有效资源管理的途径：探讨环保创新、清洁能源转型、经济发展和贸易对G7国家的影响

《Natural Resource Modeling》：The Path to Effective Resource Management: Exploring the Impact of Eco-Friendly Innovations, Clean Energy Transition, Economic Development and Trade in G-7 Countries

　　**摘要**

作为国际经济组织之一，G7国家由世界领先的工业化国家组成。此外，G7国家在全球变暖问题上的作用一直是持续的讨论焦点。人们对这些富裕国家能否可持续管理资源表示担忧。研究这些国家高效资源管理的影响因素变得越来越重要。本研究的目的是探讨环保创新、清洁能源转型、经济增长和贸易如何影响G7国家的有效资源管理。本文使用“物质足迹”作为衡量资源管理效率的指标。本研究采用了新颖的“矩量分位数回归”（MMQR）方法，分析了1990至2019年间G7国家的年度数据。MMQR的研究结果表明，环保技术降低了G7国家的物质足迹。在大多数分位数水平（0.1–0.7）上，这一结果具有统计学意义。清洁能源转型同样减少了G7国家的物质足迹，且在所有分位数水平上都显示出了统计学上的显著效果。然而，经济增长却增加了G7国家的物质足迹，这一结果在所有分位数水平上都具有统计学意义。贸易也加剧了物质足迹的增长，且在多个分位数水平（0.5–0.9）上具有统计学意义。此外，本研究还通过其他面板估计方法验证了结果的稳健性，得出了类似的结果。最后，本文为G7国家的有效资源管理提出了政策建议。

**缩写说明**
- **CF**：碳足迹
- **GHGs**：温室气体排放
- **EC**：能源消费
- **EG**：经济增长
- **EQ**：环境质量
- **RE**：可再生能源
- **EF**：生态足迹
- **WDI**：世界发展指标
- **MMQR**：矩量分位数回归
- **CSD**：横截面依赖性

