高速鐵路對湖南省縣域經濟集散效應分析

姚加林，許家齊

(中南大學 交通運輸工程學院，湖南 長沙410075)

湖南省地理位置具有南北通達、東西相連的優勢，同時湖南省內部縣域經濟差異梯度大。自2009 年京廣高鐵武廣段通車，湖南省進入高鐵時代。隨著高鐵網絡在湖南省內延伸，高鐵為資金、勞動力等經濟發展要素的快速流動提供了便利。然而高速鐵路所帶來的便利性是否對縣域經濟產生正面影響？是引發縣域經濟集聚還是擴散效應？高速鐵路對沿線縣域經濟集散效應影響程度有多大？產生的原因是什么？這些問題亟待從理論和實證2 個方面分析。目前存在2 種不同的研究結論：部分學者以城市群為研究對象，認為高速鐵路對區域經濟發展有促進作用[1?2]，高速鐵路的建設通過改變區域內城市可達性水平，為區域帶來新的發展機遇，促進了區域經濟的協調發展[3]；也有學者認為高速鐵路開通不會促進區域經濟增長或對未開通高速鐵路區域的經濟有抑制作用[4?5]，他們認為高速鐵路的建設會導致發達城市的進一步發展，拉大區域發展差距，不利于區域經濟協調發展[6]。集聚效應是指各種產業和經濟活動在空間上集中產生的經濟效果以及吸引經濟活動向一定地區靠近的向心力。許多學者開始關注高速鐵路對區域經濟集聚和擴散效應研究。高速鐵路引發集聚效應研究中，JETPAN 等[7]利用回歸分析方法研究了高鐵對區域經濟的集聚效應，研究表明高速鐵路帶來的經濟集聚對區域生產率提升具有顯著正相關關系。覃成林等[8?10]發現高鐵提升城市交通可達性會促使經濟集聚指數增加，同時促進沿線生產性服務業與人口集聚。AHLFELDT 等[11]通過分析科隆到法蘭克福間高速鐵路沿線的區域，發現高速鐵路開通極大地提升了沿線城市經濟集聚。另一方面，高速鐵路開通會帶來擴散效應。SASAKI 等[12]研究了日本新干線對沿線區域經濟的集聚影響，發現新干線會改變城市區位、經濟活動分布、企業選址，導致一定程度的經濟分散。KIM 等[13]利用韓國64 個區域的人口與就業數據預測高速鐵路開通后區域經濟空間結構的變化，研究表明與人口相關經濟系數向首爾及其邊遠地區集聚，而與就業相關系數則呈現分散趨勢。汝楠等[14]利用回歸方程與灰色模型研究鄭西高速鐵路沿線城市的社會消費品零售總額，發現鄭西高速鐵路的開通對沿線小城市經濟產生離散效應的結論。已有高速鐵路對經濟集散效應的研究多針對于地級以上城市，以區、縣級城市為對象進行研究的較少。本文以湖南縣級城市為研究對象，選取了2008～2017年湖南省124個區縣的數據，采用雙重差分模型(Difference in Difference，DID)模型，從經濟密度、人口密度、第三產業區位熵、市場內部潛力4個方面衡量高鐵開通對縣域經濟產生的影響并分析產生的原因，評價結果與穩健性檢驗，最后給出本文的結論。

1 模型與數據

1.1 分析模型

高速鐵路開通可以被視為一項支撐社會、經濟發展外部新政策，對于一項新政策的評價，可以采用雙重差分模型(Difference in Difference，DID)進行分析。本文研究目的是分析高速鐵路開通對縣域經濟集聚的影響，因此將區、縣和縣級市作為研究對象，高速鐵路開通作為切入點，其中開通高速鐵路的城市作為處理組，未開通高速鐵路的城市作為控制組。若該城市在當年開通了高速鐵路，則賦值為1，否則為0。為了解決傳統DID法具有統一政策實施年份的問題，即考慮到城市開通高速鐵路的時間差異[15]，本文引入了Git變量，通過構造一個多期雙重差分模型來實證高速鐵路開通對縣域經濟的影響：

其中：Yit為城市i在t時的經濟集聚指數；Git為城市i在t時是否開通高速鐵路的虛擬變量，在開通當年和開通之后所有年份為1，否則為0；Xit為影響經濟集聚指數的其他控制變量；γt為時間趨勢效應；μi為城市固定效應；α1為虛擬變量系數，即高鐵效應系數；αj為其他控制變量系數；εit為隨機干擾項。

