高速铁路对湖南省县域经济集散效应分析

姚加林，许家齐

(中南大学 交通运输工程学院，湖南 长沙410075)

湖南省地理位置具有南北通达、东西相连的优势，同时湖南省内部县域经济差异梯度大。自2009 年京广高铁武广段通车，湖南省进入高铁时代。随着高铁网络在湖南省内延伸，高铁为资金、劳动力等经济发展要素的快速流动提供了便利。然而高速铁路所带来的便利性是否对县域经济产生正面影响？是引发县域经济集聚还是扩散效应？高速铁路对沿线县域经济集散效应影响程度有多大？产生的原因是什么？这些问题亟待从理论和实证2 个方面分析。目前存在2 种不同的研究结论：部分学者以城市群为研究对象，认为高速铁路对区域经济发展有促进作用[1−2]，高速铁路的建设通过改变区域内城市可达性水平，为区域带来新的发展机遇，促进了区域经济的协调发展[3]；也有学者认为高速铁路开通不会促进区域经济增长或对未开通高速铁路区域的经济有抑制作用[4−5]，他们认为高速铁路的建设会导致发达城市的进一步发展，拉大区域发展差距，不利于区域经济协调发展[6]。集聚效应是指各种产业和经济活动在空间上集中产生的经济效果以及吸引经济活动向一定地区靠近的向心力。许多学者开始关注高速铁路对区域经济集聚和扩散效应研究。高速铁路引发集聚效应研究中，JETPAN 等[7]利用回归分析方法研究了高铁对区域经济的集聚效应，研究表明高速铁路带来的经济集聚对区域生产率提升具有显著正相关关系。覃成林等[8−10]发现高铁提升城市交通可达性会促使经济集聚指数增加，同时促进沿线生产性服务业与人口集聚。AHLFELDT 等[11]通过分析科隆到法兰克福间高速铁路沿线的区域，发现高速铁路开通极大地提升了沿线城市经济集聚。另一方面，高速铁路开通会带来扩散效应。SASAKI 等[12]研究了日本新干线对沿线区域经济的集聚影响，发现新干线会改变城市区位、经济活动分布、企业选址，导致一定程度的经济分散。KIM 等[13]利用韩国64 个区域的人口与就业数据预测高速铁路开通后区域经济空间结构的变化，研究表明与人口相关经济系数向首尔及其边远地区集聚，而与就业相关系数则呈现分散趋势。汝楠等[14]利用回归方程与灰色模型研究郑西高速铁路沿线城市的社会消费品零售总额，发现郑西高速铁路的开通对沿线小城市经济产生离散效应的结论。已有高速铁路对经济集散效应的研究多针对于地级以上城市，以区、县级城市为对象进行研究的较少。本文以湖南县级城市为研究对象，选取了2008～2017年湖南省124个区县的数据，采用双重差分模型(Difference in Difference，DID)模型，从经济密度、人口密度、第三产业区位熵、市场内部潜力4个方面衡量高铁开通对县域经济产生的影响并分析产生的原因，评价结果与稳健性检验，最后给出本文的结论。

1 模型与数据

1.1 分析模型

高速铁路开通可以被视为一项支撑社会、经济发展外部新政策，对于一项新政策的评价，可以采用双重差分模型(Difference in Difference，DID)进行分析。本文研究目的是分析高速铁路开通对县域经济集聚的影响，因此将区、县和县级市作为研究对象，高速铁路开通作为切入点，其中开通高速铁路的城市作为处理组，未开通高速铁路的城市作为控制组。若该城市在当年开通了高速铁路，则赋值为1，否则为0。为了解决传统DID法具有统一政策实施年份的问题，即考虑到城市开通高速铁路的时间差异[15]，本文引入了Git变量，通过构造一个多期双重差分模型来实证高速铁路开通对县域经济的影响：

其中：Yit为城市i在t时的经济集聚指数；Git为城市i在t时是否开通高速铁路的虚拟变量，在开通当年和开通之后所有年份为1，否则为0；Xit为影响经济集聚指数的其他控制变量；γt为时间趋势效应；μi为城市固定效应；α1为虚拟变量系数，即高铁效应系数；αj为其他控制变量系数；εit为随机干扰项。

