產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延的影響—基于夜間燈光數(shù)據(jù)的實(shí)證研究

□譚志雄 馮 穎 陳思盈 韓經(jīng)緯

[重慶大學(xué) 重慶 400044]

引言

隨著城市人口迅速增長(zhǎng)、交通技術(shù)進(jìn)步及道路基礎(chǔ)設(shè)施迅速擴(kuò)張，郊區(qū)快速發(fā)展，城市建設(shè)用地也隨之?dāng)U張，導(dǎo)致市區(qū)人口密度下降，中心城區(qū)土地利用效率降低，同步出現(xiàn)低密度的郊區(qū)擴(kuò)張與市中心衰落的現(xiàn)象，空間和社會(huì)性問(wèn)題日益突出，西方學(xué)者稱之為“城市蔓延”[1]。從空間角度來(lái)看，城鎮(zhèn)化的主要特征之一是大量農(nóng)村人口向城市轉(zhuǎn)移及城市空間拓展引致的城鎮(zhèn)區(qū)域的增加，這正是由于產(chǎn)業(yè)發(fā)展及結(jié)構(gòu)調(diào)整使得勞動(dòng)力從農(nóng)業(yè)中分離出來(lái)，更多地向經(jīng)濟(jì)效益更高的工業(yè)和服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)移，從而對(duì)城市的用地規(guī)模提出更高要求。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，對(duì)地租價(jià)格尤為敏感的私營(yíng)企業(yè)大量涌入中心城區(qū)使得用地成本增加，企業(yè)出于自身效益最大化的考慮紛紛向城市外圍或邊緣地區(qū)遷移，帶動(dòng)前、后關(guān)聯(lián)的企業(yè)也隨之外遷，進(jìn)一步促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)范圍的擴(kuò)大和城市空間的拓展。隨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)衰落、新興產(chǎn)業(yè)崛起，產(chǎn)業(yè)在城市空間上的分布呈現(xiàn)出多元化、融合化趨勢(shì)，進(jìn)一步強(qiáng)化了城市規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，推動(dòng)了城市邊緣區(qū)的擴(kuò)張，從而導(dǎo)致城市蔓延現(xiàn)象發(fā)生[2～3]。近年來(lái)中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期，2020年城鎮(zhèn)化率達(dá)到63.89%。然而快速城鎮(zhèn)化并沒(méi)有帶來(lái)人口、城市空間的同步增長(zhǎng)，以人口密度降低為表征的蔓延發(fā)展模式使得農(nóng)村宅基地大量閑置浪費(fèi)、工業(yè)用地侵占耕地、房地產(chǎn)行業(yè)郊區(qū)化發(fā)展等問(wèn)題出現(xiàn)，且區(qū)域間城鎮(zhèn)體系發(fā)展不健全，許多大城市空間無(wú)序擴(kuò)張，導(dǎo)致環(huán)境污染嚴(yán)重，道路交通等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、教育醫(yī)療等公共服務(wù)建設(shè)滯后甚至缺失[4～5]。

城市蔓延最初的研究大多集中于城市規(guī)劃學(xué)及人文地理學(xué)領(lǐng)域，近年來(lái)拓展到城市經(jīng)濟(jì)學(xué)、新經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、城市社會(huì)學(xué)和城市生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域，主要圍繞以下領(lǐng)域展開(kāi)研究。一是城市蔓延概念及測(cè)算。國(guó)外最早使用城市蔓延描述城市發(fā)展中農(nóng)用土地城市化發(fā)展、城市向郊區(qū)擴(kuò)張，城市呈現(xiàn)出低密度發(fā)展、居民對(duì)汽車(chē)依賴性增強(qiáng)等現(xiàn)象。大多學(xué)者認(rèn)為，城市蔓延是指城市化地區(qū)失控?cái)U(kuò)張的現(xiàn)象，城市發(fā)展呈現(xiàn)出用地面積的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)大于城市人口規(guī)模的增長(zhǎng)速度、城市空間無(wú)序擴(kuò)展延伸，人口密度和單位土地利用強(qiáng)度降低，城市形態(tài)分散凌亂、區(qū)域功能單一等特點(diǎn)[1,6～7]。學(xué)界就城市蔓延的測(cè)度展開(kāi)研究，主要有單維度指標(biāo)法[8]、多維度指標(biāo)法[2,4,9～10]和空間遙感數(shù)據(jù)等[11～12]。二是城市蔓延的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究。新古典經(jīng)濟(jì)學(xué)認(rèn)為，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的自發(fā)作用（如居民收入水平的提升、城市交通通達(dá)性及成本降低、農(nóng)業(yè)用地價(jià)格下降等）及其失效（城市居民或企業(yè)由于信息不對(duì)稱、政府干預(yù)等方面的原因做出錯(cuò)誤的決策）是導(dǎo)致城市蔓延的主要?jiǎng)恿13]。部分學(xué)者認(rèn)為城市蔓延是政府、土地所有者、企業(yè)、城市居民等主體間的博弈結(jié)果[14～17]。政府規(guī)劃、以政府為主導(dǎo)的土地政策及戶籍政策的調(diào)整、城市規(guī)劃管理等因素往往是構(gòu)成城市蔓延現(xiàn)象的主導(dǎo)因素[18～21]。除此之外城市土地資源低效率利用、城市經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)、技術(shù)水平、城市開(kāi)發(fā)規(guī)劃等都會(huì)對(duì)城市蔓延產(chǎn)生一定影響[22～24]。三是產(chǎn)業(yè)發(fā)展與城市蔓延的研究[25]。產(chǎn)業(yè)通過(guò)集聚性發(fā)展的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益促進(jìn)了勞動(dòng)、資本等生產(chǎn)要素集聚，這些生產(chǎn)要素是推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的原動(dòng)力，從而對(duì)促進(jìn)城市空間結(jié)構(gòu)的演變產(chǎn)生循環(huán)累計(jì)的效果[26～27]，且不同區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)類型不同構(gòu)成了地區(qū)間差異性的城市蔓延[5]。同時(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的就業(yè)效應(yīng)導(dǎo)致人口更大規(guī)模的遷徙和集聚。