此外為了控制其他因素的影響，還選取了一系列的控制變量，主要分為社會屬性與經濟屬性。高速鐵路作為技術含量很高的新型產業，產業鏈長且對投資、需求的拉動較大，高鐵的投資、建設、運營會加強各區域的經濟輻射與帶動效應，促進國民經濟和社會快速發展。高鐵發展對現代服務業的影響較為明顯，其次為第二產業和第一產業，高鐵發展通過對不同產業造成不同影響，進而改變城市或區域的經濟結構特征。說明高速鐵路在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力中發揮著重要作用。綜上，選擇經濟發展水平、固定資產投資水平、產業結構作為經濟屬性的控制變量。高鐵的開通，極大地縮短了城市間的時空距離，城市逐漸實現同城化，中心城市更好地發揮其輻射作用，促進城市之間基礎設施共享，實現基本公共服務均等化，主要體現在教育、醫療和就業3個方面。城市化水平需要高鐵作為有力的基礎設施支撐，而高鐵對經濟發展、產業發展、收入水平、科技教育、生態環境等都產生了巨大的影響，很大程度上推動了城市化發展、優化城鎮空間結構布局。綜上，選擇城市公共服務水平、城市化水平、城鎮人口作為城市屬性的控制變量。因此，全文采用的計量模型為：

式中：govit為城市i在t年的城市公共服務水平(Fit/GDPit,Fit為城市i在t時期財政支出)；urbit為城市i在t年的城市化水平；ecoit為城市i在t年的經濟發展水平(GDPit取對數)；invit為城市i在t年的固定資產投資水平(固定資產投資取對數)；peoit為城市i在t年的城鎮人口規模；struit為城市i在t年的產業結構(GDP3it/GDP2it)；αm為以上各個變量的系數，可以衡量這些變量的效應，m=0，1，…，7。

城市的經濟集聚指數描述了一個城市經濟活動的集中情況，城市的經濟活動情況主要表現在產業結構、經濟增長、勞動力市場和城市內部市場潛力的變化上。為了能夠全面體現城市經濟集聚程度的大小，本文選取第三產業區位熵、經濟密度、人口密度以及城市市場內部潛力這4個指標分別從產業結構、經濟增長、勞動力市場、城市內部市場潛力4個方面來描述一個城市的經濟集聚程度。

經濟密度DE代表城市單位面積上經濟活動的效率和土地利用的密集程度，揭示單位面積土地上經濟效益的水平，可以用于描述在高速鐵路影響下，城市單位土地面積上經濟活動效率的變化。計算公式如式(3)：

其中：DEit為城市i在t時期的經濟密度；GDPit為城市i在t時的生產總值；areai為城市i的面積。

人口密度Dp，是衡量一個地區人口分布狀況的重要指標。用于描述在高鐵影響下，城市人口的集聚情況，進而反映人口規模的變化。計算公式如式(4)：

其中：Dpit為城市i在t時期人口密度；Eit為城市i在t時期的常住人口數。

考慮到第三產業對于交通區位條件的變化最為敏感，可以反應第三產業在一個城市的專業化程度，因此選擇用第三產業區位熵來反映在高速鐵路影響下，城市第三產業的專業化程度。計算公式如式(5)：

其中：R3it為城市i在t時期第三產業區位熵；GDP3it為城市i在t時第三產業的產值；GDPit為城市i在t時的生產總值；GDP3t為湖南省在t時第三產業產值；GDPt為t時湖南省生產總值。

城市市場內部潛力MPI反映一個城市的市場規模大小即城市市場購買能力。計算公式如式(6)：

其中：MPIit為城市i在t時期城市市場內部潛力；Sit為城市i在t時社會銷售品零售總額；areai為城市i的面積。

1.2 數據說明

本文利用2008～2017 年間124 個區、縣城市數據，運用多期雙重差分模型(Multiphase double difference model, MDDM)評估高速鐵路對湖南省區、縣城市經濟的影響。選用湖南省2008～2017年內已開通的武廣高鐵、滬昆高鐵等4 條高速鐵路，以上研究對象均為年底通車，所以本文采用滯后1 a 的數據分析高鐵集散效應。其中，各區、縣城市經濟發展指標數據來源于歷年《湖南省統計年鑒》，對于各區、縣缺失數據通過查詢《各區、縣國民經濟和社會發展統計公報》整理而成。其中變量的均值、標準差、最小值、最大值統計量如表1 數據描述性統計所示。

