高速铁路与城市规模扩张

王垚　年猛

[内容摘要]本文采用多期Differences in Differences（DID）估计方法分析了2007-2010年中国高铁对城市规模扩张的影响。研究表明：高铁对城市规模扩张的影响由2007-2009年的负效应转变为2010年的正效应，并且具有明显的空间溢出效应。充分发挥高铁的城市功能，必须与城市的服务业发展相结合；同时，为避免高速铁路对落后城市发展的负面效应，应率先选择具有分工明确、经济基础较好的城市之间发展高速铁路网，从而构建协调、合理的城市化发展格局。

[关键词]高速铁路；城市规模；人口增长；DID

一、问题的提出

自1964年日本建成世界上第一条高速铁路（high-speed trains，简称高铁）一“新干线”（Shinkansen）以来，法国、意大利、德国等发达国家和地区陆续开始对高速铁路的研究与建设。2007年4月，中国铁路系统开始第六次提速，由之前的小规模试验试行开始了大规模的高速铁路网建设推进，希望通过高铁的建设引导人口和经济要素合理流动、促进高铁区域内城市发展，为中国的城市化建设注入新的“加速器”。毋容置疑，高铁对现有交通基础设施的改善和提升会对现有的城市化空间格局产生重要的影响。

高速铁路的城市功能或空间效应，主要体现以下两个方面：一方面，基于高速铁路网络形成的“走廊”空间效应。Blum，Haynes和Karlsson（1997）认为高速铁路将地理空间上相互分割的城市个体联结起来形成的新的城市带（或城市走廊）和经济区，并促进该区域内部的经济一体化。由于“走廊”内部经济高度一体化，每个经济体面临更大的劳动力市场和市场份额，从而为每个城市带来经济增长的机遇。Verma等认为高铁网络具有优化空间结构的功能，为区域内城市尤其是中等城市产业（尤其是面对面交流的服务业）的发展提供新的机遇，引致城市间物流、贸易的发展，形成具有独特功能、相互连接的城市网络结构。通过高速铁路来连接经济发达与人口密集的城市或地区，是目前一些发达国家的主要做法。如日本的“新干线”连接了经济最发达和人口最密集的东京、大阪等城市；以及法国的TGV连接了全国第一大城市巴黎和第二大城市里昂。

另一方面，是基于高铁站形成的“节点”空间聚集效应。Bertolini和Spit（1998）认为高铁站的城市作用与其自身的“双重身份”相关，即运输节点和空间载体。高铁站可以成为一个城市对外开放的“大门”，促进城市内部高铁站地区与其它地区的一体化以及连接高铁城市之间的一体化。此外，高速铁路会提升或强化原有城市的区位优势，从而吸引各种经济要素的聚集。因而，在高速铁路沿线的“节点”处会给已有的城市带来新的发展机遇，同时也会促进一些新的城市形成。例如，日本“新干线”运营后，与1960年相比，1985年设高铁站点城市的人口增长速度比没有设站点的城市高出22%；一些产业，如批发、零售、工业及建筑业的增长比没有设站点的城市高出约16%～34%。

关于高速铁路究竟是有利于还是不利于城市的发展，经济学家们有不同的看法。Clark（1957）将高速铁路称为“城市的创造者和破坏者”，表明高速铁路对城市发展的不确定性。一些学者通过构建理论模型认为，高速铁路网络并不能使所有的城市都受益，而会使大城市受益、小城市受损，从而加剧城市之间发展的不平衡。另外一些学者基于经验证据得出了不同的结论。如Hirota（1984），Nakamura和Ueda（1989），Amano和Nakagawa（1990），Sands（1993）等通过对日本新干线的研究发现，连接高铁的城市人口和经济增长率都要高于未连接高铁的城市。而Bonnafous（1987）的研究也发现，连接法国至里昂的高速铁路并未使里昂的经济发展受损。此外，也有一些学者认为高速铁路并未产生新的经济现象而是提升或者巩固了原有的经济走势和格局，并强调通过制定战略来最大化高铁带来的经济利益和减少其带来的负面效应的必要性。

经济学家们关于高铁对城市发展影响存在较大的分歧，一方面来自于研究方法的不同；另一方面则是因为高速铁路对城市发展的影响十分复杂，短期和长期的影响机制也不尽相同。

与其他国家相比，中国高铁运行时间较短，大部分关于高铁对中国城市发展影响研究的文献，描述性分析较多，量化分析较少，且已有研究主要是针对高铁对大城市发展影响，认为高速铁路促进了各种经济要素向大城市聚集。本文则试图通过实证分析来检验高速铁路是否促进了中国城市规模的扩张、加快了中国的城市化进程，以弥补这方面实证研究的不足。

