数字基础设施、技术创新与城市经济韧性

[摘要]数字基础设施作为数字经济发展的“中枢节点”和“传输纽带”，在提升城市经济韧性方面发挥的作用日益凸显。基于2006—2021年中国274个地级及以上城市面板数据，实证分析数字基础设施影响城市经济韧性的作用机制，并以技术创新为门槛变量考察数字基础设施与城市经济韧性之间的非线性关系。结果表明：数字基础设施不仅能够直接提升城市经济韧性，而且可以通过推动技术创新增强城市经济韧性；数字基础设施对城市经济韧性的提升作用具有显著技术创新门槛效应，即当技术创新水平跨越一定门槛值时，数字基础设施对城市经济韧性的提升作用得到明显增强；数字基础设施对东部地区城市、一般城市和资源型城市经济韧性的提升作用更显著。为此，应深度布局数字基础设施建设，着力完善技术创新服务体系，加快构建基建协调部署机制，充分释放数字基础设施对城市经济韧性的赋能效应。

[关键词]数字基础设施；技术创新；城市经济韧性；门槛效应

一、 引言

2020年11月，党的十九届五中全会通过《关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》，首次提出要建设“韧性城市”，旨在提升现代城市风险防控能力1。随后，党的二十大报告进一步明确“打造宜居、韧性、智慧城市”的城市建设目标2。可以知悉，国家将“城市韧性”列为重大战略需求，并作出一系列重要部署。城市经济韧性作为城市韧性的重要子系统，能够充分展现城市经济系统在遭受外部冲击时所作出的积极反应，具体包括面对生产结构和模式转变的自适应能力、应对市场需求变化的再发展能力[1]。可以说，城市经济韧性关乎城市经济系统稳定与城市经济社会高质量发展，是建设韧性城市的根本所在。然而，当前中国正面临百年未有之大变局，经济社会发展不稳定因素持续增加，导致市场运行脆弱性凸显[2]，对城市经济系统产生了巨大冲击。此形势下，提升城市经济韧性、缓解经济下行压力俨然成为中国亟待解决的关键问题。

随着新一轮科技革命和产业变革深入演进，中国经济逐渐步入数据要素驱动、万物互联互通的数字经济时代。于此背景下，以5G网络、物联网等新一代通信技术为核心的数字基础设施应运而生，逐渐成为提升城市经济韧性的重要力量。近年来，《“十四五”数字经济发展规划》《“十四五”信息通信行业发展规划》陆续出台，均将数字基础设施建设纳入国家发展战略，明确现代化基础设施体系是适应外部经济变化、维持经济可持续增长的核心基础34。数字基础设施能够充分发挥新一代信息技术优势，破除时空壁垒，促进人力资本、创新要素在城市和产业间加速传播，打造高效经济联系网络，增强城市经济韧性。在此过程中，技术创新作为引领发展的第一动力，可发挥自身技术进步效应，转变传统生产模式，助推城市内部产业结构数字化转型，促进经济高质量增长，有效缓解经济下行压力，增强城市经济韧性[3]。综合上述，数字基础设施、技术创新和城市经济韧性之间存在必然逻辑关联，有必要对三者间具体作用机制开展深入探讨，以充分释放数字经济活力，加快建设拥有良好抗压、存续和适应能力的韧性城市。

二、 文献综述

所谓城市经济韧性，主要是指城市经济系统在受到外界强烈干扰冲击时，适应性转变经济结构与增长方式，以抵抗风险、调整恢复到初始状态的能力[4]。当前，相关研究主要聚焦以下两点：一是城市经济韧性的水平测度。陈胜利等[5]测度了2008—2019年中国19个国家级城市群的经济韧性，发现中国城市群经济韧性表现出明显的空间非均衡特征，且在不同时期有所差异。汪彬[6]量化评估了全国285座城市经济韧性，结果显示中国城市经济韧性整体水平明显提升。栾浩等[7]系统测度了1992—2007和2008—2019两个经济周期内东部地区城市经济韧性，结果表明东部地区城市经济韧性表现出明显上升态势。二是城市经济韧性的影响因素。既有研究肯定了数字经济[8]、创新型城市试点政策[9]和数字金融[10]对城市经济韧性的提升作用。