此外为了控制其他因素的影响，还选取了一系列的控制变量，主要分为社会属性与经济属性。高速铁路作为技术含量很高的新型产业，产业链长且对投资、需求的拉动较大，高铁的投资、建设、运营会加强各区域的经济辐射与带动效应，促进国民经济和社会快速发展。高铁发展对现代服务业的影响较为明显，其次为第二产业和第一产业，高铁发展通过对不同产业造成不同影响，进而改变城市或区域的经济结构特征。说明高速铁路在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力中发挥着重要作用。综上，选择经济发展水平、固定资产投资水平、产业结构作为经济属性的控制变量。高铁的开通，极大地缩短了城市间的时空距离，城市逐渐实现同城化，中心城市更好地发挥其辐射作用，促进城市之间基础设施共享，实现基本公共服务均等化，主要体现在教育、医疗和就业3个方面。城市化水平需要高铁作为有力的基础设施支撑，而高铁对经济发展、产业发展、收入水平、科技教育、生态环境等都产生了巨大的影响，很大程度上推动了城市化发展、优化城镇空间结构布局。综上，选择城市公共服务水平、城市化水平、城镇人口作为城市属性的控制变量。因此，全文采用的计量模型为：

式中：govit为城市i在t年的城市公共服务水平(Fit/GDPit,Fit为城市i在t时期财政支出)；urbit为城市i在t年的城市化水平；ecoit为城市i在t年的经济发展水平(GDPit取对数)；invit为城市i在t年的固定资产投资水平(固定资产投资取对数)；peoit为城市i在t年的城镇人口规模；struit为城市i在t年的产业结构(GDP3it/GDP2it)；αm为以上各个变量的系数，可以衡量这些变量的效应，m=0，1，…，7。

城市的经济集聚指数描述了一个城市经济活动的集中情况，城市的经济活动情况主要表现在产业结构、经济增长、劳动力市场和城市内部市场潜力的变化上。为了能够全面体现城市经济集聚程度的大小，本文选取第三产业区位熵、经济密度、人口密度以及城市市场内部潜力这4个指标分别从产业结构、经济增长、劳动力市场、城市内部市场潜力4个方面来描述一个城市的经济集聚程度。

经济密度DE代表城市单位面积上经济活动的效率和土地利用的密集程度，揭示单位面积土地上经济效益的水平，可以用于描述在高速铁路影响下，城市单位土地面积上经济活动效率的变化。计算公式如式(3)：

其中：DEit为城市i在t时期的经济密度；GDPit为城市i在t时的生产总值；areai为城市i的面积。

人口密度Dp，是衡量一个地区人口分布状况的重要指标。用于描述在高铁影响下，城市人口的集聚情况，进而反映人口规模的变化。计算公式如式(4)：

其中：Dpit为城市i在t时期人口密度；Eit为城市i在t时期的常住人口数。

考虑到第三产业对于交通区位条件的变化最为敏感，可以反应第三产业在一个城市的专业化程度，因此选择用第三产业区位熵来反映在高速铁路影响下，城市第三产业的专业化程度。计算公式如式(5)：

其中：R3it为城市i在t时期第三产业区位熵；GDP3it为城市i在t时第三产业的产值；GDPit为城市i在t时的生产总值；GDP3t为湖南省在t时第三产业产值；GDPt为t时湖南省生产总值。

城市市场内部潜力MPI反映一个城市的市场规模大小即城市市场购买能力。计算公式如式(6)：

其中：MPIit为城市i在t时期城市市场内部潜力；Sit为城市i在t时社会销售品零售总额；areai为城市i的面积。

1.2 数据说明

本文利用2008～2017 年间124 个区、县城市数据，运用多期双重差分模型(Multiphase double difference model, MDDM)评估高速铁路对湖南省区、县城市经济的影响。选用湖南省2008～2017年内已开通的武广高铁、沪昆高铁等4 条高速铁路，以上研究对象均为年底通车，所以本文采用滞后1 a 的数据分析高铁集散效应。其中，各区、县城市经济发展指标数据来源于历年《湖南省统计年鉴》，对于各区、县缺失数据通过查询《各区、县国民经济和社会发展统计公报》整理而成。其中变量的均值、标准差、最小值、最大值统计量如表1 数据描述性统计所示。

