鄧榮榮 張翱祥

一、引言

改革開放以來，我國經濟發(fā)展迅速，但長期以來粗放型的發(fā)展方式導致了大量的資源消耗和污染物排放。2020年10月，十九屆五中全會提出，要在2035年廣泛形成綠色生產生活方式，碳排放達峰后穩(wěn)中有降，生態(tài)環(huán)境根本好轉，美麗中國建設目標基本實現。促進生態(tài)文明建設與尋找經濟發(fā)展新動能成為政府決策部門與學術界所關注的焦點。2020年4月，國務院公布的《關于構建更加完善的要素市場化配置體制機制的意見》明確提出，要加快培育數據要素市場，培育數字經濟新產業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式。隨著大數據、物聯(lián)網、區(qū)塊鏈、人工智能等數字技術的出現和更新，中國數字經濟開始飛速發(fā)展，逐漸向政府治理、企業(yè)生產和居民生活的各個領域融合滲透，經濟社會正在經歷著深刻變革。在此背景下，數字經濟發(fā)展能否提高資源利用效率，促進污染物減排？如果可以，這種影響產生的路徑和機制是什么？對于以上問題的探討不僅有利于豐富數字經濟的研究內容，而且對于促進生態(tài)環(huán)境改善和經濟高質量發(fā)展具有現實意義。

目前，中國經濟發(fā)展進入工業(yè)4.0時代，數字經濟成為推動經濟高質量發(fā)展的重要動力，在轉變經濟發(fā)展方式、推動生態(tài)文明建設中扮演著重要角色。而有關數字經濟與環(huán)境污染關系的研究并不多。有關數字經濟的文獻大多集中在數字經濟指數測算及其演變(許憲春、張美慧，2020；韓兆安等，2021；王軍等，2021)以及數字經濟對全要素生產率(杜傳忠、張遠，2021；楊慧梅、江璐，2021)、經濟高質量發(fā)展(趙濤等，2020；葛和平、吳福象，2021；李宗顯、楊千帆，2021)、創(chuàng)新績效(侯世英、宋良榮，2021；趙濱元，2021)等的影響。有關環(huán)境污染影響因素的研究也比較豐富，眾多的研究從經濟增長、外商投資、產業(yè)結構、環(huán)境規(guī)制、財政分權、人口集聚、技術創(chuàng)新等不同角度探討了環(huán)境污染的產生原因以及污染減排路徑(孫攀等，2019；趙璟等，2019；史青，2013；張宇、蔣殿春，2013；原毅軍、謝榮輝，2015；徐輝、楊燁，2017；譚志雄、張陽陽，2015)。

數字經濟是指以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優(yōu)化的重要推動力的一系列經濟活動(OECD，2014)。因此，有關互聯(lián)網、大數據、人工智能等數字經濟內容對環(huán)境污染影響的研究可為本文提供借鑒。例如，Moyer and Hughes(2012)研究發(fā)現信息通信技術(ICT)的應用可以提高生產率、降低能源強度，促進碳減排。解春艷等(2017)認為互聯(lián)網技術通過環(huán)境監(jiān)測動態(tài)化、環(huán)境監(jiān)管信息化、社會參與深度化及環(huán)保產業(yè)智能化4個途徑對環(huán)境質量產生了影響，實證研究發(fā)現互聯(lián)網技術進步能顯著減少環(huán)境污染、改善環(huán)境質量。許憲春等(2019)認為大數據技術的發(fā)展可以提高資源整合、科學決策和環(huán)境監(jiān)管能力，為企業(yè)綠色生產、居民綠色生活及美好生態(tài)環(huán)境提供重要手段和保障。謝雄標等(2015)認為企業(yè)可以通過大數據分析確定產品的需求信息，以利于企業(yè)優(yōu)化產品結構與生產規(guī)模，優(yōu)化資源配置，達到節(jié)能減排、綠色發(fā)展的目的。

綜上，以往研究多以互聯(lián)網或大數據等數字技術應用或數字經濟的某一表現為切入點分析其對資源利用效率和污染排放的影響，并且多為理論研究，鮮有研究從理論和實證的雙重角度分析數字經濟發(fā)展對環(huán)境污染的影響。鑒于此，本研究聚焦城市數字經濟發(fā)展對環(huán)境污染物的影響效應及內在機制，基于285個地級及以上城市2011-2018年的面板數據，分析數字經濟發(fā)展對城市環(huán)境污染的影響，并探討了數字經濟發(fā)展影響環(huán)境污染的中介效應、空間溢出效應和異質性，為發(fā)揮數字經濟的污染減排效應提供了穩(wěn)健的實證依據和決策參考。

本文可能的邊際貢獻在于：①目前聚焦數字經濟發(fā)展對環(huán)境污染影響的相關文獻較少，本文從理論與實證兩個角度對數字經濟的污染減排效應進行了有益的探討，豐富了有關環(huán)境污染影響因素的研究，也是對數字經濟相關研究的有效補充。②對數字經濟發(fā)展影響環(huán)境污染的作用機制展開理論與實證探討，結合異質性分析，嘗試解構二者之間的內在邏輯關系。③采用Bartik工具變量法和以“寬帶中國”為外生沖擊的雙重差分法較好地解決了內生性問題，保證了文章結論的穩(wěn)健性，從而為數字經濟助力環(huán)境污染治理提供了更為可靠的實證參考。

