铁路对城镇化发展的影响机制研究

王 妍

（中国铁路经济规划研究院有限公司 经济与管理研究所，北京 100038)

0 引言

作为国民经济的大动脉、关键基础设施和重大民生工程，铁路的建设与发展不仅对于拉动区域经济增长具有重要作用，而且在国家城镇化建设进程中也扮演着重要角色。2014年，中共中央、国务院印发的《国家新型城镇化规划》指出，要发挥综合交通运输网络对城镇化格局的支撑和引导作用，完善铁路在城市群内部和城市群之间的网络体系，提高中小城市和小城镇的铁路覆盖率。经过近年来的发展，我国铁路营业里程和城镇化水平持续增长。铁路营业里程与城镇化水平如图1所示。

图1 铁路营业里程与城镇化水平Fig.1 Railway operating mileage and urbanization rate

既有研究表明，铁路作为运量大、成本低的高效运输方式，有利于充分发挥城镇的集聚优势，为我国的城镇化建设提供有力支撑[1-2]。近年来，越来越多的学者开始关注铁路，尤其是高速铁路对城镇化的影响，以高速铁路开通作为准自然实验的研究结果也不断证实了高速铁路开通有助于加快沿线城市的人口城镇化步伐[3]。2020年，中共十九届五中全会审议通过《中共中央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》，明确提出到2035年基本实现新型城镇化。为探究铁路对城镇化发展影响的内在机制，更好地发挥铁路在新型城镇化发展中的作用，以城乡二元结构为逻辑起点，改进传统的刘易斯二元经济发展模型，从理论层面研究铁路影响城乡人口流动和城镇化水平提升的内在机理，并运用我国省域数据进行实证检验，为实现铁路高质量发展、助力新型城镇化建设提供参考。

1 铁路对城镇化发展的影响机制分析

1.1 理论分析

按照新经济地理理论，铁路作为重要的交通基础设施，首先降低了沿线地区的运输成本，压缩了地区间的时空距离，促进了人才、技术、资金等要素的自由流动，有利于中心城市形成集聚优势发挥转移成本效应，提高城镇化水平。随着城市的进一步扩张与发展，既有中心城市无法满足快速涌入的人口需求，周边的中小城市和小城镇通过铁路等便捷、大运量运输方式与中心城市连接，成为中心城市的卫星城，不仅使得个人在避免支付大城市地产租金和社会成本的前提下享受城市集聚带来的社会效益[4]，并且能够进一步降低产品运输过程中的运输成本[5]，实现沿线产业垂直化分工[6]，发挥交易成本效应，在城市的集聚与扩散交融中影响着城镇化格局[7-9]。事实上，日本、新加坡等采用的公共交通导向发展(Transit-Oriented Development，TOD)模式，正是通过强化铁路的转移成本效应和交易成本效应，高效发挥廊道作用，为城镇化发展提供了范本[10]。另外，铁路作为重要的基础设施，建设投资规模大，为地区经济发展和就业机会的增多带来乘数效应，直接提高了城市的吸引力，促进了城镇化水平的提升[11]。综上所述，铁路能够影响城镇化的发展水平，并通过转移成本效应、交易成本效应和基础设施投资效应发挥作用。

1.2 机制推导

1.2.1 基本假设

刘易斯二元经济发展模型指出，在发展中国家，并存着以传统农业为主的农业部门和以现代化工业为主的非农业部门。研究考虑一个涉及农业部门(A)和非农业部门(B)的两部门经济体，该经济体的人口总数为L，农村人口数为LA；城镇人口数为LB；u为人口城镇化水平，即城镇人口占总人口的比例。

（1）假设农业部门和非农业生产部门的生产函数分别如下。

式中：YA为农业部门产值；YB为非农业部门产值；AA和AB分别为农业部门和非农业部门的全要素生产率；R为铁路发展水平；KB(R)为非农业部门资本投资水平，铁路作为一项重要的全社会固定资本投资，其发展水平提高会促进资本投资水平的增长，即；α和β分别为劳动力在农业部门生产和非农业部门生产中所占的比例，α，β ∈ [0，1]。

（2）假设所有消费者具有相同的偏好，消费者的效用函数形式为柯布－道格拉斯型效用函数。代表性的农村居民和城镇居民所面临的预算约束如下。

代表性农村居民：

代表性城镇居民：

式中：UA为代表性农村居民的效用；UB为代表性城镇居民的效用；φ为居民对农业产品的消费比例，即居民的消费结构，参照我国恩格尔系数水平，假设φ ∈ [0，0.5]；CAA，CAB分别为农村居民消费农业产品和非农业产品的数量；CBA，CBB分别为城镇居民消费农业产品和非农业产品的数量；PAA，PAB，PBA，PBB分别为上述产品消费的价格水平；WA，WB分别为农村居民和城镇居民的名义工资水平。

