城市基礎設施的空間溢出效應與全要素生產率關系分析

米冰

內容摘要：基礎設施對于一個城市具有重要的意義。本文在參考國內外相關學者文獻的基礎上，基于2003-2011年我國城市數據構建相應模型，詳細分析了基礎設施、空間溢出及全要素生產率的關系。實證結果表明，在控制外商投資等要素后，一個城市的基礎設施等對本地區全要素生產率具有積極的影響作用，也存在一定的溢出效應。在此基礎上，針對政府公共政策選擇，提出了建議對策。

關鍵詞：基礎設施 全要素生產率 空間溢出 城市視角

經濟增長有很多影響因素，基礎設施是影響經濟增長的重要因素之一，可作為最直接的要素投入到生產中提高產出，從間接方面來看，也能以溢出和網絡的方式提高生產率，進而更好地促進經濟增長。關于基礎設施的重要性，1994年世界銀行將基礎設施規劃為經濟性基礎設施和社會性基礎設施，如城市道路設施、郵電、通訊設施等可直接參與到生產活動和發展中，降低成本，可以提高生產效率和效能；教育、科技等具有社會性質的基礎設施可改善民生，積累人力資本，不斷推動了經濟社會的可持續發展。況且，國家重視了對教育、醫療和交通等基礎設施的投資，不斷加大了此方面在政府公共支出中的比重，也是“十二五”我國優先發展的目標。當然，一個城市或地區的基礎設施會擴散到周邊的地區，而大多地方政府關注的是短時期內具有相對競爭能力的項目，可能會影響一部分基礎設施的范圍低于最優化的規模效應，甚至會影響到基礎設施投資結構的扭曲，或許損失了一些效率。這會引出一些問題，在城市的空間尺度上，基礎設施與空間外溢出效應是否有密切的關系，差異性基礎設施與城市經濟發展是否存在異質性，在現實生活中，這些問題的研究可有助于優化政府公共投資、合理配置資源，促進城市經濟發展具有重要的意義。

相關文獻概述

有關此方面的文獻，伴隨新增長理論的發展，基礎設施投資的外溢效應也成為學者研究的熱點之一，如Barro（1990）研究認為就基礎設施來看，公共投資對私人資本存在一定的溢出效應，解釋了一個地區經濟增長的持續化和差異性；一些學者從基礎設施與要素生產率角度分析了外溢效應的存在性；Aschauer（1989）以美國為例，認為公共交通等基礎設施對其有解釋力；Fernald（1999）認為美國密集的車輛在道路中受益很多，說明基礎設施具有很強的生產率效應；Bronzini and Piselli（2009）等檢驗了基礎設施與生產率的關系，在不同程度上支持了基礎設施對地區生產績效具有積極的影響。一些學者也研究了交通和通訊基礎設施的空間溢出效應，如Cohen and Morrison（2004）等研究了美國和意大利數據，認為基礎設施可降低臨近區域的運輸成本和交易費用，可促進相鄰地區的生產率和經濟增長；Boarnet（1998）認為完善的基礎設施提升了本地區的相對競爭優勢，吸引了相鄰地區的經濟資源和生產要素；Joseph and Ozbay（2006）認為隨著地理尺度的縮小，交通基礎設施的直接影響逐漸減小，而空間外溢效應逐步增大。

就國內學者研究的文獻來看，劉秉廉等（2010）基于省區間的角度，認為其全要素生產率存在明顯的空間相關性，交通基礎設施對全要素生產率具有顯著的促進作用；張先鋒等（2010）以省級為對象，揭示了人力資本與公共基礎設施對其全要素生產率積極的影響；胡鞍鋼（2010）等研究表明交通和信息基礎設施對省際全要素生產率存在顯著的正向影響。

綜觀國內外相關文獻，大多數學者的研究采用省級為研究對象，尺度顯然偏大，不能很好地說明城市層面基礎設施的外溢效應和全要素生產率；一些學者利用了空間模型，但僅考慮了被解釋變量的空間相關性，解釋變量的空間溢出效應并沒有納入模型，并不容易反映全要素生產率空間依賴性。在現實發展中，在城市層面上，相鄰地區基礎設施條件對區域全要素生產率的影響表現得更為強烈，但現有的文獻中以地級市為研究尺度的甚少。鑒于此，本文以我國地級城市數據為對象，分析基礎設施及空間溢出效應與全要素生產率的關系，拓展與補充現有文獻的缺乏。

