高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率的影響

羅能生 田夢迪 李建明

摘要?高鐵開通產(chǎn)生了很大的社會經(jīng)濟效應(yīng)與環(huán)境效應(yīng)，綜合研究高鐵對這兩種效應(yīng)即生態(tài)效率的影響具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。本文采用2006—2016年中國277個地級市數(shù)據(jù)，將社會網(wǎng)絡(luò)分析（SNA）和空間杜賓模型（SDM）相結(jié)合，檢驗我國高鐵網(wǎng)絡(luò)發(fā)展對城市生態(tài)效率的影響效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)：在全國范圍內(nèi)，高鐵網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度（degree centrality）和中間中心度（betweenness centrality）的優(yōu)化對城市生態(tài)效率產(chǎn)生顯著正向效應(yīng)，但是受城市異質(zhì)性作用產(chǎn)生的影響效應(yīng)具有明顯差異性，具體表現(xiàn)為高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度優(yōu)化對中心區(qū)域產(chǎn)生正效應(yīng)，對非中心區(qū)域產(chǎn)生負效應(yīng)，即高鐵網(wǎng)絡(luò)在一定程度上加劇了城市生態(tài)效率不平衡、不協(xié)調(diào)發(fā)展的負面效應(yīng)。在此基礎(chǔ)上本文對結(jié)果進行機制檢驗，發(fā)現(xiàn)城市服務(wù)業(yè)集聚在高鐵網(wǎng)絡(luò)提高城市生態(tài)效率中具有中介作用。與此同時，采用人口地理矩陣和投入導(dǎo)向規(guī)模報酬不變的超效率DEA模型重新測算的城市生態(tài)效率分別對上述結(jié)果進行穩(wěn)健性檢驗，結(jié)論依舊保持不變。因此，從長遠發(fā)展來看，各級政府仍應(yīng)大力發(fā)展高鐵建設(shè)，推動高鐵網(wǎng)絡(luò)不斷優(yōu)化，帶動經(jīng)濟效益和環(huán)境效應(yīng)的提升，但是在進行高鐵線路規(guī)劃時，要注意中心城市虹吸效應(yīng)帶來的區(qū)域不平衡以及對欠發(fā)達地區(qū)的負面影響，在政策上給予一定的補救和補償。

關(guān)鍵詞 高鐵網(wǎng)絡(luò);社會網(wǎng)絡(luò)分析;城市生態(tài)效率;空間杜賓模型

中圖分類號 F57 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104（2019）11-0001-10DOI：10.12062/cpre.20190519

交通建設(shè)是關(guān)系到經(jīng)濟民生的重大工程，是穩(wěn)增長、穩(wěn)投資，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局的重要前提，從2008年京津城際高鐵問世，到2016年滬昆高鐵全線開通，高鐵以其舒適便捷的運輸特點迅速發(fā)展。截止到2018年底，我國高速鐵路營運里程高達2.9萬km，占鐵路總營運里程的22.1%，超過世界總里程數(shù)2/3，成為運營里程最長，密度最高的國家。中國鐵路總公司會議披露，2019年我國鐵路新投產(chǎn)線將超過6 000 km，其中高速鐵路建設(shè)占比達到47.1%。根據(jù)《鐵路中長期發(fā)展規(guī)劃》顯示，我國預(yù)計到2025年高速鐵路總里程數(shù)達到3.8萬km，以“八縱八橫”為骨架，實現(xiàn)基本城市群、省會城市以及中型規(guī)模以上城市的連通。與此同時，黨的十九大明確提出，要高度重視社會發(fā)展中經(jīng)濟與環(huán)境存在的不一致，平衡經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境建設(shè)，力求達到經(jīng)濟環(huán)境“雙贏、共贏”局面。各級政府把生態(tài)文明建設(shè)放在重要位置，逐漸由追求經(jīng)濟高速度向經(jīng)濟高質(zhì)量轉(zhuǎn)換。因此，單純研究高鐵對經(jīng)濟或者環(huán)境某一方面影響已經(jīng)不能滿足現(xiàn)階段社會發(fā)展要求，我們必須統(tǒng)籌經(jīng)濟與環(huán)境兩者之間的關(guān)系，綜合分析高鐵建設(shè)的社會效應(yīng)。

現(xiàn)階段研究高鐵效應(yīng)的文獻相對較豐富，經(jīng)濟效應(yīng)[1]、環(huán)境效應(yīng)[2]以及差異效應(yīng)[3]等都是學者的關(guān)注點。從經(jīng)濟效應(yīng)層面分析，高鐵建設(shè)通過投資拉動效應(yīng)[4]、消費促進效應(yīng)[5]、提升城市間可達性[6]，提高區(qū)域資源配置效率[1]等方面促進經(jīng)濟增長;從環(huán)境效應(yīng)層面分析，一方面，高鐵本身屬于綠色交通[7]，在營運過程中能直接降低環(huán)境污染;另一方面，高鐵建設(shè)改善了以往出行方式，對傳統(tǒng)交通運輸?shù)奶娲?yīng)產(chǎn)生了環(huán)境正外部性[8]。王成新等基于對車輛碳排放計算，發(fā)現(xiàn)高鐵在長距離運輸中具有明顯低碳性，其人均碳排量大致占航運的1/5和高速公路的1/3[8];從差異效應(yīng)層面分析，高鐵產(chǎn)生的社會效應(yīng)具有區(qū)位和時間上的差異性，卞元超等基于資源流動視角，采用傾向得分匹配倍差法進行實證研究，發(fā)現(xiàn)高鐵開通拉大了城市間經(jīng)濟差距，在“用腳投票”和“極化效應(yīng)”的機制下，中心城區(qū)會吸引優(yōu)質(zhì)要素流入，加速區(qū)域之間非均衡發(fā)展[3]。此外，還有不少文獻研究了高鐵與旅游產(chǎn)業(yè)效率[9]、高鐵與貿(mào)易開放度[10]等關(guān)系，這也為我們下面研究提供啟示與借鑒。

