【文献分享】数字经济与二氧化碳排放:考察门槛变量的作用

文摘   2024-11-09 08:02   浙江  


摘要




鉴于现有文献主要关注数字经济(DE)对环境退化的影响,而忽视了自然资源的作用,本文将自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量,以揭示自然资源在DE与二氧化碳(CO₂)排放关系中的调节作用。本文选取了97个国家,使用20032019年的年度数据,采用面板门槛模型。研究结果表明,当自然资源租金作为门槛变量时,DECO₂排放的影响呈现单一门槛效应(即DECO₂排放之间存在倒U型关系)。具体而言,当自然资源租金处于低至中等水平时,DE显著增加CO₂排放;而当租金超过门槛值时,DE则抑制了CO₂排放的增长。此外,以反腐败监管为门槛变量时,DE总体上推动了CO₂排放增长,且其对CO₂排放的影响存在双重门槛效应。具体来说,反腐败监管的增加最初加剧了DECO₂排放的影响,随后逐渐减弱。基于以上研究结果,本文提出了多项政策建议,例如制定符合本国国情的DE发展战略,在DE发展过程中考虑自然资源的作用,并加强环保领域的反腐败工作。




研究背景及意义




随着过度消费和生产活动的加剧,大量的二氧化碳(CO₂)排放对人类生产生活、经济和社会生活带来了负面影响。根据英国石油公司(2022年)的数据,2021年全球能源使用、工业过程、燃烧活动和甲烷的CO₂排放量上升了5.7%,达到390亿吨。这表明全球气候问题日益严重,推动低碳发展的共识逐渐达成。数字经济(DE)的定义为“以数字化信息和知识为核心生产要素、现代信息网络为主要活动空间、以信息和通信技术(ICT)推动生产力增长的广泛经济活动”。随着信息和通信技术的进一步进步,数字经济因其高度创新、强渗透性和广泛传播性,显著改变了全球经济结构、竞争环境,并重新组织了生产要素资源配置,但其对环境的影响尚不确定发展方面具有多个潜力,例如通过整合数据资源、提升技术资源和建立数据网络系统,提高了政府监测CO₂排放和低碳治理的能力。同时,数字经济还能引领绿色过程和服务创新,提升企业的生产效率和碳效率,为低碳经济转型提供动力。然而,随着云计算和无现金支付系统等在线活动的增加,数字服务的需求也在增长。因此,研究DE与碳排放的关系至关重要的,尤其是考虑到自然资源和反腐败监管等因素。本文采用了面板阈值回归模型作为主要的研究方法,以分析数字经济对碳排放的影响,并结合自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量,探讨其在不同条件下的非线性关系。




研究亮点


         


1)引入自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量:本文首次将自然资源租金和反腐败监管纳入数字经济与CO₂排放关系的分析,系统考察了自然资源在数字经济与碳排放关系中的调节作用。这一视角拓展了现有关于数字经济与环境影响的研究维度。

(2)揭示非线性影响关系:通过使用面板门槛模型,本文揭示了数字经济与CO₂排放之间的非线性关系。在自然资源租金低时,数字经济会增加CO₂排放,而当资源租金超过一定门槛后,数字经济则转为抑制排放。同样,在反腐败监管的不同水平下,数字经济对CO₂排放的促进效应也表现出递增再减弱的双重门槛效应。

(3)广泛的数据覆盖:本文基于2003—2019年97个国家的面板数据进行分析,为探讨数字经济与碳排放的关系提供了更全面的国际视角,并提升了研究结果的广泛适用性。

(4)为政策制定提供科学依据:研究发现提示,低资源租金和低反腐水平下的数字经济更可能导致碳排放增加。因此,本文为各国政府在数字经济发展和环境政策制定上提供了可行建议,尤其是如何平衡数字经济的发展与低碳目标,支持了全球低碳转型的实践。




