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2021年 第57卷 第1期 刊出日期：2021-01-20

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2021年第1期目次

2021, 57(1):  0. 

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基于语义对齐的生成式文本摘要研究

吴世鑫, 黄德根, 李玖一

2021, 57(1):  1-6.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.084

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针对当前生成式文本摘要模型在解码时对摘要整体语义信息利用不充分的问题, 提出一种基于语义对齐的神经网络文本摘要方法。该方法以带注意力、Pointer机制和Coverage机制的Sequence-to-Sequence模型为基础, 在编码器与解码器之间加入语义对齐网络, 实现文本到摘要的语义信息对齐; 将获得的摘要整体语义信息与解码器的词汇预测上下文向量进行拼接, 使解码器在预测当前词汇时不仅利用已预测词汇序列的部分语义, 而且考虑拟预测摘要的整体语义。在中文新闻语料LCSTS上的实验表明, 该模型能够有效地提高文本摘要的质量, 在字粒度上的实验显示, 加入语义对齐机制可以使Rouge_L值提高5.4个百分点。

一种基于多任务学习的多模态情感识别方法

林子杰, 龙云飞, 杜嘉晨, 徐睿峰

2021, 57(1):  7-15.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.085

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为了通过设置辅助任务学习到更具有情感倾向性的视频和语音表示, 进而提升模态融合的效果, 提出一种基于多任务学习的多模态情感识别模型, 使用多模态共享层来学习视觉和语音模型的情感信息。在MOSI数据集和MOSEI数据集上的实验表明, 添加两个辅助的单模态情感识别任务后, 模型可以学习到更有效的单模态情感表示, 并且在两个数据集上的情感识别准确率比目前性能最佳的单任务模型分别提升0.8%和2.5%。

中文机器阅读理解的鲁棒性研究

李烨秋, 唐竑轩, 钱锦, 邹博伟, 洪宇

2021, 57(1):  16-22.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.088

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为了更好地评价阅读理解模型的鲁棒性, 基于Dureader数据集, 通过自动抽取和人工标注的方法, 对过敏感、过稳定和泛化3个问题分别构建测试数据集。还提出基于答案抽取和掩码位置预测的多任务学习方法。实验结果表明, 所提方法能显著地提高阅读理解模型的鲁棒性, 所构建的测试集能够对模型的鲁棒性进行有效评估。

基于细粒度可解释矩阵的摘要生成模型

王浩男, 高扬, 冯俊兰, 胡珉, 王惠欣, 柏宇

2021, 57(1):  23-30.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.082

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针对摘要模型中总结并解释长篇上下文信息存在的困难, 提出一种基于细粒度可解释矩阵, 先抽取再生成的摘要模型(fine-grained interpretable matrix, FGIM), 提升长文本对显著度、更新性和相关度的可解释抽取能力, 引导系统自动生成摘要。该模型通过一个句对判别(pair-wise)抽取器对文章内容进行压缩, 捕获文章中心度高的句子, 将抽取后的文本与生成器相结合, 实现摘要生成。在生成端通过可解释的掩码矩阵, 控制生成摘要的内容属性, 在编码器端分别使用多层Transformer和预训练语言模型BERT来验证其适用性。在标准文本摘要数据集(CNN/DailyMail和NYT50)上的实验表明, 所提模型的ROUGE指标和人工评估结果均优于当前最好的基准模型。实验中还构建两个测试数据集来验证摘要的更新度和相关度, 结果表明所提模型在可控生成方面取得相应的提升。

基于Masked-Pointer的多轮对话重写模型

杨双涛, 符博, 于晨晨, 胡长建

2021, 57(1):  31-37.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.087

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针对多轮会话中的Non-Sentential Utterances (NSUs)问题, 结合当前在自然语言处理领域广泛使用的预训练语言模型, 将Masked Language Model用于多轮会话NSUs的重写任务, 提出Masked Rewriter Model。与基于Seq2Seq的重写模型相比, 重写效果提升明显。根据NSUs重写任务特点, 将Masked Language Model与Pointer Network相结合, 提出基于Masked-Pointer Rewriter Model的多轮会话重写模型, 利用指针网络, 提升重写模型对上文信息的关注程度, 在BERT Masked Rewriter模型的基础上进一步提升重写效果。

