關于公路建設對地區(qū)經(jīng)濟增長影響的研究

來艷峰++張丹

摘要：本文基于協(xié)整分析和VECM模型的實證檢驗證實了河南省公路基礎設施建設具有良好的經(jīng)濟增長推動效應。1978-2011年河南省公路建設的經(jīng)濟增長彈性為0.513，說明河南省公路建設每增加1%，會帶來經(jīng)濟增長提升0.513%。

關鍵詞：公路建設 經(jīng)濟增長 VECM模型 時間序列數(shù)據(jù)

中國經(jīng)濟的高速發(fā)展已經(jīng)受到了全世界的廣泛關注，成為了理論研究和經(jīng)濟實踐的一個重要研究課題，得到了大量的研究?！耙辉＃刃蘼贰保鳛閰^(qū)域經(jīng)濟增長的一個重要的助推器，公路建設對經(jīng)濟增長的推動作用也備受矚目。由于公路建設具有建設周期較長、投資額大等特征，因此公路建設對經(jīng)濟增長的作用的影響從時序來看相對復雜。

改革開放以來，作為我國區(qū)域經(jīng)濟的重要組成單元，河南省作為我國中原經(jīng)濟區(qū)的最重要主體，公路建設與經(jīng)濟增長都具有典例特征。2011年，河南省GDP達27232億元，穩(wěn)居全國第五位，比上年增長11.6%，增速高出全國2.4個百分點；而同期公路里程數(shù)達到247587.03公里，其中高速公路連續(xù)6年保持全國第一。公路建設是否推動了河南經(jīng)濟發(fā)展？其推動作用從時序來講到底有多大？本文將基于協(xié)整分析和向量誤差修正模型，利用河南省1978-2011年的公路建設和與經(jīng)濟增長的時序數(shù)據(jù)進行了實證檢驗。

一、文獻綜述

交通基礎設施建設包括公路建設對地區(qū)經(jīng)濟增長的相關研究較多，最早的研究始于Aschaue（1998）。此后，一些經(jīng)濟學家探討了基礎設施與經(jīng)濟增長之間的關系。我國國內(nèi)學者對交通基礎設施的經(jīng)濟增長效應的實證研究始于二十一世紀初，并取得了較多的研究成果。

王任飛、王進杰（2007）基于協(xié)整理論和VECM分析了中國主要門類基礎設施指標與總產(chǎn)出之間的協(xié)整及格蘭杰因果關系。結論發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)基礎設施和基礎設施服務指標都是非平穩(wěn)的一階單整，主要基礎設施指標都與總產(chǎn)出、經(jīng)濟結構變動等經(jīng)濟變量構成了長期的均衡關系。王任飛、王進杰（2007）發(fā)現(xiàn)，在基礎設施與經(jīng)濟增長的互動關系中，基礎設施促進經(jīng)濟增長居于主導地位。溫惠英、沈毅賢（2008）采用Granger關系檢驗模型，檢驗我國5種運輸方式的交通基礎設施建設和經(jīng)濟發(fā)展之間的因果關系，得到各交通運輸方式的基礎設施建設對經(jīng)濟發(fā)展的影響程度。張鏑、吳利華（2008）對我國1952-2006年交通基礎設施建設指標與國內(nèi)生產(chǎn)總值兩時間序列進行了協(xié)整關系檢驗、誤差修正模型分析以及Granger因果關系檢驗。張鏑、吳利華（2008）發(fā)現(xiàn)：我國交通基礎設施建設與經(jīng)濟增長具有長期均衡關系，在短期內(nèi)表現(xiàn)為動態(tài)均衡，同時二者之間具有雙向因果關系。

