高铁建设对长三角地区城市创新的影响

相 峰 刘 洁

随着经济全球化的发展，生产要素资源，尤其是技术与创新资源的流动越来越打破地域界限。区域经济一体化已成为当前我国经济发展的重要主题。长三角地区是我国经济发展最为活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一，在国家总体现代化建设中具有举足轻重的战略地位。2019年12月，中共中央、国务院印发《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》，将长三角一体化发展上升为国家战略，规划中明确要加强长三角中心城市间的合作联动，依托交通大通道，以市场化、法治化方式加强合作。与此同时，高质量发展成为“十四五”时期我国经济发展的主旋律，党的十九届五中全会强调，“十四五”时期我国要坚持创新驱动发展，布局建设综合性国家科学中心和区域性创新高地，支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心。由此可见，国家战略层面正在积极推动城市群成为国家科技创新发展的关键依托。

在城市区域一体化发展历程中，世界范围内具有重要影响力的创新集聚，相当多都表现出“廊带”特征，如美国加州101公路（硅谷）、美国128号公路等。近年来，政府规划层面相继出台了京津冀工业走廊、广深科创走廊、G60科创走廊等发展战略，创新走廊作为一种新型的区域一体化发展组织形式，在推动区域协同创新、提升国家创新能力中的作用将会愈加凸显。创新廊带的形成有着诸多影响因素，其中交通网络，尤其是铁路网络，承担了城市间大部分的长途运输，能够推动城市区域资源集聚，产生知识溢出效应。从政策战略视角来看，创新廊带将会成为长三角一体化战略布局的重要途径之一，而交通网络是创新廊带形成的“地基”，也是其不断发展的关键。

我国在2004年发布的《中长期铁路网规划》中首次提出高铁网络，最新版规划（2016—2030）中指出，2025年铁路建设目标为全国铁路网规模达到17.5万公里左右，其中高速铁路达3.8万公里左右。高铁网络将连接几乎所有中国大中型城市，实现大中型城市间1～4小时交通圈、区域中心周围0.5～2小时交通圈。高铁每年总乘客量约为17亿人次，假设半数为商务旅行，则每年将创造8.5亿个商务交流与连接，进而带来更多的经济活动与创新。长三角地区铁路网络建设以上海为核心枢纽，构建出了四通八达的高铁网络。2020年，国家发展改革委与交通运输部联合印发的《长江三角洲地区交通运输更高质量一体化发展规划》（发改基础〔2020〕529号）指出，到2025年，长三角一体化交通基础设施网络总体形成，将以上海为核心，南京、杭州、合肥、宁波为中心，构建多向立体、内联外通的运输主通道，构建“轨道上的长三角”。

城市间高铁网络的完善可以提升一个城市到区域内经济中心区的可达性，在其他条件相同的前提下，将会促使该地区城市的企业更容易接触到先进的技术、信息以及更大的劳动力市场，进而提升劳动生产率。在提升区域可达性方面，高铁网络具有无可比拟的优势，因而建立起高速铁路网络的互联互通对于区域经济一体化发展至关重要。①Easley D, Kleinberg J,“Networks, Crowds, and Markets: Reasoning about a Highly Connected World”, in Significance, 2012, Vol.9, No.1, pp.43—44.具体到长三角一体化发展实践中，长三角高铁运输网络对于区域创新水平的影响正在引起越来越多的学者及政策制定者的关注。综上所述，本文立足于长三角地区一体化发展战略，探讨高铁网络对长三角地区创新水平的提升作用，利用长三角地级市高铁建设以及城市创新指标数据，通过双重差分模型来验证高铁开通对于长三角地区重点城市创新水平的影响。

一、相关文献回顾

区域一体化发展的质量会受空间网络的个性化特征的影响，区域内交通运输网络及基础设施决定了创新发展的时空显性特征。高度发达的交通运输网络与区域创新资源集聚流通紧密相关，运输网络的通达减少了各枢纽城市间的时间交易成本，提高了城市传输网络的可靠性和弹性，并且降低了知识和技术传播的空间难度。交通运输对区域创新有着推动作用，其中不同的运输方式对区域创新发展也有着不同的推动作用。②Brunner H P,“What Is Economic Corridor Development and What Can It Achieve in Asia’s Subregions?”, in Asian Development Bank Economics Working Paper Series, 2013.公路运输对于区域经济合作组织间短距离贸易至关重要，铁路轨道运输则承载着长途交通，并且还未被充分利用。①Richardson K,“Attracting and Retaining Foreign Highly Skilled Staff in Times of Global Crisis: A Case Study of Vancouver,British Columbia’s Biotechnology Sector”, in Population, Space and Place, 2016, Vol.22, No.5, pp.428—440.更为重要的是，铁路网络对于提升城市与城市间的通达性具有关键作用，区域一体化发展中核心城市及其周围副中心城市的交通运输网络的建设完善对其跨区域的人才流动有着重要影响。②孙学涛、李岩、王振华：《高铁建设与城市经济发展：产业异质性与空间溢出效应》，《山西财经大学学报》2020年第2期，第58—71页。

