交通投资与旅游经济空间集聚研究——基于空间面板回归模型

胡涵清，金苑苑

（1.北京信息科技大学经济管理学院，北京 100192；2.北京工业大学经济与管理学院，北京 100124）

一、引言

旅游业通常被称为“无烟工业”或“无形贸易”，通过“风景出口”和其他经济措施来为国家创造财富，积累资金，增加外汇收入。旅游业发展能给所在区域带来一定的向心作用和扩散作用，旅游资源的进一步开发，必定能够带动区域旅游产业的进一步发展。随着先进的传感技术、通信技术、网络技术、控制技术及计算技术等有效地集成运用于交通系统，交通系统更加及时、精准、高效，其对经济贡献和社会管理的作用越来越大。交通投资及其经济效应是区域发展、旅游环境、投融资政策、空间规划等领域研究的核心方向之一。交通作为重要的基础设施，是联系产销各环节的纽带，能减少出行时间、降低运输成本、提高运营效率，影响目的地的通达和体验，对长期、短期的区域经济发展都具有明显影响。旅游业已成为发展速度最快、吸纳就业多、具备明显竞争优势的绿色产业，其发展除了受宏观经济发展水平、产业政策、人均可支配收入等的影响，还与交通运输等产业的发展密切相关。交通运输是旅游业产生和发展的先决条件，是旅游目的地社会经济发展的重要推动力，交通运输的发展水平，影响着旅游资源开发的要素投入及游客旅游地点的选择，是衡量旅游业发达与否的重要因素。

从国内外旅游需求的发展趋势和前景来看，人们可自由支配收入的增加、闲暇时间的增多、受教育水平的提高以及文化品位的提升，旅游者外出的旅游动机将逐步从纯自然的观光旅游向更富有知识性、文化性和娱乐性的文化旅游转变，将对具有丰富历史文化内涵的旅游活动抱有浓厚的兴趣。当前国内外已有许多相关研究探讨了交通投资与区域经济、与旅游产业发展的关系及对旅游产业发展的影响。

王兆峰(2009)通过分析交通及旅游发展数据，研究区域经济发展水平、交通建设基础、旅游资源开发的空间结构、旅游产业地位四个区域交通运输要素对旅游业发展的影响，得出交通问题严重制约了旅游产业的发展。李文正(2012)从定性和定量两方面分析得出区域旅游业发展与交通环境改善高度相关，建立区域“综合旅游交通里程指数”与各旅游指标之间的模型函数，展示区域交通建设对旅游业发展产生的内在影响及促进效应。陈晓等(2008)以大连市为例，通过模糊数学建立评价体系，研究交通与旅游两系统间发展模式及演变关系，揭示大连交通与旅游间协调发展大体上呈起伏增长向上态势，发展应着重旅游景区与交通便利的程度。刘南(2002)、金凤君(2003)、朱竑等(2005)从航空运输、铁路运输、公路运输等不同角度分析了交通运输类型与旅游发展的关系及对旅游业的主要影响。Aschauer(1989)研究交通投资与区域经济，研究提出有效交通投资能降低流通成本、形成产品价格优势，进而吸引更多的投资、促进商贸，从而影响区域经济发展。Vickerman(2018)研究企业对事物区位的选择考虑两个方面：一方面是该事物的位置，另一方面是该事物与其他事物的空间联系。交通环境的改善能降低运输成本，有利于企业调整最佳区位或路径，拓宽产业空间、优化产业发展结构、促进产业集聚。

总体来看，现有研究多集中在交通运输及交通投资与区域旅游发展的关系及对旅游业的影响方面，仍缺乏从自然地理差异和人文地理差异以及空间地理关联视角来研究交通投资对旅游产业的影响。因此，文章采用2000-2018 年的省级交通投资及相关旅游经济指标数据，构建空间面板回归模型研究交通投资对旅游经济空间集聚的效应。