关于数字基础设施、技术创新与城市经济韧性之间关系的研究，学者们主要围绕两两变量之间的相互关系展开实证探讨。其一，数字基础设施对技术创新的影响。赵星[11]研究指出，新型数字基础设施有利于提升地区绿色技术创新水平，但促进作用呈现明显地区差异。张辉等[12]表示，数字基础设施能够显著提升制造业企业技术创新水平。毛丰付等[13]认为，数字基础设施可以有效促进企业技术创新。其二，技术创新对城市经济韧性的影响。冯笑等[14]研究发现，技术创新能够强化竞争优势、补全供应链和培育经济增长点，促进城市经济韧性提升。代新玲等[15]指出，技术创新可以显著提升城市经济韧性。张跃胜等[16]研究发现，技术创新可促进产业结构高级化，进而提升城市经济韧性。

综上，学界深入探究了数字基础设施与技术创新、技术创新与城市经济韧性的内在逻辑关系，为本文提供了有益学理支撑。但不可否认的是，相关研究仍存在如下拓展空间：一是关于数字基础设施对城市经济韧性的直接影响作用仍未引起重视，相关领域研究仍有留白。二是现有文献大多着眼于双元主体之间关系的探讨，尚未对三者间内在作用机制展开研究。鉴于此，本文可能的创新性贡献在于：首先，选取2006—2021年中国274个地级及以上城市面板数据，实证考察数字基础设施对城市经济韧性的影响，弥补既有研究空白。其次，构建中介效应模型和门槛效应模型，探究技术创新在数字基础设施与城市经济韧性之间的作用机制，丰富相关研究领域文献。最后，深入剖析数字基础设施影响城市经济韧性的城市异质性，并依据研究结论提出瞄准性政策建议，为加速提升中国城市经济韧性提供决策参考。

三、 理论分析与研究假设

1. 数字基础设施影响城市经济韧性的直接作用机制

数字基础设施以数据为关键要素，搭建零距离交流平台，促进信息交流共享，有助于推动产业结构升级、提升经济发展质量，增强城市经济韧性。一方面，数字基础设施可充分发挥自身网络效应，推动产业链上下游企业在研发、制造等环节协同合作，加速产业结构合理化调整，增强产业链韧性，以有效强化城市经济系统面对外部干扰时的恢复力和适应力，进而提升城市经济韧性[17]。不仅如此，数字基础设施通过深化互联网、大数据等技术在金融领域的应用，引导资金在产业间合理、高效流通，增强产业发展的接续性和竞争力，为提升城市经济韧性奠定坚实基础。另一方面，数字基础设施依托5G、人工智能等技术优势，破除空间限制，精准整合市场人才、知识和数据等资源要素，有利于解决市场供需双方要素失衡等显著性矛盾，拓宽经济活动空间。这在一定程度上会培育出新型经济增长点，提高经济发展质量，强化城市经济系统应对外部不确定风险时的抵抗能力和再发展能力。据此，本文提出如下假设：

假设1：数字基础设施能够显著提升城市经济韧性。

2. 数字基础设施影响城市经济韧性的间接作用机制

事实上，数字基础设施不仅能够直接增强城市经济韧性，而且可以推动技术创新，提振经济发展质效，间接助力城市经济韧性提升。其一，数字基础设施有助于提升技术创新水平。数字基础设施通过加大各类传感器、监控设备在社会生产活动中的深化应用，调整、转变传统组织方式和商业模式，推动资本、劳动力和自然资源等生产要素优化配置[18]。这促使城市创新主体可以更具针对性地开展技术研发活动，助推技术创新水平提升。数字基础设施还可依托信息获取近乎为零的成本优势，推动知识、信息要素空间溢出，为创新互动开展提供有利条件，切实提高技术创新水平。其二，技术创新有助于增强城市经济韧性。技术创新具有知识溢出特性，能够推动数据、信息畅通流动，有效链接产业链各类生产要素，优化经济增长结构，增强城市经济系统应对外部环境变化时的抵御力和适应力。进一步而言，技术创新能够通过加快生产要素在产业链上的自由流动，提升资源利用效率，从根本上缓解资源滥用情况，有效减少城市环境恶化现象，推动经济绿色可持续发展，为增强城市经济韧性注入动能。综合上述，本文提出如下假设：