基于對以往文獻梳理，本文邊際創(chuàng)新性大致體現(xiàn)在以下幾個方面：其一，大多數(shù)文獻對高鐵效應(yīng)的分析僅集中于經(jīng)濟或環(huán)境某一方面，統(tǒng)籌經(jīng)濟環(huán)境雙重影響的文獻較為少見，本文采用能夠代表經(jīng)濟與環(huán)境綜合效應(yīng)的指標生態(tài)效率進行分析。其二，擴大生態(tài)效率測度范圍，將生態(tài)效率研究從省域延伸到277個地級市，拓展樣本容量，研究更加深入;其三，以往多采用面板研究高鐵對城市的影響效應(yīng)，忽略了城市之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系、交流合作和一般均衡效應(yīng)，本文采用社會網(wǎng)絡(luò)分析（SNA），將縱橫交錯的高鐵線路看作網(wǎng)絡(luò)，運用空間杜賓模型（SDM），分析高鐵網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度和中間中心度對城市生態(tài)效率的影響。

1理論機制與研究假設(shè)

1.1高鐵網(wǎng)絡(luò)、經(jīng)濟環(huán)境效應(yīng)與城市生態(tài)效率

高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率的影響主要通過經(jīng)濟效應(yīng)和環(huán)境效應(yīng)兩種途徑完成。高鐵建設(shè)對經(jīng)濟增長的帶動效用可分為直接帶動和間接促進兩方面，從直接拉動效應(yīng)來看，高鐵建設(shè)相較于傳統(tǒng)鐵路投資有更高的經(jīng)濟投入，高鐵投資帶動關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，通過提高產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟效益促進區(qū)域經(jīng)濟增長，即投資直接拉動經(jīng)濟產(chǎn)出[4]。從間接促進機制來看，首先，高鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷完善打破了城市之間的市場分割，加速技術(shù)要素、信息要素以及對時間敏感的高級人才要素等資源流動[11]，促使資源要素在不同城市間重新進行分配，提升要素利用效率，為地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)注入新活力，催動經(jīng)濟發(fā)展;其次，高速鐵路具有高效便捷的特性，能夠壓縮區(qū)域間的時間成本，提升城市間的可達性[6]，方便城市間交流，為城市經(jīng)濟發(fā)展創(chuàng)造良好的外部條件;此外，高鐵建設(shè)創(chuàng)造了更多的就業(yè)機會，提升了居民的人均收入[4]，高收入帶動高消費，從而帶動城市經(jīng)濟增長。

高鐵對經(jīng)濟產(chǎn)生增長效益的同時，也對城市環(huán)境建設(shè)產(chǎn)生影響。高鐵建設(shè)是綠色可持續(xù)發(fā)展政策在交通建設(shè)方面的實際體現(xiàn)，高鐵本身具有高清潔和低能耗特性[2]，在實際運營中能夠直接降低環(huán)境污染;公路機車尾氣排放是造成空氣污染的主要途徑，高速鐵路通過對傳統(tǒng)公路機車的替代，降低了交通擁堵和氣體廢棄物的排放，也降低了環(huán)境污染。此外，高鐵建設(shè)完善了交通網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，削弱了要素流動障礙，有助于地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級[12]，從而對地區(qū)環(huán)境建設(shè)產(chǎn)生正向影響?；谝陨戏治?，本文提出如下假設(shè)：

H1：從全國范圍來看，高鐵網(wǎng)絡(luò)的完善通過推動經(jīng)濟增長、降低環(huán)境污染兩條途徑，引致城市生態(tài)效率提升。

1.2高鐵網(wǎng)絡(luò)、異質(zhì)性與城市生態(tài)效率

高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率的作用效應(yīng)可能受到城市異質(zhì)性影響。我國地大物博，城市發(fā)展水平參差不齊，各個城市在區(qū)位條件、資源要素稟賦以及政府出臺的環(huán)境政策方面存在差異，這種差異性在很大程度上可能導(dǎo)致高鐵網(wǎng)絡(luò)對生態(tài)效率影響效應(yīng)的不同。從提升經(jīng)濟路徑來看，其一，多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)高鐵開通與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展具有密切聯(lián)系，但是高鐵是否有助于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展則在很大程度上取決于“聚集效應(yīng)”與“溢出效應(yīng)”的大小，因此，高鐵對于經(jīng)濟的作用效果并不能一概而論。其二，高鐵開通密切了中心城市與邊緣城市的交流，中心城市在吸引技術(shù)、人才等資源方面具有先天優(yōu)勢，落后地區(qū)的優(yōu)質(zhì)要素流入中心區(qū)域，產(chǎn)生所謂的“馬太陷阱”，加深地區(qū)之間經(jīng)濟水平差異[3]，導(dǎo)致高鐵建設(shè)對中心城市經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生促進效應(yīng)，周邊城市具有抑制作用。從環(huán)境改善路徑來看，高鐵建設(shè)強化了中心城市的自身優(yōu)勢，促使其不斷提高市場準入水平[13]，清潔型和高附加值產(chǎn)業(yè)逐漸以中心城市作為首要選址地區(qū)，而污染程度較高和低附加值產(chǎn)業(yè)逐漸遷移出中心城市，只能選擇周邊小城市，最終形成中心城市以資本密集型企業(yè)為主，周邊小城市以勞動密集型為主的經(jīng)濟發(fā)展格局。綜上，高鐵建設(shè)在中心城市中具有經(jīng)濟外部性，能以低水平的環(huán)境污染得到高水平的經(jīng)濟產(chǎn)出，邊緣城市則相反。基于以上分析，本文提出如下假設(shè)：

