葉 翀，邵 博

（福州大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福州 350116）

一、引言

21 世紀(jì)社會(huì)最大的生產(chǎn)力就是“科技”，當(dāng)前，中國(guó)自主創(chuàng)新能力不斷提高，世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）發(fā)布的《2020 年世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)指標(biāo)報(bào)告》顯示，中國(guó)國(guó)內(nèi)外發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)總數(shù)超過(guò)140 萬(wàn)件，為全世界發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量第一大國(guó)，但從整體質(zhì)量而言，較發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。且中國(guó)幅員遼闊，各省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距較大，東西部發(fā)展不均，沿海地區(qū)整體經(jīng)濟(jì)發(fā)展較好，生產(chǎn)力水平較高，中西部地區(qū)及東北地區(qū)發(fā)展相對(duì)滯后，導(dǎo)致區(qū)域間知識(shí)創(chuàng)新的落差較大。

高速鐵路作為新型交通工具在中國(guó)快速發(fā)展，極大地改善了現(xiàn)有的交通方式，這種改變將同樣從地理空間上間接地影響中國(guó)區(qū)域知識(shí)溢出。從2008 年開(kāi)始，中國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展大幅降低了區(qū)域之間的通行時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，提升了區(qū)域之間的流通效率，加速了區(qū)域間生產(chǎn)要素的流動(dòng)，對(duì)解決中國(guó)區(qū)域發(fā)展不平衡和拉動(dòng)中國(guó)內(nèi)生經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。高速鐵路網(wǎng)的建設(shè)更加完善了中國(guó)交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)人力、資本和技術(shù)等要素在更廣的范圍內(nèi)優(yōu)化配置，加強(qiáng)區(qū)域間的聯(lián)系。高速鐵路對(duì)不同地區(qū)、不同距離的知識(shí)溢出的影響程度是“一致”亦或是“差異”？如何實(shí)現(xiàn)大城市和中小城市之間知識(shí)溢出的協(xié)同發(fā)展？適合中國(guó)的最優(yōu)知識(shí)溢出距離是多少？這些問(wèn)題關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，亟需研究和解決。

本文從知識(shí)創(chuàng)新的角度，基于地理空間經(jīng)濟(jì)理論，深入闡述了高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響機(jī)理。同時(shí)，從全國(guó)30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）①考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性和有效性，研究樣本不包括海南省以及港澳臺(tái)地區(qū)。出發(fā)，結(jié)合空間滯后模型和知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)，計(jì)量研究高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響及其影響程度和范圍。有助于解釋鐵路沿線區(qū)域發(fā)展社會(huì)的發(fā)展，對(duì)于完善區(qū)域系統(tǒng)創(chuàng)新體系、加快中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)現(xiàn)代化和區(qū)域發(fā)展一體化都有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

二、文獻(xiàn)回顧

高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的作用主要有三種觀點(diǎn)，一種認(rèn)為高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的影響并不明確，且高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的影響存在時(shí)間滯后效應(yīng)和間接促進(jìn)作用，時(shí)間滯后效應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)難以把握，間接促進(jìn)作用更是難以衡量。Brons et al（2009）認(rèn)為高速鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的高投入并不能直接證明會(huì)帶來(lái)發(fā)展效益。Vickerman（2018）表明運(yùn)輸基礎(chǔ)設(shè)施本身對(duì)發(fā)展不可能達(dá)到變革性的效果，還需要相關(guān)的政策措施配合。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的增長(zhǎng)具有推動(dòng)作用。Blum et al（1997）認(rèn)為鐵路加快沿線城鎮(zhèn)化進(jìn)程，促進(jìn)城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模的擴(kuò)張。還有一種觀點(diǎn)認(rèn)為高速鐵路并未促進(jìn)區(qū)域發(fā)展的增長(zhǎng)，反而抑制了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。Mitchell（1964）在《鐵路與美國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)》中提出“除非該地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，否則交通基礎(chǔ)設(shè)施本身并不會(huì)產(chǎn)生多大的作用”，Puga（2008）也認(rèn)為高速鐵路使大城市受益而小城市會(huì)受損，從而加劇了區(qū)域之間的不平衡。關(guān)于高速鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響機(jī)制方面，盡管不同學(xué)者研究有所出入，但基本是從改變可達(dá)性和改變經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面分析，已有眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用不同的方法對(duì)其進(jìn)行了研究。Clark（1999）構(gòu)建著名的可達(dá)性勢(shì)模型（accessibility-potential model）并且從旅行時(shí)間的角度，認(rèn)為高速鐵路通過(guò)縮短兩地的旅行時(shí)間從而降低工業(yè)成本。Levinson 和Zhao（2012）認(rèn)為高速鐵路帶來(lái)旅行時(shí)間的減少是高速鐵路對(duì)經(jīng)濟(jì)影響最重要最直接的因素。Ahlfeldt 和Feddersen（2015）驗(yàn)證了德國(guó)法蘭克?！坡「咚勹F路開(kāi)通后對(duì)沿線區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響。Li 和Xu（2018）等以日本新干線為例研究了高鐵與城市勞動(dòng)力的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)高鐵加快了沿線城市間的勞動(dòng)力流動(dòng)，推動(dòng)勞動(dòng)力向中心城市的服務(wù)業(yè)和制造業(yè)聚集。Hall（2009）則認(rèn)為高鐵建設(shè)對(duì)于區(qū)域勞動(dòng)力和生產(chǎn)要素的流動(dòng)起到了重新配置的作用，使得要素資源可以從中心城市向周邊城市擴(kuò)散流動(dòng)。隨著我國(guó)高鐵網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)完善，國(guó)內(nèi)關(guān)于高速鐵路對(duì)區(qū)域發(fā)展的研究也成為熱點(diǎn)之一。李紅昌等（2016）通過(guò)構(gòu)建雙重差分計(jì)量模型發(fā)現(xiàn)，高速鐵路對(duì)空間經(jīng)濟(jì)的影響具有連鎖效應(yīng)，由最初的可達(dá)性變化引起集聚租金的變化，在此基礎(chǔ)上引發(fā)城市經(jīng)濟(jì)與空間集聚的變化，對(duì)城市經(jīng)濟(jì)和空間集聚變化具有重要影響。林曉言等（2010）通過(guò)構(gòu)建“有無(wú)高速鐵路”的方式，利用灰色預(yù)測(cè)模型來(lái)定量分析高速鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響。段曉晨和孫敬（2014）評(píng)價(jià)高速鐵路對(duì)區(qū)域環(huán)境的影響時(shí)借鑒系了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方法，其評(píng)估結(jié)果可以作為政策制定的重要參考指標(biāo)。孫學(xué)濤等（2020）通過(guò)構(gòu)建空間計(jì)量模型（SARAR 模型）研究高鐵建設(shè)對(duì)城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的影響，發(fā)現(xiàn)高鐵建設(shè)對(duì)中國(guó)城市經(jīng)濟(jì)的影響存在空間溢出效應(yīng)，有利于促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展；李昊等（2020）將高鐵建設(shè)分為縱貫、橫貫和延伸三個(gè)階段，構(gòu)建空間杜賓模型研究高鐵建設(shè)對(duì)中國(guó)四大區(qū)域?qū)嶓w經(jīng)濟(jì)的空間溢出效應(yīng)；黎紹凱等（2020）通過(guò)構(gòu)建“反事實(shí)”框架的Differences-in-Differences（DID）模型研究了高鐵發(fā)展對(duì)中國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的因果效應(yīng)，證實(shí)高鐵的開(kāi)通推動(dòng)了區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級(jí)的進(jìn)程；馬紅梅和郝美竹（2020）以粵桂黔高鐵經(jīng)濟(jì)帶為例，通過(guò)構(gòu)建DID 模型研究高鐵對(duì)城市旅游業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，證實(shí)高鐵的建設(shè)促進(jìn)了沿線欠發(fā)達(dá)地區(qū)的旅游業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展；楊珩和佟瓊（2020）通過(guò)構(gòu)建DID 模型研究京滬高鐵對(duì)沿線城市區(qū)域公平的影響，發(fā)現(xiàn)京滬高鐵促進(jìn)了沿線城市經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，加速了區(qū)域勞動(dòng)力和人才的流動(dòng)速度，但對(duì)城市間的經(jīng)濟(jì)公平產(chǎn)生了不利的影響；王方方和李香桃（2020）基于粵港澳大灣區(qū)城市間的高鐵班次數(shù)據(jù)研究其對(duì)于城市群經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)高鐵建設(shè)加強(qiáng)了粵港澳大灣區(qū)城市之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，對(duì)于縮小收入差距、改善經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)具有積極意義。林曉言和李明真（2020）等研究了高鐵開(kāi)通對(duì)于城市科技創(chuàng)新的影響，研究表明高鐵開(kāi)通和服務(wù)強(qiáng)度的增加可以有效提高區(qū)域科技創(chuàng)新水平，相較而言，此效應(yīng)對(duì)于區(qū)域中心城市的促進(jìn)效果更加明顯。

