物流设施的外部经济性研究与实证分析

张锦，陈以衡（西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都610031）



物流设施的外部经济性研究与实证分析

张锦，陈以衡
（西南交通大学交通运输与物流学院，四川成都610031）

摘要：物流设施是社会经济正常运营的重要保障，存在着明显的外部性，但尚缺乏系统、定量的研究，难以为政府决策提供有效依据。本文在回顾相关研究文献的基础上，从区域经济、产业结构与集聚、对外贸易、企业竞争力、居民收入5个方面，定性分析了物流设施的经济外部性；结合协整检验、向量误差修正模型、格兰杰因果检验，针对物流设施投资建设以及建成运营两个阶段，基于我国1998～2013年数据，实证分析了物流设施在以上5个方面的外部性，并认为推动区域经济发展的外部性最为显著。依此提出科学规划、推进物流设施建设，基于其外部性，优化项目立项、审批的流程与准则；对建设、运营企业给予适当优惠政策，创造良好发展环境；鼓励采用PPP、ABS等模式筹措建设资金三项政策建议。

关键词：物流设施；外部性；协整分析；向量误差修正模型；格兰杰因果检验

一、引言

物流设施是指提供物流相关功能和组织物流服务的场所，包括物流园区、物流中心、配送中心、各类运输枢纽、场站港、仓库等。[ 1 ]截至2013年，物流设施支撑我国物流业实现社会物流总额197.8万亿元，全国在建、运营或规划物流园区754个（2012年），铁路营运里程10.31万公里，公路435.62万公里，内河航道12.59万公里，沿海生产用万吨级泊位1524个。作为社会物流活动的载体，物流设施通过提供物流服务，支撑着社会生产和商品流通，在社会经济发展中发挥着纽带作用，广泛地影响着社会经济各个部门，是社会经济正常运行的基本保障。但作为一类基础设施，其盈利渠道往往较少，创造的实际价值长期被其他经济主体分享或无偿占有，建设运营方财务压力较大，造成了在经济较不发达地区推动物流设施的建设较为困难。因此，在定性地分析物流设施各项外部性后，对其定量测算能够为政府及投资方在项目立项审批、建设运营模式选择、利益分配及税收政策方案的制定等方面提供决策支持，在区域经济增长、工商企业发展、人民生活水平改善及投资建设方利益之间寻求平衡。

二、文献回顾

现有针对物流设施外部经济性（以下简称“外部性”）的研究比较分散，系统性的成果较少，主要集中在区域经济、产业结构与集聚、对外贸易、企业竞争力、居民收入5个方面。

在区域经济方面，关于铁路、公路等物流设施对经济的影响尚存争论。[ 2-3[ 4 ]发现基础设施对经济增长存在正向外部性；张学良[ 5 ]测算出铁路、公路、航道等的建设对区域经济增长的产出弹性值合计约为0.05至0.07；刘俊华等[ 6 ]通过实证分析认为，增加物流设施投资可以促进经济增长，物流设施建设与经济增长之间具有长期稳定的均衡关系；范月娇等[ 7 ]发现港口对港口城市的经济增长具有显著正向溢出效应。

在产业结构与集聚方面，万欢[ 8 ]指出，物流设施投资可显著地优化产业结构，有助于第三产业占比提升；韦琦[ 9 ]通过实证分析发现，我国制造业与物流业之间存在着长期均衡关系，物流业是制造业发展的格兰杰原因。

在对外贸易方面，鲍伊斯（Bougheas S.）等[ 10 ]指出，基础设施的投资建设可以通过降低物流成本的方式促进对外贸易；刘生龙等[ 11 ]通过实证分析认为，铁路可达性的改善对我国对外贸易产生显著的正向影响；王晓东等[ 12 ]基于31个国家和地区的双边对外贸易数据，指出物流设施的建设对双边对外贸易的促进非常明显。

在企业竞争力方面，谢莉（Shirley C.）等[ 13 ]通过实证分析发现，美国高速公路的投资有助于降低企业的库存水平，提升企业竞争力；梁红艳[ 14 ]研究发现，通过建设物流设施、发展物流外包服务等方式，物流业可以通过降低生产成本、交易成本、促进垂直分工深化等途径，有效提升制造企业效率；刘秉镰等[ 15 ]通过实证分析认为，高等级公路设施能够显著降低制造企业库存成本，提升企业竞争力。

