新型和傳統基礎設施建設耦合協調：時空格局、地區差異與驅動因子

徐維祥 陳希琳 周建平 劉程軍 鄭金輝浙江工業大學經濟學院杭州 3003 浙江工業大學之江學院紹興 3030

在中國經濟由高速增長轉化為高質量發展的背景下，傳統增長動能衰減，經濟下行壓力增大。以 “鐵公基”為代表的傳統基礎設施投資作為“社會的先行資本”，通過投資乘數效應可以拉動經濟增長，是重要的逆周期調節手段之一。但近幾年其投資規模及邊際收益驟減，且隨著經濟發展動能的轉換與資源要素的約束趨緊［1］，傳統基礎設施有待于進行數字化、智能化轉型升級改造。與 “數字中國”戰略一脈相承的 “新基建”發展潛力巨大，可以促進產業結構的轉型升級，完成增長動能的革新［2］?；趥鹘y基礎設施拉動經濟增長成效不明顯和 “新基建”在新一輪的產業革命下展現出的巨大的發展潛力的現實背景，探究新老基建的融合機理及實現路徑對構建標準兼容、協同融合的現代化基礎設施體系意義重大。

2020年4月20日，國家發改委明確新基建包括信息基礎設施、融合基礎設施、創新基礎設施3方面［3］。此后，“新基建”頻繁地出現在國家層面的決策文件中，迅速成為業界和學界關注的重點。潘高遠和李超［4］認為科技基礎設施是新型基礎設施建設的本質，以結構調整、產業革新為最終目標；盛磊和楊白冰［5］對新基建發揮作用的機制進行了說明，認為新型基礎設施的生產要素主要是 “數據”，同時借助配套的現代信息網絡平臺，將海量的數據連接在一起。此外還有學者將 “新基建”和 “數字經濟”聯系起來，試圖厘清二者之間的邏輯聯系［6］。新基建是適應數字經濟發展的新型基礎設施，為經濟轉型注入更強勁的動力。

新型基礎設施是傳統基礎設施在經濟增長動能轉換攻關期的特定表現形式，二者不是完全獨立、涇渭分明的，而是互為條件、相互補充的。兩者之間的差別可以從以下兩個方面把握： （1）新老基建和其他產業實現關聯和連接的形式，李海艦［7］認為老基建大多局限于實體空間，如通過交通基礎設施實現有形的連接；而新基建則拓展至虛擬空間，并通過以網絡基礎設施為代表的新一代信息技術群實現無形連接；（2）拉動經濟增長方面的差異，郭朝先和徐楓［8］利用全國的投入產出表進行測算，發現新舊基建投資乘數差異不明顯；但新舊基建在特定行業拉動GDP增長方面存在較明顯的差異， “新基建”比傳統基建在拉動農業、輕紡工業、技術密集型制造業、服務業等作用更突出，而傳統基建比 “新基建”在拉動重化工業、資金密集型行業方面表現更顯眼，新基建更能促進經濟包容性增長。同時新舊基建之間的聯系十分緊密，二者之間是融合交叉、相互依賴的協調共生的關系。很多學者一致認為新基建是建立在傳統基建之上的一個系統，如劉艷紅等［9］認為 “新基建”同時包括利用新一代信息技術對傳統基礎設施的改造升級，即傳統基礎設施的數字化智能化改造，高喆等［10］同樣認為依托突破性技術的新基建可以是新建造的，也可以是基于原有設施改造的，新老基建不是對立關系，而是在實現某一功能上相互補充的。李海艦［7］認為“新基建”加大馬力，“舊基建”升級改造，可以更好發揮基礎設施建設 “雙輪”驅動作用。因此處理好新老基建之間辯證統一的關系，發揮好新基建與傳統基建的融合協同作用，將為產業結構升級和經濟高質量發展注入強勁動能。

