官芷怡， 傅浣溪， 黄和亮， 苏志庆
(福建农林大学 经济与管理学院， 福建 福州 350002)
全球气候变化问题是人类社会发展至今遇到最严峻的环境问题，而造成全球气候变化的最主要驱动因子是温室气体.随着经济的快速工业化，高耗能、高排放的重化工业产值的绝对值较大，造成生态环境破坏和碳排放急剧增加.中国作为对生态环境高度负责的国家，于2020年提出碳达峰、碳中和目标，在十九届六中全会上明确要走绿色低碳发展的道路.2021年12月中央经济工作会议中为我国推进碳达峰碳中和工作定下了新的路线图.由此可见，有序推进绿色低碳经济发展，不断约束经济发展中产生的碳排放是中国社会经济发展的基本战略.
碳排放引起全球气候变化是世界性的问题，对该问题的研究引起了众多学者的关注.现有研究主要集中于两个领域：一是探究可能影响碳排放的经济因素.涉及的因素主要有经济发展[1-2]、技术进步[3-4]、外国直接投资[5-6]、能源消费结构[7]和城镇化[8]等.二是一国的产业结构如何影响该国碳排放成为近年的研究重点.首先，产业结构高级化有助于碳减排[10-11]，但是我国目前的产业结构难以支撑碳达峰时所需的减排需求[9]；
其次，产业结构合理化同样对碳排放具有抑制作用[12-13]；
最后，产业结构对碳排放具有空间溢出效应，但当前关于产业结构对碳排放的影响程度和方向尚未形成定论.王淑英等[14]发现产业结构合理化和高级化对碳生产率具有显著的正向溢出效应，且产业结构高级化发挥着更为重要的作用；
原媛等[15]发现产业结构合理化起着更为积极的减排作用，但现阶段区域的产业结构高级化不利于相邻区域碳减排；
曾海鹰等[16]认为产业结构高级化和合理化会导致相邻地区碳排放攀升.
以上研究分析了产业结构以及其他相关因素对碳排放的影响，对于地区碳减排有一定借鉴意义，但还需要进一步讨论.本文的边际贡献在于：(1)现有文献更多在讨论对碳排放的影响，本文使用碳排放强度相较于碳排放总量更能体现低碳经济的内涵；
(2)现有研究讨论产业结构调整对碳排放强度的空间溢出效应的影响结果尚未深入展开，本文的研究有助于丰富相关文献；
(3)我国东、中、西三大区域产业结构有较大的差异，但现有文献较少进行区域异质性分析，本文将在此基础之上进行深入分析.因此，本文选取2005—2019年中国30个省区市(不包含西藏自治区、港澳台地区)的面板数据，计算碳排放强度的全局莫兰指数，利用空间杜宾模型分析产业结构调整对碳排放强度的影响，并对我国东中西部进行异质性分析.
产业结构合理化是指产业间的协调程度和资源有效配置程度.其水平低意味着区域的产业结构未能依据自身经济发展进行动态调整，进而造成区域产业协调程度低、资源配置低效，导致资源浪费、碳排放增加[15].要解决资源配置不合理的问题，区域产业结构需要进行合理化调整，推进产业部门间协同发展，优化产业间资源配置状况，推动资源要素从高污染、低附加值的产业转入低污染、高附加值的产业，实现生产效率提高，经济生产扩大，能耗浪费减少，有效降低生产单位产品的碳排放[17].
产业结构高级化衡量的是区域主导产业升级的过程，伴随着落后产业部门的淘汰以及新兴产业部门的兴起.产业部门的生产活动与碳排放强度息息相关.落后产业部门可能具有高耗能、高排放、低效益的生产模式；
因此随着落后产业部门的消失，减少对煤炭、石油等传统能源的刚性需求，可以在消费端控制能源消耗的增加[18].而新兴产业部门往往是随着新的科研技术的诞生与应用或者新型基础设施的投资而出现的新的产业部门或者行业，具有低耗能、低污染、高附加值的生产模式；
因此有新兴节能技术应用于生产领域，会使单位产出的能源消耗减少，能有效降低碳排放强度.基于以上分析可以提出研究假说1.
