交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的外溢效應(yīng)研究
——基于多維要素的空間面板杜賓模型分析

齊 芮

(黃岡師范學(xué)院 商學(xué)院，湖北 黃岡 438000)

交通基礎(chǔ)設(shè)施作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系得到眾多經(jīng)濟(jì)學(xué)者的關(guān)注。學(xué)者們對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施是否對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有積極促進(jìn)作用持兩種結(jié)論：較早期的研究多利用時(shí)間序列數(shù)據(jù)，得出交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要條件[1-3]；隨著面板數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，有學(xué)者質(zhì)疑交通基礎(chǔ)設(shè)施的高產(chǎn)出彈性，得出交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)沒(méi)有顯著作用的結(jié)論。中國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家，地域廣袤，不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、市場(chǎng)規(guī)模等均呈顯著差異，整體交通運(yùn)輸發(fā)展水平相對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家仍較為落后[4]，從多維角度出發(fā)，進(jìn)行適宜中國(guó)國(guó)情的交通基礎(chǔ)設(shè)施與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)系研究，能夠?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸發(fā)展規(guī)劃提供有效對(duì)策與建議，為不同省域制定合理高效的交通發(fā)展政策和空間戰(zhàn)略提供一定的理論支持。

一、文獻(xiàn)綜述

隨著新經(jīng)濟(jì)地理學(xué)的發(fā)展，空間經(jīng)濟(jì)學(xué)理論得到了快速發(fā)展。交通基礎(chǔ)設(shè)施由于具有極強(qiáng)的空間網(wǎng)絡(luò)特征，對(duì)周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生正向或負(fù)向空間溢出效應(yīng)得到越來(lái)越多學(xué)者的關(guān)注。Dmurger對(duì)中國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施幫助內(nèi)陸地區(qū)得到沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)輻射促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展得出正向結(jié)論[5]。Cohen and Paul指出某一城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)對(duì)近鄰城市的經(jīng)濟(jì)具有正向溢出效應(yīng)，因?yàn)樵谀撤N程度上近鄰城市的基建會(huì)降低相應(yīng)的運(yùn)輸成本及交易成本費(fèi)用[6]。Feldman的研究指出交通設(shè)施空間布局影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)未來(lái)發(fā)展走向[7]。指標(biāo)和方法選擇方面，Belloumi選擇公路、鐵路、交通能源等數(shù)據(jù)研究交通基礎(chǔ)設(shè)施與GDP之間的顯著聯(lián)系[8]。胡鞍鋼和劉生龍驗(yàn)證得出相鄰省份的交通基礎(chǔ)設(shè)施改善對(duì)本地的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)產(chǎn)生顯著的正向影響，同時(shí)得出本地效應(yīng)大大超過(guò)跨區(qū)域溢出效應(yīng)的結(jié)論[9]。張志和周浩通過(guò)建立不同類(lèi)型的空間權(quán)重矩陣，得出交通基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生的空間溢出效應(yīng)通過(guò)臨近區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系進(jìn)而發(fā)生作用，并且基于產(chǎn)業(yè)間結(jié)構(gòu)調(diào)整的空間溢出大于基于產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模的空間溢出[10]。劉秉鐮等選擇全要素生產(chǎn)率作為被解釋變量，解釋變量選取各級(jí)公路指標(biāo)運(yùn)，證實(shí)中國(guó)的交通基礎(chǔ)設(shè)施與全要素生產(chǎn)率增長(zhǎng)之間具有正向溢出效應(yīng)[11]。Boarnet利用國(guó)民生產(chǎn)總值分析交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的空間溢出效應(yīng)[12]。張學(xué)良運(yùn)用中國(guó)省級(jí)面板數(shù)據(jù)三種權(quán)重矩陣，以交通變量設(shè)計(jì)交通網(wǎng)絡(luò)，得出對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)中國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有重要的影響作用[13]。胡艷和朱文霞得出鐵路空間溢出效應(yīng)大于公路空間溢出效應(yīng)的結(jié)論[14]。林雄斌和楊家文運(yùn)用交通運(yùn)輸投資、勞動(dòng)力和經(jīng)濟(jì)總量的面板模型，評(píng)估交通投資對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的時(shí)空效應(yīng)，側(cè)重于投資指標(biāo)，未運(yùn)用空間計(jì)量方法[15]。

綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)，多數(shù)文獻(xiàn)對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是基于基礎(chǔ)設(shè)施指標(biāo)或投資指標(biāo)等單要素指標(biāo)，缺乏更全面的要素解釋?zhuān)€需在模型設(shè)立中考慮空間效應(yīng)。本文運(yùn)用交通運(yùn)輸投資額、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、貨物周轉(zhuǎn)量、交通運(yùn)輸人力資源投入四個(gè)變量，利用2003-2015年中國(guó)省級(jí)面板數(shù)據(jù)和空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)等方法，綜合研究交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的外溢性，以期得到符合中國(guó)空間區(qū)域發(fā)展的交通基礎(chǔ)設(shè)施與區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)聯(lián)系的客觀結(jié)論。

二、模型設(shè)定與變量統(tǒng)計(jì)特征分析

(一)變量選取 由于交通運(yùn)輸投資額在年鑒可得數(shù)據(jù)自2003年起，我們采用樣本期為2003-2015年13年跨度，樣本選取中國(guó)31個(gè)省市自治區(qū)(不含港澳臺(tái))的數(shù)據(jù)，來(lái)源于中國(guó)統(tǒng)計(jì)局網(wǎng)站、《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國(guó)交通統(tǒng)計(jì)年鑒》、各省統(tǒng)計(jì)年鑒等。其中人均GDP、物質(zhì)資本存量及進(jìn)出口額、實(shí)際利用外資額以及交通運(yùn)輸投資額均采用GDP平減指數(shù)，以2003年價(jià)格為基期，調(diào)整為價(jià)格水平不變值。變量及具體意義如下：

解釋變量：區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。取人均國(guó)民生產(chǎn)總值(agdp)；

核心被解釋變量：為全面考慮到交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，需從資本積累、投資、人力資源投入，實(shí)際貨物周轉(zhuǎn)量幾個(gè)方面考慮。各變量解釋如下：

1.交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)M：各省市公路運(yùn)營(yíng)里程與鐵路運(yùn)營(yíng)里程之和；

2.交通運(yùn)輸投資額T：年度政府投資規(guī)劃中交通運(yùn)輸投資數(shù)值；

3.貨物周轉(zhuǎn)量H：各省市實(shí)際年貨物周轉(zhuǎn)量；

4.交通運(yùn)輸人力投入L：鐵路就業(yè)人數(shù)與公路就業(yè)人數(shù)之和；

其他相關(guān)變量：考慮對(duì)外開(kāi)放程度(open)對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響，采用進(jìn)出口總額與實(shí)際利用外商直接投資FDI兩個(gè)指標(biāo)表示，按當(dāng)年匯率換算人民幣價(jià)格，調(diào)整為2003年不變價(jià)格，對(duì)兩個(gè)指標(biāo)份額按各50%計(jì)算。同時(shí)考慮科技水平(rd)、物質(zhì)資本存量(K)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響。其中，科技水平用各地區(qū)年申請(qǐng)專(zhuān)利數(shù)表示。物質(zhì)資本存量按照張軍[16]的做法，以1952年為基期，9.6%作為折舊率算出2003年物質(zhì)資本存量，2004年開(kāi)始以2003年為基期計(jì)算。

lnagdpit=α0+β1lnMit+β2lnTit+β3lnHit

+β4lnLit+β5lnopenit

+β6lnKit+β7lnrdit+εit

(1)

式中α0為截距，εit為服從正態(tài)分布的隨機(jī)誤差項(xiàng)，上述方程為核心解釋變量與非核心解釋變量對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)研究的基本分析框架。需納入空間因素作用，在方程(1)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行空間計(jì)量相關(guān)分析。模型采用空間杜賓模型(SDM)，LeSage指出SDM能夠解釋包含同時(shí)內(nèi)生和外生交互效應(yīng)的空間模型[17]，其同時(shí)包含了解釋變量與被解釋變量的空間滯后項(xiàng)。通過(guò)Wald檢驗(yàn)與LR檢驗(yàn)后考查SDM是否可以退化為空間誤差模型(SAR)和空間滯后模型(SEM)。然后運(yùn)用偏微分發(fā)將總效應(yīng)分成直接效應(yīng)與間接效應(yīng)。直接效應(yīng)表示被解釋變量對(duì)本地區(qū)相關(guān)變量帶來(lái)的平均影響，間接效應(yīng)表示被解釋變量對(duì)其他地區(qū)相關(guān)變量帶來(lái)的影響，即空間外溢性。

SDM模型表示為：

lnagdpit=α0+δWijlnagdp+βiXit

(2)

其中，下標(biāo)i表示省份，t表示年份，Xj代表系列自變量。W為空間權(quán)重矩陣，表示不同地區(qū)相互關(guān)系結(jié)構(gòu)的矩陣。Wijlnagdp代表區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)水平的空間滯后項(xiàng)。WijXjt代表解釋變量Xj的空間滯后項(xiàng)。

