摘 要:持續(xù)提升能源效率是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要路徑。本文從理論和實(shí)證兩方面分析了交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響及其機(jī)制。結(jié)果表明,交通基礎(chǔ)設(shè)施可以顯著提升各城市能源效率,并且這一影響在西部、非中心城市和非資源稟賦型城市更為明顯。機(jī)制分析表明,交通基礎(chǔ)設(shè)施可以促進(jìn)市場(chǎng)一體化,提升要素的跨區(qū)流動(dòng),從而改善能源效率?;诖?,建議地方政府加大交通基礎(chǔ)設(shè)施投資,尤其是在西部、非中心城市和非資源稟賦型城市;同時(shí),加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng),暢通交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮作用的渠道機(jī)制。
關(guān)鍵詞:交通基礎(chǔ)設(shè)施;市場(chǎng)一體化;要素流動(dòng);能源效率
DOI:10.19313/j.cnki.cn10-1223/f.20240906.002
一、引 言
中國(guó)發(fā)展面臨著能源需求持續(xù)增長(zhǎng)和低碳轉(zhuǎn)型雙重挑戰(zhàn),而提升能源效率被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期綠色增長(zhǎng)的最為有效的途徑之一。從需求層面來(lái)看,中國(guó)目前面臨能源需求總量居高不下、化石能源比例高雙重難題。2018 年中國(guó)一次能源消費(fèi)總計(jì)32.7 億噸油當(dāng)量,占全球總消費(fèi)量的23.6%,居世界首位。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),2018 年我國(guó)煤炭消費(fèi)量為19.1 億噸油當(dāng)量,占國(guó)內(nèi)一次能源消費(fèi)量的58.4%;從利用層面來(lái)看,雖然我國(guó)能源強(qiáng)度呈下降趨勢(shì),但仍舊處于較高水平。根據(jù)國(guó)家能源局的數(shù)據(jù),2020 年中國(guó)的能源消費(fèi)總量約為49.8 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,單位GDP 能耗約為全球平均水平的1.5 倍,能源效率偏低,節(jié)能降耗還有很大的空間。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高質(zhì)量綠色發(fā)展階段,構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,提高能源利用效率已成為解決中國(guó)能源需求增加與低碳轉(zhuǎn)型雙重難題、推動(dòng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的重要一環(huán)。
影響能源效率的因素很多,交通基礎(chǔ)設(shè)施是其中不可忽視的一項(xiàng)。已有研究表明,影響能源效率的因素包括技術(shù)進(jìn)步(Yu et al., 2018;張志輝,2015)、環(huán)境規(guī)制(Kim and Kim, 2012;Wu et al.,2012)、外商投資(胡宗義等,2011)、開(kāi)放程度(Ouyang et al., 2019)和產(chǎn)業(yè)集聚(Ratner andGoetz, 2013;Song et al., 2012)等。而我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施高速發(fā)展,對(duì)區(qū)域能源效率產(chǎn)生重要影響。近年來(lái),中國(guó)交通運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)??偭靠焖僭鲩L(zhǎng)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋顯著擴(kuò)大。截至2023 年,我國(guó)綜合交通網(wǎng)總里程超過(guò)600 萬(wàn)公里,已建成全球最大的高速鐵路網(wǎng)、高速公路網(wǎng)和郵政快遞網(wǎng)(交通運(yùn)輸部, 2024)。發(fā)達(dá)的交通基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)了市場(chǎng)融合和貿(mào)易往來(lái)(Fujimura and Edmonds, 2006;劉生龍和胡鞍鋼,2011),也加快了人流、物流、資金流、技術(shù)流以及能源等要素在地區(qū)之間的流動(dòng),對(duì)能源效率產(chǎn)生直接影響(Lin and Chen, 2019;Tan et al., 2018)。