二、研究内容及数据来源

投资具有创造需求和创造供给的双重功能，投资制约或促进着经济增长。随着云（云计算） 大（大数据） 物（物联网）移（移动互联网） 智（人工智能） 链（区块链） 等新一代信息技术的发展应用以及新型商业模式创新推动，交通运输成为驱动经济增长与社会发展新旧动能转换的重要力量。交通投资对经济增长会带来地理差异和时间影响，因此文章考虑地理空间关联的影响，在此基础上探讨交通投资对旅游经济增长的总体效应和时滞影响。交通投资不仅直接影响旅游经济发展，同时还会带动其他产业投资，优化产业结构、增加就业以及刺激商贸等。因此交通投资拉动旅游经济发展的不同路径也是文章的范畴。

1. 几个重要理论

（1） 中心辐射理论

弗里德曼中心辐射理论是以中心力量对周边影响为根本，通过由小到大、由少到多、由点到面的作用过程，逐步实现整体进步。中心辐射理论也可阐释交通经济辐射的作用，交通经济辐射效应原指以某区域交通为经济发展的起点，通过其较强的交通资源优势，带动周边区域的经济、技术、教育、文化、人力等多方面的整体发展。因此，发展区域经济必须发展交通运输。

（2） 点轴开发理论

点轴开发模式是从增长极开发模式发展起来的一种区域经济开发模式。增长极理论是法国经济学家弗朗索瓦·佩鲁(Francois Perroux)于上世纪50 年代初提出的，经济单位存在于不同产业间的数学关系中，而不是存在于某一地理区域。增长极主要包括了两个方面内容：一是地理空间上产生集聚的城镇作用，即增长极（中心）；二是经济空间上的某种推动型产业作用。因此，增长极具有“空间集聚”与“产业推动”意义上的增长之意。

点轴开发模式是增长极理论的延伸。从区域经济发展的过程来看：经济中心首先集中在具有比较发展优势、基础条件好的区域，成点状分布，这类经济中心就是区域经济增长极，也是点轴开发模式的点；随着经济的发展，经济中心点逐渐增加，导致点与点之间的生产要素需要交换，使交通路线等相互连接起来构成轴线。这种轴线先是为增长极服务的，轴线形成后，对区域产业、人口等也有很强吸引力，之后再使产业、人口等向轴线两边集聚，从而产生新的增长点。点轴贯通，就形成点轴系统。因此，点轴开发模式可以理解为从旅游发达区域的中心（点） 沿交通线路向区域产业纵深地发展推移。

（3） 区位发展理论

区位除了指某一事物的空间几何位置，还强调人类经济社会活动与自然界各种地理要素之间的相互联系和作用在空间位置上的反映。区位主体是指与人类相关的社会活动和经济活动，其在空间区位中的相互运行关系称为区位关联度，该关联度影响使用者和投资者对区位的选择。

区位发展理论是研究人类活动的空间分布及其相互关系，即人类经济行为的空间区位选择及空间区位内经济活动组合优化的理论。总体来说，使用者和投资者都会选择土地成本和运输成本总和最小的区位。对文章而言，交通区位发展是指交通运输网中经济活动的优化集合。

2. 交通运输影响经济发展

（1） 交通运输能够促进产业结构调整

随着我国工业化、城市化进程的不断深入，经济增长方式由粗放式增长逐步向集约型增长转变，交通运输作为社会经济活动的重要载体，使各生产要素在使用过程中尽可能进行优化配置，提高使用效率和生产效率。同时，产业结构的调整对交通运输的发展提出了更高的要求，需要深入研究交通运输业发展和产业结构间的制约关系。产业结构的变化如产品/服务类型、产品/服务生产方式、产品/服务市场规模等，会影响到交通运输业；交通运输技术的发展如运输方式、无人驾驶、智慧物流等，可以扩展交通运输业的应用领域，影响产业发展结构。文章将研究的交通运输与旅游产业就是一种相互影响的制约关系。