知識(shí)溢出對(duì)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，尤其是區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新的發(fā)展尤為重要。Polanyi（1958）首次提出知識(shí)的顯性和隱性的概念，Arrow（1962）隨后闡明了知識(shí)的累積過(guò)程及其經(jīng)濟(jì)涵義，至此知識(shí)溢出的概念在學(xué)術(shù)界誕生。Romer（1986）明確指出，技術(shù)知識(shí)的非競(jìng)爭(zhēng)性和部分排他性特征是知識(shí)溢出發(fā)生的根本原因，并將知識(shí)作為獨(dú)立要素引入生產(chǎn)函數(shù)，建立了知識(shí)溢出的內(nèi)生增長(zhǎng)模型，使用Griliches-Jaffe 知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)分析知識(shí)生產(chǎn)與溢出。對(duì)企業(yè)層面而言，科學(xué)研究與試驗(yàn)發(fā)展（research and development，R&D）投入產(chǎn)出之間并無(wú)顯著性關(guān)系，考慮到知識(shí)生產(chǎn)的外部性，這種關(guān)系在城市和區(qū)域等更廣泛范圍則表現(xiàn)出了較強(qiáng)顯著性，由此判斷將企業(yè)作為知識(shí)溢出的研究對(duì)象并不合適（Audretsch 和Feldman，1996）。在此背景下，眾多學(xué)者轉(zhuǎn)向知識(shí)溢出的空間性研究，在區(qū)域間探討知識(shí)溢出的機(jī)制。眾多研究者從專(zhuān)利引用、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新活動(dòng)空間分布等不同角度論證了知識(shí)溢出的存在性和可度量性，并探討了知識(shí)溢出在促進(jìn)集聚和推動(dòng)創(chuàng)新過(guò)程中的作用機(jī)理（Audretsch 和Feldman，1996；Zoltan et al，1999）。關(guān)于知識(shí)溢出的機(jī)理及方法，主要是測(cè)度投入產(chǎn)出、全要素生產(chǎn)率（total factor productivity，TFP）或在Cobb-Douglas 生產(chǎn)函數(shù)基礎(chǔ)上利用回歸分析、數(shù)據(jù)包絡(luò)分析等方法進(jìn)行間接測(cè)量。Jaffe（1986）提出利用專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量作為知識(shí)溢出的度量，其實(shí)用性和可靠性引起了較大的爭(zhēng)議。Nelson（2009）將公開(kāi)發(fā)表論文數(shù)量、專(zhuān)利引用數(shù)量和技術(shù)許可數(shù)量三個(gè)指標(biāo)分別作為知識(shí)溢出的測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比，建議構(gòu)建一個(gè)包含多指標(biāo)的指標(biāo)體系對(duì)知識(shí)溢出進(jìn)行測(cè)量。Caves（1974）首次通過(guò)經(jīng)濟(jì)學(xué)模型實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)溢出的測(cè)度，以勞動(dòng)生產(chǎn)率為被解釋變量來(lái)構(gòu)建知識(shí)溢出模型，開(kāi)創(chuàng)了用經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)衡量知識(shí)溢出的先河。Grossman 和Helpman（1991）提出的“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”增長(zhǎng)理論模型，從知識(shí)溢出帶動(dòng)GDP 增長(zhǎng)角度構(gòu)建回歸函數(shù)測(cè)量知識(shí)溢出。Grossman 和Helpman（1995）又在“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”增長(zhǎng)模型基礎(chǔ)上提出了R&D溢出模型，將全要素生產(chǎn)率作為被解釋變量，驗(yàn)證了知識(shí)溢出對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用。

近年來(lái)有關(guān)高速鐵路和知識(shí)溢出相關(guān)方面的研究呈指數(shù)型增長(zhǎng)，但通過(guò)對(duì)已有文獻(xiàn)梳理發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段研究大多基于兩個(gè)相互獨(dú)立的視角，盡管已有相關(guān)研究做出了較大貢獻(xiàn)，但是有關(guān)高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出影響方面的理論基礎(chǔ)仍較為薄弱。現(xiàn)有關(guān)于高速鐵路及可達(dá)性對(duì)知識(shí)溢出的影響方面的研究?jī)H僅是研究某一條鐵路線對(duì)一個(gè)區(qū)域的影響，很難排除其他因素如政策、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境等的影響。高速鐵路與知識(shí)溢出方面研究中知識(shí)溢出的衡量并沒(méi)有很好的解決方案。

為了解決上述缺陷，本文在總結(jié)和借鑒以往研究的基礎(chǔ)上，將從整體的大環(huán)境角度去分析高速鐵路建成前后對(duì)知識(shí)溢出的影響，避免考慮因素不全和未考慮其他鐵路網(wǎng)的影響等缺陷，在知識(shí)溢出的衡量方法上選擇廣泛獲得學(xué)術(shù)界認(rèn)可的生產(chǎn)函數(shù)法，使數(shù)據(jù)獲取和衡量上盡可能精準(zhǔn)。相對(duì)以往研究，本文主要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行了拓展：第一，在研究高速鐵路對(duì)區(qū)域知識(shí)溢出的影響機(jī)理時(shí)，借鑒物理學(xué)中熱傳導(dǎo)理論與知識(shí)溢出路徑進(jìn)行類(lèi)比，從理論層分析高速鐵路分別對(duì)三種溢出路徑的影響。第二，在研究全國(guó)30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）（不包括海南省和港澳臺(tái)地區(qū)）知識(shí)溢出時(shí)，設(shè)置閾值構(gòu)造判斷矩陣，按照標(biāo)準(zhǔn)半徑切割形成6 大溢出區(qū)域，分別驗(yàn)證各區(qū)域內(nèi)高速鐵路對(duì)區(qū)域知識(shí)溢出的影響，確定區(qū)域后再運(yùn)用二分法再次切割區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證，最終精確得出高速鐵路對(duì)區(qū)域知識(shí)溢出的影響有效距離。第三，在構(gòu)造高速鐵路的知識(shí)溢出變量時(shí)運(yùn)用了改進(jìn)的引力模型，同時(shí)考慮了時(shí)間距離、直線距離和鄰近距離三個(gè)方面，與知識(shí)溢出的機(jī)理更為貼切，使得本文指標(biāo)選取和模型分析更為科學(xué)合理。

三、高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響機(jī)制及演變

科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中扮演著重要作用，而中國(guó)區(qū)域發(fā)展不平衡，南北差異大，知識(shí)在區(qū)域間相互傳播路徑錯(cuò)綜復(fù)雜，形式多樣化，知識(shí)在區(qū)域間的溢出渠道也有多種情況。以孫兆剛（2006）提出的三種知識(shí)溢出路徑，即傳導(dǎo)路徑、對(duì)流路徑和輻射路徑為框架梳理知識(shí)以高速鐵路為載體在省域間的溢出行為，如圖1 所示。