(三)地理特征空間權(quán)重矩陣 空間權(quán)重矩陣的建立能夠體現(xiàn)出空間單元之間的依賴(lài)性與彼此關(guān)聯(lián)程度，合理選用空間權(quán)重矩陣對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施的空間計(jì)量結(jié)論非常重要。本文選取以下三種權(quán)重矩陣分析交通基礎(chǔ)設(shè)施全要素的空間效應(yīng)及其影響因素。

(1)構(gòu)建0-1矩陣，依據(jù)地理是否相鄰設(shè)定，地理相鄰省份賦予1，不相鄰地區(qū)賦予0，該權(quán)重定義如下：

(2)構(gòu)建地理距離權(quán)重矩陣，依據(jù)為地理學(xué)第一定律，由空間元素的空間距離決定空間效應(yīng)的強(qiáng)弱，地理距離越近的省份空間效應(yīng)越強(qiáng)。

式中dij為省份i與省份j之間的空間距離。

(3)構(gòu)建經(jīng)濟(jì)距離矩陣，采用李婧等人的做法，根據(jù)相鄰地區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異越小，經(jīng)濟(jì)上的相互聯(lián)系強(qiáng)度就越大的特點(diǎn)[18]，結(jié)合二者之間的地理距離，矩陣定義如下：

式中Wd為省份間地理距離空間權(quán)重矩陣，用省份省會(huì)城市之間的中心距離構(gòu)建，對(duì)角元素中分子為面板時(shí)間內(nèi)各省份人均GDP均值，分母為所有省份人均GDP的均值。

(四)相關(guān)性檢驗(yàn) 在對(duì)空間計(jì)量模型進(jìn)行估計(jì)之前，還需要先判斷空間相關(guān)性存在與否，這里采用Moran’I指數(shù)方法[19]判斷解釋變量的相關(guān)性，采用標(biāo)準(zhǔn)化處理后0-1矩陣檢驗(yàn)。Moran’I指數(shù)計(jì)算公式如下：

表1 2003-2015年Lnagdp的Moran’I指數(shù)

以2010年為例繪制散點(diǎn)圖及對(duì)應(yīng)31省份(不含港澳臺(tái)及南海諸島)相關(guān)性地圖：

圖1 2010年Moran’I散點(diǎn)圖

圖2 2010年31省份集聚示意圖

2003-2015年各個(gè)年份中的Moran’I值均通過(guò)了1%水平下的顯著性檢驗(yàn)，且各個(gè)Moran’I值均為正值，表明我國(guó)省級(jí)地區(qū)的人均GDP在空間上存在明顯的正自相關(guān)關(guān)系，即存在空間集聚現(xiàn)象。通過(guò)繪制散點(diǎn)圖和地圖省區(qū)集聚示意圖也可以看出各省集聚情況。表明運(yùn)用空間計(jì)量方法觀測(cè)交通綜合變量及其他非核心解釋變量對(duì)我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)外溢性作用是正確的方法。

表2 變量描述統(tǒng)計(jì)

三、實(shí)證分析

為便于比較，我們對(duì)模型(1)進(jìn)行傳統(tǒng)OLS固定效應(yīng)估計(jì)，對(duì)模型(2)、(3)進(jìn)行面板空間計(jì)量估計(jì)，進(jìn)行wald檢驗(yàn)與LR檢驗(yàn)，判斷SDM是否退化為SAR或SEM模型，拒絕原假設(shè)，SDM為最優(yōu)。通過(guò)Hausman檢驗(yàn)選擇固定效應(yīng)還是隨機(jī)效應(yīng)，結(jié)果為選擇固定性效應(yīng)。再通過(guò)LM檢驗(yàn)值及Liklyhood值確定時(shí)間固定效應(yīng)、空間固定效應(yīng)還是時(shí)空雙固定效應(yīng)。最終通過(guò)可靠結(jié)果進(jìn)行分析，得到結(jié)果為雙固定效應(yīng)模型的擬合度最為適合，固選擇時(shí)空雙固定效應(yīng)模型結(jié)果進(jìn)行分析。時(shí)空雙固定效應(yīng)wald檢驗(yàn)與LR檢驗(yàn)結(jié)果如表4，三種矩陣空間計(jì)量SDM模型結(jié)果如表5所示：

表3 時(shí)空雙固定效應(yīng)wald檢驗(yàn)與LR檢驗(yàn)結(jié)果

表4 2003-2015年交通基礎(chǔ)設(shè)施綜合變量及其他變量對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的空間計(jì)量結(jié)果