开放域对话系统的抗噪回复生成模型

朱钦佩, 缪庆亮

2021, 57(1):  38-44.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.089

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为缓解输入语句中噪声对回复生成模型的干扰, 提出一个基于编码–解码框架的抗噪模型。首先，在训练集输入序列中随机加入模拟噪声字符; 然后，在编码端输出层训练噪声字符识别, 提升模型对噪声特征的提取能力; 最后, 在编码端输出层融合预训练语言模型, 扩大模型对噪声的覆盖面。为验证该模型的抗噪效果, 构建首个带真实噪声的单轮开放域闲聊系统抗噪能力测试集。在该测试集上的实验结果表明, 所提出的抗噪模型自动评测和人工评测结果均优于基准模型。

具有选择性局部注意力和前序信息解码器的代码生成模型

梁婉莹, 朱佳, 吴志杰, 颜志文, 汤庸, 黄晋, 余伟浩

2021, 57(1):  45-52.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.086

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提出一种基于语法的代码生成模型, 该模型具有选择性局部注意力和包含前序信息的长短期记忆(LSTM)神经网络解码器, 通过更改上下文向量的计算范围, 并在解码过程中融合更多的前序信息, 增强单词之间的相关性。在Hearthstone和Django两个数据集上进行的代码生成实验证实了所提模型的有效性, 与最新的模型相比, 所提模型不仅表现出更出色的准确率和双语评估学习成绩, 还可以使计算工作量最小化。

基于分层序列标注的实体关系联合抽取方法

田佳来, 吕学强, 游新冬, 肖刚, 韩君妹

2021, 57(1):  53-60.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.083

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为了提高实体关系联合抽取的效果, 提出一种端到端的联合抽取模型(HSL)。HSL模型采取一种新的标记方案, 将实体和关系的联合抽取转化成序列标注问题, 同时采用分层的序列标注方式来解决三元组重叠问题。实验证明, HSL模型能有效地解决三元组重叠问题, 在军事语料数据集上F1值达到80.84%, 在公开的WebNLG数据集上F1值达到86.4%, 均超过目前主流的三元组抽取模型, 提升了三元组抽取的效果。

基于Transformer局部信息及语法增强架构的中文拼写纠错方法

段建勇, 袁阳, 王昊

2021, 57(1):  61-67.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.081

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针对中文拼写纠错, 提出两种新的改进方法。其一, 在Transformer注意力机制的基础上, 添加高斯分布的偏置矩阵, 用于提高模型对局部文本的关注程度, 加强对错误文本中错误字词和周边文字的信息提取。其二, 使用ON_LSTM模型, 对错误文本表现出的特殊语法结构特征进行语法信息提取。实验结果表明, 所提出的两种方法均能有效提高准确率和召回率, 并且, 将两种方法融合后的模型取得最高F1值。

复述平行语料构建及其应用方法研究

王雅松, 刘明童, 张玉洁, 徐金安, 陈钰枫

2021, 57(1):  68-74.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.078

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以汉语为研究对象, 提出构建大规模高质量汉语复述平行语料的方法。基于翻译引擎进行复述数据增强, 将英语复述平行语料迁移到汉语中, 同时人工构建汉语复述评测数据集。基于构建的汉语复述数据, 在复述识别和自然语言推理任务中验证复述数据构建及其应用方法的有效性。首先基于复述语料生成复述识别数据集, 预训练基于注意力机制的神经网络句子匹配模型, 训练模型捕获复述信息, 然后将预训练的模型用于自然语言推理任务, 改进其性能。在自然语言推理公开数据集上的评测结果表明, 所构建的复述语料可有效地应用在复述识别任务中, 模型可以学习复述知识。应用在自然语言推理任务中时, 复述知识能有效地提升自然语言推理模型的精度, 从而验证了复述知识对下游语义理解任务的有效性。所提出的复述语料构建方法不依赖语种, 可为其他语言和领域提供更多的训练数据, 生成高质量的复述数据, 改进其他任务的性能。

融合物体空间关系机制的图像摘要生成方法

万璋, 张玉洁, 刘明童, 徐金安, 陈钰枫

2021, 57(1):  75-82.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.080

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聚焦于图像中物体间位置关系这一特定信息, 提出一种融合空间关系机制的神经网络图像摘要生成模型, 以期为视觉问答和语音导航等下游任务提供物体方位或轨迹等关键信息。为了增强图像编码器的物体间位置关系学习能力, 通过改进Transformer结构来引入几何注意力机制, 显式地将物体间位置关系融合进物体外观信息中。为了辅助完成面向特定信息的抽取和摘要生成任务, 进一步提出相对位置关系的数据制作方法, 并基于SpatialSense数据集制作物体间位置关系的图像摘要数据集Re-Position。与5个典型模型的对比测评实验结果表明, 所提模型的5个指标在公开测试集COCO上优于其他模型, 全部6个指标在本文制作的Re-Position数据集上优于其他模型。