圖1 高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響機(jī)制

高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出傳導(dǎo)路徑的影響。類(lèi)似于物理熱傳導(dǎo)中熱量從溫度高的地區(qū)通過(guò)載體傳導(dǎo)到溫度低的地區(qū)，知識(shí)溢出的傳導(dǎo)路徑表示知識(shí)從存量高的區(qū)域流向存量低的區(qū)域，主要依靠跨區(qū)域投資或引進(jìn)知識(shí)含量較高的技術(shù)設(shè)備而發(fā)生。其中知識(shí)存量高的區(qū)域與知識(shí)存量低的區(qū)域之間形成的落差稱(chēng)之為“勢(shì)差”，勢(shì)差越大，區(qū)域間的知識(shí)溢出效應(yīng)越大。而高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，改變了現(xiàn)有的時(shí)空結(jié)構(gòu)，大幅度縮短了時(shí)空效應(yīng)，減少了兩地之間的通行時(shí)間，使得區(qū)域之間的空間距離在時(shí)間上得到了縮短，拉近了兩地之間的距離。因?yàn)榭臻g距離不再是知識(shí)溢出的限制，區(qū)域之間便開(kāi)始了異地投資和異地就業(yè)等情況，同時(shí)，完善的高速鐵路站點(diǎn)配套設(shè)施也會(huì)吸引大量高新企業(yè)及現(xiàn)代制造業(yè)的集聚，為培育良好的創(chuàng)業(yè)和就業(yè)環(huán)境奠定基礎(chǔ)。高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，直接加速了區(qū)域間的知識(shí)傳導(dǎo)。

高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出對(duì)流路徑的影響。類(lèi)似于熱傳遞中的熱對(duì)流，知識(shí)溢出的對(duì)流路徑是指知識(shí)存儲(chǔ)量高的區(qū)域和知識(shí)存儲(chǔ)量低的區(qū)域之間，通過(guò)某種非特定載體的循環(huán)實(shí)現(xiàn)區(qū)域之間的知識(shí)交換達(dá)到均衡。這種非特定載體通常是指商品、信息和資本等資源要素，其區(qū)域間的流動(dòng)帶動(dòng)知識(shí)的相互滲透。一方面，高速鐵路的開(kāi)通改善了區(qū)域發(fā)展條件，通達(dá)性的提升帶動(dòng)了區(qū)域商流、物流、信息流等各種資源要素的涌入與流出，從而帶動(dòng)整個(gè)區(qū)域商品、信息等加速交換，間接為區(qū)域知識(shí)溢出創(chuàng)造了有利條件；另一方面，高速鐵路開(kāi)通縮短了區(qū)域之間的未來(lái)時(shí)間，使企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中獲得時(shí)間上的優(yōu)勢(shì)，降低了企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。而且通過(guò)高速鐵路這種交通方式，勞動(dòng)力、資金等關(guān)鍵要素的流動(dòng)也為企業(yè)的發(fā)展增加了機(jī)會(huì)。生產(chǎn)要素的流動(dòng)性加快，通過(guò)“有形的手”和“無(wú)形的手”的結(jié)合，使資源配置更加優(yōu)化與合理，社會(huì)分工趨于細(xì)化和專(zhuān)業(yè)化，間接地促進(jìn)對(duì)鄰近區(qū)域的知識(shí)溢出。

高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出輻射路徑的影響。物理熱傳遞中的熱輻射不依賴(lài)任何介質(zhì)，必定會(huì)向外散發(fā)熱量。同樣，在知識(shí)溢出中，無(wú)論知識(shí)存量高低，任何區(qū)域的知識(shí)創(chuàng)新成果都會(huì)向其他區(qū)域不斷擴(kuò)散，該創(chuàng)新成果所包含的價(jià)值越大，所傳播的距離將會(huì)越遠(yuǎn)，并且，該種傳播方式不依賴(lài)任何載體，而是通過(guò)接受者或模仿者的觀察學(xué)習(xí)而來(lái)。高速鐵路的開(kāi)通縮短了區(qū)域之間的時(shí)空距離，促進(jìn)區(qū)域間的人才流動(dòng)，欠發(fā)達(dá)地區(qū)對(duì)人才的吸引力開(kāi)始增強(qiáng)。高速鐵路加快了區(qū)域間人的流動(dòng)，有益于區(qū)域間勞動(dòng)者知識(shí)的獲取和企業(yè)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)。同時(shí)，高速鐵路速度快而載客量大的特點(diǎn)，極大地提高了區(qū)域間的運(yùn)輸能力。高運(yùn)載能力加速了區(qū)域間人員流動(dòng)，兩個(gè)知識(shí)存儲(chǔ)單元之間人員的流動(dòng)速度提高，交流頻率加快，使得知識(shí)在原有主體間的傳播速度加快，區(qū)域間的知識(shí)溢出效應(yīng)更大。高速鐵路的建設(shè)，直接帶動(dòng)了區(qū)域間知識(shí)由中心向外圍輻射。

因?yàn)楦咚勹F路運(yùn)行速度快、運(yùn)載量大和安全可靠等特點(diǎn)，高速鐵路網(wǎng)絡(luò)將重塑現(xiàn)有的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)，帶來(lái)了“時(shí)空收縮”效應(yīng)。這種效應(yīng)極大的加速了區(qū)域間的交流，促進(jìn)了區(qū)域間的商貿(mào)網(wǎng)絡(luò)和知識(shí)交流的加速，使得鄰近地區(qū)異地消費(fèi)和異地就業(yè)成為可能，極大地激發(fā)了原有的經(jīng)濟(jì)活力，改變了原有的知識(shí)創(chuàng)新投入產(chǎn)出方式，加速了區(qū)域間的知識(shí)溢出效應(yīng)，擴(kuò)大了知識(shí)溢出的輻射范圍。高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，從理論推測(cè)會(huì)加速遠(yuǎn)距離知識(shí)溢出的效應(yīng)，本研究分別從高速鐵路建設(shè)前，部分高速鐵路開(kāi)通時(shí)，和高速鐵路網(wǎng)建設(shè)完備三種情況下，闡述知識(shí)溢出由鄰近到遠(yuǎn)距離的演變軌跡，其演變過(guò)程如圖2 所示。

在未建設(shè)高速鐵路之前，各省份之間的主要通行方式是普通鐵路和公路，但針對(duì)遠(yuǎn)距離省份之間普通鐵路和公路通行時(shí)間長(zhǎng)，交通效率低下。此時(shí)，依靠交通帶動(dòng)遠(yuǎn)距離的知識(shí)溢出發(fā)生效率低下，知識(shí)溢出的主流形式是在鄰近的省份之間發(fā)生，如圖2 中高速鐵路建設(shè)前階段所示，中心省份到鄰近省份之間的知識(shí)溢出效應(yīng)發(fā)生相對(duì)較頻繁，鄰近省份之間的知識(shí)交流頻率也較高，但中心省份到遠(yuǎn)距離省份之間的知識(shí)溢出效應(yīng)較低，遠(yuǎn)距離省份之間的知識(shí)交流相對(duì)缺乏。這種省際知識(shí)溢出主要的限制因素是距離，隨著兩省之間距離的增加，知識(shí)溢出效應(yīng)在不斷減小。

在部分省份間開(kāi)通高速鐵路后，省份間通行效率大幅提高，高鐵縮短了兩個(gè)省份之間的“時(shí)空效應(yīng)”，異地置業(yè)，跨省上班，雙城生活等現(xiàn)象開(kāi)始出現(xiàn)。兩省份之間的人力、資本和知識(shí)等要素的交流相對(duì)過(guò)去更加頻繁，此時(shí)開(kāi)通了高速鐵路的省份之間的遠(yuǎn)距離知識(shí)交流效應(yīng)得以提高，如圖2 中高速鐵路局部開(kāi)通階段所示，已開(kāi)通高速鐵路的省份開(kāi)始出現(xiàn)大規(guī)模的遠(yuǎn)距離知識(shí)溢出，且其他已互通高鐵的省份間知識(shí)交流顯著提高。隨著高速鐵路的快速發(fā)展和完善，區(qū)域間的遠(yuǎn)距離知識(shí)溢出效應(yīng)將不斷得到增強(qiáng)，并逐步超越鄰近省份之間的鄰近知識(shí)溢出效應(yīng)。此時(shí)，開(kāi)通高鐵的省份知識(shí)溢出輻射效應(yīng)更強(qiáng)，擴(kuò)散范圍也將更廣，并且遠(yuǎn)距離知識(shí)溢出效應(yīng)顯著性將不斷增強(qiáng)，而鄰近知識(shí)溢出效應(yīng)的影響可能會(huì)不斷減弱。