**1 引言**
有效资源管理是全球环境和经济可持续性面临的最关键问题之一（Ramzan et al. 2023; Sun et al. 2023）。环境风险包括土壤、水和空气污染、生物多样性的丧失，以及为满足当代世界经济需求而进行的资源开采、加工和消费过程中产生的温室气体排放（Pothen and Welsch 2019; Sahoo et al. 2021）。全球约80%的能源消耗依赖化石燃料，这一事实极大地影响了这些风险。然而，从1990年到2020年，温室气体排放量增加了50%以上。尽管如此，到2020年，非再生能源仍占全球能源消费的80.2%，仅比1990年下降了2.1%（世界银行2023）。未来几十年的 population 和经济增长预测表明，全球对产品和服务的需求将大幅上升（Charlier and Fizaine 2023），这将使资源需求更加旺盛，环境问题更加严重。联合国开发计划署制定了可持续发展目标（SDGs），为各国提供了到2030年可持续利用自然资源的指导（Razzaq et al. 2021），以确保各国未来拥有足够的资源，并减少开发利用自然资源对环境的破坏。尽管已有许多研究关注二氧化碳排放等环境问题，但这一指标仅限于空气污染方面的影响，不足以全面衡量资源管理的有效性（Wackernagel and Rees 1998; Al-Mulali et al. 2015; Ansari et al. 2020; Nathaniel et al. 2021; Sahoo et al. 2021）。例如，随着高收入国家转向更多依赖原材料的制造业，低收入和中等收入国家的二氧化碳排放量正在增加（Bruckner et al. 2012; Castellani et al. 2021）。因此，需要更准确的环保影响测量方法。Wiedmann等人（2015）提出了“物质足迹”（MF）的概念，这是一种基于消费的资源使用指标，能更全面地评估环境后果。物质足迹是指为满足一个国家最终需求而提取的所有材料总量，包括进口所涉及的材料（Liedtke et al. 2014; Pothen and Welsch 2019; Liu et al. 2022）。物质足迹与国内材料消费（DMC）不同：后者仅衡量一个国家或地区使用的原材料数量（Wang et al. 2022），而物质足迹则通过从国内生产总量（DE）和进口原材料总量（RMEM）中减去出口的原材料等值量来计算（Jin et al. 2021; Karakaya et al. 2021）。这样就能准确评估高收入国家对自然资源的压力和商品需求。1970年至2023年间，全球人均物质消费量从7.4公吨增至12.6公吨，预计到2060年将翻倍（联合国2021; Diacona?u et al. 2022; Sun et al. 2023; GMFD 2023）。根据2023年的数据，卡塔尔的人均物质足迹最高，为65.3公吨；其次是阿曼（49.4公吨）和卢森堡（49.5公吨）。中国以350亿吨的总物质足迹位居世界第一，其次是美国（100亿吨）和印度（70亿吨）。自1970年以来，中国的物质足迹增长了近18倍，印度增长了约5倍，美国增长了约1.5倍（GMFD 2023）。有效的资源管理或减少物质足迹对于扭转这一趋势至关重要。有效的资源管理是缓解生物多样性丧失和环境问题（Sun et al. 2023）的唯一途径。相关研究中分析了贸易、工业化、城市化及经济增长等因素对物质足迹的影响（Pothen and Welsch 2019; Wang et al. 2022; Sun et al. 2023; Charlier and Fizaine 2023）。近年来，关于环保创新与物质足迹以及清洁能源转型之间关系的研究也日益增多（Razzaq et al. 2022; Sun et al. 2023; Ozturk et al. 2023）。发展导向的政策直接影响了世界和许多文明的未来。当今全球经济显现出许多低收入国家采取的促进经济增长策略带来的成果，如贫困率下降、城市化率上升、人均收入提高以及人类发展进步。1990年的全球贫困率为38%，到2020年降至8.4%（世界银行2022）。与1950年相比，城市居民人数从不到十亿人增加到近四十亿人（联合国2019），即使全球人口增长速度放缓，城市化率仍在显著上升（联合国2019）。这些变化都是经济增长带来的物质进步的结果。也有研究探讨了国内资源消费与物质足迹之间的关系，发现资源使用与经济增长密切相关，经济增长会增加物质足迹，而发展计划往往与有限资源存在冲突（Pothen and Welsch 2019; Cibulka and Giljum 2020; Wang et al. 2022; Charlier and Fizaine 2023）。关于环境目标与经济增长目标之间的矛盾，学术界仍存在争议（Goldin and Winters 1995; Ekins 2002; Meadowcroft 2005; Bailey 2015; Ottelin et al. 2018; Khan et al. 2024）。研究表明，经济增长对资源管理有显著影响，贸易量的增长也是如此。贸易量和国内生产总值中贸易占比是衡量贸易增长的两个指标，后者还反映了国家的贸易开放程度（Amna Intisar et al. 2020）。随着贸易量或贸易开放度的提高，经济活动范围扩大，资源和能源消费也随之增加（Cole 2006; Sohag et al. 2015）。经济增长的理论基础包括更高的福利水平和更快的产出增长。虽然生产增加会导致化石燃料和温室气体排放的增加，但同时也促进了更多材料的开采以满足需求（Pothen and Welsch 2019）。贸易的增加可能通过提高福利水平促进物质足迹的增长。关于经济因素与环境退化之间是否存在线性或非线性关系存在争议（Makarov and Alata? 2024; Ulussever et al. 2024）。库兹涅茨曲线（EKC）假设认为这两种关系可能是线性的或非线性的（Xiao et al. 2025）。Pothen和Welsch（2019）的研究指出，收入增长与物质足迹之间的关系呈S形，不同于EKC的预测。没有节能策略的国家因贸易增加而面临更高的能源和资源消耗。此外，贸易开放有助于向发展中国家转移能源高效技术，从而降低实现特定产出所需的能源消耗（Sohag et al. 2015）。还有证据表明，贸易与能源使用之间存在非线性关系：在高收入国家中这种关系呈U形，而在低收入和中等收入国家中呈倒U形（Shahbaz et al. 2014; Alam and Murad 2020）。最近的研究还研究了贸易多样化的影响，发现贸易多样化通过创新调整了商品结构，从而改善了出口和生产结构（Shahzad et al. 2021; Sun et al. 2023），有助于减少能源利用和环境影响。可再生能源（RE）转型在维护有效资源管理方面的作用日益重要。与经济增长和贸易增加相比，使用可再生能源可以显著减少物质足迹。虽然经济增长和消费增加会导致自然资源和原材料的更多使用，但可再生能源能够利用有限的清洁资源进行生产，从而减少污染（Xiao et al. 2025; Sun et al. 2023）。增加可再生能源的使用被视为减少环境污染的有效途径（Shahbaz et al. 2020; Do?an et al. 2021; Sun et al. 2022）。