H1：产业结构合理化和高级化有助于降低本区域碳排放强度.
产业结构合理化调整的空间溢出效应主要体现在省际产业转移和要素流动，发达省份在调整自身产业间协调程度时，会伴随着不合理的产业和生产要素向落后省份转移[19].一个区域的产业应符合本地区比较优势.倘若被动地接受相邻区域因为产业结构调整而转出的产业，反而会降低自身产业结构合理化水平，使得投资效率低下以及资源严重浪费，破坏区域生态环境[20].而相邻区域往往是产业转移的被承接者，这些产业可能不符合相邻区域的产业结构特征或相邻区域未能依据自身特征进行合理化调整.不合理的产业转移可能会造成相邻区域重复建设和企业过度竞争，以至于造成相邻区域产业间的整体协调程度降低，引起相邻区域生产资源过度消耗，产能浪费，造成碳排放强度增加.
产业结构高级化调整的空间溢出效应主要体现于产业升级通过关联效应和扩散效应向相邻区域溢出先进的生产技术和环保技术[19].随着信息化水平不断提高以及交通网络日益发达，相邻区域进行产业合作的成本逐渐降低，容易形成区域间前后关联产业，有助于区域间产业结构优势互补[21].一个区域的产业结构进行优化升级，可以通过低碳技术或清洁能源等产业结构要素的转移，影响到相邻区域的关联产业，进而带动相邻区域共同向低耗能、低污染、高附加值的技术知识密集型产业转型.推动区域间产业部门联动升级是区域间碳减排治理的重要动力.基于以上分析可以提出研究假说2.
H2：产业结构合理化对相邻区域碳排放强度有正向溢出效应，产业结构高级化对相邻区域碳排放强度具有负向溢出效应.
2.1 变量选取
2.1.1 被解释变量
本文的被解释变量为碳排放强度，其数值等于碳排放量与GDP的比值.本文采用国际上通用的IPCC法计算煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油和天然气这8种能源的碳排放量,具体计算公式如下：
式中：CE为碳排放量，CI为碳排放强度，t为年份，l为能源类型，E为能源消耗的碳排放量，NCV为能源的净发热量，CEF为能源碳排放因子，COF为能源的碳氧化因子，44/12为CO2与C分子量的比值.
2.1.2 核心解释变量
本文的核心解释变量为产业结构合理化和产业结构高级化.借鉴干春晖[22]的研究来衡量产业结构合理化和高级化.产业结构合理化衡量的是产业间的协调程度和产业资源配置效率.本文运用泰尔指数来衡量产业结构合理化，泰尔指数越接近0，产业结构合理化程度越高,具体计算公式如下：
式中：i为省份，m为产业，Yimt为i省t年第m产业的增加值，Yit为i省t年的生产总值，Limt为i省t年第m产业的从业人员，Lit为i省t年三大产业从业人员之和.
产业结构高级化为区域产业向第三产业逐渐转变的过程，采用第三产业产值占第二产业产值的比例来表示.
2.1.3 控制变量
参考现有文献，本文选择能源消费结构(Enr)、城镇化水平(Urb)、人均GDP(Pgdp)、技术进步(Tech)和外商直接投资(Fdi)作为控制变量.其中，Enr为煤炭消费占总能源消费的比例；
Urb采用城镇人口数量在各地区总人口数量的占比，并引入其二次项；
人均GDP使用GDP与人口规模的比值表示，本文使用其对数形式进行测度，并将其二次项引入模型；
Tech使用专利授予数与研发人员数量的比值表示；
Fdi为外商直接投资额占GDP的比例.