當(dāng)大規(guī)模高鐵網(wǎng)絡(luò)建成之后，相較于過(guò)去交通效率得到了極大的提高，此時(shí)省份間的交流頻率將較少受制于地理空間因素的限制，空間的時(shí)間距離將會(huì)成為區(qū)域間要素流動(dòng)的新障礙。這種狀態(tài)下的知識(shí)溢出效應(yīng)如圖2 中高速鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成階段所示，此時(shí)地理距離導(dǎo)致的鄰近知識(shí)溢出已經(jīng)不再具有主導(dǎo)地位，中心省份對(duì)所有鄰近省份和遠(yuǎn)距離省份均能產(chǎn)生遠(yuǎn)距離知識(shí)溢出，且整體而言遠(yuǎn)距離知識(shí)溢出效應(yīng)較鄰近知識(shí)溢出效應(yīng)要強(qiáng)得多。此時(shí)基于地理空間距離的知識(shí)溢出效應(yīng)從全局角度而言已經(jīng)不再顯著，基于鐵路旅行時(shí)間的知識(shí)溢出效應(yīng)顯著性將會(huì)不斷得到增強(qiáng)。盡管“高速鐵路網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后”是較理想狀態(tài)，但隨著中國(guó)鐵路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將會(huì)不斷向這種趨勢(shì)靠近，對(duì)這種狀態(tài)的研究也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

圖2 高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出影響的演變過(guò)程

上文梳理了知識(shí)以高速鐵路為載體在省域間的溢出行為路徑及其演變，通過(guò)對(duì)已有研究的整理歸納，結(jié)合我國(guó)高速鐵路建設(shè)規(guī)劃，以及知識(shí)產(chǎn)出增量、研發(fā)投入和知識(shí)產(chǎn)出空間布局的發(fā)展軌跡，可以發(fā)現(xiàn)高速鐵路的發(fā)展可以一定程度上促進(jìn)知識(shí)產(chǎn)出增長(zhǎng)和知識(shí)溢出。但現(xiàn)實(shí)中由于涉及眾多區(qū)域和因素，高速鐵路對(duì)不同地區(qū)、距離的知識(shí)溢出的影響程度仍是未知的?；诖?，本文將運(yùn)用空間計(jì)量模型，進(jìn)一步驗(yàn)證高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響及其影響程度和范圍。

四、模型構(gòu)建與變量選取

上文從知識(shí)創(chuàng)新的角度，梳理了知識(shí)以高速鐵路為載體在省域間的溢出行為路徑及其演變，深入闡述了高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響機(jī)理。基于此，繼續(xù)選取全國(guó)30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）（不包括海南省和港澳臺(tái)地區(qū)）的專(zhuān)利數(shù)據(jù)，構(gòu)建知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)和空間計(jì)量模型，進(jìn)一步實(shí)證檢驗(yàn)高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響及其影響程度和范圍。

（一）空間自相關(guān)檢驗(yàn)

利用空間計(jì)量模型研究經(jīng)濟(jì)問(wèn)題前，應(yīng)檢驗(yàn)變量的空間相關(guān)性，只有變量空間自相關(guān)，才適用空間計(jì)量模型?？臻g自相關(guān)是指一些變量在同一個(gè)分布區(qū)內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)之間潛在的相互依賴(lài)性。其目的是分析某些變量是否存在空間的關(guān)聯(lián)性及其關(guān)聯(lián)程度如何，選擇Moran’sI分析區(qū)域知識(shí)自相關(guān)特征。其具體公式為

其中：I為Moran’sI分析值，取值為［-1，1］，該值越接近1 表示空間集聚度越高，越接近-1 表示空間分散度越高，越接近0 表示空間隨機(jī)性高；n為樣本總體數(shù)量，取樣本n為30；wij為區(qū)域i到區(qū)域j的權(quán)重；xi、xj均為指標(biāo)觀測(cè)值，x=。

（二）空間權(quán)重矩陣

本文重點(diǎn)研究高速鐵路通過(guò)產(chǎn)生“時(shí)空收縮”效應(yīng)加速省際知識(shí)溢出的問(wèn)題，以高速鐵路產(chǎn)生的“時(shí)空收縮”效應(yīng)和各省份的知識(shí)存量構(gòu)建分析變量，研究知識(shí)溢出的演變。其中所涉及的“時(shí)空收縮”效應(yīng)是本文重要的中間變量，采用空間權(quán)重矩陣來(lái)衡量“時(shí)空收縮”效應(yīng)的變化。本文的空間權(quán)重矩陣將分別從空間鄰近距離矩陣、空間直線距離矩陣、空間時(shí)間距離矩陣三個(gè)維度進(jìn)行分析。

（1）空間鄰近距離矩陣。通常一階鄰近矩陣分為“車(chē)”相鄰矩陣、“象”相鄰矩陣和“后”相鄰矩陣，由于省域之間的鄰近一般為“車(chē)”相鄰模型，故選擇一階鄰近矩陣為“車(chē)”相鄰矩陣。其公式為

（2）空間直線距離矩陣。空間直線距離矩陣則采用省份之間的直線距離衡量其權(quán)重，以省會(huì)城市幾何中心間距離為省會(huì)間直線距離，當(dāng)省域間直線距離越大，其所占權(quán)重越小，采用Varga（2006）論證的逆指數(shù)衰減函數(shù)來(lái)反映權(quán)重矩陣，并且其衰減系數(shù)選取-0.17。公式為

其中：dij為區(qū)域i和區(qū)域j之間的直線距離。

（3）空間時(shí)間距離矩陣?？臻g時(shí)間距離矩陣采用省域之間通行所需鐵路時(shí)間衡量其權(quán)重，當(dāng)省域之間開(kāi)通高速鐵路，該通行時(shí)間為高速鐵路通行時(shí)間，若未開(kāi)通高速鐵路，則選擇普通鐵路旅行時(shí)間作為通行時(shí)間?？臻g時(shí)間距離矩陣采用負(fù)指數(shù)權(quán)重矩陣體現(xiàn)，公式為

其中：wijtt為第t年區(qū)域i到區(qū)域j占區(qū)域i的比重；dijt為第t年區(qū)域i到區(qū)域j的通行時(shí)間；β為逆指數(shù)系數(shù)，本研究發(fā)現(xiàn)取0.1 時(shí)數(shù)據(jù)波動(dòng)較小，故β為0.1。

將運(yùn)用空間鄰近距離、空間直線距離和空間時(shí)間距離檢驗(yàn)高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出是否存在影響；在高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出存在顯著影響的情況下，本文將采用空間直線距離門(mén)檻的空間時(shí)間距離矩陣分析不同有效距離下高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響。門(mén)檻效應(yīng)下的空間時(shí)間距離矩陣將按照切割后的溢出區(qū)域，在（0，500）、（0，1000）、（0，1500）、（0，2000）、（0，2500）、（0，+∞）的切割半徑下構(gòu)建鐵路旅行時(shí)間距離矩陣，當(dāng)兩省份之間的距離在門(mén)檻半徑之內(nèi)，其時(shí)間距離值為上述空間時(shí)間距離矩陣WTt的權(quán)重變量中旅行時(shí)間權(quán)重值，當(dāng)兩省份之間距離大于門(mén)檻半徑，其時(shí)間距離權(quán)重為0。公式為

其中：wijtM(limit)為第t年區(qū)域j對(duì)區(qū)域i的在直線門(mén)檻M下的空間時(shí)間距離權(quán)重；M為切割的溢出有效區(qū)域的最大標(biāo)準(zhǔn)半徑值。

（三）知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)模型

知識(shí)溢出的存在性早已得到了理論界的廣泛認(rèn)可，國(guó)內(nèi)外學(xué)者也在為知識(shí)溢出的測(cè)量做著不懈努力。本文選取知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)（knowledge production function，KPF）作為測(cè)度知識(shí)溢出的方法。其中Griliches-Jaffe模型廣受學(xué)術(shù)界認(rèn)可，其所需數(shù)據(jù)均能通過(guò)可靠渠道獲取，且該模型經(jīng)過(guò)了豐富的實(shí)證檢驗(yàn)，具有較大可信度。故本文研究知識(shí)溢出選擇Griliches-Jaffe 知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)模型。

