数字经济、技术创新与生态环境质量

辛玲 吴静姝

［摘 要］文章根据2017—2021年我国31个地区的面板数据，实证考察了数字经济、技术创新与生态环境质量的关系。研究发现：①基准回归模型结果显示，数字经济对生态环境质量存在显著的促进作用，经过一系列稳健性检验后结论依然成立；②异质性分析结论揭示，东、中、西各区域的数字经济对生态环境质量均存在显著正效应，其中西部地区的正效应最为显著；③中介效应模型检验结果表明，数字经济能够通过激励技术创新而提高生态环境承载能力。

［关键词］数字经济；技术创新；生态环境质量

0     引 言

大多数经济增长都是以牺牲生态环境质量为代价的。数字经济作为一种全新的经济发展方式，以数字技术创新为着力点，为提高生态环境质量提供了新的方向和解决方案。在贯彻“保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力”等绿色发展理念的背景下，厘清数字经济、技术创新对生态环境质量的影响机制，必将促进生态环境与数字技术深度融合发展，激活数字化与绿色化的协同发展潜力。

目前，学术界关于数字经济与生态环境质量的研究主要体现在影响机制和实证分析两个方面。Moyer（2012）［1］提出数字技术可以有效减少污染物的排放渠道。钱立华等（2020）［2］、胡士华等（2022）［3］、韩晶等（2022）［4］、张传兵等（2023）［5］基于数字经济和绿色经济的协同发展要求，认为数字经济是改善生态环境质量的重要推手。任保平（2020）［6］从高质量发展视角出发，从抑制环境污染、缓解资源压力等方面分析数字经济对生态环境的影响机制。随着影响机制研究的逐步推进，实证分析也获得了丰富有益的结论。解春艳等（2017）［7］指出，互联网技术的飞速发展对生态环境所产生的溢出效应没有空间限制，这将极大地减少环境污染程度。宋洋（2020）［8］从推进产能更新、减少污染物排放、提升生产效率等多个途径验证了数字经济对生态环境承载力的提升效应。王凌飞等（2021）［9］根据数字基础设施建设对工业废弃物排放的影响分析，论证了数字经济发展将显著改善生态环境质量。胡淑娟等（2022）［10］梳理数字经济、健康产业、生态环境质量三者的关系，认为数字经济对提升生态环境承载力存在显著效应。综上所述，现有研究一致认为数字经济可以显著提高生态环境质量，其中技术创新起到了重要推动作用，但将数字经济、技术创新与生态环境质量三者相结合进行内在机制研究的文献极少。本文考虑将三者纳入同一分析框架，尝试挖掘数字经济提升生态环境承载力的作用机制。

1     研究假设

数字经济以数据资源作为核心生产要素，以现代信息网络作为重要载体，以信息通信技术作为效率提升和经济结构优化的重要推动力［11］。数字经济对生态环境质量的影响主要体现在以下三个方面：第一，数字经济为企业提供了全面提升生态环境保护效能的机遇。随着数字技术和信息技术在企业生产经营活动中的广泛应用，数据要素与传统生产要素高度融合，推进企业的数字化转型，进而构建以数据为核心的管理架构来推动生产管理方式的改变。在此背景下，企业不仅会在生产决策过程中有效整合重组要素资源和变革传统商业模式，还会改变传统的企业排污和治污模式以满足绿色发展要求，从而实现高效生产、提高资源利用率、显著降低废弃物和污染物的排放，为环境保护提供有力支持。第二，数字经济有利于提高政府生态环境管理效率与质量。传统环境管理模式，不仅监管效率低下而且管理方式落后。数字技术的广泛应用，便于政府部门借助互联网技术等先进信息技术，将海量数据存储到云端，实现快速查询生态环境质量变化情况。同时，构建以云计算技术为平台的空气质量、污染物排放、环境承载力等预测决策系统，实现生态环境实时监测，大大提升政府部门的监管效率。第三，数字经济可以降低居民生活资源消耗和生态环境污染。数字经济将信息传输与实体物质分离，使得信息交换和共享几乎没有资源消耗，电子信息的无消耗特性减少了信息搜集成本，降低了居民生活资源消耗。同时，数字经济改变了居民的消费模式。以线上代替线下的消费模式，不仅加快商品信息交换速度，同时也有助于降低购物出行所带来的能源消耗和生态环境污染。综上，本文提出以下假设：

