高鐵對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響
——基于粵桂地區(qū)的實(shí)證研究

林曉言，李明真

（北京交通大學(xué) 經(jīng)濟(jì)及管理學(xué)院，北京100044）

一、引 言

我國(guó)幅員遼闊，人口眾多，人口流動(dòng)頻率大，對(duì)鐵路運(yùn)輸?shù)男枨笠苍诓粩嘣鲩L(zhǎng)，客運(yùn)專(zhuān)線建設(shè)已經(jīng)成為綜合交通體系發(fā)展的必然選擇。近幾年來(lái)，我國(guó)不斷加強(qiáng)高鐵關(guān)鍵領(lǐng)域自主創(chuàng)新能力提升，經(jīng)過(guò)協(xié)同創(chuàng)新、系統(tǒng)創(chuàng)新和自主創(chuàng)新，已經(jīng)形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的中國(guó)高鐵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系［1]，在高鐵技術(shù)創(chuàng)新方面位居全球領(lǐng)先水平。截至2018年底，我國(guó)高鐵建設(shè)已經(jīng)達(dá)到2.9萬(wàn)公里以上，超過(guò)日本和歐洲國(guó)家，成為世界公認(rèn)的高鐵大國(guó)［2]。高鐵成網(wǎng)大大提高了鐵路運(yùn)輸效率，在滿足高質(zhì)量高頻次大運(yùn)量運(yùn)輸需求方面發(fā)揮了重要作用。

與此同時(shí)，我國(guó)的整體科技創(chuàng)新水平不斷提高，成果豐碩。在創(chuàng)新投入方面，2018年我國(guó)R&D經(jīng)費(fèi)支出為19 657億元，比2017年增長(zhǎng)了11.6%［3]，已經(jīng)超出了很多發(fā)達(dá)國(guó)家的水平；在創(chuàng)新產(chǎn)出方面，2017年我國(guó)的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)量為138.2 萬(wàn)件，連續(xù)7年排名全球第一，PCT專(zhuān)利申請(qǐng)受理量為5.1萬(wàn)件，位居世界第二［4]。在2018年7月份公布的《2018年全球創(chuàng)新指數(shù)報(bào)告（GII）》中，我國(guó)的創(chuàng)新指數(shù)在全球126個(gè)經(jīng)濟(jì)體中排名17，比上一年進(jìn)步了5 個(gè)名次，其中創(chuàng)新產(chǎn)出排名進(jìn)入了全球前十?；诖?，高鐵作為一種最具效率的現(xiàn)代化交通出行工具，除了其自身的技術(shù)創(chuàng)新屬性，對(duì)沿線城市的科技創(chuàng)新發(fā)展是否產(chǎn)生了促進(jìn)作用？對(duì)不同的城市，高鐵帶來(lái)的影響程度是否存在差異？本文對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行研究。

高鐵的飛速發(fā)展打破了原有的空間結(jié)構(gòu)，大大縮短了城市間距離，已有大量文獻(xiàn)關(guān)注高鐵對(duì)沿線區(qū)域和城市發(fā)展的影響。國(guó)外學(xué)者China-Lin Chen et al.（2011）以英國(guó)城際高速鐵路為研究對(duì)象，通過(guò)橫向比較高鐵開(kāi)通前后不同區(qū)域的經(jīng)濟(jì)影響，認(rèn)為城際高鐵給沿線的城市帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)［5]。陳建軍等（2014）提出高鐵是城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的必要影響因素，交通可達(dá)性縮短了城市間的空間距離和經(jīng)濟(jì)距離，帶來(lái)了市場(chǎng)結(jié)構(gòu)效應(yīng)、勞動(dòng)力效應(yīng)和創(chuàng)新溢出效應(yīng)，從而加強(qiáng)了城市間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系［6]。汪建豐、翟帥（2015）認(rèn)為高鐵對(duì)沿線城市產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、科技人才集聚、行業(yè)分工等發(fā)展產(chǎn)生了促進(jìn)作用，但并未對(duì)縮小區(qū)域經(jīng)濟(jì)差距產(chǎn)生較大影響［7]。此外還有一些文獻(xiàn)關(guān)注了高鐵開(kāi)通對(duì)沿線區(qū)域的人口流動(dòng)、就業(yè)以及生產(chǎn)要素等方面產(chǎn)生的影響。Li et al.（2016）基于日本1982年的兩條高速鐵路干線進(jìn)行了實(shí)證研究，結(jié)果表明高鐵導(dǎo)致了人口在不同城市之間產(chǎn)生了極化和分散，日本高鐵沿線的非中心區(qū)域服務(wù)業(yè)的就業(yè)人數(shù)減少了7%，制造業(yè)增加了21%［8]。張夢(mèng)婷等（2018）研究發(fā)現(xiàn)高鐵開(kāi)通促進(jìn)外圍城市的資本和勞動(dòng)力等生產(chǎn)要素向中心城市集聚而對(duì)外圍城市產(chǎn)生了虹吸效應(yīng)，從而對(duì)其企業(yè)的生產(chǎn)效率產(chǎn)生了負(fù)面影響［9]。