表1 数据描述性统计Table 1 Descriptive statistics of data

1.3 区域划分

本文借鉴文献[8]研究经济集聚的做法，使用因子分析法，在尽可能不损坏指标信息的情况下，将经济密度、人口密度、第三产业区位熵、市场内部潜力4个经济集聚指标融合为一个测度经济集聚的指数(当该指数为正值，说明周围地区的经济活动有向该城市集聚的特征；为负值时，说明该城市的经济活动开始向周围地区扩散)，并利用ARCGIS将其可视化，对湖南省进行区域划分。如图1。

图1 湖南省2008和2017年经济集聚指数情况Fig.1 Economic agglomeration index of Hunan Province in 2008,2017

结合经济集聚指标与高速铁路网分布，将长株潭3 市划为核心区域。由表3 可知，长株潭3 市周边经济集聚指数高，属于经济集聚效应最高的区域，也是湖南省内高铁网络的交叉区域，高铁开通使得部分县域经济集聚指数快速增长。2008年，衡阳、岳阳、常德、益阳、娄底地区经济集聚指数较低(区域内多为绿色)，但随着高速铁路的开通，经济集聚指数出现了快速增长，因此将5市划分为外围区域。其余市随着高铁的开通并未出现明显的变化如湘西地区，甚至邵阳地区在高速铁路开通之后出现明显的经济扩散现象，将核心与外围区域以外的区域划分为边缘区域。

2 评价结果与稳健性检验

2.1 平行趋势检验

采用多期双重差分模型(Multiphase double dif‐ference model,MDDM)回归的一个重要前提是实验组和控制组必须要满足共同趋势假设，即如果不存在高速铁路开通这一政策，开通高速铁路城市与未开通高速铁路城市的经济集聚指数变动趋势并不存在系统性差异。图2 展示了受到高速铁路开通影响的实验组和未受到高体开通影响的控制组人口密度、经济密度、第三产业区位熵与市场内部潜力的趋势变化情况，可以发现处理组和控制区之间的变化趋势基本一致，因此满足平行趋势检验。

图2 实验组与控制组平行趋势检验Fig.2 Parallel trend test between the experimental group and the control group

2.2 高铁开通对湖南省各区县经济集聚作用的初步检验

首先分别以人口密度、经济密度、第三产业区位熵与市场内部潜力为城市经济集聚指数，以开通高速铁路与否、城市公共服务水平、经济发展水平、固定资产投资水平、城镇人口，产业结构为控制变量，利用公式(2)采用逐步回归方法，得到8组回归模型结果。模型(1)代表以经济密度为城市经济集聚指数，只考虑开通高速铁路与否为控制变量，未纳入其他控制变量的回归模型，模型(2)为纳入其他控制变量的回归模型；模型(3)～(8)依次类推。每个模型都使用了1 240 组数据，8组回归结果如高铁开通对湖南省各区县经济集散效应所示，见表2。采用逐步回归的方法分析，检验DID 模型的控制变量之间的相关性影响，回归结果发现：在逐步回归的过程中，高速铁路变量对经济密度、人口密度、城市市场内部潜力依然有显著的推动作用，而对于第三产业区位熵高速铁路变量则始终表现出抑制作用。这也证明了回归的稳健性，支撑了前文的分析结果。

表2 高铁开通对湖南省各区县经济集散效应Table 2 Economic distribution effect of the opening of high-speed railway in each district and county of Hunan Province

然后将湖南全部区、县城市细分为核心、外围、边缘区域，分别以核心、外围、边缘区域城市人口密度、经济密度、第三产业区位熵与市场内部潜力为城市经济集聚指数，以开通高速铁路与否、城市公共服务水平等为控制变量，利用公式(2)进行回归分析，回归结果如表3所示，为简洁性表3 中略去城市公共服务水平等控制变量系数，从中可以得到反应具有区域差异特色的结论。

表3 不同区域高铁对县域经济的集散影响Table 3 Influence of high-speed railways in different regions on county economy distribution