在居民收入方面，王志涛等[ 16 ]指出，包括铁路、公路、港口等物流设施建设的投资与城镇居民收入之间存在长期均衡关系，是城镇居民收入的格兰杰原因；张建升[ 17 ]基于我国1998～2007年的省级面板数据，认为物流设施建设强度和物流业发展水平每提高1%，在提升居民收入的同时，还将缩小东部城乡收入差距1.45%，中部13.41%，西部0.68%。

总体而言，现有针对物流设施外部性的研究方法、手段较多，在外部性的各个方面上也形成了一定的成果，但缺少系统地从理论层面上分析物流设施的各项主要外部性，也没有针对物流设施投资建设与运营的不同阶段逐一进行实证，更缺乏将定量分析结果进行横向对比的研究。

三、定性分析

外部性概念起源于英国经济学家马歇尔的著作《经济学原理》，也称溢出效应。关于外部性的定义尚无统一标准，本文认同萨缪尔森对于外部性的定义，即在缺乏任何相关交易的情况下，一方承受了由另一方的行为所导致的后果。在现代经济学理论体系中，外部性包括成本外部化、收益外部化和风险转嫁。[ 18 ]就物流设施来说，其所提供的物流基础服务及物流增值服务，如运输、仓储、物流金融、物流咨询等，均有对应的收益，但其对经济、[ 19-20 ]产业、[21-26 ]贸易[ 27-28 ]等的促进，物流设施的运营主体却无直接收益（如表1所示），所以物流设施的外部性主要来自于收益外部化，由此定义物流设施外部性如下：

定义：物流设施外部性是指物流设施的建设运营主体除了与物流服务相关的收入外，并不能享有物流活动所创造的全部价值。

具体而言，物流设施作为物流网络的主要组成部分，是物流服务的实际载体。由于物流服务的专业性、物流网络的可达性等，物流设施将直接影响其主要客户——国民经济各部门的运行效率。同时，经济发展又与产业结构、对外贸易息息相关。从微观上看，物流成本、贸易成本的高低，将直接影响企业的生产成本及效率，并最终传递到物价之上，进而作用于居民生活水平。综上所述，选取区域经济、产业结构与集聚、对外贸易、企业竞争力、居民收入5个方面，作为物流设施外部性的主要研究内容。

1.区域经济方面

表1　物流设施创造的价值与获得的收益

在区域经济方面，物流设施的外部性体现为促进经济增长。由于通道型的物流设施如铁路、公路、航道等多起到增加区域内各大经济节点可达性的作用，节点型的物流设施如物流园区、中心、港口码头等多处于各大经济节点之内，是物流、信息流、资金流的汇聚点。对于物流业本身来说，物流设施内完善的基本条件、服务设施及政策环境会吸引更多物流企业入驻，形成物流产业集聚地，使得区域内其他产业获取更低价、优质、专业的物流服务成为可能，由此影响全要素生产率（Total Factor Productivity，TFP）及企业区位选择的变化，[ 29]进一步加速生产要素的流通，刺激各类需求的发生，促进分工和专业化水平的提升，引起区域经济产出、投资[30]等的变化，最终成为促进经济增长的动力之一。

2.产业结构与集聚方面

在产业结构与集聚方面，物流设施的外部性体现为促进产业结构优化与集聚。由于物流设施中铁路、公路等交通基础设施的空间溢出效应，其将为如批发零售业、信息业、金融业等提供更多的发展机会，同时，促进信息交流及技术扩散，[ 31 ]使得产业结构由第一产业向第二、第三产业推进，由劳动密集型向资本、技术密集型演进，[ 32 ]优化区域产业结构。另外，在推动区域产业集群形成上，除了集聚物流产业，对其他产业通过规模效应形成物流成本的洼地以及物流服务水平的高地，吸引企业围绕或依靠物流设施进行发展，共享经济效益及劳动市场，逐步从分散状态转移为集中状态，在区域内形成“发展极”，提升产业集聚度，推动产业集群的形成。

3.对外贸易方面

在对外贸易方面，物流设施的外部性体现为促进对外贸易的开展。物流设施网络通过支撑专业、高效的干线运输、多式联运等物流服务，使各地的时空距离进一步缩小，物流成本进一步降低，促进企业间商品交易的进行和扩大；物流设施以物流服务支撑内陆口岸、保税区、无水港等设施的建设，使进行对外贸易的门槛逐步降低，促进对外贸易的达成。另外，物流设施将降低边界效应，[ 33 ]促进区域经济的一体化，更大程度地支撑区域间商品交易繁荣。

