經濟集聚對碳赤字的影響研究

王亞沖 陳東景

摘要：

為探尋在互聯網發展推動下，經濟集聚對碳赤字的影響及傳導機制，基于2003—2020年中國275個城市的面板數據，采用雙固定空間杜賓模型及有調節的中介效應模型進行實證分析。研究結果表明，經濟集聚對本地及周邊地區的碳赤字呈現顯著倒U形影響，但現階段研究樣本仍位于倒U形左側。機制分析表明，互聯網發展在經濟集聚直接影響碳赤字以及通過創新效應間接影響碳赤字的路徑中發揮顯著的調節作用，從而有效降低碳赤字，但互聯網發展對經濟集聚影響實質性創新和策略性創新的調節作用表現出明顯的異質性。

關鍵詞：

經濟集聚；碳赤字；實質性創新；策略性創新；互聯網發展

中圖分類號：

F061.5；X321

文獻標志碼：A

順利實現雙碳目標是中國加快生態文明建設，推進經濟高質量發展的一個重要任務。在有限的地理空間內，加強節約集約用地評價，推廣節地技術和節地模式是優化綠色低碳發展區域布局，強化國土空間規劃和用途管制的重要措施。中國要協調推進降碳、減污、擴綠、增長，推進生態優先、節約集約、綠色低碳發展。由此，集聚是未來經濟要素在空間形態中發展的“主旋律”［1］，經濟集聚是助力實現雙碳目標的重要途經。已有研究發現，傳統地理空間中的經濟集聚模式可通過基礎設施共享、知識和技術溢出［2］、綠色技術溢出［3］、產業結構轉型［4］等降低碳排放；通過擁擠效應［5］增加碳排放；且經濟集聚對碳排放的影響具有空間溢出效應［6］。傳統經濟集聚模式在影響國土空間布局的過程中，對碳匯空間產生影響［7］，進而影響陸地植被固碳。因此在研究經濟集聚對碳中和的影響時，需綜合考慮經濟集聚對碳排放和陸地植被固碳的影響。在互聯網發展的推動下，經濟集聚模式突破了地理空間界限，產生了虛擬空間集聚模式［8］；知識與技術可隨網絡傳播進一步擴散［9］。鑒于此，本文運用雙固定空間杜賓模型考察經濟集聚對碳赤字的空間影響效應；納入互聯網發展和創新效應，構建有調節的中介效應模型，分析經濟集聚影響碳赤字的傳導機制。

1 理論分析與研究假設

1.1 經濟集聚影響本地碳赤字的直接路徑

隨著交通與信息技術的發展，區域間經濟聯系愈加密切，經濟集聚程度不斷加強。經濟集聚對本地碳赤字產生了明顯的直接影響，表現為正、負兩方面的外部性。正外部性的影響主要表現為經濟集聚程度提高而產生的共享效應。集聚區內的企業、居民共享基礎設施、生產要素，提高了能源利用效率，降低了污染治理成本［2］，在一定程度上減緩了城市生產生活用地的擴張速度，有利于既有植被的生長。經濟集聚的負外部性影響主要表現為經濟集聚程度提高而產生的擴張效應。企業受政策扶持、消費市場、關聯企業協作的吸引，人們受高工資、完善基礎設施的吸引，不斷向城市涌入，使城市生產、生活能耗不斷增加；而城市住宅區、工業區及商業區的擴張導致城市陸地植被面積減少，陸地植被固碳能力下降，使碳赤字增加。因此提出假設：

H1：經濟集聚對本地碳赤字產生影響。

1.2 經濟集聚影響鄰近地區碳赤字的直接路徑

本地經濟集聚水平提高，推動產業結構升級，淘汰的重污染企業轉移到鄰近地區［10］，增加了鄰近地區的碳排放，同時鄰近地區工業區域擴張，陸地植被面積減少，最終加劇了鄰近地區的碳赤字；便捷的交通網絡設施加快了知識溢出，促進了生產技術在鄰近地區的傳播，從而擴大了鄰近地區生產規模，加劇了鄰近地區的碳赤字。因此提出假設：