高铁作为当前我国客运的重要运输方式，在可达性与时效性方面都具有显著优势，从根本上改变了人们的出行以及流动模式，进而成为城市变革和创新的催化剂。高铁作为运输中枢，能够促进城市间的互补，并将人才和技术转移到较小的城市中心以提升其整体竞争力，这些城市将会继续发展其二级产业与服务业，而它们与全国和全球供应链及创新网络的交通连接质量将会强烈影响其竞争力。在我国特大型城市周围所形成的城市圈中，经济发展最为迅速、高铁建设最为完备的，当属长三角地区的城市群。在长三角一体化发展国家战略背景下，高速铁路网络对于长三角城市创新的推动作用值得关注。

已有相当多的学者就高铁建设对于城市经济发展以及城市创新能力的影响进行了讨论，铁路交通网络对于经济增长的促进作用也从不同维度被证实。③王群勇、陆凤芝：《高铁开通的经济效应:“减排”与“增效”》，《统计研究》2021年第2期，第29—44页。高铁网络的准时性与可达性能够满足对时间有较强敏感性的高素质人才的流动需要。④杜兴强、彭妙薇：《高铁开通会促进企业高级人才的流动吗?》，《经济管理》2017年第12期，第89—107页。高铁等交通基础设施的不断完善能够降低创新要素的流动成本，提升其流动速度与规模，进而促进知识溢出与区域间要素流动。⑤Tsekouras K, Chatzistamoulou N, Kounetas K, et al.,“Spillovers, Path Dependence and the Productive Performance of European Transportation Sectors in the Presence of Technology Heterogeneity”, in Technological Forecasting and Social Change, 2016, Vol.102, pp.261—274.已有研究中，讨论最多的是高铁开通对于经济增长的影响，研究者们的结论也各有不同。结论为负向影响的研究主要强调高铁建设极大促进了要素资源往中心城市的集聚，因而对于非区域非中心城市的经济发展产生了负向影响；⑥张克中、陶东杰：《交通基础设施的经济分布效应——来自高铁开通的证据》，《经济学动态》2016年第6期，第62—73页。另一些学者的研究结论则表明，高铁开通对中国区域经济增长具有溢出效应。⑦王雨飞、倪鹏飞：《高速铁路影响下的经济增长溢出与区域空间优化》，《中国工业经济》2016年第2期， 第 21—36页；Ke X, Chen H Q, Hong Y M, et al.,“Do China’s High-Speed-Rail Projects Promote Local Economy?—New Evidence from a Panel Data Approach”, in China Economic Review, 2017, Vol.44, pp.203—226.因此争议点主要在于高铁开通对非中心城市地区经济与产业发展所起到的是促进作用还是抑制作用。⑧Yue Y, Wang T, Liang S, et al.,“Life Cycle Assessment of High Speed Rail in China”, in Transportation Research Part D: Transport and Environment, 2015, Vol.41, pp.367—376.

目前学者们关于高铁建设与区域创新关系的探索还比较少，并且以全国整体创新水平的讨论居多。卞元超等利用全国地级市的面板数据，通过探讨高铁开通影响区域创新活动及创新差距的内在机理，证实了高铁开通对于区域创新水平的提升作用。①卞元超、吴利华、白俊红：《高铁开通是否促进了区域创新?》，《金融研究》2019年第6期，第132—149页。得出类似结论的还有郭立宏和冯婷。②郭立宏、冯婷：《高铁开通能促进区域技术创新吗——基于255个地级市面板数据的实证分析》，《现代经济探讨》2019年第2期，第127—132页。同样是基于全国样本的研究，石敏俊和张雪的研究证实了高铁开通能够显著提高城市的创新水平，但对不同规模和地理区位的城市存在差异，存在城市规模的门槛效应，对中小城市的影响并不显著。③石敏俊、张雪：《城市异质性与高铁对城市创新的作用: 基于 264 个地级市的数据》，《经济纵横》2020年第2期，第15—22 +2页。杜兴强和彭妙薇、谭建华等从企业视角验证了高铁开通对于企业维度的人才流动与创新水平的促进作用。④杜兴强、彭妙薇：《高铁开通会促进企业高级人才的流动吗?》，《经济管理》2017年第12期，第89—107页；谭建华、丁红燕、谭志东：《高铁开通与企业创新——基于高铁开通的准自然实验》，《山西财经大学学报》2019年第3期，第60—70页。

