高铁开通对产业集聚度的影响——基于多时点DID 模型的检验

邱 杰，王世进，柏 康 （江苏师范大学，江苏 徐州 221116）

0 引 言

截至2020 年底，高速铁路（以下简称高铁） 已经在二百多个城市建成，全线长3.8 万公里，超过了世界高铁总里程的三分之二。根据中国国家铁路集团统计公报数据显示，2020 年全国铁路营运里程共计14.63 万公里。通常认为，2008 年京津城际铁路的建成标志着中国高铁时代的到来。我国的高铁起步虽然较晚，但是发展尤其迅速，现已建成“四纵四横”客运专线的骨架，并且向新时期“八纵八横”铁路网布局迈进。高铁建设不仅有利于人们出行，对塑造我国国际形象也很有意义[1]。

高铁的开通与完善，极大程度上提高了各省市之间的经济联系，对区域经济的发展起着非常重要的作用。高铁开通能够加深沿线站点地区的联系，促进要素的流通，加快人员的流动，放大城市的辐射范围，从而促进产业结构升级，形成区域集聚效应，促进经济的发展。也有研究表明，高铁的开通并不能催生新的经济活动，而只是改变了区域之间的可达性，进而重新分配经济活动，导致产业与经济产生扩散或集聚效应。因此，检验高铁开通对产业集聚的影响，成为高铁经济领域的热门关注点。

1 文献回顾与研究假设

1.1 文献回顾。高铁落成缩短了区域间的“时空距离”，使城市间的区域关系发生了极大的改变，加速了经济要素的流动，尤其是我国如此大规模的高铁建设，对城市的发展有相当大的影响，因此也受到了学术界的关注。

1.1.1 高铁开通对经济的影响。高铁开通对经济利弊的影响有许多不同的看法，一方面学者认为高铁的建设会提高区域间的可达性，增加就业机会、缩小贫富差距，促进经济发展，例如Ahlfeldt G M 和Feddersen A[2]提出证据表明，高铁开通拉近了经济主体之间的距离，使其更紧密地团结在一起，促进区域经济活动的可持续发展。孙学涛和张广胜[3]认为高铁开通在促进经济发展的同时，还能减少城市污染物排放。Ahlfeldt G M 和Feddersen A[4]分析了连接科隆和法兰克福的德国高铁，发现周边城市的经济质量得以提升。金京泽和金正勋[5]利用GIS 分析韩国和日本的服务业热点，结果显示，除九浦站和鹿儿岛中央站等2 个车站外，其余10 个车站半径1 公里范围内服务业的密度。对于休闲、协会和某些专业服务行业，通过高铁乘客吸引游客或进行知识交流等效果，产生产业集聚，从而获得社会经济效益。

另一方面则认为虽然高铁会提高区域间的可达性，但也会加大贫富差距，不利于经济的发展，如Albalate D 和Fageda X[6]通过评估高铁对旅游城市的影响发现，高铁开通后没有促进旅游城市的经济发展。姚红[7]研究发现，对大多数城市而言，高铁对旅游消费增长没有影响。唐卫宁和汪建丰[8]认为高铁建设虽然带来了正面影响，但也造成了许多不利影响：会加速本地资源流失；带来技术扩散和产业转移的负面效应等。

1.1.2 高铁开通对产业集聚的影响。较多的文献分析高铁与经济增长之间的关系，部分文献也对集聚现象进行了研究。产业集聚区在我国一直是个重点研究和发展的项目，同时高铁又是目前我国新时期建筑的热点，因此，高铁对产业集聚的影响有众多讨论。乔彬、张蕊和雷春[9]剖析了高铁开通对制造业升级的影响，得出如下结论：高铁开通对第三产业集聚度产生积极的正向影响。李红昌、Linda Tjia 和胡顺香[10]认为高铁能够促进产业集聚，也能够导致产业扩散，东部与中部地区存在扩散效应，西部地区有集聚效应。

