沈 潔，張永恒

（1.焦作大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，河南 焦作 454000；2.河南理工大學(xué) 太行發(fā)展研究院，河南 焦作 454000）

中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的一個(gè)典型特征是擁有大幅高于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的交通基礎(chǔ)設(shè)施，這是很多欠發(fā)達(dá)國家所不具備的一個(gè)重要因素，也是中國在“一帶一路”建設(shè)中重點(diǎn)倡導(dǎo)的投資領(lǐng)域?？唆敻衤赋?，國際貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)增長模式主要受兩類活動的支配：創(chuàng)新和技術(shù)傳播。其中技術(shù)傳播的效率無疑與交通基礎(chǔ)設(shè)施緊密相關(guān)。因此，對“一帶一路：沿線國家來說，需要了解中國在依靠交通設(shè)施推動創(chuàng)新發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)快速增長的具體成效；對我國來說，向高質(zhì)量發(fā)展的轉(zhuǎn)變也需要把握如何在既有交通設(shè)施基礎(chǔ)上，繼續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新水平的提高。

最早關(guān)于交通基礎(chǔ)設(shè)施的研究大都和經(jīng)濟(jì)增長相關(guān)。經(jīng)濟(jì)史學(xué)家克拉克認(rèn)為快速和廉價(jià)的交通運(yùn)輸是工業(yè)革命的主要成果之一。斯密則早就提出優(yōu)良的道路、運(yùn)河和港口等公共設(shè)施都會極大促進(jìn)地區(qū)商業(yè)貿(mào)易的發(fā)展，從而創(chuàng)造更多財(cái)富?？臻g視角下，交通基礎(chǔ)設(shè)施會促進(jìn)人口遷移，導(dǎo)致人口密度的變化，從而引致產(chǎn)業(yè)的區(qū)位選擇或再聚集[1]。但從深層次講，無論是人口還是產(chǎn)業(yè)的區(qū)位選擇，目標(biāo)都是為了重新配置生產(chǎn)要素以提升生產(chǎn)率[2]，所以，交通基礎(chǔ)設(shè)施是區(qū)域創(chuàng)新的必要保障，效率低下的交通基礎(chǔ)設(shè)施會削弱技術(shù)引進(jìn)和創(chuàng)新的效率，進(jìn)而降低全要素生產(chǎn)率。

根據(jù)以往研究，可以將交通基礎(chǔ)設(shè)施對區(qū)域創(chuàng)新的影響歸納為四個(gè)方面：從人力資本看，交通基礎(chǔ)設(shè)施有利于人力資本的充分流動和集聚[3]，從而使人才高度集聚的區(qū)域產(chǎn)生更多的創(chuàng)新活動，所以盧卡斯才認(rèn)為城市是促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長的發(fā)動機(jī)；從企業(yè)視角看，交通基礎(chǔ)設(shè)施的空間溢出效應(yīng)會降低企業(yè)庫存，減少運(yùn)輸和通勤時(shí)間[4]，通過提高企業(yè)生產(chǎn)率提升區(qū)域創(chuàng)新能力；從產(chǎn)業(yè)視角看，交通基礎(chǔ)設(shè)施在不同產(chǎn)業(yè)之間存在空間溢出[5]，從而使擁有不同產(chǎn)業(yè)的區(qū)域存在創(chuàng)新活動的差異；從區(qū)域視角看，交通基礎(chǔ)設(shè)施會導(dǎo)致城市的絕對趨同，還會對貿(mào)易產(chǎn)生正向影響，推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化，這也是推動區(qū)域創(chuàng)新的一個(gè)方面。國外也有一些相關(guān)研究，如Agrawal 等（2017）[6]發(fā)現(xiàn)高速公路增加10%會導(dǎo)致專利數(shù)量增加1.7%，并認(rèn)為交通設(shè)施會促進(jìn)知識溢出，從而促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長和創(chuàng)新。

