李倩倩， 陳 薇

(上海師范大學(xué) 商學(xué)院， 上海 200413)

隨著知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代和第三次產(chǎn)業(yè)革命的到來，技術(shù)創(chuàng)新對(duì)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展甚至在國際競爭中取得競爭優(yōu)勢(shì)的重要性愈發(fā)凸顯。城市作為節(jié)約交易成本和實(shí)現(xiàn)群居生活的組織，是各個(gè)產(chǎn)業(yè)和人口的高度集中地區(qū)，也是區(qū)域研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新的中心地，自然成為了研究技術(shù)創(chuàng)新的“天然實(shí)驗(yàn)室”。在第五個(gè)沖擊波作用下[1]，航空運(yùn)輸?shù)募皶r(shí)性、便捷性、高效性等特點(diǎn)改變了當(dāng)代經(jīng)濟(jì)的時(shí)空效應(yīng)，增強(qiáng)了城市間地理鄰近性(geographic proximity)，越來越成為鏈接各個(gè)地方之間、地方與全球之間的重要紐帶，在加快全球知識(shí)精英流動(dòng)、優(yōu)化資源配置方面起到了不可替代的關(guān)鍵性作用。在日益緊密和復(fù)雜化的全球網(wǎng)絡(luò)中，具有航空運(yùn)輸樞紐的大型城市逐漸成為各類資本、技術(shù)、人才等高級(jí)要素的聚集地。通過深入研究分析航空運(yùn)輸如何加快勞動(dòng)力流動(dòng)，優(yōu)化資本、技術(shù)、人才等資源配置狀況，誘發(fā)城市間廣泛知識(shí)(尤其是默會(huì)知識(shí))的傳播和溢出，推動(dòng)城市創(chuàng)新發(fā)展。

航空運(yùn)輸作為承擔(dān)旅客跨區(qū)域流動(dòng)的主要交通方式，其影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①打破區(qū)域間的時(shí)空障礙，提高城市的可達(dá)性[2-3]，充分發(fā)揮“同城效應(yīng)”，使知識(shí)精英的遠(yuǎn)距離旅行和面對(duì)面交流更加容易，從而誘發(fā)城市間廣泛的知識(shí)傳播和知識(shí)溢出。Shaw等[4]運(yùn)用具有固定效應(yīng)的空間面板模型控制空間依賴性，研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施總體上對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長呈正向作用，且大部分來自溢出效應(yīng)。Jiao等[5]的研究發(fā)現(xiàn)城市通達(dá)的交通與企業(yè)生產(chǎn)力呈正相關(guān)。②擁有航空樞紐的城市具有更強(qiáng)的匯聚資本和知識(shí)精英等創(chuàng)新資源的能力，成為高科技產(chǎn)業(yè)的優(yōu)質(zhì)區(qū)位，為城市研發(fā)活動(dòng)奠定更加充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。Haynes[6]討論流動(dòng)性和改善交通對(duì)城市勞動(dòng)力市場的影響。Yin等[7]對(duì)比國際經(jīng)驗(yàn)及其對(duì)中國的潛在影響，進(jìn)一步研究了高速鐵路對(duì)城市發(fā)展的影響。Button等[8]和Percoco[9]實(shí)證研究了航空港與城市高科技產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)之間的關(guān)系，得出航空港推動(dòng)提升城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。③航空運(yùn)輸也可能會(huì)因城市間對(duì)高級(jí)資源的競爭性而不利于某些地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，形成中心—外圍，即進(jìn)一步加強(qiáng)大城市的“虹吸效應(yīng)”，不利于周邊中小城市的發(fā)展[10-13]。

現(xiàn)有研究僅僅關(guān)注航空運(yùn)輸與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的關(guān)系以及航空運(yùn)輸是否有助于促進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的集聚與發(fā)展[14]，但并沒有深入探究航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力的影響及影響機(jī)制，特別是沒有分析因知識(shí)精英的空間流動(dòng)而帶來的知識(shí)空間溢出效應(yīng)。然而，所有的事物都與鄰近的事物有著密切的聯(lián)系。研究航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力的影響及其空間溢出效應(yīng)，也要加以考慮其所處的空間環(huán)境。因而，使用2003—2018年中國19個(gè)大型城市的面板數(shù)據(jù)并運(yùn)用空間計(jì)量模型，研究航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力的影響及空間溢出效應(yīng)。

1 航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力的作用機(jī)理及研究假設(shè)

一方面，航空運(yùn)輸作為全球化運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的重要交通方式，賦予了所在城市更強(qiáng)的集聚資本和知識(shí)精英等創(chuàng)新要素的能力，為城市開展創(chuàng)新活動(dòng)奠定了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)；另一方面，航空運(yùn)輸提高了城市間的連通性，促進(jìn)城市間集聚，使高級(jí)精英的遠(yuǎn)距離旅行和面對(duì)面交流更加便捷，從而誘發(fā)城市間廣泛的知識(shí)傳播和知識(shí)溢出，表現(xiàn)為知識(shí)的空間溢出，進(jìn)而促進(jìn)城市創(chuàng)新產(chǎn)出增加；同時(shí)航空運(yùn)輸能夠壓縮時(shí)空距離，加強(qiáng)創(chuàng)新要素之間的相互作用，促進(jìn)知識(shí)空間溢出，帶來不同以往的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。

