交通基础设施投资、区域经济增长及空间溢出作用——基于公路、水运交通的面板数据分析，本文主要内容关键词为：交通论文,水运论文,经济增长论文,基础设施论文,面板论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
[中图分类号]F124.1 [文献标识码]A [文章编号]1006-480X(2010)12-0037-10
一、引言
1978-2008年的30年间，中国国内生产总值(GDP)年均增长超过9％，大大高于同期世界经济年均增长3.0％的速度，被世界称为“中国奇迹”。对“中国奇迹”有很多解释，与未能实现经济起飞的发展中国家相比，超前发展的基础设施是中国实现奇迹不容忽视的重要因素。尤其从1998年以后我国实施了积极的财政政策，增加对包括交通基础设施在内的公共基础设施的投资，有效地扩大了国内需求，对促进经济增长起到至关重要的作用。2008年金融危机爆发后，为了刺激经济增长，我国出台了“四万亿”经济刺激方案，其中的很大一部分投向交通基础设施建设。那么，交通基础设施到底对中国的地区经济增长具有什么影响？这显然是一个很值得研究的问题。
在早期，对交通基础设施与经济发展之间的关系主要以定性研究为主，20世纪80年代以后，越来越注重从定量方面来研究。定量考察主要包括以下几方面：一是研究区域内的交通基础设施的生产效应，主要有两种方法，一种方法是将交通基础设作为一种单独的资本形式，估计其产出弹性(Aschauer，1989；Munnell，1990；Garcia-Mila，Meguire Porter，1992；张学良，2007)；另一种方法是将交通基础设施与全要素生产率相联系，考察交通基础设施对全要素生产率的贡献(Romer，1986；刘秉镰等，2010)。二是研究交通基础设施对区域经济增长的溢出效应，一些学者在传统生产函数中加入邻近区域的基础设施，结果发现有可能存在正溢出效应(Yilmaz，2002)，也有可能存在负溢出效应(Boarnet，1998)。
综观国内已有文献，在研究交通基础设施与区域经济增长之间的关系时，较少将空间溢出效应纳入到模型中进行分析，本文试图将空间溢出效应纳入到模型中进行分析。同时，交通基础设施是非生产性设施，是为直接生产创造条件，进而促进经济增长，因此，交通基础设施投资与经济增长之间可能存在时间滞后效应，本文将交通基础设施的时间滞后效应也纳入进来分析。
二、实证模型及数据处理
1.交通基础设施对区域经济作用的理论分析
2.实证模型
本研究中，用三种模型来反映交通基础设施对于区域经济的作用：基本的生产函数模型，时间滞后模型以及空间溢出效应模型。
基本生产函数模型如下：
其中i表示第i个省区市，t表示时间；L表示就业人数；K为除公路水运交通外，其他的固定资本存量：TR为公路水运交通固定资本存量。
为了研究交通基础设施固定资本作用于区域经济的时间滞后效应，引入以下模型：
对这三种模型，为了反映交通基础设施在不同时期的作用，都分别按不同时间段进行了估计。
3.数据来源与处理
本文以1978年为基年，使用1978-2008年的面板数据进行分析。数据来源于《中国国内生产总值核算历史资料》(1952-1995)、《中国国内生产总值核算历史资料》(1996-2002)、《新中国五十年统计资料汇编》、《新中国交通五十年统计资料汇编》以及《中国统计年鉴》(2000-2008)和交通部内部数据。由于数据获取方面的原因，本文只使用了公路、水运交通方面的数据，并且近似地把公路、水运固定资本投资看成公路、水运基础设施投资。
对固定资本存量采用张军等(2004)的方法估算，固定资本形成总额的经济折旧率为9.6％。公路水运交通基础设施固定资本的估算也采用张军等(2004)的方法，公路水运固定资本的经济折旧率为12.1％。刘秉镰、刘勇(2007)对中国公路水运交通1952-2004年的固定资本存量进行了估算，本文以此数据作为计算的基础，以1978年为基年重新作了处理，并对2005-2008年的中国公路水运交通固定资本存量数据进行了估算。在求其他相关区域公路、水运固定资本存量时，本文是以省、市、自治区的首府之间的国道、高速公路距离作为省(市、自治区)际间的距离。由于海南、重庆、西藏缺少大部分年份的数据，本次研究没有将它们纳入。