綜上可見區(qū)域創(chuàng)新的關(guān)鍵是人力和物力等要素的匯集和充分流動，包括流量和流速兩方面，而交通基礎(chǔ)設(shè)施的作用正是如此，因而兩者必然存在很大相關(guān)性。但還需注意兩點(diǎn)：一是交通基礎(chǔ)設(shè)施和區(qū)域創(chuàng)新之間在資金來源上存在競爭關(guān)系。因?yàn)閰^(qū)域創(chuàng)新中有很大一部分資金來自政府支持，而建設(shè)交通基礎(chǔ)設(shè)施也主要依靠政府。所以，在政府支出不變下，兩者會出現(xiàn)“相互擠出”，從而呈現(xiàn)負(fù)向影響。二是交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)揮作用的關(guān)鍵是其通達(dá)性，交通基礎(chǔ)設(shè)施只有形成高密度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)才能充分發(fā)揮作用，而地方保護(hù)主義造成的斷頭路則無法完全發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施的空間溢出作用，所以，如果交通基礎(chǔ)設(shè)施的密度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，也可能難以對區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)生正向效應(yīng)。綜上，本文將比較基于地理、經(jīng)濟(jì)等多種鄰近效應(yīng)下，不同類型交通基礎(chǔ)設(shè)施對區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)生的影響，從而為我國在高質(zhì)量發(fā)展階段的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供參考。

一、變量選擇及初步分析

（一）數(shù)據(jù)來源和指標(biāo)選擇

選擇各省市的專利申請量（inno）作被解釋變量。解釋變量有8 個(gè)，其中核心解釋變量分別是鐵路（rail）、高速公路（express）、高等級公路（high）、低等級公路（low）的密度。高等級公路包括一、二級公路，低等級公路為所有其他等級公路。原則上，高速公路也屬于高等級公路，但為更清晰了解高速公路的特定效應(yīng)，這里專門列出。參考已有研究選取4個(gè)控制變量：用當(dāng)年實(shí)際利用外資金額（Fdi）和進(jìn)出口總額占GDP 的比重（Open）衡量地區(qū)開放水平，通過對Fdi 的判斷可以看出外商投資為各地帶來創(chuàng)新效應(yīng)，以驗(yàn)證我國曾實(shí)行的“市場換技術(shù)”政策的有效性；采用城鎮(zhèn)化率（Urb）和居民受教育水平（Edu）作為控制變量，因?yàn)閯?chuàng)新與制造業(yè)相比具有更高的空間聚集特征，而聚集最直接的表現(xiàn)就是城鎮(zhèn)化率的提高，預(yù)期居民受教育水平提升會對創(chuàng)新有直接影響。城鎮(zhèn)化率使用常住人口中城市戶籍人口占比代表，受教育水平按現(xiàn)行學(xué)制為受教育年數(shù)計(jì)算人均受教育年限，然后按各類人口數(shù)加權(quán)平均。

上述數(shù)據(jù)主要來自歷年《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》和各省市的統(tǒng)計(jì)年鑒，個(gè)別數(shù)據(jù)取自相關(guān)省份的國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)。為盡可能降低數(shù)據(jù)的異方差問題，所有指標(biāo)都取對數(shù)處理。

（二）變量的空間相關(guān)性檢驗(yàn)

利用Moran's I 統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)變量的空間相關(guān)性，為捕獲更多的空間相關(guān)性，這里同時(shí)采用0-1 權(quán)重矩陣、經(jīng)濟(jì)距離空間權(quán)重矩陣和反距離空間權(quán)重。0-1 權(quán)重矩陣衡量地區(qū)之間是否相鄰；經(jīng)濟(jì)距離空間權(quán)重矩陣使用地區(qū)人均GDP 衡量兩地之間的經(jīng)濟(jì)距離；反距離空間矩陣的設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)為采用各省會城市之間的直線距離衡量。

通過上述三類空間權(quán)重矩陣計(jì)算的Moran's I統(tǒng)計(jì)量可以發(fā)現(xiàn)，無論哪類空間權(quán)重矩陣的結(jié)果都顯示核心變量具有顯著的空間相關(guān)。有兩點(diǎn)需要注意：一是利用經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣得到創(chuàng)新的Moran's I 指數(shù)都非常大，而利用0-1 權(quán)重矩陣得到的值在2007年之前并不顯著，之后雖然顯著，但數(shù)值較小，說明創(chuàng)新很可能是重點(diǎn)基于地區(qū)經(jīng)濟(jì)狀況的臨近而溢出；二是利用經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣計(jì)算的公路和低等級公路的Moran's I 指數(shù)從2006 年之后不再顯著，主要因?yàn)閲覐?006 年正式實(shí)施西部大開發(fā)，之后又提出中部崛起和振興東北老工業(yè)基地等區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展舉措，它們的著力點(diǎn)大都是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，即此時(shí)的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不再由地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r決定，而是由以減弱地區(qū)市場分割、減少斷頭路為目標(biāo)的基于地區(qū)臨近狀況決定，同時(shí)，該目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)是以建設(shè)成本較低的低等級公路為主要方式，這也可以從0-1 矩陣計(jì)算的Moran's I 指數(shù)得到，即從2006 年起，基于0-1 矩陣的公路和低等級公路的空間相關(guān)性明顯增強(qiáng)，所以從2006 年起，基于經(jīng)濟(jì)空間權(quán)重矩陣得到的公路和低等級公路的Moran's I 指數(shù)逐步減弱。

