拓展空间：一是关于数字基础设施对城市经济韧性的直接影响作用仍未引起重视，相关领域研究仍有留白。二是现有文献大多着眼于双元主体之间关系的探讨，尚未对三者间内在作用机制展开研究。鉴于此，本文可能的创新性贡献在于：首先，选取2006—2021年中国274个地级及以上城市面板数据，实证考察数字基础设施对城市经济韧性的影响，弥补既有研究空白。其次，构建中介效应模型和门槛效应模型，探究技术创新在数字基础设施与城市经济韧性之间的作用机制，丰富相关研究领域文献。最后，深入剖析数字基础设施影响城市经济韧性的城市异质性，并依据研究结论提出瞄准性政策建议，为加速提升中国城市经济韧性提供决策参考。

三、 理论分析与研究假设

1. 数字基础设施影响城市经济韧性的直接作用机制

数字基础设施以数据为关键要素，搭建零距离交流平台，促进信息交流共享，有助于推动产业结构升级、提升经济发展质量，增强城市经济韧性。一方面，数字基础设施可充分发挥自身网络效应，推动产业链上下游企业在研发、制造等环节协同合作，加速产业结构合理化调整，增强产业链韧性，以有效强化城市经济系统面对外部干扰时的恢复力和适应力，进而提升城市经济韧性[17]。不仅如此，数字基础设施通过深化互联网、大数据等技术在金融领域的应用，引导资金在产业间合理、高效流通，增强产业发展的接续性和竞争力，为提升城市经济韧性奠定坚实基础。另一方面，数字基础设施依托5G、人工智能等技术优势，破除空间限制，精准整合市场人才、知识和数据等资源要素，有利于解决市场供需双方要素失衡等显著性矛盾，拓宽经济活动空间。这在一定程度上会培育出新型经济增长点，提高经济发展质量，强化城市经济系统应对外部不确定风险时的抵抗能力和再发展能力。据此，本文提出如下假设：

假设1：数字基础设施能够显著提升城市经济韧性。

2. 数字基础设施影响城市经济韧性的间接作用机制

事实上，数字基础设施不仅能够直接增强城市经济韧性，而且可以推动技术创新，提振经济发展质效，间接助力城市经济韧性提升。其一，数字基础设施有助于提升技术创新水平。数字基础设施通过加大各类传感器、监控设备在社会生产活动中的深化应用，调整、转变传统组织方式和商业模式，推动资本、劳动力和自然资源等生产要素优化配置[18]。这促使城市创新主体可以更具针对性地开展技术研发活动，助推技术创新水平提升。数字基础设施还可依托信息获取近乎为零的成本优势，推动知识、信息要素空间溢出，为创新互动开展提供有利条件，切实提高技术创新水平。其二，技术创新有助于增强城市经济韧性。技术创新具有知识溢出特性，能够推动数据、信息畅通流动，有效链接产业链各类生产要素，优化经济增长结构，增强城市经济系统应对外部环境变化时的抵御力和适应力。进一步而言，技术创新能够通过加快生产要素在产业链上的自由流动，提升资源利用效率，从根本上缓解资源滥用情况，有效减少城市环境恶化现象，推动经济绿色可持续发展，为增强城市经济韧性注入动能。综合上述，本文提出如下假设：

假设2：数字基础设施通过提升技术创新水平增强城市经济韧性。

3. 数字基础设施影响城市经济韧性的非线性传导机制

技术创新作为提高社会生产力、增强综合国力的重要战略实践，具有渗透性强、融合性高等特征，一定程度上会对数据要素质量和配置效率产生影响[19]。由此本文推断，数字基础设施对城市经济韧性的影响遵循“梅特卡夫法则”，存在技术创新的门槛效应。具体而言，地区技术创新水平处于落后时期，说明以数据、技术为代表的高级要素稀缺，一定程度上会限制资源要素供给，弱化数字基础设施对城市经济韧性的提升效果[20]。随着时间推移，地区技术创新水平不断提升，并跨越某一门槛值，有利于引导资源向科技创新领域集聚，促进各类要素共建共享、集约利用，打通数字基础设施建设的信息“大动脉”。这一情形下，数字基础设施建设不断取得新突破，可充分发挥自身强渗透性、强扩散性的特征，促进知识、技术要素空间溢出，改善市场资源配置，加速产业结构合理化调整，增强城市经济体系抵御外界强烈冲击的能力。据此，本文提出如下假设：

假设3：数字基础设施对城市经济韧性的提升效果会受到技术创新门槛作用影响。

四、 模型设定与变量選取

1. 模型构建

为深入探究数字基础设施对城市经济韧性的影响，本文构建如下基准回归模型：

[Ueri，t=α0+α1Digi，t+αcXi，t+μi+εi，t]  （1）

式（1）中，[Ueri，t]表征城市经济韧性，[Digi，t]指代数字基础设施，[Xi，t]代表一系列控制变量，[μi]表示个体固定效应，[εi，t]为随机扰动项。