无监督的句法可控复述模型用于对抗样本生成

杨二光, 刘明童, 张玉洁, 孟遥, 胡长建, 徐金安, 陈钰枫

2021, 57(1):  83-90.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.079

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针对使用句法可控的复述生成模型生成对抗样本时模型性能受限于复述平行语料的领域和规模的问题, 提出仅需要单语语料训练的无监督的句法可控复述生成模型, 用以生成对抗样本。采用变分自编码方式学习模型, 首先将句子和句法树分别映射为语义变量和句法变量, 然后基于语义变量和句法变量重构原始句子。在重构过程中, 模型可以在不使用任何平行语料的情况下学习生成句法变化的复述。在无监督复述生成和对抗样本生成任务中的实验结果表明, 所提方法在无监督复述生成任务中取得最佳性能, 在对抗样本生成任务中可以生成有效的对抗样本, 用以改进神经自然语言处理(NLP)模型的鲁棒性和泛化能力。

基于深度学习的实体链接研究综述

李天然, 刘明童, 张玉洁, 徐金安, 陈钰枫

2021, 57(1):  91-98.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.077

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介绍实体链接的概念和步骤以及基于深度学习的命名实体链接相关问题和研究现状, 分析实体链接研究中存在的问题及相应的解决模型, 并介绍相关数据集和评测方法。总结国际评测会议中实体链接的现状, 展望未来的研究方向。

海域天然气水合物开采的4C-OBC时移地震动态监测模拟

朱贺, 何涛, 梁前勇, 吴学敏, 董一飞

2021, 57(1):  99-110.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.091

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为了掌控海域天然气水合物开采过程中的地质和环境风险, 采用能够同时采集纵波信号和横波信号, 并且满足实时性和长期性要求的四分量海底震缆(4C-OBC)技术, 对天然气水合物储层进行时移地震动态监测。针对未来天然气水合物商业化开发时的水平井环境, 通过射线追踪方法进行正演模拟, 对地层模型进行地震照明分析, 得到合理的4C-OBC布设参数, 以期确保采集的地震数据具有良好的成像效果, 并对不同开发阶段的时移地震数据进行走时与振幅分析。结果显示, 差异走时与差异振幅均能很好地反映天然气水合物的开采程度, 其中转换横波的效果更显著。观测系统的误差分析结果表明, 震源船的定位误差不会对这套时移监测系统有明显的影响。总的来说, 采用4C-OBC时移地震对天然气水合物储层进行动态监测的方案是有效的。

微观剩余油赋存状态的矿物学机制探讨——以鄂尔多斯盆地中部中‒低渗砂岩储层为例

王哲麟, 师永民, 潘懋, 汪贺, 马子麟

2021, 57(1):  111-120.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.116

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针对现阶段微观剩余油研究中可视化精度低、微观剩余油与矿物之间的依存关系不明确以及形态分类描述不完善等问题, 利用岩芯观察、铸体薄片分析、X射线衍射分析等手段, 以场发射环境扫描电子显微镜(FE-SEM)图像为基础资料, 联合能谱(EDS)分析资料, 研究鄂尔多斯盆地中部长2油层组和长9油层组的微观剩余油分布规律, 并探讨剩余油赋存状态的矿物学机制。结果表明, 微观剩余油的赋存状态由孔隙的大小和形态以及与孔隙相接触的边缘矿物的性质共同决定, 不同类型孔隙对剩余油的赋存能力取决于孔隙边缘矿物的形态、表面粗糙程度、比重和润湿性等物理化学性质。据此, 可将微观剩余油分为残留油团、半自由油岛、半自由油雾、半自由微油团和束缚油5个类型。