綜合梳理相關文獻后發現現有研究主要是對新基建進行定性分析，即探究新基建的內涵與特征及新基建賦能經濟高質量發展的邏輯機理，而少有文獻對新基建進行定量的實證分析，本文從新型和傳統基礎設施融合發展的視角對新基建進行定量分析。本文基于科學性、代表性和數據可獲得性構建了新老基建評價指標體系，并以此為基礎計算全國各?。▍^、市）的新老基建的耦合協調度，進一步探討了耦合協調的空間演化格局，并利用空間面板杜賓模型驗證耦合協調度的影響因素以厘清新老基建耦合的驅動力機制，在此基礎上提出針對性的切實可行的建議。

1 研究方法

1.1 傳統和新型基礎設施耦合協調指標體系的構建及權重的確定

1.1.1 指標體系的構建

“新型基礎設施建設”自提出以來，成為了很多學者的研究焦點。本文借鑒關于基礎設施已有的研究成果［5-8］，以世界銀行對經濟性基礎設施的種類劃分為依據，同時對新型和傳統基礎設施進行系統性思考，保證各一級和二級指標有層次性，結合新型基礎設施的定義及新基建的行業政策，同時考慮指標的相對穩定性及省級評價單元數據的可獲取性，構建新型和傳統基礎設施耦合協調評價指標體系。從發展基礎、生活應用、信息水平和生產應用4個維度綜合反映新型和傳統基礎設施建設發展水平。

1.1.2 指標權重的確定

為了克服主觀賦權法較強的主觀性，本文利用熵值法來確定指標體系權重。但首先需要進行數據的標準化處理，具體公式如下：

然后采用熵值法確定新舊基建耦合協調評價指標體系的權重，公式為：

其中，xij為各項指標標準化后的數據，Yi為i省（區、市）基礎設施建設水平指數，wj為指標體系中各指標的權重，囿于篇幅限制，詳細計算過程不再贅述，參考韓增林和張云偉［11］的研究，具體各指標及權重見表1。

表1 傳統和新型基礎設施耦合協調評價指標體系及其權重

續 表

1.2 耦合協調度模型

本文借助物理學上的耦合原理，構建新型和傳統基礎設施建設耦合模型，借以分析新舊基建兩個系統之間協調交互作用，表示為：

式中：U1和U2分別代表傳統基礎設施建設和新型基礎設施建設水平指數。耦合度僅能度量新型和傳統基礎設施建設子系統之間的耦合強度，無法衡量兩個子系統之間的耦合協調度。為有效探明各耦合狀態是否屬于良性協調狀況，需要對該模型進行修改和完善，具體的計算公式為：

式中：T為綜合發展水平，α和β為待定系數。本文認為新型基礎設施建設比傳統基礎設施有更重要的戰略意義，因此賦值α＝0.4，β＝0.6；據此判斷新型和傳統基礎設施耦合協調水平并劃分耦合協調等級。參考相關學者的研究［12］并結合本文的現實情況，新型和傳統基礎設施的耦合協調度等級評價準則見表2。

表2 耦合協調度等級劃分

1.3 泰爾指數

本文引入泰爾指數（Theil Index）測度中國31個?。▍^、市）（考慮數據的可獲得性，港、澳、臺地區未包括在內）新型和傳統基礎設施建設耦合協調度的差異水平，公式如下：

式中Di表示第i個?。▍^、市）的新老基建耦合協調度，為全國各?。▍^、 市）新舊基建耦合協調度的平均值，T的取值在（0，1）之間，越接近于0，各個省（區、市）的耦合協調發展差異越小；越接近于1，不同省（區、市）間差異越大。

將全國31個省（區、市）劃分為東、中、西3個區域，以此進行泰爾指數的組間和組內分解，第k（k＝1，2，3） 組區域中包含nk個?。▍^、 市），即可以按照如下公式對總體差異進行分解：

1.4 空間面板數據模型

若處于不同地理位置的單位間的耦合協調發展水平顯著相關，采用傳統的計量方法會出現較嚴重的測量誤差，進而導致估計的參數不準確。因此本文采用空間面板計量模型探討中國各?。▍^、市）耦合協調度的時空格局的驅動力因素，具體模型如下：

