高鐵建設對區域創新空間結構的影響
——基于長江經濟帶的實證分析

王春楊， 吳小文

(重慶交通大學 經濟與管理學院，重慶 400074)

一、引言

高鐵正在重塑中國的區域和城市發展格局。統計數據表明，截至2016年底，中國高鐵營運里程已經超過2萬公里，“四縱四橫”的高鐵網絡基本貫通，中國已成為全世界高鐵運營里程最長的國家。高鐵的建設和通車極大地改變了區域和城市的通達性、區位條件和創新環境。2016年6月國家《中長期鐵路網規劃》明確提出建設“八橫八縱”為主干，城際鐵路為補充的高速鐵路網；預計到2020年，中國高鐵營運里程將達到3萬公里，覆蓋80%以上的大城市，并連接全國主要城市群。隨著全國高鐵建設網絡時代的到來，可以預期未來高鐵對于我國區域空間格局的影響將更加顯著和深遠。

近年來，評價高鐵對我國區域和城市發展的影響成為學術界關注的熱點問題。研究表明高鐵作為交通出行方式最具效率的現代化運輸工具，形成的交通網絡對空間經濟格局產生著重大影響。中國高鐵交通網絡打破城市原有單一化發展模式，促進區域分工與合作，帶動城市群跨越式發展，推進城市區域一體化格局不斷形成與發展[1]。高鐵建設在地理和經濟空間上發揮紐帶作用，互通性越強的地帶受高鐵影響更為顯著。高鐵建設與發展影響沿線城市及城市群的區域可達性[2]、空間發展演變[3]、產業結構及經濟發展[4-5]等，這些都源于高鐵開通對時空距離的顯著影響，高鐵通車后時空壓縮效果顯著，城市可達性大幅提升[6]。

相比一般的經濟活動，對于強烈依賴于面對面交流的區域創新活動而言，高鐵帶來的空間溢出效應可能更為顯著。可達性的降低打破區域交流時空差，技術、人才等要素流動性增強。眾所周知，區域R&D人員、研發經費投入、人力資本等因素對區域創新能力具有顯著的促進作用[7-8]，高鐵的開通則會進一步強化這些創新要素的空間依賴性，從而影響一個地區的創新能力及產出。高鐵通過強化區域一體化的聯動效應[9]、增強內向和外向集中度[10]、影響輻射和集聚效應[11-12]以及區域間擴散與收斂效應[13]等影響區域創新的空間結構演變。企業的創新活動一般具有很強的集聚意愿[14]，高鐵建設則縮小了區域間地理區位的差異化，高鐵帶來的“時間臨近”使得企業間增加了頻繁接觸與交流的機會，有利于掌握先進技術及市場信息，降低獲取創新資源的成本與不確定性[15]。同時，高鐵建設能夠顯著促進區域間技術、人才、信息等創新要素的流動和轉移，加強東中西區域聯動發展。我國東部地區具有先進的產業結構和較高的區域創新效率[16]，通過高鐵的空間溢出效應能夠帶動中西部地區的創新增長，從而有利于跨區域的創新體系的形成和完善。

長江經濟帶以長江為依托呈狹長分布，區域內涵蓋滬漢蓉、京廣、京滬、滬寧和滬昆五大高鐵以及多條客運專線，是我國綜合立體交通走廊建設基地，同時是創新區域協調發展機制的實施主體、東中西互動合作的協調發展帶。長江經濟帶作為區域創新發展規劃區和高鐵建設的中心地帶，其地理位置的獨特和創新發展戰略規劃的優勢使得探究高鐵與區域創新空間的演進更具現實意義。鑒于此，本文以長江經濟帶為例，基于長江經濟帶110個地級及以上城市2000—2014年面板數據，運用DID(雙重差分)方法，實證檢驗高鐵建設和開通對區域創新空間結構的影響。

二、長江經濟帶高鐵與城市創新現狀描述

長江經濟帶以長江為依托，地跨江蘇、湖北、浙江、安徽、江西、湖南、云南、貴州、四川九省以及上海、重慶兩個直轄市共11個省市，包括地級市(長沙、南京、武漢、遵義、蘇州、成都、杭州、貴陽、合肥、昆明、南昌、宜昌、溫州、嘉興、張家界等108個)和直轄市(上海、重慶)共110個城市。高鐵時代來臨，空間經濟地理沖擊力愈發強烈，高鐵網絡建設步伐加快，長江經濟帶綜合交通走廊逐步成型，貫穿全國的高鐵線路橫穿長江經濟帶，高鐵中轉城市逐漸增加，區域間交通網絡日漸發達。