也有學者采用面板數(shù)據(jù)計量模型：蹤家峰、李靜（2006）以巴羅型增長模型為基礎，借鑒Demurger（2000）的研究方法，利用我國29個省、直轄市、自治區(qū)的1987-2003年的面板數(shù)據(jù)，實證分析基礎設施在中國經(jīng)濟增長中所起的作用。劉勇（2010）利用1978-2008年省級面板數(shù)據(jù)研究了公路、水運交通固定資本存量對中國經(jīng)濟增長的空間溢出作用。結論發(fā)現(xiàn)，公路水運交通固定資本存量從總體上看對區(qū)域經(jīng)濟增長起著正向作用，在2001年之后，這種影響變?yōu)樨撓?；總體看公路水運交通固定資本的滯后效應不很明顯，但在2001-2008年期間，滯后五期時，公路水運交通固定資本對GDP的彈性由負轉為正。張學良（2007）通過對中國交通基礎設施水平區(qū)域差異狀況的分析以及交通基礎設施水平與區(qū)域經(jīng)濟增長關系的面板數(shù)據(jù)研究，試圖揭示交通基礎設施水平與中國區(qū)域經(jīng)濟增長之間的關系，并討論了交通先行在中部崛起中的作用。

在研究交通基礎設施對區(qū)域經(jīng)濟增長貢獻的同時，對具體省份進行針對性的實證研究也是此方面的一個研究熱點：吳津（2007）對高速公路投資與區(qū)域經(jīng)濟增長的關系進行了梳理和系統(tǒng)地研究，以天津市高速公路投資的數(shù)據(jù)為背景，選擇生產(chǎn)函數(shù)模型進行了相應的實證分析，并利用了彈性系數(shù)法和回歸分析法預測出的經(jīng)濟增長對濱海新區(qū)高速公路投資需求的結果。文志濱（2011）實證考察了1978-2008年間廣東省交通基礎設施與經(jīng)濟增長之間的長期均衡關系和Granger因果關系。結果表明：公路通車里程與總收入之間的協(xié)整關系不穩(wěn)定；貨物周轉量、旅客周轉量與總收入之間存在正相關關系；貨物周轉量、旅客周轉量是總收入的格蘭杰原因。

本文將以河南省為例，基于改革開放以來河南省1978-2011年的時間序列數(shù)據(jù)，利用協(xié)整分析和向量誤差修正模型實證檢驗河南省公路建設對地區(qū)經(jīng)濟增長的實際貢獻。

二、協(xié)整分析

假定變量之間均為單整I（1）過程，故應該進行協(xié)整分析。首先，我們可以從圖形上來考察是否存在協(xié)整關系（圖1）。

從圖1可以看出，經(jīng)濟增長對數(shù)與公路路程對數(shù)的時間趨勢非常接近。這意味著，改革開放以來，河南省的經(jīng)濟增長和公路建設之間存在著線性關系，并且其升降具有一定的聯(lián)動性。這表明，有可能存在長期均衡關系，即存在協(xié)整關系。因此，我們需要確定共有多少線性無關的協(xié)整變量。

考慮關于的元方程組稱其線性無關解的個數(shù)的“協(xié)整秩”，也即線性無關的協(xié)整向量的個數(shù)為，此時。由于，此時。如果，則不存在協(xié)整關系；如果，則存在一個協(xié)整關系；如果，則存在多個協(xié)整關系。此時，需要根據(jù)經(jīng)濟學原理將不合理的協(xié)整向量進行剔除。

假設協(xié)整向量的第一個分量不為0，可以將其標準化為1，此時有。我們也可以將寫為。假設 ，此時方程可以寫為：

（1）

其中，是初始條件，也即方程的截距項；而，為方程的擾動項。當是協(xié)整的前提下，OLS估計結果是一致的。由于擾動項具有不可觀測性，為了進行極大似然估計（MLE），可以將方程表示為：（2）

可以進一步化簡為：

（3）

其中。定義。Johansen（1988）使用極大似然估計法來估計以下向量誤差修正模型（VECM）：

（4）

假設樣本容量為，當存在協(xié)整關系時，向量誤差修正模型才成立，否則（4）式左邊為平穩(wěn)過程，而右邊為非平穩(wěn)過程。假設協(xié)整秩為，則系數(shù)矩陣必須滿足約束條件“ ”。Johansen提出，在滿足這一條件以及給定的條件下，最大化c的最大似然函數(shù)。