然而Griliches-Jaffe 模型亦存在明顯缺陷，即并沒(méi)有直接體現(xiàn)知識(shí)溢出指標(biāo)函數(shù)，且沒(méi)有考慮區(qū)域知識(shí)存量對(duì)知識(shí)產(chǎn)出的影響。為克服該缺陷，將Griliches-Jaffe 模型與上述改進(jìn)的區(qū)域空間誤差模型相結(jié)合，形成新的空間誤差知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)模型。其公式為

其中：Qit為第t年區(qū)域i的知識(shí)產(chǎn)出；W為空間權(quán)重矩陣；S為研究省份之外的其他省份內(nèi)知識(shí)存量；Kit為第t年區(qū)域i的R&D 資金投入；Lit為第t年區(qū)域i的R&D 研發(fā)人員全時(shí)當(dāng)量；Sit為第t年區(qū)域i的知識(shí)累計(jì)存量；ρ為知識(shí)空間溢出系數(shù)，當(dāng)ρ 為正且呈現(xiàn)顯著性時(shí)，為知識(shí)對(duì)該地區(qū)具有虹吸效應(yīng)，當(dāng)ρ 為負(fù)且呈現(xiàn)顯著性時(shí)，為知識(shí)對(duì)該地區(qū)具有溢出效應(yīng)；α為知識(shí)折舊率，參考Okubo et al（2006）和Mancusi（2008）的研究，選取年折舊率為15%；β為對(duì)應(yīng)指標(biāo)回歸系數(shù)；ε為隨機(jī)誤差。

（四）空間計(jì)量模型

為進(jìn)一步研究高速鐵路對(duì)區(qū)域知識(shí)溢出的影響，參照賈善銘和覃成林（2014）、李紅昌等（2016）、林曉言等（2010），結(jié)合空間計(jì)量模型與知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)，構(gòu)建空間計(jì)量模型，常見(jiàn)的基礎(chǔ)空間計(jì)量模型有空間滯后模型（SLM）、空間誤差模型（SEM）和空間杜賓模型（SDM）。其中空間滯后模型更偏重于研究同一時(shí)間內(nèi)，區(qū)域之間相互作用的關(guān)系，適合于估計(jì)是否存在空間相互作用及空間相互作用的強(qiáng)度，以反映可能存在的實(shí)質(zhì)性的空間影響。而空間誤差模型是隨機(jī)干擾項(xiàng)具有相關(guān)性的回歸的特例，在空間誤差模型中，機(jī)構(gòu)或區(qū)域間的相互作用關(guān)系通過(guò)隨機(jī)干擾項(xiàng)來(lái)體現(xiàn)，但相互關(guān)系并非是研究的重點(diǎn)對(duì)象，不能在回歸中體現(xiàn)出來(lái)。故選擇空間滯后模型作為區(qū)域知識(shí)溢出的空間計(jì)量模型。但該模型并未考慮到前期知識(shí)積累對(duì)現(xiàn)有知識(shí)產(chǎn)出的影響，借鑒Murata et al（2014）研究，在空間滯后模型的基礎(chǔ)上做出一定改進(jìn)，使得該模型對(duì)實(shí)際知識(shí)溢出分析更具有解釋力，避免了截面數(shù)據(jù)的片面性。改進(jìn)后的模型公式為

其中：wij為區(qū)域i到區(qū)域j的距離權(quán)重；ρ 為知識(shí)空間溢出系數(shù)；X為知識(shí)創(chuàng)新投入變量；Qit-1為第t-1 年區(qū)域i的知識(shí)產(chǎn)出；Sit-1為第t-1 年區(qū)域i的知識(shí)累計(jì)存量；又由于本文的研究時(shí)間為2003—2020 年，故選取2003 年作為專(zhuān)利的初始增長(zhǎng)年份，2003 年之前的知識(shí)基礎(chǔ)采用李佾憶（2017）的估計(jì)方法。估計(jì)公式為

其中：k為該地區(qū)2003—2017 年專(zhuān)利的平均年增長(zhǎng)率。

綜上所述，區(qū)域的知識(shí)發(fā)展必定會(huì)受到其他區(qū)域知識(shí)發(fā)展的影響，由于知識(shí)溢出無(wú)法直接衡量的特性，本文利用空間滯后模型與知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)結(jié)合構(gòu)造溢出變量的方法，分別構(gòu)建模型（9）和模型（10）的綜合面板模型，衡量知識(shí)溢出隨著高速鐵路變化而變化的程度。選擇空間直線距離矩陣和空間時(shí)間距離矩陣兩個(gè)維度，分析空間滯后模型中溢出效應(yīng)的顯著性。空間直線距離權(quán)重模型為

其中：Wt為第t年省份間權(quán)重矩陣，本模型中分別采用空間鄰近距離矩陣WL、空間直線距離矩陣WD、空間時(shí)間距離矩陣WT三種權(quán)重變量，分別構(gòu)建基于鄰近距離、直線距離和時(shí)間距離的知識(shí)溢出分析模型；St為各省份截止第t年考慮了累計(jì)折舊的知識(shí)存量；?為變量系數(shù)。

為分析高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出效應(yīng)的影響存在的距離限制。采用具有門(mén)檻的鐵路時(shí)間距離聯(lián)結(jié)矩陣，分別采用（0，500）、（0，1000）、（0，1500）、（0，2000）、（0，2500）、（0，+∞）六類(lèi)門(mén)檻構(gòu)建基于省會(huì)城市為中心，若dij∈(0，M)則將區(qū)域j納入?yún)^(qū)域i的知識(shí)溢出矩陣范圍，否則認(rèn)為區(qū)域j超出區(qū)域i的影響有效距離而不納入其知識(shí)溢出范圍，構(gòu)建基于距離矩陣的知識(shí)溢出變量。基于門(mén)檻距離的鐵路時(shí)間距離矩陣模型為

其中：St為各省份截止第t年考慮了累計(jì)折舊的知識(shí)存量；WMTt為符合dij∈(0，M)，以區(qū)域i到區(qū)域j的鐵路距離構(gòu)建的空間時(shí)間距離矩陣；WT為空間時(shí)間距離矩陣；dij為研究區(qū)域i到溢出區(qū)域j之間的直線距離；M為研究的溢出區(qū)域的最大邊界臨界值；β為變量系數(shù)；εI為區(qū)域誤差變量。

（五）變量說(shuō)明及數(shù)據(jù)來(lái)源

選取知識(shí)產(chǎn)出、研發(fā)費(fèi)用投入和研發(fā)人員投入作為被解釋變量和解釋變量。依據(jù)知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)模型，選取當(dāng)年專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量作為知識(shí)產(chǎn)出。參照Hall（2009）、Jaffe（1986）、Puga（2008）等研究，選取R&D 經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出、R&D 人員全時(shí)當(dāng)量和省份內(nèi)知識(shí)存量作為投入變量。同時(shí)構(gòu)造空間鄰近距離矩陣、空間直線距離矩陣和時(shí)間距離矩陣，選取空間距離矩陣和各區(qū)域累計(jì)知識(shí)存量多次構(gòu)造控制變量。變量解釋及數(shù)據(jù)來(lái)源見(jiàn)表1 下。

表1 變量解釋及數(shù)據(jù)來(lái)源

考慮到中國(guó)海南省、香港、澳門(mén)和臺(tái)灣地區(qū)與其他各省份之間并無(wú)高速鐵路聯(lián)通，無(wú)法從鐵路角度去考察這四個(gè)地區(qū)的知識(shí)溢出。故研究范圍為其他30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），為對(duì)比高速鐵路建成前后知識(shí)溢出的變化情況，分別截取高速鐵路建成前和高速鐵路建成后兩個(gè)截面進(jìn)行分析，截距為5 年，即2003 年和2008 年兩個(gè)截面來(lái)研究高速鐵路建成前，選擇2012 年和2017 年兩個(gè)截面來(lái)研究高速鐵路建成后。