另一部分文献从特定产业出发，对高铁开通后沿线城市特定产业的集聚进行研究，也产生了不同的看法。徐海东[11]认为高铁开通可以促进产业结构升级转型，并提高第三产业就业，但对第一产业和第二产业效果不明显。邓涛涛、王丹丹和程少勇[12]利用双重差分模型和经济地理的引力模型，实证发现，长三角高铁开通初期（2007～2011 年） 对沿线城市服务业并不显著，日趋完善后（2012 年起） 对服务业集聚呈现明显促进作用，且作用逐渐在增强。但是他们也指出，沿线市场区位的差异性提升加剧了大城市和小城市的不平衡。

因此，对于高铁是否能带来经济增长这个问题引起了很多学者的关注。本文也将从高铁开通是否有助于产业集聚度的角度来验证经济增长问题。

1.2 研究假设。高铁能够通过集聚效应吸引其他城市的产业、生产资料转入，进而增强沿线城市的产业集聚度。李建明、王丹丹和刘运材[13]指出高铁开通对要素资源流动需求更高的生产性服务业集聚有更加明显的促进作用。同时，高铁开通会提高第三产业占比，并导致第二产业占比下降。在此基础上，本文提出如下三个假设：

假设1：高铁开通能够在城市层面产生集聚效应。

高铁开通有利于知识溢出，增加信息交流的机会，从而使经济集聚，促进经济发展。与此同时，高铁的开通能够提高可达性，产生时空压缩效应，降低出行成本。随着生活水平的提高，人们往往会为了更短的出行时间或更好的出行环境而额外付费。

假设2：高铁开通对地级市第二产业的集聚有抑制作用。

全国各地级市增长发展并不平均，此时高铁开通可能会使得其对地区的极化效应加大，对高铁沿线的地区反而产生了虹吸效应，结合关于高铁对第二产业集聚作用的争议。

假设3：高铁开通对地级市第三产业的集聚有促进作用。

高铁主要以客运为主，影响的是人口、信息和知识流动，对加强城市间经济联系、加速生产要素流动具有重要意义，这些效应对于诸如服务业等第三产业的行业发展都有着巨大的推动作用。因此，我们推测高铁的优势与第三产业集聚更为契合，第三产业比第二产业享受更多的高铁红利。

2 研究设计

2.1 理论基础。本文以2003～2018 年全国290 个地级市为研究样本，面板数据来源于经管之家、EPS 数据平台、国泰安数据库和《中国城市统计年鉴》。采用双重差分法（Differences-in-Differences，DID） 来评估全国各地级市的产业集聚度水平。DID 模型作为评估方法中的一大利器，因其在评估某个事件或某项政策方面起到了很大的作用，受到越来越多人的青睐。本文将已开通高铁的城市作为实验组，将未开通高铁的城市作为对照组，以此评估城市产业的集聚度水平。

本文借鉴万思齐和杨励雅[14]的方法对各地级市进行分析，具体基本模型如下：

式中：AGGjt为j 地区在t 年的产业集聚度，HSRjt是虚拟变量，为j 地区在t 年是否开通高铁，取0 时为开通前的年份，取1 时为开通当年和以后的年份。a1是衡量高铁开通对城市产业集聚水平的系数。 Controlsjt代表一系列的控制变量，是影响产业集聚度的指标。βj指城市固定效应，γt指时间固定效应，这两个变量是用来控制j 地区的个体特征和时间上的不可观测因素。ejt是随机干扰项，并在城市层面计算标准差以提升稳健性。

2.2 数据及变量说明

2.2.1 数据选择。数据选取主要包括：第二产业集聚度、第三产业集聚度、人力资本规模、金融发展水平、政府财政支出、技术进步、对外开放程度、信息化程度、城市化水平和基础设施水平。高铁开通时间通过12306 及《中国铁道年鉴》关于各条线路开通时间及站点确认。

2.2.2 因变量。EG 指数、集中度、区位熵、空间基尼系数等都是测算产业集聚的方法。本文采用区位熵（产业的增加值/GDP）度量产业集聚度。这里AGG 代表第二产业集聚度和第三产业集聚度。

2.2.3 自变量。DID 模型自变量HSR 即高铁开通与否的虚拟变量，在Stata 分析中，我们用小写字母hsr 表示，其实质是分组代码treat（实验组为1，对照组为0） 与开通高铁的时间代码year（若本年已开通高铁则为1，否则为0） 的交乘项，若为实验组且已开通高铁的年份则hsr=1，否则hsr=0。