2.1.4 数据来源
依据数据可获得性和有效性原则，本文选取中国30个省区市(由于西藏自治区产业结构的独特性、港澳台地区是独特的关税区，故将其剔除)2005—2019年的面板数据，来自《中国统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国科技统计年鉴》、国家统计局官网和中经网统计数据库，样本共有450个观测值.为了减小由于数据间差值较大造成的不利影响，对部分变量取对数处理.同时外商直接投资是以美元为单位，用年平均汇率进行单位换算.此外，本文选择插值法来补齐个别缺失的数据.
2.2 描述性统计分析
表1展示了描述性分析的结果，可以看出碳排放强度、产业结构合理化和产业结构高级化的均值为2.847、0.243和1.174，标准差分别为2.123、0.153和0.650，这表明我国不同省份之间碳排放强度和产业结构存在较大差异.其余控制变量也呈现这一特征，说明我国省份的整体发展状况具有不均衡特征.
表1 各变量描述性统计
2.3 基准空间计量模型设定
空间效应检验的常用模型主要有空间误差模型、空间滞后模型以及空间杜宾模型.相比之下，空间杜宾模型能发挥更好的检验效果，但是空间杜宾模型能否优于其他两种模型还需要通过LM检验、稳健LM检验、Wald检验和LR检验.下式是空间杜宾模型的回归方程：
CIit=β0+ρWijCIit+β1TSit+β2TLit+β3Xit+
Wij(θ1TSit+θ2TLit+θ3Xit)+μi+δt+εit，
式中：CI为碳排放强度，TS为产业结构高级化，TL为产业结构合理化，Wij为空间权重矩阵，X代表一系列控制变量，WijCIit为空间权重矩阵和碳排放强度的空间交互项，Wij(θ1TSit+θ2TLit+θ3Xit)为空间权重矩阵和产业结构高级化、产业结构合理化以及控制变量的空间交互项，μi为个体效应，δt为时间效应，εit为随机误差项.
3.1 空间自相关结果分析
在进行空间分析前，需要用Moran′s I指数检验碳排放强度的空间自相关性，如果存在，则需要建立相应的空间计量模型进行估计.Moran′s I指数表达如下：
式中：yi与yj为省份i与省份j的碳排放强度，n为省份数量，Wij为空间权重矩阵.本文选择空间邻接矩阵作为空间权重矩阵，当省域相邻时，Wij=1；
不相邻时，Wij= 0.
Moran′s I指数的取值范围在[-1，1]中，其绝对值越大表示碳排放强度空间相关性越强；
当Moran′s I指数大于0，说明相邻区域的碳排放强度存在正相关性；
Moran′s I指数值小于0，说明存在负相关性；
Moran′s I指数的值接近0时表示相邻区域的碳排放强度呈随机分布.
表2 2005—2019年碳排放强度空间相关性
本文使用GeoDa1.16软件进行全域自相关检验，结果见表2，可以发现2005—2019年碳排放强度的Moran′s I指数为0.248～0.385，皆为正数，且P值均小于0.05，说明各省区市的碳排放强度在空间上会互相影响，存在空间正向相关性.
3.2 空间模型的选择
首先，空间误差模型(SEM)和空间滞后模型(SLM)的LM检验、稳健LM检验的结果显著为43.852、3.017、48.165和7.330，因此可以选择引入空间杜宾模型(SDM).其次，通过Wald检验和LR检验来判断SDM模型是否可以简化为SLM模型或SEM模型，检验结果显著为29.85、25.00、41.01和42.83，说明空间杜宾模型为最优模型.进一步，通过Hausman检验选择固定效应，并通过对比赤池信息量准则(AIC)和贝叶斯信息准则(BIC)，最后选择时间空间固定的空间杜宾模型来分析产业结构调整对碳排放强度的影响.
3.3 空间杜宾模型回归结果
表3为使用Stata 16.0软件运用空间杜宾模型的估计结果，其中系数一列的结果是指本省区市解释变量对本省区市碳排放强度的影响，空间滞后项一列的结果即邻近省区市的解释变量对本省区市碳排放强度的影响.