H2：經濟集聚對鄰近地區碳赤字產生影響。

1.3 經濟集聚影響本地碳赤字的傳導路徑

1.3.1 創新效應的中介作用 經濟集聚所形成的知識溢出，促進了創新活動中緘默知識的傳播，從而提升了區域創新能力［11］，技術創新的相對利潤決定了實質性創新與策略性創新的發展水平［12］。創新能力提高對碳赤字有兩方面的影響：新技術的出現促使集聚區內的企業進一步擴大生產規模，從而加劇了碳赤字；技術創新帶動區域內綠色環保技術的發展，在一定程度上促進了碳中和。因此提出假設：

H3：經濟集聚通過創新效應對本地碳赤字產生影響。

1.3.2 互聯網發展的調節作用 “互聯網+”使生產要素配置打破了地理空間集聚的界限，形成了地理空間與虛擬空間相結合的集聚模式［8］，從而緩解了地理空間中經濟集聚規模無限擴張的問題，推動生產、生活、生態空間協調發展；促進了資源有效整合、供需聯動發展，提高了全社會資源空間配置效率，進而降低了碳赤字。其次，互聯網發展推動了生態環境治理的數字化、智能化發展，從而提高了集聚區內的環境治理效率，降低了碳赤字。因此提出假設：

H4：互聯網發展調節經濟集聚影響本地碳赤字的直接路徑。

互聯網發展促進了集聚經濟知識溢出的全域性與局域性擴散。技術含量相對較低的策略性創新更易于通過互聯網進行遠距離編碼傳播，進而削弱了這類知識技術溢出對地理空間經濟集聚的依賴；而依托于企業間信任關系，具有面對面反復交流特點的，技術含量相對較高的實質性創新則大多無法通過網絡進行數字化傳播［9］，這使得互聯網發展強化了地理空間經濟集聚對實質性創新的促進作用。

其次，互聯網發展促進技術創新向綠色低碳循環方向轉變?；ヂ摼W與傳統產業相融合，有利于整合、優化行業資源，節約交易成本，進而推動綠色生產創新；互聯網發展加強了環境治理的外部監督水平［13］，推進各創新主體進行綠色低碳循環技術的研發與推廣，從而降低碳赤字。因此提出假設：

H5：互聯網發展調節經濟集聚影響本地碳赤字的間接路徑。

基于上述理論分析，提出經濟集聚影響碳赤字的傳導機制分析框架見圖1。

2 計量模型設定、數據來源與變量說明

2.1 計量模型設定

2.1.1 空間溢出效應的檢驗模型 由于經濟集聚與碳赤字可能存在空間相關性，且空間杜賓模型（SDM）可以在不同系數設定條件下變形為常見的空間滯后模型（SLM）和空間誤差模型（SEM），更具一般性。因此，本文采用SDM模型開展實證檢驗，并檢驗SDM模型是否符合理論假設。

lnCDit=β0+ρ∑ni=1WitlnCDit+β1lnAGGit+β2Zit+β3∑ni=1WitlnAGGit+β4∑ni=1WitZit+μi+vt+ξit??????????????? （1）

其中，i代表個體，t代表時間，lnCD為碳赤字，lnAGG為經濟集聚，Wit為相關矩陣，Zit為控制變量，ρ為空間自回歸系數，β為相關系數，μi為個體固定效應，vt為時間固定效應，SymbolxA@it為隨機擾動項。

2.1.2 傳導機制的檢驗模型 采用有調節的中介效應模型和雙固定空間杜賓模型實證考察傳導機制［14］。

Step 1 構建模型（2）考察互聯網發展（inte）是否調節經濟集聚影響碳赤字的直接路徑，即檢驗經濟集聚與互聯網發展交互項的回歸系數α3是否顯著

lnCDit=α0+ρ1∑ni=1WitlnCDit+α1lnAGGit+α2inteit+α3（lnAGGit×inteit）+α4Zit+α5∑ni=1WitlnAGGit+

α6∑ni=1Witinteit+α7∑ni=1Wit（lnAGGit×inteit）+α8∑ni=1WitZit+μi+vt+ξit（2）

Step 2 構建模型（3），基于Step 1進一步考察實質性創新（subs）和策略性創新（stra）作為中介變量（M）時，中介變量與經濟集聚及其與互聯網發展交互項的關系，即檢驗回歸系數θ1和θ3是否顯著

Mit=θ0+ρ2∑ni=1WitMit+θ1lnAGGit+θ2inteit+θ3（lnAGGit×inteit）+θ4Zit+θ5∑ni=1WitlnAGGit+??????? θ6∑ni=1Witinteit+θ7∑ni=1Wit（lnAGGit×inteit）+θ8∑ni=1WitZit+μi+vt+ξit??????? （3）