綜上分析可見(jiàn)，以往的文獻(xiàn)研究證明了高鐵開(kāi)通對(duì)區(qū)域和城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的多方面影響，較少關(guān)注高鐵開(kāi)通對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響，同時(shí)忽略了不同的高鐵服務(wù)強(qiáng)度給城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)的影響差異。創(chuàng)新作為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要支撐，也是經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的重要引擎，面對(duì)我國(guó)科技創(chuàng)新的快速發(fā)展，高鐵帶來(lái)的影響還缺少進(jìn)一步研究。

本文基于粵桂地區(qū)27個(gè)地級(jí)及以上城市的面板數(shù)據(jù)，采用多期DID模型和連續(xù)DID模型分別檢驗(yàn)高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)沿線城市的科技創(chuàng)新影響，并通過(guò)平行趨勢(shì)假設(shè)、子樣本分析、安慰劑檢驗(yàn)等進(jìn)一步驗(yàn)證本文研究結(jié)果的穩(wěn)健性。與已有研究相比，本文的邊際貢獻(xiàn)主要包括：第一，以高鐵為切入點(diǎn)，豐富了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的城市創(chuàng)新效應(yīng)等相關(guān)研究，并對(duì)其影響機(jī)理進(jìn)行梳理；第二，以粵桂地區(qū)地級(jí)及以上城市作為本文的研究對(duì)象，不僅豐富了城市創(chuàng)新體系的相關(guān)研究，也為高鐵對(duì)區(qū)域創(chuàng)新影響研究增加了新的實(shí)證內(nèi)容；第三，以往關(guān)于高鐵的實(shí)證研究通常只考慮高鐵是否開(kāi)通對(duì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展影響，對(duì)高鐵變量處理比較單一，本文不僅檢驗(yàn)了高鐵開(kāi)通對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響，還通過(guò)連續(xù)DID模型證明不同高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)城市的科技創(chuàng)新影響，在一定程度上彌補(bǔ)了這一不足。

二、高鐵對(duì)城市科技創(chuàng)新影響的機(jī)理分析

一般而言，我國(guó)創(chuàng)新發(fā)展水平較高的城市往往屬于交通便捷、基礎(chǔ)設(shè)施比較完善的地區(qū)。而高鐵是我國(guó)加強(qiáng)城市間基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要環(huán)節(jié)，將會(huì)對(duì)城市的創(chuàng)新發(fā)展產(chǎn)生深刻影響（楊思瑩，2019）［10]，可以分為直接影響和間接影響。直接影響是指高鐵本身在建設(shè)和運(yùn)行過(guò)程帶動(dòng)了上下游關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，尤其是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，從而提高城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出；間接影響主要是指由于高鐵開(kāi)通帶來(lái)的“時(shí)空效應(yīng)”對(duì)城市科技創(chuàng)新績(jī)效的影響，主要包括創(chuàng)新生產(chǎn)要素流動(dòng)、再分配和創(chuàng)新環(huán)境等。

（一）高鐵開(kāi)通促進(jìn)了創(chuàng)新生產(chǎn)要素和信息的流動(dòng)

高鐵建設(shè)壓縮了城市間的時(shí)空距離，帶來(lái)了城市可達(dá)性的大幅優(yōu)化。我國(guó)高鐵的開(kāi)通，大大提高了大城市“一日交流圈”的覆蓋范圍，城市可達(dá)性水平得到整體優(yōu)化（汪德根，2015）［11]。高鐵開(kāi)通顯著提高了沿線城市的可達(dá)性水平，城市間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系更加密切（文嫮、韓旭，2017）［12]，從而對(duì)企業(yè)和城市的創(chuàng)新活動(dòng)產(chǎn)生了一系列影響。一方面，可達(dá)性的提高降低了企業(yè)從更遠(yuǎn)的地方獲得知識(shí)的成本以及商品的生產(chǎn)成本和運(yùn)輸成本，增強(qiáng)了城市間人員、商品的交流頻率，使得城市間創(chuàng)新生產(chǎn)要素的流動(dòng)與轉(zhuǎn)換頻繁，提高科技創(chuàng)新績(jī)效。另一方面，與其他經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相比，科技創(chuàng)新活動(dòng)強(qiáng)烈依賴面對(duì)面的交流，可達(dá)性提高使得城市間不同經(jīng)濟(jì)主體的信息交流和溝通更為順暢，高鐵通過(guò)增加企業(yè)間接觸和交流機(jī)會(huì)，有利于掌握先進(jìn)技術(shù)及市場(chǎng)信息，降低了獲取創(chuàng)新資源的成本和不確定性（牛玲飛，2008）［13]，更有利于創(chuàng)新活動(dòng)的進(jìn)行。此外，交通網(wǎng)絡(luò)化打破了知識(shí)溢出的空間限制。高鐵通過(guò)提高可達(dá)性促進(jìn)了知識(shí)溢出，降低了如學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、知識(shí)積累等知識(shí)交流成本，使得知識(shí)的流動(dòng)速度更快、效率更高，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)率，進(jìn)一步帶動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和創(chuàng)新的出現(xiàn)（林曉言、羅燊，2017）［14]。