五、實(shí)證結(jié)果分析

（一）空間自相關(guān)分析

高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)必定會(huì)使得區(qū)域之間的交流更加頻繁，產(chǎn)生“時(shí)空收縮”效應(yīng)，推動(dòng)人力、資本和技術(shù)等要素在更廣的范圍內(nèi)優(yōu)化配置，使得知識(shí)在原本發(fā)展不平衡的區(qū)域之間產(chǎn)生更大的溢出效應(yīng)和虹吸效應(yīng)，帶動(dòng)各區(qū)域協(xié)同發(fā)展。為研究中國(guó)專(zhuān)利產(chǎn)出空間布局，采用莫蘭指數(shù)（Moran’sI）分析中國(guó)2003—2020年30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的空間集聚性，見(jiàn)表2，結(jié)果均通過(guò)5%的顯著性檢驗(yàn)。

表2 2003—2020 年中國(guó)知識(shí)產(chǎn)出Moran’s I 指數(shù)

通過(guò)分析結(jié)果可知，2008—2020 年Moran’sI指數(shù)均能通過(guò)5%的顯著性檢驗(yàn)，且該指數(shù)均為正向。故可知從2008 年起各省份專(zhuān)利產(chǎn)出在空間分布上整體均呈現(xiàn)出空間集聚性，且該集聚性從2008—2015 年不斷增強(qiáng)，而2015 年后盡管省份之間在知識(shí)創(chuàng)新上仍存在高度的集聚現(xiàn)象，但該集聚性程度卻在不斷減小。高速鐵路的開(kāi)通，帶來(lái)了區(qū)域間要素的快速流動(dòng)，縮短了區(qū)域之間的時(shí)空距離，改變了現(xiàn)有的區(qū)域空間結(jié)構(gòu)。隨著2008 年高速鐵路逐步開(kāi)通，鄰近省份特別是東部鄰近省份的區(qū)域時(shí)空距離得到快速改變，區(qū)域間要素的加速流動(dòng)使得原有的知識(shí)空間集聚得到了正向加速，這也使得區(qū)域間集聚加速。但到2015 年后，隨著中國(guó)“四縱四橫”鐵路網(wǎng)絡(luò)的鋪開(kāi)，遠(yuǎn)距離空間的時(shí)空效應(yīng)也得以發(fā)揮，空間知識(shí)流動(dòng)不再局限于鄰近空間，遠(yuǎn)距離省份之間的知識(shí)流動(dòng)加速，這使得原本空間集聚的正向作用機(jī)制不斷減弱，空間集聚性也不斷減弱。

（二）高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出影響的顯著性分析

根據(jù)所構(gòu)建模型，基于空間鄰近距離矩陣、空間直線距離矩陣和空間時(shí)間距離矩陣，選取高速鐵路建成前（2003 年、2008 年）和高速鐵路建成后（2012 年、2017 年）4 個(gè)截面數(shù)據(jù)，分析高速鐵路對(duì)中國(guó)30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的省際知識(shí)溢出的影響。通過(guò)對(duì)比2003 年、2008 年、2012 年和2017 年四個(gè)截面中鄰近因素、距離因素和高速鐵路因素下回歸分析指標(biāo)顯著性和指標(biāo)系數(shù)，分析隨著高速鐵路變化對(duì)原有的空間路徑依賴(lài)性和空間遠(yuǎn)距離溢出的影響。

由表3 分析結(jié)果可以看出在2003 年的三種距離矩陣中，空間鄰近距離矩陣中的知識(shí)溢出效應(yīng)最為顯著，其次為空間直線距離矩陣。說(shuō)明2003 年的知識(shí)產(chǎn)出增長(zhǎng)不僅和自身具有的要素存量相關(guān)，空間的交互因素也是不能忽略的。但是在2003 年的知識(shí)溢出中地理距離占據(jù)著重要作用，此時(shí)普通鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響并不顯著?？赡墚?dāng)時(shí)鐵路運(yùn)輸效率較差，對(duì)區(qū)域間的空間作用效應(yīng)較小，空間要素流動(dòng)效率低下，遠(yuǎn)距離空間要素流動(dòng)較少，導(dǎo)致省際知識(shí)溢出主要發(fā)生在鄰近省份，而遠(yuǎn)距離省份間的知識(shí)溢出受地理空間限制較大，所以省份間的空間鄰近距離在知識(shí)溢出中占據(jù)了主導(dǎo)作用。而對(duì)于2008 年截面的三種矩陣，空間鄰近距離矩陣和空間時(shí)間距離矩陣的知識(shí)溢出效應(yīng)均在90%的置信水平下顯著正相關(guān)，而2003 年空間鄰近距離矩陣的知識(shí)溢出效應(yīng)呈現(xiàn)出正向顯著性，時(shí)間距離矩陣的知識(shí)溢出效應(yīng)并沒(méi)有通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。通過(guò)分析說(shuō)明，此時(shí)鐵路網(wǎng)絡(luò)對(duì)知識(shí)溢出產(chǎn)生了顯著影響。盡管中國(guó)2008 年才開(kāi)始興建高速鐵路，但是高速鐵路帶動(dòng)整體鐵路網(wǎng)絡(luò)效率的提高，從而來(lái)帶的時(shí)空收縮效應(yīng)已經(jīng)開(kāi)始影響省際知識(shí)溢出。相比于2003 年的知識(shí)溢出效應(yīng)，2008 年高速鐵路引起的旅行時(shí)間因素逐漸開(kāi)始影響省際的知識(shí)溢出。通過(guò)對(duì)比可知，空間鄰近距離的系數(shù)從2003 年的0.050 減少到2008 年的0.041，而2008 年空間時(shí)間距離矩陣的系數(shù)是0.098，空間鄰近因素在知識(shí)溢出中扮演的作用在逐漸減小，而鐵路效應(yīng)的作用在逐漸增大。主要是因?yàn)榭臻g鄰近的省份數(shù)量較少，所產(chǎn)生的知識(shí)溢出效應(yīng)在全國(guó)整體知識(shí)溢出效應(yīng)中占比不高，更重要的原因是，隨著中國(guó)高速鐵路的開(kāi)通，整體鐵路運(yùn)行效率得以快速提高，加速了區(qū)域間要素流動(dòng)，從而使得遠(yuǎn)距離的省份之間的知識(shí)溢出迅速提高，故鄰近省份之間的知識(shí)溢出效應(yīng)作用才會(huì)呈現(xiàn)出越來(lái)越小的趨勢(shì)。但此時(shí)，中國(guó)省際間的交通方式依舊是以普通鐵路為主，高速鐵路的建設(shè)才剛剛開(kāi)始，高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響仍舊較小。

表3 高速鐵路建成前空間計(jì)量估計(jì)結(jié)果

通過(guò)對(duì)比表4 中2012 年三個(gè)矩陣及表3 中2003 年、2008 年的三種距離矩陣計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2012 年空間時(shí)間距離和空間直線距離均在90%的置信水平下顯著影響知識(shí)溢出，而空間鄰近距離矩陣對(duì)知識(shí)溢出的影響已經(jīng)不再顯著，且空間時(shí)間距離和空間直線距離的影響程度系數(shù)分別為0.102 和0.122。通過(guò)2012 年截面數(shù)據(jù)對(duì)比2003 年和2008 年截面數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)高速鐵路產(chǎn)生的知識(shí)溢出效應(yīng)在不斷增強(qiáng)，而鄰近距離的影響已經(jīng)不再顯著，省份之間的空間直線距離開(kāi)始成為影響知識(shí)溢出的因素，并且該因素的影響程度較高速鐵路影響因素更高一籌。說(shuō)明中國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展，高速鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)改變了中國(guó)現(xiàn)有的時(shí)空效應(yīng)，高速鐵路對(duì)空間的時(shí)空收縮效應(yīng)已經(jīng)對(duì)空間經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了顯著影響，使得中國(guó)省際知識(shí)溢出不再只發(fā)生在鄰近省份之間，遠(yuǎn)距離的知識(shí)溢出也開(kāi)始大規(guī)模出現(xiàn)，所以空間直線距離矩陣分析模型顯著而空間鄰近距離矩陣分析模型不再顯著。表4 中2017 年截面數(shù)據(jù)顯示，三種矩陣的知識(shí)溢出因素均具有一定程度的顯著性，其中高速鐵路因素的知識(shí)溢出顯著性達(dá)到95%，空間鄰近距離的知識(shí)溢出顯著性達(dá)到90%。且相對(duì)于2003 年、2008 年和2012 年三年的分析模型，2017 年分析模型中高速鐵路因素的知識(shí)溢出程度顯著提高，為0.333。說(shuō)明隨著中國(guó)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的逐步完善，高速鐵路已經(jīng)極大改變了中國(guó)區(qū)域的時(shí)空結(jié)構(gòu)，省際間知識(shí)溢出不再局限于距離的限制，高速鐵路帶來(lái)的“時(shí)空收縮”效應(yīng)極大的促進(jìn)了區(qū)域間的知識(shí)溢出，但隨著高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的普及，省際間知識(shí)溢出受高速鐵路的影響再次達(dá)到了平衡，此時(shí)省際鄰近再次成為影響省際知識(shí)溢出的重要因素。故區(qū)域間的空間地理距離已經(jīng)不再是限制區(qū)域發(fā)展及知識(shí)溢出的唯一因素，這才會(huì)出現(xiàn)三種距離矩陣同時(shí)顯著的現(xiàn)象。