聚焦到长三角城市群，探究高铁网络建设与区域创新水平关系的研究较为缺乏。长三角地区存在着上海这一超大型城市以及南京、杭州、合肥等次中心城市，高铁网络的建设能够缓解超大型城市与规模城市之间的发展不平衡问题，进而成为长三角地区城市创新的关键推动力。相较于全国范围，长三角城市群在空间地理范围上具有一致性，城市与城市之间经济发展水平差距较小，且地理位置距离更近，加之有一体化战略加持，高铁网络的建设对于长三角地区城市创新的带动作用值得进一步探讨。

基于上述文献综述，本文从长三角一体化战略的现实背景出发，对高铁建设是否促进了长三角地区主要城市创新进行了实证分析。采用2008—2018年长三角地区28个规模以上地级以上城市的面板数据，分析了高铁对于长三角地区城市创新水平的提升作用。在研究对象上，本文聚焦高铁网络与长三角地区城市创新之间的关系；在研究方法上，以高铁开通为“准自然实验”，利用双重差分模型就高铁开通对长三角地区主要地级以上城市创新水平的影响进行实证分析，在一定程度上降低了内生性带来的估计偏误，弥补了现有研究以定性分析为主的不足。

二、实证分析

（一）模型构建

双重差分模型（Difference-in-Difference）常被用来评估事件发生及政策发布产生的影响。本质上，模型将观察样本分为处理组与对照组，观察两组变量在基线前后的变动情况。假设t=0与t=1分别表示事件发生前与事件发生后的时间节点， 和 分别为处理组与对照组在t节点的事件影响结果，则双重差分模型对事件影响结果的估计系数（DD）如下式所示：

式中：E表示期望值；T1表示冲击事件发生或不发生，1为发生，0为不发生。

进一步地，双重差分的回归形式如下所示：

式中：Yit为因变量；i表示个体；t表示时间 ；β即为式（1）中的DD估计系数；α为常数项；εit为误差项。

具体到本研究中，模型中的事件即为高铁开通，也即将高铁开通作为“准自然实验”，利用双重差分模型来对开通高铁对于城市创新的影响进行估计。其中，开通高铁城市作为处理组，未开通高铁城市作为对照组。由于每个城市高铁开通年份不一致，因此，属于多期的双重差分模型，参照Beck等 的研究方法，①Beck T, Levine R, Levkov A,“Big Bad Banks? The Winners and Losers from Bank Deregulation in the United States”, in The Journal of Finance, 2010, Vol.65, No.5, pp.1637—1667.本文需要采用面板数据的双向固定效应模型来进行实证检验，具体形式如下：

式中：因变量Innovationit表示城市的创新指标；HSRit为开通高铁的年份虚拟变量，如城市i在t年份已开通高铁，则记为1，并且此后t+1年份也记为1，以此类推，如城市i在t年份未开通高铁，则记为0；β1则为双重差分模型中的估计系数，表示开通高铁对城市创新的影响；Controlj表示j个控制变量，γj为其相应的估计系数；ηt表示时间固定效应；μi表示个体固定效应；εit为误差项。

（二）变量及数据选取

1. 数据说明

本文主要研究对象为长三角一体化发展中的重点城市，考虑到处理组与对照组组间差异可能造成的结果偏差，在具体城市样本选择上，本文选取了长三角一体化战略涵盖的41个城市中城市地区职工人口数大于30万人的地级市，最终筛选出28个规模以上地级以上城市作为实证研究样本。具体时间跨度选择上，自2008年中国首条时速350公里的高铁开通运营以来，我国高速铁路进入迅速发展阶段，因此，本研究选取2008—2018年作为实证研究的时间跨度。各个城市面板原数据主要收集自《中国城市统计年鉴》。

2. 变量选取

被解释变量：城市创新水平（Innovation）。本研究的城市创新水平采用的是北京大学企业大数据研究中心主导开发的一套反映中国城市层面创新创业活动指数中的创新指数得分，包含创新指数综合得分、创新指数人均得分以及创新指数单位面积得分。②Zhang X,“China Innovation and Entrepreneurship Index”, Peking University Open Research Data Platform, 2019.该创新指数旨在考察地区内部企业创新创业的实际产出，而非投入；同时采用企业大数据库的“全量”数据。因此，采用该指标体系中的综合创新指数得分能够更加综合、客观地反映中国城市层面的创新水平。