其中，εit為隨機誤差項，滿足球形擾動的假設；wij表示一個n階空間權重矩陣；δ表示空間自回歸系數向量，反映不同?。▍^、市）之間新舊基建耦合協調度的空間互動作用；γ為k維列向量，反映臨近地區的解釋變量對本地的被解釋變量的影響程度的大?。沪菫榭臻g自相關系數（Spatialrho），反映誤差項之間的空間交互效應。若γ＝η＝0，且σ≠0，則模型可簡化為空間面板自相關模型；若δ＝γ＝0，且η≠0，則模型可簡化為空間面板誤差模型。

1.4.1 空間權重矩陣

（1） 0～1鄰接矩陣（w1ij）。 它是最簡單、 最基本的一種空間權重矩陣，當兩個省（區、市）之間地理相鄰（存在共同邊界）時，w1ij取值為1；反之則取值為0。 詳見式（11）：

其中地理距離d根據城市的經緯度坐標計算得出，經緯度的數據來源是國家基礎地理信息系統1∶400萬地形數據庫。

1.5 數據來源

指標體系中的公路、鐵路有效里程總數是在國家統計局數據的基礎上參考郭廣珍等［13］的密度計算方法計算得出的；驅動力因素中當年實際利用外商直接投資額來自于EPS數據平臺，除此之外所有的指標及驅動力變量的數據都來自國家統計局。

2 實證結果分析

2.1 全國新型和傳統基礎設施耦合協調度時空格局分析

利用上文的耦合協調度模型的公式計算出全國各?。▍^、市）2011～2019年的新型和傳統基礎設施的耦合協調度。從時序上看，2011～2019年我國新老基建兩個子系統的平均耦合協調度呈現穩步上升的趨勢，耦合協調度均值從2011年的0.105上升到2019年的0.303，增長了近2倍。從類型上看：（1）2011～2015年嚴重失調所占比例最大，2016～2019年處于重度失調水平的省（區、市）數量最多；（2）從2017年以后勉強協調、中級協調及高級協調實現了從無到有的跨越，處于失調水平所占比重不斷下降，表格整體呈現由主對角線下方向上方移動的格局。從空間上看，我國新老基建的耦合協調等級呈現東強西弱的空間格局，且耦合協調等級的省際差異呈現逐年縮小的態勢?？傮w而言，全國新老基建的耦合協調水平整體上趨好，但仍有超過75%的?。▍^、市）處于耦合失調水平。因此，除了創新兩大系統之間相互作用機制之外，提升子系統自身的發展水平也是促進耦合協調等級提升的有效途徑。

表3 全國各?。▍^、市）耦合協調等級

2.2 全國耦合協調度平均差異水平的變化

按照上文相關公式計算出泰爾指數，計算結果如表4所示。

表4 泰爾指數及其分解和貢獻率

基于表3可知：（1）從總體差異來看，我國31個?。▍^、市）新型和傳統基礎設施耦合協調發展差異顯著，2011～2017年間呈現波動下降的趨勢，2017年以后又呈現上升的趨勢；（2）從結構分解看，我國新型和傳統基礎設施耦合協調發展的主要差異來自組內差異。研究時段我國東、中、西內部差異及地區間差異保持相對穩定，但地區內差異始終大于地區間差異；（3）從三大區域的差異貢獻率看，東部省（區、市）的差異率及貢獻率均最大；中部地區差異相對較小，但波動幅度較大，西部地區差異介于二者之間，且呈現明顯的下降趨勢。