目前,已有數(shù)篇文獻(xiàn)關(guān)注交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)于區(qū)域能源效率的影響,但結(jié)論尚存在爭(zhēng)議。李強(qiáng)和魏?。?014)基于實(shí)證證明我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)區(qū)域能源效率存在抑制作用,但更多的研究結(jié)果證明交通基礎(chǔ)設(shè)施可以顯著促進(jìn)能源效率的提升(Lin and Chen, 2019;Tan et al., 2018;王群勇和陸鳳芝, 2021),背后可能的機(jī)制包括產(chǎn)業(yè)集聚、技術(shù)進(jìn)步、降低運(yùn)輸成本等(Glaeser and Kahn,2010;Krugman, 1991;Liu et al., 2017)。進(jìn)一步的研究表明,通過(guò)交通基礎(chǔ)設(shè)施提高能源效率是有影響條件或范圍的。例如,Katz and Shapiro(1994)指出,只有交通基礎(chǔ)設(shè)施達(dá)到一定規(guī)模時(shí)才能夠發(fā)揮提升區(qū)域能源效率保持的作用。許釗等(2022)以高鐵開(kāi)通為例,基于實(shí)證分析發(fā)現(xiàn)高鐵站距離城市中心30 千米以內(nèi)是高鐵開(kāi)通對(duì)城市能源效率的有效影響范圍。這些研究均基于實(shí)證分析,從交通基礎(chǔ)設(shè)施角度解釋了我國(guó)能源效率提升但仍存在區(qū)域異質(zhì)性的基本事實(shí),是本領(lǐng)域文獻(xiàn)的重要進(jìn)展,對(duì)本文有著重要的啟發(fā)和參考價(jià)值。但仍存在著諸多空白,如目前研究交通基礎(chǔ)設(shè)施影響能源效率的理論及機(jī)制分析還較為薄弱,尚未考慮到市場(chǎng)一體化這一重要的機(jī)制。
交通基礎(chǔ)設(shè)施可以顯著促進(jìn)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一體化,促進(jìn)要素的跨區(qū)流動(dòng),從而改變區(qū)域能源效率。具體來(lái)說(shuō),交通基礎(chǔ)設(shè)施可以降低貨物運(yùn)輸成本和勞動(dòng)力遷移成本(蒲龍等, 2022),勞動(dòng)力的快速遷移有助于降低企業(yè)之間的溝通成本和交易成本,又將進(jìn)一步加快資本和勞動(dòng)力等要素的流動(dòng)。因此,交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)可以促進(jìn)要素的跨區(qū)流動(dòng)性,推動(dòng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)一體化(Behrens, 2011;王彩艷和劉修巖, 2024;葉菁文和范劍勇, 2023;張效莉和石宇航, 2024)。隨著區(qū)域市場(chǎng)一體化程度不斷加深,可能通過(guò)影響市場(chǎng)規(guī)模(許釗等, 2022;張聰聰?shù)龋?2023)、技術(shù)擴(kuò)散(Dollar and Wei,2007;Klenow, 2009)、資源配置(黎文勇等, 2018;Wei and Zheng, 2020)等改善能源效率。因此,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在本質(zhì)上正是通過(guò)提升市場(chǎng)一體化程度這一關(guān)鍵機(jī)制來(lái)發(fā)揮增加能效的作用。
本文的邊際貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先,在理論上,生產(chǎn)廠商的決策行為中引入了能源消費(fèi)決策,通過(guò)求解一般均衡模型,分析交通基礎(chǔ)設(shè)施如何通過(guò)推動(dòng)市場(chǎng)一體化發(fā)展而改變能源效率,該理論模型可以拓展到其他交通基礎(chǔ)設(shè)施與能源效率的相關(guān)研究中。其次,在實(shí)證上,本文以高鐵開(kāi)通為例,對(duì)理論分析部分提出的研究假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn),在更好地解決內(nèi)生性問(wèn)題的同時(shí),也對(duì)已有文獻(xiàn)中尚存在爭(zhēng)議的問(wèn)題進(jìn)行補(bǔ)充討論。第三,在機(jī)制上,本文實(shí)證分析了交通基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)促進(jìn)要素流動(dòng)、推進(jìn)市場(chǎng)一體化從而改善能源效率的機(jī)理,力圖為我國(guó)新發(fā)展格局下的能源轉(zhuǎn)型提供理論依據(jù)。
本文其余部分的內(nèi)容安排如下:第二部分構(gòu)建了一個(gè)理論框架,分析交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)能源效率的影響機(jī)理;第三部分以高鐵開(kāi)通為例,建立計(jì)量模型并測(cè)算各城市能源效率、市場(chǎng)一體化程度;第四部分實(shí)證檢驗(yàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響,并進(jìn)行穩(wěn)健性分析與機(jī)制分析;第五部分總結(jié)全文并提出政策建議。
二、理論分析
(一)模型設(shè)定
為了從理論上分析交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響,本文構(gòu)建了包含生產(chǎn)、消費(fèi)與政府三個(gè)模塊的一般均衡模型。為簡(jiǎn)化模型,說(shuō)明交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率影響的機(jī)理,本文假設(shè)工業(yè)廠商將能源與資本要素相結(jié)合生產(chǎn)最終產(chǎn)品①。因此,本文假設(shè)工業(yè)廠商僅基于能源與資本要素生產(chǎn)產(chǎn)品,并假設(shè)生產(chǎn)函數(shù)為CES 形式:
