数字-绿色融合作为城市经济转型的驱动因素：机制与路径

《Journal of Innovation & Knowledge》：Digital–green integration as a driver of urban economic transformation: mechanisms and pathways

　　

摘要：城市经济转型的有效驱动因素尚未得到充分探索，以往研究考察了数字化或绿色技术作为促进因素的机制。本研究构建了多部门一般均衡模型（GEM），旨在从理论上解释数字化与绿色技术融合（IDGT）驱动城市经济转型的机制。基于路径分支理论，研究人员还分析了如何利用数字化识别合适的绿色技术创新路径，以促进城市经济转型。为此，本研究以2011-2021年间262个中国城市作为研究数据进行了实证分析。基准回归结果表明，IDGT显著促进了城市经济转型。机制分析显示，IDGT主要通过劳动配置优化、产出增长加速和碳排放减少来驱动城市经济转型。进一步分析发现，数字化对绿色相关技术多样化具有倒U型影响，而对绿色无关技术多样化则呈现U型曲线效应。大城市和沿海城市可以充分利用数字化推进绿色无关技术多样化，更适合采用激进式技术创新路径，而中小城市以及内陆城市仍处于探索绿色技术创新路径的阶段。本研究丰富了数字化与绿色技术的理论机制，并从IDGT视角为促进城市经济转型提供了实证证据。

**论文解读：数字-绿色融合驱动城市经济转型的机制与路径研究**

**研究背景与问题提出**

在全球气候变化与第四次工业革命的双重背景下，城市经济转型已成为实现低碳目标与高质量发展的关键战略。城市经济转型不仅是全球可持续发展的核心路径，也是提升城市竞争力的关键驱动力，更是应对气候变化的战略响应。数字化通过监控生产过程优化资源配置、减少浪费并提升生产效率；绿色技术则推动可再生能源利用、促进废弃物与废水循环利用，并刺激创新型环保产品需求，从而推动经济向可持续发展方向演进。然而，现有研究存在显著不足：首先，以往研究多聚焦于数字化或绿色技术单一因素对城市经济转型的驱动作用，假设了单一路径依赖，忽视了二者互补融合所产生的协同效应；其次，数字化基础设施建设与绿色技术研发（R&D）均需要大量前期投资，给城市经济转型带来了巨大的成本压力；第三，绿色技术相较于非绿色技术具有更高的复杂性与新颖性，其创新过程面临更高风险与更大投入，尤其缺乏明确的技术创新路径可供遵循。因此，城市如何有机整合数字化与绿色技术以共享成本、分散风险，并将这种协同效应引导至有效的城市经济转型路径，成为亟待解答的关键科学问题。

**研究内容与核心结论**

为回应上述问题，本研究以数字-绿色融合（IDGT）为切入点，首先构建了一个包含最终产品部门、中间产品部门、绿色创新部门和代表性家庭部门的多部门一般均衡模型（GEM），从理论上系统阐释了IDGT驱动城市经济转型的三重内在机制。基于该模型，研究人员推导出IDGT通过优化劳动配置、加速产出增长和减少碳排放三个路径促进城市经济转型的理论假说。随后，研究采用2011-2021年间262个中国城市的面板数据，构建双向固定效应（TWFE）模型进行实证检验。基准回归结果显示，IDGT显著促进了以绿色全要素生产率（GTFP）表征的城市经济转型。机制分析验证了IDGT主要通过优化劳动配置、加速产出增长和减少碳排放三重机制发挥作用。进一步地，基于路径分支理论，研究探讨了如何利用数字化选择适宜的绿色技术创新路径。通过构建绿色相关技术多样化（Rd）和绿色无关技术多样化（Ud）密度指标，分别表征渐进式与激进式技术创新路径倾向，研究发现数字化对Rd呈现倒U型影响，而对Ud呈现U型影响。异质性分析表明，大城市和沿海城市可以充分利用数字化推进Ud，更适合采用激进式技术创新路径，而中小城市和内陆城市仍处于探索阶段。空间效应分析进一步揭示了数字化对绿色技术多样化的空间溢出效应。该研究发表在《Journal of Innovation》。

**关键技术与方法**

本研究采用的主要关键方法包括：第一，构建多部门一般均衡模型（GEM）进行理论推导，分析IDGT驱动城市经济转型的机制；第二，采用超效率松弛测度（SBM）方法结合数据包络分析（DEA）框架测算绿色全要素生产率（GTFP），将能源消耗、资本和劳动力作为投入，GDP和CO₂排放分别作为期望与非期望产出；第三，基于绿色技术专利的国际专利分类（IPC）代码共现原理，构建相关与无关技术矩阵，测算绿色相关技术多样化（Rd）与绿色无关技术多样化（Ud）密度；第四，运用双向固定效应（TWFE）面板数据模型、工具变量（IV）两阶段最小二乘法（2SLS）以及广义矩估计（GMM）动态面板模型进行实证检验与稳健性分析；第五，采用空间杜宾模型（SDM）分析数字化对绿色技术多样化的空间溢出效应。研究样本数据来源于中国262个城市2011-2021年的面板数据，其中绿色专利数据来源于incoPat数据库。