二、文獻回顧與假設提出

(一)數字經濟與環(huán)境污染

綠色轉型與經濟可持續(xù)發(fā)展的本質在于實現經濟、社會、環(huán)境三者的有機協(xié)調，隨著以大數據、云計算、物聯(lián)網、人工智能等新興技術為代表的現代信息通訊技術的迅速發(fā)展和廣泛應用，以及以互聯(lián)網、大數據等技術為依托的“新零售”、“新制造”商業(yè)模式的不斷催生，數字經濟發(fā)展對節(jié)能減排乃至經濟綠色發(fā)展表現出顯著的促進作用。具體而言，數字經濟發(fā)展對環(huán)境污染的影響主要體現在企業(yè)綠色生產模式的構建、政府環(huán)境監(jiān)管模式的優(yōu)化、社會環(huán)保監(jiān)督手段的完善等三個方面。第一，從企業(yè)綠色生產模式的構建而言。企業(yè)作為污染防治主體，可以依托數字經濟背景下的虛擬現實、數據庫、物聯(lián)網等技術支持，有效整合生產決策中的各類信息資源，緩解數據采集、開發(fā)等方面存在的信息碎片化、不對稱等問題，從而對產品數據、工藝數據和資源數據進行分析決策和規(guī)劃重組，實現生產過程的高效率推進，提高企業(yè)生產率，通過減少資源浪費為綠色發(fā)展提供支持(荊文君、孫寶文，2019；宋洋，2019；彭倩、干鎧駿，2020；許憲春等，2019)。第二，就政府環(huán)境監(jiān)管模式的優(yōu)化而言。隨著我國經濟規(guī)模的不斷擴大與生態(tài)環(huán)境問題的日趨復雜，生態(tài)環(huán)境監(jiān)管的難度越來越大，面對復雜的環(huán)境管理對象，傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)管模式逐漸面臨監(jiān)管供給不足、監(jiān)管手段落后、監(jiān)管效率偏低等問題，數字經濟發(fā)展能為政府環(huán)境監(jiān)管模式的優(yōu)化提供有力的發(fā)展契機與技術支持。一方面，大數據、云計算、遙感技術的應用可以實現政府對空氣質量、河流水質、污染排放、環(huán)境承載力等環(huán)境數據資源的實時動態(tài)監(jiān)測(Hampton et al.，2013；Shin and Choi，2015)，可以提高對污染源的預警和感知能力，通過提高政府環(huán)境監(jiān)管的精確性和有效性增強政府環(huán)境監(jiān)管能力，提升生態(tài)環(huán)境治理水平(解春艷等，2017)。另一方面，數字經濟背景下，通過政府與社會環(huán)境監(jiān)測數據的高效采集、有效整合和全面共享，能夠實現工作績效動態(tài)評估和監(jiān)督，也可以為環(huán)保政策制定、規(guī)劃計劃編制等決策工作提供數據支撐。第三，從社會環(huán)保監(jiān)督手段的完善而言。社會公眾具有分布廣、力量大、察情快的特征，能夠通過監(jiān)督、建議、輿論、購買等方式承擔環(huán)境監(jiān)督社會責任，與行政管理主體共同應對環(huán)境污染威脅。但目前公眾感知環(huán)境質量的途徑有限，主要是通過政府報告以及新聞網絡得到碎片化的環(huán)境質量狀況，在數字經濟發(fā)展背景下，數字媒介可以實現政府與社會之間的信息互通共享，為公眾獲取環(huán)境信息、形成環(huán)保意識、踐行環(huán)保理念提供了新的方式和契機(梁琦等，2021)，一方面公眾可以系統(tǒng)掌握環(huán)境變化狀況和環(huán)保知識，深入了解環(huán)境保護法規(guī)和環(huán)保治理成果，促進環(huán)保意識向行動轉化。另一方面能通過線上環(huán)境監(jiān)督、交互式數據分發(fā)等方式創(chuàng)新政府與公眾互動溝通機制，有利于公眾對環(huán)境狀況的實施監(jiān)督與污染行為及時反映，形成對環(huán)境執(zhí)法效果的監(jiān)督，促進政府、企業(yè)和民眾在環(huán)保領域的協(xié)同治理(Yang et al., 2020)。綜上，本文提出以下假設:

假設1：數字經濟發(fā)展有利于減少城市環(huán)境污染物排放。

(二)數字經濟、中介機制與環(huán)境污染

已有研究表明數字經濟發(fā)展在技術創(chuàng)新和產業(yè)結構優(yōu)化方面發(fā)揮著重要的作用(侯世英、宋良榮，2021；李宗顯、楊千帆，2021；陳小輝等，2020)。而技術創(chuàng)新和結構優(yōu)化是降低環(huán)境污染的兩條重要途徑(Grossman and Krueger，1995；Jalil anf Feridun，2011；張宇、蔣殿春，2013；原毅軍、謝榮輝，2015)，其中，綠色創(chuàng)新作為技術創(chuàng)新的重要組成部分，在污染減排中起到了重要作用(許可、張亞峰,2021)。據此，本文認為數字經濟可能通過綠色創(chuàng)新效應和產業(yè)結構優(yōu)化效應降低環(huán)境污染排放，具體分析如下。

數字經濟對綠色創(chuàng)新的影響體現在以下幾個方面：第一，數字經濟領域中的ICT(信息通信技術)行業(yè)本身就是知識密集度較高、擁有豐富創(chuàng)新資源的行業(yè)，內部的創(chuàng)新活動較為頻繁，更易產出數字創(chuàng)新成果(張森等，2020)，而這些創(chuàng)新成果作為中間品參與到實體企業(yè)的生產與研發(fā)過程中，則會催生出新的配套產品，在此過程中將創(chuàng)造出新的創(chuàng)新成果。例如人工智能、機器視覺、高端傳感器等前沿數字技術在企業(yè)生產的語境下，可以實現生產工藝的再創(chuàng)新，進而改造一些高耗損、低產出的污染企業(yè)，提高資源利用效率，達到節(jié)能減排的目的(張騰等，2021)。第二，企業(yè)綠色創(chuàng)新具有投入沉沒性、成果不確定、調整成本高等特征，需要充足的金融資源予以支持，作為數字經濟的一項重要應用，數字金融可以降低企業(yè)獲得金融服務的成本和門檻，通過提高金融資源的可得性為企業(yè)的研發(fā)創(chuàng)新活動提供資金支持(聶秀華等，2021)，同時，大數據技術的應用可以對金融資源流向和利用情況進行追蹤，弱化信息不對稱導致的逆向選擇和道德風險，提高金融資源利用率，促進產出綠色創(chuàng)新成果(汪亞楠等，2020；唐松、伍旭川，2020)。第三，應用大數據、云計算等數字技術，可以對綠色產品信息和綠色消費偏好信息等進行搜尋、整合、分析、決策，幫助企業(yè)對綠色創(chuàng)新方向、綠色創(chuàng)新潛力、綠色創(chuàng)新路徑等進行判斷，促使廠商創(chuàng)新由經驗驅動向數據驅動轉變(Johnson et al.，2017；劉意等，2020)，實現有效的綠色技術研發(fā)決策。而綠色技術創(chuàng)新是降低環(huán)境污染水平的重要因素(許可、張亞峰，2021)。據此，本文提出假設：

