劉清春 王廣梅

(山東財經(jīng)大學區(qū)域經(jīng)濟研究院，山東 濟南 250014)

一、引言

交通運輸快速發(fā)展促進了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的同時也帶來了一定的外溢效應。所謂外溢效應也稱之為外部性，指的是一些產(chǎn)品的生產(chǎn)和消費會給不直接參與這種活動的個人或企業(yè)帶來有害或者有益的影響。其中，當這種影響有益而受益者又沒有支付相應的費用時，這種影響就稱為正外部性[1]。

國內(nèi)外關(guān)于交通設施對經(jīng)濟增長的溢出效應的實證研究很多，主要集中在對溢出作用的估算方面，在實證研究中，經(jīng)濟學家多采用兩種截然不同的方法來估計基礎設施的溢出影響，空間生產(chǎn)函數(shù)法和產(chǎn)出彈性比較法[2]。Alvarez，Arias，Orea[3]認為產(chǎn)出彈性比較法得出的結(jié)論并不可靠，只是一種“虛假檢驗”，不能保證其結(jié)論的有效性，但空間生產(chǎn)函數(shù)由于考慮了經(jīng)濟體的空間相互作用，在實證研究中得到了廣泛應用[4]-[8]。此外，國內(nèi)外研究中對交通設施存量指標的測算，多從投入角度入手，鮮有從網(wǎng)絡屬性的角度考慮，而正是交通設施的網(wǎng)絡屬性才導致空間溢出效應的產(chǎn)生。因此，對交通設施存量指標的測算，本文用交通網(wǎng)絡密度[7]代表交通設施存在，并基于空間生產(chǎn)函數(shù)估算交通設施溢出性。

濟南市作為省會城市和區(qū)域中心城市，具有城市集聚規(guī)模大、綜合實力強、區(qū)位條件好等比較優(yōu)勢，但內(nèi)部各縣域間、城鄉(xiāng)間經(jīng)濟發(fā)展還很不平衡，存在較大的差距。如何利用交通設施的溢出作用推動濟南市經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，發(fā)揮交通設施對區(qū)域經(jīng)濟增長的正向溢出作用，也成為濟南市創(chuàng)新發(fā)展進程中面臨的亟待解決的重要問題。

二、濟南市公路交通網(wǎng)絡的發(fā)展現(xiàn)狀

濟南市為山東省的省會城市，是山東省重要的政治、文化中心，也是山東省經(jīng)濟發(fā)達、人口稠密的地區(qū)之一。隨著城鄉(xiāng)一體化的進程加快，人員與物資交流日益頻繁。由圖1可以看出，目前，濟南市同周邊縣市形成了由公路、鐵路構(gòu)成的綜合交通運輸網(wǎng)，其中公路是主要交通方式，約有90%的旅客通過公路運送。截至2010年底，濟南市公路通車里程達到11611 km，按技術(shù)等級劃分，高級、次高級公路里程達到11191km， 有高速公路347 km，占比3%。初步建成了以濟南為中心，以國道(G2，G20，G320，G319)、省道(S104)、城際主干道為骨架，以縣鄉(xiāng)公路為依托的公路交通網(wǎng)絡，路網(wǎng)密度快速增加，技術(shù)狀況逐步改善，通行能力顯著提高，“一小時”經(jīng)濟圈交通網(wǎng)絡也基本構(gòu)筑起來。

(一)交通網(wǎng)絡逐漸密集，高速公路所占比重顯著提高

隨著濟南市連同各縣區(qū)高速公路、省道、國道等的鋪設，濟南市交通網(wǎng)絡密度顯著提高，其中每平方公里公路里程由1995年的3237km提高到2000年的4362km，到 2005年達到4799km，2010年為11611km。在公路基礎設施中，高速公路、省道等高級公路所占比重大幅提升，如高速公路里程由1995年的51km 提高到 2010年的343km，成為濟南市連通各縣市的重要通道，大大縮短了區(qū)域之間的時間距離，成為促進區(qū)域一體化的重要動力。

圖1 2010年濟南市交通網(wǎng)絡分布圖

(二)公路網(wǎng)絡運輸能力大幅提高

隨著交通網(wǎng)絡便利性的改善，濟南市交通網(wǎng)絡運輸能力有了顯著的提高，2010年，濟南市客運、貨運量分別達到了22946萬噸、16465萬人。近30年以來，貨運量增長了5.78倍，客運量增長了9.11倍。在各種運輸工具中，公路運輸能力在1990年就超越鐵路，成為濟南市客貨運輸?shù)闹饕煌üぞ摺?/p>