H2：高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率的作用效應(yīng)可能受城市異質(zhì)性影響，呈現(xiàn)出差異性。

1.3高鐵網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)業(yè)集聚與城市生態(tài)效率

我國服務(wù)業(yè)集聚與交通運輸方式和運輸速度具有密切關(guān)系，時間距離和客專性逐漸成為影響服務(wù)業(yè)空間布局的重要因素[14]。與其它交通運輸相比，高速鐵路主要以客運為主，營運速度也由最初的250 km/h提高至350 km/h，降低了時間成本，因此高鐵本身運輸特點可以直接帶動城市服務(wù)業(yè)進步。此外，高鐵建設(shè)通過提升高鐵城市對資源要素以及人才的吸引力[11]，推動要素和高級人才在時空收斂作用下重新進行分配，成為服務(wù)業(yè)集聚的間接推手[14]。服務(wù)業(yè)空間集聚不僅是城市經(jīng)濟發(fā)展的中間力量，還同時兼具清潔和低能耗特點，是典型的“綠色經(jīng)濟”[14]。由此看來，高速鐵路通過促進服務(wù)業(yè)集聚，能夠以較低能源消耗和環(huán)境污染得到較大規(guī)模經(jīng)濟產(chǎn)出，進而提高城市生態(tài)效率。

高鐵通過服務(wù)業(yè)集聚對城市生態(tài)效率的影響效應(yīng)還受城市規(guī)模異質(zhì)性的影響。首先，高鐵建設(shè)充分發(fā)揮了大城市的先天優(yōu)勢，促使周邊城市眾多要素資源流入大城市，滿足大城市服務(wù)業(yè)集聚的要素需求。其次，高鐵網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化能夠提高城市間可達性，縮短時間距離，激發(fā)高級人才留在大城市發(fā)展的熱情，從而提升大城市服務(wù)業(yè)集聚程度[14]。此外，大型城市本身具有適合服務(wù)業(yè)發(fā)展的市場容量，服務(wù)業(yè)能夠在大型城市的超額需求下不斷發(fā)展，但中小型城市自身的限制沒有給服務(wù)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的市場環(huán)境。因此，在大城市中高鐵網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化能夠提升服務(wù)業(yè)集聚，進而提升生態(tài)效率，但在中小城市中卻對服務(wù)業(yè)集聚產(chǎn)生負效應(yīng)，不利于生態(tài)效率提升。基于以上分析，本文提出如下假設(shè)：

H3：高鐵網(wǎng)絡(luò)通過促進服務(wù)業(yè)空間集聚進而促進城市生態(tài)效率的提升

H4：高鐵網(wǎng)絡(luò)將服務(wù)業(yè)空間集聚作為生態(tài)效率傳導(dǎo)機制受城市異質(zhì)性影響，呈現(xiàn)出差異性。

2高鐵網(wǎng)絡(luò)測算與現(xiàn)狀分析

2.1測算指標選取

高鐵網(wǎng)絡(luò)（G），本文根據(jù)兩個城市之間有無高鐵構(gòu)建復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，并運用社會網(wǎng)絡(luò)分析方法（SNA）對高鐵進行網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)分析。根據(jù)鐵路網(wǎng)絡(luò)定義方式，分別有R、L、P三種空間，R空間以車次作為節(jié)點，L空間以車站作為節(jié)點，P空間以線路作為節(jié)點。結(jié)合我國高鐵開通實際情況，本文采用P空間以線路來衡量節(jié)點聯(lián)系，若兩個城市之間開通高鐵線路，賦值為“1”，反之賦值為“0”，最終運用ucinet軟件對網(wǎng)絡(luò)指標測量。社會網(wǎng)絡(luò)學者提出了多種能夠量化權(quán)力的指標，常用的中心度是對權(quán)力研究的重要貢獻。結(jié)合本文具體實際，借鑒許和連的研究方法[15]，采用度數(shù)中心度（degree centrality）和中間中心度（betweenness centrality）對高鐵網(wǎng)絡(luò)進行測算分析。