（二）高鐵開(kāi)通實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新生產(chǎn)要素的再分配

由于創(chuàng)新生產(chǎn)要素的流動(dòng)更加便捷，高鐵改變了創(chuàng)新生產(chǎn)要素在不同城市的集聚程度，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是創(chuàng)新生產(chǎn)要素在高鐵沿線城市和非沿線城市之間的重新分配；二是創(chuàng)新生產(chǎn)要素在高鐵沿線核心城市和非核心城市之間的重新分配。日本新干線開(kāi)通以后，高鐵沿線城市的就業(yè)密度和人口增長(zhǎng)率顯著高于非沿線城市（Sands，1993）［15]，高鐵促進(jìn)了城市人口的集聚（Debrezion et al.，2011）［16]，為高鐵沿線城市輸送更多的高級(jí)人才，提高集聚人口的質(zhì)量和城市的科技創(chuàng)新能力。同時(shí)，交通基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)影響勞動(dòng)力的流動(dòng)，促進(jìn)了知識(shí)的流動(dòng)（Ajay Agrawal et al.，2016）［17]，勞動(dòng)者作為知識(shí)的主要載體，高鐵改變了勞動(dòng)者的出行頻率，促進(jìn)了城市間的知識(shí)流動(dòng)和創(chuàng)新知識(shí)的獲取。此外，創(chuàng)新是一項(xiàng)耗時(shí)長(zhǎng)、投資大、風(fēng)險(xiǎn)高的復(fù)雜活動(dòng)，需要大量資金支持，高鐵開(kāi)通增加了風(fēng)險(xiǎn)投資家和被投資企業(yè)之間的互動(dòng)和交流機(jī)會(huì)，降低信息不對(duì)稱(chēng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)投資決策的影響，有利于高鐵沿線城市創(chuàng)新資本的集聚，提升城市的創(chuàng)新水平（龍玉，2016）［18]。但也有學(xué)者認(rèn)為高鐵開(kāi)通具有“離心力效應(yīng)”，大城市的人口和生產(chǎn)要素將從核心城市擴(kuò)散到周?chē)鞘校℉all，2009；劉金鳳等，2018）［19-20]。

（三）高鐵開(kāi)通優(yōu)化了沿線城市的創(chuàng)新環(huán)境

創(chuàng)新往往集聚于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和專(zhuān)業(yè)化程度較高的地區(qū)，這不僅為城市的科技創(chuàng)新發(fā)展提供動(dòng)力，也為城市創(chuàng)新提供了現(xiàn)實(shí)需求。具有高速交通網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和完善基礎(chǔ)設(shè)施的大都市體現(xiàn)出更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不斷向這些大都市集聚［21]。集群已經(jīng)成為促進(jìn)創(chuàng)新思想交流的苗床。一方面，高鐵增加了沿線城市的就業(yè)機(jī)會(huì)和市場(chǎng)消費(fèi)能力，吸引到新的商務(wù)活動(dòng)，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，為企業(yè)開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)提供足夠的創(chuàng)新生產(chǎn)要素；另一方面高鐵通過(guò)優(yōu)化沿線城市的資源配置，改變產(chǎn)業(yè)的空間格局，影響城市的創(chuàng)新效率。例如高鐵改變了沿線地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局，有利于形成以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、先進(jìn)制造業(yè)為主體和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為支撐的創(chuàng)新發(fā)展空間（徐玉萍，2012）［22]，占地面積較多的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)和大型制造業(yè)更多地轉(zhuǎn)移到成本低廉的臨近城市，而信息技術(shù)和高科技服務(wù)業(yè)等土地占用少的知識(shí)密集型產(chǎn)業(yè)將得到進(jìn)一步的發(fā)展（林曉言、羅燊，2017）［14]。產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)區(qū)域創(chuàng)新的促進(jìn)作用主要來(lái)源于集聚經(jīng)濟(jì)的外部性，通過(guò)密集型要素市場(chǎng)的勞動(dòng)力共享降低了企業(yè)的創(chuàng)新成本，臨近企業(yè)間的合作降低了創(chuàng)新風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)面對(duì)面的交流促進(jìn)了新知識(shí)的產(chǎn)出，因此對(duì)城市的科技創(chuàng)新發(fā)展起到了顯著的促進(jìn)作用（張可，2019）［23]。

