空间杜宾模型在应用中的新进展

王海南

摘 要：空间计量经济学的发展在近几年的计量研究中受到广泛关注，应用领域几乎涉及社会生活的各个方面。空间杜宾模型的研究领域主要涉及经济增长、环境、知识创新等方面，金融、政治等领域相对较少，但研究空间较大。

关键词：空间经济计量；空间杜宾模型；权重矩阵；知识与创新

一、经济增长与收敛研究

经济增长与收敛研究与应用主要集中在经济增长的外溢性与区域经济收敛性研究上，这些都在经济增长与区域发展提供了有效借鉴。

Lei等（2010）基于1991年-2007年县域地区数据，利用空间杜宾模型，对中国县域经济增长的外溢性进行分析，得出如下结论：中国县域经济具有显著的外部相关性；在初期，收入水平对相邻地区具有直接的正向促进作用，但是物质资本积累的竞争效应对周边地区具有负外部性，控制了空间效应后，中国县域经济增长的收敛效应仍然存在，中部地区经济收敛速度快，西部地区收敛速度慢，东部沿海地区没有明显的经济收敛证据。Seya等（2012）对20世纪90年代日本经济泡沫破裂之后的区域经济收敛性进行研究，利用简化了的贝叶斯空间杜宾模型，考虑空间相关性和空间异质性，发现无论是否考虑空间相关性，日本经济在1990年-2007年都存在β收敛，为探究日本经济提供了有益借鉴。

张浩然、衣保中（2012）认为省级面板数据偏大，难以考察城市层面基础设施的空间溢出性对区域全要素生产率的影响，因而基于中国266个城市的面板数据，利用空间面板杜宾模型对上述问题进行探究。其采用地级市中心之间的距离的倒数作为空间权重矩阵的设立依据，有力推进空间权重矩阵的科学设定。叶明确、方莹（2013）基于出口内生模型，运用面板数据分位数方法，在构建空间杜宾模型的基础上，对我国出口贸易量和全要素生产率增长的关系进行探究。与传统的最小二乘回归法相比较，空间杜宾模型和数据面板分位数的运用使得参数估计值得显著性明显提高，说明回归结果对现实具有更强的解释力。但权衡各方面相关性关系方面以及我国31个省市经济联系复杂多变性，其采用的空间邻接矩阵仅以地理位置是否邻近作为空间相关关系的衡量还有待完善。

二、环境领域应用

关于环境领域的研究主要集中在区域经济、工业经济与增长效应，环境政策的制定与碳排放的研究与应用上，这些研究方面虽有所进展，但研究并不完善。

赵霄伟（2014）在对环境规制和环境规制竞争对地区工业经济增长的研究中，基于2004年-2009年的地级市的工业面板数据，利用空间杜宾面板模型，采用极大似然估计方法，对地理空间权重矩阵、经济空间权重矩阵、人口规模空间权重矩阵三种权重矩阵，在全国层面和地区层面环境规制和规制竞争对经济增长的影响进行深入研究，发现东部和东北部对工业经济增长具有正向作用，中部地区具有负向效应，而西部地区的增长效应不显著，为我国合理制定针对地区特殊性的环境政策提供参考价值。但是尚未对三种权重矩阵的解释能力进行对比分析，值得进一步研究。彭文斌等（2014）在对环境规制对污染产业空间演变的研究中，首先利用莫兰指数进行全域空间自相关和局域空间自相关性检验，并用莫兰散点图和LISA集聚地图对我国污染产业的空间集聚特征及其显著性进行分析，将空间面板杜宾模型与传统计量模型的估计结果进行对比，将环境规制对污染产业的空间转移找到新的研究方向，对我国环境政策的制定及环境友好型社会的建设献计献策。但是文章未对估计结果进行深入检验，仍有有待完善之处。何军（2015）在测算全国30个省市1997年-2013年CO2排放量的基础上，运过空间杜宾模型，对中国区域碳排放的影响因素进行较为深入的实证分析发现，我国区域碳排放的空间收敛性受到城镇化水平、能源强度、建筑业总产值和规模以上工业产值等指标的影响，并且，城镇化率和规模以上工业产值对相邻地区的碳排放有显著的挤出效应，能源强度则对邻近地区的碳排放水平具有溢出效应。

三、知识与创新领域应用

在知识创新领域，杜宾模型将区域、地理、空间与经济发展进行综合，研究知识资本与创新能力的外溢性与对经济发展的作用。这个方面研究于应用较多。

Scherngell等（2014）利用中国29个省市制造业的面板数据，从空间计量经济角度对中国区域内知识资本和区域外知识资本对中国生产力的影响进行实证分析，利用LM单位根检验纠正残差的空间自相关检验，运用空间杜宾模型发现，1988年-1997年知识资本对生产率的影响较小，1998年-2007年，知识资本生产率具有显著正向作用，且具有较明显的空间溢出效应。刘满凤、唐厚兴（2010）通过空间杜宾模型对知识外溢性进行深入研究，发现区域知识存在明显外溢性，但是通过不同阶数空间权重的计算结果对比，否定了知识在一阶邻接矩阵下溢出效应最明显这一直觉观念，并求得最优溢出距离为三阶。这表明知识溢出并不是随着距离严格递减，可能在较高阶条件获得更大溢出效应，为空间权重矩阵、空间杜宾模型在实践中的应用开拓思路。程鹏（2014）将空间杜宾模型运用于知识创新领域，对高校R&D活动与区域创新能力的关系进行探究，并将空间杜宾模型的分析结果与传统的计量模型、空间滞后模型、空间自相关模型的结果进行对比分析。在空间权重矩阵的选择上，将地理位置与经济距离同时纳入考查范围，在距离权重矩阵的基础上加入经济距离的衡量，建立经济距离权重矩阵，进一步验证了空间杜宾模型在对社会科学领域研究中的重要性。周文通、陆军（2015）利用空间杜宾模型对京津冀生产性服务业发展的面板数据进行分析，通过模型检验和空间溢出度的测定发现，空间杜宾面板模型比传统的面板模型能更好地模拟各项公共支出对京津冀生产性服务业的影响。