表3 SDM模型估计结果
从表3可以看出空间滞后参数ρ为0.259，该结果说明我国碳排放强度存在显著的空间溢出效应，相邻省区市碳排放强度正向影响本省区市碳排放强度.本省区市产业结构合理化和高级化有助于降低本省区市碳排放强度，且相邻省区市产业结构合理化和高级化对本省区市碳排放强度存在显著的空间溢出效应，相邻省区市产业结构升级会降低本省区市的碳排放强度，但是相邻省区市产业结构越合理会提高本省区市碳排放强度.本省区市技术进步程度和第二阶段的城镇化水平对本省区市碳排放强度起着正向促进作用，而人均GDP对碳排放强度的影响呈U型关系.相邻省区市外商直接投资有助于降低本省区市碳排放强度.
3.4 效应分解
若碳排放强度的空间滞后项系数显著不为0时，需要进行效应分解，以此能更好地反映各变量的边际效应.表4为空间效应分解的结果.
表4 SDM模型效应分解结果
初步分析如下：
(1)直接效应.为本区域解释变量对本区域碳排放强度的影响.产业结构合理化的系数为1.628，在5%水平下显著，实证结果证明产业结构合理化能有效降低本地区碳排放强度.产业结构越合理代表产业协调程度高、资源配置效率高，这时资源要素主要投入于低污染、高附加值的产业，资金、技术和人才等生产要素的利用率达到较高程度，所以在投入同等生产要素的情况下，单位产品产生的碳排放最小化.产业结构高级化的系数显著为-0.742，结果表明产业结构高级化能显著抑制本地区碳排放强度的增加.在区域经济发展的过程中，区域主导产业逐渐向低耗能、低污染和高附加值的第三产业转变，重工业作为主要产生碳排放的产业在区域产业结构中的比例逐渐降低，传统能源消耗的数量减少，碳排放降低.同时，主导产业结构向技术知识密集型产业转型也意味着有新的科研技术和清洁能源投入生产，提高生产率，减少能源消耗，降低本区域碳排放强度.
(2)间接效应.为本区域解释变量对相邻区域碳排放强度的影响.产业结构合理化系数为-3.619，在5%水平下显著，该结果说明产业结构合理化可能不利于相邻区域碳减排.本区域产业结构进行合理化调整时，可能有产业转移到相邻区域，而相邻区域未能依据自身经济发展水平和自身资源禀赋进行调整，以至于会破坏相邻区域产业之间的协调程度，资源配置效率降低，增加能耗浪费，导致相邻区域碳排放强度攀升.产业结构高级化系数显著为-1.972，结果说明产业结构高级化有助于降低相邻区域碳排放强度.究其原因，信息技术和交通的发展使区域间产业合作的成本降低，有利于区域间形成前后关联产业.当本区域进行产业结构升级时，能带动相邻区域关联产业共同转型升级，且对相邻区域溢出新的生产技术和清洁能源.因此，随着生产技术和清洁能源等低碳的产业生产要素通过扩散效应转移到相邻区域，会有助于相邻区域降低碳排放强度.
总体来说，结合直接效应和间接效应，产业结构高级化的总效应系数显著为-2.714，产业结构合理化的总效应系数不显著.该结果说明我国产业结构高级化是控制碳排放强度增加的有效途径，产业结构升级的过程是更高发展阶段的产业部门占比不断提高的过程，由此带来的能源结构转型和技术溢出等效应不断促进碳减排.而产业结构合理化降低碳排放强度的作用有限，不足以弥补产业转移破坏产业间的协调程度的负面影响，因此不能忽视产业结构合理化的负向溢出效应.
3.5 区域异质性分析
在上文分析基础之上，鉴于我国经济发展和资源禀赋存在较大的地域差异，致使我国产业结构呈现区域不平衡的特征，因此进一步估计我国东中西部产业结构调整的直接效应、间接效应和总效应.表5为区域异质性分析的结果.