二、高速铁路的界定与城市规模差异

（一）高速铁路的界定

按照中国铁道部的定义，中国“高速铁路”分为两部分：一部分是对既有线路改造达到200km/h和新建时速达到200-250km/h的线路，在这部分线路上运营的时速不超过250km/h的高速列车称为“动车组（D字头车）”，以及按D车模式运行的跨线G车，同时可执行普通客运列车及少量货运列车作业的运营模式；另一部分是新建时速达到300-350km/h的线路，这部分线路上运营时速达到300km/h及以上的“高速动车组（G字头和C字头车）”以及最高速达300km/h的D车。通过对既有铁路线路的高速化改造和专门线路的建设，中国目前已经拥有全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网。根据以上对高速铁路定义，本文的实证研究中高速铁路系统包括G字头、C字头和D字头的运营铁路客车。

（二）高速铁路开通与城市规模差异

关于铁路方面的数据主要来源于2006-2010年12月份的列车时刻表。我们将未开通高铁的城市视为控制组（Control group）；开通高铁的城市视为实验组（Treated group）。表1为控制组与试验组人口增长率及规模的简单对比。从表中可以看出，2007年中国通高铁的地区覆盖率为16.8%，而到2010年，中国高铁的覆盖范围为33.8%，足以说明中国高铁建设速度之快。同时我们也可以发现，实验组的平均人口规模都要高于控制组，由此可见，高铁建设往往选择在人口规模水平相对较高的城市；从人口增长率来看，2008至2010年实验组平均人口增长率要高于控制组，但增长率差距呈现缩小的趋势。

三、模型设定与实证分析

（一）计量模型的设定

本文使用双差分（DID，Differences In Differences）估计模型，该模型常用于评价某一事件或政策的影响是否显著。因此，我们用这个方法来判断高速铁路通车之后对城市规模是否产生显著的影响。本文构建一个多期的DID模型：

其中，N_ijt表示i城市在t时期的市辖区人口数量，Ln（N_it/N_it-1）表示人口增长率；period_t为时间虚拟变量，本文使用2006年到2010年的数据，因此引入4个时间虚拟变量，包括y2007、y2008、y2009年和y2010年，向量β₁衡量了全部城市从观察期（2007-2010年）到基期（2006年）的人口增长率变化，即时间效应；connect_it为虚拟变量（开通高铁取值为1，未通高铁取值为0），β₂系数衡量了与高速铁路通车无关的城市效应；交叉项period_t×connect_it的系数β₃衡量高速铁路通车对城市人口增长率的影响，即高铁效应，这也是本文实证研究的重点所在。

由于模型（1）暗含了试验组与控制组人口增长率的差异只来自于高铁的影响，而其它实际情况相同这一基本假设。事实上，两组城市在很多方面存在差别，为准确地度量高速铁路通车对城市人口规模扩张的影响，还需要控制其它异质性观测变量的影响。因此，在模型（1）的基础上，我们加入一些控制变量，以试图影响城市人口规模扩张的一些基本要素，用向量表示。Au和Henderson（2006）对影响城市规模的因素进行了系统的考察，认为影响城市规模包括一个地区的资本存量、市场潜力以及产业结构等，参照其研究设计，我们最终将本文的计量模型设定如下：

（二）数据描述与主要变量说明

本文数据来源于2007-2011年《中国城市统计年鉴》，选取其中287个地级及以上城市为样本，使用市辖区数据，并以2006年为基期对相应的变量进行缩减以去除价格变化产生的影响，铁路数据来源于2006年到2010年的列车时刻表。

1 城市人口。我们选取市辖区总人口作为城市规模的度量。

2 高速铁路。根据第二部分对高速铁路定义，本文的实证研究中高速铁路系统包括G字头、C字头和D字头的运营铁路客车。由于高速铁路会带来前所未有时间和空间的收缩，形成“收缩的大陆”。因此，我们认为高铁的影响不仅仅局限于建有高铁站的城市，对其周边一定范围内的城市也具有一定的辐射作用。根据本文研究的需要，我们将开通高铁城市周边50公里和100公里范围内的城市也纳入分析范围，以全面考察高铁的影响。

3 资本存量。全市的实际资本存量估算依据张军（2004）的方法，使用固定资产投资价格指数进行折算，折旧率δ为9.6%，固定资产投资为I_1t，各城市基年的固定资本存量为K_r0，固定资本投资I_r0除以10%。采用永续盘存法进行计算。公式为：

5 其它控制变量说明。外商直接投资用实际使用外商直接投资表示，产业结构采用二三产业从业人员数之比来表示。

本文所涉及的主要指标的描述如表2所示。

（三）实证结果分析

根据以上对高铁内涵的界定和模型的设立，我们使用计量方程（2）采用固定效应模型进行回归以消除样本的时间差异和城市个体差异，实证结果分析见表3。

1 高铁对城市规模扩张的影响。从回归结果（1）-（3）来看，2007-2009年高铁对城市规模的扩张产生负面影响，而在2010年高铁对城市规模的扩张开始产生正向的促进作用。通过控制其它影响因素，进一步检验了回归结果的稳健性和显著性。回归结果表明，在初始时期，高铁并未对城市人口规模的扩张起到显著的促进作用，而直到2010年，高铁对城市规模扩张的促进作用才开始显现。这一结果印证了Kobayashi和Okumura（1997）的研究结论，即高铁对城市发展的影响是复杂的。