2.2.4 控制变量的选取

（1） 人力资本规模(labo)r ：劳动力质量、技术水平和劳动力工作能力的提高意味着人力资本越多，这也意味着会有更强的消费需求和更高的城市吸引力，有利于城市的经济集聚。因此，为普通高校在校学生人数占总人口的比重。（2） 金融发展水平(financ)e ：金融发展水平与经济发展呈正向关系。本文参考吕冰洋、毛捷和马光荣[15]等人衡量地区金融发展水平的指标，即年末金融机构贷款额占地区GDP 的比重。（3） 技术进步(paten)t ：专利授权数越多，说明技术水平越高，人才越多，对产业集聚度也会产生积极影响。参照彭小辉[16]的研究，以各地级市的专利授权数作为衡量指标。

（4） 对外开放程度(openin)g ：金煜、陈钊和陆铭[17]实证发现，对外开放对中国制造业集聚有正向促进作用。本文采用实

际利用外资金额与GDP 的比重衡量。（5） 信息化程度(info)r ：万思齐和杨励雅[14]指出产业发展依赖于通讯技术的升级，可以降低交易成本和信息获取成本。用地区国际互联网用户总数与地区总人口的占比衡量。

（6） 基础设施水平(infrastructur e )：人均道路面积能够控制不同城市基础设施条件差异带来的经济集聚的差异，因此采用人均道路面积作为衡量指标。

以上变量的描述性统计结果见表1。

表1 主要变量描述性统计

3 数据结果及分析

3.1 平行趋势检验。在进行回归操作前，先进行平行趋势检验。图1 所示为第二产业经济集聚水平的平行趋势检验图，可以看出在高铁开通的冲击发生前的时点在90%置信区间水平下均包含零在内，结果满足高铁开通前几年的交互项系数不显著的要求，而在政策时点后，系数均显著的，能够进行下一步模型估计。图2 所示第三产业经济集聚水平的平行趋势检验图，同理可知其也符合平行趋势假定。由此，满足假设1，即高铁开通在城市层面产生集聚效应。

图1 第二产业集聚平行趋势

图2 第三产业集聚平行趋势

3.2 基准回归模型结果。如表2 所示，第（1） 列没有加入控制变量，第（2） 列至第（7） 列分别加入控制变量，7 列结果都显示在95%的置信水平上。第（1） 列为高铁开通对第二产业产业集聚度的影响，结果显示高铁开通对第二产业集聚度有负向效应，其系数为-0.041。意味着在其他条件不变的情况下，开通高铁使得第二产业集聚度降低了4.1 个百分点。在第（7） 列中逐步加入了各项控制变量后系数从-0.041 提升至了-0.021，引入控制变量降低系数绝对值，r2从0.070 增加到0.108，增强了模型的解释力度。观察控制变量可以发现在加入技术进步这一控制变量时对系数有最大的影响，这表明技术进步这一因素在很大程度上缓和了高铁开通对第二产业集聚度造成的负向影响，这可能与技术进步带来的工业和建筑业生产效率提高有关。此外，对外开放程度、信息化程度对高铁开通对第二产业集聚度的冲击效应都产生一定的影响，对基础设施水平和金融发展水平的影响则不显著。

表2 第二产业集聚度基准模型回归结果

表3 则展示了高铁开通对第三产业产业集聚的影响，回归系数为0.027，即高铁开通对第三产业集聚有正向影响，且其他条件不变的情况下，开通高铁会使得第三产业的集聚度提高接近3 个百分点。在第（7） 列加入各项控制变量后系数仍然为正，观察控制变量系数发现人力资本规模、技术进步、对外开放程度和信息化程度对第三产业集聚度有负效应，这四项变量都与以互联网为主的技术进步有关，这表明社会科学技术进步发展，人们的综合素质提升可能会对第三产业的集聚度提升有一定的抑制作用而基础设施建设对第三产业为正向促进作用。

表3 第三产业集聚度基准模型回归结果

由此满足假设2 和假设3，这一结果也与魏泊宁、杨栋旭和周菲[18]的研究结论一致。通过对结果的分析，可以看出高铁开通对第二产业集聚度有抑制增长或加快降低的作用。同理，高铁开通对第三产业集聚度有促进增加的作用。这个趋势也与目前我国产业结构转型升级趋势相符。3.3 稳健性检验