1) 对经济密度的影响

从全省角度来看，在不考虑其他控制变量情况下，高速铁路的开通对县域经济密度的发展起到了促进作用，影响系数为0.506，在加入控制变量后影响系数为0.261，且都在1%水平下显著。这说明高铁的开通为城市经济发展注入了新的发展活力，加快了湖南经济活动的效率。从区域差异来看，高铁的开通对核心区域经济密度的影响(0.837)远大于外围区域(0.129)、边缘区域(0.011)。外围区域与边缘区域由于高铁线路与设站较少，高铁影响力相应下降，尤其是边缘区域的高铁线路修建时间较短，高铁的影响可能未真正发挥出来。

2) 对人口密度的影响

从全省角度来看，高速铁路开通显著促进了人口密度提升，加入其他控制变量前，高速铁路开通可以使人口密度提升0.016；加入其他控制变量后为0.007，在1%水平下显著且在加入控制变量前后显著性未发生改变。这说明高速铁路开通带来的“时空压缩”效应将区域紧密联系在一起，吸引劳动力回流以及更多的外省劳动力。从区域差距来看，高速铁路开通较大提升了核心区域的人口密度，对外围、边缘区域的人口密度有小幅度显著提升作用

3) 对第三产业区位熵的影响

从全省角度来看，高速铁路变量的系数在加入控制变量前后分别为−0.008，−0.016，说明高速铁路开通对第三产业区位熵产生了抑制作用，降低第三产业的集聚程度。对于第三产业发展较缓慢的省份，高速铁路开通会使对第三产业发展有利的驱动因素反而向第三产业更为发达的省份转移。从区域差异来看，高速铁路的开通降低核心区域(−0.016)和边缘区域(−0.007)的第三产业区位熵，但提高了外围区域的第三产业区位熵(0.007)。这是由于核心区域是高速铁路网络的交汇点且核心区域第三产业发展并不突出，使核心区域第三产业的发展驱动因素向外省更快外流。外围区域位于核心区域周边且处于高速铁路的影响范围之内，因此在外围区域高速铁路对第三产业的发展有促进作用。这说明高速铁路开通缩小了核心区域与外围区域第三产业的发展差距，有利于促进区域经济协调发展。

4) 对城市市场内部潜力的影响

由表2得高速铁路变量系数全都为正，在加入控制变量前高速铁路开通的影响力作用为10.334，加入控制变量后为6.276，且都在1%水平下显著，说明高速铁路开通显著提高了城市内部购买能力。从区域差异来看，高速铁路对核心(14.158)、外围(3.120)、边缘(1.313)区域市场潜力的促进作用递减，原因是：市场潜力是市场规模与市场通达性共同作用的结果。在市场通达性条件中，铁路是否联通起着重要决定作用。核心区域处于高速铁路网交汇区域，随着高速铁路逐步开通，区域内经济活动加快，消费和投资需求的扩大，导致市场内部潜力的增长。高速铁路为其带来的区位优势吸引经济活动向该区域集聚，最后导致更多的劳动力集中，扩大了核心区域的市场需求，其中包括了社会消费品的市场需求。消费市场的持续扩大使得核心地区在区位优势上能够有更大的引力。因此高铁影响呈逐层递减趋势。

3 结论

1) 高速铁路短期内主要通过吸引城镇人口来影响城市的经济集聚水平。高速铁路的开通显著缩短了旅行时间，进而提高了城市间可达性。研究发现，目前湖南省内高速铁路对城市经济集聚的影响主要通过吸引城镇人口来实现，城镇人口流入促进了生产要素在城市间的流动，城市经济集聚效应因此出现。

2) 高速铁路开通提高了城市经济密度、人口密度以及市场内部潜力，促进了县域经济的集聚。湖南省高速铁路开通使得核心、外围、边缘区域间交流更加便利，其中核心区域经济发展仍保持高速增长，但外围区域受高铁开通影响最大，说明高速铁路开通对经济发展不同区域起到的影响作用有差异。外围区域经济将借助高速铁路得到迅速发展，有助于推动区域经济协调发展、县域经济平衡发展。

3) 高速铁路开通短期内不利于第三产业的发展与产业结构的升级。高速铁路开通对湖南省第三产业区位熵整体上呈现抑制作用，说明高速铁路开通短期内导致第三产业企业资本、技术与人才扩散。因此，要想享受高铁红利，必须积极重视县域特色发展，调整产业结构，加快产业结构升级。