四、社会生活研究

在社会生活研究方面，主要集中在时空效应、混合效应与空间溢出效应在政治竞争、城镇化等方面的研究，在一定程度上弥补了其他方法的缺陷。

Elhorst（2009）将空间杜宾固定效应模型运用到法国部门之间政治竞争的研究中，将空间效应和时间效应同时纳入考查范围，将任何可能引起解释变量、被解释变量及滞后项相关性的因素排除，并发明Matlab程序，为推进空间计量经济模型在实证研究中的应用具有重要作用。Yang等（2015）认为，前人关于死亡率影响因素的研究都忽略了空间相关性，而空间杜宾模型可以弥补最小二乘法等传统计量方法的缺点，对空间滞后等空间相关性问题加以处理，利用空间杜宾模型对美国死亡率的县级空间结构进行探索，证实县级死亡率对周边地区具有外溢性。徐敏、姜勇（2014）将空间杜宾模型运用到市场化对城镇化的作用机理研究中，通过莫兰指数检验和LM及稳健LM统计量检验发现城镇化具有空间相关性，引入空间计量模型；通过Wald统计量和LR统计量检验确定选用空间杜宾模型，消除空间相关性产生的估计误差；通过Hausman检验结果选择固定效应模型；将混合效应、空间固定效应、时间固定效应、时间和空间固定效应的估计结果进行对比，发现空间固定效应下的空间杜宾模型对现实中国市场化对城市化的影响机制具有更好的解释力，为我国城镇化的推进提供有益借鉴。徐家鹏等（2015）借鉴Lesage等人（2009）提出的空间回归模型偏微分方法，运用空间杜宾模型偏微分方法，对中国1998-2013年各省市城镇化对省域城乡收入差距的空间溢出效应进行深入的实证研究，将空间效应分解为直接效应（对区域内的影响）和间接效应（对区域间的影响），使得模型回归系数更为合理。

总之，空间杜宾模型的应用与研究不仅在这些领域，这里仅仅是集中总结了主要的研究领域及其研究的进展与实施应用情况，空间杜宾模型的研究与应用还应用在其他各个空间经济计量领域，通过对空间杜宾模型的研究初探，为空间计量研究提供一定的思路与研究的方向。

参考文献：

[1]Seya H.，M.Tsutsumi，Y.Yamagata.Income convergence in Japan： A Bayesian spatial Durbin model approach[J].Economic Modelling，2012，29.

[2]Lei T.，H.Wang，Y.Chen.Spatial externalities in China regional economic growth[J].China Economic Review.2010，21.

[3]Scherngell T.，M.Borowieck， Y.Hu.Effects of knowledge capital on total factor productivity in China： A spatial econometric perspective[J].China Economic Review，2014，29.

[4]Elhorst， J. P.， S. Fréret. Evidence of Political Yardstick Competition in France using A Two-Regine Spatial Durbin Model with Fixed Effects[J].Journal of Regional Science， 2009，49.

[5]Yang T.C.，A.J.Noah， C.Shoff.Exploring Geographic Variation in US Mortality Rates Using a Spatial Durbin Approach，Popul[J].Space Place，2015， 21.

[6]张浩然，衣保中.基础设施、空间溢出与区域全要素生产率——基于中国266个城市空间面板杜宾模型的经验研究[J].经济学家，2012，02.

[7]叶明确，方莹.出口与我国全要素生产率增长的关系——基于空间杜宾模型[J].国际贸易问题，2013，05.

[8]赵霄伟.环境规制、环境规制竞争与地区工业经济增长——基于空间Durbin面板模型的实证研究[J].国际贸易问题，2014，07：82-92.

[9]彭文斌，吴伟平，邝嫦娥.环境规制对污染产业空间演变的影响研究——基于空间面板杜宾模型[J].世界经济文汇，2014，06：99-110.

[10]何军.城市化、工业化对中国区域碳排放影响研究——基于空间DURBIN模型的实证分析[J].改革与开放，2015，02：69-70.

[11]程鹏.高校R&；D知识溢出与区域创新能力——基于空间杜宾模型的实证研究[J].教育与经济，2014，06：60-68.

[12]刘满凤，唐厚兴.基于空间Durbin模型的区域知识溢出效应实证研究[J].科技进步与对策，2010，18：28-33.

[13]周文通，陆军.公共支出对京津冀生产性服务业发展影响研究——基于空间面板杜宾模型的实证分析[J].商业经济研究，2015，30：138-140.

[14]徐敏，姜勇.中国的市场化进程推动了城镇化发展吗——来自空间杜宾模型的经验证据[J].财经科学，2014，08：109-119.

[15]徐家鹏，夏显力，张琛.城镇化、空间溢出与省域城乡收入差距——基于空间杜宾模型偏微分方法及中国的实证[J].农村经济，2015，11：41-49.