可再生能源包括太阳能、风能、地热能和生物燃料，而化石燃料则不然（Regueiroo-Ferreira and Alonso-Fernández 2023）。这些能源形式通过减少对化石燃料的依赖，有助于降低空气污染，提高能源供应安全性，降低成本，改善人类健康和空气质量，并促进就业（Miao et al. 2022）。可再生能源转型符合可持续发展目标7（Ozturk et al. 2023），鼓励采用更清洁的化石燃料技术和清洁能源（Adams and Nsiah 2019）。根据2020年的统计数据，全球最终消费（EC）中可再生能源（RE）的使用比例为19.8%，比1990年的水平提高了3.1个百分点。美国的RE使用比例为11.2%，中国为14.8%，德国为18.6%，日本为8.5%（世界银行2023年数据）。特别是关于这一主题的研究结果表明，RE的使用与减少二氧化碳排放以及生态和材料足迹（MF）的进步之间存在密切关联（Bilgili等人2016年；He等人2022年；Sun等人2022年；Ozturk等人2023年；Sun等人2023年）。然而，关于二氧化碳排放、材料足迹和RE使用之间关系的研究也得出了一些相互矛盾的结论（Adams和Nsiah 2019年；Jiang等人2022年；Sahoo等人2021年）。大多数低收入和中等收入国家认为使用RE会增加二氧化碳排放或材料足迹。造成这一结果的主要原因是去物质化过程的延迟以及在RE资源开发早期对新材料的需求（Regueiro-Ferreira和Alonso-Fernández 2023年）。然而，不可忽视技术进步和环保创新（绿色创新）在解决环境问题和减少物质商品影响方面的作用（Razzaq等人2022年；Sun等人2023年）。企业为减少环境影响和促进生态可持续性而采取的所有创造新概念、提供有效程序或实施技术的行动都被称为环保创新（Rennings 2000年；Zhang等人2017年）。另一方面，它们也代表了所有有助于节约资源和能源的经济活动创新（Razzaq等人2021年）。尽管这些创新通过减少碳捕获和储存直接降低了材料足迹，但它们还通过增加RE来源、提高能源效率和更有效地利用传统资源间接降低了材料足迹（Lee和Min 2015年；Constantini等人2017年；Razzaq等人2022年）。通过这种方式，各国可以提高能源效率，并将公平的碳中和目标与气候韧性联系起来。相反，尽管创新和新技术确实提高了资源效率，但其边际影响正在逐渐减弱。规模的快速增长可能需要更多的自然资源投资（Newell 2009年；Chen和Lee 2020年）。基于技术进步、环保创新和环境质量（以下简称EQ）之间的关系，环保创新在国家、行业和企业层面降低了能源强度和环境退化。显然，遵循材料足迹范式的环保创新和有效的资源管理是有益的（Mensah等人2018年；Chen和Lee 2020年；Ozturk等人2023年）。从理论上讲，采用新技术和环保创新应该有助于减少物质足迹。在这方面，环保创新首先将通过减少基于传统制造过程的发展带来的原材料过度使用来降低物质足迹（Razzaq等人2022年）。另一方面，企业中的低排放技术如碳捕获或电气化有助于实现低物质足迹目标并更高效地利用原材料（Karakaya等人2021年）。本研究的目的是确定环保创新、清洁能源转型、经济增长和贸易对有效资源管理的影响。虽然许多先前的研究集中在二氧化碳排放和生态足迹的环境后果上，但本研究从有效资源管理的角度探讨了材料足迹，同时考虑了最近的突破。由于针对这些国家的研究较少，因此对本研究G-7国家的研究预计将显著推动该领域的发展。G-7国家包括日本、加拿大、意大利、美国、德国、法国和英国——截至2022年，这些国家占全球人口的9.74%，而14.21%的城市居民生活在这些国家。另一方面，这七个国家占世界GDP的43.23%和世界贸易的30.33%（世界银行2023年数据）。到2022年，全球约18.9%的材料足迹将属于G-7国家。而在1970年，这一比例约为40.6%；然而到2022年，这一比例大幅下降。这一结果也受到G-7国家所实施政策的显著影响（GMFD 2023年）。关注G-7国家有几个原因。尽管这些国家在解决环境问题方面作出了巨大努力，但它们仍面临环境问题（Caijuan等人2024年）。特别是对于像G-7国家这样的高福利经济体，必须检查基于消费的材料足迹指标。G-7国家的问题在其材料足迹中比在二氧化碳或生态足迹等指标中更为明显。我们期待填补这一领域的文献空白。材料足迹是一个基于消费的相对较新的指标，相关研究较少。大多数文献研究使用基于生产的指标（如生态足迹、温室气体和二氧化碳）来观察环境影响。这种视角对于可持续发展和环境退化来说都是不足的。近年来，基于消费的材料足迹对环境问题有显著影响的观点越来越受到重视（Ozturk等人2023年）。在此背景下，材料足迹的概念极大地将焦点从生产转移到了消费。然而，该研究对文献的贡献也因其创新价值而具有重要意义。G-7国家当前的环境退化状况，以及对它们经济发展对环境和气候影响的新的视角，突显了关于经济发展、贸易、清洁能源转型和环保创新如何影响这些国家材料足迹的重要研究空白。此外，所有贡献都使用了前沿的方法论和估计器，如矩量回归法（MMQR），这突显了本研究对未来研究的创新价值。该研究评估了1990年至2019年的数据。使用全球物质流数据库收集了代表材料足迹的有效资源管理数据。此外，还使用了世界银行的《世界发展指标》（以下简称WDI）来收集有关RE转型的统计数据。经合组织数据库提供了关于环保创新的信息。世界银行通过其WDI提供了显示经济发展和贸易数据的人均GDP统计数据。该研究使用矩量回归法（MMQR）进行分析，这是一种相对较新的方法论。为了使研究的实证发现更具特异性，本研究利用了动态普通最小二乘法（DOLS）、完全修改后的普通最小二乘法（FMOLS）和Driscoll-Kraay估计器的实证统计来检验MMQR结果的稳健性。FMOLS、DOLS和Driscoll-Kraay模型中每个系数的大小、符号和显著性几乎相同。在每种方法中，CET和MF变量之间存在负相关性。关系分析显示，MF和EFI变量之间存在负相关。根据GDP和MF因素之间的关系分析，所有三种策略都表明了正向关联。最后，研究显示TRD和MF变量之间存在正相关。对MF和EFI变量之间关联的调查显示，当查看MMQR数据时，这些变量具有负相关关系。表明G-7国家向RE转型普遍减少了它们的材料足迹的研究发现也表明了这一点。在1%的显著性水平上，每个分位数的发现都具有统计学意义。相反，结果显示MF变量和GDP之间存在正相关。在1%的显著性水平上，每个分位数的发现都具有统计学意义。分析G-7国家贸易开放度与材料足迹之间的关系显示，贸易开放度提高了这些国家的材料足迹。当然，数据在各个分位数上的统计显著性存在差异。这些发现表明，本研究中的GDP和MF之间的关系与Karakaya等人（2021年）和Razzaq等人（2022年）的研究结果一致。然而，Ozturk等人（2023年）和Sun等人（2023年）的研究结果以及CET和MF的结果也相互印证。Razzaq等人（2021年）的研究与本研究在EFI和MF关联方面也有相似之处。研究包括五个部分，首先是引言。引言之后，第二部分涵盖了技术进步、环保创新和EG及贸易的相关文献。第三部分分析和介绍了数据及技术，并提供了关于数据集和技术的详细信息。第四部分讨论了结果和讨论。这里通常会讨论Driscoll-Kraay、FMOLS和MMQR技术得出的结果。最后一部分专门讨论了结论和政策建议。