表1 數據描述性統計Table 1 Descriptive statistics of data

1.3 區域劃分

本文借鑒文獻[8]研究經濟集聚的做法，使用因子分析法，在盡可能不損壞指標信息的情況下，將經濟密度、人口密度、第三產業區位熵、市場內部潛力4個經濟集聚指標融合為一個測度經濟集聚的指數(當該指數為正值，說明周圍地區的經濟活動有向該城市集聚的特征；為負值時，說明該城市的經濟活動開始向周圍地區擴散)，并利用ARCGIS將其可視化，對湖南省進行區域劃分。如圖1。

圖1 湖南省2008和2017年經濟集聚指數情況Fig.1 Economic agglomeration index of Hunan Province in 2008,2017

結合經濟集聚指標與高速鐵路網分布，將長株潭3 市劃為核心區域。由表3 可知，長株潭3 市周邊經濟集聚指數高，屬于經濟集聚效應最高的區域，也是湖南省內高鐵網絡的交叉區域，高鐵開通使得部分縣域經濟集聚指數快速增長。2008年，衡陽、岳陽、常德、益陽、婁底地區經濟集聚指數較低(區域內多為綠色)，但隨著高速鐵路的開通，經濟集聚指數出現了快速增長，因此將5市劃分為外圍區域。其余市隨著高鐵的開通并未出現明顯的變化如湘西地區，甚至邵陽地區在高速鐵路開通之后出現明顯的經濟擴散現象，將核心與外圍區域以外的區域劃分為邊緣區域。

2 評價結果與穩健性檢驗

2.1 平行趨勢檢驗

采用多期雙重差分模型(Multiphase double dif‐ference model,MDDM)回歸的一個重要前提是實驗組和控制組必須要滿足共同趨勢假設，即如果不存在高速鐵路開通這一政策，開通高速鐵路城市與未開通高速鐵路城市的經濟集聚指數變動趨勢并不存在系統性差異。圖2 展示了受到高速鐵路開通影響的實驗組和未受到高體開通影響的控制組人口密度、經濟密度、第三產業區位熵與市場內部潛力的趨勢變化情況，可以發現處理組和控制區之間的變化趨勢基本一致，因此滿足平行趨勢檢驗。

圖2 實驗組與控制組平行趨勢檢驗Fig.2 Parallel trend test between the experimental group and the control group

2.2 高鐵開通對湖南省各區縣經濟集聚作用的初步檢驗

首先分別以人口密度、經濟密度、第三產業區位熵與市場內部潛力為城市經濟集聚指數，以開通高速鐵路與否、城市公共服務水平、經濟發展水平、固定資產投資水平、城鎮人口，產業結構為控制變量，利用公式(2)采用逐步回歸方法，得到8組回歸模型結果。模型(1)代表以經濟密度為城市經濟集聚指數，只考慮開通高速鐵路與否為控制變量，未納入其他控制變量的回歸模型，模型(2)為納入其他控制變量的回歸模型；模型(3)～(8)依次類推。每個模型都使用了1 240 組數據，8組回歸結果如高鐵開通對湖南省各區縣經濟集散效應所示，見表2。采用逐步回歸的方法分析，檢驗DID 模型的控制變量之間的相關性影響，回歸結果發現：在逐步回歸的過程中，高速鐵路變量對經濟密度、人口密度、城市市場內部潛力依然有顯著的推動作用，而對于第三產業區位熵高速鐵路變量則始終表現出抑制作用。這也證明了回歸的穩健性，支撐了前文的分析結果。

表2 高鐵開通對湖南省各區縣經濟集散效應Table 2 Economic distribution effect of the opening of high-speed railway in each district and county of Hunan Province

然后將湖南全部區、縣城市細分為核心、外圍、邊緣區域，分別以核心、外圍、邊緣區域城市人口密度、經濟密度、第三產業區位熵與市場內部潛力為城市經濟集聚指數，以開通高速鐵路與否、城市公共服務水平等為控制變量，利用公式(2)進行回歸分析，回歸結果如表3所示，為簡潔性表3 中略去城市公共服務水平等控制變量系數，從中可以得到反應具有區域差異特色的結論。

表3 不同區域高鐵對縣域經濟的集散影響Table 3 Influence of high-speed railways in different regions on county economy distribution