假设1 数字经济能够显著提高生态环境质量。

数字经济不仅能够直接提升生态环境承载能力，还能够通过促进技术创新改善生态环境质量。一方面，数字经济促进技术创新。数字经济通过数字技术整合市场资源，不仅可以实现内部研发、生产、供应链、市场等的共同发展，还可以加强企业之间的联系，让创新要素的流动更加自由、高效，提高创新主体获取和吸收外部先进知识和技术的速度，激励企业参与、优化创新流程。这无疑将有利于数字经济更好地释放溢出效应，实现高效率、低风险、低资源损耗的技术创新。同时，以数字基础设施建设为起点，数字经济将打造更加包容、开放的创新环境，更好地发挥创新资源的集聚效应。另一方面，技术创新是生态环境保护的重要推手。技术创新能够推动传统产业的智能化升级，加快产业结构的低耗低碳转型进程，促进环境友好型社会建设，改善生态环境质量。技术创新还带来绿色技术的推广与应用，不断涌现的高新绿色技术，让新材料、新能源以及新工艺的开发与利用变成可能，形成资源循環利用、废物减量排放的绿色发展新局面。综上，本文提出以下假设：

假设2 数字经济能够通过促进技术创新提高生态环境质量。

2     研究设计

2.1   模型设定

2.1.1   基准回归模型

基于上述理论分析，本文构建基准回归模型探究数字经济对生态环境质量的影响效应，基准回归模型形式如下：

（1）

式中，i表示地区，t表示年份，Ecoi，t代表i地区在t年的生态环境质量，Digi，t表示i地区在t年的数字经济发展水平，controli，t为控制变量，ft表示时间固定效应，ui表示城市固定效应，εi，t为随机扰动项。

2.1.2   中介效应模型

基于假设2，以专利申请数（件）来衡量技术创新水平，本文构建中介效应模型探讨数字经济对生态环境质量的间接影响效应，模型形式如下：

（2）

式中，i表示地区，t表示年份，Inni，t表示i地区在t年的技术创新水平，ft表示时间固定效应，ui表示城市固定效应，εi，t为随机扰动项。

2.2   变量说明

2.2.1   被解释变量

生态环境质量（Eco）：根据欧洲环境署所构建的体现社会与环境相互作用的DPSIR模型，本文从驱动力、压力、状态、影响、响应五个维度出发，选取21个指标构建生态环境质量测度指标体系，利用主成分分析法根据各评价指标的标准化数据计算生态环境质量指数。具体指标如下：驱动力维度包括自然增长率、人均国内生产总值、居民人均消费支出、城镇化率4个指标；压力维度包括人均废水排放量、人均工业固体废物产生量、单位GDP二氧化硫排放量、单位GDP氮氧化物排放量、单位GDP烟（粉）尘排放量5个指标；状态维度包括人均水资源量、森林覆盖率、人均城市绿地面积、人均生活垃圾清运量4个指标；影响维度包括自然灾害经济损失占GDP比重、城镇登记失业率、环境污染治理占GDP比重3个指标；响应维度包括造林总面积占辖区面积比重、一般工业固体废物综合利用率、自然保护区占辖区面积比重、生活垃圾无害化处理率、污水处理率5个指标。

2.2.2   核心解释变量

数字经济（Dig）：本文从数字基础设施建设、数字产业化发展、产业数字化发展以及数字创新发展四个层面出发，选取了8个二级指标，利用主成分分析法根据各评价指标的标准化数据计算得到数字经济指数。具体指标如下：数字基础设施建设维度包括移动电话用户数和互联网用户数；数字产业化发展维度包括邮政服务收入和电信服务收入；产业数字化发展维度包括数字普惠金融指数和工业企业每百人拥有计算机数量；数字创新发展维度包括软件从业人员人数和高等学校在校学生数。

2.2.3   中介变量

技术创新（Inn）：本文使用专利申请数（件）来衡量各地区的技术创新水平，研究数字经济对生态环境质量的间接影响，检验技术创新的中介效应。

2.2.4   控制变量

生态环境质量受到多种因素综合影响，若将其视为单一因素所致，则难免会出现一定偏差。因此本文参考以往学者的做法，考虑引入与生态环境质量相关的可能因素作为控制变量。主要包括：①经济发展水平（Lnpgdp），采用人均GDP的对数来衡量；②产业结构（Ind），选择第二产业增加值占GDP比重衡量；③环境规制（R），选取每千元工业增加值的工业污染治理完成投资额衡量；④人口密度（Lnpop），采用年末总人口与地区面积的比值衡量；⑤文化素养（Edu），以人均拥有图书馆藏书量衡量。

