交通基础设施、空间溢出与区域经济增长—基于我国省级层面的实证研究

■ 董亚宁　博士生（北京大学政府管理学院　北京　100871）



交通基础设施、空间溢出与区域经济增长—基于我国省级层面的实证研究

■ 董亚宁博士生（北京大学政府管理学院北京100871）

内容摘要：交通基础设施与区域经济增长关系一直是热点问题之一。本文在厘清交通基础设施影响区域经济增长机制的基础上，将交通基础设施作为一个综合变量来具体化表征，接着选取我国2003-2012年省级面板数据，采用空间经济联系矩阵，通过引入因变量空间滞后项和自变量空间滞后项，构建空间杜宾模型进行交通基础设施空间溢出效应分析。实证结果表明，交通基础设施投资通过乘数作用将带动本地区及周边区域经济快速增长；不同类型的交通基础设施对经济增长的影响不同，区内交通基础设施的改善有利于本地区经济增长，同时具有很强的空间正溢出效应；区际交通基础设施的改善有利于本地区经济增长，但溢出效应不明显，这会使得区域经济差距趋于扩大。因此，“互联互通、外通内连”的交通基础设施协同发展政策将有助于实现区域经济协调发展。

关键词：交通基础设施区域经济增长空间杜宾模型

交通基础设施作为联系各地区各部门实现社会生产、分配、交换和沟通的纽带，是现代经济社会发展和运行的基础。改革开放以来，我国GDP的年均增长率超过了9%，与此同时，我国的交通基础设施不论在资本投入还是存量水平上也得到了极大发展。然而，我国地域辽阔，全国范围内交通基础设施建设存在显著差异，东部地区交通基础设施发达，而西部地区基础设施相对落后。与此对应，我国经济活动呈现非均衡分布状态，区域发展差异问题逐步显现。因此，交通基础设施与区域经济增长关系研究就成了一个很重要的课题。

图1　交通基础设施影响区域经济增长机制

交通基础设施影响区域经济增长机制分析

交通基础设施具有乘数性、可达性以及外部性等特征，现实中，交通基础设施对区域经济发展的影响表现为乘数效应、范围经济、一体化效应、效率改进效应、区位选择效应、空间溢出效应和空间集聚效应等诸多经济效应，因此，在理论上，应该将交通基础设施作为一个综合变量因素来考虑。第一，交通基础设施建设作为一种公共投入，可以通过“乘数效应”来直接拉动经济，并带动相关产业发展，进而促进经济增长。第二，从存量上提升交通基础设施规模，使得交通网络密度增加，随着路网密度增加，出行或货物运输时间缩短，运量增大，产生规模效应，同时可达性的改善会导致两地间交易实现可能，产品市场范围扩大，更多产品能销往远距离市场，产生范围经济作用；交通基础设施存量增加后，还会打破地方分割，区域内外更多产品会进行交流，增加了区域内部或区域间企业的贸易活动，促进了一体化进程；此外，交通基础设施会导致区域可达性发生变化，降低区域交通成本，产生效率改进效应。第三，由于交通基础设施属于公共物品，具有典型的外部性特征，会影响要素供给、技术溢出和区位选择等。一方面区域内企业可以通过更低的成本获取更高效率的劳动力、土地等要素，使得要素供给改善，进而提高技术效率，产生技术溢出效应；另一方面由于交通基础设施的改善，使得企业、消费者等市场活动参与者之间建立起紧密联系，经济主体间由于比较竞争优势等原因，开始频繁的贸易使得市场范围扩大，专业化和分工水平也进一步提高，建立在专业化分工基础上的大规模生产带来“集聚经济”或“集聚效应”，导致生产部门和企业平均成本降低，技术效率提高。分工专业化会影响企业和消费者的决策，影响要素流动，最终在规模经济和外部性的作用下形成集聚经济，产生空间集聚效应。集聚经济形成规模效应直接促进经济增长，同时集聚经济内部，企业间频繁的知识交流形成技术外溢促进了技术效率提高，进而促进经济增长。图1所示为交通基础设施影响区域经济增长机制。

空间计量实证分析

（一）空间计量经济学模型

空间计量经济学将区域之间的空间关系引入模型，对标准计量经济学模型通过空间权重矩阵进行修正。本文基于交通基础设施影响区域经济增长机制的理论框架，从交通基础设施的乘数性、外部性和可达性等角度探究其影响区域经济增长的关系，要解决这一问题，可能需要选择空间杜宾模型（Spatial Durbin Model，SDM）。空间杜宾模型统筹考虑了因变量和自变量的空间效应，基本形式为：