（2） 交通运输促进区域经济分工和布局

以交通运输为主线的区域经济发展，会使现存的区域经济增长极形成良好的投资环境，促使产业和人力资源向交通轴线聚集。通过经济结构的改革进而促进供给侧结构改革，交通运输业将区域外的运输资源与区域内的运输资源优化组合形成运输资源网络，促进区域交通运输基础设施合理布局和分工，并扩大区域间合作，形成促进区域经济发展的良性循环。

（3） 多样交通运输方式促进旅游文化发展

随着我国新型交通工具、高速交通运输方式的不断完善，综合交通运输体系的多样化促进交通运输方式与旅游业的融合，有利于旅游资源的开发和扩大旅游资源的形象和影响力，使各类旅游资源得到高效合理的利用，更好地吸引投资和传播区域优秀传统文化，促进交通旅游融合发展新格局，使不同服务业态之间有机协同和耦合共进。

3. 研究内容及数据来源

文章采集的2000-2018 年31 个省的面板数据均来自于《旅游统计年鉴》和《中国统计年鉴》，高程数据来源于中国数字高程地图，并用ArcGIS 工具计算各省的平均高程。研究模型把区域的旅游经济发展水平作为因变量，区域经济生产总值、区域交通及交通相关投资、区域旅游资源禀赋及旅游就业规模等作为解释变量。以区域的旅游总收入来评估旅游经济发展水平，以旅游从业人员数量衡量旅游就业规模，以4A、5A 景区数量作为旅游资源禀赋指标。同时考虑到时空差异和自然地理环境的显著差异对旅游发展的影响，需要引入反映旅游经济发展区域异质性的变量，文章借鉴已有的研究，引入空间分异性q 统计值来衡量区域差异；研究模型同时还可能产生内生性问题，因此在区域经济空间分异的研究中，将区域平均高程纳入控制变量或工具变量，区域地形起伏对人口密度及交通投资的成本产生较大影响，地形起伏越高，交通投资成本越高，对旅游经济发展的影响就越小。

三、研究方法

有关交通投资的理论和方法较多，如多目标规划、灰色系统理论、数据包络分析等，文章将其有机地结合，并应用于交通运输系统的投资优化研究之中，形成一套完整而有效的模型体系，实现对交通运输系统的综合评价、投资结构优化、投资规模优化、投资效益评价等量化问题的研究和探讨。

旅游交通客流量分析和投资收益研究也是旅游产业发展的一个重要课题，研究方法包括线性理论预测方法、非线性理论预测方法及联合模型预测方法等。文章从空间分异性q 检验、全局自相关分析、空间计量模型等方法来研究交通投资对旅游经济的影响。

1. 空间分异性q 检验

空间分异性（空间分层异质性，spatial stratified heterogeneity），是一个经典的地理学理论，指某一属性值在不同区域或类型之间存在差异，例如气候分带、土地利用图、生态分区、地理区划等等。地理空间分异实质是一个表述分异运动的概念，通常分为地带性、区域性、地区性、地方性、局部性、微知域性等若干级别。空间分异性可用地理探测器q-statistic 来识别、检验、寻找和归因。

空间分异性q 检验主要用来识别某一属性值在不同类型或区域之间是否存在差异，原理为分层思想。当检验值q=1 时，则表示存在显著的空间分异，当q=0 时，则表示没有空间分异。计算公式如下：

式中：q 为检验值，L 为不同区域，L=3（即东部、西部、中部三个区域）；h 为不同区域层的数量；N 为检验样本总量；σ2为样本方差；为第h 层的方差，Nh为h 层的样本数量。

生产函数模型具体如式(2)：

对其进行对数变换得到式(3)，

式中：TE 为旅游总收入，TI 为交通投资，NIT 为其它投资，LAB 为劳动力总数，LEL 为平均高程值，QSTA 为空间分异性q 值统计量，ECON 为区域生产总值，TRE 为旅游资源禀赋。

利用空间单元是否相邻的原则，如果某省j 和某省i 在地理上相邻，则wij=1，相反则wij=0，创建31 个省的区域空间权重矩阵（W）。

2. 全局自相关分析

在变量间的关系中，确定关系的是函数关系，未确定关系的是相关关系。地理要素空间相互影响，自相关是一种非常重要的影响因素。地理空间自相关是指时间序列相邻数值间的相关关系，即该变量本身存在某种数学模型，通过已知获取的数据建立自回归模型，从而对自相关变量进行预测。