不同分辨率下青藏高原对大西洋经向翻转流影响的耦合模式研究

邵星, 杨海军, 李洋, 姜睿, 姚杰, 杨千姿

2021, 57(1):  121-131.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.092

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利用耦合地球系统模式CESM1.0, 探究不同分辨率下青藏高原对大西洋经向翻转流(AMOC)的影响。对比有青藏高原地形与无青藏高原地形的试验, 发现移除青藏高原后AMOC的变化与模式分辨率有关, 不同分辨率下AMOC的变化不一致, 低分辨率试验中AMOC强度降低 89%, 高分辨率试验中仅降低13%。产生这种差异的原因是, 不同分辨率下对深水形成有重要贡献的混合层潜沉位置和强度的变化显著不同: 低分辨率试验主要位于格陵兰海?冰岛海?挪威海(GIN), 高分辨率试验主要位于拉布拉多海, 移除青藏高原后, 高、低分辨率试验中潜沉均减弱, 但低分辨率试验中减弱幅度大于高分辨率试验, 高分辨率试验中位于拉布拉多海的潜沉强度减弱最明显, 低分辨率试验中所有海域的潜沉强度均减弱, GIN海域尤其明显。模拟结果与观测风场数据以及北大西洋深水形成最新观测结果的对比表明, 在所研究海域, 低分辨率耦合模式的模拟结果更接近观测值。

深圳河湾流域溢流污染规律及其对海湾水质的影响

程鹏, 李明远, 楼凯, 秦华鹏

2021, 57(1):  132-142.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.097

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以深圳河湾流域为研究对象, 基于流域降雨径流污染?沿河截排系统溢流?海湾水动力水质联合模型, 分析研究区溢流污染输出的时空变化规律及其对海湾水质的影响。结果表明, 全年流域主要污染源为污水处理厂尾水污染和溢流污染; 溢流污染占入河湾总污染负荷的30%左右, 雨季升至50%左右, 成为深圳河湾流域雨季最主要的污染源; 溢流污染负荷季节差异性显著, 雨季占全年总负荷的85%以上; 溢流污染负荷随降雨量增加而增加, 当降雨强度相差不大的时候, 雨前干旱时间越长, 溢流污染负荷越大; 深圳湾内湾水质比外湾差且波动更明显, 雨季内湾及湾中水质比旱季差且波动更大; 在场次降雨情况下, 内湾水质波动受溢流污染冲击影响最严重, 湾中及外湾水质波动主要受潮汐作用影响; 在降雨重现期为0.25~0.5 年(2小时降雨约45~60 mm)时, 深圳湾水质超标最明显, 水质受溢流污染冲击影响的持续时间为12~20天。

中国东部水稻土壤丁酸互营降解微生物的地理分布格局

费媛媛, 焦硕, 陆雅海

2021, 57(1):  143-152.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.109

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沿纬度梯度收集中国东部34个水稻土壤样品, 在实验室条件下, 以丁酸钠为底物, 进行二次厌氧富集实验。运用微生物高通量测序技术, 分析样地水稻土壤中丁酸互营降解过程的微生物群落特征、功能活性及互营单胞菌相对丰度地理分布格局。结果表明, 丁酸降解产甲烷的延滞期(3~14天)随着样地纬度的升高而加长, 但最大产甲烷速率没有显著的差异。环境因子相关分析结果表明, 丁酸降解细菌的关键类群为互营单胞菌(Syntrophomonas), 互营单胞菌的相对丰度主要受年平均温度(MAT)的影响。互营单胞菌相对丰度较大的样地, 丁酸完全降解所需时间较短。丁酸互营降解微生物的群落结构表现出显著的距离衰减关系(p<0.05), 表明微生物群落的构建同时受到空间距离和环境因子的驱动。

1982—2014年华北及周边地区生长季NDVI变化及其与气候的关系

张新悦, 冯禹昊, 曾辉, 唐志尧

2021, 57(1):  153-161.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.108

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利用690个气象观测站数据和1982―2014年GIMMS NDVI 3g数据, 运用趋势分析、小波偏互相关分析、偏相关分析和滞后分析方法, 探究华北及周边地区33年来生长季(5―10月) NDVI的变化规律及其与气候的关系, 得到如下结论。1) 33年来, 研究区植被生长季活动整体上显著增强, 生长季NDVI由20世纪80年代的平均0.44升至2010年以来的0.49; 生长季NDVI在研究区中部区域快速增长, 而在西北部荒漠地区下降。2) 研究区生长季NDVI的上升得益于温度升高和降水增加, 其中降水的影响更大; 研究区NDVI与气温在大部分地区正相关; 除研究区东南部地区外, NDVI与降水有很强的正相关关系。3) 在15天的时间分辨率尺度下, 研究区大部分地区生长季内 NDVI对温度的响应无明显滞后, 或存在1期(15 d)滞后, 对降水的响应存在1~2 期(15~30 d)滞后, 因此从总体上看, 华北及周边地区植被生长对温度的响应比对降水的影响更迅速。