綜上所述，已有關(guān)于城市蔓延的理論解釋尤其是動(dòng)力機(jī)制的研究相對(duì)薄弱，缺少適合中國(guó)國(guó)情并能合理解釋城市蔓延現(xiàn)象的理論模型和實(shí)證案例。對(duì)于城市蔓延動(dòng)因的研究忽略了蔓延本身的空間相關(guān)性，大多研究假定城市之間彼此獨(dú)立，這會(huì)增大內(nèi)生性風(fēng)險(xiǎn)。基于此，本文以長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶110個(gè)地級(jí)及以上城市為例，通過(guò)構(gòu)建理論框架，綜合運(yùn)用NPP-VIIRS夜間燈光、Landscan全球人口動(dòng)態(tài)統(tǒng)計(jì)等遙感數(shù)據(jù)，測(cè)算長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延情況，通過(guò)空間杜賓模型的估計(jì)，從時(shí)空兩大角度全面分析長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延影響的驅(qū)動(dòng)機(jī)制，有的放矢提出適合中國(guó)國(guó)情的城市蔓延治理策略建議，以期為新型城鎮(zhèn)化的高質(zhì)量推進(jìn)和經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供借鑒參考。

一、理論框架與模型設(shè)定

（一）理論框架

產(chǎn)業(yè)與城市是兩個(gè)相互影響、相互適應(yīng)的動(dòng)態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期，農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)占主導(dǎo)地位，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)力量由農(nóng)業(yè)發(fā)展轉(zhuǎn)向工業(yè)發(fā)展，更多的勞動(dòng)力向工業(yè)轉(zhuǎn)移，人口紅利效應(yīng)、快速城鎮(zhèn)化所帶來(lái)的巨大內(nèi)需又進(jìn)一步推進(jìn)了產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展以及城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的激勵(lì)機(jī)制日益加強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模得以擴(kuò)張，產(chǎn)業(yè)逐漸以圈層的形態(tài)向外擴(kuò)張，居民隨著產(chǎn)業(yè)外遷的同時(shí)加大了對(duì)城市居住及服務(wù)功能的需求。城市外圍形成了初期的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，此時(shí)的產(chǎn)業(yè)園區(qū)主要依靠降低土地成本吸引外資、技術(shù)和企業(yè)，粗放的土地利用方式直接導(dǎo)致了城市蔓延的形成。

本文以單中心城市理論和外部規(guī)模經(jīng)濟(jì)理論為基礎(chǔ)，結(jié)合各區(qū)域地理空間因素及空間區(qū)位特征，實(shí)證研究產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響。由于農(nóng)業(yè)具有均質(zhì)、分散等特征，其對(duì)城市空間拓展的基本表現(xiàn)為均質(zhì)化特征，城市幾乎不存在擴(kuò)張現(xiàn)象，故本研究將重點(diǎn)分析二、三產(chǎn)業(yè)對(duì)城市蔓延的影響。產(chǎn)業(yè)分類參考國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的三次產(chǎn)業(yè)劃分標(biāo)準(zhǔn)。在單中心城市理論的基礎(chǔ)上引入產(chǎn)業(yè)發(fā)展要素，構(gòu)建城市蔓延理論分析框架，深入分析產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的作用機(jī)理。

模型中假定城市呈圓形，中心為中央商務(wù)區(qū)（CBD)，城市的就業(yè)機(jī)會(huì)均集中在CBD，城市居民居住在CBD外圍并通勤到CBD；所有城市居民收入、消費(fèi)傾向以及效用函數(shù)相同，且每個(gè)城市居民的效用函數(shù)中只包含住房消費(fèi)及其余消費(fèi)兩個(gè)因素。地方政府是中國(guó)土地一級(jí)交易市場(chǎng)的唯一供給者（L）。因此，均衡土地?cái)?shù)量為：

其中，I為城市居民可支配收入，T(x)為通勤到CBD工作所花費(fèi)的交通成本，x是影響居民通勤成本的外生變量的集合，Y為影響政府土地供給價(jià)格的因素。

此時(shí)由于每個(gè)居民都得到了均衡土地消費(fèi)數(shù)量L?。設(shè)定S為除住宅用地外的工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、商業(yè)服務(wù)建設(shè)用地以及公共設(shè)施用地等其他用途的建設(shè)用地。城市中居民的總量為N，S/N表示城市內(nèi)住宅用地以外的人均用地面積，則城市i中的人口密度為：