二、模型選擇的說明

利用廣義嵌套模型可以對多類常規(guī)的空間計(jì)量模型進(jìn)行梳理。廣義嵌套模型的一般表示形式為：

式（1）中，Y 是N×1 的因變量，X 是N×K 的自變量矩陣，WY 代表因變量的內(nèi)生交互作用；ρ、α、β、θ 和λ 是回歸系數(shù)，ρ 和λ 可以被理解為空間相關(guān)系數(shù)；IN是元素均為1 的N×1 階列向量，ε 服從（0，）分布；μ 是N×1 的擾動列向量，因而Wμ 是擾動項(xiàng)的交互效應(yīng)項(xiàng)。式（1）中，如λ=0，則退化為空間杜賓模型（SDM）。在空間杜賓模型中，如θ=0，則為空間自回歸模型（SAR）；如θ=-ρβ，則為空間誤差模型（SEM）；如ρ=0，則為解釋變量空間滯后模型（SLX）。因此，SAR、SEM、SLX 都是空間杜賓模型的特例。

在空間交互作用下，任意一個(gè)地區(qū)的自變量除了對自身產(chǎn)生影響外，還會影響存在空間交互地區(qū)的因變量，前者被稱為直接效應(yīng)，后者則稱為間接效應(yīng)?？紤]到利用SDM 能夠篩選出更合適的模型，且SDM 比SEM、SLX 以及SAR 模型在獲取直接效應(yīng)和間接效應(yīng)時(shí)更有優(yōu)勢，因而這里重點(diǎn)使用SDM進(jìn)行研究。需要注意的是，對于SDM 的解釋應(yīng)該利用直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和總效應(yīng)，而不能直接根據(jù)回歸系數(shù)分析[7]。本文設(shè)定模型如下：

其中，lninnoit是N×1 的被解釋變量，矩陣Xit是所有解釋變量及其空間交互項(xiàng)，W 是空間權(quán)重矩陣，IN是單位向量，μi，λt和εit分別是空間效應(yīng)、時(shí)間效應(yīng)和擾動項(xiàng)。

三、實(shí)證結(jié)果及分析

為使模型更加穩(wěn)健，這里同時(shí)采用φ2和Hausman 檢驗(yàn)判斷究竟應(yīng)該選擇固定效應(yīng)還是隨機(jī)效應(yīng)，另外，由于Lee 和Yu（2010）[8]認(rèn)為，無論SDM模型是只包含空間固定效應(yīng)和時(shí)間固定效應(yīng)中的一種，或是同時(shí)包含兩種效應(yīng)，采用直接法得到的估計(jì)都是有偏的，需要對參數(shù)進(jìn)行校正，即如果存在固定效應(yīng)也應(yīng)采用雙固定效應(yīng)偏誤校正模型。因此，這里利用反距離矩陣和經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣得到的檢驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判斷，應(yīng)當(dāng)選擇隨機(jī)效應(yīng)模型，但所有空間權(quán)重矩陣下的φ2檢驗(yàn)結(jié)果都支持固定效應(yīng)模型，同時(shí)結(jié)合回歸結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同類權(quán)重矩陣下的隨機(jī)效應(yīng)模型和固定效應(yīng)模型中，各變量的符號和顯著性水平相似，因此使用雙固定效應(yīng)偏誤校正模型進(jìn)行分析，如表1 所示。另外，考慮到利用不同權(quán)重矩陣計(jì)算的Moran'I 指數(shù)，使用0-1 矩陣的關(guān)于創(chuàng)新的結(jié)果在2008 年之后才顯著，同時(shí)由于創(chuàng)新的目標(biāo)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展，這里主要結(jié)合經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣進(jìn)行分析，考慮經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣可能帶來的內(nèi)生性，故利用反距離權(quán)重矩陣的結(jié)果進(jìn)行穩(wěn)健性檢驗(yàn)。