假設2：數字經濟發(fā)展通過綠色創(chuàng)新效應減少了環(huán)境污染排放。

產業(yè)結構優(yōu)化包括產業(yè)結構合理化和產業(yè)結構高級化兩種內涵。產業(yè)結構合理化反映為產業(yè)間協(xié)調程度和資源利用效率的提升；產業(yè)結構高級化是指產業(yè)結構從低級形式向高級形式的轉化過程(干春暉等，2011)。數字經濟對產業(yè)結構合理化的影響體現在：一是數字經濟發(fā)展提高了信息搜尋和流通效率，緩解了要素供求雙方之間的信息不對稱問題，不僅有助于縮小供需缺口，而且能夠糾正要素錯配(張永恒、王家庭，2020)，促進了產業(yè)結構合理化。二是數字經濟中平臺經濟、共享經濟等業(yè)態(tài)的發(fā)展有利于加強市場競爭，加快資源要素合理流動和優(yōu)化組合，提升產業(yè)結構和資源要素配比的耦合度(馬中東、寧朝山，2020)。三是互聯(lián)網交易平臺的快速發(fā)展，突破了傳統(tǒng)交易的時空限制，加快了生產要素的跨區(qū)域流動，資源配置范圍也會隨之擴大(余文濤、吳士煒，2020)，資源要素將流入到生產率較高的部門，提升產業(yè)結構合理化水平。其次，數字經濟也會對產業(yè)高級化水平產生影響，一方面，數字基礎設施產業(yè)是國民經濟的重要組成部分，數字經濟本身的發(fā)展意味著產業(yè)結構由勞動、資本密集型產業(yè)向技術、數字密集型產業(yè)傾斜，提升了產業(yè)結構高級化水平。另一方面，數字經濟能夠依托高滲透性和強擴散性特征，打破產業(yè)之間的邊界，促進關聯(lián)產業(yè)間、上下游產業(yè)之間的融合，并在產業(yè)融合的基礎上催生數字經濟新產業(yè)、新業(yè)態(tài)，有利于促進產業(yè)結構高級化。而產業(yè)結構優(yōu)化則可以有效降低環(huán)境污染的排放(Janicke et al.，1997)，一方面，產業(yè)結構合理化表現為資源效率的提升，將有利于減少資源浪費和改善環(huán)境質量(韓永輝等，2016)；另一方面，產業(yè)結構高級化意味數字、技術密集型產業(yè)所占比重的上升(李宗顯、楊千帆，2021)，此類產業(yè)多為高效率、低耗能的清潔產業(yè)，因此有利于降低環(huán)境污染排放。據此，本文提出以下假設：

假設3：數字經濟發(fā)展通過產業(yè)結構優(yōu)化效應減少了環(huán)境污染排放。

(三)數字經濟、空間溢出與環(huán)境污染

數字經濟的一個重要特征即通過提高信息傳遞效率壓縮時空距離，增強區(qū)域間經濟活動關聯(lián)的廣度和深度。數據作為一種新型生產要素，不同于勞動、資本等傳統(tǒng)要素，具有高流動性、可復制的特征，這種流動性和復制性受地理空間的限制較小，可以實現不同區(qū)域的數據共享。尤其是受摩爾定律影響，互聯(lián)網、大數據、云計算等數字技術快速進步，信息存儲、傳輸和處理的成本呈幾何級數下降，提高了數據的流動性和獲取性，能夠以較低的成本實現跨時空傳播(張焱，2021)。Yilmaz et al.(2002)基于美國州際面板數據進行實證檢驗，最早發(fā)現了信息化引起的空間溢出效應?；谥袊鴶祿南嚓P研究(崔兆財、周向紅，2020；崔蓉、李國鋒，2021；曹玉平，2020)也提供了互聯(lián)網發(fā)展、大數據等數字經濟內容具有空間溢出性的證據。數字經濟這一顯著的空間網絡特征，打破了時空限制，有助于發(fā)揮其在城市間的空間溢出效應，不僅對本地區(qū)的經濟活動產生有利影響，而且通過開放共享促進了周邊地區(qū)生產率的提升(楊慧梅，2021)、產業(yè)結構的升級(張萬里、宣旸，2020)和創(chuàng)新績效的提升(趙濱元，2021)。同時，借助環(huán)境監(jiān)測數據的互通共享，可以實現區(qū)域污染聯(lián)防聯(lián)控，有利于資源節(jié)約和污染減排(劉華軍、喬列成，2021)。因此，在考量數字經濟對環(huán)境污染的影響效應時，有必要建立空間計量模型考察數字經濟的空間溢出效應。據此，本文提出如下假設:

假設4：數字經濟發(fā)展可通過空間溢出效應作用于鄰近地區(qū)的環(huán)境污染。

三、研究模型與數據

(一)模型設定

為驗證數字經濟是否降低了城市環(huán)境污染排放，本文構建了以下固定效應面板數據模型：

Yit=α0+α1lnDeit+α2Cit+ui+vt+μit

(1)