綜上所述，本研究定義城市蔓延為人口低密度的擴(kuò)張，由此城市蔓延的函數(shù)模型為：

因城市的規(guī)模變動(dòng)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展等因素不僅與城市自身相關(guān)，同時(shí)還會(huì)通過(guò)勞動(dòng)力流動(dòng)、資本輸出、知識(shí)傳播等途徑對(duì)周邊城市形成溢出效應(yīng)，而影響效應(yīng)的強(qiáng)度和方向取決于城市的地理距離、發(fā)展程度等因素，因此，本研究以公式（3）為基礎(chǔ)加以擴(kuò)展，引入地理距離建立以產(chǎn)業(yè)發(fā)展（IND）為主要解釋變量的空間面板數(shù)據(jù)模型：

其中，Xit代表了一系列與市場(chǎng)因素和產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的解釋變量，μit代表空間效應(yīng)，λt代表時(shí)間效應(yīng)，εit是隨機(jī)誤差項(xiàng)，且εitN(0,ε2)。

（二）模型設(shè)定

根據(jù)以上對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展與城市蔓延的理論分析，本研究建立如下計(jì)量模型：

上式為空間杜賓模型，其中，S Iit是被解釋變量，wij代表空間權(quán)重矩陣，μit代表空間效應(yīng)，λt代表時(shí)間效應(yīng)，εit是隨機(jī)誤差項(xiàng)，且εit～N(0,σ2)。

1.被解釋變量

本文使用NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)及Landscan人口統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)兩種遙感數(shù)據(jù)對(duì)城市蔓延進(jìn)行模擬測(cè)度。其中，Landscan報(bào)告了全球范圍的年度常住人口數(shù)量數(shù)據(jù)集分辨率為30s*30s的柵格，與NPP-VIIRS夜間燈光數(shù)據(jù)的柵格相匹配。本文采用的夜間燈光遙感數(shù)據(jù)是由美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（National Oceanic and Atmospheric Administration）提供的新一代的NPP-VIIRS（National Polar-Orbiting Partnership’s Visible Infrared Imaging Radiometer Suite），可為人類活動(dòng)相關(guān)的居民地和社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)變化提供相對(duì)連續(xù)、均勻及多時(shí)相的空間化信息，與DMSP-OLS夜間燈光數(shù)據(jù)相比，分辨率更高，且較寬的輻射探測(cè)范圍解決了DMSPOLS數(shù)據(jù)像元過(guò)于飽和的問(wèn)題，提高了數(shù)據(jù)質(zhì)量。

本文用1 000人/平方公里表征人口密度的閾值，借助中國(guó)行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)庫(kù)，將滿足燈光亮度閾值和人口密度閾值的區(qū)域的柵格面積進(jìn)行累加，得到每個(gè)地級(jí)市在該年度的城市區(qū)總面積，再將Landscan數(shù)據(jù)中的人口數(shù)按柵格累加，即為該年度的城市常住人口規(guī)模。設(shè)置城市蔓延指數(shù)的公式為：

其中，S Ii代表城市i的蔓延程度，L Ai為城鎮(zhèn)化中人口密度低于全國(guó)平均值的區(qū)域面積占整個(gè)地級(jí)市總面積的比重，H Ai為市內(nèi)人口密度高于全國(guó)平均值的區(qū)域面積占該市總面積的比重。蔓延指數(shù)SIi的取值在（0，1）區(qū)間內(nèi)，S Ii值越大表示該城市蔓延程度越高，城郊土地利用強(qiáng)度越低。

2.解釋變量

（1）第二、三產(chǎn)業(yè)規(guī)模（indus2、indus3）。產(chǎn)業(yè)發(fā)展最直觀的表現(xiàn)是產(chǎn)值變化。選取長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶110個(gè)地級(jí)及以上城市二、三產(chǎn)業(yè)各自的產(chǎn)值衡量產(chǎn)業(yè)規(guī)模的變化。第二產(chǎn)業(yè)尤其是工業(yè)發(fā)展促進(jìn)城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平持續(xù)提升而加劇城市蔓延。第三產(chǎn)業(yè)對(duì)勞動(dòng)力的吸納能力遠(yuǎn)大于工業(yè)，削弱了城市蔓延程度。

（2）第二、三產(chǎn)業(yè)集聚（aggl2、aggl3）。采用市轄區(qū)第二、三產(chǎn)業(yè)就業(yè)人口的集聚程度衡量二、三產(chǎn)業(yè)集聚水平。就業(yè)人口集聚水平利用區(qū)位熵指數(shù)表征。區(qū)位熵指數(shù)主要基于區(qū)域內(nèi)某產(chǎn)業(yè)占有率與整個(gè)經(jīng)濟(jì)體中該產(chǎn)業(yè)的占有率的比值進(jìn)行計(jì)算。區(qū)位熵值越大，則某地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚程度越高。

3.控制變量

（1）人口增長(zhǎng)（pop）。城市人口規(guī)模擴(kuò)大并在優(yōu)勢(shì)區(qū)域集聚是城鎮(zhèn)化發(fā)展的本質(zhì)。隨著城市人口增加，對(duì)城市住房、道路交通以及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的需求增大，推動(dòng)城市用地?cái)U(kuò)張，且隨著中心城區(qū)人口密度增加導(dǎo)致“大城市病”出現(xiàn)，使得經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的城市居民遷移到相對(duì)空曠的郊區(qū)居住，推動(dòng)城市蔓延。

