高鐵開通對城市綠色發展的影響機制

郭金忠, 遲喬木, 李墨馨, 馬 歡

(新疆財經大學 信息管理學院, 烏魯木齊 830012)

0 引 言

如今,我國的經濟發展模式正由高速發展向高質量發展轉變,實現綠色發展這一目標成為經濟高質量發展的必然要求[1],而交通基礎設施升級在此過程中發揮著重要作用[2]。作為一種新興的交通基礎設施,高鐵自開通運營以來,經過多年的發展建設,截至2021年底,運營里程突破4萬km,占世界的2/3,位居世界第一[3],我國也正式迎來了“高鐵時代”。高鐵作為一種高效率、低污染的現代交通方式,不僅促進了城市間的地理通達性,推動了城市間的產業結構逐步向合理化與高級化轉變,還節約了各城市的能源消耗量,從而提高了當地的空氣質量,順應了當今綠色發展的時代要求[4]。

在我國高鐵建設穩步發展的背景下,國內外學者認為高速鐵路的影響體現在了經濟增長、環境保護、區域創新、產業結構、人口規模、公司治理、溢出效應等多個方面。高波和王紫綺[5]認為高鐵開通主要通過改善勞動力的空間配置效率以及降低勞動力的流動成本來提升城市經濟的增長質量,且這種影響是持續的。對于高鐵開通的環境效應,Dalkic等[6]通過研究土耳其高鐵發現,高鐵使用的化石能源較少,從而促使碳排放量下降。Luo等[7]認為城市道路密度日益提升,高鐵的出現提高了運輸效率,緩解了城市道路的交通壓力且可以促進節能減排。李濤和劉國燕[8]指出,在高鐵開通后,研發要素流動對綠色創新效率的促進作用顯著增強,且研發人員流動的直接效應更加明顯。李靜等[9]認為高鐵開通可能會導致中小城市的人口外流,從而加劇其人口空心化程度。

對高鐵開通的影響效應的研究如火如荼,但大多數研究僅局限于某個經濟圈或城市群的樣本范圍,或者僅局限于某個單一方面的影響效應,而同時考慮經濟發展與環境保護,將全國的地級及以上城市作為研究樣本來考察高鐵開通對綠色發展內在作用機制的相關研究較少。故本文將高鐵的經濟效應與環境效應結合起來,使用中介效應和調節效應等研究路徑,著重分析其內在的影響機制。研究發現:高鐵開通能夠通過促進產業高級化來提升我國城市的綠色發展水平;綠色創新同樣可以提升綠色發展水平,在中小城市及地級市中與高鐵的影響效應爭相發揮作用,從而拓寬了原有的研究視角,為不同城市的影響機制提供了微觀證據,并對不同類型的城市未來發展提出更加具有針對性的建議。

1 理論分析與研究假設

隨著當今社會經濟增長與環境保護矛盾的日益突出,如何將二者有機結合起來,實現綠色發展已經成為當前的熱點話題,本文分別從產業高級化的中介效應、綠色創新的調節效應等路徑來探究高鐵開通對綠色發展的內在作用機制。

綠色發展以經濟、社會與環境的可持續發展為目標,堅持人與自然和諧共生[10],即要將發展經濟與保護環境并重。現有研究的共識是高鐵的開通促進了人才、物資、信息等要素的跨區域流通速度,降低了各個城市間的溝通成本,刺激了經濟的增長。牛斐和吳曉峰[11]指出,高鐵的開通極大地促進了地區間的要素流動,有盤活市場的作用。而對于環境效應,一方面,高鐵列車是一種綠色環保的交通運輸工具,其自身的低能耗性會為城市帶來節能減排效應;另一方面,高鐵替代了傳統的運輸方式,它的效率化特性壓縮了運營時間,緩解了公路運輸的交通擁堵,間接改善了環境治理。張永慶和張金月[12]指出長江經濟帶流域的環境污染程度在高鐵開通后顯著下降。因此,本文提出第1個假設:

H1 高鐵開通能夠顯著促進城市的綠色發展水平。

高鐵開通會提升我國城市化水平,以工業為主導的企業如果選擇在人口聚集的區域從事標準化生產,就要支付較高的地租與工資,這會造成集聚效益下降,引發第二產業區位轉移至成本更低的郊外,進而助力環境友好型產業在市轄區中集聚,從而可以改變城市的產業結構,通過產業高級化來提升當地的綠色發展水平。霍鵬和魏劍鋒[13]指出,高鐵促進了城市間知識密集型服務業的集聚,推動了其在一定區域內的均衡布局。劉勇政和李巖[14]認為,高鐵開通對周邊城市帶來了正向的溢出效應,優化了城區內的產業結構,推動了第三產業快速發展。因此,本文提出第2個假設:

H2 高鐵開通可以通過促進城市產業高級化,進而提升城市綠色發展水平。

曲峰庚[15]結合近些年對綠色發展理論與應用的研究成果,將綠色創新劃分為綠色產品創新與綠色技術創新等。我國幅員遼闊,受經濟基礎、歷史文化和行政體制等因素影響,有些地區政府對生態保護極為重視,對綠色節能產品與綠色創新技術需求較大,并鼓勵當地企業通過生產新產品、使用新技術來帶動綠色發展水平,其與高鐵開通帶來的影響會爭相發揮作用;而相反,有些地區的經濟發展模式以粗放型經濟為主,綠色創新在當地的效果有限,并不一定會受到高鐵開通的積極影響。因此,各地區的交通網絡化程度不同,綠色創新發揮的調節效果也有差異。因此,本文提出第3個假設:

H3 綠色創新可以提升綠色發展水平,在部分地區對高鐵開通的影響效應產生負向的調節效果。

2 研究設計

2.1 數據來源

本文選取2008—2019年我國285個地級及以上城市的面板數據作為研究樣本(為保證面板數據的完整性,暫不考慮研究年份間新增的地級市)。各地級及以上城市的數據主要來源于《中國統計年鑒》《中國城市統計年鑒》以及各城市的統計年報等,高鐵數據來源于中鐵集裝箱公司網站以及地方鐵路局網站等。

2.2 回歸模型

大多數學者在公共政策研究中青睞雙重差分法,本文借鑒吉赟和楊青[16]所使用的雙重差分模型,以各城市的綠色發展水平作為被解釋變量,以高鐵開通作為解釋變量,建立雙向面板固定效應模型(1)～(5):

其中:GD為被解釋變量green dovelopment,即城市綠色發展水平;HSR為核心解釋變量,即高鐵開通high-speed.rail;IU表示中介變量industrial upgroding,即產業高級化;GI表示調節變量green innovation,即綠色創新;Control表示控制變量;i和t分別代表城市與年份;λ和η分別表示城市與年份的固定效應;ε代表擾動項。模型(1)為基準回歸模型,模型(2)和(3)為中介效應及其檢驗模型,模型(4)和(5)為調節效應及其檢驗模型。

2.3 變量說明

2.3.1 被解釋變量

表1 綠色發展水平指標體系Table 1 Green development level indicator system

本文的被解釋變量為GD,參考汪克亮等[17]的做法,使用DEA方法來測算綠色發展水平,其中投入與產出的指標體系見表1。借鑒劉長青等[18]的研究,對資本存量使用“永續盤存法”來估算,將資本折舊率設定為10.96%,并以2007年為不變價對數據進行平減。

2.3.2 核心解釋變量

本文的核心解釋變量是HSR,主要考察一個城市是否開通高鐵的狀態,采用虛擬變量來衡量。若某城市為“已開通”,則該城市在開通當年及之后各年均取值為1,否則為0。若某城市為“未開通”,則均為0。

2.3.3 中介變量與調節變量

對于中介變量,本文參考萬相昱等[19]的做法,將各城市的第三產業與第二產業增加值之比來表征IU。根據數據的可得性,對于調節變量GI,采用各地級及以上城市的綠色發明專利申請數與綠色實用專利申請數這2個指標之和并取對數來衡量。

