我国交通基础设施投资对国际贸易的影响*——基于省际面板数据检验

武汉理工大学经济学院 付新平 朱晓奔

改革开放以来，我国进出口总额从1978年的355亿元提升至2018年的30.51万亿元，年均增速达18.6%,高于同期我国GDP的增速。(1)根据《中国统计年鉴(2019)》相关数据整理计算得到。高速增长的背后隐含的是我国地区之间不平衡的国际贸易发展，东部地区国际贸易发展水平显著高于西部地区的国际贸易发展水平，在改革进入深水区的当下即使是东部地区也面临进一步提升国际贸易水平和参与能力的问题。早在1994年，世界银行就在“Infrastructure for Development”一文中指出“基础设施建设在决定贸易量增长方面起着关键性作用”。改革开放40年来我国交通基础设施建设也取得了巨大成就，交通基础设施的建设无论从质还是量上都有巨大的飞跃。截至2018年底，我国公路通车里程约485.6万公里，公路客货运输量及周转量均位列世界第一；我国铁路营业里程达13.1万公里，铁路旅客周转量及货运量均位列世界第一；沿海港口万吨级及以上泊位2411个，全国港口货物吞吐量和集装箱吞吐量位列世界第一；民用运输机场总数量已达到235个，民航运送旅客及货邮周转量均位列世界第二。(2)根据国家统计局、交通部、民航局等公报中相关数据整理得到。但是抛开整体数据看地区发展不难发现，交通基础设施建设也存在地区之间发展的不平衡现象。2019年9月由中共中央、国务院联合印发实施的《交通强国建设纲要》明确强调了交通基础设施建设的重要性以及其“先行官”的定位，如何完善交通基础设施建设促进我国国际贸易发展是一项值得深入研究的课题。

一、文献综述

交通基础设施投资对国际贸易的影响一直是国内外学者研究的热点问题。Martine-Zarzoso和Nowak-Lehmann(2003)运用贸易引力模型对欧盟共同市场的双边贸易进行研究，发现基础设施投资是双边贸易流动中的重要因素，在进一步对数据进行解构分析的基础上发现，基础设施投资并不能对国际贸易产生有效促进，只有对与出口相关的基础设施进行投资才能对贸易有显著的促进作用。Fujimura(2008)实证分析考察了湄公河流域的公路基础设施发展对双边贸易的影响，证明了交通基础设施建设与主要商品贸易间存在正相关关系，公路基础设施的发展对出口贸易的影响尤为显著。Ismail 和Mahyideen(2015)运用贸易引力模型，将交通基础设施建设指标纳入模型中考察交通基础设施投资对亚洲地区进出口贸易的影响，研究发现交通基础设施的发展对亚洲地区的制造业和农业产品的进出口有显著的促进作用。Cosar和Demir(2016)通过观察发现交通基础设施建设对国际贸易影响是非线性的，并运用土耳其的省级面板数据研究并证明了这一发现。Bouet等(2008)对非洲贸易发展不足的问题进行研判并对原因进行了分析，研究发现基础设施建设对于国际贸易的影响作用是非线性的，并找出了交通基础设施建设与其他基础设施建设之间存在互补性的证据，指出基础设施建设之间的相互作用在基础设施发展对国际贸易的影响中起了决定作用。

国内学者刘伦武(2013)运用计量经济学协整理论、误差修正模型对我国交通基础设施建设与对外贸易增长之间的长短期关系进行了研究，研究发现交通基础设施投资与国际贸易总额在短期内存在波动，甚至相关系数可能为负，但从长期来看，两者保持均衡稳定的关系。陈丽丽等(2014)选取我国30个省(区、市)2000～2009年的贸易数据，运用引力模型分析了交通基础设施建设对我国进出口贸易的影响，结果表明沿途省份的交通基础设施建设对进出口贸易增长的促进作用要高于本地基础设施建设的促进作用。杨恺钧和褚天威(2016)利用空间杜宾模型实证了交通运输对进口贸易的直接效应与间接效应，研究表明交通基础设施建设对当地进口贸易及周边区域的进口贸易都有显著的促进作用。汪来喜(2015)利用我国各省(区、市)的数据进行研究，认为交通基础设施的建设对出口有促进作用，但这种促进作用在不同地区的表现不同。程传超和冯其云(2019)通过荟萃(Meta)分析方法对相关文献中的定量观点进行综合分析，发现基础设施建设对国际贸易影响的实证结果会受到各研究特征的影响，随着调节变量的改变，基础设施建设与国际贸易的关系会产生差异。