高鐵對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響機(jī)理如圖1所示。

圖1 高鐵對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響機(jī)理

三、研究設(shè)計(jì)

（一）樣本描述

2014年12月26日，貴廣、南廣高鐵實(shí)現(xiàn)同步全線開(kāi)通，自此打通了西南中南地區(qū)東聯(lián)南下、出海通邊最快捷的大通道。在此基礎(chǔ)上粵桂兩省依托高鐵運(yùn)營(yíng)，圍繞產(chǎn)業(yè)培育、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)承接和區(qū)域創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)等，提出了建設(shè)貴廣、南廣高鐵經(jīng)濟(jì)帶的一系列合作框架協(xié)議，通過(guò)產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)實(shí)現(xiàn)共贏發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)粵桂兩省高鐵沿線地區(qū)經(jīng)濟(jì)向中高端水平躍進(jìn)，這為高鐵沿線城市的科技創(chuàng)新發(fā)展提供了充足動(dòng)力和現(xiàn)實(shí)需求?？紤]數(shù)據(jù)的可得性，本文以2007-2017年粵桂地區(qū)27 個(gè)地級(jí)及以上城市的面板數(shù)據(jù)為研究樣本，檢驗(yàn)貴廣、南廣高鐵對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響。其中高鐵的相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)自2007-2017年全國(guó)鐵路時(shí)刻表，其他數(shù)據(jù)來(lái)自歷年的《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣東省統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣西壯族自治區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》以及各省市相關(guān)統(tǒng)計(jì)公告。

（二）模型設(shè)計(jì)

本文主要是研究高鐵對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的凈影響，因此不僅要考慮高鐵運(yùn)營(yíng)前后城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出的差異，還要控制高鐵沿線城市與非沿線城市之間的差異。與其他模型相比，DID模型的估計(jì)結(jié)果能夠有效減輕傳統(tǒng)回歸模型中遺漏變量等原因?qū)е碌钠`，在識(shí)別政策效果方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為一種越來(lái)越流行的方法（Lechner，2011）［24]，因此本文采用多期DID模型檢驗(yàn)粵桂地區(qū)高鐵開(kāi)通對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響，提出以下模型：

其中，UTI 表示城市科技創(chuàng)新水平；HSRit為虛擬變量，表示第t年城市i是否存在高鐵服務(wù)，若存在，HSRit=1，不存在，則HSRit=0，其系數(shù)α1反映了高鐵開(kāi)通對(duì)城市科技創(chuàng)新水平的凈效應(yīng)；變量X代表控制變量，包括城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人力資本、政府支持力度等，α2表示控制變量對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響程度，此外，δi、θt分別表示時(shí)間趨勢(shì)和城市異質(zhì)性的固定效應(yīng)，εit為隨機(jī)誤差項(xiàng)，包括影響城市科技創(chuàng)新的其他因素。

多期DID 模型只考慮了高鐵開(kāi)通對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響，但不同程度的高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)高鐵沿線城市的影響不同（Shuai S et al.，2017）［25]，高鐵列車(chē)頻率可以反映高鐵的服務(wù)強(qiáng)度（Willigers and Wee，2011）［26]。為了進(jìn)一步研究高鐵對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響，本文借鑒Shuai S（2017）的研究方法，構(gòu)建了連續(xù)型DID 模型，分析高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響，如下所示：

其中，虛擬變量I_HSR表示高鐵服務(wù)強(qiáng)度，用第t年城市i運(yùn)行的高鐵列車(chē)數(shù)量表示，其中包括貴廣、南廣高速鐵路上通行的高鐵（G）和動(dòng)車(chē)組（D）數(shù)量。β1反映了高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的影響。

（三）變量界定

1.被解釋變量

用專(zhuān)利衡量創(chuàng)新具有可靠性（Yasusade Murata et al，2014）［27]，盡管專(zhuān)利不能代表所有的創(chuàng)新，也不能衡量不同科技創(chuàng)新的重要程度，但由于其一致性、客觀性和易得性，專(zhuān)利仍然是學(xué)者常用的衡量創(chuàng)新水平的重要指標(biāo)。在我國(guó)，與專(zhuān)利有關(guān)的法律制度在全國(guó)范圍內(nèi)都是一致的，不同區(qū)域的專(zhuān)利數(shù)據(jù)具有可比性，因而專(zhuān)利能夠在一定程度上代表創(chuàng)新水平［28]，本文采用每萬(wàn)人專(zhuān)利授權(quán)量代表高鐵沿線城市的科技創(chuàng)新水平（UTI）。