2 文献综述

2.1 经济发展、贸易和有效资源管理

即使经济发展有助于减少贫困和提高福祉（Sahoo等人2021年），环境质量（EQ）和经济发展之间始终存在权衡（Sahoo等人2021年）。由于自然资源的利用，生态系统（EG）最终会对EQ产生负面影响。贸易过程中所需的大量物质和能源导致了环境问题，尽管贸易也带来了诸如EG增加和贫困减少等益处（Sun等人2023年）。根据世界银行2023年的数据，1960年的全球人均收入水平为455美元，到2022年增加了约28倍，达到12743美元。简单来说，全球人均年增长率为5.5%。另一方面，1980年至2022年间，世界贸易增长了大约13倍。鉴于这些发现，有效资源管理必须考虑环境退化、贸易扩张和经济发展之间的权衡。关于这一主题的文献包含了许多重要的研究。Pothen和Welsch（2019年）在环境库兹内茨曲线（以下简称EKC）的背景下研究了物质使用与国民收入增长之间的联系。他们使用了国内物质消费和材料足迹（MF）作为指标。他们对1990年至2008年间144个国家的调查结果不支持EKC的存在。他们发现MF与收入增长之间的关系呈S形。另一项研究（Cibulka和Giljum 2020年）考察了1990年至2015年间173个国家之间EG、生活质量与资源足迹之间的联系。资源足迹、MF和碳足迹（以下简称CF）分别进行了讨论。MF与经济增长之间的联系是线性的，但MF与CF与生活质量之间的联系是对数的。Charlier和Fizaine（2023年）计算了人均GDP的弹性，这与之前的研究不同。他们收集的1990年至2015年间163个国家的实证数据显示，没有证据表明原材料需求饱和，GDP和物质消费之间没有绝对差异。这些结果表明，当前的发展举措并没有受到资源限制，对原材料的依赖仍然存在。Wang等人（2022年）的研究结果对于更具体的样本也很重要。他们研究了1990年至2015年间参与“一带一路”倡议的62个国家之间的MF与经济发展之间的关系，发现这些国家的整体增长和物质消费相似。Karakaya等人（2021年）还使用了特定欧盟成员国样本研究了材料使用的动机。他们在物质使用的背景下考虑了国内物质消费和MF。2000年至2017年的研究结果表明，尽管国内物质使用有所减少，但在这段时间内MF却有所增长。收入增加是促进MF增长的主要因素。在他们的研究中，Razzaq等人（2022年）采用了分位数ARDL技术来分析由于经济全球化（EG）导致的资源消耗与城市化和基础设施发展之间的不对称影响。研究结果发现，1990年至2018年间，总物质流量（MF）的长期增加主要由经济全球化、城市化和基础设施建设所驱动。然而，商业与资源消耗之间的联系也是研究的重点。在较早的研究中，还考察了这一现象如何影响能源消费（EC）和二氧化碳（CO2）排放。Sharif Hossain（2011年）研究了1971年至2007年间九个新兴工业化国家（NICs）在二氧化碳排放、能源消费、经济全球化和城市化方面的动态关联，包括贸易开放度。尽管格兰杰因果关系检验结果并未支持长期相关性，但研究发现经济全球化和贸易开放度与二氧化碳排放之间存在短期单向因果关系；经济全球化和能源消费之间也存在类似的关系；贸易开放度与经济全球化和城市化之间也存在类似的关系。总体而言，贸易开放度可能对环境质量（EQ）没有长期影响，但在短期内会通过经济全球化间接影响环境质量。Sohag等人（2015年）则专注于1985年至2012年马来西亚技术创新与能源消费之间的关系，研究显示技术创新和贸易开放度的增加对马来西亚的能源消费有提振作用。Alam和Murad（2020年）利用1970年至2012年的43年数据集，分析了贸易开放度对25个经合组织国家资源消耗（RE）的影响。ARDL、DOLS和FMOLS技术的分析结果表明，贸易开放度最终会增加资源的利用。