（2）居民收入水平（rgdp）。隨著城市居民收入水平和消費(fèi)欲望持續(xù)提升，家庭或個(gè)人對(duì)居住空間的需求增加，而中心城區(qū)居住資源有限，刺激了房地產(chǎn)市場(chǎng)中的開(kāi)發(fā)商持續(xù)在郊區(qū)拿地并開(kāi)發(fā)新的樓盤(pán)，帶動(dòng)了郊區(qū)發(fā)展，促進(jìn)城市邊緣地區(qū)的開(kāi)發(fā)建設(shè)。

（3）交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模（proad）。交通基礎(chǔ)設(shè)施越發(fā)達(dá)意味著居民出行越便利，且交通便捷使得居民通勤所花費(fèi)的時(shí)間和金錢(qián)成本降低，減少了經(jīng)濟(jì)活動(dòng)偏離市中心的損失，進(jìn)而作用于人口的遷移決策和城市間的人口分布規(guī)律，削弱了城市內(nèi)部的集聚優(yōu)勢(shì)，加劇城市蔓延。此外，城市道路交通通達(dá)性強(qiáng)使得企業(yè)搬遷至城市郊區(qū)的成本更低，企業(yè)更可能向郊區(qū)轉(zhuǎn)移。

（4）郊區(qū)農(nóng)業(yè)價(jià)值（agriland）。根據(jù)現(xiàn)行《土地管理法》規(guī)定，政府征用農(nóng)用地按照土地原用途的年產(chǎn)值倍數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，因此，單位土地的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值越高，政府征收農(nóng)用地就要付出更高的補(bǔ)償，征地成本增加，在某種程度上抑制了城市蔓延。

（5）財(cái)政盈余（fd）。政府既可以通過(guò)對(duì)轄區(qū)內(nèi)土地的出售開(kāi)發(fā)直接作用于城市發(fā)展，也可以通過(guò)稅收、補(bǔ)貼等手段從微觀層面上改變個(gè)人的區(qū)位選擇。土地出讓金是絕大多數(shù)地方政府收入的主要構(gòu)成，政府傾向于通過(guò)提高土地出讓速度和數(shù)量來(lái)彌補(bǔ)財(cái)政赤字時(shí)會(huì)推動(dòng)城市空間層面土地的大量開(kāi)發(fā)建設(shè)，促進(jìn)城市蔓延形成。

（6）外商直接投資（fdi）。隨著外資大量涌入，國(guó)家及地方政府積極引入外商投資者參與新型城鎮(zhèn)化建設(shè)及舊城改造，城市建設(shè)步伐的加快引起人口遷移和工業(yè)的郊區(qū)化發(fā)展。地方政府做大GDP的欲望使得其在城市邊緣設(shè)立經(jīng)濟(jì)類開(kāi)發(fā)區(qū)以吸引外資，加快了城市蔓延進(jìn)程。

根據(jù)新型城鎮(zhèn)化推進(jìn)的階段性規(guī)律及我國(guó)特殊的土地政策制度，本文認(rèn)為，土地出讓之后經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)建設(shè)才能逐漸吸引人口流入，且土地建設(shè)周期一般為2～3年。因此所有被解釋變量設(shè)置滯后三年，樣本期為2010～2015年。數(shù)據(jù)來(lái)源于2011～2016年《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》以及《中國(guó)人口和就業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，并對(duì)數(shù)據(jù)異常值和缺失值進(jìn)行了刪除、替換和補(bǔ)充處理。為了確保實(shí)證結(jié)果準(zhǔn)確性，首先對(duì)變量的共線性進(jìn)行檢驗(yàn)，排除多重共線性的變量。通過(guò)Stata軟件對(duì)解釋變量數(shù)據(jù)進(jìn)行VIF檢驗(yàn)，結(jié)果表明Mean VIF值為5.31，選用的各解釋變量間相互獨(dú)立，見(jiàn)表1。

表1 空間計(jì)量模型變量選擇

二、實(shí)證分析

（一）空間自相關(guān)檢驗(yàn)

本文使用空間計(jì)量方法研究產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響。在對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶全局樣本進(jìn)行估計(jì)前需要對(duì)被解釋變量進(jìn)行空間相關(guān)性檢驗(yàn)，以及對(duì)空間計(jì)量模型的具體形式進(jìn)行選擇。采用變量全局Moran’s I（莫蘭指數(shù)）對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延度的空間相關(guān)性進(jìn)行檢驗(yàn)，見(jiàn)表2：

表2 長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延的Moran’s I值

由此可知，2013～2018年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延在空間上具有顯著的自相關(guān)性，蔓延度在各地區(qū)之間的分布存在顯著的空間依賴性，并且相鄰地區(qū)間的蔓延度彼此影響對(duì)方，因此設(shè)定空間計(jì)量模型是合理的。

從圖1中可知，大部分點(diǎn)集中在第一及第三象限，說(shuō)明長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶地級(jí)及以上城市的蔓延程度存在正相關(guān)關(guān)系，相鄰的城市間蔓延度存在正向影響。