對于本文討論的河南公路建設對本地經(jīng)濟增長的貢獻，本文的1978-2011年的時間序列數(shù)據(jù)也可能存在長期均衡關系。因此，本文需要確定協(xié)整秩，也就是說線性無關的協(xié)整向量有多少。通過Johansen協(xié)整檢驗，只有一個線性無關的協(xié)整向量，根據(jù)最大特征根檢驗可以發(fā)現(xiàn)，無法拒絕“協(xié)整秩為0”的原假設。接下來，通過時間序列數(shù)據(jù)對應的VAR表示法確定其滯后階數(shù)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)準備都表明應該選取滯后二階。接下來，采用上文所述的Johansen的極大似然估計法對本文研究的公路建設對經(jīng)濟增長的效應所表示的向量誤差修正模型（VECM）進行估計。

三、向量誤差修正模型

根據(jù)估計結果，我們可以將協(xié)整方程所代表的長期均衡關系寫成以下表達式：

根（5）

從式（5）可以看到，根據(jù)協(xié)整后的向量誤差修正模型估計結果，公路建設的經(jīng)濟增長彈性為0.513，說明河南省公路建設每增加1%，會帶來經(jīng)濟增長提升0.513%，估計結果在10%的統(tǒng)計性水平上顯著。為了進行比較，本文仍采用EG-ADF兩步法進行了OLS估計。OLS估計的估計結果與Johansen的MLE估計結果較接近，但后者的估計結果更有效率。

接下來，本文需要檢驗VECM模型的殘差是否存在自相關。若本文中河南省公路建設的經(jīng)濟增長效應VECM模型存在自相關，則需要增加滯后階數(shù)，此處采用的估計方法為拉格朗日乘子檢驗法。進行拉格朗日乘子檢驗，可以接受“無自相關”的原假設。通過進一步檢驗殘差的正態(tài)性，殘差的非正態(tài)性對本文的VECM模型的影響不大。

本文研究的河南省公路建設的經(jīng)濟增長效應，其VECM模型除了其本身所假設的單位根以外，伴隨矩陣的所有特征根都落在單位圓之內(nèi)，非常穩(wěn)定。

進一步，考察VECM模型的脈沖響應函數(shù)，表示為圖3。

從圖3可以看出，河南省公路里程增加，將會推動經(jīng)濟增長，這從VECM模型的脈沖響應函數(shù)可以反映出來。在圖4中，給出了正交化的脈沖響應圖。從趨勢來看，這兩者大致類似，但響應的幅度在正交化的脈沖響應圖中更小。

以上本文對VECM模型進行了估計。為了檢驗本文估計結果是否準確，筆者用估計結果進行了預測。具體來講，用1978-1999年的數(shù)據(jù)建立模型后估計出結果，并預測2000-2011年河南省經(jīng)濟增長和公路路程的數(shù)據(jù)，并與實際觀測值進行比較，比較結果在圖5中表示出。

圖5結果表明，河南省經(jīng)濟增長的預測結果最準確，都在95%的置信區(qū)間之內(nèi)；而公路里程的預測結果較差，都在95%的置信區(qū)間之外。特別的，對于河南省的公路里程而言，2005年有一個大幅度的跳躍式增長（主要原因為2006年起公路里程統(tǒng)計口徑發(fā)生變化，公路里程包括村道），這是導致用1978-1999年的估計值進行預測但效果不佳的主要原因。

四、本文結論

本文以河南省為例，基于改革開放以來河南省1978-2011年的時間序列數(shù)據(jù)，利用協(xié)整分析和向量誤差修正模型實證檢驗河南省公路建設對地區(qū)經(jīng)濟增長的實際貢獻。本文根據(jù)協(xié)整后的向量誤差修正模型估計結果發(fā)現(xiàn)，1978年-2011年間，河南省公路建設的經(jīng)濟增長彈性為0.513，通過了1%的顯著性檢驗，結果顯著且穩(wěn)健，說明河南省公路建設每增加1%，會帶來經(jīng)濟增長提升0.513%的效果。本文基于協(xié)整分析和VECM模型的實證檢驗證實了河南省公路基礎設施具有良好的經(jīng)濟增長推動效應。

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（作者單位：來艷峰，河南交通投資集團有限公司；張丹，河南中醫(yī)學院外語學院）