4.空间相关性检验
关于判断地区变量间是否存在空间相关性的检验，目前一般使用Moran I指数来判断，Moran I的取值范围为(-1，1)。当其大于0时，表明各地区间某经济变量为空间正相关，即存在空间集聚现象；当其小于0时，表明各地区间某经济变量为空间负相关，即存在空间排斥现象；当其等于0时，表明各地区间某经济变量与区位的分布相互独立。表1中的数据表明，在1994年之后，GDP的Moran I值通过了5％水平下的显著性检验，且各个Moran I值均为正值，说明1994年之后GDP在空间上存在明显的正相关关系，而且Moran I值随着时间推移呈逐渐提高趋势。在2000年之后，公路水运固定资本存量的Moran I值也通过了5％水平下的显著性检验，而且Moran I值也随着时间推移呈逐渐提高趋势。由于中国省域经济确实存在着空间的集聚现象，地区差异比较显著。在时间序列数据的基础上引入空间地理单元(横截面)数据，综合使用时空数据所表达的时间和空间集成信息，进而解释交通运输在区域经济时空演变中的作用是一种很好的研究思路和框架。
三、实证研究结果的报告
1.基本模型的结果
从基本模型回归结果(表2)来看，1978-2008年，公路水运交通固定资本对GDP的弹性为0.193，这也意味着每增加1个百分点的公路水运固定资本投资，GDP将增加0.193个百分点。但是，如果分时期来看，可以发现，公路水运交通固定资本对GDP的弹性是不断下降的，尤其是2001年之后公路水运交通固定资本对GDP的弹性是负的，这可能有两个方面的原因，一方面可能是因为我国公路水运交通基础设施已经基本能够满足社会、经济发展需要，从而投资的边际效率下降；另一方面也可能是因为交通网络的连接不够合理，部分地区过多、超前的公路建设使得交通基础设施的利用率较低，这制约了交通基础设施对经济增长发挥更大的作用。
2.滞后模型结果
在滞后模型的估计中，我们对不同的滞后期进行了估算(表3、表4)，结果发现在不同的滞后期，公路水运固定资本对GDP的弹性基本保持不变，这说明公路水运投资对经济增长的影响不仅仅在投资建设期，而且在投资后较长一段时间内都将对经济增长产生影响。但是，分时期看，可以发现在2001-2008年期间，在滞后1至4期时，公路水运交通固定资本的GDP弹性都为负，滞后五期时，公路水运交通固定资本的GDP弹性由负转为正。由于一般公路的建设周期至少需要3-5年，这也意味着在2001年后，公路水运交通固定资本投资需要等到建成投入使用才会对经济产生正向的促进作用。这个结果要求对公路水运基础设施投资对经济发展作用的关注点不能仅仅放在投资对经济的直接拉动作用上，更应该放在公路水运基础设施建成投入使用后，交通网络的完善，通达度的提高给经济发展带来的影响。
3.溢出效应模型结果
对公路水运交通固定资本的溢出效应，分别从全国和分东、中、西部地区进行了实证检验①。
从表5给出的估计结果可以看出，全国范围来看，1978-2008年，其他固定资本、劳动力、公路水运固定资本存量以及外地公路水运固定资本存量对本区域的经济增长都有正向促进效应。和前面的基本模型结果类似，其他固定资本存量对GDP的弹性最大，达到0.628。公路水运交通固定资本存量对GDP的弹性是0.197，比基本模型中的弹性稍微增加一些，但和其他固定资本存量比较，公路水运的固定资本存量增加对经济增长的带动作用明显要小。公路水运交通具有明显的正空间溢出效应，外地公路水运固定资本存量对GDP的弹性为0.084，这说明从总体上看，外地交通基础设施的增加，有助于本区域的经济增长。全国范围分时段看，公路水运资本存量的溢出效应在各时段均为正，而且随着时间的推移，这种溢出效应越来越大，说明公路水运交通设施在加强区域之间的经济联系，促进区域间共同发展中起的作用越来越大。