模型中t均表示時(shí)期;E為能源消費(fèi);K為資本存量,滿足資本動(dòng)態(tài)積累方程:Kt+1 = (1 ? δ)Kt +It。參數(shù)ω1和ω2為常數(shù),且滿足ω1 + ω2 = 1。參數(shù)ε > 0,為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的要素替代彈性。AkQαt與AeQσt分別表示資本利用技術(shù)進(jìn)步與能源利用技術(shù)進(jìn)步,其中,Ak與Ae為技術(shù)參數(shù),Q為交通基礎(chǔ)設(shè)施存量,參數(shù)α和σ分別衡量了交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)對(duì)兩種類型技術(shù)要素流動(dòng)的加速效應(yīng)。這一設(shè)定借鑒了Barro(1990)的研究,體現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)生產(chǎn)部門(mén)全要素生產(chǎn)率的影響。
此外,本文認(rèn)為交通基礎(chǔ)設(shè)施不僅可以加快技術(shù)要素流動(dòng),促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程中的技術(shù)進(jìn)步,還將降低生產(chǎn)部門(mén)的要素流動(dòng)成本,且交通基礎(chǔ)設(shè)施越發(fā)達(dá)的地區(qū),要素流動(dòng)成本越低,記作πtYt。其中,πt為生產(chǎn)要素流動(dòng)成本率,是關(guān)于交通基礎(chǔ)設(shè)施的函數(shù),滿足πt ∈ (0,1]。隨著Qt的增加,邊際要素流動(dòng)成本率的降低將減少,也即,π't(Qt) < 0,πt"(Qt) > 0。因此,假設(shè)πt(Qt)函數(shù)形式為:
πt(Qt) = e-aQt (2)
其中,參數(shù)a為交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)邊際要素流動(dòng)成本的影響程度,a> 0。
假設(shè)利率為rt,能源要素價(jià)格為Pet,則工業(yè)部門(mén)利潤(rùn)最大化目標(biāo)為:
MaxYt? rtKt? PetEt? πtYt(3)
根據(jù)生產(chǎn)者利潤(rùn)最大化的一階條件,可以得到:
方程(4)和(5)為生產(chǎn)廠商關(guān)于資本要素與能源要素的決策方程。
當(dāng)能源要素使用量過(guò)多時(shí),將造成環(huán)境污染,對(duì)消費(fèi)者效用產(chǎn)生負(fù)向影響。與此同時(shí),消費(fèi)者從消費(fèi)中獲得正效用。另外,消費(fèi)者的收入來(lái)源于資本和能源要素報(bào)酬,隨后用于消費(fèi)和投資。假設(shè)消費(fèi)者效用函數(shù)為CRRA 形式,那么,消費(fèi)者效用最大化問(wèn)題可以表示為:
其中,β < 1為居民主觀貼現(xiàn)因子,τ為流轉(zhuǎn)稅率。由于流轉(zhuǎn)稅可以較容易地轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者,因此,可以合理假設(shè)模型中政府的稅收收入全部在消費(fèi)環(huán)節(jié)征收。那么,根據(jù)動(dòng)態(tài)最優(yōu)化原理,可以求得歐拉方程與能源要素供給方程如下:
政府部門(mén)的收入來(lái)源于流轉(zhuǎn)稅收入,并將全部收入用于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。因此,政府部門(mén)預(yù)算約束方程與交通基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)態(tài)積累方程分別為:
τCt= Gt(8)
Qt+1= Gt+ (1 ? δq)Qt(9)
其中,G為政府購(gòu)買(mǎi)。
此外,在市場(chǎng)出清時(shí)①,有:
(1 ? πt)Yt= Ct+ It+ Gt(10)
(二)模型求解與研究假設(shè)
在市場(chǎng)均衡時(shí),對(duì)于內(nèi)生變量向量組St = [Yt,Ct, It, Gt, Qt, rt, Kt, Pet, Et, πt]而言,有St+1 = St =S* = [Y*, C*, I*, G*, Q*, r*, K*, P*e, E*, π*]。為從理論上分析交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響,本文將推導(dǎo)在穩(wěn)態(tài)下交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響,并用單位能耗產(chǎn)出來(lái)衡量能源效率大小。首先,由方程(7)可知:
r*= 1/β+ δ? 1 (11)
其次,由方程(11)與方程(4)可知:
基于此,得到本文的基本研究假設(shè):
假設(shè)1:交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)將促進(jìn)能源效率提升。