3.3.1 安慰剂检验。本文将样本城市按照截止到研究时点是否有开通高铁分组，然后在各个组内的year 变量中随机抽取一个年份假定为高铁开通时间，随机抽样确保本文构建的自变量hsr 对y 没有影响。根据回归结果统计分析发现，图3 和图4 所示不同产业高铁开通对y 的影响系数的t 值呈近似正态分布，多集中在0 附近，极少分布在正负3、正负4 周围，说明在随机500次实验中，构造的虚假政策对y 的回归系数显著为正占比较小，且显著为负的占比也小，是小概率事件，因此不存在政策实施的虚假处理效应。

图3 第二产业安慰剂检验结果图

图4 第三产业安慰剂检验结果图

3.3.2 反事实检验。高铁开通这一政策性事件对产业集聚产生了影响，但是从目前回归来说不能保证除了高铁开通外没有其他外生性事件导致相同或相近的结果，为了防止存在其他政策影响被解释变量，对实验组做反事实分析，将高铁开通这一政策性事件排除，如果反事实检验的系数不显著，说明不存在其他冲击，原回归可信。假设与既定事实不符，实验组提前四年或五年开通高铁，处理面板数据进行DID 模型分析，结果如表4 所示。

表4 反事实处理后高铁开通对两种产业集聚的影响

如表4 所示，foward4 为假设高铁开通提前四年，foward5 为提前五年，在与主回归相同控制变量下，提前四年与提前五年的主系数皆不显著，证实了主回归得出结果的原因是来源于高铁开通，而不是其他外生因素，这也体现出了主回归结果的稳健性。

3.3.3 异质性分析。前文分析的是所有地级城市的平均效应，有必要对城市进一步分类。考虑到不同规模城市的异质性对产业集聚可能存在的影响，于是根据不同城市的规模进行分组分析。本文借鉴学者刘佳、黄晓凤和陈俊[19]的做法同时考虑到样本数据的数量，将样本城市划分为年末人口500 万以上的大城市和500 万以下的中小城市，如表5 所示，高速铁路开通对大规模城市的第三产业集聚度具有促进作用，且系数5%水平上显著。而对大规模城市的第二产业集聚度起到了抑制作用。与此同时，高速铁路开通对中小规模城市的第三产业集聚度具有促进作用，且系数5%水平上显著，而对中小规模城市的第二产业集聚度虽然也具有促进作用，但系数并不显著。这些数据表明高铁开通主要加强了沿线城市第三产业的经济集聚，且中小城市规模的第三产业集聚强于大规模城市的第三产业集聚，抑制了大规模城市第二产业的集聚作用，促进了中小规模城市第二产业集聚度，对于区域经济均衡发展具有重要的推动作用。

表5 按城市规模分组后高铁开通对两种产业集聚的影响

4 结论与建议

4.1 研究结论。本文基于全国290 个地级城市2003～2018 年的面板数据，构建多时点DID 模型，检验高铁开通对产业集聚度的影响。研究发现：第一，高铁开通能够在城市层面产生集聚效应。这一结论有利于我国高铁建设规划以及“高铁走出去”战略规划。第二，高铁开通对城市第二产业集聚度有抑制作用，且抑制作用逐年递增。第三，高铁开通促进了第三产业的发展，但呈逐年放缓趋势。高速铁路因其便捷性促进了区域的可达性，一定程度上带来了产业聚集与要素流动，而第三产业正受益于人才、技术、资本等要素的流动，因此高铁的开通对于第三产业发展具有重要意义。

4.2 政策建议。基于上述结论，提出以下建议：（1） 将大城市的资本要素拓展到其他城市，加速创新效应，促进资源集聚，配置相应的生产方式、技术手段及管理理念，从而提升边缘地区的经济发展。（2） 构建城市群高质量发展空间协同模式，政府适当宏观调控，引导区域要素合理配置。此外，促进产业集聚度提高可以带来较高的经济效益，能够提高基础设施利用效率。（3） 结合面板数据，当前我国仍未开通高铁的城市主要集中在中西部偏远地区。因此，这些地区的地方政府应结合自身优势积极获取中央政府的政策倾斜，积极推动当地高速铁路和其他基础设施建设。