（3）假设产品的运输成本采取“冰山交易成 本”模式，用τA和τB分别代表农村产品卖到城市的损耗比例和城市产品卖到农村的损耗比例，是R的函数，τA，τB∈ [0，1]，从而价格之间存在以下关系。

在本模型中，交易成本主要包括运输成本和物流损耗，各种产品在运输成本方面具有相同的发展趋势，因此可以假设在运输成本概念下τA和τB近似相等；相比于非农业产品，农业产品的保鲜期短，存在着较大比例的物流损耗，因此在物流损耗概念下，τA＞＞ τB。总体上，铁路的发展能有效缩短各种资源的运送时间，减少物流损耗，因此无论是在运输成本还是损耗成本概念下，τA(R)和τB(R)都是铁路发展水平R的减函数，即

（4）根据文献[12]，随着非农业部门资本积累，非农业部门对劳动力的需求不断增加，由于非农业部门工资高于农业部门，农村人口有向城市转移的动力，但这种转移面临着一定的转移成本，这种成本主要来自于交通成本、生活成本、信息成本和相关的心理成本等。假设农村劳动力向城镇转移的成本为D (R)，假设即铁路发展会降低劳动力的转移成本。

1.2.2 影响机制

按照上述假设条件，根据产品市场均衡条件(劳动者的总收入等于居民的总支出)和劳动力市场均衡条件(农村劳动力在农村生活和在城镇生活的效用相等)，得出铁路(R)与城镇化(u)之间的关系如下。

铁路影响城镇化水平的内在机理如图2所示。

图2 铁路影响城镇化水平的内在机理Fig.2 Internal mechanism underlying the impact of railway development on urbanization

一方面，在铁路建设期内，存在基础设施投资效应，铁路基础设施投资提高了社会固定资产投资水平，进而引发投资的乘数效应，提高城市的吸引力与城镇化水平，式中另一方面，在铁路运营期内，存在交易成本效应和转移成本效应。对于交易成本效应，铁路开通运营有助于减小城乡之间的产品交易成本，促进产品市场优化和完善，降低农村居民向城市转移的诉求，从而降低城镇化率。即若交易成本主要是运输成本，则城乡之间的运输成本差异不大，即τA(R)=0；若交易成本主要是运输损耗成本，即τA(R)≫τB(R)，则同样，0。对于转移成本效应，铁路建成后能够减小农村劳动力向城镇流动的转移成本，激发农村劳动力向城镇转移的积极性，提高城镇化水平，即

因此，铁路对城镇化水平的影响并不是一成不变的，随着经济发展水平的变化，在铁路的基础设施投资效应、交易成本效应和转移成本效应的综合作用下，铁路对城镇化水平的影响呈现出动态式变化。

基于上述理论机制分析提出以下2点假设：假设1——铁路对城镇化水平存在影响；假设2——铁路对城镇化水平的影响在基础设施投资效应、交易成本效应和转移成本效应的综合作用下呈现动态变化。

2 铁路影响城镇化发展的实证研究

2.1 模型构建

为验证上述理论假设，研究铁路对于城镇化的影响，建立以下回归模型，公式 ⑾ 为基本模型，用于验证铁路对于城镇化的影响；公式 ⑿ 为门限回归模型，用于验证铁路对城镇化水平影响的阶段性差异。

式中：U为城镇化水平，即城镇人口占总人口的比重；α0和β0为截距项；Rail为铁路发展水平，通常用铁路营业里程或铁路换算周转量来衡量；α1，β1，β2分别代表铁路发展水平对于城镇化水平的影响系数；X代表一系列控制变量，包括人口、经济、产业、固定资产投资等指标；α2和β3为控制变量对城镇化水平的影响系数；E为经济发展阶段的门槛变量，用人均GDP来衡量；E-为门槛值；ε为随机扰动项；i代表地区；t代表时间。

选取全国31个省市作为研究对象，时间范围为1999—2018年。数据来源为国家统计局官方网站以及全国各省(区市)历年统计年鉴，个别年份数据缺失采取插值法予以补齐。

2.2 实证结果分析

为选择合适的面板数据模型，采取豪斯曼检验选择适当的固定效应模型或随机效应模型，铁路对城镇化影响的估计结果如表1所示。表1中，回归结果1、回归结果2分别为用铁路营业里程、铁路换算周转量来衡量铁路发展水平进行回归估计的结果。研究结果显示假设1成立，即铁路对城镇化水平存在显著影响，从实证结果来看，铁路整体上有助于城镇化水平的提升。