圖1 2013及2018年城市蔓延指數(shù)Moran’s Ⅰ散點(diǎn)圖

最后，分兩步確定空間計(jì)量模型的形式。第一步，對(duì)未考慮空間因素的面板數(shù)據(jù)進(jìn)行OLS回歸，并進(jìn)行LM檢驗(yàn)，如下表3。針對(duì)空間誤差（Spatial error）的三個(gè)檢驗(yàn)中有兩個(gè)檢驗(yàn)拒絕了“無(wú)空間自相關(guān)”的原假設(shè)，以及針對(duì)空間滯后（Spatial lag）的檢驗(yàn)拒絕了“無(wú)空間自相關(guān)”的原假設(shè)，因此選取空間計(jì)量模型研究產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延的影響。第二步，對(duì)空間計(jì)量模型進(jìn)行選擇。本文設(shè)定空間杜賓模型SDM，并通過(guò)LR檢驗(yàn)和Hausman檢驗(yàn)進(jìn)行空間計(jì)量模型的選擇，結(jié)果如表4所示，LR檢驗(yàn)和Hausman檢驗(yàn)均在1%的置信水平上拒絕了原假設(shè)，表明了不能將SDM模型轉(zhuǎn)化為SAR或SEM模型。因此應(yīng)選擇SDM空間杜賓模型進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。

表3 普通面板模型LM檢驗(yàn)

表4 SDM模型的相關(guān)統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)

（二）全局樣本的空間計(jì)量分析

表5報(bào)告了長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶全局樣本SDM估計(jì)的結(jié)果。

表5 全域樣本的空間杜賓模型估計(jì)結(jié)果

1. 第二、三產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)城市蔓延的影響。第二產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)城市蔓延的影響為正，系數(shù)為0.054 561 1；第三產(chǎn)業(yè)規(guī)模對(duì)城市蔓延的影響為負(fù)，系數(shù)為-0.054 554 6，均在1%的水平上顯著。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的第二產(chǎn)業(yè)以重工業(yè)和制造業(yè)為主，更加依賴于土地資源以組織生產(chǎn)，使得經(jīng)濟(jì)活動(dòng)向地租價(jià)格更低廉的城市郊區(qū)外移，且土地效應(yīng)大于就業(yè)效應(yīng)；隨著第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，推動(dòng)城市邊緣區(qū)域擴(kuò)張，城市蔓延加劇。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶的第三產(chǎn)業(yè)大多屬于知識(shí)技術(shù)密集型和勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，對(duì)城市建設(shè)用地需求相對(duì)不高；隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)轉(zhuǎn)型升級(jí)，勞動(dòng)力逐漸從第二產(chǎn)業(yè)向第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，同時(shí)以服務(wù)業(yè)為主的第三產(chǎn)業(yè)對(duì)土地資源的依賴程度較低，多依傍于城市中心的人口密集區(qū)和商貿(mào)繁華區(qū)，有效抑制了城市蔓延的加劇。

2. 第二、三產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)城市蔓延的影響。第二產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)城市蔓延的影響在1%的水平上顯著，系數(shù)為0.013 051 1，表明隨著第二產(chǎn)業(yè)集聚，城市蔓延呈擴(kuò)大趨勢(shì)，但影響系數(shù)遠(yuǎn)小于第二產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大對(duì)城市蔓延的影響系數(shù)，第二產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展在一定程度上抑制了產(chǎn)業(yè)規(guī)模低效率擴(kuò)大、無(wú)序向城市外圍擴(kuò)張的趨勢(shì)。第三產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)城市蔓延的影響為負(fù)，且在1%的水平上顯著，系數(shù)為-0.000 446 3。第三產(chǎn)業(yè)集聚在城市空間內(nèi)產(chǎn)生的規(guī)模效應(yīng)進(jìn)一步推動(dòng)了勞動(dòng)力、資本、技術(shù)等生產(chǎn)要素集聚度的提高，促使原本功能單一的城市新區(qū)形成城市功能較為完備的成熟產(chǎn)業(yè)園區(qū)，有效抑制了城市蔓延。第三產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)城市蔓延的影響系數(shù)遠(yuǎn)小于第二產(chǎn)業(yè)集聚對(duì)城市蔓延的影響系數(shù)，說(shuō)明第三產(chǎn)業(yè)相對(duì)第二產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)較小?？傮w而言，第二產(chǎn)業(yè)對(duì)城市蔓延的推動(dòng)作用仍大于第三產(chǎn)業(yè)對(duì)城市蔓延的抑制作用，與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體城市蔓延發(fā)展趨勢(shì)相符。

3. 居民收入水平對(duì)城市蔓延的影響。居民收入水平對(duì)城市蔓延的影響為正，系數(shù)為0.000 610 8，且在1%的水平上顯著。隨著居民生活水平的提高，對(duì)住房的需求持續(xù)增加，促使房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)企業(yè)在環(huán)境較好的城市郊區(qū)進(jìn)行開(kāi)發(fā)建設(shè)。隨著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶相關(guān)城市新型城鎮(zhèn)化的大力推進(jìn)和居民生活水平的持續(xù)改善，居住空間必然會(huì)分層分類，經(jīng)濟(jì)條件較好的居民傾向于選擇郊區(qū)密度較低的高檔住宅區(qū)，在某種程度上加劇了城市蔓延。