研究结果



1. 变量测量

1.1核心变量

本文首先使用固定效应模型测试了数字经济(DE)对CO₂排放的线性影响,随后在自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量的情况下,考察了数字经济对CO₂排放的非线性影响。本文基于97个国家2003至2019年的面板数据进行分析,以下是各变量的选择和数据来源:主要的解释变量为数字经济复合指数,该指数基于基础设施、社会效应、数字商业和社会支持四个方面构建。该复合指数采用熵值法计算,次级指标包括电信基础设施指数、在线服务指数和电子参与指数,这些数据来自联合国经济和社会事务部发布的电子政务调查报告。由于该数据每隔数年发布,使用线性插值法对面板数据进行补充。

1.2 门槛变量

自然资源租金(rent)定义为自然资源租金占GDP的比例,包括石油租金、天然气租金、煤炭租金、矿物租金和森林租金等。反腐败监管(cot)衡量公共权力被私人利用的程度,包含小规模和大规模的腐败。其控制腐败的指数范围为0到100分,分数越高表示腐败控制越好。

1.3控制变量

为减少外生因素对数字经济影响CO₂排放精确评估的干扰,本文选择了可再生能源消耗在总能源结构中的比例(ren)和贸易开放度(tra)作为控制变量。

2. 实证结果

2.1 初步分析

在验证数字经济(DE)与二氧化碳(CO₂)排放的关系之前,本文进行了相关性分析。表5显示,数字经济与CO₂排放之间在1%的显著性水平上呈显著正相关,系数为0.475。同时,各变量的方差膨胀因子(VIF)最高值为2.69,且所有变量的VIF均小于5。此外,多数相关系数低于0.8,表明不存在多重共线性问题。

2.2 基准回归分析

为得出更精确的结论,本文采用混合回归、固定效应和随机效应模型以揭示变量间的定量关系。经过LM检验和Hausman检验,确定应选择固定效应模型。表6的面板回归结果表明,数字经济对CO₂排放具有显著的线性正向影响,说明数字经济的发展在一定程度上可能增加CO₂排放。

2.3 门槛模型分析

2.3.1 检验门槛效应的有效性

为进一步验证数字经济与CO₂排放间的非线性关系,本文使用自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量,应用面板门槛回归模型进行检验。门槛效应检验结果如表7所示,表明自然资源租金在10%的显著性水平上存在单一门槛,而反腐败监管在5%的显著性水平上具有双重门槛。进一步分析显示,当自然资源租金低于门槛值时,数字经济显著增加CO₂排放,而当超过该值后,数字经济则逐渐表现出抑制排放的作用。

2.3.2 门槛回归结果

为验证门槛估计值的准确性并确定其置信区间,本文分别绘制了自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量的似然比(LR)趋势图。表8显示了门槛估计值和相应的置信区间。根据趋势图,可以更直观地评估门槛值及其置信区间。在自然资源租金和反腐败监管为门槛变量时,门槛值确保了LR函数的最小值。

趋势图用于更好地评估门槛值及其对应的置信区间。在图1中,自然资源租金的95%置信值为7.35,与x轴平行的虚线表示该值。当自然资源租金和反腐败调控用作门槛变量时,估计的门槛值确保LR函数的最小值。

图2显示,自然资源租金最初呈上升趋势,但最近急剧下降。表8显示,自然资源租金的单一门槛值为16.5067,总体趋势从正向促进转为显著的负向抑制(10%显著水平)。

当门槛变量资源租金小于16.5067时,数字经济的估计系数为 0.800,在1%的显著性水平上显著;当门槛变量资源租金大于 16.5067时,数字经济的估计系数为-1.629,在5%的显著性水平上显著。这一趋势可能是由于自然资源租金较低通常表明资源充裕,足以支撑社会发展和技术进步,促使人们开发更多自然资源。决策者在制定企业生产决策时,需求曲线(D)和边际收益曲线(MR)代表公司生产决策的参考(见图3)。图中,D=MR,而 MPC和MSC分别代表企业边际成本和社会边际成本。由于自然资源的负外部性,导致MPC>MSC,这意味着企业产生的部分成本由社会承担。边际外部成本(MEC)表示社会边际成本与企业边际成本之间的差额。