2.控制變量

借鑒已有研究，圍繞城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、人力資本、政府支持力度、對(duì)外開(kāi)放程度等選取合適的控制變量。包括：①城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展（UED），以人均GDP 為代理變量，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越高，市場(chǎng)規(guī)模越大，創(chuàng)新生產(chǎn)要素越充足。②城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（UIS），熊彼特認(rèn)為創(chuàng)新并非企業(yè)的單獨(dú)行為，創(chuàng)新依賴于產(chǎn)業(yè)集聚，本文用二、三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值占地區(qū)生產(chǎn)總值比重衡量。③人力資本環(huán)境（HC），年輕有朝氣活力的人才多寡決定高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的選址以及城市創(chuàng)新的吸引力［27]，用每萬(wàn)人在校大學(xué)生數(shù)表示。④政府支持力度（GS），以公共財(cái)政支出中科技財(cái)政支出比重來(lái)衡量，一般認(rèn)為，科技創(chuàng)新投入水平越高，政府支持力度越大，有利于激發(fā)企業(yè)開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)的積極性。⑤對(duì)外開(kāi)放程度（OPEN），采用實(shí)際利用外資金額作為代理變量，國(guó)外資本帶來(lái)了先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)溢出效應(yīng)推動(dòng)了城市新技術(shù)的產(chǎn)生。⑥基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)（INF），以道路為代表的城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)促進(jìn)了城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，進(jìn)而影響城市的創(chuàng)新發(fā)展水平，本文用人均城市道路面積來(lái)衡量。

為了減少樣本數(shù)據(jù)的分散性和異方差性，本文在回歸分析中對(duì)非百分位變量數(shù)據(jù)加1 取對(duì)數(shù)處理，表1為各種變量的定義和描述性統(tǒng)計(jì)。

表1 變量的定義和描述性統(tǒng)計(jì)

四、基于粵桂地區(qū)的實(shí)證研究

（一）基準(zhǔn)DID分析

為了檢驗(yàn)高鐵對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響，本文對(duì)式（1）和式（2）進(jìn)行雙重差分，結(jié)果見(jiàn)表2所列。其中，在控制時(shí)間效應(yīng)和城市個(gè)體效應(yīng)的基礎(chǔ)上，模型1 和模型3 對(duì)高鐵開(kāi)通虛擬變量進(jìn)行回歸，結(jié)果顯示高鐵開(kāi)通的影響系數(shù)顯著為正，加入控制變量后，其顯著性水平從5%提高到1%。模型2和模型4的DID 結(jié)果顯示高鐵服務(wù)強(qiáng)度的影響強(qiáng)度為0.003，在1%的水平上顯著，表明高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)城市的科技創(chuàng)新產(chǎn)出具有顯著的正向影響。此外，綜合模型1 到模型4 可以發(fā)現(xiàn)，高鐵開(kāi)通對(duì)城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出的影響更大，但高鐵服務(wù)強(qiáng)度的影響更加顯著。

表2 基準(zhǔn)DID結(jié)果

從模型3和模型4中控制變量的雙重差分結(jié)果來(lái)看，城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響系數(shù)顯著為正，平均而言，城市的人均GDP 每提高1%，每萬(wàn)人專(zhuān)利授權(quán)量可以提高0.22左右，經(jīng)濟(jì)的良好發(fā)展是提高城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出的重要因素；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的DID系數(shù)在模型3 和模型4 中顯著為正，其中第二產(chǎn)業(yè)的回歸系數(shù)在5%的水平上顯著為正，第三產(chǎn)業(yè)的回歸系數(shù)在1%的水平上顯著為正，說(shuō)明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向著非農(nóng)化方向發(fā)展能夠城市創(chuàng)新奠定良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)［10]。與第二產(chǎn)業(yè)相比，第三產(chǎn)業(yè)的集聚程度對(duì)城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出的影響更大、更顯著，這是因?yàn)楹艽笠徊糠值陌l(fā)明專(zhuān)利來(lái)自高技術(shù)產(chǎn)業(yè)（李習(xí)保，2007）［28]。自2014年底貴廣、南廣高鐵開(kāi)通以來(lái)，粵桂兩省提出了一系列建設(shè)高鐵經(jīng)濟(jì)帶合作試驗(yàn)區(qū)的相關(guān)框架協(xié)議，由于經(jīng)濟(jì)政策的實(shí)施到取得成效存在時(shí)間上的滯后性，政府支持力度對(duì)城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出的影響是正向的，但并不顯著。在模型3中，對(duì)外開(kāi)放的DID系數(shù)為正，但并不顯著，引入高鐵服務(wù)強(qiáng)度虛擬變量后，回歸系數(shù)在10%的水平上顯著為正，可以表明外商投資通過(guò)溢出效應(yīng)帶來(lái)了新的管理經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)創(chuàng)造，在一定程度提高了城市的科技創(chuàng)新產(chǎn)出。人力資本的回歸系數(shù)為負(fù)，但并不顯著，本文采用每萬(wàn)人在校大學(xué)生數(shù)代表城市的人力資本水平，并不能完全衡量不同城市的實(shí)際人力資本存量，但該結(jié)果在一定程度上表明粵桂地區(qū)仍然缺少先進(jìn)的知識(shí)密集型企業(yè)，這對(duì)城市的人力資本有重要要求。此外在模型3 和模型4 中，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的回歸系數(shù)在1%的水平上顯著為負(fù)，說(shuō)明基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)抑制了城市的科技創(chuàng)新產(chǎn)出，這可能有兩方面的原因：第一，粵桂地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)相對(duì)飽和，隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展，越來(lái)越多的人口涌向城市，人均基礎(chǔ)設(shè)施逐年下降，城市基礎(chǔ)設(shè)施負(fù)擔(dān)逐年增大，這對(duì)城市的科技創(chuàng)新發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面影響；第二，政府用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的資金投入可能會(huì)對(duì)城市的科技支出產(chǎn)生“擠出效應(yīng)”，導(dǎo)致基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在一定程度上成為城市科技創(chuàng)新的“包袱”。整體而言，經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)環(huán)境是影響粵桂地區(qū)城市科技創(chuàng)新發(fā)展的最重要因素，其中第三產(chǎn)業(yè)明顯大于第二產(chǎn)業(yè)。