式中：i代表城市；t代表年份；Y代表被解釋變量，分別為PM2.5濃度(lnPM2.5)、工業(yè)二氧化硫排放量(lnSO2)、工業(yè)煙塵排放量以(lnSmoke)及工業(yè)廢水排放量(lnWater)；lnDe代表數字經濟指數；C代表一系列控制變量；u代表個體效應；v代表時間效應；μ代表隨機誤差。

除了式(1)所體現的總效應，數字經濟可能通過某些中介機制對環(huán)境污染產生了間接影響，根據前文研究假設可知，數字經濟可能通過綠色創(chuàng)新效應和產業(yè)結構優(yōu)化效應降低了環(huán)境污染排放，據此本文建立如下中介效應模型：

Mit=β0+β1lnDeit+β2Cit+ui+vt+μit

(2)

Yit=γ0+γ1lnDeit+γ2Mit+γ3Cit+ui+vt+μit

(3)

式中：M為表示中介變量，分別為綠色專利數量(lnGpt)、綠色專利質量(lnGpq)、產業(yè)結構合理化(lnInsr)以及產業(yè)結構高級化(lnInsh)；其他變量定義與式(1)相同。β1×γ2表示中介效應，即表示數字經濟發(fā)展通過影響中介變量對環(huán)境污染產生影響。

最后，為討論數字經濟對環(huán)境污染的空間溢出效應，在式(1)中引入空間交互項，進一步將其拓展為空間面板計量模型：

Yit=α0+ρWYit+α1lnDeit+φ1WlnDeit+α2Cit+φ2WCit+ui+vt+μit

(4)

其中，ρ代表空間自相關系數，W為空間權重矩陣，考慮到在數據缺失情況下，采用鄰接矩陣可能導致部分城市成為“孤島”，因此本文采用地理距離矩陣。φ1和φ2為核心解釋變量以及控制變量空間交互項的系數。式(4)考察了被解釋變量和解釋變量的空間溢出效應，為空間杜賓模型(SDM)。

(二)變量定義

1.被解釋變量。有關環(huán)境污染的研究中，“三廢”指標被廣泛使用(徐輝、楊燁，2017)。但受限于數據的可得性，城市統(tǒng)計年鑒中只公布了工業(yè)二氧化硫(SO2)、工業(yè)煙塵(Smoke)和工業(yè)廢水(Water)的排放量。因此，本文采用這三個指標來衡量城市環(huán)境污染(趙璟等，2019)。除此之外，霧霾作為主要的大氣污染物，嚴重影響了居民的正常生活和健康狀況，因此，本文將達爾豪斯大學大氣成分分析組發(fā)布的2011-2018年中國地級市年均PM2.5濃度數據也納入被解釋變量中。四類不同的環(huán)境污染指標可以有效考察數字經濟發(fā)展對不同環(huán)境污染物影響的異質性，并保證實驗結果的穩(wěn)健性。

此外，為了明確數字經濟發(fā)展是否提高了政府治理環(huán)境污染的精確性和有效性，本文借鑒吳建祖、王蓉娟(2019)的研究，構建了環(huán)境治理投入產出指標體系，采用SBM模型(Tone，2003)計算政府環(huán)境治理效率(Gere)，評價數字經濟發(fā)展對政府環(huán)境治理效率的影響效應。投入指標選取水利、環(huán)境及公共設施管理從業(yè)人員與環(huán)保投入；產出指標分為期望產出與非期望產出，期望產出選取了綠地面積與工業(yè)固體廢物綜合利用率，非期望產出選取工業(yè)二氧化硫、工業(yè)煙塵和工業(yè)廢水的排放量。

2.核心解釋變量。數字經濟指數。關于數字經濟指數的測度主要有兩種方法，且主要集中在對省份數字經濟發(fā)展水平的衡量。一種是指標體系法，一般采用數字基礎設施、數字經濟應用、數字產業(yè)化與產業(yè)數字化等維度構建指標體系，計算數字經濟指數(王軍，2021；楊慧梅、江璐，2021；葛和平、吳福象，2021)。另一種是直接采用數字普惠金融指數或騰訊研究院發(fā)布的數字經濟指數來衡量城市數字經濟發(fā)展水平(張騰等，2021；杜傳忠、張遠，2021)。為綜合考慮數字經濟各個維度的表現，本研究參考有關城市層面數字經濟發(fā)展水平衡量的研究(趙濤等，2020；梁琦等，2021；李宗顯、楊千帆，2021)，綜合考慮數字基礎設施、數字產業(yè)、數字技術、數字應用等維度以及數據的可得性，最終采用互聯(lián)網用戶占比、移動電話用戶占比、信息傳輸與技術服務業(yè)就業(yè)人員占比、人均電信業(yè)務總量和城市數字普惠金融指數5個指標作為子維度構建數字經濟指標體系，將其進行標準化處理后采用主成分分析法進行降維處理，取對數后得到數字經濟指數，記為lnDe。

3.中介變量。①產業(yè)結構優(yōu)化。包括產業(yè)結構合理化和產業(yè)結構高級化。本文參照干春暉等(2011)的做法，用第三產業(yè)產值與第二產業(yè)產值比值的對數衡量產業(yè)結構高級化(lnInsh)，并采用泰爾指數倒數的對數來衡量產業(yè)結構合理化(lnInsr)，泰爾指數計算公式如下：

(5)

TL表示泰爾指數；Y代表生產總值；Yi代表產業(yè)部門i的增加值；L代表就業(yè)人數；Li代表產業(yè)部門i的就業(yè)人數。泰爾指數越小，表明產業(yè)結構越合理，產業(yè)部門間的協(xié)調性越強，因此泰爾指數的倒數越大，則意味著產業(yè)結構越合理。