主解释变量：高铁开通（HSR）。具体为长三角各城市2008—2018年是否开通高铁的虚拟变量。在t年已开通高铁的城市记为1，且此后该城市都记为1，未开通高铁的城市记为0。由于本文实证研究主要考察城市开通高铁之后对于其创新水平的影响，因此主要关注高铁开通的时间节点；并且统计收集的是城市首次有高铁到站停靠，而不统计有高铁单纯经过的年份时间。此外，由于高铁开通运行在一年中具体时间节点不统一，开通之后对创新要素的流动产生的影响很难在开通当年就显现，因而模型中对高铁开通年份进行了滞后一年的处理。

控制变量：本研究控制变量主要从经济发展水平、投资环境、城镇化水平、产业结构以及公共服务水平等几个方面来选取。具体为：（1）经济发展水平，用各城市的人均GDP来指代城市总体的经济发展水平；（2）投资环境，选取固定资产投资（Fixed asset）与外商投资（Foreign invest）两个指标来反映当地的投资环境，其中外商直接投资还一定程度上反映了城市的对外开放水平；（3）城镇化水平（Urbanization），选取各城市建设用地占比来反映该地的城镇化水平；（4）产业结构（Industry），产业结构与人员及知识的流动紧密相关，人员密集型及技术密集型产业会加速区域内的人员及信息交换，选取各城市第三产业总产值占比来反映各地的产业结构特征；（5）城市公共服务水平（Hospital），选取各城市的医院总数来反映城市的公共服务水平。

上述各变量的描述性统计结果（所有数据均进行了标准化处理）如表1所示。

表1 变量描述性统计结果

（三）实证分析结果

1. 高铁开通对长三角地区主要城市创新水平的影响

本研究将城市创新创业指数中的创新指数综合得分、创新指数人均得分以及创新指数单位面积得分三个指标分别作为被解释变量，利用式（3）的模型来估计高铁开通对长三角地区城市创新水平的影响。具体结果如表2所示。

表2中第一列为城市创新指数综合得分的回归结果，第二列为城市创新指数人均得分的回归结果，第三列为城市创新指数单位面积得分的回归结果。从中可以看出高铁开通对于城市创新水平具有显著的正向影响。具体来看，城市综合创新指数得分与城市人均创新指数得分都在5%水平上显著，城市单位面积创新指数得分在10%水平上显著。

表2 高铁开通对长三角地区城市创新水平影响的回归结果

由表2的实证结果可知，对长三角地区的各城市来说，高铁开通与否显著影响城市的创新水平，开通高铁能够正向促进城市创新水平的提升。长三角地区主要城市间通过高铁网络的连接，可以极大缩短人才等相关要素流动的时空成本，进而产生知识溢出。长三角城市群乃是我国目前创新能力最强、经济发展活力最强的城市群之一，高铁网络的完善能够加速地区内城市间创新要素的流动。

2. 高铁开通的时间动态效应检验

对城市创新发展而言，高铁开通所产生的对于城市创新水平的影响需要较长的时间周期才能充分显现，因此高铁开通对于长三角地区城市创新活动的影响可能具有时间动态效应。此外，除去高铁开通这一事件影响以外，还会有其他政策及随机因素对城市创新发展水平产生影响，进而导致城市发展与创新水平的差异。因此，为检验时间动态效应，并排除其他随机因素的影响，采用双重差分模型进行平行趋势检验。

在存在多期事件节点的情况下，参照刘瑞明和赵仁杰的做法构建双重差分模型。①刘瑞明、赵仁杰：《国家高新区推动了地区经济发展吗?——基于双重差分方法的论证》，《管理世界》2015年第8期，第30—38页。平行趋势检验是为验证处理组与对照组的变化趋势是相同的，原理是将某一时间节点定为政策冲击点（Current），以此时间节点为界，将样本时间期分为冲击节点之前的k年（Beforek）与冲击节点之后的l年（Afterl）。本研究依据长三角主要城市高铁开通的具体时间跨度，事件发生前的平行趋势设为3期，事件发生后的平行趋势设为7期。时间动态效应估计结果如表3所示。