为了判别主要变量的空间自相关情况，还引入全局Moran's I 指数，辅助判断是否需要采用空间计量模型。公式如下：

式中：Yi是区位i 某个变量的值；Y*是Yi的平均值；wij是空间相邻关系。对权重进行标准化处理，Moran's I 指数的值在[-1，1]之间，[-1，0]则为空间负相关，(0，1)则为空间正相关，莫兰值越大表示相关性越高。

3. 空间计量模型

空间经济计量学主要研究空间效应问题。空间效应主要包括空间相关和空间差异性，在研究中涉及空间相邻、空间相邻矩阵等概念。空间相关指在样本观测中，位于位置i 的观测与其它j≠i 的观测有关，即存在空间相关。空间差异性指空间上的区域缺乏均一性，如存在中心区和郊区、先进和后进地区等。时空数据空间模型中考虑时间维增加了描述的复杂性，但综合时间空间的模型在实际工作中非常有用。在经典的经济计量学模型中综合截面和时间序列数据，建立空间权重矩阵计量经济模型如式(5)：

其中：因变量y 表示各省旅游经济总量。

Wy为空间权重变量，代表相邻区域的集聚对本区域集聚的影响；ρ 为Wy的空间回归系数，若ρ 为正，表明各区域经济集聚为正向空间关联。

X 为自变量的矩阵，W 为空间权重矩阵，β 为X 的系数。

WX 为空间权重矩阵的自变量；θ 为回归系数，若θ 为正，表明对经济集聚有正向作用，否则对经济集聚有反向作用。ε为随机干扰项。

同时将空间权重矩阵（W） 进行标准化，可将公式(5)变形为公式(6)，得到：

由于交通投资的经济效应会产生时间滞后性，在模型(6)中引入动态模型，加入(TIi，j)（当期交通投资） 和(TIi，j-1)（前期交通投资） 变量，检验交通投资对旅游经济的影响，优化后的模型如式(7)：

上述公式可通过STATA14.0 进行计算和估计，利用“xsmle”程序包，检验不同模型空间计量变量的系数，发现参数θ、ρ 的值均不为零，因此采用空间杜宾模型来评估空间计量，通过豪斯曼检验，固定效应的统计模型解释力更强，具有更好拟合效果。

图1 因变量与解释变量的全局Moran's I 指数的变化情况

四、实证分析

1. 交通投资对旅游发展的总体影响

Moran's Index（莫兰指数） 被用来检测一个区域的创新产出与它周边地区创新产出的关联。通过全局莫兰指数可以发现，区域旅游总收入、就业规模、地区总体经济规模的指数都大于0，呈现出空间自相关，且随着年份变化，这种相关性比较平稳。旅游资源禀赋的指数较小，空间自相关不太显著。非交通投资指数都为正，有较强的自相关，但也出现较大波动。交通投资出现正负的波动，空间正相关和负相关都存在，将空间关联引进空间计量回归模型，利用回归模型判别交通投资对经济增长的作用。

利用不同的模型对样本进行估计，混合最小二乘法回归模型估计结果表明，交通投资对旅游经济发展具有显著的正向效应，lnTI 的系数为12.8%；一般面板固定效应回归的结果显示交通投资的系数达7.6%，对旅游经济发展同样具有显著作用。然而其他投资的回归系数达到43%，就业规模的系数达到42%，区域经济的影响系数为43%，旅游资源禀赋的效应为62%。这说明，交通投资对旅游发展具有显著的影响，但其直接影响仍低于其他投资、劳动力及资源投入。同时在最小二乘回归模型中，lnLEL 和lnQSTA 的回归系数为负值且显著，说明，中国地理分异和地貌差异的格局对交通投资的经济影响有一定的限制。