2.2 清洁能源转型与有效资源管理

碳强度和总物质流量增加的主要原因之一是化石燃料的大量使用。在这种情形下，有效的资源管理显得难以实现。因此，向可再生能源或清洁能源的转型对于有效的资源管理至关重要（Vanegas Cantarero 2020；Sun等人 2023）。尽管文献中经常探讨可再生能源转型与环境后果之间的关系（尤其是从二氧化碳排放的角度），但关于总物质流量与可再生能源转型之间联系的研究并不多（Sun等人 2023）。Bilgili等人（2016年）以环境Kacey（EKC）模型为框架，研究了1977年至2010年间17个经合组织国家可再生能源消费对环境质量的影响。基于使用二氧化碳排放作为环境质量衡量标准的FMOLS和DOLS估计方法，研究验证了EKC假说的有效性。此外，由于可再生能源消费对二氧化碳排放有负面影响，因此对环境有益。He等人（2022年）利用1971年至2018年的年度数据，研究了中国的可再生能源与温室气体（GHGs）之间的关系，以评估环境可持续性。ARDL方法的研究结果表明，可再生能源消费对环境可持续性有正面贡献。Miao等人（2022年）研究了1990年至2018年间十个国家可再生能源消费对生态足迹（EF）和经济全球化的影响。MMQR分析结果显示，在所有分位数中，可再生能源的使用对环境质量有积极影响。此外，面板因果关系测试的结果表明生态足迹与可再生能源之间存在单向因果关系。Sun等人（2022年）同样使用MMQR方法，基于1995年至2018年的数据，分析了可再生能源如何有助于减少金砖国家（BRICS）的环境污染。他们的研究表明，在1990年至2019年间，贸易多元化对所有国家总物质流量的影响都是负面的且显著的。

2.3 技术进步、环保创新与有效资源管理

文献中也提到了环保创新或技术进步与有效资源管理之间的紧密联系。大多数研究表明，技术创新有助于减少二氧化碳排放并改善环境质量（Gerlagh 2007；Ang 2009；Yang和Li 2017；Chen和Lee 2020）。虽然文献中主要是在二氧化碳排放的框架内探讨技术进步、环保创新与环境影响之间的关系，但最近也有研究从环境可持续性和有效资源管理的角度来研究这一议题。Lee和Min（2015年）基于日本制造业数据，研究了研发支出与环保创新之间的联系。数据显示，在将碳排放作为环境绩效指标的情况下，绿色研发支出与排放量呈负相关。Zhang等人（2017年）使用系统GMM方法研究了2000年至2013年中国30个省份的环保创新对二氧化碳排放的影响，实证结果表明大多数中国的环保创新措施成功降低了碳排放。Mensah等人（2018年）研究了1990年至2014年间28个经合组织国家创新对二氧化碳排放的影响，发现创新在多数国家中对降低碳排放至关重要。Wurlod和Noailly（2018年）研究了17个经合组织国家在1975年至2005年期间绿色创新对能源强度的影响，发现绿色创新在大多数情况下有助于降低能源强度。Chen和Lee（2022年）使用1996年至2018年的数据，分析了环保创新对航空运输业环境质量的影响，发现尽管创新带来了积极影响，但由于G7国家对化石燃料的依赖，环境质量仍有所恶化。Adams和Nsiah（2019）研究了1980年至2014年28个撒哈拉以南非洲国家的二氧化碳排放与可再生能源使用情况，发现可再生能源的使用短期内减少了二氧化碳排放，但长期效果不明显，原因是这些国家尚未达到可再生能源能够带来积极环境影响的阶段。Jiang等人（2022年）研究了1995年至2019年17个APEC成员国之间的生态足迹与可再生能源使用情况，长期数据显示使用可再生能源会导致生态足迹扩大。Sahoo等人（2021）研究了1990年至2016年间金砖国家资源消耗与可再生能源消费之间的关系，发现这些国家的可再生能源消费增加了总物质流量，对环境质量产生负面影响。然而，Ozturk等人（2023）针对G20成员国得出相反的结论，他们的研究发现可再生能源转型在所有分位数上降低了总物质流量。Sun等人（2023）在1990年至2019年期间对金砖国家的研究表明，可再生能源转型对总物质流量有负面影响。Regueiro-Ferreira和Alonso-Fernández（2023）研究了七个可再生能源消费较高的欧洲国家的情况，发现可再生能源对总物质流量有积极影响，并有助于减少化石燃料的使用。