Step 3 構建模型（4），以揭示中介變量對碳赤字的影響，以及此過程是否受互聯網發展的調節，即檢驗回歸系數γ4和γ5是否顯著

lnCDit=γ0+ρ4∑ni=1WitlnCDit+γ1lnAGGit+γ2inteit+γ3（lnAGGit×inteit）+γ4Mit+

γ5（inteit×Mit）+γ6Zit+γ7∑ni=1WitlnAGGit+???????????? γ8∑ni=1Witinteit+γ9∑ni=1Wit（lnAGGit×inteit）+

γ10∑ni=1WitMit+γ11∑ni=1Wit（inteit×Mit）+γ12∑ni=1WitZit+μi+vt+ξit（4）

綜合模型（3）與模型（4），若θ1、γ5均顯著，則互聯網發展調節中介效應的后半路徑；若θ3、γ4均顯著，則互聯網發展調節中介效應的前半路徑；若θ3、γ5均顯著，則互聯網發展調節中介效應的前、后路徑。

2.1.3 空間權重矩陣 隨著經濟社會發展，影響變量間空間相關性的因素不再局限于地理距離，經濟發展等因素也需考慮［15］，選用經濟與地理距離嵌套矩陣作為基準回歸與機制分析中的空間權重矩陣［16］

W1=w1×diag（y-1y-，y-2y-，…，y-ny-）（5）

經濟與地理距離嵌套矩陣（W1）是地理距離權重矩陣（w1）與對角線元素為地區GDP所占比重均值的對角矩陣的乘積。yi-和分別為第i個城市和總樣本城市2003—2020年實際GDP加總的年均值。

2.2 數據來源

考慮數據的可得性與連續性，剔除數據缺失嚴重的城市，選取2003—2020年中國275個地級城市為研究樣本。為避免異方差帶來的計量偏差，對部分非百分比變量的數據取自然對數。為剔除價格因素的影響，所有貨幣指標均以2010年作為基期進行平減處理。碳排放量和陸地植被固碳量數據來源于中國碳核算數據庫，因數據庫中相關數據只到2017年，參考相應文獻［17］，將其補全至2020年。社會經濟變量數據來源于《中國城市統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》以及EPS數據庫、國泰安數據庫和中國研究數據服務平臺。

2.3 變量說明

（1）被解釋變量：碳赤字（lnCD）。參考碳赤字的定義以及用碳赤字代表碳中和實現效果的處理方法［18-19］

CD=CE/VCS（6）

其中，CE、VCS分別為碳排放量和陸地植被固碳量。對CD取自然對數后，若lnCD>0，則該城市為碳赤字；若lnCD<0，則該城市為碳盈余［18］。計算地級城市的碳排放量和陸地植被固碳量時，將中國縣級層面碳排放數據及陸地植被固碳數據［20］加總至地級城市層面，得到中國地級城市層面的碳排放量和陸地植被固碳量［21］。

（2）核心解釋變量：經濟集聚（lnAGG）。采用各地級城市第二、三產業增加值之和與城市的行政區域面積之比來度量［3］，取自然對數。

（3）調節變量：互聯網發展（inte）。選取互聯網從業人員比重、人均電信業務總量、每百人互聯網接入戶數、每百人移動電話年末用戶數四個指標，采用熵值法計算［22］。

（4）中介變量：實質性創新（subs）和策略性創新（stra）。實質性創新用發明專利授權量表示；策略性創新用實用新型與外觀設計專利授權量之和表示，代表兩種類型創新的專利授權量有上下1%的縮尾，加1后取自然對數［23］。

（5）控制變量：經濟發展水平（lnpGDP），采用人均實際GDP，取自然對數；人口密度（lnpop），以年末人口總數與行政區域面積之比表示，取自然對數；對外開放程度（open），采用外商實際投資額占實際GDP的比重衡量，其中外商實際投資額以年末匯率折算為人民幣；人力資本（hum），以每百人在校大學生數衡量。環境規制（envir），采用單位產值工業廢水、工業SO2、工業煙粉塵排放量綜合計算［2］。