②綠色創(chuàng)新。綠色創(chuàng)新水平的提升不僅表現為綠色創(chuàng)新成果數量的增加，更體現在綠色創(chuàng)新成果質量的提升。因此，本文借鑒以往的研究(徐佳、崔靜波，2020；陶鋒等，2021)，采用城市綠色專利申請總量的對數表示綠色創(chuàng)新數量(lnGpt)，采用城市綠色發(fā)明專利申請總量的對數表示綠色創(chuàng)新質量(lnGpq)，以考察數字經濟對綠色創(chuàng)新的影響是否實現“增量”和“提質”。

4.控制變量借鑒有關環(huán)境污染影響因素的研究(趙璟等，2019；史青，2013；張宇、蔣殿春，2013；原毅軍、謝榮輝，2015；譚志雄、張陽陽，2015)，本文控制了如下可能影響城市環(huán)境污染的變量：①經濟發(fā)展水平(lnRgdp)，采用人均地區(qū)實際生產總值的對數表示，以2011年為基期，對各年度的名義GDP進行縮減處理；②人口密度(lnPd)，采用每平方公里人口數量的對數表示；③外商直接投資(Fdi)，采用實際外商直接投資額占GDP的比重表示；④環(huán)境規(guī)制(Er)，采用城市環(huán)境污染治理投資占GDP的比重表示；⑤科技支出(Rd)，采用科技支出占財政支出的比重表示；⑥政府支持(Gs),采用地方財政環(huán)境保護支出占財政總支出的比重表示。表1列出了各變量的描述性統(tǒng)計。

表1 變量描述性統(tǒng)計

(三)樣本與數據說明

為了保證樣本數據的連續(xù)性和可得性，結合行政區(qū)劃調整和數據缺失的情況，本文選取了2011-2018年285個地級及以上城市(不包括港澳臺)的觀測值作為實證研究的樣本。各城市污染物排放數據以及社會經濟數據來自于《中國城市統(tǒng)計年鑒(2012-2019)》、《中國區(qū)域統(tǒng)計年鑒(2012-2019)》以及各省市的統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計公報。數字普惠金融指數來源于北京大學互聯(lián)網金融研究中心公布的《數字普惠金融指標體系與指數編制》(郭峰等，2020)，綠色專利申請數據來源于國家知識產權專利數據庫，采用WIPO國際專利分類綠色清單進行匹配，得到上市企業(yè)綠色專利申請數據，最后根據企業(yè)所在城市對企業(yè)綠色專利數量進行匯總得到城市綠色專利申請數據?？紤]到量綱的統(tǒng)一性和對稱性，對所有變量均進行了對數化處理或去規(guī)?；幚?見表1)，其中，被解釋變量lnGere的計算方式為ln(政府環(huán)境治理效率+1)。

四、實證結果

(一)基準回歸結果

依據方程(1)，可驗證數字經濟發(fā)展是否可以有效降低城市環(huán)境污染排放，表2報告了數字經濟發(fā)展影響4類污染物的估計結果，第(1)列至第(4)列中數字經濟指數(lnDe)的系數值均為負，且在1%的水平上顯著，說明數字經濟發(fā)展顯著降低了PM2.5濃度(lnPM2.5)、工業(yè)二氧化硫排放量(lnSO2)、工業(yè)煙塵排放量(lnSmoke)和工業(yè)廢水排放量(lnWater)。具體來看，工業(yè)二氧化硫排放量(lnSO2)受數字經濟發(fā)展的影響最大，二氧化硫是工業(yè)生產過程中排放最多的污染物之一，數字經濟發(fā)展通過綠色創(chuàng)新和優(yōu)化資源配置可以有效降低其排放量，具體地，當數字經濟指數增加1%，工業(yè)二氧化硫將降低0.834%。

表2 數字經濟影響城市環(huán)境污染的基準回歸結果

在控制變量方面，經濟發(fā)展水平(lnRgdp)對四類污染物均發(fā)揮顯著抑制作用，表明地區(qū)經濟發(fā)展水平越高，公眾環(huán)保意識越強，加大了企業(yè)環(huán)境污染行為的約束，監(jiān)督政府進行環(huán)境污染治理，有利于污染減排。人口密度(lnPd)對霧霾污染(lnPM2.5)產生了顯著的抑制作用，這與梁偉等(2017)的研究結論一致，人口密度的增加會產生集聚正外部性，帶來勞動力池、知識溢出等集聚經濟效益，促進基礎設施服務的共享，有助于改善霧霾污染。外商直接投資(Fdi)顯著降低了工業(yè)二氧化硫(lnSO2)、工業(yè)廢水(lnWater)和工業(yè)煙塵(lnSmoke)的排放量，這說明外商直接投資帶來了“污染光環(huán)”效應，通過技術溢出提高東道國工業(yè)企業(yè)的資源利用效率，有利于污染減排。環(huán)境規(guī)制(Er)對工業(yè)二氧化硫(lnSO2)和工業(yè)廢水(lnWater)排放量產生了顯著降低的效果，說明目前在工業(yè)污染治理方面的投入得到了較好的減排效果?？萍贾С?Rd)僅對霧霾污染具有治理作用，而對工業(yè)污染物并未產生顯著的降低效應，這可能是由于政府的科技支出并未對綠色技術研發(fā)活動提供足夠的支持，或未對綠色技術在工業(yè)生產領域進行有效的推廣，導致科技支出未產生顯著的降污效果。政府支持(Gs)對四種污染物均有顯著的抑制作用，說明政府的對環(huán)境保護工作的重視和支持能夠產生較好的污染減排作用。