可以發(fā)現(xiàn)：第一，對交通基礎(chǔ)設(shè)施和區(qū)域創(chuàng)新的關(guān)系來說，鐵路、高速公路和低等級公路對創(chuàng)新的作用均顯著為正，高等級公路的作用顯著為負(fù)。這說明各類交通設(shè)施均發(fā)揮了其獨(dú)特的優(yōu)越性：鐵路的連續(xù)性好、速度快以及安全性高，輔之以當(dāng)前高速鐵路的發(fā)展，優(yōu)勢更加突出；高速公路則由于其靈活性及速度優(yōu)勢，加之近些年我國高速公路的密度快速增加，通達(dá)性顯著增強(qiáng)，因而高速公路的作用也在快速增強(qiáng)；對低等級公路，雖然在速度和路況上最弱，但由于低等級公路的密度最大，通達(dá)性最強(qiáng)，所以也有較大的作用空間；對高等級公路，因?yàn)榍叭惤煌ㄔO(shè)施的獨(dú)特優(yōu)勢擠壓了其作用空間，因此未能發(fā)揮正向效應(yīng)。這里并非說高等級公路無用，只是說其對創(chuàng)新的效應(yīng)并不明顯，現(xiàn)實(shí)中高等級公路可能承擔(dān)更多的貨運(yùn)周轉(zhuǎn)功能。第二，在控制變量中，開放性、城市化水平以及受教育水平都顯著提升了我國的創(chuàng)新水平。只有Fdi 并不顯著，這與原毅軍和孫大明（2017）[9]的研究類似，說明我國早期實(shí)施的“市場換技術(shù)”的政策并不成功，并未提升我國的創(chuàng)新能力。第三，因變量空間滯后項(xiàng)的回歸結(jié)果表明區(qū)域創(chuàng)新具有顯著的溢出效應(yīng)，毗鄰地區(qū)創(chuàng)新能力的提高會顯著提升本地創(chuàng)新水平。然而如前所述，不能用這些系數(shù)解釋空間相關(guān)性，應(yīng)當(dāng)利用直接效應(yīng)、間接效應(yīng)以及總效應(yīng)做出分析，如表1 所示。

表1 不同空間權(quán)重矩陣下的時(shí)空雙固定偏誤校正模型估計(jì)結(jié)果

對鐵路而言，兩類權(quán)重矩陣下的直接效應(yīng)均顯著為正，說明鐵路建設(shè)對本地創(chuàng)新能力的提升有重要作用。另外，在間接效應(yīng)的結(jié)果中，反距離權(quán)重矩陣顯著為正，經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣不顯著，說明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平類似的區(qū)域間，鐵路并未產(chǎn)生溢出效應(yīng)，在地理臨近區(qū)域之間的創(chuàng)新則有正向作用。

對高速公路而言，直接效應(yīng)中，反距離權(quán)重矩陣的結(jié)果顯著為正，經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣為正的非顯著性，說明高速公路對本地創(chuàng)新有正影響，但高速公路的高投資可能會對創(chuàng)新產(chǎn)生一定抑制，因?yàn)槠渲饕Y金來源都是政府。對間接效應(yīng)，經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣顯著為負(fù)，反距離權(quán)重矩陣為負(fù)的非顯著性，說明高速公路會對經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度相當(dāng)?shù)貐^(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)生吸引力，產(chǎn)生競爭效應(yīng)。

對高等級公路而言，兩類權(quán)重矩陣得到的直接效應(yīng)均呈現(xiàn)顯著的負(fù)效應(yīng)，因?yàn)楦叩燃壒吠顿Y較大且無法通過收費(fèi)降低成本，同時(shí)也對創(chuàng)新產(chǎn)生一定擠出，現(xiàn)實(shí)中一、二級公路承擔(dān)的更多是區(qū)域間對價(jià)格較為敏感的貨物運(yùn)輸，故對創(chuàng)新的影響較弱。間接效應(yīng)中，反距離權(quán)重矩陣下顯著為正而經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣下為負(fù)的非顯著性，因?yàn)閿D出效應(yīng)使創(chuàng)新活動轉(zhuǎn)向?qū)Ω叩燃壒吠顿Y少而對創(chuàng)新投資高的臨近地區(qū)，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)狀況類似地區(qū)的創(chuàng)新在選擇交通方式時(shí)，肯定會優(yōu)先選擇速度更快的高速公路，因而該維度的結(jié)果并不顯著。

對低等級公路而言，低等級公路的密度最高，因而通達(dá)性也最強(qiáng)，所以無論哪種權(quán)重矩陣下，直接效應(yīng)均顯著為正，即它有利于本地創(chuàng)新能力的增強(qiáng)，但間接效應(yīng)均為負(fù)，雖然反距離權(quán)重矩陣下并不顯著，這說明低等級公路在創(chuàng)新溢出中呈現(xiàn)的也是地區(qū)間的競爭，未體現(xiàn)對創(chuàng)新溢出的共贏。