2.2高鐵網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀分析

考慮到高鐵開通對地區(qū)實際產(chǎn)生的效應(yīng)，我們將城市6月份之前開通的高鐵定義為當年開通，之后開通的高鐵定義為下一年開通，由此構(gòu)建二值網(wǎng)絡(luò)進行測量。2008年我國開通高鐵的城市僅有3個，分別是合肥、滁州、南京，2016年高達177個，8年中新增高鐵城市174個。由于測算年份和城市數(shù)量眾多，不便全部列出，表1僅給出2016年網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度前9名城市相關(guān)指標的數(shù)值。通過測算高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度指標，我們可以發(fā)現(xiàn)，我國高鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷趨于完善，城市覆蓋率逐年增加，節(jié)點城市間交流合作日益密切，具體表現(xiàn)為“四縱四橫”的順利完成和“八縱八橫”的規(guī)劃開展。此外，高鐵網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度和中間中心度較高的城市，其服務(wù)業(yè)密度也相對較高。服務(wù)行業(yè)大多為高科技產(chǎn)業(yè)，人才資源是服務(wù)業(yè)發(fā)展的引擎動力，高鐵建設(shè)能夠提高城市之間的可達性，壓縮“時間成本”，增加高鐵城市對高級人才的吸引力，導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)人才資源逐漸流入高鐵城市，因此高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度越高，該城市服務(wù)業(yè)密度也越高。

3計量模型選擇和數(shù)據(jù)說明

3.1變量說明與數(shù)據(jù)來源描述

3.1.1被解釋變量

生態(tài)效率是融合經(jīng)濟與環(huán)境綜合指標的定量描述，即“經(jīng)濟增加值與環(huán)境影響的比值”[16]。根據(jù)經(jīng)濟社會的不同發(fā)展階段，不同學者提出了多種測量生態(tài)效率的方法，數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法（DEA）為目前大部分學者青睞，能夠有效解決投入與產(chǎn)出單位的不一致。Fare.等首次提出“非合意要素”DEA模型，將環(huán)境污染作為非期望產(chǎn)出納入模型進行測算[17]。由于傳統(tǒng)DEA模型無法有效解決投入和產(chǎn)出中的松弛性問題，因此Tom進一步改善DEA模型，提出超效率SBM模型，解決多個決策單元效率值為1時無法進一步區(qū)分問題[18]。為了統(tǒng)籌分析各城市經(jīng)濟、資源與環(huán)境問題，本文沿用多數(shù)學者的方法，選擇包含非合意產(chǎn)出的超效率SBM模型，運用MAXDEA Pro軟件進行城市生態(tài)效率測算。

基于數(shù)據(jù)可得性，盡可能延長時間跨度和拓展樣本容量，本文采用2006—2016年中國277個地級市作為研究對象，指標包括投入要素、期望產(chǎn)出和非期望產(chǎn)出。投入要素包括勞動、資本、土地、能源等，勞動投入用各城市年末就業(yè)人員數(shù)表示，資本投入?yún)⒖伎律谱傻瘸鞘泄潭ㄙY本存量測算方法[19]，由湖南大學經(jīng)濟與貿(mào)易中心提供，土地投入采用歷年城市建成區(qū)面積，能源投入用城市歷年用電量進行替代;期望產(chǎn)出為各城市地區(qū)生產(chǎn)總值，以2003年為基期，運用不同省份GDP平減指數(shù)進行平減;非期望產(chǎn)出分別為工業(yè)二氧化硫排放量、工業(yè)廢水排放量和工業(yè)煙塵（粉塵）排放量。

3.1.2其它解釋變量

度數(shù)中心度（degree centrality）。度數(shù)中心度刻畫的是網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點城市與其它城市之間的交往能力，不存在城市與城市之間的控制效應(yīng)，具體測算方式為：

DCi=1N-1∑ni=1，i=jKij

DCi表示節(jié)點城市的度數(shù)中心度，Kij代表i城市j年其它城市與其直接相連的個數(shù)，N為節(jié)點城市數(shù)量。

中間中心度（betweenness centrality）。若網(wǎng)絡(luò)中某個城市處于多條交往路徑上，該城市也就成為交通樞紐城市。由于處于此位置的節(jié)點城市可以通過控制或者曲解信息傳遞而影響整個群體[24]，因此該城市具有重要交通地位。我們通過測算中間中心度來刻畫節(jié)點城市在高鐵網(wǎng)絡(luò)樞紐地位，具體測算方式為：

BCi=2N2-3N+2∑nf≠i≠taiftδft

BCi表示節(jié)點城市的中間中心度，δft表示從節(jié)點城市f到t的最短路徑總條數(shù)，aift表示在所有最短路徑中f經(jīng)過i到達t的路徑數(shù)，N為節(jié)點城市數(shù)。

控制變量：①人口密度（PD），人口集聚會對經(jīng)濟和環(huán)境造成雙重的影響，本文采用年末人口數(shù)與城市行政區(qū)域面積比值表示;②人均GDP（PGDP），本文用各城市GDP總值與年末人口數(shù)比值來衡量，代表城市經(jīng)濟發(fā)展水平;③投資開放程度（FDI），用各地級市實際利用外資額占GDP比重表示，其中實際利用外資額采用當年美元對人民幣匯率進行折算;④產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（IND）：本文以第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重進行刻畫;⑤環(huán)境規(guī)制（ER）：本文采用各地級市二氧化硫去除率來表示，考慮到不同城市經(jīng)濟發(fā)展水平和排污強度的差異，借鑒沈坤榮研究方法[20]，用各城市污染排放程度占全國排放程度比值對其進行加權(quán)處理：ER=pt×pij∑ipij/gdpi∑igdpi;⑥交通發(fā)展水平（TC）：本文采用各城市客運量占期末人口總數(shù)來表示。⑦科技水平（SCI），用科研、技術(shù)服務(wù)和地質(zhì)勘查業(yè)從業(yè)人數(shù)占年末單位從業(yè)人員數(shù)比重表示。表2報告了變量的描述性統(tǒng)計結(jié)果。

