交通基础设施、时空依赖与区域经济增长

吕承超　朱英俊

摘要：利用1997-2012年中国省际面板数据，构建动态空间面板数据模型，探讨了交通基础设施与区域经济增长的时空关系。研究表明：公路密度、铁路密度和区域经济增长在不同空间关联模式下存在显著的空间自相关性，而交通部门资本不存在空间自相关；区域经济增长具有时间和空间依赖的特征，交通基础设施及空间溢出效应在三种空间关联模式下对区域经济增长具有不同程度的影响。

关键词：交通基础设施；时空依赖；区域经济增长

DOI：IO.13956/j.ss.1001-8409.2016.09.08

中图分类号：F127；F512

文献标识码：A

文章编号：1001-8409（2016）09-0032-05

1.引言

改革开放以来，中国对基础设施进行了大量投资，尤其是1998年以后实施积极的财政政策，对包括交通基础设施在内的公共项目进行了投资，2008年金融危机之后，中国推出的4万亿经济刺激计划，其中近一半经费投向了铁路、公路等重大交通基础设施建设，可见，交通基础设施对区域经济增长的重要作用。交通基础设施与区域经济增长的关系问题已经成为国内外学者关注的焦点。

Aschaue基于新古典经济增长模型，实证检验了交通基础设施对经济增长具有促进作用，从而引发了更多学者关注于交通基础设施对经济增长影响的研究。此后，Merriman、Hulten和Schwab利用时间序列数据研究得到交通基础设施对经济增长较大的回归系数；但是时间序列数据并未考虑截面数据差异性问题；为此，部分学者采用面板数据进行研究，认为交通基础设施与经济增长无显著相关性；有些学者的研究表明交通基础设施对经济增长具有负向影响；还有的学者认为基础设施对经济增长具有促进作用。此外，一些学者分析了交通基础设施与全要素生产率之间的关系。

交通基础设施是生产要素自由流动的基础，交通基础设施密度增加有利于产业在区域内聚集，进而实现区域内的经济增长。同时，交通基础设施具有空间依赖性，基础设施空间网络的不断发展，增强了特定地点或地区空间的连通性和可达性，引起空间区位优势的变化，为空间经济集聚与扩散提供了必要条件。公路对于生产要素竞争性的区域之间具有显著的负溢出效应。本地区基础设施发展能降低邻近地区运输成本，对相邻地区发展产生正向空间溢出效应，基础设施的网络外部性对经济发展具有明显的正向促进作用。新经济地理学者从空间集聚角度，分析了交通基础设施对新企业诞生、企业分布与产业布局的影响。交通基础设施对经济发展的溢出效应显著，若不把空间溢出效应考虑在内，会造成交通基础设施产出弹性的过高估计。胡鞍钢和刘生龙测度了中国交通运输投资对经济增长的直接贡献与外部溢出效应；刘勇探讨了公路、水运交通固定资本存量对中国经济增长的空间溢出作用。

综观现有研究，学者对交通基础设施与经济增长关系进行了广泛的关注。然而，更多的研究集中于交通基础设施空间溢出對经济增长影响的探讨，缺乏对交通基础设施和区域经济增长时间和空间依赖的研究；更多的研究仅仅探讨交通基础设施空间溢出效应或者经济增长溢出效应，缺乏对交通基础设施空间溢出与区域经济增长空间溢出的共同分析。本文在已有文献的基础上，考虑交通基础设施和区域经济增长空间溢出效应，构建动态空间面板数据模型，探讨时空依赖下交通基础设施与区域经济增长的关系。

2.理论模型建立及扩展

2.1空间相关性模型

2.1.1空间权重矩阵的选取

本文考虑以下三种空间权重矩阵：空间邻接权重矩阵，根据空间上是否相邻接来设定，相邻接的省份赋值为1，其他省份赋值为0；地理距离空间权重矩阵，采用距离递减函数确定权重，即矩阵的每个元素是以两不同区域之间地理距离平方的倒数来表示，其中地理距离为省会城市之间的球面距离，反映地理距离因素对空间溢出效应的影响；经济空间权重矩阵，选择省份问人均收入水平差额平方的倒数作为测度地区间经济距离的指标，反映经济结构因素对空间溢出效应的影响。