4. 人口增長(zhǎng)對(duì)城市蔓延的影響。人口增長(zhǎng)對(duì)城市蔓延的影響為負(fù)，系數(shù)為-0.000 015 4，但不顯著，說(shuō)明人口增長(zhǎng)速度快的城市，人口在城市空間上的分布一般較為緊湊，這與單中心城市模型中認(rèn)為的人口增長(zhǎng)能夠促進(jìn)土地開(kāi)發(fā)從而使得城市蔓延的理論相反，其主要原因在于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶很多城市新型城鎮(zhèn)化仍處于快速發(fā)展階段，且地區(qū)間發(fā)展差異較大，省會(huì)城市和一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地級(jí)市存在著明顯的集聚優(yōu)勢(shì)，促使人口和經(jīng)濟(jì)要素向這些城市快速流動(dòng)，大城市的人口增長(zhǎng)率比小城市下降緩慢也不足為奇。

5. 交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模對(duì)城市蔓延的影響。交通基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)模對(duì)城市蔓延的影響為正，系數(shù)0.000 015 3，但不顯著。道路越通達(dá)，居民出行意愿和出行能力更強(qiáng)，活動(dòng)范圍加大，某種程度上加劇了城市蔓延。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶大多城市基礎(chǔ)設(shè)施尚不完善，還沒(méi)有輻射到周邊地區(qū)，因此對(duì)城市蔓延的影響不明顯。

6. 郊區(qū)農(nóng)業(yè)價(jià)值對(duì)城市蔓延的影響。郊區(qū)農(nóng)業(yè)價(jià)值對(duì)城市蔓延的影響系數(shù)為-0.000 213 5，但不顯著。說(shuō)明長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶土地的農(nóng)業(yè)價(jià)值雖然與城市蔓延呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，但并不能成為阻止城市蔓延的力量。這可能是因?yàn)橹袊?guó)的土地供給處于相對(duì)壟斷狀態(tài)，土地市場(chǎng)化水平還較低。地方政府會(huì)通過(guò)控制土地供給量增加財(cái)政收入，集體所有土地有時(shí)會(huì)被開(kāi)發(fā)商以低價(jià)獲得。此外，城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)模式長(zhǎng)期存在，城市和農(nóng)村的各種社會(huì)福利制度都是建立在戶籍制度下，城鄉(xiāng)差距較大，阻礙了經(jīng)濟(jì)要素的及時(shí)流動(dòng)。

7. 財(cái)政盈余對(duì)城市蔓延的影響。實(shí)證結(jié)果表明，財(cái)政盈余對(duì)城市蔓延的影響為負(fù)，系數(shù)為-0.002 156 3，且在10%的水平上顯著。地方政府通過(guò)出讓土地可以獲得直接的報(bào)酬，且土地出讓金是絕大多數(shù)地方政府財(cái)政收入的主要來(lái)源，地方政府的財(cái)政缺口提高了政府出讓土地的積極性，導(dǎo)致城市邊緣大量土地被開(kāi)發(fā)建設(shè)，推動(dòng)了城市空間的快速擴(kuò)張，促進(jìn)了城市蔓延。

8. 外商直接投資對(duì)城市蔓延的影響。外商直接投資對(duì)城市蔓延的影響系數(shù)為-0.025 626 9，未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。外商直接投資在一定程度上會(huì)影響地區(qū)產(chǎn)業(yè)布局。多年來(lái)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶在國(guó)際分工體系中居于價(jià)值鏈的低端，外商直接投資主要流向了經(jīng)濟(jì)要素集聚度相對(duì)高的第二產(chǎn)業(yè)，但近年來(lái)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶很多城市注重外商直接投資在第三產(chǎn)業(yè)的利用，故外商直接投資對(duì)城市蔓延的影響程度較小，并不具有顯著性。

本研究進(jìn)一步估算了各解釋變量的直接效應(yīng)和間接效應(yīng)（空間外溢效應(yīng)），結(jié)果如表6所示。其中，直接效應(yīng)表示的是解釋變量直接影響本區(qū)域的城市蔓延強(qiáng)度，間接效應(yīng)表示解釋變量間接影響鄰近區(qū)域的城市蔓延強(qiáng)度，總效應(yīng)表示解釋變量對(duì)本區(qū)域和臨近區(qū)域城市蔓延強(qiáng)度的總影響，等于直接效應(yīng)加上間接效應(yīng)。根據(jù)結(jié)果可知產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的外溢性在推進(jìn)城市自身人口集聚和增長(zhǎng)中發(fā)揮了顯著的促進(jìn)作用，第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展分別對(duì)臨近區(qū)域的城市蔓延具有正向及負(fù)向的空間溢出效應(yīng)。隨著城市數(shù)量增加、城市規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，不同城市的輻射區(qū)域產(chǎn)生重合和放大效應(yīng)，城市之間的要素交流更為頻繁，城市發(fā)展開(kāi)始從互相獨(dú)立逐漸走向了互聯(lián)互通、融合發(fā)展和一體化發(fā)展。

表6 空間杜賓模型效應(yīng)分解

（三）上中下游區(qū)域樣本的空間計(jì)量分析

長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶不同地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程差異明顯，接下來(lái)將長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶分為上游、中游和下游進(jìn)行實(shí)證檢驗(yàn)。其中，上游包括云南、貴州、重慶和四川三省一市，中游包括湖北、湖南和江西三省，下游包括上海、江蘇、浙江和安徽三省一市。不管上游、中游或是下游，Hausman檢驗(yàn)都傾向于選用固定效應(yīng)回歸模型，估計(jì)結(jié)果如表7所示。