3.1.3數(shù)據(jù)來源描述

本文研究時間范圍從2006—2016年，樣本容量為277個地級市。高鐵數(shù)據(jù)分別從國家鐵路管理局、中國鐵路總公司以及各地區(qū)政府公告中手動搜集，其它數(shù)據(jù)均來自《中國統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國工業(yè)經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》《中國水資源公報》《中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒》以及各省份歷年統(tǒng)計年鑒。

3.2計量模型選擇與建立

3.2.1空間權(quán)重矩陣的設(shè)定

地理學第一定律（Toblers First Law）指出：“事物彼此聯(lián)系，距離相近事物之間的相關(guān)性更強”，因此，以往大多數(shù)文獻采用地理距離倒數(shù)構(gòu)建空間權(quán)重矩陣。然而經(jīng)濟發(fā)展并不能單純孤立看待，城市間存在著密切的交流合作，空間效應(yīng)的產(chǎn)生不僅與地理距離有關(guān)，城市屬性也是不可忽視的原因?；诖?，本文將城市最突出兩大屬性：人口屬性和經(jīng)濟屬性分別與地理距離相結(jié)合，構(gòu)建城市經(jīng)濟地理矩陣和城市人口地理矩陣。

Wpij=（Pi×Pj）/d2iji≠j0i=j

其中，Wpij代表城市經(jīng)濟地理矩陣，Pi和Pj分別表示城市i和城市j在2006—2016年期間內(nèi)經(jīng)GDP平減指數(shù)平減后的人均GDP的平均值。

Wqij=（Qi×Qj）/d2iji≠j0i=j

其中，Wqij代表城市人口地理矩陣，Qi和Qj分別表示城市i和城市j在2006—2016年期間內(nèi)城市年末人口數(shù)的平均值。

3.2.2空間相關(guān)性檢驗

生態(tài)效率是統(tǒng)籌經(jīng)濟、資源、環(huán)境的綜合指標，是城市屬性的綜合體現(xiàn)，因此城市之間的生態(tài)效率很可能存在空間相關(guān)性，本文以經(jīng)濟地理權(quán)重矩陣和人口距離權(quán)重矩陣為基礎(chǔ)，對生態(tài)效率的Morans I進行檢驗，公式如下：

Morans I=n∑ni=1∑nj=1wij（Xi-X—）（Xj-X—）∑ni=1∑nj=1wij∑ni=1（Xi-X—2）

Morans I大于0則表明城市生態(tài)效率之間正相關(guān)，小于0為負相關(guān)，接近于0表示城市生態(tài)效率之間不存在空間相關(guān)性，表3為在兩種不同權(quán)重矩陣下部分年份的Morans I。表中呈現(xiàn)了Morans I均在1%的水平上顯著大于0，表明城市生態(tài)效率之間存在強烈的空間相關(guān)性，因此，本文采用空間計量進行實證分析。

3.2.3計量模型的設(shè)定

常見的空間計量模型主要有空間誤差模型（SEM），空間滯后模型（SLM）和空間杜賓模型（SDM），針對模型選擇本文先進行了Hausman檢驗，Hausman檢驗的統(tǒng)計量為40.106（P=0.003），因此，選擇固定效應(yīng)。由表4可知，LM和Robust LM統(tǒng)計量系數(shù)均通過顯著性檢驗，表明該模型兼具空間誤差和空間滯后兩者特征。進一步分析可知，LR檢驗和Wald檢驗均拒絕將空間杜賓模型（SDM）簡化為空間滯后模型（SLM）或空間誤差模型（SEM），綜上本文選擇雙固定效應(yīng)空間杜賓模型進行計量實證。

為了準確分析生態(tài)效率的影響因素，充分考慮生態(tài)效率的時間慣性，本文結(jié)合羅能生等研究結(jié)果[21]，將生態(tài)效率滯后項（EEi，t-1）納入模型。

EEit=ηEEi，t-1+α1DCit+∑βZit+δ（WEE）it+θW（α1DCit）+∑βWZit+λit+μit+εit（1）

EEit=ηEEi，t-1+α1BCit+∑βZit+δ（WEE）it+θW（α1BCit）+∑βWZit+λit+μit+εit（2）

其中，EEit表示i城市t年的生態(tài)效率，DCit表示i城市t年高鐵網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心度，BCit表示i城市t年高鐵網(wǎng)絡(luò)的中間中心度，Zit為控制變量集合，W為空間權(quán)重矩陣，λit 和μit分別表示時間固定效應(yīng)和空間固定效應(yīng)，εit為誤差項。

4實證結(jié)果

4.1高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率的影響

本文采用雙固定效應(yīng)空間杜賓模型進行計量回歸，

表5為報告結(jié)果，其中，模型（1）～（2）為全樣本實證結(jié)果，（3）～（4）為基于開通高鐵城市的結(jié)果。

從模型（1）～（4）來看，生態(tài)效率滯后項EEi，t-1在兩組樣本中系數(shù)均為正，且在1%水平上通過顯著性檢驗，這表明了當期城市生態(tài)效率會受到前一期經(jīng)濟環(huán)境因素的影響，與羅能生的研究結(jié)果一致[21]。