进一步地，为明晰数字基础设施影响城市经济韧性的间接传导机制，本文借鉴何玉梅和赵欣灏[21]的研究方法，构建下述中介效应模型：

[Teci，t=β0+β1Digi，t+βcXi，t+μi+εi，t] （2）

[Ueri，t=γ0+γ1Digi，t+γ2Teci，t+γcXi，t+μi+εi，t]  （3）

上式中，[Teci，t]表示城市地区技术创新水平，其余变量含义同式（1）。

与此同时，考虑到数字基础设施对城市经济韧性的提升效果可能受技术创新的门槛作用影响，本文构建如下门槛效应模型：

[Ueri，t=δ1Digi，t×ITeci，t≤θ1+δ2Digi，t×Iθ1<Teci，t≤θ2 +δ3Digi，t×Iθ2<Teci，t≤θ3 +δ4Digi，t×ITeci，t>θ3+δcXi，t+μi+εi，t] （4）

式（4）中，[I·]为示性函数，若满足括号内条件，则[I=1]；反之，[I=0]。[θ]表示未知门槛值，其余变量含义同式（1）。

2. 变量测度

（1）被解释变量：城市经济韧性（[Uer]）

参考刘家树等[22]的研究，本文将城市经济韧性划分为抵御力、适应力和转型力三个维度，构建城市经济韧性综合评价指标体系，如表1所示。就三级指标选取方面来看，抵御力是指城市经济系统应对不确定风险时的抵抗能力和反应速度，因而选取人均GDP表征抵抗外部冲击所具备的经济体量，以城镇化率和城镇登记失业率作为衡量抗风险能力的细分指标。适应力表现为城市经济系统遭受外部强烈干扰冲击后的恢复能力。故此，采用社会消费品零售总额、财政自给率表征市场整体消费能力以及应对风险的财政运转能力，利用固定资产投资额与GDP的比值反映城市遭遇外部冲击后的吸收损失能力，采用建成区绿化覆盖率表征城市资源环境的承受能力。转型力是指城市经济系统面对重大风险时转变经济增长模式的创新能力，选用普通高校在校生人数、科研人数占比和科学技术公共财政支出占比表征城市创新基础，以专利发明数量反映城市创新产出情况。进一步地，使用熵值法及Matlab软件对各城市经济韧性水平展开测度。

（2）解释变量：数字基础设施（[Dig]）

考虑到数字基础设施主要涉及5G、人工智能、区块链等新一代信息通信技术，本文参考李斯林等[23]的研究，遵循数据可得性原则，选取3个一级指标和7个二级指标衡量数字基础设施水平。具体地，从移动电话基站数量、光缆线路长度方面反映数字基础设施建设情况；采用宽带接入端口、域名数、网页数、IPv4地址数4个指标反映数字基础设施应用情况；以软件业务收入表征经济主体对数字基础设施的利用率。进一步地，利用主成分分析法对指标进行处理，最终得到数字基础设施综合指数。

（3）中介变量及门限变量：技术创新（[Tec]）

梳理现有文献[24-25]可知，学者们通常采用研发投入、全要素生产率和专利授权数据衡量技术创新水平。其中，专利授权数量能够真实反映地区创新主体在新工艺、新技术方面的创造性和创新性。因此，本文选取专利授权数量的对数值衡量技术创新。

（4）控制变量

為缓解遗漏变量引致的内生性问题，本文借鉴数字经济相关领域研究[26-27]，设定如下可能对城市经济韧性产生影响的控制变量：信息化水平（[Inf]），使用邮电业务收入与地区GDP的比值衡量；对外开放程度（[Ope]），采用贸易总额与地区GDP的比值表征；金融发展水平（[Fin]），使用金融业增加值与地区GDP的比值衡量；市场化程度（[Mar]），以财政支出与地区GDP的比值反映。

3. 数据来源与描述性统计

本文选取2006—2021年中国274个地级及以上城市（不含港澳台和西藏地区）面板数据作为研究样本，最终得到的样本总量为4384个。相关数据主要来自《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》《城市区域统计年鉴》《国民经济和社会发展统计公报》以及各地级市统计年鉴。针对研究过程中涉及的产值数据，均以2000年为基期进行平减处理。对于少量缺失数据，使用线性插值法补齐。各变量描述性统计结果详见表2。