综上所述，已有的文献显示出学者们普遍关注了交通基础设施建设对国际贸易产生的影响，认为交通基础设施建设对国际贸易有正向促进作用，但也可以看出现有的研究中依然存在一定的局限性。第一，对于交通基础设施建设多以“实物形态”的角度出发，大多以建设成效衡量交通基础设施建设水平，鲜有文献从交通基础设施投资的角度研究交通基础设施建设的影响，而且已有从这一角度出发的文献对于交通基础设施建设对国际贸易的正向促进作用抱有疑问。第二，在交通基础设施建设对贸易影响研究文献中，多数学者采用传统回归方法进行实证研究，而考虑空间交互效应的空间计量研究较少，忽略了同一经济体内其他地区交通基础设施建设的影响。基于以上两点发现，笔者认为探究交通基础设施投资对我国国际贸易影响的问题时，从交通基础设施投入和空间交互影响的角度存在一定的研究空间。由于交通基础设施投入不仅能够改善交通基础设施水平降低运输成本，还能带动相关产业发展促进市场扩张，因而对国际贸易中的进口和出口都会产生影响。同时经济体内部的交互关系可以通过省际层面数据来考察，本文利用我国31个省(区、市)的2003～2017年数据构建空间面板计量模型，对我国交通基础设施投资和国际贸易之间的关系进行实证研究，考察交通基础设施建设对我国国际贸易的影响作用。

二、变量选取与模型设定

根据已有文献成果以及笔者通过逐步回归筛选，选取以下变量作为本文实证检验对象。本文中被解释变量、解释变量和控制变量选取的时间范围是2003～2017年，数据源于历年《中国统计年鉴》《中国固定资产投资统计年鉴》，历年各省(区、市)《国民经济和社会发展统计公报》，《中国市场化指数》及历年《中国分省份市场化指数报告》，个别缺失数据采用插值法进行补充。

(一)变量选取

本文研究的是交通基础设施投资与国际贸易的关系，最直观反映国际贸易发展的指标是进出口总额，因此本文选用《中国统计年鉴》中各省(区、市)进出口贸易总额作为被解释变量，来反映各省(区、市)的国际贸易水平，用Trade表示。鉴于刘生龙和胡鞍钢(2010)的研究，选用“货币形态”衡量交通基础设施发展情况，考虑数据的可得性和完整性，选用《中国固定资产投资统计年鉴》中国民经济行业中交通运输、仓储和邮政业固定资产投入作为交通基础设施投资衡量指标，用Tran表示。选取下列指标作为控制变量。

1.经济规模。地区的经济发展水平与进出口贸易密切相关，在经济全球化的背景下，经济规模越高，该地区参与全球经济活动也越多，本文选用《中国统计年鉴》中各省(区、市)国内生产总值作为衡量一个地区经济规模的指标，用RDP表示。

2.市场化水平。地区的市场化水平可能会直接影响进出口贸易，市场化程度越高，资源和要素优化配置效率越高，参与全球化活动的可能性也越高。借鉴杨凯钧和诸天威(2016)的研究，引用樊纲、王小鲁、朱恒鹏2011年《中国市场化指数》中的数据以及对我国各地区市场化测度的方法，选用历年《中国分省份市场化指数报告》中各省(区、市)的市场化指数，个别缺失利用插值计算得出，用Mar表示。

3.外商投资水平。外商投资水平直接反映了该地区参与国际贸易的能力，某一地区吸收外接投资的能力越强，那么该地区的进出口贸易能力也越强。本文根据历年各省(区、市)的《国民经济和社会发展统计公报》以及相关官方统计资料整理选用各省(区、市)外商直接投资额作为外商投资水平衡量指标，并按照当年平均汇率换算折合成人民币，用FDI表示。

4.其他基础设施建设投入水平。鉴于程传超和冯其云(2019)的研究，已往的文献中大约83%的最终检验结果都显示基础设施建设对国际贸易有显著正向作用。政府作为基础设施建设的主力，其支出水平反映了一个地区基础建设投入水平。为消除其他基础设施建设的影响，以及不同类型基础设施之间的相互影响，本文选用各省(区、市)的统计年鉴中政府支出规模代表基础设施建设投入水平，用Soc表示。