4.企业竞争力方面

在企业竞争力方面，物流设施的外部性体现为提升企业竞争力。由于物流设施的建设完善了物流网络的结构，提升了物流网络的运作效率，降低了工商企业在使用物流网络时的磨损及交易成本。[ 34 ]另外，物流设施是物流产业的集聚地，可以通过规模效益降低物流企业运作的成本，并通过市场竞争，提升物流企业服务水平，促进各类物流服务价格的合理化，形成一批优质供应商，[ 35 ]工商企业可通过物流外包在降低自身物流成本的同时，专注于企业核心业务，以更低的物流成本获取更大的利润空间，改善经营情况，提升综合竞争力。

5.居民收入方面

在居民收入方面，物流设施的外部性体现为增加居民收入。物流设施作为一项要素投入，其建设已经被论证可以提高居民收入；[ 36 ]同时，物流设施也将提升企业的盈利能力，使得其员工收入得到保障并获得提升；再有，物流设施对产业结构的调整效应以及对基础设施密集型产业的集聚效应，将有效地提升居民的薪酬待遇水平。

四、实证检验

1.研究方法与指标选取

在上述定性分析的基础上，选取两类指标。其一是物流设施投资建设运营指标（以下简称“物流类指标”），代表物流设施投资建设运营情况；其二是外部性指标，代表区域经济、产业结构、对外贸易、企业竞争力、居民收入。根据计量经济学相关理论，建立计量经济模型，运用协整分析（Jo⁃hasen协整检验）、向量误差修正模型（Vector error correction model，VECM）、格兰杰（Granger）因果关系检验，求取外部性指标与物流类指标之间的长期均衡、短期动态及格兰杰因果关系，对物流设施的外部性进行实证。各变量同阶单整，且必须同时满足以下3个条件：

条件1：通过Johasen协整检验，表明物流类指标与外部性指标间长期均衡关系存在，物流类指标回归系数为正并通过显著性检验；

条件2：VECM方程中误差修正项通过显著性检验，且系数满足反向修正原则；

条件3：拒绝物流类指标不是外部性指标格兰杰原因的假设。

条件1表明物流设施的外部性可能存在且是长期的；条件2表明物流设施的外部性在遭遇短期波动时，可以自发调整回稳定状态，保持长期性；条件3表明物流设施的投资建设或运营优化，在时间上先于各外部性指标优化发生，可以认为外部性指标对应的物流设施外部性成立。计量过程均通过Eviews8.0及MATLAB2012b实现。

在指标方面，设置2大类、7小类指标。

（1）物流设施投资建设及运营效率指标

设置2个指标，分别为物流设施投资LI、物流网络运营效率LE。其中，LI为各年我国交通运输、仓储和邮政业、批发和零售业固定资产投资总额；[ 37 ]LE为我国铁路、公路、水运货物周转量之和与我国物流网络密度之商，其中物流网络密度为我国铁路营业里程、内河航道里程、公路里程之和与国土面积之商。LI对应处于投资建设阶段的物流设施，LE对应建成后处于运营阶段的物流设施，两者对应的时间阶段不同，用以验证物流设施在不同时间阶段的外部性。

（2）外部性指标

设置5个指标，分别为区域经济总量EG、产业结构与集聚EC、对外贸易ET、企业竞争力EE、居民收入EI。其中，EG为各年我国国内生产总值；EC为第三产业增加值与从业人口之比；[38 ]ET为进出口贸易总额；EE为规模以上工业企业利润总额与主营业务成本之比；EI为城镇居民人均可支配收入。

样本区间选择1998年至2013年，数据来源为《中国统计年鉴》及各省市统计年鉴。考虑到指标受价格因素影响，均采用相应指数进行平减；为了消除异方差性，各指标的时间序列均取对数处理。

2.模型构建

基于以上的研究方法，构建外部性指标与物流类指标间的计量经济模型：

E=u+aL+βt+c（1）

式（1）中，E为外部性指标；L为物流类指标；u为随机扰动项；t为时间趋势项；c为常数项；α、β为回归系数。时间趋势项视协整检验假设及显著性检验结果决定存留。

3.数据处理与检验

（1）平稳性检验

为避免出现“伪回归”现象，在进行模型回归时，需要预先对时间序列进行平稳性检验，若原序列是平稳的，则记为I（0）过程；若原序列X的d阶差分序列Xd是平稳的，则记Xd为I（1）过程。本文选用ADF（Augmented Dickey-Fuller）法，检验结果如表2所示。