（二）穩(wěn)健性檢驗(yàn)

1.平行趨勢(shì)假設(shè)

DID 模型成立的一個(gè)重要先決條件是研究樣本應(yīng)該滿足平行趨勢(shì)假設(shè)，即在高鐵開(kāi)通之前，高鐵沿線城市和非沿線城市的科技創(chuàng)新應(yīng)該具有相同的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)有研究通常會(huì)在高鐵城市和時(shí)間虛擬變量之間構(gòu)建一個(gè)交互項(xiàng)，如果相互作用項(xiàng)的系數(shù)在統(tǒng)計(jì)上不顯著，則認(rèn)為滿足平行趨勢(shì)假設(shè)（Moser et al.，2012）［28]。本文在DID模型的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了平行趨勢(shì)假設(shè)模型：

其中，treat表示高鐵城市，dumy表示高鐵開(kāi)通之前（2011-2014年）的時(shí)間虛擬變量，如果γ1不顯著，則滿足平行趨勢(shì)假設(shè)，Hit表示HSRit或I_HSRit。如表3模型5和模型6所示，2011-2014年交互項(xiàng)的回歸系數(shù)在統(tǒng)計(jì)學(xué)上均不顯著，平行趨勢(shì)假設(shè)成立，這表明在貴廣、南廣高鐵開(kāi)通前，高鐵沿線城市和非沿線城市之間的科技創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)并沒(méi)有顯著性差異。

表3 子樣本分析

2.子樣本分析

高鐵不僅會(huì)導(dǎo)致沿線與非沿線城市之間生產(chǎn)資源的重新分配，還會(huì)影響高鐵核心城市與沿線中小城市之間的資源分配情況，導(dǎo)致模型產(chǎn)生內(nèi)生性問(wèn)題，影響估計(jì)結(jié)果的精確性，為了解決這一問(wèn)題，本文剔除了廣州和南寧兩個(gè)省會(huì)城市進(jìn)而對(duì)子樣本進(jìn)行DID檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3所列。模型1和模型2分別表示未加入控制變量時(shí)高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度的雙重差分結(jié)果，在5%和10%的水平上顯著為正，加入控制變量后，顯著性水平提高到1%和5%，模型5和模型6中實(shí)驗(yàn)組和時(shí)間虛擬變量交互項(xiàng)的回歸系數(shù)在統(tǒng)計(jì)數(shù)上均不顯著，滿足DID模型的平行趨勢(shì)假設(shè)，該結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度促進(jìn)了粵桂地區(qū)高鐵沿線城市的科技創(chuàng)新發(fā)展。

續(xù)表3

此外，與基準(zhǔn)DID 分析相比，子樣本回歸中HSR的平均系數(shù)有所下降，這在一定程度上表明高鐵對(duì)不同的城市會(huì)產(chǎn)生不同的影響，便利的交通網(wǎng)絡(luò)使得高鐵沿線中小城市的生產(chǎn)要素不斷涌向核心城市（Faber，2014）［31]，從而產(chǎn)生“向心力效應(yīng)”，這使得創(chuàng)新生產(chǎn)要素在高鐵沿線核心城市集聚，進(jìn)一步促進(jìn)了核心城市的科技創(chuàng)新發(fā)展。因此高鐵的開(kāi)通對(duì)不同城市的影響具有差異性，需要根據(jù)城市的本底因勢(shì)利導(dǎo)發(fā)揮高鐵帶來(lái)的紅利［32]。