表1 铁路对城镇化影响的估计结果Tab.1 Estimated impact of railway on urbanization

铁路对城镇化影响的门限回归估计结果如表2所示。表2结果显示，铁路对城镇化水平的影响存在门槛效应，当经济发展水平低于一定门槛(人均GDP＜54 095元)时，铁路的发展对城镇化水平的促进作用相对较大；但是当经济发展水平高于该门槛值时，铁路发展对城镇化水平的促进作用会有所削减，甚至变得不显著。这意味着，假设2成立。近20年的发展数据表明，铁路作为重要的基础设施，不仅在建设过程中通过提高社会资本水平来吸引人口向城镇转移(即基础设施投资效应)，而且在建成后，一方面能够降低农村劳动力进入城镇的转移成本，刺激劳动力进入城镇(即转移成本效应)，另一方面也减少了城乡之间的产品交易成本，完善了产品市场，使农村人口不必进入城市也能够获得较高的福利水平(即交易成本效应)。整体来看，在目前的条件下，铁路发展有助于提高城镇化水平，铁路的集聚作用大于扩散效果，但随着经济发展水平的提升和铁路基础网络的完善，这种促进作用正在逐渐弱化。

表2 铁路对城镇化影响的门限回归估计结果Tab.2 Estimated impact of railway on urbanization according to threshold regression

3 结论与建议

城镇化过程往往伴随着更高的收入水平和生产力水平，而交通运输能力的有效提升，压缩了时空距离，不仅有助于提高中心城市的吸引力，发挥集聚效应，而且能够通过连接大都市区与中小城镇，发挥扩散效应。研究以城乡二元结构为逻辑起点，探讨了铁路在城镇化发展中的作用。理论分析表明，铁路影响着城镇化的发展，这种影响随着基础设施投资效应、转移成本效应和交易成本效应的综合作用呈现动态变化趋势。实证研究结果不仅证实了铁路有助于促进城镇化水平的提升，而且验证了这种影响正在随着经济发展水平的变迁呈现动态化趋势。这意味着随着经济发展水平的提升，铁路对于城镇化的影响作用正在减弱，无法通过持续的基础设施投资来刺激人口涌入城市，转移成本和交易成本对于城市集聚效应和扩散效应会面临一种均衡，通过大规模的铁路建设来刺激城镇化发展面临极限。事实上，这不仅是中国铁路发展面临的问题，同时也有来自其他发达国家的经验证据：日本东京从仅有161.55 km铁路的小町村发展成今日的国际化大都市，2小时出行半径从明治时期的不足10 km扩展至今日的70 km，不仅有发达的铁路网络作为支撑，更有地铁、市郊通勤铁路的协调支撑。目前，中国发达的铁路网络尚未与城市形成良好的衔接和融合，在一定程度上影响了铁路在新型城镇化中发挥更为深入广泛的集聚与扩散效应。

在未来的新型城镇化发展过程中，铁路有必要进一步明确功能定位与发展策略，更好地实现铁路与城镇化的融合发展。大多数国际经验表明，在交通基础设施极度匮乏的阶段，铁路干线的大规模建设作为重要的基础设施投资对于经济发展的拉动作用明显，并且铁路干线的联通能够更好地实现人才、资源的集聚，这种集聚效应降低了人才、产品从农村流向城市的成本，即降低向内的转移成本和交易成本，有助于城镇化水平在数量上的快速扩张，实现中心城市的迅速发展；然而，中心城市的不断扩张也带来了诸如城市病、城乡二元结构的问题，此时就应当注重中心城市与周边城市、小城镇的融合，更好地发挥中心城市的辐射和带动作用，实现整个区域的协同发展[13]。为此，铁路可以通过扩散作用来降低中心城市向外的转移成本和交易成本，促进形成资源共享、结构有序、功能互补、分工合理的区域发展格局，实现城镇化水平在质量上的提升。国家发展和改革委员会发布的相关意见也表明，当前国家新型城镇化的重点任务在于加快培育现代化都市圈，构建以轨道交通为骨干的多层次通勤圈、交通圈。因此，在干线铁路逐步联通完善的背景下，一方面，应当进一步明确和发掘城际铁路和市域(郊)铁路的作用；另一方面，应当不断推动干线铁路与城际铁路、市域(郊)铁路、城市轨道交通的“四网融合”，在未来的新型城镇化发展中发挥更大的作用。