表7 區(qū)域樣本的空間杜賓模型估計(jì)結(jié)果

從實(shí)證結(jié)果可以看出，對(duì)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中游及下游城市而言，第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響分別為正與負(fù)，下游區(qū)域樣本擬合結(jié)果和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體更接近，而上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響不顯著，可能是因?yàn)殚L(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶不同省市之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，由東向西呈現(xiàn)階梯型分布，而經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的差異與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、人口密度等因素密切相關(guān)，因而其產(chǎn)業(yè)發(fā)展和人口分布也存在顯著的差異性。長(zhǎng)江上游地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡，除成渝城市群外的云貴兩省及四川其余地級(jí)市發(fā)展落后，成渝城市群由于基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)與資源、就業(yè)空間等比較優(yōu)勢(shì)產(chǎn)生了虹吸效應(yīng)，外加高鐵的開(kāi)通、通勤流的加強(qiáng)，導(dǎo)致長(zhǎng)江上游地區(qū)大部分人口和要素流向成都、重慶兩大中心城市，從而抑制了城市蔓延。

對(duì)于其余市場(chǎng)因素變量及政府行為等控制變量，居民收入水平和財(cái)政盈余兩個(gè)變量的分地區(qū)樣本擬合結(jié)果與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體擬合結(jié)果相符，且均通過(guò)了10%的顯著性水平檢驗(yàn)，表明居民收入水平的提升會(huì)加劇城市蔓延。隨著政府財(cái)政盈余的減少，財(cái)政壓力提升了地方政府出讓土地的動(dòng)力，從而促進(jìn)了城市的低密度擴(kuò)張。在人口增長(zhǎng)、交通基礎(chǔ)設(shè)施、郊區(qū)農(nóng)業(yè)價(jià)值和外商投資四個(gè)變量中，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶上游和下游各地區(qū)與長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶整體擬合結(jié)果大致相同，均未能通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明單中心城市模型中所提到的市場(chǎng)因素在城市發(fā)展的過(guò)程中不占主導(dǎo)因素，主要是由于單中心城市模型理論基于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，高度強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)因素，而我國(guó)現(xiàn)階段的土地等資源市場(chǎng)化水平還不夠高，且受政府干預(yù)較多，地方政府對(duì)土地出讓和城市規(guī)劃的作用關(guān)鍵且直接。城市人口增長(zhǎng)對(duì)長(zhǎng)江下游和上游地區(qū)城市蔓延的影響為負(fù)，與整體樣本擬合結(jié)果相符，而對(duì)中游城市蔓延的效應(yīng)為正，即隨著人口不斷增加，城市空間會(huì)疏散化。略有不同的是，對(duì)于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中游地區(qū)，郊區(qū)農(nóng)業(yè)價(jià)值與城市蔓延呈負(fù)相關(guān)，外商直接投資對(duì)城市蔓延的影響為正，且均通過(guò)了10%的顯著性檢驗(yàn)。相對(duì)而言，更符合單中心城市模型的預(yù)期。

（四）穩(wěn)健性檢驗(yàn)

為檢驗(yàn)實(shí)證模型的穩(wěn)健性，本文改變被解釋變量對(duì)模型的回歸結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。采用Lang等學(xué)者方法，以建成區(qū)人口密度的表征城市蔓延水平，通常情況下人口密度高說(shuō)明城市區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)要素集聚的傾向大，城市蔓延程度低。以建成區(qū)人口密度（density）替換Si作為被解釋變量，同樣對(duì)滯后三年的解釋變量進(jìn)行分析，結(jié)果如表8所示。

表8 改變被解釋變量后的檢驗(yàn)結(jié)果

各個(gè)變量的回歸結(jié)果與表5所示的以遙感數(shù)據(jù)計(jì)算的城市蔓延指數(shù)作為被解釋變量的回歸結(jié)果并無(wú)較大出入，由于人口密度與城市蔓延是反向變化的，故第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展傾向于降低人口密度，第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展傾向于提高人口密度，與此前的估計(jì)結(jié)果相吻合，因此認(rèn)為模型具有較高的顯著性。