1) 對經濟密度的影響

從全省角度來看，在不考慮其他控制變量情況下，高速鐵路的開通對縣域經濟密度的發展起到了促進作用，影響系數為0.506，在加入控制變量后影響系數為0.261，且都在1%水平下顯著。這說明高鐵的開通為城市經濟發展注入了新的發展活力，加快了湖南經濟活動的效率。從區域差異來看，高鐵的開通對核心區域經濟密度的影響(0.837)遠大于外圍區域(0.129)、邊緣區域(0.011)。外圍區域與邊緣區域由于高鐵線路與設站較少，高鐵影響力相應下降，尤其是邊緣區域的高鐵線路修建時間較短，高鐵的影響可能未真正發揮出來。

2) 對人口密度的影響

從全省角度來看，高速鐵路開通顯著促進了人口密度提升，加入其他控制變量前，高速鐵路開通可以使人口密度提升0.016；加入其他控制變量后為0.007，在1%水平下顯著且在加入控制變量前后顯著性未發生改變。這說明高速鐵路開通帶來的“時空壓縮”效應將區域緊密聯系在一起，吸引勞動力回流以及更多的外省勞動力。從區域差距來看，高速鐵路開通較大提升了核心區域的人口密度，對外圍、邊緣區域的人口密度有小幅度顯著提升作用

3) 對第三產業區位熵的影響

從全省角度來看，高速鐵路變量的系數在加入控制變量前后分別為?0.008，?0.016，說明高速鐵路開通對第三產業區位熵產生了抑制作用，降低第三產業的集聚程度。對于第三產業發展較緩慢的省份，高速鐵路開通會使對第三產業發展有利的驅動因素反而向第三產業更為發達的省份轉移。從區域差異來看，高速鐵路的開通降低核心區域(?0.016)和邊緣區域(?0.007)的第三產業區位熵，但提高了外圍區域的第三產業區位熵(0.007)。這是由于核心區域是高速鐵路網絡的交匯點且核心區域第三產業發展并不突出，使核心區域第三產業的發展驅動因素向外省更快外流。外圍區域位于核心區域周邊且處于高速鐵路的影響范圍之內，因此在外圍區域高速鐵路對第三產業的發展有促進作用。這說明高速鐵路開通縮小了核心區域與外圍區域第三產業的發展差距，有利于促進區域經濟協調發展。

4) 對城市市場內部潛力的影響

由表2得高速鐵路變量系數全都為正，在加入控制變量前高速鐵路開通的影響力作用為10.334，加入控制變量后為6.276，且都在1%水平下顯著，說明高速鐵路開通顯著提高了城市內部購買能力。從區域差異來看，高速鐵路對核心(14.158)、外圍(3.120)、邊緣(1.313)區域市場潛力的促進作用遞減，原因是：市場潛力是市場規模與市場通達性共同作用的結果。在市場通達性條件中，鐵路是否聯通起著重要決定作用。核心區域處于高速鐵路網交匯區域，隨著高速鐵路逐步開通，區域內經濟活動加快，消費和投資需求的擴大，導致市場內部潛力的增長。高速鐵路為其帶來的區位優勢吸引經濟活動向該區域集聚，最后導致更多的勞動力集中，擴大了核心區域的市場需求，其中包括了社會消費品的市場需求。消費市場的持續擴大使得核心地區在區位優勢上能夠有更大的引力。因此高鐵影響呈逐層遞減趨勢。

3 結論

1) 高速鐵路短期內主要通過吸引城鎮人口來影響城市的經濟集聚水平。高速鐵路的開通顯著縮短了旅行時間，進而提高了城市間可達性。研究發現，目前湖南省內高速鐵路對城市經濟集聚的影響主要通過吸引城鎮人口來實現，城鎮人口流入促進了生產要素在城市間的流動，城市經濟集聚效應因此出現。

2) 高速鐵路開通提高了城市經濟密度、人口密度以及市場內部潛力，促進了縣域經濟的集聚。湖南省高速鐵路開通使得核心、外圍、邊緣區域間交流更加便利，其中核心區域經濟發展仍保持高速增長，但外圍區域受高鐵開通影響最大，說明高速鐵路開通對經濟發展不同區域起到的影響作用有差異。外圍區域經濟將借助高速鐵路得到迅速發展，有助于推動區域經濟協調發展、縣域經濟平衡發展。

3) 高速鐵路開通短期內不利于第三產業的發展與產業結構的升級。高速鐵路開通對湖南省第三產業區位熵整體上呈現抑制作用，說明高速鐵路開通短期內導致第三產業企業資本、技術與人才擴散。因此，要想享受高鐵紅利，必須積極重視縣域特色發展，調整產業結構，加快產業結構升級。