假設(shè)2:提升的主要機(jī)制是促進(jìn)市場(chǎng)一體化、加快技術(shù)和其他生產(chǎn)要素的流動(dòng)。
三、計(jì)量模型設(shè)定與變量說(shuō)明
(一)計(jì)量模型設(shè)定
本文將高鐵開(kāi)通作為一項(xiàng)準(zhǔn)自然實(shí)驗(yàn),利用漸進(jìn)雙重差分模型評(píng)估高鐵開(kāi)通對(duì)于能源效率的影響。設(shè)定的模型如下:
effit= α+ βHSRit+ X'itγ+ μi+ λt+ ξit(17)
其中, i、t代表城市和時(shí)間;被解釋變量 effit代表各城市的能源效率;核心解釋變量HSRit代表所在城市高鐵是否開(kāi)通,設(shè)定為處理項(xiàng)和時(shí)間項(xiàng)的乘積; X'it 為一系列控制變量,以控制各種因素對(duì)于能源效率的影響,控制變量的構(gòu)成在下文予以詳細(xì)介紹;μi為個(gè)體固定效應(yīng),代表所有隨城市變化但不隨時(shí)間變化的因素;λt為時(shí)間固定效應(yīng),代表所有隨時(shí)間變化但是不隨城市變化的因素;ξit 為隨機(jī)誤差項(xiàng)。
本文根據(jù)各城市高鐵開(kāi)通與否以及開(kāi)通時(shí)間的差異,定義核心解釋變量HSRit如下:城市高鐵開(kāi)通的當(dāng)年以及之后各年取值為1,否則取值為0,即HSRit相當(dāng)于傳統(tǒng)DID 模型中處理組虛擬變量和時(shí)間虛擬變量的交乘項(xiàng)。待估參數(shù)β即為高鐵開(kāi)通對(duì)于站點(diǎn)城市能源效率的凈效應(yīng)。若β顯著大于0,則表示高鐵開(kāi)通能夠顯著提高站點(diǎn)城市能源效率,假設(shè)1 成立。
此外,高鐵以客運(yùn)為主,因此本文認(rèn)為高鐵開(kāi)通連通各地區(qū)、促進(jìn)市場(chǎng)一體化程度提升后,促進(jìn)和擴(kuò)大區(qū)域間人員交流和流動(dòng),引起知識(shí)、技術(shù)的傳播與擴(kuò)散。具體來(lái)說(shuō),能源利用技術(shù)的突破往往始于某一個(gè)城市,技術(shù)專家、科研人員和勞務(wù)人員等載體通過(guò)高鐵迅速傳播至廣大地區(qū)。此外,除了技術(shù)流動(dòng),人口流動(dòng)還會(huì)帶來(lái)交易成本和信息溝通成本的降低,進(jìn)一步促進(jìn)資金、信息等生產(chǎn)要素的流轉(zhuǎn),優(yōu)化要素配置,向帕累托最優(yōu)靠近(馬光榮等, 2020)。為在實(shí)證上證明高鐵影響能源效率的作用機(jī)制,本文構(gòu)建機(jī)制分析模型如下:
Mit= α+ βHSRit+ X'itγ+ μi+ λt+ ξit(18)
其中,Mit為市場(chǎng)一體化程度,以及技術(shù)流動(dòng)、人口流動(dòng)和資金流動(dòng)指標(biāo),其余符號(hào)變量定義均與方程(17)一致。若顯著在不同的被解釋變量下均大于0,則證明假設(shè)2 成立。
(二)數(shù)據(jù)選取
本文數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)城市年鑒》《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、各城市的《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA),以及國(guó)家鐵路局官方網(wǎng)站。本文考察了2001-2019 年間中國(guó)290 個(gè)城市高鐵開(kāi)通對(duì)于能源效率的影響。變量的定義與數(shù)據(jù)的獲取過(guò)程如下:
一是各城市能源效率。本文采用單位能耗GDP 衡量能源效率。由于《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中僅包含省級(jí)層面的能源消費(fèi)數(shù)據(jù),本文借鑒史丹和李少林(2020)的做法,采用不含截距的線性模型將省級(jí)能源消費(fèi)量數(shù)據(jù)按燈光數(shù)據(jù)值分解到各地級(jí)市。隨后,用各城市GDP 除以分解得到的各城市能源消費(fèi)量,可以得到各地區(qū)單位能耗GDP。
二是市場(chǎng)一體化程度。本文選取的市場(chǎng)一體化指標(biāo)為市場(chǎng)分割指數(shù)的倒數(shù)。由于缺乏實(shí)際價(jià)格指數(shù),本文基于文獻(xiàn)中常用的冰川成本模型,沿循Parsley and Wei(1996)的思路,通過(guò)考察省份之間家用設(shè)備、交通和通信、食品、書(shū)報(bào)雜志、煙酒、衣著、醫(yī)療保健和娛樂(lè)教育文化八類居民消費(fèi)價(jià)格變動(dòng)平均值的方差測(cè)度各省份市場(chǎng)分割程度,再對(duì)市場(chǎng)分割程度取倒數(shù)得到市場(chǎng)一體化程度指標(biāo)。此外,市場(chǎng)一體化程度也表現(xiàn)為要素流動(dòng)加速,因此,本文進(jìn)一步檢驗(yàn)資本、勞動(dòng)力與技術(shù)要素流動(dòng)水平是否在交通基礎(chǔ)設(shè)施影響能源效率的過(guò)程中發(fā)揮作用。具體指標(biāo)定義如下:首先,資本要素流動(dòng)為各城市資本存量取對(duì)數(shù);資本存量計(jì)算參照張軍等(2004)的研究,運(yùn)用資本累積方程Ki,t+1 = (1 ? δ)Kit + Iit逐年計(jì)算資本存量,δ取常見(jiàn)值0.025,Iit為歷年固定資產(chǎn)投資總額;而基年資本存量為I2001,i/(r + δ),其中,r為2001 年至2009 年間固定資產(chǎn)投資總額年均增長(zhǎng)率。其次,勞動(dòng)力要素流動(dòng)為從業(yè)人員年平均人數(shù)/年末總?cè)丝跀?shù)。技術(shù)要素流動(dòng)水平為發(fā)明專利授權(quán)量、實(shí)用新型專利授權(quán)量、外觀設(shè)計(jì)專利授權(quán)量三類專利授權(quán)總量取對(duì)數(shù)。