三、結(jié)論及政策啟示

本文運(yùn)用全球夜間燈光數(shù)據(jù)庫(kù)、Landscan人口分布數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)行政區(qū)域矢量數(shù)據(jù)庫(kù)測(cè)度長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延指數(shù)；在構(gòu)建產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延影響理論框架基礎(chǔ)上，借助計(jì)量模型實(shí)證檢驗(yàn)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶110個(gè)地級(jí)及以上城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響機(jī)理。研究結(jié)論如下：（1）長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延程度逐步提高，高度蔓延城市數(shù)目增長(zhǎng)明顯，城市人口增長(zhǎng)速度顯著慢于土地?cái)U(kuò)張速度，上中下游地區(qū)城市蔓延程度具有明顯的區(qū)域異質(zhì)性。（2）長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響顯著為正，且隨著第二產(chǎn)業(yè)規(guī)模擴(kuò)大和產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展城市蔓延度提高。第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展有效抑制了城市蔓延進(jìn)程，其主要在于第三產(chǎn)業(yè)大多隨人口分布，且吸納勞動(dòng)力的能力遠(yuǎn)超第二產(chǎn)業(yè)。（3）分區(qū)域看，長(zhǎng)江中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響大，且第二產(chǎn)業(yè)的影響效應(yīng)大于第三產(chǎn)業(yè)；上游區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市蔓延的影響并不明顯。（4）產(chǎn)業(yè)發(fā)展推動(dòng)的城市蔓延在相鄰地區(qū)存在相互“模仿”和“傳染”效應(yīng)。產(chǎn)業(yè)發(fā)展通過(guò)集聚、輻射帶動(dòng)效應(yīng)對(duì)相鄰區(qū)域產(chǎn)生了空間溢出效應(yīng)。第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定程度后，過(guò)度集聚和規(guī)模擴(kuò)大產(chǎn)生的擁擠效應(yīng)促使企業(yè)向城市邊緣地區(qū)遷移的欲望增強(qiáng)，工業(yè)集聚化和規(guī)模化發(fā)展促進(jìn)周邊城市的勞動(dòng)力、資本等生產(chǎn)要素加速流動(dòng)，對(duì)臨近區(qū)域的城市具有正向的空間溢出效應(yīng)。第三產(chǎn)業(yè)主要聚集在大城市及城市中心地帶，產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中的空間外溢性推進(jìn)城市自身人口向中心城區(qū)集聚，以及促進(jìn)周邊城區(qū)的人口向經(jīng)濟(jì)更發(fā)達(dá)的地區(qū)遷徙，從而對(duì)周邊城市的城市蔓延產(chǎn)生負(fù)向溢出效應(yīng)。

結(jié)合上述研究結(jié)論，提出如下政策啟示：（1）優(yōu)化提升城市新區(qū)產(chǎn)業(yè)布局，促進(jìn)城市有序合理發(fā)展。充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城市新區(qū)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支撐作用，因地制宜確定符合城市新區(qū)發(fā)展階段的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，使城市建設(shè)用地資源朝著優(yōu)質(zhì)企業(yè)和項(xiàng)目?jī)A斜，有限發(fā)展就業(yè)吸納能力強(qiáng)的產(chǎn)業(yè)，促使城市用地效率的提高。第二產(chǎn)業(yè)要貫徹落實(shí)“嚴(yán)控增量、盤(pán)活存量”要求，以土地集約利用為原則，引導(dǎo)工業(yè)園區(qū)朝著城鎮(zhèn)主要空間走廊集聚，抑制城市邊緣區(qū)的無(wú)序擴(kuò)張。城市規(guī)劃應(yīng)當(dāng)加快發(fā)展生活及生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)等第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展，充分發(fā)揮其帶動(dòng)人口轉(zhuǎn)移的作用，按照建設(shè)緊湊型城市的要求，合理規(guī)劃建設(shè)多中心商務(wù)區(qū)，充分利用園區(qū)規(guī)劃支持引導(dǎo)第三產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展，提高園區(qū)的土地利用效率，進(jìn)而疏散中心城區(qū)的人口壓力，促進(jìn)城市有序合理發(fā)展。（2）充分發(fā)揮鄰近效應(yīng)，促進(jìn)區(qū)域一體化發(fā)展。長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶城市蔓延具有顯著的空間溢出效應(yīng)，各地政府在城市空間的規(guī)劃上不僅要考慮對(duì)本地的影響，還需考慮空間溢出效應(yīng)對(duì)鄰近區(qū)域帶來(lái)的影響，相鄰區(qū)域發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上共同制定區(qū)域一體化發(fā)展路徑。長(zhǎng)江中下游發(fā)達(dá)城市具有吸納人口就業(yè)的比較優(yōu)勢(shì)，通過(guò)適當(dāng)降低外來(lái)人口進(jìn)入城市的就業(yè)門(mén)檻，以提高第三產(chǎn)業(yè)在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)區(qū)域的集聚，進(jìn)而提高城市土地利用效率。（3）促進(jìn)城市空間和人口協(xié)調(diào)發(fā)展，打造緊湊型城市空間格局。新型城鎮(zhèn)化進(jìn)程中大量的鄉(xiāng)村人口涌向城市，導(dǎo)致城市人口的持續(xù)增加及城市規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)張。政府在制定城市規(guī)劃時(shí)應(yīng)以推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化為準(zhǔn)則，大力推進(jìn)以人為核心的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，提高城鎮(zhèn)化質(zhì)量，嚴(yán)控土地供給，著力在城鄉(xiāng)規(guī)劃、基礎(chǔ)設(shè)施、公共服務(wù)等方面推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，以此有序推進(jìn)農(nóng)村轉(zhuǎn)移人口市民化，積極引導(dǎo)有能力在城區(qū)穩(wěn)定就業(yè)和生活的農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口、進(jìn)城務(wù)工人員、郊區(qū)人口等向城區(qū)集中，同時(shí)，以快速發(fā)展的工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)、城市支持農(nóng)村，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村現(xiàn)代化發(fā)展，減少城區(qū)邊緣的無(wú)序開(kāi)發(fā)，打造緊湊型城區(qū)空間格局。

注釋

① 括號(hào)內(nèi)正負(fù)號(hào)表示該變量與城市蔓延相關(guān)性方向。