1.1 航空機(jī)場通過直接效應(yīng)——高級(jí)要素集聚功能影響城市創(chuàng)新

Kasarda的“第五波理論”認(rèn)為航空運(yùn)輸將是帶動(dòng)區(qū)域和城市發(fā)展的主要交通方式。在經(jīng)濟(jì)全球化深入發(fā)展的時(shí)代背景下，航空運(yùn)輸成為加速全球分工和要素配置的催化劑，機(jī)場日漸成為物流、人流和信息流的集聚節(jié)點(diǎn)。Castells認(rèn)為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的地理區(qū)位將由傳統(tǒng)的“地方空間”轉(zhuǎn)向基于網(wǎng)絡(luò)的“流空間”。布局中心輻射型航空網(wǎng)絡(luò)幫助定義了大型樞紐機(jī)場，機(jī)場逐漸成為“流中心”，成為高級(jí)生產(chǎn)要素的集聚地，為城市開展創(chuàng)新活動(dòng)奠定充足的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，提出以下假設(shè)：

研究假設(shè)1 城市航空運(yùn)輸發(fā)展能夠促進(jìn)所在城市的科技創(chuàng)新能力，表現(xiàn)為航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展與城市創(chuàng)新成果數(shù)量呈顯著的正向關(guān)系。

1.2 航空運(yùn)輸通過間接效應(yīng)——擴(kuò)大人才流動(dòng)半徑加快知識(shí)溢出影響城市創(chuàng)新

創(chuàng)新是參與要素之間相互合作、彼此作用的非線性過程，城市創(chuàng)新的核心是具有專業(yè)知識(shí)的高技能人才。魏守華等[15]認(rèn)為知識(shí)空間溢出的重要途徑包括人才流動(dòng)過程中的隱性知識(shí)溢出、研發(fā)過程中的技術(shù)知識(shí)溢出以及直接引用研發(fā)創(chuàng)新的專利成果等。但由于空間阻滯效應(yīng)的存在，知識(shí)空間溢出的范圍有限，會(huì)隨著時(shí)空距離的增加而遞減?，F(xiàn)代通信技術(shù)的快速發(fā)展能夠產(chǎn)生“時(shí)空壓縮”效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化溝通，但Hippel[16]認(rèn)為面對(duì)面交流仍是人類溝通的重要途徑和知識(shí)傳播最佳方式。

航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展與航空網(wǎng)絡(luò)的全球布局能夠增強(qiáng)城市間的通達(dá)性與連接性，有效地壓縮城市間的時(shí)空距離，擴(kuò)大旅客的交往半徑，使得社會(huì)精英的遠(yuǎn)距離旅行更加便捷，面對(duì)面交流的機(jī)會(huì)也更多，從而誘發(fā)以高級(jí)勞動(dòng)力、技術(shù)密集型產(chǎn)品為載體的知識(shí)、技術(shù)、信息的傳播和擴(kuò)散，有效地推動(dòng)隱性知識(shí)跨區(qū)域傳播與擴(kuò)散，即知識(shí)的空間溢出，加快各城市的知識(shí)積累、技術(shù)更新和信息再利用，從而促進(jìn)與周邊城市的創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展。因此，提出以下假設(shè)：

研究假設(shè)2 城市航空運(yùn)輸發(fā)展能夠影響其鄰近城市的科技創(chuàng)新活動(dòng)，表現(xiàn)為航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展與鄰近城市創(chuàng)新成果數(shù)量呈顯著的正向關(guān)系。

研究假設(shè)3 航空運(yùn)輸與現(xiàn)代信息通信設(shè)施對(duì)城市創(chuàng)新能力的影響呈現(xiàn)為補(bǔ)充關(guān)系。

1.3 航空運(yùn)輸通過交叉作用——?jiǎng)?chuàng)新投入要素之間相互作用影響城市創(chuàng)新并產(chǎn)生空間溢出

城市創(chuàng)新的要素投入包括高素質(zhì)人才、研發(fā)資金、教育投入等。便利通達(dá)的交通是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行條件，這是因?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸能夠?qū)崿F(xiàn)要素的空間位置，更多的通過溢出效應(yīng)影響其他部門的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。張學(xué)良[17]認(rèn)為這種經(jīng)濟(jì)效應(yīng)不但會(huì)作用于本城市，還會(huì)對(duì)鄰近城市的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生正向或負(fù)向的影響。發(fā)展航空運(yùn)輸能夠提高城市間的連通度，加強(qiáng)城市間人才、科技教育投入等創(chuàng)新投入要素的影響，促進(jìn)彼此間的相互作用，除了能夠提升城市創(chuàng)新能力，還會(huì)通過投入要素的相互合作產(chǎn)生正向空間溢出效應(yīng)提升鄰近城市的創(chuàng)新能力；或者通過增加城市對(duì)各種資源和要素的吸引力產(chǎn)生負(fù)向的空間溢出效應(yīng)，不利于鄰近城市創(chuàng)新能力的提升。就此，提出以下假設(shè):