(三)交通網(wǎng)絡連通性、可達性顯著提高

表1 1978-2010年濟南市客貨運量數(shù)據(jù)表

交通網(wǎng)絡便利性主要體現(xiàn)在網(wǎng)絡的連通性、可達性，用時間距離法來表示網(wǎng)絡的可達性，公式如下：

(1)

式(1)中，Ai表示區(qū)域內(nèi)節(jié)點i的可達性，Dij為頂點i到頂點j的所花費的時間，通常選取兩節(jié)點間一般交通方式的耗費時間；n為評價系統(tǒng)內(nèi)除i地以外的節(jié)點總數(shù)。Ai越小，節(jié)點i可達性越強。

交通網(wǎng)絡連通性可以表示網(wǎng)絡的發(fā)達程度，有多種表示方法，其中通常用貝塔指數(shù)來計算與比較，即網(wǎng)絡邊的數(shù)量與頂點數(shù)量之比，計算公式如下：

(2)

其中，β為網(wǎng)絡連通度，E為邊的數(shù)量，V為頂點數(shù)量。

通過公式(1)、(2)，結(jié)合圖1，分別計算濟南市各縣區(qū)交通網(wǎng)絡的可達性、連通性等指標，結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)近年來隨著高速公路、省道、國道等基礎設施的建設，濟南市交通網(wǎng)絡便利性有了顯著提高，其中網(wǎng)絡的聯(lián)通性1995年的1.2 變?yōu)?000年的1.45，2010年為2.1，區(qū)域交通網(wǎng)絡逐漸趨于發(fā)達。(2)濟南市整體可達性及各縣的可達性均有大幅度的提高。濟南市整體可達性由1995年的8h，減少為2006年的6.5h，2010年的5h，除市區(qū)外，各縣市中以章丘市的可達性最好，濟陽縣次之，商河縣最差。章丘市由1995年的8.1h，減少至2010年的5.3h，減少2.8h，1996-2010年各縣可達性減少率的平均值35.76%。(3)計算2010年濟南市的交通網(wǎng)絡維度(單位面積上的公路里程)，得出濟南市平均為1.41km/km2，四縣市中以商河縣最高，為1.85 km/km2，濟陽縣、平陰縣、章丘市及市區(qū)分別為1.69、1.40、1.19、1.3 km/km2，分別較2002年提高了1.6，2.16，2.1，1.44，2.28，1.55倍。

三、濟南市公路交通網(wǎng)絡對經(jīng)濟增長溢出效應的實證分析

(一)交通網(wǎng)絡的經(jīng)濟增長溢出作用模型

本文的理論模型在Anselin[9]的模型基礎之上經(jīng)過簡單的修改之后獲得，其目的就是通過空間經(jīng)濟方法將交通運輸?shù)耐獠啃钥坍嫵鰜?。同大多?shù)當前的文獻一樣，假定每個縣市遵循如下對數(shù)線性形式的生產(chǎn)函數(shù):

yi=α0+α1li+α3ki+α3ti+μi

(3)

這里的yi表示縣市的總產(chǎn)值，用國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)來代表，li、ki分別代表各縣勞動力和資本的投入，μi是隨機干擾項。ti是各縣市的交通網(wǎng)絡便捷性。αi為自變量的系數(shù)，為估算交通網(wǎng)絡的“溢出效應”，充分考慮到縣市間的空間相互作用，則方程變?yōu)椋?/p>

yi=α0+α1li+α3ki+α3P(δ)ti+μi

(4)

P(δ)=(1-δW)-1

(5)

其中，W為n×n階空間權(quán)重矩陣,W中的元素wij定義了空間鄰接關(guān)系,如果地理單元i與j鄰接,wij取1,反之則取0。從行政區(qū)劃上看,很多城市之間沒有共同邊界,并不直接相鄰。將式(5)代入式(4)中，最終方程變形為：

Inyi=δWIny+β01+β1Inl+β2Inki+β3Inti+ε,其中ε=λW+μ

(6)

當δ≠0而λ=0時，公式是空間自回歸模型(簡稱SAR)，而當δ=0而λ≠0時，公式是空間誤差滯后模型(簡稱SEA)。兩個公式分別為：

1.空間滯后模型

在空間自回歸模型中,變量的空間相關(guān)關(guān)系由因變量的空間滯后項來反映,用于考察GDP分布的空間自回歸模型為:

Inyi=δWIny+β01+β1Inl+β2Inki+β3Inti+ε(i=1,2,…,5)

(7)

式(7)中, W*y為空間滯后因變量。δ為空間自回歸系數(shù)，其估計值反映了空間相關(guān)性的方向和大小。

2.空間誤差模型

當空間相關(guān)通過被模型解釋變量忽略了的變量傳遞時,可以假設空間相關(guān)通過誤差過程產(chǎn)生。檢驗GDP分布的空間誤差回歸模型如下:

Inyi=β01+β1Inl+β2Inki+β3Inti+λWμ+ε, (i=1,2,…,5)

(8)

式(8)中,λ為空間誤差自相關(guān)系數(shù),表示回歸殘差之間空間相關(guān)的強度,W*μ為空間滯后誤差項。

由于空間效應的存在,對于上述兩種模型如果仍然采用普通最小二乘法(OLS)進行估計,會導致系數(shù)估計值有偏或者無效。

(二)數(shù)據(jù)來源

被解釋變量是濟南市各縣市的實際GDP(Y)，解釋變量包括資本存量(K)、勞動力(L)和交通網(wǎng)絡密度 (T)。其中GDP和資本存量是以1978年價格指數(shù)為基準衡量得到。分縣的實際GDP、資本存量、勞動力和公路里程數(shù)均來源于歷年《濟南市統(tǒng)計年鑒》，公路交通網(wǎng)絡密度反映了公路交通網(wǎng)絡的便捷性程度，主要通過單位面積上的公路總里程來反映。

(三)結(jié)果分析

1.公路交通網(wǎng)絡溢出作用的測度

對于空間滯后和空間誤差模型，由于空間效應的存在,對于上述兩種模型如果仍然采用普通最小二乘法(OLS)進行估計,會導致系數(shù)估計值有偏或者無效。根據(jù)Anselin[9]的建議,本文采用極大似然法估計SAR和SEM模型的參數(shù)。本文采用Geoda軟件估計SAR模型、SEM模型，具體結(jié)果參見表2。

公路交通網(wǎng)絡對濟南市縣域經(jīng)濟增長作用

表2 的空間回歸模型結(jié)果

由空間經(jīng)濟計量理論的假設前提可以知道，當滯后效應系數(shù)λ大于1時，模型不再穩(wěn)定，本文空間誤差滯后模型中λ為1.44不適合對交通網(wǎng)絡外溢的分析。由方程(1)發(fā)現(xiàn)，估計出的空間自回歸系數(shù)δ值小于1為0.16，為估計出衡量交通網(wǎng)絡外溢效應的估計值。根據(jù)胡鞍鋼，劉生龍的研究[10]，σ應為交通運輸?shù)闹苯赢a(chǎn)出彈性和空間作用系數(shù)之和，即α3p(δ)，通過泰勒公式展開就變成如下形式:

σ=α3+α3δ+α3δ2+α3δ3+…

(9)

可以估算出交通網(wǎng)絡外溢效應為:

這意味著從1995-2010年，公路交通網(wǎng)絡密度每增加1個百分點，由交通網(wǎng)絡正外部性所導致的經(jīng)濟增長為0.08個百分點，而由交通網(wǎng)絡密度直接導致的經(jīng)濟增長為0.43個百分點。根據(jù)我們所收集到的數(shù)據(jù)，1995-2010年濟南市交通網(wǎng)絡密度變化的年均增長率為4.24%。這就意味著由交通網(wǎng)絡密度所導致的經(jīng)濟增長率年均為2.142個百分點，而在這2.142個百分點中，其中有大約0.336個百分點是由于交通網(wǎng)絡的外部溢出效應所貢獻的。1995-2010年，濟南市的GDP年均實際增長率將近14.5%，相當于年均增長175億元，在這增加的175億元中，有3.76億元來自于交通網(wǎng)絡的貢獻，其中有120萬元來自于交通網(wǎng)絡的正外部性。由此可見，濟南市交通網(wǎng)絡的改善對區(qū)域經(jīng)濟增長產(chǎn)生了積極的貢獻，這些貢獻既來自于交通網(wǎng)絡密度提高的直接貢獻，也來自于正的外部溢出效應。