3 空間計量檢驗與實證結果分析

3.1 空間計量模型檢驗

首先，由Morans I檢驗（基于篇幅限制，全局莫蘭指數檢驗結果可向作者索?。┛芍?，2003—2020年碳赤字和經濟集聚的全局莫蘭指數均為正且通過1%的顯著性檢驗，說明碳赤字和經濟集聚存在正的空間依賴性，因此必需在模型中考慮空間溢出效應。其次，LM檢驗、LR檢驗以及Wald檢驗均通過了顯著性檢驗（基于篇幅限制，具體檢驗結果可向作者索?。?，因此，SDM模型設定正確。

3.2 空間效應分析

參照相應文獻［24］，根據偏微分分解結果分析空間效應。表1中第（1）～（3）列結果顯示，經濟集聚對碳赤字空間杜賓模型的空間自回歸系數為0.895，通過了1%水平下的顯著性檢驗，說明中國各城市碳赤字具有正向的空間溢出效應。直接效應中，經濟集聚的回歸系數顯著為正，表明本地區經濟集聚水平提高，會加劇本地的碳赤字。研究期間，中國總體仍處于工業化、城市化擴張階段，區域內的生產生活能耗不斷增加，導

致本地經濟集聚的擴張效應所產生的負外部性大于共享效應所產生的正外部性，從而加劇了碳赤字，H1得到驗證。間接效應中，經濟集聚的回歸系數同樣顯著為正，表明本地經濟集聚水平提高，污染企業轉移到鄰近地區，技術擴散促使鄰近地區生產規模擴大，加劇了鄰近地區的碳赤字，H2得到驗證。當加入經濟集聚的二次項后，由表1第（4）～（6）列可知，直接效應和間接效應中，經濟集聚對碳赤字的影響呈現倒U型曲線關系，拐點分別為15.365、40.733，大于2003—2020年中國經濟集聚水平的最大值11.661，表明研究期間，經濟集聚提高會加劇本地區及鄰近地區的碳赤字。但當經濟集聚水平達到一定程度時，集聚區內的能源利用效率、污染治理水平、國土空間布局水平相應得到提升，地區間交流與合作不斷深化，切實可行的環境治理方案、空間布局規劃在地區間推廣，經濟集聚有利于降低本地及鄰近地區的碳赤字。

3.3 穩健性檢驗

為了檢驗基準回歸結果的穩健性，采用以下方法檢驗：（1）改變空間權重矩陣，參考已有研究［25］，重新計算經濟與地理嵌套矩陣，W2=w1+（1－）w2，其中，W2為重新計算后的經濟與地理嵌套矩陣，w1為地理距離權重矩陣，w2為經濟距離權重矩陣， =0.5；（2）將被解釋變量滯后一期，在一定程度上緩解反向因果的問題；（3）去除異常值，對所有變量進行1%的雙邊縮尾處理，結果見表2（具體分析時，考慮了基準回歸中的控制變量并進行雙向固定，表3同理），在直接效應、間接效應和總效應中，核心解釋變量回歸系數的符號方向、顯著性水平均與基準回歸模型基本一致，因此，結果具有穩健性。

4 經濟集聚對碳赤字的傳導機制檢驗

基于模型（2）、（3）、（4），有調節的中介效應模型檢驗，回歸結果見表3。表中第（1）列為直接路徑的檢驗結果，經濟集聚的回歸系數顯著為正，與互聯網發展的交互項回歸系數顯著為負，表明互聯網發展削弱了經濟集聚對碳赤字的促進作用，互聯網發展促進信息流通，降低了集聚的交易與匹配成本，提高了集聚區環境治理效率；互聯網發展形成了線上與線下相結合的集聚模式，在一定程度上緩解了集聚區生產生活能耗增加、土地資源緊張等問題，從而降低了集聚區內的碳赤字，H4得到驗證。