三是其他控制變量。本文選取的控制變量包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、外商投資、政府財(cái)政預(yù)算收入、人口規(guī)模和公路貨運(yùn)量。其中,經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平為各城市GDP 取對(duì)數(shù);經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率為各城市GDP 增長(zhǎng)率;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)參照汪偉等(2015)的研究,設(shè)定為一產(chǎn)比重×1+二產(chǎn)比重×2+三產(chǎn)比重×3;外商投資水平為外商投資企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值取對(duì)數(shù);地方政府財(cái)政預(yù)算收入為地方財(cái)政一般預(yù)算內(nèi)收入取對(duì)數(shù);人口規(guī)模為年末總?cè)丝跀?shù)取對(duì)數(shù);公路貨運(yùn)量為各城市公路貨運(yùn)量取對(duì)數(shù)。
各變量的描述性統(tǒng)計(jì)如表1 所示。
四、實(shí)證結(jié)果
(一)基準(zhǔn)回歸結(jié)果
表2 展示了本文基準(zhǔn)模型的回歸結(jié)果。其中,表2 第(1)列至第(3)列展示了城市高鐵開(kāi)通對(duì)于能源效率的影響,可以看出,在各種情況下,高鐵開(kāi)通的系數(shù)都為正且顯著,表示高鐵開(kāi)通對(duì)于城市能源效率具有顯著的正向影響。在逐步加入控制變量、時(shí)點(diǎn)和個(gè)體固定效應(yīng)后,高鐵開(kāi)通的系數(shù)逐步由836.3 下降到77.5,但是依然在1%的顯著性水平下顯著為正。從數(shù)值上來(lái)看,站點(diǎn)城市能源效率因?yàn)楦哞F開(kāi)通平均提高了77.5 元/噸標(biāo)準(zhǔn)煤,約為均值的5.9%。因此,假設(shè)1 成立。
(二)穩(wěn)健性檢驗(yàn)
為了保證本文“交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠顯著提高站點(diǎn)城市能源效率”這一結(jié)論的穩(wěn)健性,本文進(jìn)行了一系列穩(wěn)健性檢驗(yàn)。
1. 平行趨勢(shì)檢驗(yàn)
平行趨勢(shì)假設(shè)是雙重差分方法適用的關(guān)鍵前提,平行趨勢(shì)假設(shè)通過(guò)假定實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的發(fā)展趨勢(shì)平行保證了選擇性偏誤可以被很好地剔除,從而得到處理效應(yīng)的一致估計(jì)量。本文采用事件分析法(Event study)來(lái)檢驗(yàn)平行趨勢(shì)假設(shè)是否得到滿足,模型設(shè)定如下:
其中,下標(biāo) i、t代表城市和時(shí)間。Yit為平行趨勢(shì)檢驗(yàn)的被解釋變量,這里取各個(gè)城市能源效率值。Dkit為高鐵開(kāi)通這一事件的虛擬變量,取值規(guī)則為:若vi代表所在高鐵開(kāi)通的具體年份,如果t ?vi ? ?5,則定義D-5it = 1,否則令D-5it = 0;如果t ? vi = k,則定義Dkit = 1,否則令Dkit = 0;如果 t ? vi? 5,則D5it = 1,否則令D5it = 0。將高鐵開(kāi)通的前一年作為基準(zhǔn)年份,在動(dòng)態(tài)效應(yīng)檢驗(yàn)時(shí)去掉了D-1it這一虛擬變量。X'it 為一系列控制變量,控制變量的選取和基準(zhǔn)模型回歸保持一致。μi代表個(gè)體固定效應(yīng),表示所有不隨時(shí)間變化但隨個(gè)體變化的因素。λt為時(shí)間固定效應(yīng),表示所有不隨個(gè)體變化但是隨時(shí)間變化的因素。ξit為隨機(jī)誤差項(xiàng)。
檢驗(yàn)平行趨勢(shì)假設(shè)的關(guān)鍵在于表示高鐵開(kāi)通這一事件的虛擬變量的待估參數(shù) βk,如果平行趨勢(shì)假設(shè)得到滿足,那么βk應(yīng)該在k < 0時(shí)不顯著。方程(19)的回歸結(jié)果如圖1 所示。可以觀察到,在高鐵開(kāi)通之前的年份,各系數(shù)均不顯著;而在高鐵開(kāi)通后的各年份,系數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),且從高鐵開(kāi)通后約第二年開(kāi)始,系數(shù)開(kāi)始顯著。這說(shuō)明樣本滿足平行趨勢(shì)假設(shè),并且高鐵開(kāi)通對(duì)于能源效率的影響存在約兩年的時(shí)滯。