2.3   数据来源

本文选取2017—2021年我国31个省级行政区（不含港澳台地区）的面板数据，共155个样本观测值。数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《中国环境统计年鉴》，数字普惠金融指数取自《北京大学数字普惠金融指数（2017—2021）》，运用线性插值法处理数据缺失值。

3     实证分析

3.1   直接影响效应分析

3.1.1   基准回归分析

在进行基准回归前，先对数据进行F检验以及Hausman检验，确定使用哪类回归模型合理，检验结果见表1。F检验的P值为0.000，说明固定效应的拟合效果优于混合效应模型；Hausman检验结果表明，P值0.001＜0.05，拒绝随机效应模型的原假设，故选择固定效应模型。

在F检验以及Hausman检验结果的基础上，对变量进行基准回归分析。表2是基准回归中数字经济对生态环境质量的影响结果。其中列（1）中未加入控制变量，列（2）至列（6）则逐步加入了经济发展水平、产业结构、环境规制、人口密度、文化素养等一系列控制变量。

表2揭示，数字经济能够显著提高我国生态环境质量。回归结果表明，未加入控制变量时，数字经济对环境质量的影响在0.01的水平上显著为正，系数为0.088。通过不断加入多个控制变量，可以明显看出，随着控制变量的不断加入，其回归系数始终显著为正，说明选择的控制变量较为合理，数字经济能够明显改善生态环境质量，假设1得到证实。

控制变量方面，经济发展水平的回归系数均为负，且均在0.01的水平上显著，说明在当前经济增长方式下，经济高消耗高排放式的增长不利于生态环境保护。产业结构对生态环境质量的影响在0.01水平上显著为负，这意味着随着第一、二产业比重降低，产业结构不断升级，生态环境质量将稳步提升。环境规制的影响在0.01的水平上显著为正，表明增大环境规制强度，将有助于改善生态环境质量。人口密度的影响在0.01的水平上显著为负，表明人口增加会引起生产规模的扩大，资源需求和污染物排放扩张，生态环境保护压力增大。文化素养对生态环境质量的影响在0.05的水平上显著为正，说明文化素养的提升会促进绿色发展理念的形成，对生态环境质量水平的提高有正向促進效应。

3.1.2   稳健性检验

为了进一步证明结果的可靠性，本文采用三种方式进行稳健性检验：第一，由于直辖市具有特殊行政地位，数字经济和政治、面积、人口等方面与其他地区有所不同，为使样本更具有可比性，剔除北京、上海、天津和重庆的数据，对剩下的数据进行检验；第二，对数字经济进行滞后一期，观察上一期数字经济对当期生态环境质量是否造成影响；第三，为了防止可能存在的极端值对结果的影响，对生态环境质量、数字经济以及控制变量进行5%的缩尾处理。稳健性检验结果见表3。对比各模型结果可知，不同稳健性检验方式下的回归结果与基准回归结果保持一致，研究结果稳健。此外，对变量进行缩尾后，数字经济的回归系数0.237大于基准回归时的回归系数，说明缩尾处理剔除了异常值对研究的影响，研究结果稳健。

3.1.3   异质性分析

由于我国各地区经济发展、数字经济和生态环境保护可能存在差异性，因此为进一步考察数字经济对生态环境质量的影响效应是否存在区域差异，本文依照国家统计局的划分，将我国划分为东部地区、中部地区、西部地区三大经济地区，进行区域异质性分析。分析结果见表4。

表4揭示，数字经济对生态环境质量的影响程度存在区域差异性。东部、中部、西部地区数字经济对生态环境质量均具有促进作用，其中西部地区的影响最为显著，其次是中部地区，最后是东部地区。这可能是因为东部地区产业升级基本完成，削弱了数字经济对生态环境保护的促进效应。控制变量方面的表现同样存在区域差异。经济发展水平方面，东部地区对生态环境质量的影响显著为正，西部地区则显著为负，而中部不显著；产业结构方面，东部地区产业结构对生态环境质量的影响显著为正，中部地区不显著，而西部地区在10%的水平内显著为负；环境规制在东部、中部、西部均不显著；人口密度仅在东部地区显著为负，在中部与西部地区则不显著；文化素养在东部、中部、西部地区均表现为不显著。