除上述分析外，本文在回歸結果中報告了數字經濟發(fā)展對政府環(huán)境治理效率(lnGere)的影響效應，以驗證對假設1的分析，結果如第(5)列所示，數字經濟指數(lnDe)的系數為正，且在1%的水平上顯著，說明隨著數字經濟的發(fā)展，數字通信技術的應用為政府環(huán)境規(guī)制提供了技術支持，海量高頻的環(huán)境監(jiān)測數據為環(huán)境治理提供了數據支撐，提高了政府環(huán)境治理的精確性與有效性(1)由于本文主要關注數字經濟發(fā)展對環(huán)境污染排放量的影響，因此在后文中不再深入分析數字經濟發(fā)展對政府環(huán)境治理效率的影響。。

(二)中介效應分析

上文的回歸結果表明數字經濟發(fā)展降低了環(huán)境污染排放，其具體機制如何尚需分析。方程(2)和方程(3)是本文的中介效應檢驗模型，本文采用逐步檢驗法驗證中介效應是否存在。需要注意的是，逐步檢驗法對中介效應的檢驗力較低，即系數乘積實際上顯著，但容易得出不顯著的結論(Fritz and MacKinnon，2007)，所以學者為了提高中介效應的檢驗力，采用直接檢驗系數交乘項的方法對中介效應進行檢驗，其中，Bootstrap方法具有較高的統(tǒng)計效力，是公認的可以取代Sobel方法而直接檢驗系數乘積的方法 (溫忠麟、葉寶娟，2014)，因此本文采用Bootstrap方法檢驗中介效應的顯著性，在表4中報告了Bootstrap檢驗(500次抽樣)的結果。

表3 數字經濟與中介變量

表3匯報了中介效應檢驗第一步的回歸結果，第(1)列和第(2)列中數字經濟指數(lnDe)的系數在1%水平上顯著為正，說明數字經濟發(fā)展增加了綠色專利申請數量和質量(lnGpt、lnGpq)，提升城市了城市綠色創(chuàng)新水平，這與假設2中的分析一致。第(3)列和第(4)列中數字經濟指數(lnDe)的系數在1%或5%的水平上顯著為正，說明數字經濟發(fā)展顯著促進了產業(yè)結構高級化和合理化(lnInsh、lnInsr)，推動產業(yè)結構優(yōu)化，這與假設3中的分析一致。

表4 中介變量與環(huán)境污染

表4中的Panel A報告了綠色創(chuàng)新數量(lnGpt)對各類環(huán)境污染物的影響，第(1)列至第(4)列中綠色創(chuàng)新數量(lnGpt)的系數均在1%水平上顯著為負，且Bootstrap檢驗的交乘項系數均顯著為負，說明數字經濟發(fā)展通過增加綠色創(chuàng)新數量對城市污染物排放產生了降低效果。Panel B報告了綠色創(chuàng)新質量(lnGpq)對各類環(huán)境污染物的影響，綠色創(chuàng)新質量(lnGpq)的系數均在1%水平上顯著為負，且Bootstrap檢驗的交乘項系數均顯著為負，說明數字經濟發(fā)展通過提高綠色創(chuàng)新質量降低了環(huán)境污染物排放。綜上，假說2得到了驗證。

表4中的 Panel C報告了產業(yè)結構高級化(lnInsh)對各類城市環(huán)境污染物的影響，第(1)列至第(4)列中產業(yè)結構高級化(lnInsh)的系數均在1%的水平上顯著為負，且Bootstrap檢驗的交乘項系數均顯著為負，說明數字經濟發(fā)展通過產業(yè)結構高級化這一機制降低了環(huán)境污染物的排放。Panel D報告了產業(yè)結構合理化(lnInsr)對各類環(huán)境污染物的影響，可以看到產業(yè)結構合理化在5%的水平上顯著降低了工業(yè)二氧化硫和工業(yè)煙塵的排放量，且Bootstrap檢驗的交乘項系數均顯著為負，說明數字經濟發(fā)展通過產業(yè)結構合理化這一機制顯著降低了這兩類污染物的排放。總體來看，數字經濟發(fā)展促進了產業(yè)結構優(yōu)化，并由此改善了城市環(huán)境污染狀況，假說3得到了驗證。

(三)空間溢出效應分析

在進行空間計量分析之前，需要檢驗研究變量是否存在空間相關性，即對數字經濟指數和各類城市環(huán)境污染物進行空間自相關檢驗。本文采用Moran’s I指數驗證了地理距離矩陣下各年度主要變量的空間自相關性。從表5中可以看出，2011-2018年數字經濟指數和各類環(huán)境污染物的Moran’s I指數均在1%的水平上顯著為正，說明我國各城市的數字經濟和城市污染具有顯著為正的空間自相關性，即出現了空間集聚現象。

表5 數字經濟與環(huán)境污染的Moran’s I值

其次，依照Elhorst(2014)的檢驗思路，依次進行Hausman檢驗、雙固定效應檢驗(LR-test)以及空間計量模型簡化檢驗(LM-tset、Wald test)，最終選擇控制時空雙固定效應的空間杜賓模型(SDM)。SDM的回歸結果如表6所示，其中各類環(huán)境污染物的空間自回歸系數均顯著為正，其中PM2.5濃度(lnPM2.5)的自回歸系數最大，這是由于在溫度層結、大氣湍流等自然因素的作用下，霧霾染物更易擴散到鄰近區(qū)域。數字經濟指數的空間滯后項(WlnDe)系數為正且顯著，表明樣本城市的環(huán)境污染不僅受到本地區(qū)數字經濟的影響，而且受到了鄰近地區(qū)的數字經濟空間交互作用的影響。但空間滯后項的回歸系數值并不能夠直接用以討論數字經濟對城市環(huán)境污染的空間溢出影響，因為通過簡單的點回歸結果分析地區(qū)之間的空間溢出效應將產生錯誤估計。因此采用偏微分方法(Pace and Lesage，2009)，對數字經濟發(fā)展對城市環(huán)境污染的空間溢出效應進行詳細分解。從表6可以看出，數字經濟對各類城市環(huán)境污染的間接效應均為負，且均在1%的水平上顯著，說明數字經濟對城市環(huán)境污染存在負向的空間溢出效應。由上述可知，假設4成立。