2. 漸進(jìn)雙重差分法系數(shù)偏誤問(wèn)題
在基準(zhǔn)模型中,本文使用雙向固定效應(yīng)模型估計(jì)高鐵變量的處理效應(yīng)。但已有研究表明,使用雙向固定效應(yīng)模型估計(jì)的因果效應(yīng)系數(shù)可能存在偏誤(De Chaisemartin and D’ Haultfoeuille, 2020;Goodman-Bacon, 2021)。主要原因在于,在漸進(jìn)雙重差分研究設(shè)計(jì)中,估計(jì)系數(shù)可以視為各處理樣本在每個(gè)時(shí)點(diǎn)上處理效應(yīng)的加權(quán)平均和,盡管總權(quán)重為1,但可能出現(xiàn)負(fù)權(quán)重的現(xiàn)象。如果負(fù)權(quán)重過(guò)多,可能會(huì)導(dǎo)致系數(shù)偏誤。基于此,本文首先參照De Chaisemartin and D’ Haultfoeuille(2020)的研究討論負(fù)權(quán)重占比,發(fā)現(xiàn)負(fù)權(quán)重占比僅為15.9%,因此,本文認(rèn)為基準(zhǔn)回歸的結(jié)果是穩(wěn)健的。進(jìn)一步地,本文參考Anna et al.(2020)、Callaway et al.(2021)和Butts and Gardner(2021)等提出的方法,估計(jì)考慮多期雙重差分法處理異質(zhì)性時(shí)高鐵開(kāi)通對(duì)能源效率的影響,發(fā)現(xiàn)系數(shù)仍顯著為正(見(jiàn)表3),結(jié)果穩(wěn)健。
3. 蒙特卡洛模擬檢驗(yàn)
對(duì)于本文的結(jié)論,一個(gè)可能的質(zhì)疑是,能源效率的提升是否來(lái)自于某種隨機(jī)因素。為此,本文基于隨機(jī)抽樣進(jìn)行反事實(shí)分析。按照本文所有城市高鐵開(kāi)通情況,本文隨機(jī)生成了處理組并進(jìn)行了1 000 次蒙特卡洛模擬,得到的t 值核密度如圖2 所示。其中X 軸代表基于1 000 個(gè)隨機(jī)抽取109個(gè)城市作為虛擬實(shí)驗(yàn)組所估計(jì)得出的 treat×post 系數(shù)的 t 值,Y 軸代表其相應(yīng)的 p 值,曲線代表核密度估計(jì)的 t 值分布,安慰劑檢驗(yàn)采用 Stata 軟件編程運(yùn)行得到。
容易看出,大部分的抽樣結(jié)果t 值的絕對(duì)值都小于2,相應(yīng)的P 值都大于0.1,表明高鐵開(kāi)通對(duì)站點(diǎn)城市能源利用效率的影響與其他未知因素的因果關(guān)系不大,證明了本文結(jié)論“交通基礎(chǔ)設(shè)施顯著提高了城市能源效率”的穩(wěn)健性。
4. 變換政策時(shí)點(diǎn)檢驗(yàn)
進(jìn)一步地,為排除高鐵開(kāi)通前城市的能源效率上升趨勢(shì)就已經(jīng)存在,設(shè)置兩種虛擬政策變換時(shí)點(diǎn)的變化,分別假設(shè)提前兩年開(kāi)通與推遲一年開(kāi)通。結(jié)果如表4 所示,可以觀察到,假設(shè)高鐵提前開(kāi)通,假設(shè)高鐵提前開(kāi)通,系數(shù)并不顯著,這說(shuō)明高鐵開(kāi)通前,城市的能源效率不會(huì)受到顯著影響。而高鐵延遲一年開(kāi)通時(shí),系數(shù)在1%的顯著性水平下顯著為正,這與預(yù)期相符:此時(shí)高鐵已經(jīng)開(kāi)通運(yùn)營(yíng),即使假設(shè)延后一年運(yùn)營(yíng),站點(diǎn)城市也持續(xù)受到高鐵運(yùn)營(yíng)所帶來(lái)的虹吸和擴(kuò)散效應(yīng)影響。兩項(xiàng)結(jié)果均表明,高鐵開(kāi)通可以顯著提升城市能源效率的結(jié)論是可靠的。
5. PSM-DID
為了證明本文結(jié)論對(duì)于研究方法并不敏感,本文使用PSM-DID 方法進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn),回歸結(jié)果如表5 第(1)列所示。PSM-DID 方法表明,高鐵開(kāi)通能夠顯著提高站點(diǎn)城市能源效率,并且,PSM 平衡性檢驗(yàn)顯示,匹配后控制組和對(duì)照組的各個(gè)匹配變量的均值差異顯著降低。這一結(jié)果與本文基準(zhǔn)模型的回歸結(jié)果一致,表明本文“高鐵開(kāi)通能夠顯著提高站點(diǎn)城市能源效率”這一核心結(jié)論具有較強(qiáng)的穩(wěn)健性。
6. 替換極端值
為了證明本文結(jié)論對(duì)于極端值并不敏感,我們分別替換樣本中能源效率上下端各1%的樣本點(diǎn)為除極值點(diǎn)外的最大最小值進(jìn)行回歸分析。結(jié)果如表5 第(2)列所示??梢杂^察到,在去掉極端值后,高鐵開(kāi)通系數(shù)為76.4,在1%的顯著性水平下顯著為正,與基準(zhǔn)回歸結(jié)果基本一致,表明本文“交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠顯著提高站點(diǎn)城市能源效率”的結(jié)論依然成立。
7. 替換被解釋變量