對控制變量而言，直接效應(yīng)上，兩類權(quán)重矩陣的結(jié)果非常一致，即只有Fdi 不顯著，其他都顯著為正，系數(shù)都呈現(xiàn)出教育強(qiáng)于城市化，再強(qiáng)于開放性的特征，說明提高本地教育水平是提升區(qū)域創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。在間接效應(yīng)上，反距離權(quán)重矩陣下，F(xiàn)di和Open 均顯著為正，說明地理上臨近地區(qū)的開放有助于要素流動而促進(jìn)創(chuàng)新，但周邊城市化水平的提高和教育水平的提高卻不利于本地創(chuàng)新，因?yàn)閯?chuàng)新的關(guān)鍵是人，尤其是文化程度高的人，而這類人群主要以城市為遷移目標(biāo)，故周邊教育水平及城市化水平的提高必然會吸引本地高素質(zhì)人群的轉(zhuǎn)移，所以呈現(xiàn)負(fù)向效應(yīng)。經(jīng)濟(jì)權(quán)重矩陣下，只有Fdi 呈現(xiàn)負(fù)的顯著性，其他則都不顯著，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度臨近地區(qū)之間在控制變量上的空間相關(guān)性較弱。

四、結(jié)論及啟示

選取1997—2017 年全國30 個(gè)省區(qū)的數(shù)據(jù)，利用空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)方法探討了各類交通設(shè)施對區(qū)域創(chuàng)新的影響。結(jié)果表明，第一，鐵路對本地創(chuàng)新水平的提高有非常顯著的影響，另外也會對地理臨近區(qū)域產(chǎn)生正向影響，但對經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相近地區(qū)之間的溢出并不明顯。第二，高速公路以及高等級公路因其方便快捷及高速等優(yōu)點(diǎn)，無論對空間臨近地區(qū)還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度接近地區(qū)都會產(chǎn)生正向效應(yīng)，但前提是路網(wǎng)密度要足夠大，另外，該類公路由于其高投入性可能會在路網(wǎng)密度較小時(shí)，呈現(xiàn)的負(fù)面效應(yīng)更強(qiáng)。第三，低等級公路對區(qū)域創(chuàng)新的作用也不容小覷，尤其是在落后地區(qū)，因其前期較強(qiáng)的路網(wǎng)密度及投入的低成本性，所以也有利于地區(qū)創(chuàng)新水平的提高。第四，提升居民教育水平和城市化率依然是推動創(chuàng)新的重要來源，對落后地區(qū)來說，開放性水平的提高則更為重要，但如管控不當(dāng)，開放性的增強(qiáng)可能會導(dǎo)致落后地區(qū)人才的進(jìn)一步流失，進(jìn)而通過其他渠道影響地區(qū)創(chuàng)新水平。

基于上述結(jié)論可得到如下政策啟示：第一，繼續(xù)加大各類交通基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，因?yàn)榻煌ㄔO(shè)施只有通過密度的提高，才會因其較高的交通通達(dá)性而對創(chuàng)新產(chǎn)生正向影響。第二，不同區(qū)域需要結(jié)合自身狀況對不同類型交通設(shè)施進(jìn)行投資，實(shí)現(xiàn)不同類型交通設(shè)施的錯峰、差異化完善，即經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域可以更關(guān)注高鐵、高速公路等高等級交通設(shè)施對區(qū)域創(chuàng)新的影響，而經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)由于資金有限，并且原有高等級公路線路密度較低，難以快速體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，這一方面需要爭取國家撥款資助，另一方面還可以通過先加大對低等級公路的建設(shè)和完善提升區(qū)域創(chuàng)新水平，同時(shí)利用國家支持逐步推進(jìn)高等級交通設(shè)施的完善。第三，繼續(xù)加大教育投入并推動城市化水平的提高，對落后地區(qū)還應(yīng)采取一定舉措和發(fā)達(dá)地區(qū)進(jìn)行對接，在增強(qiáng)因開放性提高帶來發(fā)達(dá)地區(qū)創(chuàng)新溢出的同時(shí)，采取靈活措施盡量避免人才流出帶來的負(fù)面效應(yīng)。

表2 不同空間權(quán)重矩陣下的直接效應(yīng)、間接效應(yīng)以及總效應(yīng)