在考察期間內(nèi)，無論是全樣本還是開通高鐵城市樣

本，網(wǎng)絡(luò)的度數(shù)中心度和中間中心度系數(shù)均為正數(shù)，且至少在5%水平上通過顯著性檢驗。網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度刻畫的是城市的局部中心指數(shù)，衡量網(wǎng)絡(luò)中城市自身的交往能力，如果節(jié)點城市與網(wǎng)絡(luò)中的許多其它城市相連，則該點就具有較高的度數(shù)中心度。度數(shù)中心度越高代表該城市在網(wǎng)絡(luò)中與其它城市高鐵線路連接度越高，能夠通過科技共享、產(chǎn)業(yè)合作等獲得更高的經(jīng)濟產(chǎn)出，有助于節(jié)點城市的生態(tài)效率的提升。中間中心度則代表節(jié)點城市在高鐵網(wǎng)絡(luò)中與其它所有城市的互動，不僅代表相鄰城市的直接交流，更重要的是一種“掌控”能力，體現(xiàn)城市在交通網(wǎng)絡(luò)中的樞紐地位。中間中心度高的城市在吸引高級人才和資源要素上具有先天優(yōu)勢，知識流、信息流等要素流向中間中心度高的城市，從而推動本地區(qū)經(jīng)濟增長，提高生態(tài)效率?？傊?，中心度高的節(jié)點城市引致的規(guī)模經(jīng)濟、密度經(jīng)濟、要素經(jīng)濟等對生態(tài)效率具有正向效應(yīng)，能夠催動城市生態(tài)效率的提升。驗證了假設(shè)1。

針對其它控制變量，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)（IND）與城市生態(tài)效率負相關(guān)，這可能是由于我國產(chǎn)業(yè)水平發(fā)展不足，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展遠滯后于一二產(chǎn)業(yè)，整體科技水平不高，還不足以成為地區(qū)支柱產(chǎn)業(yè)，因此對經(jīng)濟和環(huán)境貢獻度還不具有顯著優(yōu)勢?？萍妓剑⊿CI）與生態(tài)效率在1%的水平上顯著為正，有利的證明了科技是發(fā)展的第一要義。很顯然，科技進步能夠帶來技術(shù)層面變革，推動企業(yè)由勞動密集型向資源密集型轉(zhuǎn)變，提高企業(yè)產(chǎn)出能力，降低環(huán)境污染水平，進而帶動生態(tài)效率的提升。高鐵城市情況與全國保持一致。本文研究還發(fā)現(xiàn)，兩組樣本中人口密度（PD）與生態(tài)效率均負相關(guān)，人口的快速聚集加大了城市環(huán)境壓力，人們的環(huán)境保護意識還不高，過度包裝、濫用資源能源等現(xiàn)象屢見不鮮，從而造成生態(tài)效率下降;人均GDP（PGDP）的系數(shù)顯著為正，說明聚集經(jīng)濟有助于提升資源利用效率，提高環(huán)境質(zhì)量重視程度，進而降低污染，提升生態(tài)效率;交通基礎(chǔ)設(shè)施（TC）系數(shù)為正，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施越發(fā)達，居民在出行方式上越傾向于公共交通出行，公交效率的提升能夠減弱城市交通擁堵和降低能源消耗[22]，從而對生態(tài)效率產(chǎn)生正效應(yīng)。其它控制變量包括對外開放程度、環(huán)境規(guī)制并不具有統(tǒng)計上的顯著性。

4.2高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率影響的異質(zhì)性分析

前述分析表明高鐵網(wǎng)絡(luò)完善對城市生態(tài)效率產(chǎn)生正效應(yīng)，但由于我國城市眾多，資源要素稟賦、城市區(qū)位條件以及政策具有明顯差異，因此高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率的作用效應(yīng)可能會受到城市異質(zhì)性影響。下面我們將基于區(qū)位條件異質(zhì)性、城市規(guī)模異質(zhì)性、經(jīng)濟發(fā)展水平異質(zhì)性以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)異質(zhì)性進行分析。

4.2.1基于區(qū)位條件和城市規(guī)模的異質(zhì)性檢驗

依據(jù)國家發(fā)改委對三大區(qū)位以及城市等級的分類標準，本文將城市分為東中西和大中小進行異質(zhì)性檢驗。東中部地區(qū)高鐵網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度和中間中心度的優(yōu)化對城市生態(tài)效率的提升具有正效應(yīng)，西部地區(qū)高鐵網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度與生態(tài)效率之間未通過顯著性檢驗，但中間中心度在5%水平上通過正向檢驗。這可能是因為，東中部地區(qū)經(jīng)過長期高水平發(fā)展，具有雄厚的經(jīng)濟實力，高鐵開通為本地區(qū)經(jīng)濟建設(shè)提供完善的交通保障。西部城市由于所處區(qū)位限制，自身經(jīng)濟發(fā)展水平不足，加之西部地區(qū)進行高鐵建設(shè)的時間較短，因此該地區(qū)依托高鐵與不同城市之間的交流效應(yīng)還不明顯，作為衡量交往能力的度數(shù)中心度對生態(tài)效率影響并不顯著。但是，其它地區(qū)與西部地區(qū)進行貿(mào)易交流的過程中，西部地區(qū)處于高鐵主要線路的城市作為進行交流的必經(jīng)之路，能夠發(fā)揮其交通樞紐作用，吸引優(yōu)質(zhì)資源流入，帶動經(jīng)濟發(fā)展，這也可能是中間中心度具有統(tǒng)計顯著性的一個解釋。