5.城镇化水平。城镇化不仅代表了国家现代化建设的水平，同时也加强了资源的集聚，增强了商贸流通发展，进而促进了国际贸易发展。本文选用城镇人口占总人口的比重作为城镇化率代表城镇化水平，相关数据由历年《中国统计年鉴》整理得到。由于2004年之前的统计口径不一致，2003年的数据以户籍人口除以总人口求得，用Urb表示。

为消除通货膨胀对统计数据的影响，选择数据中的名义变量并以1978年为基期的国内生产总值平减指数进行调整，使之为实际变量。所有变量的描述性统计如表1所示。

表1 各变量的描述性统计

(二)空间模型设定

空间权重矩阵的设置是空间面板模型使用中的首要前提，在传统的计量模型应用中，由于没有考虑空间的影响作用故未进行空间权重的设置。在空间计量模型应用中，通过空间权重矩阵可以在模型中较好地量化不同地区之间的空间联系，以反映经济变量之间的空间关系。由于我国省级区域划分明显，邻接省份之间的相互依赖和相互影响作用显著，本文选用地理二进制邻接矩阵作为空间权重矩阵，见式(1)。同时考虑到邻接矩阵不能完全反映区域之间的空间地理关系，无法量化不同省份之间真实的空间距离，选取省会城市之间的距离平方的倒数作为地理距离矩阵进行稳定性检验。

(1)

二进制邻接矩阵的设定中，若研究的地区之间存在公共边界，则取值为 1；若研究的地区之间不存在公共边界，则取值为0，具体表达式如下：

(2)

在地理距离矩阵的设定中，研究地区之间的联系用距离平方的倒数代替，相关数据由笔者根据Google地图测得，并根据球面距离公式进行换算，以求反映真实的距离关系，具体表达式如下：

(3)

空间杜宾模型兼得空间滞后面板模型和空间误差面板模型优势，且包含空间滞后的因变量和空间滞后的自变量，不仅能考察被解释变量的溢出效应，还能体现解释变量自身的空间溢出效应，故本文选用空间杜宾模型进行实证检验。同时考虑到消除异方差的问题，部分变量进行取对数处理，具体模型设置为：

lnTradeit=ρWlnTradeit+β1lnTranit+β2lnRDPit+β3Marit+β4lnFDIit+β5lnSocit

+β6Urbit+μit+ε

(4)

其中，i表示各省份，t表示时间，ρ表示被解释变量的空间滞后项待估参数，W为空间权重矩阵，β1表示为解释变量交通基础设施建设的待估参数，β2,β3,β4,β5,β6为控制变量的待估参数，μit为固定效应，ε为随机误差项。

三、空间相关性检验

(一)空间自相关

在进行空间计量分析之前，需要检验被解释变量是否存在空间自相关性，如果存在空间自相关则可以引入空间计量模型进行回归检验，本文采用Moran’s I指数进行全局相关性检验，具体公式如下：

(5)

2003～2017年进出口总额的全局Moran’s I指数的值如表2所示。Moran’s I的值均大于0，且均通过10%显著水平的检验，这说明各省份之间进出口总额具有较为显著的正向空间相关性，国际贸易集聚效应明显。

表2 进出口总额的全局Moran’s I指数

续表

注：*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平上显著。

图1是2003年、2008年、2013年、2017年中国各省(区、市)的Moran散点图。其中，横轴为衡量国际贸易的进出口总额，纵轴为进出口总额标准化后的空间滞后值，原点为散点图的平均值，除少数部分落入第二、第四象限以外，其余均在第一、第三象限，这说明国际贸易的空间正相关关系具有显著性和稳定性。

图1 各省(区、市)2003年、2008年、2013年、2017年国际贸易进出口总额的散点图 注：图中数字代表按照统计局统计顺序排序的各省(区、市)的序号，由于计量软件原因具体的省份名称无法显示，故用数字代替。具体的顺序如表3所示。

(二)空间相关性检验

表3是我国31个省(区、市)2003～2017年进出口贸易状况和交通运输、仓储和邮政业固定资产投资均值。通过对比各省份交通运输、仓储、邮政业固定资产投资和进出口总额的情况可以看出，进出口总额较多的省份及其邻接区域基本上是交通基础建设投资较多的区域，这些区域主要是东部沿海地区以及西部川渝地区。这说明交通基础设施建设与国际贸易之间存在空间上的相关性，交通基础设施投资对国际贸易的影响表现为正向促进作用。