表3中第（2）～（5）列為間接路徑的檢驗結果，經濟集聚的回歸系數顯著為正，與實質性創新的交互項回歸系數顯著為正，但與策略性創新的交互項回歸系數顯著為負，表明經濟集聚顯著地促進了實質性創新和策略性創新能力提高，互聯網發展強化了經濟集聚對實質性創新的促進作用，削弱了經濟集聚對策略性創新的促進作用。原因可能在于技術含量相對較低的策略性創新易于通過互聯網進行傳播，從而使得集聚區內的企業可以享受到“免費搭車”的便利，降低對策略性創新研發的投入，并將資金投入到關鍵核心技術的研發中去；同時基于信息傳播的真實性、完整性、安全性等方面的考慮，核心的實質性創新更需依靠面對面交流與傳播。因此，互聯網發展使集聚區內實質性創新的交流與傳播表現出更鮮明的地域根植性。第（4）、（5）列中實質性創新和策略性創新的回歸系數均顯著為正，兩類創新與互聯網發展的交互項回歸系數均顯著為負，表明這兩類創新均加劇了碳赤字，互聯網發展在其中發揮負向調節作用?？赡芤驗樵谛卵邪l的實質性和策略性技術創新推廣之前，需投入大量人力物力，建設相應配套設施，從而加劇了碳赤字；在新技術推廣之后，生產效率提高，生產規模擴大，能源消耗進一步增加，進而加劇了碳赤字?；ヂ摼W平臺的環境外部監督功能、綠色價值引領作用，促進企業進行綠色生產創新，推動綠色低碳循環技術的傳播，進而削弱了兩類創新對碳赤字的促進作用。因此，經濟集聚通過促進實質性創新及策略性創新發展而加劇了碳赤字；互聯網發展在“經濟集聚→策略性創新→碳赤字”的前后路徑中均發揮負向調節作用，并在“經濟集聚→實質性創新→碳赤字”的前半路徑中發揮正向調節作用，在后半路徑中發揮負向調節作用，H3及H5得到驗證。

5 結論與建議

基于2003—2020年中國地級城市的面板數據，構建雙固定空間杜賓模型并進行有調節的中介效應檢驗，實證分析經濟集聚對碳赤字的空間溢出效應以及互聯網發展調節下經濟集聚通過創新效應影響碳赤字的路徑。經濟集聚加劇了本地及鄰近地區的碳赤字，但隨著經濟集聚程度進一步提高，其對本地及鄰近地區碳赤字的影響將會出現拐點，即促進實現碳中和。傳導機制分析表明，直接路徑中，互聯網發展削弱了經濟集聚對碳赤字的正向影響；間接路徑中，互聯網發展在經濟集聚通過促進策略性創新進而加劇碳赤字的全路徑中發揮負向調節作用；在經濟集聚促進實質性創新的路徑中發揮正向調節作用，在實質性創新加劇碳赤字的路徑中發揮負向調節作用，從而推動碳中和目標的實現。

為了促進碳中和目標的實現，首先要提高經濟集聚質量，充分發揮經濟集聚的共享效應；加強區域間的聯防聯控與協同治理，避免落后的重污染企業在區域之間轉移。其次，制定靈活的創新策略，以綠色發展理念引領創新，分層級設定政府創新策略目標，推動綠色技術創新成果轉化。最后，充分利用互聯網技術與平臺，釋放互聯網發展的“綠色紅利”。利用線上與線下相結合的集聚模式，發揮各地比較優勢，提高全社會空間資源配置效率；利用數字化、智能化技術與手段，優化污染治理方式，提高污染治理效率；利用互聯網監督平臺及傳播渠道，引導企業進行綠色技術創新。

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Research on the Impact of Economic Agglomeration on Carbon Deficit

——Based on the Moderated Mediating Effect of Internet Development

WANG Ya-chong， CHEN Dong-jing

（School of Economics， Qingdao University， Qingdao 266061， China）

Abstract：

In order to explore the impact and mechanism of economic agglomeration on carbon deficit driven by the development of the Internet， the dual fixed spatial Durbin model and moderated mediating effect model were used for empirical analysis based on the panel data of 275 cities in China from 2003 to 2020. The results show that economic agglomeration has a significant inverted U-shaped effect on carbon deficit in local and surrounding areas， but the current research sample is still located on the left side of the inverted U-shape. Mechanism analysis shows that Internet development can not only play a regulating role in the direct impact of economic agglomeration on carbon deficit， but also regulate the path of economic agglomeration on carbon deficit through innovation effect， so as to effectively reduce carbon deficit. However， the moderating effect of Internet development shows obvious heterogeneity in the ways that economic agglomeration affects substantive innovation and strategic innovation.

Keywords：

economic agglomeration; carbon deficit; substantial innovation; strategic innovation; internet development

收稿日期：2023-03-31

基金項目：

國家社會科學基金（批準號：21BGL269）資助，青島市社會科學規劃研究項目（批準號：QDSKL2301057）資助。

通信作者：

陳東景，男，博士，教授，主要研究方向為資源經濟學與可持續發展。E-mail：cdongj@sina.com