模型構建和變量說明

本文參考了張浩然（2012）等相關文獻，從中可以作為借鑒的基礎，基于CD生產函數構建模型分析，假定總的生產函數為Y =AKαLβ，其中，Y、K、L分別代表各城市歷年的總產出、資本存量和勞動投入，α和β為資本和勞動的產出彈性，一般情況下α=0.4，β=0.6；A為全要素生產率（TFP），TFP = Y / KαLβ，為進一步消除量綱的影響，LnTFP=LnY-αLnK-βLnL，就全要素生產率TFP，解釋變量可包括城市間的人力資本、集聚外部性、基礎設施、外商直接投資和產業結構等，由于在生產過程中的前后向關聯效應等存在于區域內部和外部，為檢驗空間外溢效應，引入鄰近地區城市的全要素生產率與空間滯后解釋變量的影響，構建空間杜賓模型：

其中，i表示地級地區，t表示年份，被解釋變量是全要素生產率對數值，Xit是解釋變量的集合，αit為地區效應，Vt是時間效應，εit為干擾項，ρ為空間滯后回歸系數。基于數據的可獲得性和實際操作性，本文選取研究對象為2003-2011年的266個城市數據，主要來源于《中國統計年鑒》、《中國城市統計年鑒》。

本文的解釋變量：第一，基礎設施。可改善知識和相關信息的傳播，有利于城市的可達性和信息基礎設施，有利于促進交易成本的降低、深化分工，形成規模經濟，可用城市每平方公里的里程和移動電話與人口之比表示。第二，經濟密度。可很好地反映一個地區的集聚度，可以用每平方公里的人口對數值表示。第三，產業結構。反映了一個地區的經濟結構和發展，可用城市第二、三產業占總產出的比重表示。第四，外商直接投資。一個城市每年獲得實際外商投資占固定資產投資總額，衡量一個城市經濟的開放度。第五，人力資本。教育和健康是其重要的指標，指標衡量可以以中等學校師生比、每萬人擁有病床數來反映。

驗證與分析endprint

根據上述模型和數據，經過分析可知，我國城市全要素生產率的空間自相關指數（Moran I）顯示出顯著偏離隨機分布，表明鄰近城市經濟績效存在的空間依賴性，通過似然比檢驗，Wald_spatial_lag值和LR_spatial_lag值分別為69.21和69.10，在1%的水平上拒絕了γ為0的原假設。同時，Wald_spatial_error值和LR_spatial_error值依次為68.91和69.51，拒絕了γ+ρβ為零的原假設，經Hausman檢驗，選擇固定效應模型較為合適。在進行模型驗證后，表明ρ和λ在1%的水平上顯著為正，在研究城市全要素生產率時，不可忽視區位因素和空間效應（見表1）。

驗證表明，公路密度具有積極的影響，表明交通等基礎設施的優良可積極降低物流成本，在分工的精細程度方面可帶來積極影響，具有良好的市場規模效應；道路密度的空間滯后項為正，但并不較為顯著，說明在城市間的交通基礎設施的地理溢出并不顯著，原因可能是交通基礎設施會改善相鄰地區的交通可達性，有利于貿易和要素流動，增強經濟效率；但也吸引了其它區域優秀生產要素流入，在城市之間重新分配了經濟資源，對鄰近地區產生了不利影響，具有負向的溢出效應；當然一些地區超前交通基礎設施不利于道路投資的邊際效率的提高，降低了空間滯后項統計性。從人均移動電話的驗證來看，在1%的水平上顯著，表明通訊設施發展不利于市場信息不對稱，經濟主體更有效地利用新技術、新方法進行生產，信息基礎設施的空間滯后項為正，表明信息基礎設施存在空間網絡外部性，而擴散效應遠大于回流效應。人力資本對本地區全要素生產率具有積極的正向影響，表明提升教育質量可促進知識生產，積累專業化人力；人力資本對鄰近地區的城市之間影響為負，表明人力資本的外溢效應有一定的局限，主要是在地級市范圍內。經濟密度對城市全要素生產率具有正向影響，表明人口集聚地產生的人力資本外部性、知識和技術的外溢、本地市場效應可對本地區的全要素生產率有正向影響；人口密度對相臨近城市的影響為負，但并不顯著，也充分說明人口密度的生產率效應僅局限在地級市范圍內。產業結構的影響在 1%的水平上顯著，第二產業高于第三產業，可能由于第二產業的發展有利于發揮我國的比較優勢，中西部城市服務業占比存在虛高的假象，產業結構的優化程度對相鄰地區的經濟績效不顯著。外商直接投資對本地區全要素生產率具有一定的積極影響，但并不顯著，表明FDI對本地區經濟績效的提升并不明顯高于國內資本投入，外商直接投資的空間滯后項為正，對相鄰城市全要素生產率具有積極影響。