表2　各指标ADF单位根检验结果

由表2可知，各时间序列的原序列均不平稳，但1阶差分后均平稳，故所有变量均为1阶平稳序列，即为I（1）过程，它们之间的某个线性组合可能是平稳的，可能存在长期均衡关系即协整关系。

（2）协整检验

本文选用Johasen协整检验法来求取变量间的协整关系。基于赤池（Akaike Information Criteri⁃on，AIC）准则及施瓦茨（Schwarz Criterion，SC）准则选取合适的滞后阶数，并以该滞后阶数减1作为协整检验的滞后阶数，协整检验结果如表3所示。

由表3可知，除了lnEI与lnLI之外，每组外部性指标均与物流类指标的组合，其迹检验t统计值均超过5%显著性水平下临界值（lnET与lnLE间为10%），拒绝不存在协整关系的假设，即两者之间最多存在1个协整关系；lnEI与lnLI之间存在2个协整关系。lnEC与lnLE间的协整关系由于ln⁃LE项系数为通过显著性检验；lnEI与lnLE之间的协整关系，由于ln⁃LE系数为负，以上两组变量未满足条件1。

（3）向量误差修正模型

协整关系只能说明各序列间的长期均衡关系，还需借助将短期波动与长期均衡联系在一起的VECM模型，检验当出现一个大范围的短期波动时，各内生变量是否收敛于他们的长期协整关系，以及短期部分调整是否可以修正长期偏离。通过Eviews8.0估算出以各外部性指标为被解释变量、各物流类指标为解释变量的误差修正模型，其误差修正项系数如表4所示。

表3　各变量之间协整检验结果

表4　各VECM模型误差修正项系数

由表4可知，当∆lnET被∆lnLI解释时，其误差修正项系数为0.096，不符合反向修正机制；当∆lnEC被∆lnLE解释以及当∆lnEI被∆lnLE解释时，其误差修正项未通过显著性检验。以上3组变量未满足条件2。其余情况下，当短期波动偏离长期均衡时，各误差修正项将以不同力度将非均衡状态拉回均衡状态。

（4）格兰杰因果关系检验

格兰杰因果关系检验用以确定变量X的滞后项是否包含在另一变量Y的方程之中，即判断X与Y的变化在时间上的先后顺序，各指标间检验结果如表5所示。

由表5可知，有4类结果。其一，拒绝lnLI不格兰杰导致lnET的假设，但接受lnET不格兰杰导致lnLI，该组变量间的格兰杰因果关系与其协整关系相悖；其二，lnLE与lnEI无格兰杰因果关系，以上两类结果未满足条件3；其三，lnLI与lnEI互为格兰杰因果关系，满足条件3；其四，其余各变量组合的格兰杰因果关系与协整关系相符，以上两类结果满足条件3。

表5　各指标间格兰杰英因果检验结果

表6　物流设施外部性检验结果

4.结果分析

汇总上述协整检验、向量误差修正模型、格兰杰因果关系检验的结论，结合上述构建的3个外部性判断条件，得到物流设施各项外部性存在与否的判断结果如表6所示。

由表6可知，在物流设施的投资建设阶段，其外部性主要体现在促进经济增长、促进区域产业结构优化与集聚、提升企业竞争力及增加居民收入方面，在对外贸易方面的外部性不显著。在外部性的弹性上，物流设施的投资建设对企业竞争力的提升最为显著，每增加1个单位的物流设施建设投资，可带动企业竞争力上升0.762个单位，企业受益于物流设施投资建设带来的各类需求，获取单位利润所需的成本更低；其次为居民收入，可带动城镇居民收入提升0.515个单位，居民在受益于供职企业利润上升的同时，也受益于物流设施建设带来更多的就业机会、更细的产业分工、更专业化的生产等，收入得以提高；再次为经济发展，可带动经济总量上升0.352个单位，物流设施的投资建设，一方面带动区域内外物流产业链的发展，另一方面促进钢铁、水泥、建材、机械等产业发展，消化过剩产能，助推产业转型，同时，建设队伍的消费也刺激了农副产品销售和第三产业的快速增长，最终带动区域经济；最后为产业集聚，可提升第三产业集聚度0.119个单位，物流设施的投资建设将迅速在区域内形成产业集聚区，吸引企业入驻，由此带来商流、物流、信息流等，促进生产性服务业、商业饮食业、金融保险业等第三产业的集聚，进一步优化产业结构。