研究假設(shè)4 城市航空運(yùn)輸與人才、研發(fā)資金以及教育活動(dòng)投入等要素相互作用，不但能夠促進(jìn)當(dāng)?shù)氐膭?chuàng)新活動(dòng)，還可能會(huì)對(duì)其鄰近城市的創(chuàng)新能力產(chǎn)生正向或負(fù)向的空間溢出效應(yīng)。

2 計(jì)量模型設(shè)定、變量與數(shù)據(jù)

2.1 關(guān)于知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)

分析城市的創(chuàng)新生產(chǎn)和溢出可以借鑒國外學(xué)者Green[18]在估算從事研發(fā)活動(dòng)對(duì)于經(jīng)濟(jì)增長的貢獻(xiàn)時(shí)所提出的知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)(knowledge production function，KPF)，簡單表述為

RDproduct=F(labor,capital,RDinput,μ)

(1)

式中：labor和capital是傳統(tǒng)人力、資本要素投入，RDinput是當(dāng)前的知識(shí)技術(shù)水平，可以由過去和現(xiàn)在的研發(fā)支出(research and development expenditure)來衡量；μ為對(duì)產(chǎn)出的其他不可觀測的決定因素。

Jaff[19]對(duì)該函數(shù)模型進(jìn)行拓展和改進(jìn)形成Griliches-Jaff知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)模型，并分析了大學(xué)研發(fā)溢出和企業(yè)專利發(fā)明對(duì)于區(qū)域創(chuàng)新的影響，表述為含兩種要素投入的修正的科布道格拉斯(Cobb Douglas)模型:

ln Knowledgei=β1ln Enterprisei+

β2ln Universityi+εi

(2)

式中：Knowledge為生產(chǎn)出的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的新知識(shí)；Enterprise為企業(yè)研發(fā)投入；University為大學(xué)研發(fā)投入；ε為隨機(jī)誤差項(xiàng)。該模型在測度城市創(chuàng)新能力及其影響因素時(shí)實(shí)證操作便捷，已被大量實(shí)證性研究引用。同時(shí)，該研究模型可廣泛應(yīng)用于從企業(yè)到國家各個(gè)層面的有關(guān)知識(shí)生產(chǎn)與技術(shù)創(chuàng)新的研究工作中，適用范圍廣泛。知識(shí)生產(chǎn)模型將創(chuàng)新投入與創(chuàng)新產(chǎn)出相聯(lián)系，可以分析和探明不同的創(chuàng)新活動(dòng)系統(tǒng)之間促進(jìn)知識(shí)生產(chǎn)和科技創(chuàng)新的動(dòng)力及其影響因素，因而成為了檢驗(yàn)區(qū)域創(chuàng)新影響因素和分析創(chuàng)新空間溢出的常用且有效的方法和工具，故基于知識(shí)生產(chǎn)模型解析中國大型城市創(chuàng)新能力及其影響因素。

為量化航空運(yùn)輸水平及空間溢出效應(yīng)對(duì)城市創(chuàng)新的影響，結(jié)合Brueckner[20]的分析框架和Griliches-Jaff知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)考察城市創(chuàng)新能力，并提出以下城市創(chuàng)新模型形式：

patent=F(Wpatent,airline,Wairline,X,WX)+ε

(3)

式中：patent為被解釋變量，反映為城市創(chuàng)新水平；airline為解釋變量，表示城市航空運(yùn)輸水平；X為影響城市創(chuàng)新水平的外生變量；Wpatent、Wairline、WX表示為周邊城市的創(chuàng)新水平、航空運(yùn)輸水平及相關(guān)外生變量對(duì)于本城市創(chuàng)新水平的影響，即空間溢出效應(yīng)的考察；ε為隨機(jī)誤差項(xiàng)。式(3)表明，在控制住外生變量X及其空間溢出效應(yīng)WX的前提下，城市的創(chuàng)新能力會(huì)隨其航空運(yùn)輸水平的不同而出現(xiàn)差異，并觀察周邊城市的創(chuàng)新能力與其航空運(yùn)輸水平對(duì)本城市創(chuàng)新能力的影響。數(shù)據(jù)預(yù)處理時(shí)為提高數(shù)據(jù)的平穩(wěn)性，對(duì)式(3)兩邊均取自然對(duì)數(shù)。

2.2 空間計(jì)量模型的建立

“地理學(xué)第一定律”強(qiáng)調(diào)了事物在地理空間上的相關(guān)性和依賴性。城市創(chuàng)新能力的提高，除了依靠自身資源要素及政府政策外，也受到鄰近城市的外部關(guān)聯(lián)即創(chuàng)新空間溢出效應(yīng)的影響，發(fā)展航空運(yùn)輸為城市間高級(jí)要素的流動(dòng)提供了便捷通道。因此若忽略航空運(yùn)輸過程中高級(jí)要素流動(dòng)所伴隨產(chǎn)生的空間相關(guān)性可能會(huì)導(dǎo)致模型設(shè)定錯(cuò)誤。基于此，將選用空間計(jì)量分析技術(shù)考慮到城市創(chuàng)新活動(dòng)的空間相關(guān)性