表6 數字經濟影響環(huán)境污染空間模型的回歸結果

(四)進一步拓展：空間異質性分析

由于中國各地區(qū)處在工業(yè)化的不同階段，經濟發(fā)展水平各異，無論是環(huán)境污染狀況還是數字經濟發(fā)展水平，在區(qū)域分布上都存在差異，因而參照中國區(qū)域規(guī)劃標準，對三大地區(qū)的分樣本討論存在必要性，為了同時分析出不同區(qū)域數字經濟對環(huán)境污染直接影響和空間溢出影響的異質性，本文采用SDM模型和偏微分方法從空間視角進行異質性分析。表7列出了異質性分析結果。首先，就直接效應來看，無論在哪一區(qū)域，數字經濟指數(lnDe)的系數均顯著為負，說明數字經濟發(fā)展降低了不同區(qū)域環(huán)境污染物的排放，其中東部的污染減排效應大于中西部地區(qū)，這是由于我國東部地區(qū)相對中西部地區(qū)，數字經濟發(fā)展較早，數字產業(yè)發(fā)展較快，數字技術與傳統(tǒng)產業(yè)的融合水平較高，較好地釋放了數字經濟紅利，因此，具有較大的污染減排效應。其次，就間接效應來看，東部地區(qū)數字經濟的空間溢出效應最大，中部地區(qū)次之，西部地區(qū)除PM2.5濃度(lnPM2.5)外數字經濟的空間溢出效應并不顯著。這可能是由于東部地區(qū)城市間的經濟交流頻繁，擁有長三角城市群、珠三角城市群、京津冀城市群、山東半島城市群等城市集群，區(qū)域內數字基礎設施較為完善，網絡化程度較高，有助于數據和信息在城市間的傳輸和共享，更易發(fā)揮數字經濟的空間溢出效應，而西部地區(qū)數字經濟發(fā)展水平較低，城市數字基礎設施建設較為落后，且城市間數字經濟發(fā)展水平失衡，數據和信息在城市間的傳輸受阻，不利于發(fā)揮數字經濟對環(huán)境污染的空間溢出效應。

表7 數字經濟影響環(huán)境污染的空間異質性檢驗

(五)穩(wěn)健性檢驗

為保證實證結論的可靠性，本文采用了以下幾種方法進行穩(wěn)健性檢驗。

1.內生性檢驗。盡管本文盡可能控制了影響環(huán)境污染的變量，但環(huán)境污染可能受到公眾環(huán)保意識、城市資源稟賦等其他因素的影響，存在遺漏變量問題，且城市環(huán)境污染與數字經濟發(fā)展可能存在反向因果關系，例如服務業(yè)發(fā)展水平較高、污染排放較少的城市，可能具有更完備的網絡基礎設施，更易推動數字經濟的發(fā)展。本文試圖采用工具變量法緩解內生性，參考Bartik(2007)、易行健、周利(2018)的研究，構建了工具變量“Bartik instrument”，即滯后一期的數字經濟指數(lnDei,t-1)和全國數字經濟指數一階差分(ΔlnDet,t-1)的乘積(lnDei,t-1*ΔlnDet,t-1)，此工具變量模擬了在相同的發(fā)展趨勢下，各城市數字經濟指數的預期值。構建此工具變量的考慮如下：第一，全國數字經濟指數來自于285個城市(均值)，因此其變化趨勢不會明顯受到單個城市的影響，差分項相對于單個城市而言可視作外生；第二，城市環(huán)境污染可能受到其他未觀測沖擊的影響，但只要這種沖擊沒有重要到影響全國數字經濟指數，那么這個工具變量就是有效的?；诖斯ぞ咦兞?，采用兩階段最小二乘法(2SLS)進行估計，結果如表8所示，第一階段回歸結果中，工具變量的系數顯著為正，不可識別檢驗(Anderson LM test)在1%水平上顯著，弱工具變量檢驗(Cragg-Donald Wald F test)的顯著性低于10%，表明此工具變量的選取是合理的。在考慮了內生性后，第二階段回歸結果中，無論以何種污染物作為被解釋變量，數字經濟指數(lnDe)的系數仍為負且通過了1%水平的顯著性檢驗，證實前文的回歸結果是穩(wěn)健的。

表8 數字經濟影響環(huán)境污染的2SLS估計

2.外生沖擊檢驗。為進一步克服可能存在的反向因果問題，本文參考相關研究(趙濤等，2020；李廣昊、周小亮，2021)，采用“寬帶中國”試點的網絡基礎設施升級作為外生政策沖擊，以雙重差分(DID)方法評估數字經濟的污染減排效應。中國政府將分別于2014年、2015年和2016年分三批共遴選出120個城市(群)作為“寬帶中國”示范點。試點城市將著力擴大寬帶覆蓋范圍，增加寬帶用戶數，提升寬帶網速，服務經濟社會發(fā)展。數字經濟發(fā)展離不開網絡基礎設施的支撐，“寬帶中國”試點為研究數字經濟的污染減排效應提供了一項良好的準自然實驗。

設定如式(6)的多期雙重差分模型，對“寬帶中國”試點是否降低了城市污染物排放進行檢驗，式中，Bctit為“寬帶中國”虛擬變量，表示城市i在t年是否為“寬帶中國”試點城市，是則取1，否則為0；其他變量與式(1)相同。

Yit=α0+α1Bctit+α2Cit+ui+vt+μit

(6)