2.3.4 控制變量

對于各控制變量,本文參照Zhang等[20]和冉啟英等[21]的研究,引入如下控制變量:1)政府干預(government regulation,GR)。本文以各地政府財政支出來衡量。2)人口密度(population density,PD)。考慮到我國不同城市的行政區域面積與人口數量差異較大,采用人口密度指標,即以該城市行政區域內每單位面積的人口數來表示。3)金融發展水平(finance development level,FDL)。本文采用年末金融機構貸款余額來衡量。4)互聯網普及程度(internet penetration,IP)。本文以互聯網用戶的接入數來衡量。5)對外開放度(opening degree,OD)。本文以外商直接投資額來衡量。6)居民消費水平(household consumption level,HCL)。本文以社會消費品零售總額來表征。為控制異方差帶來的影響,以上所有指標均取對數處理,描述性統計見表2。

表2 描述性統計Table 2 Descriptive statistics

3 實證分析

3.1 基準回歸與機制檢驗

3.1.1 基準回歸

高鐵開通對綠色發展水平的影響效應及其內在的作用機制回歸結果見表3。

表3 基準回歸與機制檢驗Table 3 Baseline regression and mechanism testing

表3中第2列為基準回歸結果,β1的估計系數在1%的水平下顯著為正,說明高鐵開通可以正向促進城市的綠色發展水平, 由此也驗證了H1成立;對于各控制變量, GR的估計系數并不顯著, 說明地方政府對經濟的干預與環境規制的強度在減弱, 這也充分體現了市場在資源配置中的決定性作用,政府要充分發揮宏觀調控作用; PD的估計系數正向且顯著, 表明人口的集聚效應為城市注入了新鮮血液, 給城市綠色發展帶來了活力; FDL的估計系數顯著為正, 這是由于各地的金融部門把環境保護作為基本政策, 其在當地的綠色發展中發揮了重要作用;IP的估計系數顯著為正,說明經濟發展與環境治理離不開網絡的發展, 網絡越密集的地方,發展水平越高; OD的系數并不顯著, 說明對于外商直接投資引進的新產品與新技術還沒有很好地引導企業進行綠色生產, 需要進一步加強; HCL的估計系數并不顯著,由于我國居民的消費能力在近些年才剛剛起步, 短期內的影響效應有限, 日后要積極引導居民綠色消費。

3.1.2 機制檢驗

上述基準回歸結果表明,高鐵開通能夠正向促進城市的綠色發展水平。如以上理論分析所述,高鐵開通能夠加快各要素跨區域的流通速度,促進城市間的綠色產業集聚,產生高新知識與技術的溢出,使各個城市的主導產業從農業化、工業化向服務業化轉變,所以高鐵會通過促進當地產業高級化來提升城市的綠色發展水平。為檢驗產業高級化這個中介效應是否存在,參考陳偉等[22]的研究,采用逐步回歸法,利用全樣本,分別對模型(2)和(3)進行回歸,結果見表3的第3與4列。觀察γ1和α2的顯著性,二者均顯著為正,且β1大于α1,表明中介效應顯著,驗證了H2成立,高鐵開通顯著促進了城市產業高級化,進而影響了城市綠色發展水平。

通過對模型(4)和(5)的回歸,結果見表3的第5與6列。δ1顯著為正,說明綠色創新的產出對綠色發展水平也有顯著的促進作用,而HST與GI的交乘項,即θ3顯著為負,表明城市綠色創新負向調節高鐵開通對綠色發展水平的影響。這是由于一個城市的綠色發展水平會受多種因素的影響,交通基礎設施升級的影響效應只是其中一個方面,綠色創新直接表現為新產品以及新技術,新產品主要表現為環境友好型產品,可以倡導當地居民綠色消費,新技術主要應用于企業自身的經營生產,新技術的進步可以促使企業綠色生產,并提升企業的生產效率,增加其單位時間的產出,這顯然有助于提升城市的綠色發展水平。

3.2 穩健性檢驗

3.2.1 平行趨勢檢驗

由于多期雙重差分模型需要滿足平行趨勢檢驗,故本文借鑒姚震宇等[23]的研究,構造一組刻畫高鐵開通年份的虛擬變量,并對模型(6)進行了平行趨勢檢驗。模型(6)如下所示:

(6)