城市創(chuàng)新能力的提高，不僅依靠自身的資源稟賦及內(nèi)部因素，也依賴于與周邊城市的外在關(guān)聯(lián)即創(chuàng)新空間溢出[21]，航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展為城市間要素流動(dòng)提供便捷通道。因此忽略航運(yùn)發(fā)展促進(jìn)要素流動(dòng)所伴隨產(chǎn)生的空間相關(guān)性可能會(huì)造成模型的錯(cuò)誤設(shè)定?；诖?，選用空間計(jì)量分析技術(shù)將城市創(chuàng)新活動(dòng)的空間相關(guān)性考慮在內(nèi)，并考察航空運(yùn)輸發(fā)展與城市創(chuàng)新產(chǎn)出的關(guān)系及其作用機(jī)制。

以往空間計(jì)量模型應(yīng)用主要集中于只包含空間因變量滯后項(xiàng)的空間自回歸模型(SAR)和只包含空間誤差項(xiàng)自相關(guān)的空間誤差模型(SEM)[22]。然而，空間效應(yīng)的傳導(dǎo)可能同時(shí)發(fā)生于因變量的空間滯后和隨機(jī)沖擊所造成的誤差項(xiàng)變化。Lesage和Pace[23]綜合上述兩種空間傳導(dǎo)機(jī)制構(gòu)建了空間杜賓模型(SDM模型)和空間交叉模型(SAC模型)。因而，為獲取擬合效果最優(yōu)的空間計(jì)量模型，并探究不同類型的計(jì)量模型能否相互轉(zhuǎn)化，依次設(shè)定并檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?，?gòu)建式(4)～式(7)所示模型。其中式(4)、式(5)分別為SDM模型、SAC模型，式(6)、式(7)為在SDM模型和SAC模型基礎(chǔ)上分別附加一定的限制條件得到的SAR模型和SEM模型。

(4)

(5)

當(dāng)SDM模型中區(qū)域間空間外生交互效應(yīng)不存在，即θi=0(i=1，…，6)時(shí)，或者SAC模型中空間誤差項(xiàng)系數(shù)λ=0時(shí)，即轉(zhuǎn)化為SAR模型：

(6)

當(dāng)SDM模型滿足θi=-δβi時(shí)，或者SAC模型中δ=0時(shí)，即轉(zhuǎn)化為SEM模型：

μit=λWμit+εit

(7)

式中：W為空間權(quán)重矩陣；μit和εit為擾動(dòng)項(xiàng)，滿足μit～iid(0,σ2)、εit～iid(0,σ2)?？臻g權(quán)重矩陣Wij用以表達(dá)不同空間的橫截面單元屬性值間的相互依賴程度，通常采用0-1鄰接矩陣。但經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間效應(yīng)并不僅局限于相鄰城市，且存在著影響程度隨距離增加而遞減的現(xiàn)象。因而，選用空間地理距離權(quán)重矩陣來表征城市間的空間效應(yīng)，即主對(duì)角線元素為0，非主對(duì)角線元素為1/d，d為兩個(gè)城市之間的直接地理距離。

2.3 變量說明與數(shù)據(jù)來源

2.3.1 被解釋變量

城市創(chuàng)新能力(ln patentit)。沈能[24]在研究中國制造業(yè)企業(yè)的創(chuàng)新能力時(shí)指出專利數(shù)量是知識(shí)生產(chǎn)及創(chuàng)新的最終表現(xiàn)，是反映城市或區(qū)域創(chuàng)新活動(dòng)成果的較好度量標(biāo)準(zhǔn)[25-26]，具有可靠性[27]。中外眾多學(xué)者研究認(rèn)為專利授權(quán)數(shù)比專利申請(qǐng)數(shù)更能反映城市的創(chuàng)新能力[28-31]。因而，被解釋變量城市創(chuàng)新能力選取城市的專利授權(quán)數(shù)衡量。

2.3.2 解釋變量與控制變量

城市航空運(yùn)輸水平(ln airlineit)采用城市航空客運(yùn)量衡量。盡管城市創(chuàng)新與航空貨運(yùn)也有關(guān)，但考慮到在回歸中貨運(yùn)與客運(yùn)之間存在共線性，故沒有把航空貨郵運(yùn)量也作為一個(gè)解釋變量。除此之外，還包括以下控制變量：

1)城市經(jīng)濟(jì)規(guī)模。城市開展創(chuàng)新活動(dòng)具有投資風(fēng)險(xiǎn)，需要一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)作為支撐。一般而言，經(jīng)濟(jì)實(shí)力越強(qiáng)的城市，對(duì)知識(shí)精英等要素的吸引力越強(qiáng)，城市的創(chuàng)新能力也越強(qiáng)。在此，使用城市生產(chǎn)總值(ln scaleit)來衡量城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