表3 高铁开通的时间动态效应估计结果

在高铁开通前的第2期、第3期，每个时期的虚拟变量系数均与0无显著差异，说明满足平行趋势假设。表明在高铁开通之前，处理组城市创新发展水平的变动与对照组城市没有显著差异，所得到的双重差分估计量，也即HSR的系数是无偏的。在高铁开通后的当期以及前面三期，每个时期的虚拟变量系数均显著大于0，并且不断增大，表明高铁开通之后的三年内对城市的创新水平具有显著正向影响，并且伴随着开通时间的延长，其对区域创新的影响也呈现增大趋势，三年之后趋于平稳。

图1依据表3中的时间动态检验结果绘制，由图1可以更加直观清晰地看出，高铁开通对于长三角地区城市的创新水平的确发挥了提升作用，并再次验证了双重差分回归模型设置合理，结果具有稳健性。

图1 高铁开通的时间动态效应

在现有考察城市维度的创新水平与高铁开通关系的研究中，基本都会采用城市的发明专利数量来反映城市的创新水平。因此，本文为进一步验证主回归结果的稳健性，将被解释变量的创新得分替换为各城市的发明专利数量，分别利用双重差分模型与普通最小二乘法（OLS）对解释变量进行估计，结果如表4所示。

3. 稳健性检验

从表4的回归结果可以看出，高铁开通显著影响城市的发明专利数量，也即对长三角规模以上的城市来说，开通高铁能够正向促进该地区的发明专利数量的增加，该检验结果与表2基本一致，一定程度上证明了本文回归模型的稳健性。

表4 高铁开通对长三角地区城市发明专利数量影响的回归结果

（续表4）

四、结论与展望

（一）研究结论

本文主要论证了在长三角一体化建设过程中，高铁网络对其城市创新水平的影响。通过搜集长三角地区规模以上地级以上城市2008—2018年高铁开通以及城市发展相关指标数据，运用双重差分模型验证了高铁开通对于长三角地区城市创新水平的提升作用。本文的实证研究结果证实了在考察期内，高铁开通对于长三角地区城市的创新水平具有显著的正向影响。其影响机制主要来源于高铁极大缩短了长三角主要城市间人员流动的时间，降低了创新要素的流动与交易成本；同时高铁作为运输中枢，能够将人才和技术转移到较小的城市中心以提升其整体竞争力，产生正向溢出效应，促进城市间的互补，进而提升区域的创新水平。与此同时，高铁开通在影响长三角地区城市创新过程中还具有显著的时间动态效应，高铁开通之后对区域创新水平的提高具有显著的促进作用，并且在开通之后的三年内逐步增加，三年后趋于平稳。

本文的研究贡献主要体现在研究视角与研究对象两个方面。在研究视角上，强调高铁建设在区域一体化发展与创新走廊建设中的关键角色，为区域创新以及区域一体化等问题提供了新的研究视角。在研究对象上，本文聚焦于长三角地区，基于高铁开通的网络效应重新审视长三角创新与一体化发展，为长三角一体化战略提供了理论支撑。与此同时，本文实证研究选取了我国高铁全面布局以来近十年的数据，并检验了时间动态效应，但由于高铁建设带来的影响具有滞后性，因此随着长三角高铁网络的不断完善，其所带来的时间动态影响也会发生改变，有待于后续研究来进一步证实。此外，随着铁路与运输部门对高铁货运的支持与推广，下一步的研究将会注重高铁对于长三角地区产业布局以及供应商分布等方面的影响。

（二）政策建议

创新要素的自由流动能够加快技术进步，促进社会资源达到最优配置。政策制定者应充分意识到高铁网络的资源集聚与溢出效应，引导鼓励人才、技术以及物质资源在高铁网络中的流动。一方面要继续完善长三角城市交通基础设施，并消除空间分布的不平衡，实现长三角主要城市间人才要素流动的“一体化”；另一方面，当前我国高铁营运以客运为主，主要是通过人才和知识要素流动来促进创新，随着各级政府、交通运输部对货运行业降本增效与节能减排要求的不断提高，高铁货运将成为未来高铁网络发展的重要趋势，高铁货运对区域一体化以及创新水平的影响不容忽视。从供应链与企业角度来看，长三角地区有着全国领先的营商环境，随着长三角一体化战略的不断推进，产业链上各企业成员在进行供应商选择、人才选用、物流运输规划以及选址规划时，应当充分考虑到高铁网络在要素流动中的积极作用，进而辅助企业进行管理决策，提升供应链整体协作效率。进一步言之，城市创新走廊的建设是未来区域一体化发展的重要趋势，是长三角一体化战略成功推进的关键途径。因此要以高铁网络基础设施作为“地基”，加快促进高铁网络建设与长三角地区经济社会发展环境深度融合，带动长三角地区成为国家创新与高质量发展的代表，成为世界级创新走廊的代表。