2.3 全國各省耦合協調度空間相關性檢驗

2.3.1 全局空間相關性

2011～2019年全國各?。▍^、市）的耦合協調度的全局莫蘭指數計算結果如圖1所示，由圖1可知，在地理空間權重矩陣下，全局莫蘭指數呈波動上升的趨勢，而在經濟距離空間權重矩陣下呈現波動下降的趨勢，且通過了顯著性水平的統計檢驗。從動態的角度來看，從2011～2019年，局部莫蘭指數下降了近26%，說明相關強度不斷降低。此外，在3種不同的空間權重矩陣下均在2016年出現了拐點，且2016～2017年全局空間相關性都呈現增強的態勢，究其原因，工業部和信息化部在2015年明確提出 “在未來5年，以高速寬帶網絡建設為抓手，提升信息基礎設施支撐水平、加強5G建設、部署工業互聯網，加強互聯網環境管理”。2016年互聯網營商環境顯著優化，網絡外部性顯著增強。

圖1 全局莫蘭指數圖

2.3.2 局部空間相關性

為更加精確地展現局部的耦合協調發展水平的集聚特征，本文利用莫蘭散點圖展示新老基建的局部空間相關性。囿于篇幅的限制，本文計算出了2011年和2019年的耦合協調度的局部莫蘭指數值，并繪制出對應的局部莫蘭散點圖（如圖2所示），2011年的局部莫蘭指數為0.24，2019年為0.18，且都通過了顯著性水平檢驗。具體來講，2011年有9個?。▍^、市）分布在第一象限（高值集聚區），處于第三象限（低值集聚區）的?。▍^、市）有12個，其中東部?。▍^、市）有8個，中部?。▍^、市）有4個，位于第一和第三象限的?。▍^、市）占全國?。▍^、市）總數的67.7%。概括來講，處于高值集聚區域的主要為東部地區的?。▍^、市），占比高達90%以上；低值集聚區域的主要分布在中國西部地區，占比達66.7%。從動態的角度來看，從2011年到2019年，局部莫蘭指數下降了26.4%，說明局部空間相關性強度降低。從散點圖具體象限的分布來看，第一、三象限的?。▍^、市）個數明顯下降，同時第二、四象限的省（區、市）數量明顯上升，即存在明顯的轉移。但空間分布格局未發生明顯變化，即處于HH區域的主要是東部省（區、市），而處于L-L區域的主要是西部?。▍^、市）。

圖2 2011年和2019年局部莫蘭指數散點圖

3 新型和傳統基礎設施建設耦合協調格局的驅動力分析

本文參考孫旱等［14］、 Bougheas 等［15］的相關研究，構建新老基建耦合協調及空間聯系格局的驅動機制的實證分析框架，從基礎驅動力，核心驅動力和外在驅動力3個方面進行分析?？紤]到人口因素的作用，采用人均GDP而非GDP衡量經濟發展規模，用第三產業增加值與第二產業增加值之比表征產業結構，用公共財政支出占比表征政府對基礎設施建設的資金投入水平［16］。內生化驅動力即市場化驅動力，公共基礎設施的市場化進程直接決定基礎設施的利用效率與投資收益。參考樊綱等［17］對市場化指數的定義與測算，并用其表征市場化水平。潛在驅動力即科技支撐力，科技水平直接決定新型基礎設施建成率、運營、維護及對傳統基礎設施的數字化改造，本文用R＆D投入表征科技創新水平，采用當年實際利用的外商直接投資額表示開放程度。

3.2 模型設計

部分公共設施有很強的外部性和公共性，若一個地區基礎設施布局較合理，不僅可以促進本地的產業結構升級，同時會通過網絡的正的外部效應促進周邊地區的發展?？臻g相關性檢驗證明了處于不同地理位置的單位間的耦合協調發展水平顯著相關，因此本文采用空間面板模型探討中國新老基建耦合協調度時空格局的驅動力因素。

3.3 模型的檢驗

進行空間計量分析之前，需要進行一系列檢驗。兩種不同的空間計量模型的LM統計量通過了5%顯著性水平檢驗，表明新老基建耦合協調的空間溢出效應顯著存在，且空間滯后模型相較于空間誤差模型更符合本文實證研究的需要。Haus?man檢驗結果均在10%的顯著性水平拒絕了 “采用隨機效應模型”的原假設；LR-Spatial Error和LR-Spatial Lag統計量在1%水平上顯著，即拒絕可以進一步簡化的原假設，表明空間面板杜賓模型不能進一步簡化。