2)創(chuàng)新資金投入?？梢允瞧髽I(yè)研發(fā)投入，也可以是政府財(cái)政的科研支出。創(chuàng)新資金投入越高意味著城市科技實(shí)力越強(qiáng)。由于不同城市的企業(yè)研發(fā)投入統(tǒng)計(jì)口徑不同，ln rdit用當(dāng)年政府財(cái)政支出中的科學(xué)支出金額來衡量，也體現(xiàn)了政府對(duì)城市創(chuàng)新活動(dòng)的扶持力度。

3)城市高級(jí)人才數(shù)量。高素質(zhì)人才是城市創(chuàng)新的動(dòng)力。城市知識(shí)精英越多、素質(zhì)越高，城市的科研創(chuàng)新成果也越多，質(zhì)量也越高。盡管城市高級(jí)人才數(shù)量的度量方法較多，如勞動(dòng)者收入法、教育年限法等，但考慮到數(shù)據(jù)的可得性和有效性，采用城市從事科研和技術(shù)服務(wù)人員數(shù)量(ln humanit)來衡量。

4)城市經(jīng)濟(jì)對(duì)外開放水平，反映了城市對(duì)外開放度、包容度和對(duì)新知識(shí)引進(jìn)和吸收的能力。城市接受外來直接投資獲得國際技術(shù)溢出，通過對(duì)外開放吸收消化外來創(chuàng)新技術(shù)，組織研發(fā)活動(dòng)以提升自身創(chuàng)新能力。因而采用城市實(shí)際使用外來直接投資金額(ln fdiit)作為衡量城市開放程度的指標(biāo)。

5)城市環(huán)境。優(yōu)美的居住環(huán)境能夠?yàn)槌鞘形狡髽I(yè)和高級(jí)人才。采用城市工業(yè)二氧化硫排放量(ln enviit)來衡量城市居住環(huán)境質(zhì)量水平，其中工業(yè)二氧化硫排放量越高，城市環(huán)境質(zhì)量越差，越不利于吸引高級(jí)人才等創(chuàng)新要素。

6)城市教育投入。教育是政府財(cái)政支出的重要方向，體現(xiàn)了政府對(duì)人才創(chuàng)新政策的支持和保障力度。大多數(shù)情況下，教育活動(dòng)支出越高意味著城市自主創(chuàng)新實(shí)力越強(qiáng)。使用當(dāng)年政府財(cái)政支出中的教育支出金額(ln educationit)衡量城市對(duì)教育活動(dòng)的投入情況。

7)城市現(xiàn)代通信設(shè)施建設(shè)。人們能夠以極低的成本使用現(xiàn)代通信技術(shù)獲取信息，增強(qiáng)信息和知識(shí)交流共享，促進(jìn)城市創(chuàng)新能力。但是信息通訊并不能完全滿足直接的、面對(duì)面的交流溝通。因此，控制住城市通信設(shè)施建設(shè)這一變量，就更能夠突出航空運(yùn)輸在人才流動(dòng)過程中所產(chǎn)生的知識(shí)溢出對(duì)于城市創(chuàng)新產(chǎn)出的影響。在此，使用城市接入國際互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)(ln internetit)衡量城市通信水平。

主要變量描述性統(tǒng)計(jì)如表1所示。

2.3.3 數(shù)據(jù)來源

由于只有大型機(jī)場才具備集聚高端人才等資源，加強(qiáng)其區(qū)際快速流動(dòng)的能力，并且作為城市創(chuàng)新節(jié)點(diǎn)的城市需具備一定的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，所以選取中國19個(gè)大型城市作為潛在的研究對(duì)象，包括北京、天津、重慶、上海、廣州、武漢、哈爾濱、南京、杭州、濟(jì)南、沈陽、長春、大連、成都、廈門、西安、深圳、青島、寧波等城市。這些城市均為直轄市、省會(huì)城市或副省級(jí)城市，是中國實(shí)現(xiàn)科技自主創(chuàng)新的主要載體，且城市規(guī)模不一、區(qū)位各異，代表性較強(qiáng)。數(shù)據(jù)時(shí)間跨度為2003—2018年，來源于國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局、各省市統(tǒng)計(jì)年鑒。

表1 主要變量描述性統(tǒng)計(jì)

3 實(shí)證結(jié)果與分析

3.1 空間溢出效應(yīng)檢驗(yàn)

使用全域Moran′sI指數(shù)和Geary′sC指數(shù)測算空間相關(guān)性，初步確認(rèn)城市創(chuàng)新是否存在空間依賴性。表2顯示，在空間地理距離權(quán)重矩陣下，Moran′sI指數(shù)大于0而Geary′sC指數(shù)小于1且均在1%的水平上顯著，表明城市創(chuàng)新能力存在較強(qiáng)的空間依賴性，即某一城市創(chuàng)新水平增長，也會(huì)導(dǎo)致相對(duì)鄰近的城市創(chuàng)新水平增長。這表明城市創(chuàng)新水平的空間分布并非完全隨機(jī)，而是表現(xiàn)出明顯的非均質(zhì)性，這就要求要考慮到城市創(chuàng)新水平存在的空間依賴性，否則會(huì)違反估計(jì)結(jié)果無偏性。

表2 面板全域Moran′s I指數(shù)與Geary′s C指數(shù)