从表6、表7和表8给出的估计结果看，1978-2008年，无论东部地区、中部地区还是西部地区，其他固定资本存量对区域经济增长均具有正向效应，公路水运固定资本存量的溢出效应也为正，公路水运固定资本存量对区域经济增长均具有正向的促进作用。分时段看，东、中、西部地区的其他固定资本存量在各时段对区域经济增长都有正向的促进作用。公路水运固定资本存量对区域经济增长的作用则在各地区和各时段有所不同，总体上看，公路水运资本存量对区域经济增长的作用比较小，甚至有部分区域部分时段是负向作用，其中在2001-2008年期间，中部地区公路水运固定资本对GDP的弹性明显要大于东部地区和西部地区。公路水运资本存量的空间溢出作用则有很大的区别，外地公路水运资本存量对东部地区经济增长始终呈现明显的正向作用，外地公路水运资本存量对中部地区经济增长则存在着由负向效应向正向效应的转变过程，外地公路水运资本存量对西部地区经济增长在1995年之前存在正向效应，1996年之后对区域经济增长的作用不显著。
四、实证结果分析——中国公路水运交通基础设施空间溢出效应机理
交通基础设施的空间溢出效应主要来源于两个不同方面。一方面，随着外地交通基础设施的增加，区域间的运输成本降低，区域市场规模扩大，会带来市场规模效应。另一方面，运输成本的降低会促进区域间的产业集聚或扩散，带来集聚与扩散效应。一般来说，市场规模效应对区域经济增长始终存在正向作用，但集聚与扩散效应则有可能是正向，也有可能是负向。这样，对不同时期不同区域来说，两种效应叠加所导致的交通基础设施对经济增长的空间溢出效应并不确定。
首先，交通运输的发展有助于市场规模扩大，带来市场规模效应。交通运输的发展，使区域之间的产品交换成为可能，最终带来市场规模的扩大。市场规模与经济增长的关系理论上则被总结为“市场范围假说”，即市场规模决定劳动分工的精细程度：社会分工越细，规模经济和生产效率也就越高(黄玖立，李坤望，2006)。发展经济学著名的“大推动”理论认为，单一产业“鹤立鸡群”式的发展难以取得成功，必须要在各个产业部门同时进行大规模投资。由于各个产业相互关联，彼此能够提供要素投入和市场需求，这些产业就能够同时突破瓶颈制约，实现均衡增长(Rosenstein-Rodan，1943)。其次，交通运输的发展促进区域间的产业集聚或扩散，带来集聚与扩散效应。运输成本的降低将改善区域间的贸易自由度，从而改变原来的产业均衡分布格局。它对具体地区经济增长的影响取决于该区域在集中或扩散中的地位，即是产业流入还是产业流出。Krugman(1999)认为，运输成本降低将降低促使集聚的向心力和促使分散的离心力，但对离心力的影响更大，从而最终使得产业向一个地区集中，形成“中心—外围”结构。Venables(1996)强调了产业间的垂直关联，运输成本下降也会同时削弱向心力和离心力，但却分为两个不同阶段。从高到低开始下降的第一阶段，向心力超越离心力，产业向某一地区集中，地区经济结构和人均收入的差距扩大；运输成本继续下降到第二个阶段，随着产业集聚地区工资水平的上升，离心力超过向心力使产业向另一地区转移和扩散。
随着我国交通基础设施网络化建设的不断推进，区域间的运输成本不断降低。交通运输成本的降低一方面有利于扩大国内地区市场，另一方面由于到中国沿海港口运输成本的降低(中国对外贸易主要采用海运的运输形式)，有利于促进对外贸易的发展，从而扩大国际市场。市场规模不断扩大，能够有效地促进各区域的经济增长。黄玖立和李坤望(2006)基于中国省区样本的研究验证了“市场范围假设”，区域市场规模具有显著而稳定的经济增长效应，不随时期的变化而变化。柯善咨、郭素梅(2010)的研究也验证了商品市场的对外和对内开放均显著地促进地区经济增长。