2.3 技术进步、环保创新与有效资源管理

文献还应涵盖环保创新或技术进步与有效资源管理之间紧密联系的信息。环保创新在有效资源管理中也发挥着重要作用。多数研究表明，技术创新有助于减少二氧化碳排放并改善环境质量（Gerlagh 2007；Ang 2009；Yang和Li 2017；Chen和Lee 2020）。虽然文献主要在二氧化碳排放的框架内探讨技术进步、环保创新与环境影响之间的关系，但也有研究从国家、行业和企业层面探讨了这一联系。Lee和Min（2015）的研究基于日本制造业数据，发现绿色研发投入与环境绩效之间存在负相关。Zhang等人（2017）使用系统GMM方法研究了2000年至2013年间中国30个省份的环保创新对二氧化碳排放的影响，实证结果表明大多数国家的环保创新举措有效降低了碳排放。Mensah等人（2018）研究了1990年至2014年间28个经合组织国家的创新对二氧化碳排放的影响，发现创新在多数国家中对降低碳排放至关重要。Wurlod和Noailly（2018）也发现了类似的结果。Chen和Lee（2020）使用96个国家的数据，研究了1996年至2018年间技术创新与二氧化碳排放的关系，虽然他们的研究未发现技术创新对全球二氧化碳排放有显著影响，但在高收入、高科技和高二氧化碳排放的国家中，技术创新显著降低了邻近国家的二氧化碳排放。Usman和Hammar（2021）研究了1990年至2017年间APEC国家技术创新对生态足迹的影响，发现技术创新对生态足迹有负面影响。Regueiro-Ferreira和Alonso-Fernández（2023）研究了七个可再生能源消费较高的欧洲国家的情况，发现可再生能源对总物质流量有积极影响，并有助于减少化石燃料的 ??。

3 数据与方法论

本研究评估了1990年至2019年间清洁能源转型、环保创新、经济发展和贸易对G7国家有效资源管理的影响。研究利用全球物质流动数据库（Global Material Flows Database）获取了代表总物质流量的数据，并通过世界银行（World Bank）的WDI数据收集了关于向可持续能源转型的信息。关于环保创新的数据取自经合组织（OECD）的数据库。世界银行的世界发展指标（WDI）提供了人均GDP数据，这些数据反映了经济发展情况，以及贸易数据，显示了贸易占GDP的百分比。表1展示了各变量的具体信息，并对每个变量进行了说明。

表1. 变量详情。变量代码

| 变量 | 数据描述 | 数据来源 |
|----------------|----------------------|-------------------------------|
| MF | 基于消费的材料足迹（人均吨数） | 全球材料流动数据库（2023年） |
| CET | 清洁能源转型 | 世界银行（2023年） |
| EFI | 环保创新 | 经合组织（2023年） |
| GDP | 经济发展 | 世界银行（2023年） |
| TRD | 贸易 | 世界银行（2023年） |

以下是为本研究开发的模型：

模型中使用的缩写如下：
- MMFit：有效资源管理的衡量指标，即材料足迹
- EFIit：环保创新
- GDPit：人均GDP（2015年美元不变价）
- TRDit：贸易开放度
- αi：单元效应
- εit：误差项

该模型采用了最近开发的技术MMQR。MMQR的主要优点在于，与其他许多方法不同，它能够捕捉响应变量和解释变量在不同分位数上的异质性和分布差异（Jahanger等人，2023年）。这使得更容易观察到因变量在多个阶段中的真实波动，而这些波动在线性技术中是无法捕捉到的（Guan等人，2023年）。由于MMQR模型包含了内生解释变量和个体效应，因此该方法非常有用（Basheer等人，2023年）。使用这种计量经济学分析技术突显了进行实证建模和估计的必要性，以考虑因果效应是否可能出现在不同的分位数上。它还可以防止因潜在的非线性或线性（基于条件均值的）模型中的结构缺陷而导致的错误设定。MMQR能够捕捉分位数之间的变化（Adebayo等人，2022年）。与其他非线性估计方法相比，MMQR的表现更为出色，因为它能够纳入非线性模型。例如，非线性自回归分布式滞后（NARDL）模型 tidak memilih norma tertentu untuk menggambarkan karakteristik non-linear dari elemen eksternal. MMQR memungkinkan adanya asimetri yang bergantung pada posisi variabel dalam kriteria distribusi. Berdasarkan semua ini, MMQR lebih sah dan andal, terutama dalam menangani heterogenitas dan endogenitas, serta dalam mendeteksi hubungan non-linear yang asimetris; hasil yang dihasilkan oleh MMQR bersifat terstruktur dan intuitif (Elbatanony等人，2021年；An等人，2021年；Hieu dan Mai，2023年）。因此，由于具有许多优点，MMQR方法被选用。

根据修改后的尺度和位置参数估计，条件分位数模型描述如下：

- 需要估计的参数值为α、μ、?和ψ。概率>0且等于1也被给出。离散的“i”代表个体固定效应。
- 使用元素“c”转换后的值，表示k-vector中选定的元素。

由于每个常数“c”都是独立同分布的，因此与时间（t）无关。为了满足MMQR的矩条件，变量被适当正交规范化，并在时间（t）中重新分配给各个“c”。通过转换方程得到以下公式。因变量的分位数分布定义为...；自变量（如CET、EFI、GDP和TRD）的向量参数表示为...。样本分位数（如第...个分位数）表示为q()的函数。优化问题可以如下得出...