表3 2003～2017年我国31个省(区、市)进出口贸易及交通运输、仓储和邮政业固定资产投资均值

续表

四、实证检验

(一)空间诊断性检验

运用Matlab 2018b软件，对数据进行空间诊断性检验，以确定是否存在空间交互效应，计量结果见表4。

表4 空间诊断性检验

注：(1)LR-test表示联合显著性检验似然比。(2)*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平上显著。

从表4中可以看出，大多数的混合OLS模型(无固定效应)、空间固定效应模型、时间固定效应模型、空间和时间固定效应模型的LM检验在1%的显著性水平拒接了原假设，表明面板数据的空间自相关性应该得到考虑。此外，利用LR检验对空间固定效应和时间固定效应进行联合显著性检验发现，LR检验统计量均通过了 1%的显著性检验，说明应在模型中同时纳入空间效应和时间效应。

(二)计量结果与稳定性检验

同样，运用Matlab 2018b软件对我国31个省(区、市)的实证数据进行处理，通过空间杜宾模型分析交通基础设施建设空间溢出效应对我国国际贸易的影响，并得出交通基础设施建设存在空间相关性溢出效应的实证结果(见表5)。

表5 邻接矩阵下空间杜宾模型回归结果

注: (1)*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平上显著。(2)括号中为P值。

无论是随机效应还是固定效应，估计出来的系数符号方向基本一致，通过豪斯曼检验可以看出，应取随机效应估计参数进行研究。

与非空间模型的参数估计不同，空间模型的参数估计不能直接反映空间模型的变量关系，通过偏微分分解法对随机效应下的空间面板模型进行分解，得到实证结果如表6所示。

表6 邻接矩阵下空间杜宾模型变量效应分解

注：*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平上显著。

为了得到更稳健的结果，考虑到邻接矩阵不能反映地区之间的真实距离，选取省会城市之间的距离平方的倒数作为衡量地区之间空间联系的指标，构建空间地理距离矩阵再次进行回归检验，结果及对比分别见表7和表8。

表7 地理距离矩阵下空间杜宾模型回归结果

注：(1)*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平上显著。(2)括号中为P值。

表8 地理距离矩阵下空间杜宾模型变量效应分解

注：*、**、***分别表示在10%、5%、1%的水平上显著。

在地理距离矩阵下的估计结果中，除极个别控制变量分解之后符号有所变化之外，核心解释变量和大多数控制变量的结果较为一致，分解之后的直接效应、间接效应和总体效应的系数估计结果也基本一致，这说明对变量关系的估计结果相对稳健、结果较为可靠。

(三)计量结果分析

本文基于中国31个省(区、市)的数据，利用空间杜宾模型，研究交通基础设施投资对国际贸易的影响，回归结果表明：

1.被解释变量的空间滞后项的参数估计结果都显著为正，说明省际国际贸易的发展存在空间效应，证实了空间效应在交通基础设施投资对国际贸易影响中的作用。

2.控制变量的系数估计与分解结果显示，当地的经济发展水平、外商投资水平、基础设施建设水平、市场化、城镇化的发展都会显著促进当地国际贸易的发展。同时邻接省份除了基础设施建设水平呈现不显著抑制作用外，其他也同样促进本地国际贸易发展。控制变量参数估计结果与其经济含义基本相符，与我国的经济发展特征基本一致，说明了我国经济发展存在高度空间相关性，整体经济发展对于国际贸易的影响存在明显的空间特征。

3.核心解释变量交通基础设施建设的系数估计结果显著为负，表明交通基础设施建设会抑制当地的贸易进出口；空间权重下参数估计结果为正，表明邻接省份交通基础设施建设对于本地区国际贸易具有促进作用。从分解结果来看，交通基础设施建设对国际贸易影响的直接效应呈现较为显著的抑制作用，同时间接效应呈现较为显著的促进作用，且间接效应的促进作用大于直接效应的抑制作用，整体效应呈现出促进作用，表明交通基础设施投资促进国际贸易发展，这与空间特征相符。

交通基础设施投资对国际贸易发展的促进作用主要来源于不同地区之间的交互影响，而不是某一地区的单独作用，单一地区的投资在某种程度上还会抑制国际贸易的发展。究其原因，主要有以下四个方面。