五、 实证结果及分析

1. 基准回归分析

本文使用固定效应模型展开实证检验，探究数字基础设施对城市经济韧性的影响，结果如表3模型（1）至模型（2）所示。结果表明，数字基础设施可以有效提升城市经济韧性。进一步地，使用普通最小二乘估计进行回归分析，结果见模型（3）至模型（4）。数字基础设施的估计系数依旧为正，且在1%统计水平上显著，再次印证数字基础设施可以显著增强城市经济韧性，假设1得证。数字基础设施可依托大数据、互联网等技术优势，从根本上突破要素流动的空间障碍，促进资源合理配置，推动各产业形成联动效应，增强适应力和调节力，提升城市经济韧性。

2. 中介效应检验

为考察数字基础设施影响城市经济韧性的间接传导机制，本文进一步展开中介效应检验，回归结果如表4所示。模型（5）结果显示，数字基础设施能够促进技术创新水平提升。数字基础设施依托新一代信息技术优势破除地理距离约束，促进资源、技术充分传递和共享，以知识外溢效应助推技术创新水平提升。进一步地，将中介变量引入至模型，结果详见模型（6）。数字基础设施对城市经济韧性的估计系数依旧显著为正，但系数较模型（2）有所下降，表明技术创新在数字基础设施提升城市经济韧性过程中发挥中介作用，验证了假设2。数字基础设施能够破除地理距离约束，降低网络搜寻和信息传递成本，促进资本、劳动力和技术等要素畅通流动，推动地区创新主体与资源要素快速、精准整合，切实提升技术创新水平。这利于转变传统生产方式，提振经济发展质量和效益，增强城市经济韧性。

3. 面板门槛回归结果

本文采用Hansen[28]提出的“自助法”反复抽样1000次，以确定合理门槛值，结果如表5所示。观察可知，[F]检验值在1%和5%统计水平上拒绝“0个门槛”和“1个门槛”的原假设，即技术创新通过了双重门槛检验。

表5  数字基础设施对城市经济韧性影响的技术创新门槛效应检验

[[Uer] 门槛变量 [H0] [H1] [F]统计 [P]值 结论 [Tec] 0个门槛 1个门槛 40.68 0.0000 拒绝[H0] 1个门槛 2个门槛 21.47 0.0425 拒绝[H0] 2个门槛 3个门槛 10.69 0.5106 接受[H0] ]

进一步地，本文开展双重门槛效应估计，结果如表6所示。当技术创新水平低于0.6293时，数字基础设施难以对城市经济韧性发挥提升作用，在技术创新水平低于0.5738时，数字基础设施甚至可能会对城市经济韧性产生负向作用。若技术创新水平提升至0.6293时，技术创新的资源配置效应、产业结构升级效应才得以充分发挥，有效增强数字基础设施对城市经济韧性的促进作用。基于上述分析，假设3得证。

4. 异质性检验

（1）城市区位异质性

鉴于中国地域辽阔，不同地理区位城市交通便捷度、对外开放程度存在显著差异，按照城市所属区域，将全样本划分为东、中西部地区城市两组样本，重新进行回归，结果如表7模型（8）至模型（9）所示。观察可知，数字基础设施对城市经济韧性的提升作用在东部地区较为显著，在中西部地区不明显。细究其因，中西部地区城市正处于转型发展的关键时期，具备的科技创新基础相对薄弱，导致当地数字基础设施存在诸多短板，尚未能有效提升城市经济韧性。

（2）城市等级异质性

中国直辖市、省会城市与副省级城市在经济环境、要素基础等方面具备其他城市难以比拟的优势，这可能使数字基础设施对城市经济韧性的影响呈现异质性特征。鉴于此，本文将直辖市、省会城市与副省级城市共计33个城市划分为高等级城市，其余城市划定为一般城市，重新进行回归分析，结果详见表7模型（10）至模型（11）。数字基础设施能够显著增强一般城市经济韧性，而对高等级城市经济韧性的提升作用不明显。可能的原因是，一般城市经济基础相对薄弱，抵御外部不确定风险的能力较弱，使得数字基础设施对该等级城市经济韧性的赋能效应更为明显。

（3）城市自然禀赋异质性

“资源诅咒”理论指出，经济体对自然资源的过度依赖会限制地区产业结构、技术进步和经济发展速度。这在一定程度上会弱化经济体面对强烈外部冲击时的抵御力和恢复力，降低城市经济韧性。为此，参照《全国资源型城市可持续发展规划（2013—2020年）》对资源型城市的界定，本文将全样本划分为资源型城市和非资源型城市再次进行回归，结果见表7模型（12）至模型（13）。数字基础设施对资源型城市、非资源型城市经济韧性均具有显著提升作用，说明数字基础设施可以加速数据要素资源的生产、流通和储存，改善传统的过度依赖自然资源现象，有效破除“资源诅咒”难题，增强城市经济韧性。同时可以发现，相较于非资源型城市，数字基础设施对资源型城市经济韧性的提升作用更强。