资源充裕且开发不受限制时,企业的最大收益为Q2,但此时社会最优产量为Q1,根据最大化社会效用原则确定的产量小于根据最大化企业利润原则确定的产量。在这种情况下,自然资源被过度开发,污染物排放增加,导致CO₂排放增加。然而,随着资源的减少和自然资源租金的上升,人们逐渐认识到合理利用资源的重要性。如果自然资源租金继续上升并超过阈值,数字经济的快速整合与发展将给生产和消费带来巨大变革。数字经济下数据要素和数字技术的引入可以改善工业生产的整体环境表现,包括原材料的提取与处理、交付、制造、分销及废弃物管理。通过推广减少、再利用和回收方式减少对自然资源的依赖,从而推动绿色发展。
图 4 显示了反腐败调控的95%置信区间。在整个时间段内,除个别小偏差外,LR 统计量均高于置信区间。表 8 的结果也显示反腐败调控的门槛分别为 8.7805 和 10.0962。总体趋势从正向促进转为弱促进,回归系数在 5% 的显著性水平上显著。

当门槛变量 cor<8.7805 时,回归系数在10%的显著性水平上显著为正;当门槛变量在8.7805<cor<10.0962之间时,反腐败调控加速了数字经济对CO₂排放的正向影响。这表明在将传统产业转化为数字经济的过程中存在优先级排序:首先需要对高污染、高排放和高消耗的产业采用数字技术,以提高生产能力。此时,反腐败调控的影响较小。
当门槛变量cor>10.0962时,数字经济的促进作用减弱。随着数字经济的普及及其在各产业中的应用,数字产业化和产业数字化正逐渐显现出对生态环境的红利效应。对于试图通过贿赂环保部门和影响环境政策的高污染企业,政府将加强反腐败调控,通过切断企业的政治联系,迫使它们通过技术创新向清洁产业转型,从而减缓CO₂排放的增长。
图5显示了反腐败监管的双重阈值。可以看出,反腐败监管在第一个阈值8.7805和第二个阈值1 0.0962处有增加的趋势。

根据对租金和cot阈值的估计,得到的模型回归结果如表9所示。表9展示了自然资源租金和反腐败监管为门槛变量的门槛回归结果。结果表明,当自然资源租金低于临界值时,数字经济显著增加CO₂排放;而当超过临界值时,数字经济对CO₂排放具有显著的负向抑制作用。同时,反腐败监管的双重门槛结果表明,在反腐败水平较高时,数字经济对CO₂排放的正向促进作用减弱。这表明,反腐措施的增强在一定程度上减弱了数字经济对环境的负面影响。

3. 稳健性检验

3.1 去除控制变量

为验证门槛效应的稳健性,本文依次去除了模型中的每个控制变量,并进行了回归分析。表10显示,在去除控制变量后,自然资源租金和反腐败监管作为门槛变量时,数字经济对CO₂排放的门槛效应依然显著,且方向保持一致。这一结果表明模型稳健,表明控制变量的去除不会改变核心变量之间的关系。

3.2 替换控制变量的稳健性检验

为进一步验证稳健性,本文将基准回归中的控制变量替换为电力供应水平和经济增长指标进行回归分析。表11的结果表明,即使替换控制变量,回归结果仍然与基准回归一致,说明研究结论具有较高的可靠性。




研究启示



 

未来的研究可以从以下几个方面进一步拓展和深化:

(1)制定适应性数字经济发展战略:各国应结合自身自然资源和治理水平,制定符合国情的数字经济发展战略,以充分发挥其在减少CO₂排放方面的潜力,避免因数字经济发展导致碳排放增加。

(2)鼓励清洁技术和绿色产业:鼓励数字经济与低碳产业结合,支持清洁技术和清洁能源的发展,提升产业结构的绿色化水平。

(3)加强自然资源管理和反腐力度:政府应采取透明和可持续的资源管理政策,防止资源过度开发,同时提升反腐败力度,以削弱数字经济对环境的负面影响。




初审:严   露

审核:徐彩瑶

排版编辑:陆   雨

文献推荐人:陆   雨

参考文献:Wang, Qiang, et al. Digital economy and carbon dioxide emissions: examining the role of threshold variables. Geoscience Frontiers 15.3 (2024): 101644.

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【数字生态与绿色发展学术团队】Digital economy and carbon dioxide emissions Examining the role of threshold variables.pdf


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