表1 交通投资影响经济增长的模型估计表

模型中ρ 值为正且显著，反映旅游经济集聚总体上呈现正向空间关联。变量lnTI 和W×lnTI 的系数分别为2.1%和3.5%，这表明交通投资有助于旅游经济的空间集聚，具有明显的空间关联效应，但在空间自相关下，交通投资促进旅游发展的显著性和作用程度都明显降低了。这又反映了交通投资促进旅游发展的效果一方面取决于投资规模，另一方面也取决于投资效率，同时区域旅游的发展也对邻近区域的交通发展产生一定的依赖。从交通投资的Moran's I 指数也能看出，指数呈现较大波动，出现空间负相关的情况，说明有些区域的交通投资规模高，但邻近区域却偏低，因此也会产生相互的影响，交通投资低的区域会降低其本身及邻近区域的投资总效益。另外，交通投资的间接作用大于直接效应，在考虑空间关联和集聚的情况下，间接效应更佳显著。

2. 交通投资对旅游经济影响的区域差异

区域是一种综合发展的地理概念，不同区域的经济社会条件和资源禀赋状况与投资经济效应的差异也很大。一般来说，在经济水平比较高、资源禀赋丰富的区域，交通投资的经济影响会更加显著。将中国分为东部、中部和西部三大区域，检验交通投资对旅游经济的影响。发现在考虑空间自相关的情况下，交通投资在三个区域的影响都显著降低。如在东部区域，空间杜宾模型、一般面板回归模型、最小二乘回归模型中lnTI的回归系数分别为8.2%、11.9%和14.7%。从不同区域来看，东部、中部、西部区域的空间面板杜宾模型中lnTI 的系数分别为8.2%、6.5%、1.1%，从东到西，系数呈现依次递减，即交通投资的经济效应依次递减。这说明经济水平越高的区域，交通投资对旅游发展的影响越显著。虽然交通投资极大的促进了西部地区旅游的发展，但受投资成本等因素的影响，总体来说投资效应并不强。从空间回归系数来看，通过空间面板杜宾模型检验，东部和中部区域的W×lnTI 的系数都比较小，且为负数，但不显著，说明交通投资对东部区域旅游经济空间集聚的影响不大。可以看出，区域经济发展较好，城镇化水平较高，基础设施建设的较好的地区，交通投资还能一定程度促进旅游活动的空间分散。而在西部区域，W×lnTI 的系数为正，因为西部区域地广人稀，且交通设施不完善，加强交通投资，提高部分区域的交通通达性，有利于旅游活动的空间集聚。

表2 交通投资对旅游经济发展的分区域影响

3. 交通投资对旅游经济的时间效应

投资具有一定的时滞效应，随着时间的改变，交通投资的旅游经济效应和空间集聚会发生变化。根据交通投资增速的情况，将研究期分为2000-2009 年、2010-2018 两个时间段。从估计结果来看，三类模型中，变量lnTI 的系数都随着时间的推移有所增加。从模型15和模型18 的结果可知，W×lnTI 变量的系数在两个时间序列内发生了变化，前一阶段系数为正值，后一阶段变成了负值，表明2000-2009 年间，交通投资有助于旅游经济活动的空间集聚；而在2010-2018 年期间，区域性交通网路的加速建设，路网的密度增加，使区域旅游通达性快速提高，旅游资源优越的地方得到快速开发，减少了游客的资金和时间成本，总体上有利于旅游经济的空间扩散。在整个2000-2018 年间，在交通投资的影响下，旅游经济出现了从集聚到扩散的发展趋势。

4. 交通投资对旅游经济影响的长期和短期效应

交通投资的影响可以从短期和长期来考量。短期投资能够提高经济预期、带动区域产业快速发展、促进区域经济增长等，从而促进区域的旅游开发，给旅游行业带来直接和间接的影响。长期投资计划往往受基本建设连续性、单件性及其他因素的影响，长期交通投资降低交通成本，使消费稳增长，有利于提高区域的通达性，促进旅游产业发展作用明显。