結論及對策

上述實證驗證分析可知，通過需求拉動和要素積累，基礎設施可積極促進經濟增長，以溢出效應可使生產函數向上移動，進一步增強和提高了本區域地區、相鄰地區的經濟效率，對于影響和促進我國經濟的長期可持續發展與增長具有重要的實際意義，對政府公共支出政策選擇也具有一定的參考價值。

首先，對于基礎設施，具有空間外溢特點，在配置公共資源時，政府應考慮城市間基礎設施的空間聯系，注重公共衛生、基礎教育，推進基本公共服務均等化，促進在區域之間基礎設施的合理優化和布局，特別是重點推進中西部地區基礎設施，在落后地區有效促進其物質資本和人力資本的不斷改善。其次，基礎設施具有準公共物品的性質，各地區政府應積極并合理安排公共支出的總量和結構，科學增強投資效率，增強科研、教育、衛生支出占 GDP 的比，在城市之間合理完善軟硬件基礎設施，加強區域間的人才和物流交流，傳播知識并積累技術，積極推動各個地區之間的協調發展、交流與可持續發展。

1.Bronzini R，Pisellip P. Determinants of Long-Run Regional Productivity with Geographical Spillovers：The Role of R&D，Human Capital and Public Infrastructure[J].Regional Science and Urban Economics，2009，39（2）

2.Joseph B，Dilruba O，Kaan O.Empirical Analysis of Transportation Investment and Economic Development at State，County and Municipality Levels[J].Transportation，2006，33（6）

3.劉秉廉，武鵬，劉玉海.交通基礎設施與中國全要素生產率增長—基于省域數據的空間面板計量分析[J].中國工業經濟，2010（3）

4.張浩然，衣保中.基礎設施、空間溢出與區域全要素生產率—基于中國266個城市空間面板杜賓模型的經驗研究[J].經濟學家，2012（2）

5.劉生龍，胡鞍鋼.基礎設施的外部性在中國的檢驗：1988-2007[J].經濟研究，2010（3）endprint

根據上述模型和數據，經過分析可知，我國城市全要素生產率的空間自相關指數（Moran I）顯示出顯著偏離隨機分布，表明鄰近城市經濟績效存在的空間依賴性，通過似然比檢驗，Wald_spatial_lag值和LR_spatial_lag值分別為69.21和69.10，在1%的水平上拒絕了γ為0的原假設。同時，Wald_spatial_error值和LR_spatial_error值依次為68.91和69.51，拒絕了γ+ρβ為零的原假設，經Hausman檢驗，選擇固定效應模型較為合適。在進行模型驗證后，表明ρ和λ在1%的水平上顯著為正，在研究城市全要素生產率時，不可忽視區位因素和空間效應（見表1）。