3.2 航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新產(chǎn)出的空間計(jì)量分析

選用空間面板SAR、SEM、SAC和SDM模型進(jìn)行估計(jì)以將城市創(chuàng)新活動(dòng)的各種空間相關(guān)性考慮在內(nèi)，提高模型回歸結(jié)果的準(zhǔn)確性。按照模型判斷規(guī)則，選用LM檢驗(yàn)或Robust LM檢驗(yàn)、Wald檢驗(yàn)、LR檢驗(yàn)以及自然對(duì)數(shù)數(shù)值(Log-L)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蛿M合效果，經(jīng)Hausman檢驗(yàn)，空間面板計(jì)量模型均采用時(shí)空雙固定效應(yīng)模型，模型檢驗(yàn)結(jié)果見表3。空間面板模型回歸見表4。

表3 空間計(jì)量模型檢驗(yàn)結(jié)果

由表3可知，LM-lag檢驗(yàn)、LM-err檢驗(yàn)及穩(wěn)健LM-lag檢驗(yàn)皆在1%限制性水平下顯著通過檢驗(yàn)，穩(wěn)健LM-err在5%水平下顯著通過檢驗(yàn)，說明SAR模型與SEM模型皆可選擇。其次，LR檢驗(yàn)結(jié)果表明SAR模型與SEM模型兩者都存在時(shí)空雙重固定效應(yīng)。進(jìn)一步經(jīng)Hausman檢驗(yàn)可知，SAR模型、SEM模型與SDM模型均在1%顯著性水平下拒絕采用隨機(jī)效應(yīng)模型的原假設(shè)，因而采用時(shí)空雙重固定效應(yīng)模型。最后使用Wald檢驗(yàn)對(duì)SDM模型進(jìn)行弱化檢驗(yàn)，即SDM模型是否可以簡化為SAR模型或SEM模型，針對(duì)原假設(shè)H0：θi=0和H0：θi=-δβi，檢驗(yàn)結(jié)果均在5%的水平下拒絕原假設(shè)，表明SDM模型不能等價(jià)轉(zhuǎn)換為SAR和SEM模型，即SDM模型包含的兩種空間傳導(dǎo)機(jī)制對(duì)城市創(chuàng)新的作用不可忽略。同時(shí)從表4的估計(jì)結(jié)果中看，在模型擬合效果上，SDM模型較之SAR、SEM和SAC模型的自然對(duì)數(shù)數(shù)值(Log-L)較大。綜合考慮，最終選擇空間SDM時(shí)空雙重固定效應(yīng)模型進(jìn)行分析。

從表4來看，SDM模型中城市創(chuàng)新水平的空間交互項(xiàng)顯著為負(fù)，意味著該城市創(chuàng)新水平的增加不利于周邊城市的創(chuàng)新，表現(xiàn)為“核心—邊緣”特征。而航空客運(yùn)量的水平項(xiàng)和空間交互項(xiàng)對(duì)提高城市創(chuàng)新能力均有顯著影響，驗(yàn)證假設(shè)1和假設(shè)2。但由于SDM模型的回歸系數(shù)并不能直接反映自變量對(duì)因變量的影響程度，因此需要計(jì)算直接效應(yīng)、空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)才能具體表征。計(jì)算結(jié)果參見表5。

表4 空間面板計(jì)量回歸結(jié)果

表5 SDM模型的直接效應(yīng)、空間溢出效應(yīng)和總效應(yīng)

由表5可知，ln airline的直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和總效應(yīng)系數(shù)均通過1%的顯著性水平檢驗(yàn)。其中l(wèi)n airline的直接效應(yīng)回歸系數(shù)為0.245 713，溢出效應(yīng)回歸系數(shù)為 0.706 774，總效應(yīng)回歸系數(shù)為0.952 487。這表明航空客運(yùn)量每增加1%，可以提高城市創(chuàng)新能力0.952 487%的總效應(yīng)。其中對(duì)本市創(chuàng)新能力提升的直接效應(yīng)為0.245 713%，對(duì)鄰近市創(chuàng)新能力提升的間接效應(yīng)為0.706 774%，航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展在城市間創(chuàng)新能力的增長方面存在明顯的外溢。這表明航空運(yùn)輸一方面能夠吸引聚集更多的高新技術(shù)企業(yè)和高科技人才，而這些企業(yè)和人才又能促進(jìn)城市創(chuàng)新產(chǎn)出，形成良性循環(huán)；另一方面通過高級(jí)人力資本遠(yuǎn)距離旅行和跨區(qū)域交流，促進(jìn)知識(shí)、信息、技術(shù)的擴(kuò)散與傳播，對(duì)周邊城市產(chǎn)生積極的示范效應(yīng)，促進(jìn)其進(jìn)行開展創(chuàng)新活動(dòng)。