表4 高速鐵路建成后空間計(jì)量估計(jì)結(jié)果

通過(guò)對(duì)比分析高速鐵路建成前后空間直線距離矩陣、空間鄰近距離矩陣和空間時(shí)間距離矩陣中知識(shí)溢出變量對(duì)區(qū)域知識(shí)創(chuàng)新的影響分析發(fā)現(xiàn)，空間時(shí)間距離矩陣中知識(shí)溢出變量的影響顯著性在不斷增強(qiáng)，且持續(xù)產(chǎn)生的正向影響效應(yīng)同樣在不斷增加。由此可見(jiàn)，隨著高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，大幅縮小了現(xiàn)有的通行時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，從而改變現(xiàn)有的區(qū)域地理時(shí)空結(jié)構(gòu)，高速鐵路產(chǎn)生的時(shí)空收縮效應(yīng)使得現(xiàn)有的區(qū)域不再受限于地理距離的約束，促進(jìn)了省際之間要素流動(dòng)，從而使得高速鐵路對(duì)區(qū)域間的知識(shí)溢出產(chǎn)生顯著的正向影響。

（三）高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出影響的有效距離分析

盡管高速鐵路網(wǎng)絡(luò)對(duì)省際知識(shí)溢出具有顯著正向作用，但是高速鐵路的輻射效應(yīng)通常具有距離限制，當(dāng)距離過(guò)遠(yuǎn)時(shí)高速鐵路將不再是便捷的通行工具，此時(shí)高速鐵路對(duì)區(qū)域間產(chǎn)生的知識(shí)溢出效應(yīng)將會(huì)減小，甚至是不再存在知識(shí)溢出效應(yīng)。為了深入探討高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響限制距離，以不同閾值作為標(biāo)準(zhǔn)半徑進(jìn)行驗(yàn)證。由于我國(guó)當(dāng)前高鐵運(yùn)營(yíng)平均速度為250 千米/小時(shí)左右，按照國(guó)家發(fā)改委“十四五”規(guī)劃指出的到2025 年，我國(guó)城市群2 小時(shí)高鐵出行圈將基本形成，故選取500 千米作為標(biāo)準(zhǔn)半徑溢出閾值。以某一省份為中心，將其按照標(biāo)準(zhǔn)半徑分為（0，500）、（0，1000）、（0，1500）、（0，2000）、（0，2500）和（0，+∞）6 大溢出區(qū)域，并基于空間權(quán)重拆分理論構(gòu)造聯(lián)通矩陣，以中心區(qū)域?yàn)榛鶞?zhǔn)逐漸添加溢出區(qū)域進(jìn)行回歸分析，檢驗(yàn)中國(guó)省際間高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響輻射范圍。

采用上述模型，仍以30 個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）為研究對(duì)象，以高速鐵路建成后的2012 年和2017 年作為截面數(shù)據(jù)，在6 大溢出區(qū)域內(nèi)構(gòu)造空間距離矩陣，利用每個(gè)省份在不同溢出區(qū)域內(nèi)的空間距離矩陣和其他在每個(gè)溢出區(qū)域內(nèi)的省份的知識(shí)存量構(gòu)建每個(gè)區(qū)域內(nèi)的知識(shí)溢出變量，以知識(shí)生產(chǎn)函數(shù)為參考模型，選擇研究人員K、研發(fā)費(fèi)用L、知識(shí)存量S和專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量Q構(gòu)建模型，在空間滯后模型下比較每個(gè)閾值范圍下的知識(shí)溢出顯著性和系數(shù)大小，判斷知識(shí)溢出在該閾值下的區(qū)域中是否有效。通過(guò)模型分析找到高速鐵路影響下的知識(shí)溢出有效顯著的最大范圍區(qū)域（0，bmin），b為各區(qū)域知識(shí)溢出有效顯著范圍的閾值，選取該范圍與其臨界的更大范圍（0，bmax），在此兩個(gè)范圍之間采用二分法原則，找到更為精確的能夠受到知識(shí)溢出的臨界區(qū)域，該區(qū)域便是高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出效應(yīng)影響的最大有效距離。選取30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）分別以500、1000、1500、2000 和2500 為閾值，形成（0，500）、（0，1000）、（0，1500）、（0，2000）、（0，2500）和（0，+∞）6 個(gè)溢出區(qū)域，按照上述模型，選取2012 年和2017 年兩個(gè)截面數(shù)據(jù)，分析得到表5 所示檢驗(yàn)結(jié)果。

表5 高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出影響的有效距離檢驗(yàn)結(jié)果

由該回歸分析結(jié)果可見(jiàn)，2012 年在（0，1500）、（0，2000）溢出區(qū)域內(nèi)，ln（WT× S）分別在90%和95%置信區(qū)間內(nèi)顯著相關(guān)，且均存在正向影響，但是在（0，2500）的溢出區(qū)域內(nèi)ln（WT× S）并不顯著。故2012 年高速鐵路在2000 千米范圍內(nèi)對(duì)省際知識(shí)溢出具有顯著正向影響，但在2500 千米范圍內(nèi)該溢出效應(yīng)并不顯著。同理，2017年在（0，1500）、（0，2000）溢出區(qū)域內(nèi)，ln（WT× S）均在90%置信區(qū)間內(nèi)與省份的全時(shí)知識(shí)存量之間存在顯著正向相關(guān)關(guān)系，但是在（0，2500）的溢出區(qū)域內(nèi)ln（WT× S）并不顯著。故2017 年高速鐵路在2000 千米范圍內(nèi)對(duì)省際知識(shí)溢出具有顯著正向影響，而在2500 千米范圍內(nèi)該效果并不顯著。即2500 千米均已經(jīng)超出2012 年和2017年的高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響有效距離，但2000 千米卻在知識(shí)溢出影響的有效距離范圍內(nèi)。

為進(jìn)一步精確確認(rèn)高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出影響有效距離，采取二分法逐漸逼近影響有效距離臨界值。首先確認(rèn)臨界值在（2000，2500）區(qū)間范圍內(nèi)，再重新構(gòu)建新溢出區(qū)域（0，2250），代入模型繼續(xù)檢驗(yàn)，檢驗(yàn)計(jì)量結(jié)果見(jiàn)表6。由結(jié)果可以看出，ln（WT× S）未通過(guò)置信水平檢驗(yàn)，在該模型中與Q之間并無(wú)顯著相關(guān)關(guān)系，故該溢出區(qū)域內(nèi)高速鐵路對(duì)省域間區(qū)域并未產(chǎn)生顯著知識(shí)溢出效應(yīng)，進(jìn)一步可以確認(rèn)臨界值在（2000，2250）區(qū)間范圍內(nèi)。再次使用二分法重新選溢出區(qū)域（0，2125）構(gòu)建研究模型，檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)2012 年ln（WT× S）與Q在該模型中并無(wú)顯著關(guān)系，而2017 年ln（WT× S）與Q在（0，2125）的溢出范圍內(nèi)在90%的置信水平下具有顯著正向關(guān)系。2012 年高速鐵路在（0，2125）區(qū)域內(nèi)無(wú)顯著知識(shí)溢出效應(yīng)，但2017 年高速鐵路在（0，2125）區(qū)域內(nèi)存在顯著知識(shí)溢出效應(yīng)，即2012 年高速鐵路的知識(shí)溢出有效限制距離臨界值在（2000，2125）區(qū)間內(nèi)，但2017 年臨界值在（2125，2250）區(qū)間內(nèi)。存在2012 年與2017 年有效距離不一致的原因，主要是因?yàn)殡S著高速鐵路的快速發(fā)展，高速鐵路一方面在不斷提速；另一方面各地區(qū)在不斷鋪設(shè)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)，高速鐵路的影響輻射范圍在不斷擴(kuò)大，故2017 年的臨界值比2012 年更大。隨著中國(guó)高速鐵路網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，該臨界值將會(huì)不斷擴(kuò)大，高速鐵路對(duì)中國(guó)各地區(qū)知識(shí)溢出影響的輻射范圍也將不斷擴(kuò)大。