式中:θ表示開通高鐵城市當期產生的影響;θ-τ表示高鐵開通前τ期產生的影響;θ+τ表示高鐵開通后τ期產生的影響。因此,當年份為高鐵開通的當期時,Di.t=1,否則Di.t=0。

如圖1所示,t表示城市高鐵開通當期的虛擬變量,t-3～t為開通高鐵前的虛擬變量。其中,t-1表示開通前一年記為1,其余為0;t-2同理,以此類推;t+1～t+6則為開通后的虛擬變量。通過圖1分析,該多期雙重差分模型通過了平行趨勢檢驗。

圖1 平行趨勢檢驗Fig.1 Parallel trend test

3.2.2 其他穩健性檢驗

本文通過上面幾個方程來進行穩健性檢驗:1)采用Tobit模型回歸。參照趙領娣和王小飛[24]的做法,觀察核心解釋變量的顯著性,結果見表4第2列。HSR的估計系數顯著為正,可以初步判定上述結論是穩健可靠的。2)滯后效應。由于高鐵的影響效應可能會存在一定的滯后性,故本文將GD與HSR各滯后一期并代入方程回歸,結果見表4第3列。3)采用混合OLS與隨機效應模型回歸,結果見表4的第4與5列。核心解釋變量,即HSR均顯著為正,故本文結論具有穩健性。

表4 穩健性檢驗Table 4 Robustness tests

3.3 異質性分析

為了考察高鐵開通對城市綠色發展水平的影響,本文使用雙重差分模型得到初步結論。然而考慮到城市綠色發展水平受多種因素影響,我國不同城市在經濟基礎、發展規模以及區域影響力等方面差異較大,本文將研究樣本按人口規模與行政等級來進行分組,以綠色創新為調節變量,進一步分析高鐵開通對沿線各城市綠色發展水平的影響機制。

3.3.1 按人口規模劃分

通過文獻梳理發現,高鐵開通的影響效應會受到城市規模的影響而存在異質性,故本文依據不同城市的市轄區人口數量,以1 000萬、500萬、100萬為界,將樣本分為超大城市、特大城市、大城市與中小城市4個組來進行回歸,結果見表5第2列至第5列所示。研究發現,HSR在城區人口在500萬以下的大城市與中小城市組的系數分別為1.053和1.879,且正向顯著,這表明高鐵開通對綠色發展水平的促進作用主要體現在大城市與中小城市,而對超大城市與特大城市的影響不明顯。這是由于人口規模超過500萬的城市本身人口較為集中,而高鐵開通又將導致更多人口集中于此,造成當地的要素價格上升,流通速度下降,高鐵的影響效應反而被擠壓;而中小城市在當地開通高鐵后,有著便利的交通條件來承接大城市的產業轉移,推動了當地的產業結構轉型與升級,依靠“后發優勢”提升了綠色發展水平。

表5 按人口規模劃分Table 5 Sample division by population size

綠色創新對于超大城市與中小城市的綠色發展水平呈現顯著正向影響,而在特大城市中表現出抑制作用,這是由于超大城市聚集了我國大部分的創新高地,具有優越的創新環境,高鐵開通會進一步吸引優質的創新資源聚集,當地市場化程度高,有利于企業將綠色創新的技術與成果擴散到下游行業,對綠色發展起到了正向促進的作用;而中小城市自身科研基礎薄弱,高鐵開通使其能夠吸收大城市的先進技術,綠色發展水平在短期內獲得明顯提升。在大城市中,人口規模處于中間水平,綠色創新的變現能力一般,所以影響力還不夠;而特大城市是在向超大城市看齊的發展階段,其綠色發展水平的影響因素極為復雜,綠色創新如果沒有抓住提升發展水平的關鍵增長點,就會起到阻礙的作用;綠色創新在中小城市會起到負向調節的作用,說明中小城市發展潛力巨大,努力提升其影響因素的任一方面,都會對綠色發展水平起到明顯的促進作用。