3.4 全樣本回歸結果分析

全樣本回歸結果如表5所示。在地理距離空間權重矩陣下，過半數的解釋變量在3種空間權重矩陣下均通過了顯著性檢驗，這說明我國新老基建耦合協調格局受多種驅動因素共同作用。從基礎驅動力來看，一?。▍^、市）經濟發展水平和城市化水平對該省（區、市）新老基建耦合協調有顯著的促進作用，且其空間滯后項系數為正，但未通過顯著性檢驗；從內源驅動力來看，公共財政支出對耦合協調度的影響通過了10%顯著性水平檢驗，且其系數為負，說明公共財政支出的增加會抑制本地新型和傳統基礎設施耦合協調發展。其原因在于，政府不合理的投資結構會對私人投資產生嚴重的擠出效應；同時政府投資行政成本過大，擠占了本應該在教育和創新等領域的投資資金，從而對新舊基建的耦合協調發展產生不利影響［18］。同時表明不合理的財政支出結構不利于新型和傳統基礎設施融合發展。R＆D投入通過了1%的顯著性水平的統計檢驗，但其空間滯后項未通過顯著性檢驗，說明地理距離會弱化R＆D投入的空間溢出效應，也說明不同地方之間存在較明顯的高新技術及研發成果流動的障礙。其正向促進作用的原因在于技術創新為傳統基礎的升級革新及新老基建的融合提供支撐。市場化指數MAR未通過顯著性檢驗，說明本地市場化水平的提升并未顯著影響本?。▍^、市）新老基建的耦合協調水平，但其空間滯后項通過了1%顯著性水平檢驗，說明相鄰地的市場化水平的提升會顯著抑制本?。▍^、市）耦合協調發展。產業結構、城市化水平、教育水平及實際利用外商直接投資額提升均對本省（區、市）新老基建的耦合協調發展產生影響，且至少通過5%的顯著性水平的檢驗；從外在驅動力來看，當年實際利用外商投資額顯著促進本?。▍^、市）新老基建融合發展，但對臨近地區的影響未通過顯著性檢驗。

表5 全樣本回歸結果

續 表

3.5 直接效應、間接效應的分解

為進一步探究本文所選的各解釋變量對我國各?。▍^、市）新老基建耦合協調產生的影響及耦合協調的空間溢出效應，本文從直接效應、間接效應和總效應3個維度進行分析，表6為地理空間權重矩陣下的分解結果。市場化程度的間接效應為負，且通過了1%顯著性水平檢驗，說明本地市場化水平的提升不利于相鄰地區新老基建融合發展，一個地區較高的市場化水平會產生 “虹吸”效應，會吸引有限的資金來源、先進技術和人才，從而不利于臨近地區的新老基建的耦合協調發展；產業結構合理化的間接效應在5%水平上顯著為正，一省（區、市）產業結構優化升級會產生空間擴散和示范作用，當地資本及先進的技術和管理經驗會向相鄰地區溢出，進而對周邊?。▍^、市）產生輻射帶動效應。當年實際利用外商直接投資額的間接效應在1%水平上顯著為正，說明本地外商直接投資額加大可以顯著促進臨近地區的新老基建的融合發展，外在驅動力的作用可以有效拉動內需從而顯著促進本省（區、市）經濟發展和結構優化。

表6 地理距離矩陣下空間權重矩陣下分解結果

4 結 論

新老基建實現良好融合發展可以有效補齊傳統基礎設施的 “短板”，同時更好地發揮新基建的經濟拉動效應。本文通過對新老基建耦合協調時空聯系特征分析及驅動力因素探究，主要結論可以總結如下：

（1）2011～2019年我國新老基建兩個子系統的平均耦合協調度呈現穩步上升的趨勢，耦合態勢良好；全國各?。▍^、市）新老基建耦合協調度的區域差異也呈現波動增大的趨勢，其中東部地區的區域內差異是造成整體差異的主要原因，中部地區差異相對較小，但波動幅度較大，西部地區差異介于二者之間，且呈現顯著的下降趨勢。