運用雙重差分方法的一個前提條件為平行趨勢假設，即盡管從“準自然實驗”的角度而言，處理組與對照組的被解釋變量必然存在區(qū)別，但只要在實驗前其發(fā)展趨勢一致，即處理組與對照組被解釋變量之間的差異相對固定，則該對照組為合適的。為確保滿足這一基本假定，本文采用事件研究法(Jacobson et al.，1993)進行平行趨勢檢驗。具體而言，以“寬帶中國”實施時間為基準年，對政策實施前后每一年的虛擬變量(Bcty，y=-3,-2,-1,0,1,2)進行雙重差分估計，圖1繪制了 95%置信區(qū)間下虛擬變量(Bcty)系數的估計結果，無論采用何種污染物作為被解釋變量，在試點前的3年，虛擬變量(Bcty)的系數均在0值附近且不顯著，說明“寬帶中國”實施前，試點城市和非試點城市的環(huán)境污染排放的變化趨勢不存在顯著差異，滿足平行趨勢假定。而在試點后系數顯著為負，且其絕對值大小有所增加，說明“寬帶中國”試點的污染減排效應有加強的趨勢。隨后采用雙重差分法估計“寬帶中國”試點對城市污染排放的平均處理效應，結果如表9所示，“寬帶中國”虛擬變量(Bct)的系數均顯著為負，且試點政策實施對工業(yè)二氧化硫的減排效應最大，說明前文的實證結果保持穩(wěn)健性。

9月，晉升楊士奇為少保，楊榮、金幼孜為太子少保。這是一個革命性的變化，大學士通過加官，躍居于尚書之上。此后，大學士處于決策層，具有較高地位，具備了宰相的兩個核心要素，可稱為宰相［4］。加尚書等頭銜，品級在正二品及以上的為正宰相；加侍郎等頭銜，品級在正二品以下的為副宰相。首輔（首相）就是排名第一位的宰相。

圖1 平行趨勢檢驗 注：圖中x軸為相對于“寬帶中國”試點實施的時間，Yr of adopt為政策實施年份；*years prior表示政策實施*年前；*years after表示政策實施*年后；y軸為回歸系數。

表9 “寬帶中國”影響環(huán)境污染的雙重差分估計

3.替換核心解釋變量。自2015起，騰訊研究院聯(lián)合京東、美團、滴滴、攜程、快手、拼多多等互聯(lián)網企業(yè)，利用各城市多項業(yè)務的海量高頻數據編制出中國城市數字指數(2)數據來源于騰訊研究院網站(https://www.tisi.org)。，部分研究將此指數作為數字經濟指數的代理變量進行了相關研究(王彬燕等，2018；杜傳忠、張遠，2021；梁琦，2021)，參考以上研究，本文采用該指數作為核心解釋變量的代理變量，并將數據縮減為2015-2018年的面板數據，以驗證實證結果的穩(wěn)健性。固定效應模型的回歸結果如表10所示，可以看到核心解釋變量(lnDetx)的系數均為負且顯著，污染減排效應的大小排序也與基準回歸結果相同，說明前文的實證結果是穩(wěn)健的。

表10 數字經濟影響環(huán)境污染的穩(wěn)健性分析

五、結論與啟示

近年來，中國數字經濟開始飛速發(fā)展，逐漸向政府治理、企業(yè)生產和居民生活等各個領域融合滲透，經濟社會發(fā)展正在經歷著深刻變革。在此背景下，本研究基于中國285個城市2011—2018年的數據，運用面板固定效應模型、空間杜賓模型和中介效應模型，多維度實證檢驗了數字經濟對城市環(huán)境污染的影響及其內在機制，主要結論如下：第一，數字經濟明顯地降低了城市環(huán)境污染物排放，采用工具變量法、引入外生政策沖擊、替換解釋變量等方法進行穩(wěn)健性檢驗后，該結論仍然成立，在區(qū)域異質性上，東部地區(qū)數字經濟的污染減排效應相比中西部地區(qū)更大；第二，數字經濟對城市環(huán)境污染的空間溢出效應也得到了證實，表明數字經濟有助于降低區(qū)域整體的環(huán)境污染排放；第三，數字經濟發(fā)展有助于產業(yè)結構優(yōu)化和綠色創(chuàng)新水平提升，并通過綠色創(chuàng)新效應和產業(yè)結構優(yōu)化效應降低城市環(huán)境污染排放。

上述結論表明，數字經濟發(fā)展有利于改善城市環(huán)境污染，應大力發(fā)展數字經濟，發(fā)展數字經濟的前提是構建完備的數字基礎設施體系，而我國目前“新基建”的建設水平，較之于發(fā)達國家，仍有一定的差距，因此需要進一步圍繞5G、大數據中心、云計算平臺、工業(yè)互聯(lián)網等，發(fā)揮長處，補齊短板，打好數字產業(yè)的根基，以發(fā)揮數字經濟對污染物的減排效應。其次，發(fā)展數字經濟是形成新產業(yè)、實現產業(yè)增量擴能的重要路徑，也是帶動產業(yè)結構升級、促進經濟綠色轉型的重要手段，因此，要進一步在基礎、核心、高端的領域拓寬數字產業(yè)廣度；在數字產業(yè)化基礎上，促進數字經濟向傳統(tǒng)產業(yè)滲透，提高生產效率，使數據成為核心生產要素并提高傳統(tǒng)要素的利用和配置效率，使數字經濟通過促進產業(yè)結構優(yōu)化發(fā)揮污染減排效應。再次，以數據要素支持實體企業(yè)技術創(chuàng)新，以數字金融引導金融資源流向有綠色研發(fā)動機的企業(yè)，提升城市綠色創(chuàng)新水平，提高資源利用效率，促進污染減排。最后，促進區(qū)域內部以及區(qū)域間的對話合作，在推動數字經濟與實體經濟深度融合的過程中加強不同發(fā)展水平城市間的合作與幫扶，促進數字經濟交流，借助便捷高效的數字平臺進行技術合作和交易，促進知識、技術的溢出，以發(fā)揮數字經濟對環(huán)境污染的負向空間溢出效應，實現區(qū)域污染協(xié)同減排。