3.3.2 按城市等級劃分

城市行政等級的差異往往會帶來地方自主權、市場要素占有以及企業規模等方面的差異,本文依據城市等級將我國285個城市劃分為直轄市、副省級市以及地級市3個組。回歸結果見表6第2列至第4列,其中,地級市HSR的估計系數顯著為正,這是由于高鐵的開通為地級市帶來了更多的要素資源,為其營造了良好的發展環境,而直轄市與副省級市的交通條件相對來說較為穩定,所以高鐵開通帶來的影響效應不明顯。GI在地級市樣本中對綠色發展水平起到了正向促進作用,而在直轄市與副省級市的樣本中并不顯著,這是由于近年來,綠色創新資源在城市間加速流通,改善了大部分地級市原有的創新環境,為綠色發展水平帶來了不容小覷的影響;對于行政級別較高的城市來說,其經濟與技術發展水平走在我國前沿,綠色創新易遭遇瓶頸,自身產生突破性提升的難度遠遠大于普通地級市;由于HSR# GI系數為負向顯著,可以判斷綠色創新會緩解高鐵的影響效應,這是由于在地級市中,高鐵開通與綠色創新均為當地綠色發展水平的影響因素,而在行政等級高的城市中,政府的命令性規范較強,使其創新驅動發展的作用衰減,所以調節效應并不明顯。對于直轄市與副省級市來說,想要進一步提升其綠色發展水平是一個漫長的過程,僅依靠交通基礎設施的升級或者加大綠色創新的投入還遠遠不夠。

表6 按城市等級劃分Table 6 Sample division by city hierarchy

綜上所述,高鐵開通與綠色創新對城市綠色發展水平的影響存在地域異質性,高鐵開通帶來的積極影響主要體現在大城市、中小城市與普通地級市,在中小城市與地級市中,由于有綠色創新對城市綠色發展水平的促進,高鐵開通對城市綠色發展的積極影響被遮掩,因此驗證了H3成立。

4 結論與建議

4.1 結 論

本文以城市的高鐵開通為背景,選取2008—2019年中國285個地級及以上城市的面板數據為研究樣本,首先通過DEA方法測算城市的綠色發展水平,進而評估了高鐵開通對城市綠色發展水平的影響及其內在的作用機制,并進行了穩健性檢驗,最后通過異質性分析,將285個城市按照人口規模與城市等級來進行分組回歸。研究發現:從全樣本來看,高鐵開通對城市綠色發展具有正向促進作用,這意味著開通高鐵的城市綠色發展水平明顯高于未開通高鐵的城市,且這一結論經過穩健性檢驗仍然成立;城市開通高鐵可以通過促進當地的產業高級化來提升城市綠色發展水平;綠色創新可以顯著提升城市綠色發展水平且存在異質性,在中小城市與地級市中,綠色創新對高鐵開通的影響效應起到了“替代”作用。

4.2 建 議

由于高鐵的福利涉及到多個方面,本文給出如下建議:1)我國應繼續推進高鐵建設,構建全國一體化高鐵網絡,尤其要加強人口聚集地區的高鐵網絡密集度,進一步發揮高鐵對城市綠色發展水平的促進作用;2)由于當前各地市轄區的環境污染較為嚴重,政府應該積極引導重污染型制造業向人口較為分散的郊區遷移,降低其規模效益,并積極引進環境友好型產業在市中心集聚;3)考慮到高鐵開通與綠色創新的影響效應主要集中在中小城市以及地級市,為縮小地區間的發展差距,我國應從整體出發,優化高鐵網絡布局,以中心城市為節點,發揮其輻射效應,加大對外圍城市的投資力度,鼓勵當地政府積極引導高鐵建設;4)由于高鐵開通后呈網絡狀運行,對于區域中心城市,應積極帶動其周邊城市形成一定規模的區域城市群或經濟圈,提高小區域范圍內高鐵網絡的密集度,合理規劃該區域內的產業結構,大力發展環境友好型產業;而對于外圍城市,要激發其綠色創新的活力,提高當地政府對人才引進的福利待遇,對高校與科研院所的創新補貼要稍加傾斜。在高鐵網絡的帶動下,我國未來應該把提高各個城市群或經濟圈的競爭力作為重要發展方向,共同促進綠色發展。

致謝感謝新疆財經大學科研基金項目(2019XYB006)的支持。