在大城市中，高鐵度數(shù)中心度和中間中心度每提高1單位，生態(tài)效率分別提升0.551和0.237，作用效應(yīng)遠大于全國范圍;在中小城市中，度數(shù)中心度和中間中心度每提高1單位，生態(tài)效率分別降低0.104和0.031。原因在于高鐵開通對于生態(tài)效率作用效應(yīng)存在時間延長性，高鐵建設(shè)本身是一項高耗能和高投入產(chǎn)業(yè)，小城市由于自身發(fā)展水平限制，短期內(nèi)接受程度和融合程度不及大城市，高鐵開通引致的經(jīng)濟環(huán)境效應(yīng)并不顯著，甚至在初期呈現(xiàn)抑制。此外，由于“用腳投票”和“虹吸效應(yīng)”的作用，人才、資源等要素從邊際報酬率低的中小城市流入大城市，催動大城市經(jīng)濟增長;對于周邊中小城市，由于優(yōu)質(zhì)要素的流失，陷入所謂的“馬太陷阱”，阻礙本地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，由此導(dǎo)致高鐵建設(shè)對生態(tài)效率的效應(yīng)受城市規(guī)模異質(zhì)性影響而不同。

4.2.2基于城市發(fā)展水平和城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性檢驗

表7呈現(xiàn)了從城市發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)考慮的異質(zhì)性回歸結(jié)果。城市發(fā)展水平以人均GDP均值為分類依據(jù)分為發(fā)達城市和欠發(fā)達城市;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)以第三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重的均值作為分類標準，分為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高水平城市和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)低水平城市。結(jié)果顯示發(fā)達和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化程度高的城市，其高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度的優(yōu)化對生態(tài)效率有促進作用，但是在欠發(fā)達和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化度低的城市高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度并不具有顯著性。原因可能在于：與經(jīng)濟欠發(fā)達城市相比，依托經(jīng)濟發(fā)達城市雄厚的財政資金，高鐵能夠推動要素進行快速的配置和重組，引致規(guī)模經(jīng)濟，從而提高城市經(jīng)濟水平，提升生態(tài)效率。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平高的城市能夠吸引先進的創(chuàng)新技術(shù)，促使該地區(qū)產(chǎn)業(yè)由高耗能向低耗能過渡，加上高鐵建設(shè)彌補了交通設(shè)施的不完善，削弱要素流動障礙，為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級提供充足的要素資源，進一步推動產(chǎn)業(yè)升級，提高地區(qū)經(jīng)濟環(huán)境建設(shè)，從而對生態(tài)效率產(chǎn)生正效應(yīng)，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)水平低的城市對先進技術(shù)吸收能力有限，導(dǎo)致高鐵建設(shè)對生態(tài)效率的提升還不具有顯著性。驗證了假設(shè)2。

4.3高鐵網(wǎng)絡(luò)對城市生態(tài)效率影響的機制檢驗

從整體上看，高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度優(yōu)化確實有助于城市生態(tài)效率的提升，那么高鐵網(wǎng)絡(luò)到底通過何種途徑對城市生態(tài)效率產(chǎn)生影響？高鐵網(wǎng)絡(luò)對生態(tài)效率效應(yīng)具有城市異質(zhì)性，那么這種傳導(dǎo)機制是否也會產(chǎn)生差異性？下面我們在模型中引入服務(wù)業(yè)集聚變量，將服務(wù)業(yè)集聚作為高鐵網(wǎng)絡(luò)影響城市生態(tài)效率的機制，建立如下模型：

其中，SERit表示i城市t年服務(wù)業(yè)集聚程度，α2表示服務(wù)業(yè)集聚與高鐵網(wǎng)絡(luò)交互項系數(shù)，若系數(shù)α2顯著且為正，表明高鐵網(wǎng)絡(luò)確實通過促進服務(wù)業(yè)集聚提高城市生態(tài)效率，若系數(shù)α2顯著且為負，表明高鐵網(wǎng)絡(luò)通過抑制服務(wù)業(yè)集聚阻礙城市生態(tài)效率提升，若系數(shù)α2不顯著，表明服務(wù)業(yè)集聚不是高鐵網(wǎng)絡(luò)影響城市生態(tài)效率的機制途徑，其它指標意義同上。對于服務(wù)業(yè)集聚度的衡量，本文參考張明志的研究[23]，采用城市服務(wù)業(yè)就業(yè)密度作為服務(wù)業(yè)集聚的代理變量。表8是加入服務(wù)業(yè)集聚的實證結(jié)果，模型（1）～（2）為全樣本檢驗，模型（3）～（6）是機制分析的城市規(guī)模異質(zhì)性檢驗。

從表8呈現(xiàn)的結(jié)果分析，在全國樣本范圍內(nèi)加入服務(wù)業(yè)集聚變量后，網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度、中間中心度以及生態(tài)效率的估計系數(shù)已經(jīng)不再顯著，但服務(wù)業(yè)密度與兩項中心度交互項系數(shù)均通過1%水平顯著性檢驗，且系數(shù)均為正。這說明城市服務(wù)業(yè)集聚確實是高鐵網(wǎng)絡(luò)影響城市生態(tài)效率的重要機制，高鐵網(wǎng)絡(luò)與城市服務(wù)業(yè)的聯(lián)動效應(yīng)促進了生態(tài)效率提升。驗證了假設(shè)3。