3.计量模型建立及变量界定

3.1变量界定及说明

区域经济增长的影响因素是多样的、复杂的，可能是多维要素在时间和空间上协同作用的结果。本文将影响区域经济增长的因素归纳为三大类，包括基本经济因素、新经济增长因素和新经济地理因素等。其中基本经济因素涉及劳动力数量、交通部门资本和其他部门资本，这是传统经济增长模型中包含的要素；新经济增长因素涉及平均受教育年限、投资率、失业率、进出口总额、公路

3.3数据来源及说明

考虑到重庆市在1997年设立直辖市，本文选取1997～2012年31个省、自治区和直辖市面板数据。其中，地区生产总值、人均地区生产总值、居民消费价格指数、不同层次受教育人口数、投资率、失业率、进出口总额、铁路和公路里程、城镇化率均来源于历年《中国统计年鉴》，各地区城乡就业人员数来源于历年《中国人口统计年鉴》，全社会固定资产投资及交通部门固定资产投资来源于历年《中国固定资产投资统计年鉴》，各省份工业增加值来源于历年《中国工业经济统计年鉴》，各省份企业数目选取规模以上工业企业数量，来源于历年《中国工业经济统计年鉴》。本文以1997年为基期100进行相应的平减处理。

4.模型估计结果

4.1空间相关性检验结果

本文测度了1997～2012年人均地区生产总值agdp、公路密度roa、铁路密度mi和交通资本存量ktr的全局空间相关性的Moran I指数。在三种空间权重关联模式下agap均具有明显的空间相关性，且在邻接和经济空间权重下的Moran I值在0.4左右，明显大于在地理空间权重下的相关性，说明在邻接和经济空间权重下agap表现出更强的空间溢出效应。公路密度roa仅在邻接和地理空间权重下存在着空间相关性，在经济空间权重下未能通过z值检验。在邻接空间权重下公路密度Moran I值经历两个阶段，2006年之前平均值为0.538，2006年之后达到了0.6以上且继续呈现逐年上升趋势，平均值为0.613。在地理空间权重下公路密度Moran I值随时间推移而逐渐上升，年均增长3.36%。铁路密度Moran I值在三大空间权重下均通过了z值检验。其中，在邻接空间权重下铁路密度Moran I值明显大于地理和经济空间权重下的Moran I值，且经历了三个阶段，第一阶段1997～2000年，Moran 1年均值为0.470；第二阶段2001～2009年，Moran 1年均值为0.55；第三阶段2010-2012年，Moranl年均值为0.48，表明在考察期内邻接空间权重下铁路密度空间相关性和正的空间集聚特征经历了弱-强-弱的发展态势。在三种空间权重关联模式下交通资本存量的Moran I值都没有通过z值检验，即不存在空间相关性，可能是由于交通资本投资不仅包括对交通道路的投资，还包括其他相关配套交通基础设施的投资，配套交通基础设施所具有的网络性和外部性要弱于道路本身，致使交通资本存量的空间相关性并不显著。为此，对模型进行修正，剔除Oktr解释变量，即交通基础设施中仅有公路和铁路密度存在空间溢出效应，而交通资本存量并不存在空间溢出效应。