3.改變城市科技創(chuàng)新的代理變量

專(zhuān)利的申請(qǐng)到授權(quán)需要一定的周期，因此用專(zhuān)利授權(quán)數(shù)衡量城市的科技創(chuàng)新水平具有一定的時(shí)滯性，本文采用每萬(wàn)人專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)（譚建華等，2019）［33]作為城市科技創(chuàng)新水平的測(cè)度指標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。DID結(jié)果見(jiàn)表4所列。

表4 改變代理變量的DID結(jié)果

從中可以看出，模型1 和模型3 中高鐵開(kāi)通虛擬變量的影響系數(shù)在1%的水平下顯著為正，模型2和模型4 中高鐵服務(wù)強(qiáng)度虛擬變量的影響系數(shù)分別在5%和1%的水平下顯著為正，說(shuō)明高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度促進(jìn)了沿線城市專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量的增加，提高了城市的科技創(chuàng)新水平。

4.安慰劑檢驗(yàn)

利用DID 模型檢驗(yàn)高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)城市科技創(chuàng)新的影響時(shí)，還要考慮是否有其他變量對(duì)城市的科技創(chuàng)新發(fā)展產(chǎn)生關(guān)鍵影響，即高鐵城市與非高鐵城市的科技創(chuàng)新變動(dòng)趨勢(shì)隨時(shí)間變化不會(huì)存在系統(tǒng)性差異（陳剛，2012）［34]。為了解決這一問(wèn)題，本文假設(shè)貴廣、南廣高鐵開(kāi)通時(shí)間提前5年，利用2007-2012年的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行安慰劑檢驗(yàn)，如果虛擬變量高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度的影響系數(shù)不顯著，表明基準(zhǔn)DID結(jié)果穩(wěn)健。安慰劑檢驗(yàn)的DID結(jié)果見(jiàn)表5所列，模型1和模型2是基準(zhǔn)DID的穩(wěn)健性檢驗(yàn)，模型3 和模型4 是子樣本分析的穩(wěn)健性檢驗(yàn)，四個(gè)DID中HSR和I_HSR的影響系數(shù)均不顯著，表明不存在其他變量對(duì)高鐵沿線城市和非沿線城市科技創(chuàng)新的變動(dòng)趨勢(shì)產(chǎn)生關(guān)鍵影響。

表5 安慰劑檢驗(yàn)

以上檢驗(yàn)結(jié)果表明，本文的實(shí)證結(jié)果是穩(wěn)健可靠的，高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度提高了粵桂地區(qū)高鐵沿線城市的科技創(chuàng)新水平。

五、結(jié)論與啟示

自2008年京津城際高鐵開(kāi)通，經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，日趨完善的高鐵網(wǎng)絡(luò)不僅改變了人們的時(shí)空觀念，而且對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)地理分布產(chǎn)生了重要影響。本文基于粵桂地區(qū)27 個(gè)地級(jí)及以上城市2007-2017年的面板數(shù)據(jù)，建立了多期和連續(xù)DID模型，研究高鐵開(kāi)通和高鐵服務(wù)強(qiáng)度對(duì)粵桂地區(qū)沿線城市科技創(chuàng)新的影響，并通過(guò)平行趨勢(shì)假設(shè)、子樣本分析、改變城市科技創(chuàng)新的代理變量和安慰劑檢驗(yàn)等方法證明本文研究結(jié)果具有穩(wěn)健性。本文的主要研究結(jié)果如下：

第一，高鐵開(kāi)通顯著提高了粵桂地區(qū)沿線城市的科技創(chuàng)新水平，采用高鐵列車(chē)數(shù)量衡量的高鐵服務(wù)強(qiáng)度也對(duì)沿線城市的科技創(chuàng)新產(chǎn)生了重要影響，與非高鐵沿線的城市相比，高鐵服務(wù)強(qiáng)度越大，對(duì)城市科技創(chuàng)新的發(fā)展越有利。從基準(zhǔn)DID 結(jié)果來(lái)看，高鐵開(kāi)通對(duì)城市科技創(chuàng)新產(chǎn)出的影響更大，但高鐵服務(wù)強(qiáng)度的影響更加顯著。

第二，高鐵對(duì)不同城市影響程度不同，子樣本的分析結(jié)果表明高鐵不僅有利于創(chuàng)新生產(chǎn)要素從非高鐵沿線城市轉(zhuǎn)移到沿線城市，還將使創(chuàng)新生產(chǎn)要素從高鐵沿線中小城市向核心城市進(jìn)一步集聚，使得創(chuàng)新生產(chǎn)要素在高鐵沿線城市之間進(jìn)行重新分配的過(guò)程中產(chǎn)生了“向心力效應(yīng)”，從而促使高鐵沿線核心城市的科技創(chuàng)新得到了進(jìn)一步發(fā)展。