從表5得出結(jié)論可知，SDM空間計(jì)量模型將滯后因子納入回歸分析中，解釋變量的估計(jì)系數(shù)因而不能直接反應(yīng)解釋變量對(duì)被解釋變量的影響。但仍然能從結(jié)果中得出一些交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)影響的信息，在三種矩陣下，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通運(yùn)輸投資額、交通運(yùn)輸人力資源系數(shù)顯著為正，表明了交通基礎(chǔ)設(shè)施中，鐵路公路營(yíng)業(yè)里程、投資額與交通人力投入與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)有一定相關(guān)性，有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展。貨物周轉(zhuǎn)量結(jié)果不顯著，可以解釋為其不能與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)指標(biāo)掛鉤。對(duì)外開(kāi)放度、資本存量與科研水平都顯著反映了三者與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的正向聯(lián)系。

排除上述結(jié)論中不顯著的變量貨物周轉(zhuǎn)額對(duì)空間總效應(yīng)，對(duì)其他變量對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的直接效應(yīng)與區(qū)域間溢出效應(yīng)進(jìn)行分解，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 各類(lèi)變量對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的直接效應(yīng)和空間間接效應(yīng)

由表5可知，在三種不同權(quán)重矩陣下，交通基礎(chǔ)設(shè)施營(yíng)業(yè)里程對(duì)本地區(qū)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)影響系數(shù)均為正，且通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。間接效應(yīng)在0-1矩陣與地理距離矩陣兩種情況下不顯著，在經(jīng)濟(jì)距離權(quán)重矩陣下為正且顯著，說(shuō)明在考慮經(jīng)濟(jì)因素后，交通設(shè)施建設(shè)對(duì)區(qū)域間有外溢作用。交通投資額在地理距離權(quán)重與經(jīng)濟(jì)距離權(quán)重下直接效應(yīng)顯著，在0-1鄰接矩陣與地理距離矩陣兩種情況下間接效應(yīng)顯著，考慮到交通投資額在省份經(jīng)濟(jì)距離情況下外溢不明顯，但從另兩種矩陣模式下也能夠得出交通投資額依舊對(duì)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定外溢效應(yīng)。交通人力資源方面對(duì)區(qū)域間接效應(yīng)不顯著，可理解為交通人力資源對(duì)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有較直接影響，對(duì)區(qū)域效益影響作用較小。另外，對(duì)外開(kāi)放度與科研水平均在三種矩陣下都具有直接與間接效應(yīng)，存在省份間的空間溢出性。資本存量間接效應(yīng)不顯著，直接效應(yīng)顯著，得出資本存量在省份之間外溢性影響較小的結(jié)論。

四、結(jié)語(yǔ)與啟示

本文研究表明，考慮交通運(yùn)輸投資額、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、貨物周轉(zhuǎn)量、交通運(yùn)輸人力資源多維要素反映交通基礎(chǔ)設(shè)施綜合變量對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，其中除貨物周轉(zhuǎn)量以外，交通運(yùn)輸投資額、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與交通運(yùn)輸人力資本與區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著相關(guān)性。交通運(yùn)輸投資額、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著的間接效應(yīng)，表明二者對(duì)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)外溢性的存在。同時(shí)，對(duì)外開(kāi)放度、資本存量、科研水平對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有顯著正向影響，對(duì)外開(kāi)放度與科研水平對(duì)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)具有外溢性。

鑒于交通運(yùn)輸投資、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)顯著外溢性的存在，能夠有效帶動(dòng)周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)的共同發(fā)展，得知國(guó)家以交通基礎(chǔ)設(shè)施作為推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要舉措是明智可行的選擇。交通基礎(chǔ)設(shè)施投資、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與交通人力投入能夠加快本地經(jīng)濟(jì)促進(jìn)的步伐，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式向效率驅(qū)動(dòng)、多源并駕的模式發(fā)展。從帶動(dòng)區(qū)域間經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的角度觀察，交通設(shè)施投資與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)得到各省相關(guān)部門(mén)的重視。同時(shí)，由于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有周期長(zhǎng)、投資額大、回收期長(zhǎng)、利潤(rùn)回報(bào)率效果緩慢等特點(diǎn)，為縮小東西部經(jīng)濟(jì)差距，在建設(shè)交通基礎(chǔ)設(shè)施方面更需要更深發(fā)掘交通基礎(chǔ)設(shè)施帶給西部經(jīng)濟(jì)發(fā)展的利潤(rùn)契機(jī)點(diǎn)，結(jié)合其他部份投入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展，建立合理的交通基礎(chǔ)設(shè)施布局，以期推進(jìn)中國(guó)全面經(jīng)濟(jì)發(fā)展。由于目前研究多集中于公路與鐵路，缺少航空、水運(yùn)、橋梁等相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施研究，后續(xù)研究方向?qū)⒗^續(xù)關(guān)注基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的航空、水運(yùn)、橋梁、隧道等對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響。