其中，i表示空间单元（i=1，2，…，N），N为单元总数；t表示时期（t=1，2，…，T），T为时期总数；yit为因变量；ρ为空间滞后系数；wij为空间权重矩阵；α为待估计系数；Xit为自变量；ωi表示空间（个体） 效应；δt表示时间效应；εit是独立且同分布的随机误差项，其均值为0，方差为σ2；当ωi和δt同时存在时，称为空间和时间双固定面板模型（stF）；仅有νt时为时间固定效应面板模型（tF）；仅有μi时为空间固定效应面板模型（sF）；没有μi和νt时为混合面板模型（null）。wijXjt表示邻近自变量的空间滞后变量，θ为待估计系数。

空间权重矩阵是空间计量经济学分析的基础，它为空间个体之间的相互影响提供不同的影响权重，空间权重矩阵wij反映空间单元之间的相互依赖程度，常用的有空间邻接权重矩阵和空间距离矩阵。空间邻接权重矩阵假定只有相邻的两个地区才有空间交互作用，认为空间相邻的地区间存在更多经济贸易往来，空间不相邻地区间的经济贸易往来则很少。对于空间邻接矩阵wij，当i≠j时，wij=1；当i=j时，wij=0。由于地理空间距离的现实存在是形成交易成本的重要原因，一般而言，地理空间距离越远的地区间的交易成本也越大，从而可以通过以两地区间直线距离的倒数为元素值的方法构建空间权重矩阵。对于空间距离矩阵wij，当i≠j时，，当i=j时，wij=0，dij为各县域中心之间的空间距离。

为了能够尽量客观真实地反映空间经济联系程度，本文基于区域货物往来贸易量构建空间经济联系矩阵，区域间的货物交流量往往能够反映区域间的联系程度，货物交流量越大说明联系越密切，而且现实中两区域间存在运输不对称性，理论上讲，两区域间的溢出效应也是非对称的。此外，区域货物交流量越大，规模经济作用越明显，贸易成本越低。因此，在空间距离权重矩阵的基础上引入区域货物交流量，构建空间经济联系矩阵。对于空间经济联系矩阵wij，当i≠j时，，当i=j时，wij=0，Qij为各行政区域间货物交流量。

（二）变量选择及模型检验

本文以中国省级行政单位为研究对象，数据主要来源于《中国统计年鉴》（2004-2013）、《中国交通年鉴》（2004-2013）以及各省区市统计年鉴（2004-2013）。基于交通基础设施影响区域经济增长机制的理论框架，以国内生产总值来衡量经济增长水平，选择公路里程、铁路里程和交通运输、仓储和邮政业城镇固定资产投资额三个指标精细化表征交通基础设施，选取资本投入、就业人数和创新投入为控制变量，具体变量选择及数据说明如表1所示。

在上述变量设定的基础上，建立双对数空间杜宾面板模型，表达式如下：

下面进行模型检验，Elhorst给出了空间相关性检验、空间模型及固定效应与随机效应的选择方法。首先利用非空间面板模型构建LM和稳健LM统计量，进行空间自相关性检验，从检验结果（见表2）可以看出检验结果均在1%水平下显著拒绝了原假设，这说明存在显著的空间相关关系。

接着用Elho rst提供的Wa ld统计量和LR统计量来检验空间杜宾模型能否简化为空间滞后模型或空间误差模型。从检验结果（见表3）可以看出，Wa ld统计量和LR统计量均显著，因此选择空间杜宾模型进行分析。

关于固定效应模型和随机效应模型的选择，主要依据Hausm an检验的结果。由检验结果（见表4）可以看出，在1%的显著水平下拒绝了原假设，应该选择固定效应模型。

固定效应模型又分为3种模型，即空间固定效应模型、时间固定效应模型、空间时间双固定效应模型。可以用LR检验来选择三种模型，检验结果（见表5）说明本文应该采用空间时间双固定效应模型。

综合上述检验结果，空间时间双固定的空间面板杜宾模型为本文的最优模型。

（三）实证结果分析

基于上述变量设定、模型选择及检验结果，运用Ma tlab7.0软件来实证分析交通基础设施对区域经济增长的影响。为了验证检验结果的可靠性，同时列出了无固定效应模型（nu ll）、空间固定效应模型（sF）、时间固定效应模型（tF）和空间时间双固定效应模型（stF）的估计结果（见表6）。