最后,對(duì)于本文的結(jié)論,另一個(gè)可能的質(zhì)疑是,是否與變量選擇有關(guān)。為此,本文利用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(Data Envelopment Analysis,DEA)中的SBM 方法計(jì)算考慮了非期望產(chǎn)出的全要素能源效率,對(duì)2003 年至2016 年①各城市的能源效率進(jìn)行測(cè)度,將各城市能源消耗量、年末總?cè)丝?、固定資產(chǎn)投資總額作為投入,地區(qū)生產(chǎn)總值作為期望產(chǎn)出。同時(shí),考慮到能源使用過(guò)程中可能產(chǎn)生二氧化硫、工業(yè)廢水和煙塵等污染物,將各城市工業(yè)煙塵排放量、工業(yè)廢水排放量和工業(yè)二氧化硫排放量作為非期望產(chǎn)出。相關(guān)數(shù)據(jù)均來(lái)源于歷年的《中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒》。進(jìn)一步地,本文使用計(jì)算得到的全要素能源效率作為能源效率的代理變量,基于方程(17)重新進(jìn)行回歸分析?;貧w結(jié)果如表5 第(3)列所示??梢杂^察到,替換被解釋變量后,高鐵開(kāi)通依然顯著提升站點(diǎn)城市的能源效率,這再次印證了本文結(jié)論的穩(wěn)健性。
(三)異質(zhì)性分析
1. 東中西部地區(qū)
由于我國(guó)地區(qū)發(fā)展不均衡,交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展程度也存在較大差異,其對(duì)能源效率的影響也可能存在差異。因此,本文對(duì)高鐵開(kāi)通前后不同地區(qū)的能源效率變化進(jìn)行異質(zhì)性回歸分析。結(jié)果如表6 所示??梢杂^察到,高鐵開(kāi)通對(duì)西部具有更顯著的正向影響,這可能是因?yàn)楦哞F開(kāi)通帶來(lái)的擴(kuò)散效應(yīng)帶來(lái)了技術(shù)、生產(chǎn)等要素的流動(dòng),因此更為惠及我國(guó)較不發(fā)達(dá)的西部地區(qū)。而東部、中部與東北部系數(shù)不顯著,說(shuō)明高鐵開(kāi)通對(duì)該地區(qū)能源效率影響較小。
2. 中心城市與非中心城市
本文考察了中心城市與非中心城市交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響,結(jié)果如表7 中第(1)列和第(2)列所示。結(jié)果顯示,在中心城市開(kāi)通高鐵對(duì)能源效率沒(méi)有顯著影響,但在非中心城市開(kāi)通高鐵的影響系數(shù)在1%的顯著性水平下顯著為正,這再一次說(shuō)明高鐵開(kāi)通主要通過(guò)發(fā)揮擴(kuò)散效應(yīng),加快要素流動(dòng),從而提升能源效率,因此對(duì)于落后地區(qū)的能源效率提升效應(yīng)更為顯著。這一結(jié)果與東中西部異質(zhì)性分析結(jié)果相互印證。
3. 資源稟賦型城市與非資源稟賦型城市
考慮到能源效率的提升可能會(huì)受到地區(qū)資源稟賦的影響,本文從資源稟賦型城市與非資源稟賦型城市兩個(gè)方面,考察了交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)能源效率的影響。異質(zhì)性檢驗(yàn)結(jié)果如表7 第(3)列和第(4)列所示??梢杂^察到,資源稟賦型城市和非資源稟賦型城市高鐵開(kāi)通的系數(shù)分別在10%和1%的顯著性水平下顯著為正,并且后者的系數(shù)高于前者,這表明高鐵開(kāi)通在提升能源效率方面對(duì)非資源稟賦型城市的影響更大。這可能是因?yàn)楦哞F作為客運(yùn),主要通過(guò)加快人力資本流動(dòng),從而帶動(dòng)技術(shù)流、資金流擴(kuò)散,而資源稟賦型城市大多發(fā)展的是資源型產(chǎn)業(yè),因此對(duì)資源稟賦型城市的影響較小。
(四)機(jī)制分析
表8 報(bào)告了機(jī)制分析的回歸結(jié)果。表中第(1)列報(bào)告了市場(chǎng)一體化的回歸結(jié)果??梢园l(fā)現(xiàn),市場(chǎng)一體化程度系數(shù)在1%的顯著性水平下顯著為正,表明高鐵開(kāi)通可以使市場(chǎng)一體化程度提高,這與理論預(yù)期一致。高鐵開(kāi)通提高了區(qū)域之間的可達(dá)性,使原本較為孤立的市場(chǎng)可以快速接入更大的統(tǒng)一市場(chǎng),為人才的流動(dòng)創(chuàng)造條件。如表8 中第(2)列所示,高鐵開(kāi)通變量系數(shù)顯著為正,說(shuō)明高鐵開(kāi)通加快了勞動(dòng)力遷移。而隨著人才在各區(qū)域間流動(dòng),其帶來(lái)的知識(shí)、技術(shù)在各區(qū)域間也加速擴(kuò)散,如表8 中第(3)列所示,高鐵開(kāi)通的系數(shù)在1%的顯著性水平下顯著,說(shuō)明高鐵開(kāi)通加快了技術(shù)擴(kuò)散和流動(dòng)。與此同時(shí),勞動(dòng)力加速遷移也會(huì)降低溝通成本和交易成本,促進(jìn)企業(yè)之間形成合作,加快資金流動(dòng)[見(jiàn)表8 第(4)列],為經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入新活力??傊哞F開(kāi)通會(huì)加快人流、技術(shù)流和資金流等要素的流動(dòng),這再次印證高鐵開(kāi)通正是通過(guò)促進(jìn)市場(chǎng)一體化這一重要的機(jī)制發(fā)揮作用進(jìn)而影響能源效率的,假設(shè)2 成立。
五、結(jié)論和政策建議