3.2   中介效应分析

为探讨数字经济发展对生态环境质量的间接影响效应，本文以技术创新为中介变量进行了中介效应检验，检验结果见表5。表5中第（1）列是数字经济对生态环境质量影响的基准回归结果，第（2）列是技术创新作为被解释变量的回归结果，第（3）列为加入中介变量技术创新水平后的回归结果。表5中第（2）列显示，数字经济发展的回归系数为正，说明数字经济能带动技术创新的发展；表5中第（3）列显示，技术创新水平的系数为正，说明技术创新在一定程度上能改善生态环境质量；将表5中第（1）列和（3）列对比可知，引入中介变量后，数字经济的回归系数在数值与显著性上均表现为下降，表明技术创新水平中介效应的存在，假设2得以证实。

为进一步检验中介效应检验结果的可靠性，采用两种方法进行稳健性检验。一是剔除了北京、上海、天津和重庆四个直辖市的数据进行回归分析；二是对变量进行了5%的缩尾处理。检验结果表明，采用上述两种方法检验的数字经济与技术创新的系数与未经处理中介效应检验结果保持一致，研究结果稳健。因篇幅限制，中介效应模型的稳健性检验数据结果略。

4     结论与建议

本文根据2017—2021年我国31个省级行政区（不含港澳台地区）的面板数据，运用基准回归模型和中介效应模型考察数字经济、技术创新与生态环境质量的关系，得到以下结论及建议。①基于基准回归模型和稳健性检验发现，数字经济对生态环境质量存在显著的促进作用。应推进数字经济建设进程，大力发挥数字经济的溢出效应，拓宽数字经济改善生态环境的新思路和新渠道，最大程度地提升生态环境承载能力。②异质性分析结论揭示，东部、中部、西部各区域的数字经济对生态环境质量均存在显著正效应，其中西部地区的正效应最为显著。应加强各地区城市内外的协作与互动，充分发挥东部地区的数字经济辐射效应和示范效应，极力拓展中西部地区数字经济促进生态环境保护的深度和广度。③中介效应模型检验结果表明，数字经济能够通过激励技术创新而提高生态环境承载能力。应以云计算、大数据、物联网等数字技术为驱动力，将数字化、智能化、生态化与传统产业高度融合，推进产业的绿色化、现代化升级，最大限度地发挥数字经济对于生态环境保护的促进作用。

主要参考文献

［1］MOYER J D，HUGHES B B. ICTs： Do they contribute to increased carbon emissions？［J］. Technological Forecasting and Social Change，2012，79（5）：919-931.

［2］钱立华，方琦，鲁政委.刺激政策中的绿色经济与数字经济协同性研究［J］.西南金融，2020（12）：3-13.

［3］胡士华，黄天鉴，王楷.數字经济与绿色经济协同发展：时空分异、动态演进与收敛特征［J］.现代财经（天津财经大学学报），2022，42（9）：3-19.

［4］韩晶，陈曦，冯晓虎.数字经济赋能绿色发展的现实挑战与路径选择［J］.改革，2022（9）：11-23.

［5］张传兵，居来提·色依提.数字经济、碳排放强度与绿色经济转型［J］.统计与决策，2023，39（10）：90-94.

［6］任保平.数字经济引领高质量发展的逻辑、机制与路径［J］.西安财经大学学报，2020，33（2）：5-9.

［7］解春艳，丰景春，张可.互联网技术进步对区域环境质量的影响及空间效应［J］.科技进步与对策，2017，34（12）：35-42.

［8］宋洋.数字经济、技术创新与经济高质量发展：基于省级面板数据［J］.贵州社会科学，2020（12）：105-112.

［9］王凌飞，陈小辉，卢孔标，等.工业废气排放对涉农贷款有溢出效应吗？［J］.技术经济，2021，40（3）：64-77.

［10］胡淑娟，龙佩林，别凡.数字经济、健康产业与生态环境质量［J］.统计与决策，2022，38（21）：15-18.

［11］国家统计局.数字经济及其核心产业统计分类（2021）［Z］.2021.

［收稿日期］2023-07-17

［基金项目］湖南省哲学社会科学基金一般项目“湖南高质量发展的统计测度及推进路径研究”（19YBA115）。

［作者简介］辛玲（1974— ），女，湖南临澧人，硕士，副教授，主要研究方向：低碳经济统计、社会调查。