模型结构与参数化差异对蒸散发估算的影响

赵文利, 熊育久, 邱国玉, 鄢春华, 邹振东, 秦龙君

2021, 57(1):  162-172.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.119

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基于2012年黑河绿洲HiWATER高密度通量观测数据, 对比研究模型结构差异(单源Penman-Monteith/PM公式与双源PM公式、双源PM 公式与双源三温模型)以及PM公式中阻抗参数化差异对蒸散发估算的影响。结果表明: 1) 与模型结构相对复杂的双源PM公式相比, 单源PM公式计算的蒸散发平均相对误差(MAPE)为34%, 略优于双源PM公式的40%; 2) 对于两种模型结构差异显著的双源模型, 模型中不含阻抗参数的三温模型比模型中含阻抗参数的PM公式具有更高的估算精度, 前者的MAPE为18% (R²=0.85), 后者为40% (R²=0.34); 3) 两种单源和一种双源阻抗参数化方法导致PM公式计算的蒸散发出现不同程度的差异, MAPE可相差6%; 4) 使用先验知识/数据事前率定阻抗参数化方法, 可显著地提高单源PM公式的计算精度(MAPE可降低22%), 但随着模型结构与参数化复杂度增加, 事前率定双源PM公式的阻抗参数化方法难以提高计算精度(MAPE仅减小0.8%)。

基于需求的京津冀地区生态系统服务价值时空变化研究

唐秀美, 刘玉, 任艳敏, 周艳兵

2021, 57(1):  173-180.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.112

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在分析生态系统服务供需逻辑关系的基础上选择指标, 评估京津冀地区生态系统服务需求状况, 划定需求类型区。基于2000和2015年土地利用现状数据, 分析生态系统服务价值的时空变化, 并提出相应的土地利用策略。结果表明: 1) 人类对生态系统有物质、环境和文化三大需求, 对应生态系统供给、调节、支持和文化4大功能中的9项服务, 可以从人口数量、经济水平、产业发展和教育水平4个方面来评估; 2) 京津冀地区生态系统服务需求空间差异较大, 可以划分为极高需求区、高需求区、中需求区和低需求区; 3) 在所研究的时段内, 京津冀地区生态系统服务总价值降低, 县域生态系统服务总价值和地均价值在空间上呈现总体上从北往南逐步降低的特征; 4) 不同需求类型区的生态系统服务价值分布不均衡, 2000—2015年间各类型区价值都有所降低, 不同类型区的土地利用策略不同。

2007—2016年中国省域碳排放效率评价及影响因素分析——基于超效率SBM-Tobit模型的两阶段分析

宁论辰, 郑雯, 曾良恩

2021, 57(1):  181-188.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.111

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利用超效率SBM模型, 对中国30个省级行政区(未包含西藏自治区和港澳台地区) 2007—2016年的碳排放效率进行实证分析, 并运用 Tobit 模型探究影响碳排放效率的因素。结果表明, 省际碳排放效率分布不均衡, 北京的碳排放效率居全国首位。全国整体碳排放效率自2007年起小幅度下降, 2015年后略有提升。从四大区域来看, 居碳排放效率值首位的东部地区与末位的西部地区差距显著, 但西部地区的碳排放效率近几年逐渐提高, 有赶超中部和东北部地区的趋势。通过回归模型分析, 发现政府干预、能源强度、对外开放水平、能源结构和科技水平均对碳排放效率产生影响。因此, 建议政府结合区域间产业结构的不同和经济发展水平的差异, 针对不同地区分配碳排放目标, 优化对外开放结构, 促进能源结构升级。

环境规制对工业绿色全要素生产率的影响——短期偿债能力的中介效应

刘锦慧, 邹振东, 邱国玉

2021, 57(1):  189-198.  DOI: 10.13209/j.0479-8023.2020.122

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相关文章 | 计量指标

以2003—2015年我国37个工业行业为研究对象, 基于系统矩估计SYS-GMM方法, 以流动比率为企业短期偿债能力的表征指标, 定量分析其在环境规制影响绿色全要素生产率(GTFP)过程中的中介效应。结果表明, 我国工业全行业GTFP年均增长率为6.8%, 增长的主要驱动力是技术进步。环境规制对规模以上工业GTFP的影响呈先促进后抑制的趋势。企业短期偿债能力在其中起到部分中介作用, 环境规制增强导致企业流动比率降低, GTFP提升, 但规制过强时企业短期偿债能力大幅下降, 带来财务风险, 导致GTFP降低。研究结果加深了对环境规制影响对绿色全要素生产率机制的认识, 对政府和企业制定环境和发展对策具有重要意义。