第三，良好的城市創(chuàng)新環(huán)境增加了專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量，提高了城市的科技創(chuàng)新水平。經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)環(huán)境是影響粵桂地區(qū)城市科技創(chuàng)新發(fā)展的最重要因素，其中第三產(chǎn)業(yè)明顯優(yōu)于第二產(chǎn)業(yè)，而高鐵建設(shè)促進(jìn)了沿線城市的經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)集聚，這將進(jìn)一步提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)格局對(duì)沿線城市科技創(chuàng)新的積極影響。然而，以人均城市道路面積為代理變量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)科技創(chuàng)新的發(fā)展起到了明顯的抑制作用，可能是由于粵桂地區(qū)的城鎮(zhèn)化發(fā)展和“擠出效應(yīng)”導(dǎo)致。

本文的研究結(jié)果對(duì)我國(guó)的高鐵建設(shè)具有一定的啟示，高鐵開(kāi)通對(duì)城市創(chuàng)新的帶動(dòng)效應(yīng)是高鐵建設(shè)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要機(jī)制［8]，因此重視高鐵建設(shè)對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。與此同時(shí)，高鐵建設(shè)使得區(qū)域的創(chuàng)新活動(dòng)更多地涌向了高鐵沿線城市（尤其是沿線核心城市），這在無(wú)形之中拉大了高鐵沿線和非沿線城市之間的差距，長(zhǎng)此以往將會(huì)形成二元化發(fā)展趨勢(shì)，造成區(qū)域創(chuàng)新的非均衡發(fā)展。因此，至少需要對(duì)以下幾個(gè)方面引起高度重視：

首先，應(yīng)該充分重視交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)城市創(chuàng)新發(fā)展的帶動(dòng)效應(yīng)，繼續(xù)推進(jìn)高鐵建設(shè)，讓更多的區(qū)域、城市嵌入到高鐵網(wǎng)絡(luò)之中［35]，利用交通區(qū)位優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)的科技人力資本交流和創(chuàng)新有關(guān)知識(shí)流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新生產(chǎn)要素的有效配置，從而降低城市開(kāi)展創(chuàng)新活動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)，改善城市的科技創(chuàng)新環(huán)境，通過(guò)合理增加創(chuàng)新投入，提高城市的科技創(chuàng)新水平。此外在高鐵沿線城市，應(yīng)該不斷推進(jìn)市場(chǎng)化建設(shè)，完善技術(shù)創(chuàng)新成果保護(hù)制度，激勵(lì)創(chuàng)新主體積極參與創(chuàng)新活動(dòng)，能夠吸引更多的創(chuàng)新資源［36]。

其次，從非高鐵沿線城市的戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃和經(jīng)濟(jì)地位出發(fā)，改善未開(kāi)通高鐵城市的對(duì)外交通方式，提高區(qū)域的可達(dá)性，加強(qiáng)其與高鐵沿線核心城市接駁的相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在粵桂地區(qū)形成以高鐵為主導(dǎo)的綜合交通網(wǎng)絡(luò)。不僅有利于加強(qiáng)非高鐵沿線城市對(duì)外交流的頻率，獲取更多的創(chuàng)新生產(chǎn)要素，增加城市的科技創(chuàng)新投入，同時(shí)能夠充分利用臨近創(chuàng)新中心的知識(shí)溢出效應(yīng)，提高科技創(chuàng)新績(jī)效，從而降低城市間創(chuàng)新能力的差異化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新一體化。

最后，按照粵桂地區(qū)高鐵經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的相關(guān)規(guī)劃，通過(guò)貴廣、南廣高鐵經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)，利用經(jīng)濟(jì)帶通道作用，合理引導(dǎo)沿線周邊產(chǎn)業(yè)發(fā)展的動(dòng)態(tài)，加快高鐵沿線城市和非沿線城市之間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和產(chǎn)能合作，優(yōu)化城市間的資源配置，并利用高鐵的建設(shè)強(qiáng)化地區(qū)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，形成特色的產(chǎn)業(yè)發(fā)展鏈條，完成優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)的集聚（魯萬(wàn)波、賈婧，2018）［37]，對(duì)縮小與高鐵沿線城市的科技創(chuàng)新差距，也有顯著的影響。此外適當(dāng)增加高鐵沿線非核心城市的高鐵列車(chē)數(shù)量，提高高鐵服務(wù)強(qiáng)度，有利于平衡高鐵沿線城市之間的科技創(chuàng)新發(fā)展。