为了增加研究结果的真实性，本研究使用动态OLS、完全修正的OLS和Driscoll-Kraay估计器的实证统计量来测试MMQR结果的稳健性。Phillips和Hansen（1990年）的FMOLS方法可以处理横截面单位之间的内生性和异质性。另一方面，FMOLS是非参数的，而Kao和Chiang（2001年）提出的DOLS方法是参数化的。DOLS估计器可以处理内生性问题，从而提供无偏估计量。因此，与OLS回归相比，FMOLS和DOLS回归模型更为有效（Jahanger等人，2023年）。在处理CSD（集群站点依赖性）时，Driscoll和Kraay（1998年）开发的Driscoll-Kraay回归非常成功。这项测试产生的标准误差对于不平衡和平衡的面板都是相似的（Xie等人，2024年）。根据Westerlund（2007年）的方法，我们还进行了协整分析。当变量非平稳时，使用协整分析来评估它们之间的长期相关性。为了检验CSD的可能性，使用了Pesaran（2004年）的检验。变量的平稳性使用Pesaran（2007年）描述的单位根检验进行了测试。

4 结果与讨论
表2显示了MF、CET、EFI、GDP和TRD的描述性数据。这些变量的平均值分别为：MF为24.02461，CET为9.203524，EFI为9.657905，GDP为37480.4，TRD为48.69002。标准偏差分别为：MF为6.453955，CET为6.568762，EFI为2.718911，TRD为18.37327，表示围绕平均值的变异或分散程度。表2中的最小值和最大值显示了所有变量的最大和最小报告值。Jarque-Bera（J-B）正态性检验表明，所有变量都显著偏离正态分布，显著性水平为0.05。

表3显示了用于评估多重共线性的VIF（方差膨胀因子）测试结果。分析表明，解释变量TRD、CEF、EFI和GDP的VIF值均低于5。容忍度值1/VIF也大于0.10，表明不存在多重共线性问题。

众所周知，在面板数据模型中，不同横截面上的随机变量在回归时往往是异方差的。这意味着面板需要在横截面上是独立的。然而，面板数据研究通常存在横截面依赖性（以下简称CSD），这会导致结果偏差和不准确的结论。文献提供了多种方法来判断面板数据是否存在CSD问题（Xie等人，2023年）。本研究使用了Pesaran（2004）检验来检查CSD。表4显示了CD检验的结果，结果表明所有序列在1%的显著性水平上横截面之间显著相关。此外，为了探究斜率系数的特点及是否存在异质性，本研究重点关注了Pesaran和Yamagata（2008）的斜率异质性检验。表4总结了检验结果。

表7展示了使用第二代CIPS单位根检验确认变量平稳性的结果。根据CIPS和CADF检验的发现，所有变量的一阶差分都是平稳的。

本研究首先使用CIPS和CADF检验来确定变量是否平稳，因为存在明显的横截面依赖性和斜率异质性（Radmehr和Adebayo，2022年）。表5显示了CADF和CIPS检验的结果。表格显示，根据CIPS和CADF检验的结果，所有变量的一阶差分都是平稳的。

为了分析MF与解释变量（CET、EFI、GDP和TRD）之间的长期相关性，必须使用考虑CSD和斜率异质性的协整检验。因此，采用了Westerlund协整检验（Adebayo等人，2022年）。表6显示，两种模型的参数之间存在长期协整关系，拒绝了无协整的零假设。特别是，在两种研究中，都证实了CET、EFI、GDP和TRD之间的长期关联。

表7展示了在MMQR分析之前，使用Driscoll-Kraay、FMOLS和DOLS估计技术的结果。这三种方法得出的结果都验证了估计的稳健性和可靠性。从表7的结果可以看出，CET和MF变量在所有方法中都表现出负相关。所有方法的结果在统计上都是显著的。MF与EFI变量之间的关联分析显示它们之间存在负相关。GDP与MF变量之间的关联分析也显示出正相关关系。此外，TRD和MF变量也显示出正相关。Driscoll-Kraay技术只得出一个统计上不显著的结果。

表8展示了MMQR分析之前的Driscoll-Kraay、FMOLS和DOLS估计结果。这些方法得出的结果确认了估计的稳健性和可靠性。从表7中的结果可以看出，CET和MF变量的系数在幅度、符号和显著性方面几乎完全相同。各方法的结果均显示出统计上的显著性。观察到，在较高的分位数水平（0.70、0.80、0.90）上，研究结果在5%的显著性水平下具有统计学意义。对于中等分位数（0.40、0.50和0.60），则发现不同的结果。在10%的显著性水平下，第40分位数的结果具有统计学意义。根据图1中获得的数据，在50%和60分位数水平上也存在统计学意义。表8展示了MMQR方法的估计结果。变量包括位置（Location）、规模（Scale）和分位数（Quantiles）。

| 分位数 | EFI | CET | GDP | TRD |
|----------------|-----------------|-----------------|-----------------|-----------------|
| 0.10 | -0.2120** | -0.6280*** | 0.00022*** | 0.0449 |
| 0.20 | -0.2540** | -0.1236*** | 0.00004* | 0.0166 |
| 0.30 | -0.2427** | -0.4392*** | 0.0194 | 0.0263 |
| 0.40 | -0.2309** | -0.4903*** | 0.0217 | 0.0334 |
| 0.50 | -0.2194** | -0.5430*** | 0.0517 | 0.0563 |
| 0.60 | -0.2102** | -0.5947*** | 0.0618 | 0.0706 |
| 0.70 | -0.2007** | -0.6361*** | 0.07126*** | 0.0818 |
| 0.80 | -0.1931** | -0.7533*** | 0.0831 | 0.1002 |
| 0.90 | -0.1840* | -0.7126*** | 0.1057 | 0.1209 |