4.2模型参数估计

采用matlab2013软件对三大空间权重矩阵动态空间面板数据模型进行参数估计，结果如表l所示。W1、W2、W3分别表示邻接空间权重、地理空间權重和经济空间权重矩阵。在三大空间权重矩阵下，区域经济增长均具有显著的时空依赖性。其中，人均地区生产总值的空间滞后项在W1、W3空间权重矩阵下回归系数为0.175和0.055，表明区域经济存在空间溢出效应，而在W2空间权重矩阵下回归系数为-0.029，表明区域经济增长具有负的空间溢出效应。人均地区生产总值滞后一期在三大空间权重矩阵下具有较高的显著性水平，回归系数在W1、W2、W3空间权重矩阵下分别为O.961、0.943、0.968，意味着循环累计效应每增长1单位，人均地区生产总值增长分别为0.961、0.943、0.968单位，存在较强的时间依赖效应。在考虑了时空依赖情况下，基本经济因素均未通过显著性水平检验，表明存在时空依赖时，基本经济因素对区域经济增长的影响并不显著。新经济增长因素表现出较好的显著性水平，平均受教育年限在W2、W3矩阵下对区域经济具有显著的促进作用，但影响效果较小；投资率均通过了1%显著性水平检验，在W1、W2、W3空间权重矩阵下回归系数分别为O.116、0.054、0.079，表明投资率对区域经济增长的正向作用；失业率和进出口总额也表现出较好的显著性水平，但对区域经济的影响效果较小；公路密度在三大空间权重矩阵下对区域经济增长具有显著的促进作用；而铁路密度在W2、W3下通过了1%的显著性水平检验，估计系数为负，表明模型考虑了时空依赖关系后，铁路密度增加会抑制本地区经济增长，可能产生更大的扩散效应。新经济地理因素中城镇化率对区域经济增长具有较为显著的促进作用，而产业集聚未通过显著性检验；公路密度的空间溢出在W1、W2空间权重矩阵下对区域经济具有显著的促进作用，在W3空间权重矩阵下公路密度不存在空间溢出；在W1和W3空间权重矩阵下铁路密度空间溢出对区域经济增长具有负向作用，可能的原因是铁路密度的空间扩散和溢出对本地经济增长的抑制作用大于促进作用，在W2空间权重矩阵下铁路密度对区域经济具有显著的促进作用。

5.结论及政策含义

本文拓展了理论模型，并构建了动态空间面板数据模型，探讨了考虑时空依赖情况下交通基础设施与区域经济增长的关系。研究结果表明：在三种空间权重关联模式下人均地区生产总值均具有明显的空间相关性；公路密度仅在邻接和地理空间权重下存在着空间相关性；铁路密度在三大空间权重下均具有空间自相关性，而交通资本存量在三大空间权重下都不存在空间相关性。在三大空间权重矩阵下，区域经济增长均具有显著的时空依赖特征。其中，人均地区生产总值具有显著的循环累计效应，存在较强的时间依赖性；在考虑了时空依赖情况下，基本经济因素对区域经济增长的影响并不显著；新经济增长因素表现出较好的显著性水平，公路密度对区域经济增长具有显著的促进作用；新经济地理因素中城镇化率对区域经济增长具有较强的促进作用，而产业集聚未通过显著性检验；公路和铁路密度空间溢出在不同空间权重矩阵下对区域经济的影响效果不同。

上述研究结论具有较强的政策含义，各地区应该关注区域经济发展过程中的时间和空间依赖作用，提高劳动力数量和资本存量，促进劳动力在区域内部和外部的流动与就业，努力提高地区投资环境，加快新型城镇化建设，发挥城市化进程对区域经济的促进作用；重视产业集聚对区域经济增长的正向影响，推动产业集聚发展，打造产业集群和城市群；教育对区域经济增长的促进效果最为明显，要加大教育投资力度，提高人力资本素质；交通基础设施对区域经济发展具有重要作用，加大交通基础设施方面的投入，发挥交通基础设施空间正向溢出作用，促进区域间生产要素的自由流动，从而完善互联互通政策。此外，在区域经济发展政策方面，要遵循突出重点、统筹发展的思路，突出东部地区发展优势，推动创新驱动发展，积极培育中西部地区增长极，形成区域经济增长特色，从而实现区域经济协调发展。