5. 稳健性检验

（1）替换变量

为证明前文实证结果的可靠性，本文采用替换解释变量、被解释变量的方法展开稳健性检验。一方面，借鉴祝志勇和刘畅畅[29]研究成果，选取电信业务总量、软件业务收入、信息服务业收入三个指标，使用熵值法测算得到综合指数，以此衡量数字基础设施发展水平，再次回归结果如表8模型（14）所示。數字基础设施依旧可以显著提升城市经济韧性，与基准回归结论相同。另一方面，参考崔耕瑞[30]研究做法，使用城市失业率作为城市经济韧性的测度指标，展开实证检验，结果如表8模型（15）所示。需要说明的是，失业率与城市经济韧性呈现负相关关系，也就是说失业率越低，城市经济韧性越强。从模型（15）可以看出，数字基础设施的估计系数显著为负，与基准回归结果符号相反，表明数字基础设施可有效提升城市经济韧性，充分验证本文研究结论具有较强稳健性。

（2）改变样本容量

为验证本文研究结论的非随机性，将直辖市、省会城市样本剔除，展开稳健性检验，具体结果详见表8模型（16）至模型（17）。数字基础设施的估计系数均显著为正，与基准回归结果保持一致，充分证明本文实证结论可靠。

（3）排除“宽带中国”试点政策影响

数字基础设施与“宽带中国”战略存在密切联系。为规避“宽带中国”政策干扰，本文将“宽带中国”试点城市的政策变量添加至模型，重新回归结果详见表8模型（18）。观察可知，数字基础设施依旧能够增强城市经济韧性，验证了本文研究结论可靠。

六、 主要结论及政策启示

本文基于2016—2021年中国274个地级及以上城市面板数据，实证检验数字基础设施对城市经济韧性的影响及作用机制。结果显示：数字基础设施能够显著提升城市经济韧性，该结论在历经替换变量、改变样本容量等一系列稳健性检验后依然成立；数字基础设施通过提升技术创新水平增强城市经济韧性；以技术创新为双重门槛变量，数字基础设施对城市经济韧性具有非线性影响；相较于中西部地区城市、高等级城市和非资源型城市，数字基础设施对东部地区城市、一般城市和资源型城市经济韧性的提升效果更显著。针对上述研究结论，提出下述政策建议：

第一，深度布局数字基础设施建设。政府部门应坚持需求牵引，突出适度超前，深度布局数字基础设施建设，以切实发挥数字基础设施对城市经济韧性的提升作用。一方面，政府部门应聚焦能源、交通和水利等关键领域，着力建设新一代超算、人工智能平台等新型数字基础设施，加快筑构算力、算法、数据、应用资源协同一体的大数据中心体系，为强化城市经济韧性提供有力保障。另一方面，政府部门应充分考虑区域功能布局、资金承受能力等多项因素，推动传统基础设施数字化、智能化升级，逐步打造布局科学、泛在高效、融合智能的数字基础设施体系，为提升城市经济韧性夯实有力基础。

第二，着力完善技术创新服务体系。政府部门应坚持全链条谋划、分层次立体布局，构建以市场为导向的技术创新服务体系，强化技术创新在数字基础设施提升城市经济韧性过程中的驱动作用。其一，政府部门应构建“技术研发+科技成果转化+金融机构”的全链条平台，完善技术创新的资金保障体系，有效降低地区创新主体开展技术创新活动的不确定性，构建形成促进城市经济韧性提升的长效机制。其二，政府部门应聚焦市场准入制度，建设统一开放、竞争公平的市场体系，健全激励创新、包容审慎的市场监管体系，为地区创新主体开展技术创新活动创设良好环境，以有效提升技术创新水平，增强城市经济韧性。

第三，加快构建基建协调部署机制。对数据要素欠缺、产业基础薄弱的中西部地区城市，政府部门应坚持顶层设计，着力健全基建投资结构，通过持续增加对5G、工业互联网等新型数字基础设施的投资力度，加速构建系统完备、高效实用、智能绿色、安全可靠的数字基础设施体系，为提升城市经济韧性赋能。针对资源要素集聚、基础设施健全的东部地区城市，政府部门应加大监管力度，在确保“宽带中国”试点政策贯彻落实的同时，及时发现并改进数字基础设施建设短板，最大限度发挥数字基础设施对城市经济韧性的提升效能。

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基金项目：河南省软科学研究计划项目“河南省制造企业绿色创新意愿驱动因素与对策研究”（项目编号：222400410053）。

作者简介：曹瑞丽（1988-），女，博士，周口师范学院实验师，研究方向为创新管理、技术创新、绿色创新、组织行为；贺晓峰（1986-），男，硕士，周口师范学院讲师，研究方向为组织行为。

（收稿日期：2023-08-22  责任编辑：苏子宠）