注：符号?、??和???分别表示在10%、5%和1%的显著性水平下具有统计学意义。图1使用PowerPoint图查看器打开，展示了MMQR分析的可视化结果。数据来源：作者自行计算。

**5 结论与政策建议**

G-7国家是最早实现工业化的国家，因此对全球环境破坏负有最大的责任。由于这些国家也是消费社会，因此关注可持续资源管理问题显得尤为重要。本研究探讨了贸易、环境治理（EG）、环保发明以及向清洁能源转变对G-7国家有效资源管理的影响。这项研究的一个重要动力在于之前缺乏研究这些因素之间关联性的成果。此外，本研究采用了MMQR技术，这是一种新颖的方法。分析MMQR的结果表明，环保技术有助于降低G-7国家的物质足迹（MF）。在低（第10、20、30分位数）、中等（第40、50、60分位数）和高（第70分位数）水平上，研究结果均具有统计学意义。DOLS、FMOLS和Driscoll-Kraay的方法得出的结果与MMQR的结果一致。研究发现，在这些发达和工业化国家中，环保技术降低了物质足迹，这凸显了环保技术对于可持续资源管理的重要性。分析清洁能源转型对G-7国家物质足迹的影响发现，清洁能源转型确实减少了该国家的物质足迹，并且在所有分位数水平上都具有1%的显著性。MMQR估计器得出的结果也与DOLS、FMOLS和Driscoll-Kraay估计器的结果相符。此外，这些结果在1%的显著性水平上也具有统计学意义。结论表明，使用可再生能源可以降低G-7国家的物质足迹，这强调了清洁能源使用对这些国家资源高效管理的重要性，也是环境可持续性的一个重要发现。另一个结论是，G-7国家的物质足迹随经济进步而增加。在1%的显著性水平下，MMQR的结果在所有分位数上都具有统计学意义。其他方法（FMOLS、DOLS、Driscoll-Kraay）得出的结果也与MMQR的结果一致。值得注意的是，人均GDP是衡量经济繁荣最常用的指标，但研究发现人均GDP的增加却会导致G7国家的物质足迹增加。研究还表明，贸易开放度会增加G-7国家的物质足迹。第40、60、70、80和90分位数的结果具有统计学意义，而较低分位数的结果则不具有统计学意义。使用FMOLS和DOLS估计器得出的结果具有统计学意义，但使用Driscoll-Kraay估计器得出的结果不具有统计学意义。鉴于全球化带来的商业活动加剧了资源管理的困难，贸易开放度增加G-7国家物质足迹的结果应当予以考虑。

鉴于研究结果，需要提出若干政策建议。首先，G-7国家需要鼓励使用环保技术以实现有效资源管理。应采取措施增加环保技术的专利数量。为确保资源高效管理，G-7国家需加大力度推动向可持续能源的转型。所有行业都应努力转向可再生能源，并逐步淘汰化石燃料的使用。应制定政策支持可回收材料的应用，并在循环经济的框架内实施相关措施。在可再生能源领域，应建立机制以确保可持续资源管理，同时注意引入回收要求。G-7国家应实施公共措施，防止家庭无意中过度消费。应制定立法延长产品寿命，以降低对计划性报废产品的需求。为了降低物质足迹，需要制定相关政策。维修经济应得到更多重视，循环经济的原则也应得到贯彻。对于涉及大量材料的产品，应制定相关税收法规。G-7国家需限制高物质足迹产品的进口，并优先考虑进口环保商品。所有社会群体都应共同致力于实现成功的资源管理。G-7国家需提高公众对可持续资源管理重要性的认识，并制定基于环境可持续性的公共政策。具有高物质足迹和排放量的行业应受到严格的环境监管。应鼓励使用低材料消耗的环保技术。在公共采购中应采用低物质强度标准。G-7国家在谈判贸易协议时应纳入提高环境可持续性的条款。在制定国家增长政策时，必须以透明和明确的方式实现GDP增长与原始资源使用的脱钩。研究的局限性在于数据限制，无法使用2019年以后的数据。未来的研究应利用时间序列分析探索影响资源高效管理的相关因素。

**作者贡献**

?mer Faruk Bi?en：写作——审阅和编辑、撰写初稿、概念化、项目管理、资金筹措
Mustafa Necati ?oban：研究、撰写初稿、审阅和编辑、数据可视化、项目管理、软件使用、数据整理、监督、概念化

**资金情况**
作者未为此项工作获得特定资助。

**伦理声明**
作者无需报告任何事项。

**利益冲突**
作者声明没有利益冲突。

**数据可用性声明**
应合理请求，通讯作者将提供支持研究结果的数据。