**研究结果**

**（1）基准回归分析：IDGT是否促进城市经济转型？**

通过TWFE面板数据模型检验，结果显示数字化（Dig）和绿色技术（Gpp）各自对GTFP具有显著正向影响，而二者的交互项（Dig×Gpp，即IDGT）的回归系数同样显著为正，表明IDGT对推动城市经济转型具有显著的促进作用。通过替换自变量（采用主成分分析计算数字化指数Dig_s，并用绿色技术专利申请量Gpa替代授权量Gpp进行检验）、增加控制变量（引入金融发展Fdl和城市基础设施Tic）、工具变量分析（以国家新一代人工智能创新发展试验区政策Aip和绿色专利双轨审查制度Ftg为工具变量）以及动态面板模型（差分GMM和系统GMM）等多种方式进行稳健性检验，结果均支持基准结论的稳健性。

**（2）机制分析：IDGT如何促进城市经济转型？**

采用多重中介效应模型检验IDGT驱动城市经济转型的三重机制。劳动配置效应路径：IDGT对劳动结构（Prd，城市R&D人员占比）具有显著正向影响（β=0.0000112，p<0.05），表明IDGT有助于优化城市劳动结构，促进劳动力向高技能岗位转移。产出增长效应路径：IDGT对经济产出增长（Gdp，GDP对数）的系数为0.0000929且显著，表明数字化与绿色技术的互补关系加速了经济增长。碳减排效应路径：IDGT对能源强度（Eci，总能耗对数）的系数为-0.0006351且显著，表明IDGT显著降低了能源消耗，对实现城市碳减排并进一步推动GTFP具有显著影响。

**（3）进一步分析：绿色技术创新路径策略**

绿色相关与无关技术多样化分析：使用incoPat数据库（2011-2021年共868,532条绿色专利记录）构建绿色技术分类矩阵，计算Rd和Ud。回归结果显示，数字化平方项对Rd的系数显著为负（-3.306，p<0.01），呈倒U型关系，拐点为0.1528；数字化平方项对Ud的系数显著为正（0.543，p<0.1），呈U型关系，拐点为0.0136。这表明在数字化初期促进渐进式创新，但超过阈值后促进效应减弱；而激进式创新仅在数字化累积效益超过一定阈值后才被推动。

异质性分析：基于城市规模和地理位置分类，大城市和沿海城市中数字化对Ud具有显著正向影响，适合采用激进式创新路径；中小城市和内陆城市中数字化显著抑制Rd，而对Ud影响不显著，仍处于探索阶段。进一步基于人均GDP、第二产业占比、大学密度和科技财政支出占比进行K-means聚类分析，结果与上述异质性分析基本一致。

空间效应分析：采用空间杜宾模型（SDM）分析，发现数字化对本地和邻近城市的Rd具有显著负向影响，资源挤出效应导致当地渐进式绿色创新资源被数字化项目挤占，并通过吸引周边地区优质人才影响邻近地区绿色相关技术多样化。数字化对本地Ud具有显著正向影响，但对周边城市Ud具有显著负向影响，表明数字化既是本地驱动因素又是区域竞争力增强因素，加剧了区域间对绿色技术领先地位的竞争。

**结论与讨论**

本研究从IDGT视角出发，通过多部门GEM从理论上识别了城市经济转型的三重驱动机制，包括优化劳动配置提升高技能与低技能劳动力结构、加速产出增长降低绿色技术创新成本并提升产出绩效、以及降低单位产出能耗与CO₂排放的碳减排效应。这为推进城市经济转型提供了系统性解决方案。研究结论明确了数字赋能对绿色技术创新路径选择具有异质性影响，大城市和沿海城市应选择激进式创新路径，而中小城市和内陆城市尚处于探索阶段，需基于本地数字化水平确定合适的绿色创新路径。

研究结论部分翻译如下：城市经济转型是应对全球气候变化和第四次工业革命的重要战略，涉及从快速扩张向质量提升阶段的转变。本研究采用多部门GEM从理论上识别了IDGT视角下城市经济转型的驱动机制，并分析了数字化与绿色技术多样化之间的联系，确定了城市绿色技术创新的有效路径。与现有仅从数字化或绿色技术单一角度分析城市绿色发展驱动机制的研究相比，本研究识别了IDGT的三重驱动因素，包括优化高技能与低技能劳动配置的劳动优化效应、降低绿色技术创新成本并提升产出绩效的产出加速效应，以及降低单位产出能耗和CO₂排放的碳减排效应。这些综合效应为推进城市经济转型提供了系统性解决方案。选择合适的绿色技术创新路径是推进创新过程的前提。现有研究尚未将绿色技术创新路径划分为渐进式和激进式类型，也未探讨数字赋能对这两种路径选择的异质性影响。然而，本研究表明，城市绿色技术创新路径在数字赋能下的效果并非同质化，数字化的赋能效应对渐进式或激进式创新路径均存在边界约束。具体而言，数字化对绿色相关技术多样化呈倒U型影响，对绿色无关技术多样化呈正U型影响。对于大城市和沿海城市，数字化要求选择激进式创新路径；而对于中小城市和内陆城市，数字化下的绿色技术创新路径选择仍处于探索阶段。因此，城市不仅需要锚定现有转型目标，还需整合地理位置和城市规模，通过数字赋能强化其绿色技术创新禀赋，选择合适路径以加速经济转型。本研究为促进IDGT推动城市经济转型提供了理论基础和实证支持，同时也为利用数字化制定城市特定绿色技术创新战略提供了政策指导。