(一)長江經濟帶高鐵線路與沿線城市

查詢統計各市高鐵的動工及開通情況，得到長江經濟帶目前已開通高鐵線路及沿線途經城市統計表(表略)。統計數據顯示，途經長江經濟帶的高鐵有26條，其中滬漢蓉、京廣、京滬、滬寧和滬昆五大高鐵途經多個城市，連接不同中心城市及城市群。自2008年調整的《中長期鐵路網規劃》實行以來，各市加強客運專線、城際鐵路以及區域內高鐵的建設，高鐵網絡以更迅速的步伐貫穿整個長江經濟帶甚至全國。高鐵聯網以長江經濟帶為中心向外輻射，連接中心城市和發展相對緩慢的二、三線城市，增強區域要素流動性，區域交通經濟的集聚效應和輻射效應將更加明顯。

(二)長江經濟帶創新產出的空間特征

利用國家知識產權局(SIPO)的中國專利檢索系統，獲得長江經濟帶2000—2014年共計15年的發明專利數據，用以度量各城市的創新產出情況。統計結果顯示，長江經濟帶在2000—2014年間城市發明專利數總體呈上升趨勢(特別是2008年之后)，80%以上城市專利發明數快速增長，技術發展水平得到明顯提高，但創新產出分布存在顯著的地理空間差異。長江經濟帶內的中西部城市創新發展較為緩慢，特別是云貴川省份，但處于上升狀態；亳州、池州、宣城、六安、黃山、撫州、咸寧、張家界、婁底、懷化等規模和等級較小城市創新增長相對緩慢。而經濟較發達且高鐵路網較完善的城市，如上海、杭州、合肥、武漢、長沙等城市的發明專利數發展迅速。各城市專利數逐年遞增，表明各省份創新產出不斷提高和增強，且區域創新要素在區域之間的流動性和溢出效應也逐漸增強，主要反映在區域創新產出空間上的依賴特征十分顯著，特別是長三角地區，專利產出連片分布的特征十分明顯，與該地區交通網絡的發展程度密切相關。整體上，從發明專利的規模角度看，上海、浙江、江蘇三省市城市專利發明數最多，中部地區次之，西南地區專利發明數相對較少。一方面，東部經濟較發達區域的科技資源配置、高新技術人員比例等區域創新條件優于發展相對較緩區域，并且這些地區的高鐵網絡較為發達，促進了創新的區域聯動發展；另一方面，隨著交通網絡的發展以及區域創新要素的流動，長江經濟帶中西部各中心城市及周邊的創新能力提高較快，推動區域創新空間不斷演進。

三、實證分析

(一)計量模型設定

本文旨在分析高鐵建成與否和高鐵建成前后對區域創新產出的影響差異，DID模型將“前后差異”和“有無差異”有效結合，一定程度上控制了除干預因素外的某些其他因素的影響，同時在模型中加入其他可能影響結果的協變量，進一步控制干預組和對照組中存在的某些疑似影響因素，來補充自然試驗在樣本分配上不能完全隨機的缺陷，得到對于干預效果的真實評估[17]。基于此，本文將引用虛擬變量構建DID模型，模型設定為

SPTit=α+βT+γD+δ(T×D)+τXit+εit，

式中：SPT為長江經濟帶各城市的創新產出，用城市的發明專利數量來衡量；T為時間虛擬變量，其系數β反映高鐵開通先后對區域創新的影響，T在高鐵開通運行前取值為0，在高鐵開通運行后取值為1；D為組間虛擬變量，其系數γ反映有無高鐵對區域創新的影響，若城市有高鐵通過D取值為1，若沒有高鐵通過D取值為0；T×D為交互項，反映有無高鐵與高鐵開通前后的共同作用對區域創新的影響，其系數δ度量高鐵運行在高鐵城市組和非高鐵城市組之間的凈效應差異；X表示一組其他控制變量，ε表示隨機擾動項，包含一些其他影響區域創新的因素。

參考已有研究，本文控制變量的選擇包括城市的年末人口數(pop)、人均國民生產總值(pgdp)、當年實際使用外資金額(ins)、職工平均工資(pinc)和城市開通高鐵的數量(s)。具體含義為：年末總人口數反映區域人口規模，也反映地區對外的市場吸引力；人均國民生產總值反映區域經濟發展水平；實際使用外資金額反映地區對外商的吸引力；職工平均工資反映地區收入水平；通高鐵條數反映區域高鐵的通達性及對外聯通性。被解釋變量SPT以及控制變量數值皆通過取對數處理。

數據來源方面，模型中使用的長江經濟帶各城市2000—2014年末人口數、人均國民生產總值、當年實際使用外資金額、職工平均工資等數據均來源于《中國城市統計年鑒(2001—2015)》，由EPS數據庫整理而得。模型中使用的長江經濟帶各城市2000—2014年發明專利數據通過國家知識產權局的中國專利檢索系統統計而得，模型中虛擬變量所涉及的各城市高鐵開通情況由收集的高鐵情況整理而得。根據建立的DID模型，運用stata16.0軟件進行雙重差分模型計量分析，所得模型相關變量統計描述見表1。