（2）在地理距離空間權重矩陣下，全國各?。▍^、市）新舊基建耦合協調的莫蘭指數全部通過95%的顯著性檢驗。我國新老基建耦合協調空間熱點區全部分布在福建、浙江、江蘇等東部沿海?。▍^、市），占比高達90%以上；而冷點區的數量呈現先降低后上升的 “V型”變化，分布在新疆、西藏、青海及寧夏一些西部相對落后地區，占比達66.7%。大部分省域之間的新老基建耦合發展聯系程度不高，因此提升中國整體新舊基礎設施建設的耦合協調水平的關鍵在于加強江蘇、浙江等高值集聚區與其他?。▍^、市）之間的聯系強度，完善基礎設施布局。

（3）利用空間杜賓模型考察經濟發展水平、公共財政支出水平、R＆D投入水平、市場化程度及產業結構、城市化水平及實際利用外商直接投資額對新舊基建耦合協調度的直接效應和空間溢出效應，研究表明在地理距離空間權重矩陣下本地的產業結構合理化及實際利用外商直接投資額會有顯著的正向的空間溢出效應，而市場化水平會對臨近地區的新老基建的耦合協調產生不利影響。

5 政策建議

隨著中國經濟增速放緩，以 “鐵公基”為代表的傳統基礎設施在特定時期發揮出了巨大成效，但在經濟轉型過程中其乘數效應已日趨遞減，同時還帶來了一定的政府公共風險，需要處理好新老基建之間協調共生的關系、“建”與 “用”的關系、政府與市場的關系、創新與治理監管的關系、上下級政府及相鄰地區政府間的關系，賦能經濟高質量發展。

（1）加強協調與合作，實現傳統基礎設施轉型升級，處理好新舊基建協調共生關系。合理利用新基建對傳統基礎設施進行數字化、信息化、網絡化與智能化改造，暢通傳統基建對經濟增長的作用機制，緩解傳統基礎設施拉動經濟增長乏力的問題。要實現傳統基礎設施智能化、信息化改革；同時要將新基建要素高效應用到傳統基礎設施上，如通過人工智能和大數據技術高效定制傳統基礎設施運行、維護與監管方案，處理好作為 “數字化大腦”的新基建與作為 “物理化載體平臺”的傳統基建的共生關系。

（2）完善投融資及相應的新制度供給，處理好基礎設施 “建”與 “用”的關系。傳統基建的規劃、建設、運營都以政府為主導，權利的集中及政府不合理的投融資結構導致公共風險不斷加大，因此創新投融資模式顯得尤為重要。需采取包括稅收優惠、投融資優惠等一籃子政策鼓勵各市場主體廣泛參與新基建，處理好政府、企業和個人之間的利益關系，讓市場充分發揮在資源配置中的決定性作用，政府則發揮補充和配合性作用，將 “建易管難”的潛在風險降到最低。

（3）優化新老基建治理合作機制，處理好上下級及不同地區政府之間的關系。新老基建耦合協調存在顯著的空間互動效應，因此政府在進行公共資源配置決策時應充分考慮相鄰?。▍^、市）之間的基礎設施建設的空間溢出效應，不斷增強不同層級和區域政府的協同建設治理能力，持續優化新老基建的空間布局結構。具體來講，不斷提升資金、技術、管理經驗的跨區域流通效率，更好地發揮新舊基建融合發展較好?。▍^、市）的輻射示范帶動作用，加強基礎設施投資的空間交流合作與互聯共享。

受數據資料獲取限制，評價指標體系有待于進一步完善和優化。9年的研究時段相對較短，無法對新老基建耦合協調發展驅動機制做出更深層次的解析。隨著對新基建內涵理解的不斷加深及數據的可獲得性不斷增強，新老基建評價指標體系將不斷完善，以更加準確地定量分析新基建的發展水平，為更深層次的實證分析奠定基礎。