2 高铁的空间溢出效应。为进一步考察高铁的空间效应，回归结果（4）-（9）考察了高铁对拥有高铁城市及周边50公里和100公里内所有城市规模的影响。与前述回归结果类似，2007-2009年高铁对拥有高铁城市及周边50公里和100公里内所有城市人口规模的扩张产生负面影响，而同样在2010年，高铁对这些城市规模的扩张开始产生正向的促进作用。并通过控制其它影响因素，进一步检验了回归结果的稳健性和显著性。这一回归结果表明：在本文考察的地理范围内（高铁城市及周边50公里和100公里内所有城市）存在高铁的空间溢出效应。

3 其它控制变量的影响。从其它控制变量对高铁城市人口增长率的影响来看（回归结果（3）、（6）和（9）中控制变量与高铁虚拟变量的交叉项部分）：本地人口规模对城市人口增长率具有正向的影响，表明高铁城市的人口聚集效应强于没有受到高铁影响的城市；由于第二产业对人口的吸纳能力要弱于第三产业，产业结构中第二产业比例越高越不利于城市人口增长率的提高，因此产业结构效应显著为负是符合经济发展规律的；值得注意的是，外商直接投资对高铁及周边城市的人口增长率呈现显著的负效应，这可能与外商直接投资本身主要以制造业为主的投资结构有关，由于中国大部分服务业领域并未全面对外资开放，限制了外资对中国城市发展推动效应。

四、研究结论

本文通过使用多期DID方法，以2006-2010年中国全部地级市及以上的数据为分析样本，实证检验了高铁对城市规模扩张的作用以及是否存在空间溢出效应。同时，在计量模型中纳入影响城市规模增长的其它控制变量，以保证结果的稳健性和可靠性。

研究结果表明：中国高铁倾向于选择人口规模水平较高的城市进行建设，这可能是由于人口规模较大的城市经济发展水平也相对较高具有较强的财政“配套”能力和更有利于发挥高铁对城市之间人口的流动效应。本文的研究也进一步表明，高铁对城市发展影响是复杂的。尽管高铁对城市规模的影响由2007-2009年的负效应到2010年转变为正效应，但没有充足的证据表明未来中国高铁会继续带动城市规模的扩大。同时，本文通过将拥有高铁城市周边50公里和100公里范围内的城市纳入分析范围，证实了高铁的影响存在空间溢出效应。

高铁对城市规模影响的复杂性，可能与中国城市的产业结构现状深深相关。由于长期以来中国以工业化来带动城市化发展的战略思维，导致服务业发展相对滞后。国内外相关学者的研究指出，高速铁路的影响主要集中在与服务业相关活动，如面对面的服务交易、旅游业等，而中国目前城市服务业发展的相对滞后显然限制了高铁对城市规模扩张的作用。随着中国城市（尤其是一些东部沿海发达城市）产业结构越来越向以服务业为主进行转变，高铁对城市规模扩张的积极作用也会进一步发挥，而本文的实证研究也发现高铁的这一作用在2010年开始显现。

尽管本文的研究是短期的，但对政府相关政策的制定依然具有一定的意义。首先，为进一步发挥高铁对城市规模扩张的积极作用，未来的城镇化建设应充分重视服务业的作用，通过显著提高城市服务业的比重来进一步发挥高铁的城市功能。其次，由于高铁具有耗资巨大、投资回收期长等特点，对于一些不具备经济规模和人口规模优势来建设高铁的城市（尤其是中小城市）来说，高铁的投资可能会增加了地方政府错失发展其它产业的机会成本、透支了该城市未来发展的潜力。这也是目前一些发达国家建设高铁的主要做法是首先连接经济发达及人口密集城市的原因所在。最后，由于高速铁路的城市功能存在空间溢出效应。因此，作者并不建议中国高铁建设“遍地开花”，而是选择一些具有一定人口规模基础、经济条件优越、产业结构高级化的一些城市进行建设，以充分发挥高铁对城市规模扩张的正向作用和对周边城市发展的带动作用，形成合理的城市分工体系。同时，尽量避免在一些落后城市（尤其是与大城市相比不具备明显比较优势的城市）提前布局高铁这种大型基础设施，从而加强发达城市对落后城市的集聚效应，强化“中心一外围”的发展格局，不利于形成协调发展的城市化空间格局。

责任编辑：陈健生