針對(duì)2012 年臨界值再次采用二分法，構(gòu)建溢出區(qū)域（0，2067），構(gòu)建溢出變量代入模型中進(jìn)行檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表6。通過(guò)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在（0，2067）的溢出區(qū)間內(nèi)，2012 年和2017 年的ln（WT× S）對(duì)Q分別在95%和90%的置信水平下具有顯著正向影響，在（0，2067）區(qū)域內(nèi)2012 年和2017 年高速鐵路網(wǎng)絡(luò)均對(duì)省際知識(shí)溢出具有顯著溢出效應(yīng)。綜上可以得出2012 年高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響有效距離在（2067，2125）區(qū)間內(nèi)，2017 年高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出影響的有效距離臨界值在（2125，2250）區(qū)間內(nèi)。故利用二分法計(jì)算得2096 千米作為2012 年溢出臨界值，其誤差范圍在±29 千米內(nèi)，2188 千米作為2017 年溢出臨界值，其誤差范圍在±63 千米內(nèi)。

表6 知識(shí)溢出空間有效距離計(jì)量結(jié)果

高速鐵路對(duì)中國(guó)省際知識(shí)溢出具有顯著影響，但該影響具有有效距離限制，超過(guò)有效距離，高速鐵路將不會(huì)對(duì)兩省份間產(chǎn)生顯著知識(shí)溢出效應(yīng)。其2012 年有效限制距離為2096 千米，誤差范圍為±29 千米；2017年有效限制距離為2188 千米，誤差范圍為±63 千米。且隨著中國(guó)高速鐵路技術(shù)和鐵路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，該有效距離將會(huì)不斷被擴(kuò)大，直至高速鐵路網(wǎng)絡(luò)對(duì)中國(guó)省際知識(shí)溢出的影響范圍擴(kuò)展至全國(guó)。

六、研究結(jié)論與政策建議

基于文獻(xiàn)綜述探究高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響機(jī)理，利用2003—2020 年中國(guó)30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）的專(zhuān)利面板數(shù)據(jù)，通過(guò)莫蘭指數(shù)（Moran’sI）對(duì)中國(guó)知識(shí)產(chǎn)出的空間集聚特征進(jìn)行刻畫(huà)，并構(gòu)建空間計(jì)量模型實(shí)證研究高速鐵路對(duì)中國(guó)省際知識(shí)溢出的影響效應(yīng)及溢出距離。最終得出以下結(jié)論：①通過(guò)對(duì)莫蘭指數(shù)（Moran’sI）分析發(fā)現(xiàn)，中國(guó)省域知識(shí)布局從2008 年起在空間分布上整體呈現(xiàn)出空間集聚性，且該集聚性從2008 年到2015 年不斷增強(qiáng)，而2015 年后盡管省份之間的知識(shí)創(chuàng)新上仍存在高度的集聚現(xiàn)象，但集聚程度卻在不斷減小。②高速鐵路的開(kāi)通顯著促進(jìn)省際知識(shí)溢出。通過(guò)分析高速鐵路對(duì)中國(guó)30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）間知識(shí)溢出的影響發(fā)現(xiàn)，高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出具有顯著正向影響，且該影響從2008—2017 年隨著高速鐵路的快速發(fā)展而不斷增強(qiáng)。由此推斷，高速鐵路的進(jìn)一步發(fā)展，極大改變現(xiàn)有地理空間結(jié)構(gòu)，將會(huì)更大程度對(duì)省際知識(shí)溢出產(chǎn)生正向影響。③高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響具有一定限制性距離，超過(guò)該距離高速鐵路對(duì)省際知識(shí)溢出的影響不顯著。隨著高速鐵路的發(fā)展，該限制距離將不斷擴(kuò)大，直至高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的影響范圍覆蓋全國(guó)。其中2012 年有限限制距離為2096 千米，誤差范圍不超過(guò)±29 千米；2017 年有效限制距離為2188 千米，誤差范圍不超過(guò)±63 千米。預(yù)計(jì)2020 年該有限限制距離臨界值將會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

本研究結(jié)論對(duì)我國(guó)高速鐵路建設(shè)和布局具有一定的政策啟示，總體而言，高速鐵路的開(kāi)通可以顯著促進(jìn)知識(shí)溢出，帶動(dòng)我國(guó)區(qū)域創(chuàng)新水平的提升。因此重視高鐵網(wǎng)絡(luò)布局和建設(shè)對(duì)于我國(guó)新時(shí)代創(chuàng)新能力高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。與此同時(shí)，高鐵網(wǎng)絡(luò)的快速建設(shè)也會(huì)使得區(qū)域創(chuàng)新更加聚集，虹吸效應(yīng)的加劇無(wú)形之中將拉大發(fā)達(dá)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)的差距，形成“馬太效應(yīng)”而造成區(qū)域非均衡發(fā)展。因此，基于以上實(shí)證結(jié)果與研究結(jié)論，為促進(jìn)我國(guó)高速鐵路和知識(shí)溢出協(xié)同提升和均衡發(fā)展，需對(duì)以下幾方面加以重視：①發(fā)達(dá)的交通基礎(chǔ)設(shè)施是加快人才、信息和勞動(dòng)力交流的重要載體。因此完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)有利于打造良好的知識(shí)創(chuàng)新環(huán)境。高鐵開(kāi)通對(duì)區(qū)域創(chuàng)新和知識(shí)溢出的促進(jìn)作用間接上帶動(dòng)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到高速鐵路對(duì)知識(shí)溢出的促進(jìn)效應(yīng)，堅(jiān)持推動(dòng)高鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和完善，提高地區(qū)可達(dá)性，促進(jìn)區(qū)域創(chuàng)新和知識(shí)溢出。②合理規(guī)劃高速鐵路線路，在高鐵線路規(guī)劃中，在考慮其建設(shè)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)，應(yīng)充分照顧欠發(fā)達(dá)地區(qū)的發(fā)展。加快高鐵覆蓋我國(guó)中小城市及中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新和知識(shí)溢出的推動(dòng)作用更大。因此，在布局“八橫八縱”高鐵主干網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，需增加覆蓋中小城市的支線建設(shè)，增強(qiáng)高鐵對(duì)區(qū)域知識(shí)溢出的輻射作用。③高速鐵路的建設(shè)深刻的影響著我國(guó)區(qū)域創(chuàng)新能力和空間布局，以高鐵為載體的知識(shí)和技術(shù)溢出將影響范圍更廣，帶動(dòng)作用更大，但是也應(yīng)警惕高鐵建設(shè)所帶來(lái)的創(chuàng)新俱樂(lè)部效應(yīng)，即發(fā)達(dá)地區(qū)通過(guò)高鐵對(duì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的虹吸效應(yīng)，避免“馬太效應(yīng)”的二元化發(fā)展趨勢(shì)，鼓勵(lì)高鐵建設(shè)的同時(shí)也應(yīng)加強(qiáng)協(xié)同提升和均衡發(fā)展，實(shí)現(xiàn)新時(shí)代知識(shí)創(chuàng)新協(xié)調(diào)高質(zhì)量發(fā)展。

然而，鐵路連接的是城市及州縣，但目前中國(guó)多數(shù)城市均未統(tǒng)計(jì)R&D 數(shù)據(jù)，受制于數(shù)據(jù)可得性，故選取30 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）作為研究對(duì)象進(jìn)行替代。隨著基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的完善，希望今后的研究能夠基于本研究思路，更深入地研究高速鐵路對(duì)市域及縣域知識(shí)溢出影響，以得到更精準(zhǔn)的差異化結(jié)論。