假设2：数字基础设施通过提升技术创新水平增强城市经济韧性。

3. 数字基础设施影响城市经济韧性的非线性传导机制

技术创新作为提高社会生产力、增强综合国力的重要战略实践，具有渗透性强、融合性高等特征，一定程度上会对数据要素质量和配置效率产生影响[19]。由此本文推断，数字基础设施对城市经济韧性的影响遵循“梅特卡夫法则”，存在技术创新的门槛效应。具体而言，地区技术创新水平处于落后时期，说明以数据、技术为代表的高级要素稀缺，一定程度上会限制资源要素供给，弱化数字基础设施对城市经济韧性的提升效果[20]。随着时间推移，地区技术创新水平不断提升，并跨越某一门槛值，有利于引导资源向科技创新领域集聚，促进各类要素共建共享、集约利用，打通数字基础设施建设的信息“大动脉”。这一情形下，数字基础设施建设不断取得新突破，可充分发挥自身强渗透性、强扩散性的特征，促进知识、技术要素空间溢出，改善市场资源配置，加速产业结构合理化调整，增强城市经济体系抵御外界强烈冲击的能力。据此，本文提出如下假设：

假设3：数字基础设施对城市经济韧性的提升效果会受到技术创新门槛作用影响。

四、 模型设定与变量选取

1. 模型构建

为深入探究数字基础设施对城市经济韧性的影响，本文构建如下基准回归模型：

[Ueri，t=α0+α1Digi，t+αcXi，t+μi+εi，t]  （1）

式（1）中，[Ueri，t]表征城市经济韧性，[Digi，t]指代数字基础设施，[Xi，t]代表一系列控制变量，[μi]表示个体固定效应，[εi，t]为随机扰动项。

进一步地，为明晰数字基础设施影响城市经济韧性的间接传导机制，本文借鉴何玉梅和赵欣灏[21]的研究方法，构建下述中介效应模型：

[Teci，t=β0+β1Digi，t+βcXi，t+μi+εi，t] （2）

[Ueri，t=γ0+γ1Digi，t+γ2Teci，t+γcXi，t+μi+εi，t]  （3）

上式中，[Teci，t]表示城市地区技术创新水平，其余变量含义同式（1）。

与此同时，考虑到数字基础设施对城市经济韧性的提升效果可能受技术创新的门槛作用影响，本文构建如下门槛效应模型：

[Ueri，t=δ1Digi，t×ITeci，t≤θ1+δ2Digi，t×Iθ1<Teci，t≤θ2 +δ3Digi，t×Iθ2<Teci，t≤θ3 +δ4Digi，t×ITeci，t>θ3+δcXi，t+μi+εi，t] （4）

式（4）中，[I·]为示性函数，若满足括号内条件，则[I=1]；反之，[I=0]。[θ]表示未知门槛值，其余变量含义同式（1）。

2. 变量测度

（1）被解释变量：城市经济韧性（[Uer]）

参考刘家树等[22]的研究，本文将城市经济韧性划分为抵御力、适应力和转型力三个维度，构建城市经济韧性综合评价指标体系，如表1所示。就三级指标选取方面来看，抵御力是指城市经济系统应对不确定风险时的抵抗能力和反应速度，因而选取人均GDP表征抵抗外部冲击所具备的经济体量，以城镇化率和城镇登记失业率作为衡量抗风险能力的细分指标。适应力表现为城市经济系统遭受外部强烈干扰冲击后的恢复能力。故此，采用社会消费品零售总额、财政自给率表征市场整体消费能力以及应对风险的财政运转能力，利用固定资产投资额与GDP的比值反映城市遭遇外部冲击后的吸收损失能力，采用建成区绿化覆盖率表征城市资源环境的承受能力。转型力是指城市经济系统面对重大风险时转变经济增长模式的创新能力，选用普通高校在校生人数、科研人数占比和科学技术公共财政支出占比表征城市创新基础，以专利发明数量反映城市创新产出情况。进一步地，使用熵值法及Matlab软件对各城市经济韧性水平展开测度。

（2）解释变量：数字基础设施（[Dig]）

考虑到数字基础设施主要涉及5G、人工智能、区块链等新一代信息通信技术，本文参考李斯林等[23]的研究，遵循数据可得性原则，选取3个一级指标和7个二级指标衡量数字基础设施水平。具体地，从移动电话基站数量、光缆线路长度方面反映数字基础设施建设情况；采用宽带接入端口、域名数、网页数、IPv4地址数4个指标反映数字基础设施应用情况；以软件业务收入表征经济主体对数字基础设施的利用率。进一步地，利用主成分分析法对指标进行处理，最终得到数字基础设施综合指数。