驗證表明，公路密度具有積極的影響，表明交通等基礎設施的優良可積極降低物流成本，在分工的精細程度方面可帶來積極影響，具有良好的市場規模效應；道路密度的空間滯后項為正，但并不較為顯著，說明在城市間的交通基礎設施的地理溢出并不顯著，原因可能是交通基礎設施會改善相鄰地區的交通可達性，有利于貿易和要素流動，增強經濟效率；但也吸引了其它區域優秀生產要素流入，在城市之間重新分配了經濟資源，對鄰近地區產生了不利影響，具有負向的溢出效應；當然一些地區超前交通基礎設施不利于道路投資的邊際效率的提高，降低了空間滯后項統計性。從人均移動電話的驗證來看，在1%的水平上顯著，表明通訊設施發展不利于市場信息不對稱，經濟主體更有效地利用新技術、新方法進行生產，信息基礎設施的空間滯后項為正，表明信息基礎設施存在空間網絡外部性，而擴散效應遠大于回流效應。人力資本對本地區全要素生產率具有積極的正向影響，表明提升教育質量可促進知識生產，積累專業化人力；人力資本對鄰近地區的城市之間影響為負，表明人力資本的外溢效應有一定的局限，主要是在地級市范圍內。經濟密度對城市全要素生產率具有正向影響，表明人口集聚地產生的人力資本外部性、知識和技術的外溢、本地市場效應可對本地區的全要素生產率有正向影響；人口密度對相臨近城市的影響為負，但并不顯著，也充分說明人口密度的生產率效應僅局限在地級市范圍內。產業結構的影響在 1%的水平上顯著，第二產業高于第三產業，可能由于第二產業的發展有利于發揮我國的比較優勢，中西部城市服務業占比存在虛高的假象，產業結構的優化程度對相鄰地區的經濟績效不顯著。外商直接投資對本地區全要素生產率具有一定的積極影響，但并不顯著，表明FDI對本地區經濟績效的提升并不明顯高于國內資本投入，外商直接投資的空間滯后項為正，對相鄰城市全要素生產率具有積極影響。

結論及對策

上述實證驗證分析可知，通過需求拉動和要素積累，基礎設施可積極促進經濟增長，以溢出效應可使生產函數向上移動，進一步增強和提高了本區域地區、相鄰地區的經濟效率，對于影響和促進我國經濟的長期可持續發展與增長具有重要的實際意義，對政府公共支出政策選擇也具有一定的參考價值。

首先，對于基礎設施，具有空間外溢特點，在配置公共資源時，政府應考慮城市間基礎設施的空間聯系，注重公共衛生、基礎教育，推進基本公共服務均等化，促進在區域之間基礎設施的合理優化和布局，特別是重點推進中西部地區基礎設施，在落后地區有效促進其物質資本和人力資本的不斷改善。其次，基礎設施具有準公共物品的性質，各地區政府應積極并合理安排公共支出的總量和結構，科學增強投資效率，增強科研、教育、衛生支出占 GDP 的比，在城市之間合理完善軟硬件基礎設施，加強區域間的人才和物流交流，傳播知識并積累技術，積極推動各個地區之間的協調發展、交流與可持續發展。

1.Bronzini R，Pisellip P. Determinants of Long-Run Regional Productivity with Geographical Spillovers：The Role of R&D，Human Capital and Public Infrastructure[J].Regional Science and Urban Economics，2009，39（2）

2.Joseph B，Dilruba O，Kaan O.Empirical Analysis of Transportation Investment and Economic Development at State，County and Municipality Levels[J].Transportation，2006，33（6）

3.劉秉廉，武鵬，劉玉海.交通基礎設施與中國全要素生產率增長—基于省域數據的空間面板計量分析[J].中國工業經濟，2010（3）

4.張浩然，衣保中.基礎設施、空間溢出與區域全要素生產率—基于中國266個城市空間面板杜賓模型的經驗研究[J].經濟學家，2012（2）

5.劉生龍，胡鞍鋼.基礎設施的外部性在中國的檢驗：1988-2007[J].經濟研究，2010（3）endprint

根據上述模型和數據，經過分析可知，我國城市全要素生產率的空間自相關指數（Moran I）顯示出顯著偏離隨機分布，表明鄰近城市經濟績效存在的空間依賴性，通過似然比檢驗，Wald_spatial_lag值和LR_spatial_lag值分別為69.21和69.10，在1%的水平上拒絕了γ為0的原假設。同時，Wald_spatial_error值和LR_spatial_error值依次為68.91和69.51，拒絕了γ+ρβ為零的原假設，經Hausman檢驗，選擇固定效應模型較為合適。在進行模型驗證后，表明ρ和λ在1%的水平上顯著為正，在研究城市全要素生產率時，不可忽視區位因素和空間效應（見表1）。