表5 东中西部异质性分析结果
3.5.1 产业结构合理化的区域异质性分析
从表5可以发现东部和中部区域产业结构合理化对碳排放强度影响系数都没有通过显著性检验，而西部的产业结构合理化对碳排放强度的直接效应系数显著为1.391，间接效应在5%的水平显著，系数为-3.495.可能的原因是相比于东部和中部区域，西部区域的产业结构合理化水平不高，产业结构失调程度更加严重，产业之间协调程度较差，且西部区域尚未依据自身经济水平和资源禀赋进行产业结构合理化调整，这与我国西部地区煤炭、冶金产业占比较高的特征相符合.
3.5.2 产业结构高级化的区域异质性分析
从表5可以看出东部区域产业结构高级化对碳排放强度的影响未通过显著性检验；
中部地区产业结构高级化对碳排放强度的直接效应、间接效应和总效应的系数为0.660、1.406和2.066，并在1%的水平上显著；
西部地区产业结构高级化对碳排放强度的直接效应、间接效应和总效应的系数显著为-1.570、-3.495和-5.367.究其原因可能是区域产业结构差异性较大，而不同的主导产业产生的碳排放有巨大差别，东部地区的产业主要是以技术知识密集型服务产业为主，中部地区以传统服务业为主，而西部地区的高耗能、高污染的煤炭矿产开采和冶金产业占比较高.
3.6 内生性分析
本文参考邵帅等[23]处理内生性的方法利用广义空间两阶段最小二乘法(GS2SLS)对基准模型重新回归.GS2SLS模型是通过选择解释变量和被解释变量空间滞后项来当作工具变量，进而对模型进行更稳健的估计，缓解内生性造成的估计结果偏差.GS2SLS模型回归结果如表6所示，碳排放强度的滞后项在1%水平下显著为正，核心解释变量和控制变量的回归系数的方向和显著性与基准回归结果较为一致，说明产业结构调整对于碳排放强度的影响具有稳健性.
表6 GS2SLS模型估计结果
本文依据2005—2019年期间中国30个省区市的面板数据，实证考察了产业结构调整对碳排放强度的影响.主要研究结论如下：
(1)我国碳排放强度存在显著的空间正相关性，即本省区市碳排放强度会影响空间关联地区碳排放强度.
(2)产业结构调整可以在一定程度上缓解碳排放压力.产业结构合理化和高级化对降低本省区市碳排放强度起着积极的作用，且均具有显著的空间溢出效应，产业结构高级化有助于相邻省区市碳减排，但产业结构合理化不利于降低相邻省区市碳排放强度.
(3)从区域差异性角度来分析，东部地区产业结构对碳排放强度的直接效应和间接效应都不显著；
中部地区产业结构高级化对本地和相邻区域碳排放强度起到正向作用；
西部地区产业结构高级化和合理化均有助于降低本区域碳排放强度，产业结构高级化具有负向溢出效应，而产业结构合理化呈现正向溢出效应.
为推动我国经济绿色低碳发展，实现碳达峰碳中和目标，国家和省域产业政策的制定应聚焦考虑以下三方面：
(1)可以使用产业规划、产业政策等一系列手段，合理规划产业布局，促进各产业间协调发展，同时有必要提供新兴产业和高端服务业发展的空间，推动区域产业向高新技术和信息化转型，促使区域高污染、高耗能、低附加值的产业向低污染、低耗能、高附加值的产业升级成功.
(2)有效利用碳排放强度和产业结构的空间溢出效应，建立区域碳减排协作机制，共同优化各省区市产业结构，促进省区市间资源共享和低碳技术共享，形成良性互动，共同发展低碳经济.同时相邻省区市在承接产业时，应该要注重与本省区市产业协调发展，因地制宜利用资源，促进资源合理化配置，降低碳排放强度.
(3)产业结构调整应该依据当地省区市经济发展现状和特征制定差异化政策和减排要求.鼓励东部地区重点发展技术创新驱动的新兴产业，优化产业布局，提高资源配置水平.中部地区积极吸取东部地区发展经验，推动传统服务业向低耗能、低排放和高附加值的高技术产业转型.西部地区应该大力推动产业结构升级，完善产业优化升级所需要的配套基础设施.
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