從模型（3）～（6）可知，在大城市樣本中高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度與服務(wù)業(yè)密度的交互項與全樣本估計結(jié)果一致，但是在中小城市中系數(shù)均為負，且不具有顯著性。這表明大型城市中高鐵建設(shè)通過促進服務(wù)業(yè)集聚提升城市生態(tài)效率，但是在中小型城市中，高鐵建設(shè)通過抑制服務(wù)業(yè)集聚對生態(tài)效率產(chǎn)生了不利影響。驗證了假設(shè)4。

4.4穩(wěn)健性檢驗

本文從兩方面對實證結(jié)果和機制分析結(jié)果進行穩(wěn)健性檢驗。首先，在前文的分析中，我們主要采用了經(jīng)濟地理矩陣作為空間權(quán)重矩陣，在穩(wěn)健性檢驗中，采用人口地理矩陣重新對上述結(jié)果進行檢驗，回歸結(jié)果和表5保持一致。其次，為了避免由測算生態(tài)效率方法導(dǎo)致的實證結(jié)果的不穩(wěn)健，我們采用以投入導(dǎo)向規(guī)模報酬可變的超效率DEA模型來對生態(tài)效率值重新進行測算，保持其它的控制變量不變，結(jié)果顯示各變量的系數(shù)顯著性和符號與上文基本相同，機制分析穩(wěn)健性檢驗結(jié)果同上。囿于文章篇幅限制，相關(guān)穩(wěn)健性檢驗結(jié)果省略。

5結(jié)論以及政策建議

隨著高鐵由線成網(wǎng)，交通基礎(chǔ)設(shè)施趨于完善，高鐵網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生了很大的經(jīng)濟環(huán)境效應(yīng)，但是現(xiàn)有研究大多停留在對某一方面的影響，對于綜合效應(yīng)的影響尚未有提及?；谏鲜霰尘?，本文將社會網(wǎng)絡(luò)分析與空間計量結(jié)合，基于中國277個地級市進行實證檢驗。主要研究結(jié)論包括：第一，高鐵網(wǎng)絡(luò)度數(shù)中心度和中間中心度與生態(tài)效率之間具有顯著正向關(guān)系。第二，高鐵網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的經(jīng)濟環(huán)境效應(yīng)受區(qū)位條件、城市規(guī)模、經(jīng)濟發(fā)展水平以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)異質(zhì)性影響，表現(xiàn)出高鐵建設(shè)對生態(tài)效率影響的非均等化;第三，城市服務(wù)業(yè)集聚作為高鐵網(wǎng)絡(luò)影響城市生態(tài)效率的傳導(dǎo)機制，也受城市異質(zhì)性影響，城市實力雄厚的中心城區(qū)與全國樣本情況相同，即高鐵網(wǎng)絡(luò)通過促進服務(wù)業(yè)集聚提高城市生態(tài)效率，但是對于周邊地區(qū)卻產(chǎn)生相反影響。

本文通過相關(guān)指標測算和實證分析，闡述了我國高鐵網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展現(xiàn)狀以及存在的一些主要問題，針對當前各地區(qū)過度高漲的高鐵建設(shè)熱情和實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟環(huán)境均衡發(fā)展提供以下政策建議：

第一，高鐵網(wǎng)絡(luò)中心度的優(yōu)化對于城市生態(tài)效率具有正外部性，高鐵網(wǎng)絡(luò)有利于區(qū)域經(jīng)濟環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，同時高鐵建設(shè)是一項高技術(shù)、高投入工程，經(jīng)濟回報率具有時間滯后性，但是，從長遠發(fā)展目標來看，高鐵建設(shè)仍舊利大與弊。因此，各地區(qū)政府仍應(yīng)該大力發(fā)展高鐵建設(shè)，促進經(jīng)濟與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。第二，高鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)產(chǎn)生的作用效應(yīng)具有地區(qū)差異性，且在短期內(nèi)無法消除。原因可能在于區(qū)域經(jīng)濟的非均衡發(fā)展以及大型城市的虹吸效應(yīng)，導(dǎo)致低污染高產(chǎn)出的企業(yè)向大型城市靠攏，大部分低附加值企業(yè)向中小城市轉(zhuǎn)移，因此高鐵網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改善了大型城市的經(jīng)濟環(huán)境水平，但卻加劇了中小型城市的不均衡不協(xié)調(diào)發(fā)展。這意味著各地區(qū)政府在進行高鐵建設(shè)規(guī)劃中，要因地制宜，切合地區(qū)經(jīng)濟和環(huán)境現(xiàn)狀，不能盲目的跟風從眾，要從地區(qū)實際情況出發(fā)，制定符合特定地區(qū)發(fā)展的交通設(shè)施建設(shè)政策?？傊哞F網(wǎng)絡(luò)中心度越高的城市普遍具有較高水平的生態(tài)效率，故而政府要繼續(xù)發(fā)展和完善高鐵網(wǎng)絡(luò)，強化重要城市的網(wǎng)絡(luò)中心度，促進整體生態(tài)效率的優(yōu)化。此外，各級政府在進行高速鐵路規(guī)劃時，要注重中心城市在“用腳投票”機制和虹吸效應(yīng)帶來的區(qū)域不平衡和對欠發(fā)達地區(qū)生態(tài)效率負面效應(yīng)，在政策出臺上給予彌補，盡快實現(xiàn)城市生態(tài)效率的均等化。

（編輯：于杰）

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