驗證表明，公路密度具有積極的影響，表明交通等基礎設施的優良可積極降低物流成本，在分工的精細程度方面可帶來積極影響，具有良好的市場規模效應；道路密度的空間滯后項為正，但并不較為顯著，說明在城市間的交通基礎設施的地理溢出并不顯著，原因可能是交通基礎設施會改善相鄰地區的交通可達性，有利于貿易和要素流動，增強經濟效率；但也吸引了其它區域優秀生產要素流入，在城市之間重新分配了經濟資源，對鄰近地區產生了不利影響，具有負向的溢出效應；當然一些地區超前交通基礎設施不利于道路投資的邊際效率的提高，降低了空間滯后項統計性。從人均移動電話的驗證來看，在1%的水平上顯著，表明通訊設施發展不利于市場信息不對稱，經濟主體更有效地利用新技術、新方法進行生產，信息基礎設施的空間滯后項為正，表明信息基礎設施存在空間網絡外部性，而擴散效應遠大于回流效應。人力資本對本地區全要素生產率具有積極的正向影響，表明提升教育質量可促進知識生產，積累專業化人力；人力資本對鄰近地區的城市之間影響為負，表明人力資本的外溢效應有一定的局限，主要是在地級市范圍內。經濟密度對城市全要素生產率具有正向影響，表明人口集聚地產生的人力資本外部性、知識和技術的外溢、本地市場效應可對本地區的全要素生產率有正向影響；人口密度對相臨近城市的影響為負，但并不顯著，也充分說明人口密度的生產率效應僅局限在地級市范圍內。產業結構的影響在 1%的水平上顯著，第二產業高于第三產業，可能由于第二產業的發展有利于發揮我國的比較優勢，中西部城市服務業占比存在虛高的假象，產業結構的優化程度對相鄰地區的經濟績效不顯著。外商直接投資對本地區全要素生產率具有一定的積極影響，但并不顯著，表明FDI對本地區經濟績效的提升并不明顯高于國內資本投入，外商直接投資的空間滯后項為正，對相鄰城市全要素生產率具有積極影響。

結論及對策

上述實證驗證分析可知，通過需求拉動和要素積累，基礎設施可積極促進經濟增長，以溢出效應可使生產函數向上移動，進一步增強和提高了本區域地區、相鄰地區的經濟效率，對于影響和促進我國經濟的長期可持續發展與增長具有重要的實際意義，對政府公共支出政策選擇也具有一定的參考價值。

首先，對于基礎設施，具有空間外溢特點，在配置公共資源時，政府應考慮城市間基礎設施的空間聯系，注重公共衛生、基礎教育，推進基本公共服務均等化，促進在區域之間基礎設施的合理優化和布局，特別是重點推進中西部地區基礎設施，在落后地區有效促進其物質資本和人力資本的不斷改善。其次，基礎設施具有準公共物品的性質，各地區政府應積極并合理安排公共支出的總量和結構，科學增強投資效率，增強科研、教育、衛生支出占 GDP 的比，在城市之間合理完善軟硬件基礎設施，加強區域間的人才和物流交流，傳播知識并積累技術，積極推動各個地區之間的協調發展、交流與可持續發展。

1.Bronzini R，Pisellip P. Determinants of Long-Run Regional Productivity with Geographical Spillovers：The Role of R&D，Human Capital and Public Infrastructure[J].Regional Science and Urban Economics，2009，39（2）

2.Joseph B，Dilruba O，Kaan O.Empirical Analysis of Transportation Investment and Economic Development at State，County and Municipality Levels[J].Transportation，2006，33（6）

3.劉秉廉，武鵬，劉玉海.交通基礎設施與中國全要素生產率增長—基于省域數據的空間面板計量分析[J].中國工業經濟，2010（3）

4.張浩然，衣保中.基礎設施、空間溢出與區域全要素生產率—基于中國266個城市空間面板杜賓模型的經驗研究[J].經濟學家，2012（2）

5.劉生龍，胡鞍鋼.基礎設施的外部性在中國的檢驗：1988-2007[J].經濟研究，2010（3）endprint