但是，交通运输发展所导致的产业集聚与扩散效应在不同时期却呈现出不同特点。20世纪80年代，我国尚处于改革开放的初期，计划指令在产业的空间布局中占据优势。90年代，随着市场化改革的加快，要素和商品流动的束缚逐渐被解除，市场的力量占据主导，影响产业空间分布的力量开始发挥作用，产业开始了从西到东的梯度转移。到了新世纪(2000年以后)，随着东部的发展和对外开放程度的加深，市场竞争效应不断增强，产业开始扩散和回流。从表9可以看出，在1990年之前，东中西部地区的工业份额变化不大。东部地区的工业份额在1990-2000年之间显著增加，在2000-2008年之间，东部地区工业份额出现下降；中部地区工业份额在1990-1995年间明显下降，在1995-2000年间轻微下降，在2000-2008年间则轻微增加；西部地区工业份额在1990-1995年以及1995-2000年间都有下降，而在2000-2008年之间则开始上升。
这样，我们就能很好地理解前文关于东中西部地区不同时期的估计结果。首先，东部地区邻近国外市场、历史起点也相对较高，在区域经济发展中拥有无法超越的地理优势，除了市场规模效应，在2000年以前始终是产业转移的受益区域。以上两个效应方向相同、相互增强，使得外地交通基础设施对东部区域经济增长的影响不断增强。2000年以后东部产业在市场竞争的压力下开始逐渐向中西部转移，这种力量开始减弱，但仍然显著为正。其次，中部地区位于东西部之间，是20世纪90年代初期(1991-1995年)产业梯度转移的主要受损地区。外地交通基础设施的发展虽然能够通过扩大市场规模促进中部区域的经济增长，但这一效应显然无法克服产业和要素的大规模流失，从而对经济增长的净效果为负。1996-2000年，随着产业转移的减缓，外地交通基础设施对中部影响遂为正(虽然不显著)；而到了2000年以后，随着中部开始接受东部的产业扩散，这一影响显著为正。最后，西部地区距离东部地区较远，加上有国家的政策扶持(如“西部大开发”)，虽然部分产业转移到中部和东部，但速度和力度受到限制，使得1995-2000年外地交通基础设施对西部地区的经济增长影响为正但不显著。而在2000-2008年之间，西部地区工业份额增加，是产业移入地，产业移入给地区经济增长带来正的集聚效应，这和前面的回归结果(外地交通基础设施对西部地区的经济增长影响为正但不显著)表面看起来矛盾。但进一步分析可以发现，2000年后西部地区主要是石油、煤炭开采，石油炼焦，有色金属、非金属矿采选业，饮料、食品制造业、专用设备制造等产业的份额在上升，在相对移入；其他产业的份额都在下降，在相对移出(冯根福等，2010)。这说明西部地区之所以成为产业移入地，主要和东部地区实施产业结构升级战略、逼迫资源密集型和部分劳动密集型产业转移密切相关，并不是完全由交通基础设施发展带来的。实际上随着交通基础设施的发展，西部地区的大部分技术密集型产业在相对移出。根据理论分析，随着交通基础设施的发展，在未来一段时间内，西部地区的技术密集型产业转移压力可能会越来越大。
五、结论和政策含义
本文用基本模型、滞后模型以及溢出效应模型三个模型，利用28个省份1978-2008年的面板数据，验证了中国公路水运固定资本存量与区域经济发展之间的关系。通过本文的实证检验，可以得到以下结论：①公路水运固定资本存量从总体上看对区域经济增长起着正向作用，但是，分时期看公路水运交通固定资本对GDP的弹性是不断下降的。②在不同的滞后期，公路水运固定资本对GDP的弹性基本保持不变，说明公路水运投资在投资后较长一段时间内都将对经济增长产生相同的影响。在2001-2008年期间，在滞后1至4期，交通公路水运固定资本的GDP弹性都为负，滞后5期时，交通公路水运固定资本的GDP弹性由负转为正。③在2001-2008年期间，中部地区的公路水运固定资本对GDP的弹性要远大于东部地区和西部地区。④从全国范围来看公路水运固定资本具有正向溢出效应，而且，正向溢出效应是随着时间推移逐渐增大的。分区域看，公路水运资本存量的空间溢出作用则有很大的区别，外地公路水运资本存量对东部地区经济增长呈现明显的正向作用，对中部地区经济增长存在着由负向效应向正向效应的转变过程，对西部地区经济在1995年之前存在正向效应，1995年之后则作用不显著。