其余解釋變量中，從直接效應(yīng)方面，各創(chuàng)新要素對(duì)本城市創(chuàng)新能力均有促進(jìn)作用，但顯著性水平和作用強(qiáng)度存在差異。其中，創(chuàng)新資金投入水平(ln rd)、城市對(duì)外開放程度(ln fdi)和城市環(huán)境(ln envi)3個(gè)變量最為顯著，均在1%水平下顯著；人力資本存量(ln human)和城市教育投入水平(ln education)在5%水平下顯著。從作用系數(shù)來看，城市對(duì)外開放程度(ln fdi)對(duì)城市創(chuàng)新能力的促進(jìn)作用最弱，原因可能是外商直接投資多為外企或中外合資企業(yè)，傾向于自我保護(hù)企業(yè)的核心技術(shù)和創(chuàng)新資源。城市環(huán)境(ln envi)對(duì)本城市創(chuàng)新產(chǎn)出作用系數(shù)也較小，為-0.082 168，說明城市環(huán)境對(duì)于創(chuàng)新要素的吸引作用并沒有完全發(fā)揮出來。城市研發(fā)資金投入(ln rd)、城市高級(jí)人才數(shù)量(ln human)和城市教育資金投入(ln education)作為開展創(chuàng)新活動(dòng)的基本條件對(duì)本地創(chuàng)新產(chǎn)出的促進(jìn)作用相對(duì)較大，即每提高1%，本地創(chuàng)新產(chǎn)出分別增長0.153 582%、0.138 805%、0.105 325%。溢出效應(yīng)方面，城市規(guī)模與鄰近城市表現(xiàn)出競爭關(guān)系，溢出系數(shù)為-2.281 102，總效應(yīng)系數(shù)為-2.049 840，具有較強(qiáng)的抑制作用，說明高級(jí)資源的稀缺性以及極化效應(yīng)的存在往往導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)規(guī)模較大的城市對(duì)創(chuàng)新資源具有更強(qiáng)的吸引力，反而不利于周邊經(jīng)濟(jì)規(guī)模相對(duì)較小的城市的創(chuàng)新，即表現(xiàn)為負(fù)向溢出效應(yīng)。

3.3 航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力影響機(jī)制的計(jì)量分析

3.3.1 通信建設(shè)與航空運(yùn)輸?shù)慕换プ饔脤?duì)城市創(chuàng)新能力的影響

由于交通與現(xiàn)代通信技術(shù)的時(shí)空壓縮效應(yīng)，強(qiáng)化了城市間的聯(lián)系[32]，加速了人才流動(dòng)與知識(shí)空間溢出，兩者是互補(bǔ)關(guān)系[33]。因而，在原有模型的基礎(chǔ)上，加入通信基礎(chǔ)設(shè)施與航空運(yùn)輸?shù)慕换ロ?xiàng)(ln internet×ln airline)進(jìn)行回歸，回歸結(jié)果見表表6(a)列。從回歸結(jié)果來看，航空運(yùn)輸發(fā)展與現(xiàn)代通信設(shè)施建設(shè)的交互作用在1%水平下顯著為正，兩者存在較強(qiáng)的互補(bǔ)關(guān)系。表明航空運(yùn)輸發(fā)展與通信設(shè)施建設(shè)之間是互相促進(jìn)、彼此依存的關(guān)系，現(xiàn)代通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享，而航空運(yùn)輸帶來面對(duì)面溝通和交流，兩者共同促進(jìn)城市創(chuàng)新發(fā)展，不存在通信設(shè)施取代航空運(yùn)輸?shù)那闆r，假設(shè)3得以驗(yàn)證。同時(shí)周邊城市通信及航空運(yùn)輸發(fā)展對(duì)本地區(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)出也表現(xiàn)為強(qiáng)烈的正向溢出效應(yīng)。

3.3.2 研發(fā)資金、教育活動(dòng)投入與航空運(yùn)輸?shù)慕换プ饔脤?duì)創(chuàng)新產(chǎn)出的影響

從前文研究可以看出，本地區(qū)研發(fā)和教育資金的投入對(duì)城市創(chuàng)新活動(dòng)的影響非常明顯，因而接下來將進(jìn)一步考察航空運(yùn)輸分別與研發(fā)、教育資金投入的交互作用對(duì)城市創(chuàng)新產(chǎn)出的影響以及溢出效應(yīng)。表6(b)、(c)列分別加入了航空運(yùn)輸與創(chuàng)新研發(fā)資金投入的交叉項(xiàng)(ln airline×ln rd)、航空運(yùn)輸與教育投入的交叉項(xiàng)(ln airline×ln education)來驗(yàn)證航空運(yùn)輸發(fā)展與科教投入的交互作用。研究發(fā)現(xiàn)：航空運(yùn)輸與創(chuàng)新資金投入的交叉項(xiàng)、航空運(yùn)輸與教育投入的交叉項(xiàng)對(duì)城市創(chuàng)新能力均呈顯著正向效應(yīng)，即本市創(chuàng)新研發(fā)資金投入、教育投入對(duì)城市創(chuàng)新能力的影響會(huì)隨著航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展而增加，作用也更為穩(wěn)?。煌瑫r(shí)，也會(huì)通過空間溢出效應(yīng)對(duì)鄰近城市的創(chuàng)新能力產(chǎn)生顯著的正向影響。