一是存在长短期效应。交通基础设施建设是一个长期投入的过程，投入不一定会在当期产生效果。短期投入存在道路施工、原有交通条件改善、新旧交通基础设施转换等影响到现有交通基础设施运行的问题，短期效益也使得钢铁、水泥、人力资源等基础生产要素价格上升，进而使得贸易活动更倾向于到相对便利的周边地区展开；长期来看，由于交通基础设施发展水平改善，生产要素在市场调节作用下趋于稳定，整体呈现出促进的作用。二是存在边界效应。交通基础设施投资一方面提高了本地区交通基础设施的发展水平，加强了生产要素在本地区的聚集，促进了地区之间的经济往来；另一方面，资本的流动性、交通基础设施投资的不完全排他性，可以带动跨境经济活动的产生。受到边界效应的影响，与其他国家的联系会低于与国内地区之间的联系，跨地区经济活动的对象更加倾向于在国内而不是国外，进而抑制当地国际贸易发展。同时，得益于国内地区之间经济活动的加强，各地区的经济腹地得到了极大的提升，带动了周边地区国际贸易的发展。三是存在中央与地方权责的问题。我国在交通基础设施建设投资上较长时间存在中央与地方权责划分不清的问题，一些有助于国际贸易发展的交通基础设施都由地方政府进行投资建设，如边境陆路网、界河桥梁、国际通航航道、口岸配套交通基础设施等。地方财政收入有限，大多数难以承担交通基本建设大规模的资金需求，仅有的资金也优先满足省内经济发展需要，这就使得交通基础设施投资无法适应国际贸易的发展，进而对当地国际贸易发展产生了一定程度的抑制作用。由于各个地区对外通道的建立以及地区之间综合交通网络的形成，已使更多的地区直接参与到全球经济活动当中。在宏观层面上，这些对周边地区的促进作用使得交通基础设施投资对于国际贸易发展产生了积极影响。四是存在锁定效应。国际贸易发展在客观上已经形成了一定程度的地区差距，这一差距会在锁定效应的作用下越来越大，相同力度的交通基础设施投资不会改善这一差距，反而由于集聚租金的作用，提高了当地进行国际贸易的成本，进而抑制当地国际贸易发展。但由于交通基础设施投资对于国际分工的益处大于成本上的提升，使国际贸易可以在更多地方展开，从而整体上促进了国际贸易发展。

五、结论

本文以我国国际贸易发展和交通基础设施投资的空间特征为基础，梳理相关文献，以交通基础设施投资为切入点，研究考虑空间效应作用下的交通基础设施投资对国际贸易的影响。本文运用我国31个省(区、市)2003～2017年的面板数据，构建邻接空间权重矩阵，采用空间杜宾计量模型进行实证分析。研究表明：我国交通基础设施投资对国际贸易的影响存在显著的空间溢出效应；交通基础设施投资对国际贸易发展的促进作用主要来源于不同地区之间的交互影响，而不是某一地区的单独作用，单一地区的投资在一定程度上还会抑制国际贸易的发展。本文还运用地理距离矩阵进行了稳健性检验，确保实证结果的可靠性。基于上述研究结果，提出以下政策建议。

第一，加强对外运输大通道建设的投入。研究表明交通基础设施对我国国际贸易的影响存在显著的空间溢出效应，任何一个区域都并非孤立存在的，制定交通基础设施建设和国际贸易发展的政策时需要考虑各地区之间的联系。通过加强对外运输大通道的投入，使相邻省份之间的联系更加顺畅，依托“一带一路”倡议、《交通强国建设纲要》、《西部陆海新通道总体规划》等国家发展规划来推动交通基础设施建设，以充分发挥交通基础设施投资对我国国际贸易发展的空间效应。

第二，统筹资源集约发展。研究表明，某一地区的交通基础设施投资在一定程度上会抑制当地国际贸易发展。鉴于交通基础设施建设投入大、周期长，同时存在机会成本的特点，建议进一步加强交通基础设施建设的中长期规划，制定交通基础设施集约化、区域差别化发展措施，充分考虑交通基础设施的空间溢出机理，避免路网建设的重复设置和浪费，实现不同运输方式之间的有效衔接。

第三，构建网络消除差距。研究表明，交通基础设施建设的促进作用主要是由不同区域的交互作用产生，经过长期的发展，我国交通基础设施投资呈现一定程度的空间聚集，部分地区的交通基础设施已达到较高水平。因此，充分发挥这些地区先行投资建设的优势，构建合理的交通基础设施网络，打破地区之间的边界，消除地区之间交通基础设施水平差距，以更好地引领国际贸易发展。