基于以上结论，我国公路水运交通的发展不能仅仅关注交通建设投资对经济的拉动作用，更应关注投资建成后对区域经济的长期作用，同时，我国区域经济增长与公路水运交通基础设施的空间依赖性是客观存在的，而且这种空间依赖性表现出鲜明的区域差异性。相应的政策涵义是：
(1)应重新审视交通投资促进经济增长的政策。在社会资源有限的情况下，基础设施投资和其他投资存在着此消彼长的关系，交通基础设施投资必须与其他生产性投资保持相应的比例，才能实现经济的快速增长。否则，有可能交通基础设施投资不但不能促进经济增长，反而可能产生与之相反的结果，即交通投资与经济发展间的“Braess诡异”现象，实际上，英国官方干道评估常务顾问委员会(SACTRA)1977年的报告指出，在1970年以前的很长一段时间内，道路建设在重构西方国家经济增长空间分布方面的作用很弱，并无有力证据证明交通投资能促进当地经济发展(刘海洲等，2008)。随着我国交通基础设施的发展，公路水运交通基础设施投资的边际效益在逐步下降，从全国范围来看，从2001年后，甚至出现了边际效益为负的情况，这是在制定交通基础设施投资计划时值得关注的一个现象。考虑到我国公路水运交通基础设施投资效应的动态特点，政府需要通过比较现实产出和潜在产出增长率，审慎地调整公路水运交通基础设施投资力度，以确保资源配置效率最大化以及保证宏观经济持续快速稳定增长。
(2)我国公路水运交通基础设施投资政策应转向为以完善交通基础设施网络为主。根据我们的分析，虽然公路水运交通固定资本的投资效应为负，但是公路水运基础设施建成投入使用后，随着交通网络的完善，通达度的提高，公路水运交通基础设施将给经济发展带来正的影响。各地区在加强公路建设的同时，应摒除地区本位主义，加强区间公路建设的协调性，确保地区间公路的建设序列、建设标准的一致性，防止断头路的出现。
(3)重点和优先发展中部地区的交通基础设施。根据前面的分析，中部地区的交通固定资本对经济增长的弹性最大，同时，公路水运交通基础设施从全国范围来看具有正的溢出效应，意味着无论目标是使全国经济增长总量最大，还是促进地区经济发展，都应当优先将交通运输基础设施投资集中于中部交通枢纽省份。中部地区承东启西，运输条件的改善将降低西部地区与沿海发达地区要素流动的运输成本，缩短东西部地区之间的空间距离，提高西部地区的市场接近性。同时，加快中部地区交通基础设施建设，提高中部地区的交通通达性，有利于发展交通经济带经济，促进中部地区新的经济中心出现。中部地区交通基础设施的发展有利于缩短西部地区与东中部地区的地理空间距离，经济增长的梯度也会转移到可以重点开发、条件较好的部分西部省份。
(4)交通基础设施的投资从短期看本身并不能有效地缩小西部地区与东中部地区的经济发展差距。交通基础设施的发展一方面会带来市场规模效应，市场规模效应会促进西部地区经济增长。但同时交通基础设施的发展会带来集聚与扩散效应，使西部地区的产业尤其是技术密集型产业更大规模地转移到中部和东部地区。在一定时期内，后者的效应要大于前者的效应。为了缩小西部与东中部地区之间的发展差距，不能仅仅依赖于交通基础设施投资的增加，还需要出台更多的产业政策，增加西部地区产业的“粘性”。
注释：
①本文对东中西部地区的划分为：东部地区包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、海南等11省市；中部地区包括山西、吉林、黑龙江、江西、安徽、湖南、湖北、河南等8省；西部地区包括四川、广西、云南、贵州、内蒙古、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆、重庆、西藏等12省(区)。
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