表6 加入交叉項(xiàng)模型回歸結(jié)果

3.3.3 高級(jí)人才數(shù)量與航空運(yùn)輸?shù)慕换プ饔脤?duì)創(chuàng)新產(chǎn)出的影響

高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有集聚的特性。航空運(yùn)輸強(qiáng)化了這一趨勢(shì)，促進(jìn)城市集聚人才，使得城市創(chuàng)新能力提升。在式(4)中加入航空運(yùn)輸與高級(jí)人才數(shù)量交互項(xiàng)(ln airline×ln human)來驗(yàn)證這一影響。從表6(d)列的回歸結(jié)果可以看出，航空運(yùn)輸與人力資本存量交互項(xiàng)在1%顯著性水平上顯著為正，且兩者的交互項(xiàng)有顯著的溢出效應(yīng)。即航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展促進(jìn)了城市人才的集聚，城市創(chuàng)新產(chǎn)出增加；且航空運(yùn)輸促進(jìn)了人才、知識(shí)在城市間的流動(dòng)，因而對(duì)周邊城市的創(chuàng)新能力仍起著正向積極影響。

以上關(guān)于交叉項(xiàng)的檢驗(yàn)，進(jìn)一步理清了航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力的作用機(jī)制。航空運(yùn)輸與現(xiàn)代通信設(shè)施建設(shè)兩者對(duì)知識(shí)交流和城市創(chuàng)新都起著重要作用，不存在替代關(guān)系，且對(duì)周邊城市產(chǎn)生正向溢出效應(yīng)；航空運(yùn)輸通過加快研發(fā)資金投入、教育投入過程中所產(chǎn)生的知識(shí)溢出，從而提高城市及周邊城市的創(chuàng)新能力；在發(fā)展航空運(yùn)輸?shù)谋尘跋?，科技人才的聚集?duì)城市和周邊城市產(chǎn)生了一定程度的空間溢出效應(yīng)。綜上檢驗(yàn)可得，航空運(yùn)輸與創(chuàng)新要素及參與者之間相互作用，不但有助于提升本市的創(chuàng)新能力，還存在一定的正向空間溢出效應(yīng)。證實(shí)研究假設(shè)4。

4 結(jié)論與啟示

采用莫蘭指數(shù)、空間杜賓及其分解模型，從航空運(yùn)輸與城市創(chuàng)新產(chǎn)出關(guān)系的視角，分析了2003—2018年中國19個(gè)大型城市航空等要素對(duì)創(chuàng)新產(chǎn)出的空間溢出效應(yīng)及其作用機(jī)制。研究結(jié)果表明，航空運(yùn)輸憑借其高效便捷的交通服務(wù)有效提高城市連通性，促進(jìn)資本、人才、信息、技術(shù)等創(chuàng)新要素的流動(dòng)與配置，加強(qiáng)創(chuàng)新要素之間的相互作用，加速知識(shí)和技術(shù)的空間溢出，從而提高城市創(chuàng)新能力。主要結(jié)論：①城市創(chuàng)新能力表現(xiàn)為“中心—邊緣”特征，即該城市創(chuàng)新能力的增加不利于周邊城市的創(chuàng)新，大型城市創(chuàng)新發(fā)展存在“馬太效應(yīng)”；②航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展對(duì)中國大型城市創(chuàng)新能力的提升起到了非常顯著作用，航空客運(yùn)量每增加1%，本市創(chuàng)新能力提升0.245 713%，鄰近市創(chuàng)新能力提升0.706 774%，總效應(yīng)為 0.952 487%；③航空運(yùn)輸與現(xiàn)代通信設(shè)施、城市科技研發(fā)投入、教育活動(dòng)投入以及高級(jí)人才之間相互作用，不但提高本市的創(chuàng)新能力，且對(duì)鄰近城市的創(chuàng)新產(chǎn)生正向的空間溢出效應(yīng)。

基于以上結(jié)論，故提出以下三方面的政策建議：①提升城市創(chuàng)新能力時(shí)要將明顯存在的空間相關(guān)性和空間溢出效應(yīng)考慮在內(nèi)，積極促進(jìn)形成與周邊城市功能互補(bǔ)的產(chǎn)業(yè)布局，建設(shè)城市群和都市圈。②航空運(yùn)輸能夠壓縮城市時(shí)空距離，加快人才等創(chuàng)新要素的流動(dòng)與配置，促進(jìn)城市間知識(shí)的傳播與擴(kuò)散，加大知識(shí)、技術(shù)及信息的空間溢出效應(yīng)，提高城市創(chuàng)新能力。因此，進(jìn)一步加快發(fā)展航空運(yùn)輸對(duì)城市創(chuàng)新能力的提升有著不可替代的作用，特別是大型城市，需要更加航空運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，建設(shè)航空樞紐，完善城市航空網(wǎng)絡(luò)布局。③重視培養(yǎng)和引進(jìn)人才，加大科技教育投資。創(chuàng)新活動(dòng)的不確定性使得部分城市存在短視行為，而人才與創(chuàng)新研發(fā)的投入是提升城市創(chuàng)新能力的重要保障。提升創(chuàng)新能力、增強(qiáng)科技實(shí)力將成為未來城市競爭力的重要組成部分，也是實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)從粗放型向集約型轉(zhuǎn)變的基本動(dòng)力，對(duì)促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的意義。