持續(xù)提升能源效率是推動(dòng)高質(zhì)量發(fā)展、實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)的重要路徑,而目前學(xué)界關(guān)于交通基礎(chǔ)設(shè)施影響能源效率的研究尚存在爭(zhēng)議。本文基于理論和實(shí)證考察交通基礎(chǔ)設(shè)施影響能源效率的程度與機(jī)理。研究結(jié)果表明,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)可以顯著提升區(qū)域能源效率,在多種穩(wěn)健性檢驗(yàn)下,這一結(jié)論都非常穩(wěn)健。此外,交通基礎(chǔ)設(shè)施在西部地區(qū)、非中心以及非資源稟賦型城市中的能源效率提升作用要更為明顯。進(jìn)一步的機(jī)制分析表明,交通基礎(chǔ)設(shè)施可以促進(jìn)區(qū)域市場(chǎng)一體化、加快要素流轉(zhuǎn),從而有效提升能源效率?;诖耍疚奶岢鋈缦抡呓ㄗh:
首先,地方政府應(yīng)繼續(xù)加大交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度,以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展和區(qū)域均衡發(fā)展。我們發(fā)現(xiàn),交通基礎(chǔ)設(shè)施投資在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)綠色可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮著顯著作用,能夠提高區(qū)域能源效率,同時(shí)促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的整體進(jìn)步。此外,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提升能效的作用在西部和非中心城市等經(jīng)濟(jì)較為落后的地區(qū)要更明顯,表明該政策對(duì)于區(qū)域均衡發(fā)展也具有重要意義。因此,地方政府應(yīng)優(yōu)先考慮在這些較為落后的地區(qū)實(shí)施基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目,并制定各區(qū)域的長(zhǎng)期交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展規(guī)劃。同時(shí),確保持續(xù)地投資,以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效益。
此外,對(duì)于非資源稟賦型城市地方政府而言,交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也是一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的公共政策。這些城市通常缺乏自然資源優(yōu)勢(shì),地方政府需要探索其他途徑來(lái)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)。交通基礎(chǔ)設(shè)施投資是這些城市促進(jìn)經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的重要策略之一。它不僅能夠增強(qiáng)區(qū)域的連通性和可達(dá)性,還能夠通過(guò)提高能源效率來(lái)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的綠色轉(zhuǎn)型。為充分發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施的積極作用,非資源稟賦型城市地方政府應(yīng)不斷優(yōu)化交通網(wǎng)絡(luò),提高交通系統(tǒng)的效率和可靠性,同時(shí)降低能源消耗和排放。
最后,地方政府應(yīng)加快打造統(tǒng)一的要素資源市場(chǎng),暢通交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮能效提升作用的渠道機(jī)制。本文結(jié)論表明,隨著經(jīng)濟(jì)一體化的不斷發(fā)展,交通基礎(chǔ)設(shè)施的改良更有效地促進(jìn)要素流動(dòng),提高能源利用效率,這印證了黨中央提出的“加快建設(shè)全國(guó)統(tǒng)一大市場(chǎng)”的必要性和重要性。一方面,地方政府應(yīng)減少對(duì)市場(chǎng)活動(dòng)的直接干預(yù),轉(zhuǎn)而運(yùn)用市場(chǎng)化手段優(yōu)化土地、資本、技術(shù)、勞動(dòng)力等要素的配置,以提高要素的使用效率和流動(dòng)性。另一方面,加強(qiáng)交通基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè),促進(jìn)各地交通基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通。同時(shí),建立區(qū)域交通合作機(jī)制,促進(jìn)資源共享和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),推動(dòng)區(qū)域一體化發(fā)展。
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〔執(zhí)行編輯:劉自敏〕