表3 不同时段交通投资对旅游经济影响效果

表3 通过不同的回归模型，验证lnTI 和lnTIi-1对旅游经济的长期和短期影响。模型显示，前期交通投资对旅游经济的影响明显高于当期交通投资所产生的影响，并且前期和当期的交通投资对旅游经济所产生的影响，均低于劳动力、其他投资和资源禀赋的影响。在考虑空间自相关的影响下，空间面板杜宾模型检验出来的结果显示，lnTIi-1的系数非常显著，而W×lnTI 的系数不显著。变量W×lnTIi-1的系数为正，而变量的系数为负值，这反映了当期交通投资有助于旅游经济的空间集聚，而前期交通投资的投入在交通基础建成后一定程度上有利于旅游经济活动的空间扩散。

五、研究结论

本研究采用2000-2018 年的省级数据，建立计量模型，分析了不同地区、不同时间交通投资对旅游经济发展的作用及空间集聚影响，具体结论如下：

（1） 利用混合最小二乘法回归模型、一般面板固定效应回归模型及空间面板杜宾模型，检验出来的结论都显示交通投资对旅游经济增长具有显著作用，且总体上有利于旅游经济活动的集聚。但考虑空间自相关的情况下，交通投资对促进旅游经济发展的显著性和作用程度都显著降低。

（2） 交通投资对旅游经济的影响有较大的区域差异。东部、中部、西部区域，空间面板杜宾模型系数呈现依次递减，即交通投资的旅游经济效应依次递减。与不考虑空间自相关进行对比，在考虑空间自相关的影响下，交通投资在三个区域的旅游经济作用都明显降低。交通投资对中部和东部区域旅游经济空间集聚的影响不大。在西部区域加强交通投资，提高部分区域的交通通达性，有利于旅游活动的空间集聚。

（3） 从2000-2018 年期间的不同时间段来看，交通投资对旅游经济的发展会产生一定的时滞影响。当期交通投资有助于旅游经济的空间集聚，而前期交通投资的投入，一定程度上有利于旅游经济活动的空间扩散，随着时间的变化，交通投资使旅游经济发生了从空间扩散到聚集的改变。

现代旅游业的飞速发展与交通运输有着密不可分的联系。交通作为旅游业的三大支柱之一，是连接旅游目的地与景区最主要的通道，便利的交通不仅带来良好的消费体验，也决定了该旅游产品其他价值是否得以实现。便利交通的塑造，能扩大游客出行半径、避免空间壁垒限制、打造多样化的旅游产品。在某种意义上，交通将游客与旅游地进行联结，旅游地的交通条件决定了旅游客流的形成，也是确保旅游者在旅游地与居住地之间活动的重要保障。交通的便捷度是旅游资源和旅游地建设的先决条件，也关乎一个国家或地区旅游业的发达程度。从另一个角度来讲，交通在满足旅游者空间位移这一基本功能之外，旅游地的吸引力、竞争力以及旅游者的决策很大程度上取决于具有某些资源化特征的交通条件，使人们对它的关注度也越来越高。

随着交通投资建设的不断完善，旅游市场也发生了巨大的变化，中国旅游业如何紧跟现代交通投资建设的步伐全面健康的发展成为了一个值得深思的课题。现代化的景区需要有一个与其相适应的现代化交通体系，要形成一个与区域发展布局相协调的综合交通格局。现代化智能交通系统与大数据技术、人工智能技术、区块链技术技术等高科技手段结合，通过高新技术汇集交通信息，对交通管理、交通运输、公众出行等等交通领域全方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在旅游景区、区域甚至更大的时空范围具备感知、来互联、分析、预测、控制等能力。

近期应做好与城市交通量基本相应的道路网络系统，有机配合好综合交通规划，扩展空间、利用条件、重点发展以轨道交通为骨干的公共交通网络，逐步改变以常规公共交通为主的客运方式，引入大、中客运量的地铁和轻轨交通方式。

远期应逐步实现多层次、多平面、立体化的城市交通网络体系，大部分地区实施机动车辆和非机动车辆分流行驶，充分利用高新技术建设管理，以保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。