表1　变量选择及说明

表2　空间相关性检验结果

表3　Wald统计量和LR统计量检验结果

表4　Hausman检验

表5　LR检验结果

通过表6可以看出，不论是R-squared还是Log L，时间空间双固定模型结果均高于其他几个模型，这与前述检验结果一致，验证了时间空间双固定模型是最优模型，也说明传统不考虑空间效应的分析有偏差。各省域经济发展水平不仅会受本省解释变量的影响，还会受到相邻省域经济发展水平和解释变量的影响。具体来分析，省域经济发展水平滞后项的估计值为-0.4007，且在1%的水平下显著，这表明各省域之间空间竞争性较强，各省域未能实现协调发展；本区域资本存量的估计值为0.254，且在1%的水平下显著，相邻区域资本存量对本区域经济发展水平的影响系数为-0.1973，且在l0%水平下显著， 这表明本区域的资本存量对经济发展有积极作用，而相邻区域的资本存量则会抑制本区域的经济发展，也就是资本具有负溢出效应；本区域就业人口和相邻区域就业人口对经济增长不显著，其原因或许主要是我国人口红利逐步耗尽，传统产业亟待转型升级；本区域创新投入系数的估计值为0.0595，且在1%的水平下显著，相邻区域创新投入对本区域经济增长的影响系数不显著，这表明创新投入对经济增长有促进作用，但必须要加强区域协同创新，促进技术溢出；本区域公路里程的估计值为0.0445，且在5%的水平下显著，相邻区域公路里程对本地区经济发展水平的影响系数为0.4857，在1%的水平下显著，这说明区内基础设施具有显著的正外部性；本区域铁路里程的估计值为0.0242，且在10%的水平下显著，相邻区域铁路里程对本地区经济发展水平的影响没有通过显著性检验，这表明区际交通基础设施的改善有利于本地区经济发展，但对相邻区域作用并不明显，这说明区际基础设施更多体现了可达性；本区域交通基础设施投资系数的估计值为0.0281，且在5%的水平下显著，相邻区域交通基础设施投资对本地区经济发展水平的影响系数为0.1004，在1%的水平下显著，这表明交通基础设施投资具有乘数性，能够带动一系列相关产业的发展。

空间杜宾面板模型还可以分析出解释变量的直接效应和间接效应（溢出效应），直接效应为空间某单元自变量的变化导致其因变量的变化，而间接效应为空间某单元自变量的变化导致相邻空间单元因变量的变化（见表7）。可以看出，资本存量对省域经济发展存在1%的水平下显著为正的直接效应和5%的水平下显著为负的空间溢出效应；创新投入对省域经济发展存在1%的水平下显著为正的直接效应和10%的水平下负的空间溢出效应；公里里程对省域经济发展存在1%的水平下显著为正的空间溢出效应；铁路里程对省域经济发展存在10%的水平下显著为正的直接效应；交通基础设施投资对省域经济发展同时存在5%的水平下显著为正的直接效应和空间溢出效应。

表6　基于空间经济联系矩阵的空间面板杜宾模型估计结果（一）

表7　基于空间经济联系矩阵的空间面板杜宾模型估计结果（二）

结论与政策建议

本文选取了我国2003-2012年的省级面板数据，在厘清交通基础设施影响经济增长机制的基础上，通过构建空间面板杜宾模型，实证分析了我国交通基础设施与区域经济增长的关系。从实证结果中可以得出：交通基础设施影响区域经济增长具有明显的乘数性、外部性和可达性作用；不同类型的交通基础设施对经济增长的影响不同，区内交通基础设施的改善有利于本地区经济增长，同时具有很强的空间正溢出效应；区际交通基础设施的改善虽有利于本地区经济增长，但溢出效应不明显，这会使得区域经济差距趋于扩大；交通基础设施投资通过乘数作用将带动本地区及周边区域经济快速增长。

基于上述结论，本文提出以下政策建议：在投资力度方面，要充分利用交通基础设施投资对经济增长的巨大推动作用，各省域应在新建交通基础设施项目和改扩建交通基础设施项目上不断加大投资力度，鼓励民间资本以多种方式参与基础设施建设，力争为今后全国经济和社会发展奠定坚实基础。在投资范围方面，要充分发挥公路等区内交通基础设施的空间溢出效应，改善区域内通达度，中西部地区更应该注重公路建设，特别是通往交通枢纽节点的公路建设。要充分发挥铁路等区际基础设施对经济增长的促进作用，科学合理设置区域节点，加大交通网络建设力度，同时要尽量避免重要铁路节点对周边区域经济的吸附作用。在投资管理方面，要树立“大交通”理念，建立区域交通基础设施协商制度，做到统筹协调、科学规划，防止重复建设和低效建设，推进“断头路”和普通国道的瓶颈路段改建，实现区内区际各种运输方式有效衔接。总的来说，就是要通过“外通内连、互联互通”的交通基础设施协同发展政策来助推经济增长，实现区域协调发展。

参考文献：

1.Aschauer，D.A.Is Public Expenditure Productive[J].Journal of Monetary Econom ies，1989，23（2）

2.刘生龙，胡鞍钢.交通基础设施与经济增长：中国区域差距的视角[J].中国工业经济，2010（4）

中图分类号：◆F812

文献标识码：A

基金项目：▲国家社科基金重大项目“新区域协调发展理论与政策研究”（07&ZD010）