在物流设施建成后的运营阶段，其外部性主要体现在促进经济增长、促进对外贸易的开展，对产业结构、企业竞争力、居民收入的外部性不显著。在外部性的弹性上，物流设施运营效率的提升进一步加强了规模效应，为更细的产业分工及区域间产业联动发展创造了条件，同时，运营效率的上升一般伴随着物流产业的升级，第一、第二产业在各类更为专业化的物流服务支撑下，得以在更低的生产成本、流通成本、交易成本下运行，并激发更多的第三产业需求，最终共同提升经济总量上升0.875个单位；同时，物流设施改变了区域的交通可达性，其承载的各类国内国际物流服务进一步降低了区域间的时空距离，使得区域间边界效应显著下降，最终带动对外贸易总量上升0.413个单位。

统筹物流设施投资建设阶段及建成后运营阶段看，其始终对于经济发展具有外部性，且运营效率提升的外部性带动的经济总量显著高于投资建设的外部性，可知对于经济发展的带动是物流设施最为主要的一项外部性。

五、主要结论及政策建议

本文通过定性分析，得到物流设施的外部性主要体现为5点，即促进经济增长、区域产业结构优化与集聚、对外贸易开展、提升企业竞争力、增加居民收入；在此之后，应用协整分析，结合向量误差修正模型及格兰杰因果检验，基于1998—2013年数据，针对物流设施投资建设期以及物流设施建成运营期两个不同的阶段，定量分析了物流设施的外部性，得到以下结论：

（1）在投资建设期，在外部性的具体影响上，企业竞争力>居民收入>区域经济>产业结构优化与集聚，对外贸易外部性不显著；

（2）在建成运营期，区域经济>对外贸易，产业结构优化与集聚、企业竞争力、居民收入的外部性不显著；

（3）综合来看，带动区域经济发展是物流设施最主要的外部性。

上述的研究结果具有以下政策涵义：

（1）科学规划、推进物流设施建设，改变现有项目立项、审批流程与准则，优化可行性研究报告中经济效益的计算方法，将外部性考虑在内，提升间接效益所占比重，推动物流项目立项建设，使之在实现消化过剩产能的同时，助力我国产业转型及经济增长。

（2）对物流设施建设、运营企业给予适当优惠政策，创造良好发展环境。将物流设施的各项外部性适当内部化，提升物流企业积极性，促进物流业发展水平与区域经济发展水平同步提高。

（3）鼓励采用公私合作（PPP）、资产证券化（ABS）等模式为物流设施建设筹措资金。为经济不发达地区建设物流设施提供资金保障，带动经济发展，促进对外贸易，优化产业结构，提升企业竞争力及人民生活水平。

＊本文受国家社会科学基金资助项目“城市物流网络运行机理与演化机制研究”（项目编号：11BJL054）、四川省科技厅软科学项目“内陆地区国际物流通道规划理论与应用研究”（项目编号：2013ZR0036）资助。

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责任编辑：方程

The Empirical Study of Externality in Logistics Infrastructure

ZHANG Jin and CHEN Yiheng
（Southwest Jiaotong University，Chengdu，Sichuan610031，China）

Abstract：Logistics infrastructure is a vital support for social economic operation；and it has obvious externality. However，without conducting systemic and quantitative research on this，it is difficult for us to provide a guidance for government decision. The authors carry out the quantitative analysis on the externalities of logistics infrastructure from the aspects of regional economy，industrial structure and integration，trade，industrial competitiveness，and incomes on the basis of reviewing the related research literatures. Using Johansen Cointegration Test，Vector Error Correction Model，Granger Causality Test with data from 1998 to 2013，the authors prove the externality of those 5 aspects mentioned above quantitatively in the period of investment and construction of logistics infrastructure and the period of operation，which shows that developing regional economy is one of the most important externalities. Moreover，the authors put forward a scientific plan including propelling the construction of logistics infrastructure，spending more efforts on giving support to construction project of key logistics infrastructure，providing preferential policies to logistics infrastructure construction companies and operation companies，creating an excellent environment for them to develop，and encouraging them to use PPP，ABS models to collect money for the construction of logistics infrastructure.

Key words：logistics infrastructure；externality；Cointegration Analysis；VECM；Granger Causality Test

[作者简介]张锦（1963—）,男，四川省广元市人，西南交通大学交通运输与物流学院教授，博士生导师，主要研究方向为物流系统规划及优化；陈以衡（1990—），男，江苏省海门市人，西南交通大学交通运输与物流学院物流工程博士生，主要研究方向为城市物流网络优化与决策。

中图分类号：F250

文献标识码：A

文章编号：1007-8266（2015）12-0046-08