表1 統計描述

(二)計量結果分析

運用stata16.0軟件，依次引入變量對專利數據進行回歸分析，計量檢驗結果見表2。結果表明，首先，高鐵開通運行與是否有高鐵通過的交叉項對城市創新水平有顯著正向影響，且在1%的水平上具有顯著性；并且在六個模型中均達到了1%水平上的顯著性，說明了計量結果的穩健性。此結果說明高鐵的建設和開通顯著提升了一個地區的創新能力，創新向高鐵城市集中的地理空間特征十分顯著。我們可以認為高鐵的開通極大地提高了城市的通達性水平，從而打開了城市對外聯系和開放的大門，有高鐵經過的城市成為了區域交通樞紐，區位條件得到顯著提升。高鐵建設把邊緣城市拉近城市中心，減少了交通運輸體系較完善區域與落后區域間在交通方面的差異，為區域間的交流聯系和協同創新提供了基礎設施契機，并加強了各區域間資源、技術、人才等創新要素的流動性，促進了區域創新發達地區溢出效應的發揮。總體上，回歸結果表明高鐵對促進區域創新向高鐵開通城市集聚的顯著作用，使得區域創新在長江經濟帶呈現非均衡的發展態勢。

其次，各城市開通高鐵的數量對城市創新水平有較大影響，系數在1%的水平上均顯著為正。說明高鐵的通達性越高，區域創新能力的提升越快。在長江經濟帶東部地區經濟較發達城市，高鐵開通數量明顯多于西南地區發展較緩城市，這些地區的創新能力也越高。高鐵建設通過提高區域通達性，減少了到全國各地的出行成本，使得區域創新要素的流動與轉換頻繁，進而促進創新能力的提升。未來隨著高鐵時代的來臨，處于樞紐地位的城市在高鐵網絡效應的作用下，資源配置能力和創新能力將具有更大的提升空間。

最后，其他控制變量對地區創新增長具有顯著的正效應。年末總人口數、人均國民生產總值、當年實際使用外資額、職工平均工資對區域創新水平有顯著影響，依次加入輔助變量系數均顯著為正，但不影響高鐵對區域創新影響的顯著性。從計量檢驗結果可以看出，區域創新能力大小受高鐵影響較大，但也受控制變量的影響。在計量結果中，人均國民生產總值作為控制變量對區域創新影響大于其他控制變量，人均國民生產總值為區域創新提供發展條件和經濟基礎；年末總人口數反映區域對外吸引力的強弱；當年實際使用外資額反映外商投資的變化，外商投資增加可以為企業帶來新的技術和發明創造；職工平均工資越高說明地區經濟越發達，高新技術人才覆蓋面越廣，智力資源會更加豐富。從回歸結果看，控制變量也會在一定程度上影響地區創新產出。

表2 長江經濟帶城市創新能力(被解釋變量：lnspt)

注：***表示p<0.01，**表示p<0.05，*表示p<0.1。

四、結論及啟示

(一)結論

長江經濟帶高鐵建設對區域創新有正向的促進作用，帶動高鐵沿線城市的創新增長。高鐵網絡的建成將縮短城市間的時空距離，打開城市對外開放的大門，加強區域聯動性，增強區域創新要素流動性和區域創新發展區位條件，以此提升區域創新能力。此外，高鐵開通對中西部城市創新產出的溢出效應明顯，高鐵開通拉近東中西部邊緣地區與中心城市的距離，促進區域合作與分工，高鐵的聯動性有利于形成東中西創新聯動格局。

但是，高鐵的開通帶來了區域創新的非均衡發展，高鐵建設使得區域創新向有高鐵的城市集中，從而拉大了有無高鐵城市之間的差距，產生創新地理空間差異。創新產出空間依賴性顯著，有高鐵通過的城市要素流動頻繁，科技人才、技術等資源配置優于無高鐵通過的城市，高鐵加強了區域間的聯通性，促進區域對外交流和聯系，使得有高鐵通過的城市獲取創新資源的能力大幅度提升，區域創新能力顯著增強。中西部地區高鐵開通數量遠遠低于東部發達地區，聯通性較弱，獲取要素資源以及資源配置的能力相對較弱，創新發展較為緩慢。伴隨高鐵網絡的建成，有無高鐵對區域創新的影響將更加顯著，創新將沿著高鐵線路的開通呈集聚式發展，形成區域間創新能力的差異化發展，進而影響區域創新空間的演進。

(二)政策啟示

基于高鐵帶來的區域創新發展的差異化，國家應制定中西部地區及非高鐵城市交通網絡發展計劃，不斷完善中西部地區高鐵交通網絡的建設與發展，加強非高鐵城市的交通基礎設施建設，打開中西部地區及非高鐵城市對外開放的大門，獲取更多區域創新發展要素，以充分獲得臨近創新中心的知識溢出效應，從而形成區域創新協調發展的格局。中西部地區及非高鐵城市要從自身戰略性、區位性、經濟性出發，加強對外交流和聯系，加快區域創新能力的提升，增強科技人才等創新要素和資源的可得性，加快融入高鐵聯動發展行列，從而促進區域創新格局一體化和東中西部地區創新聯動格局的形成。

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