由表2可知，資本、勞動力對經(jīng)濟增長的影響系數(shù)分別為0.48、0.38，且達到5%顯著水平，這表明物質(zhì)資本每提高1%，將促使產(chǎn)出增長提高0.3個百分點。顯然，物質(zhì)資本投資是推動濟南市縣域經(jīng)濟增長的重要驅(qū)動力，說明了目前在濟南各市經(jīng)濟增長過程中，濟南市經(jīng)濟增長是資本驅(qū)動型增長，這與濟南市經(jīng)濟環(huán)境相符合的，經(jīng)濟增長依然處在一個投資拉動的時期。但交通基礎設施的影響系數(shù)要明顯高于勞動力，意味著基礎設施在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中的作用越來越突出。從回歸結(jié)果看(見表2)，交通變量也在1%顯著性水平上統(tǒng)計顯著，反映了交通基礎設施的發(fā)展對經(jīng)濟增長的積極影響，在其他條件不變的情況下，交通設施密度每增加1單位，產(chǎn)出增長就會提高0.43個百分點。

2.公路交通網(wǎng)絡正溢出收益分析

(1)公路交通對區(qū)域的經(jīng)濟增長具有強烈的促進作用。從前面的分析可知，兩市之間的通行能力越大，公路基礎設施的正溢出作用也越強。為實現(xiàn)濟南市經(jīng)濟的平衡增長，推動城鄉(xiāng)一體化的步伐，提升經(jīng)濟的輻射帶動能力，提高相鄰區(qū)域之間、特別是城鄉(xiāng)之間的通行能力是一個可行的方案。

(2)公路交通網(wǎng)絡的聚集可以帶來產(chǎn)業(yè)的空間聚集。通過區(qū)位熵分別計算1995-2010年的濟南市各縣市區(qū)交通網(wǎng)絡密度、工業(yè)產(chǎn)值的空間聚集程度，并計算二者的相關(guān)系數(shù)，發(fā)現(xiàn)二者關(guān)系緊密，相關(guān)系數(shù)基本都在0.9以上，2010年二者相關(guān)系數(shù)達到0.933，說明濟南市交通網(wǎng)絡對促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集效應顯著，主要在于交通基礎設施的改善有助于降低運輸成本，改變區(qū)域的可達性，從而影響企業(yè)和居民的運輸和出行，改變企業(yè)和家庭的區(qū)位選擇，并能對區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)生間接促進作用，這一點與張學良[11]的研究結(jié)論是一致的。

(3)公路交通網(wǎng)絡的完善促進了城鄉(xiāng)居民收入的提高。構(gòu)建公路交通網(wǎng)絡密度同城鎮(zhèn)居民可支配收入、農(nóng)民人均純收入的計量經(jīng)濟學模型，結(jié)果表明，公路交通網(wǎng)絡的改善，能帶來城鄉(xiāng)居民收入的提高，其中公路交通網(wǎng)絡對城鎮(zhèn)居民可支配收入的作用程度相對較大一些，并且2006-2010年的影響程度要高于1995-2005年的影響程度，影響系數(shù)為2.805。說明公路交通網(wǎng)絡在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中的作用越來越突出，交通網(wǎng)絡的發(fā)展既能夠直接促進經(jīng)濟增長，又能夠通過其正外部性間接地促進經(jīng)濟增長，因此發(fā)展公路交通網(wǎng)絡有助于減少貧困。這就證明了“要想富，先修路”從一定意義上來說是正確的，但在濟南市的城鎮(zhèn)和農(nóng)村地區(qū)交通便捷度系數(shù)顯示出一定差異，意味著公路交通網(wǎng)絡是在農(nóng)村地區(qū)還有較大的完善空間。

四、結(jié)論與政策建議

1.濟南市自1995以來的交通網(wǎng)絡發(fā)展迅速，“一小時”經(jīng)濟圈交通網(wǎng)絡也基本構(gòu)筑起來。實證分析表明，1995-2010年濟南市公路交通網(wǎng)絡密度對經(jīng)濟增長產(chǎn)生正向溢出作用，平均每增長一個百分點將會導致GDP增長0.43個百分點，而在這0.43個百分點中，交通網(wǎng)絡密度的直接貢獻為0.22個百分點，由于其外部性的存在而導致的經(jīng)濟增長為0.08個百分點。

2.濟南市公路交通網(wǎng)絡能有效促進經(jīng)濟增長。一定規(guī)模的城市如果擁有較為良好的基礎設施網(wǎng)絡，較為完善的生產(chǎn)、金融、信息與市場，城市便可成為技術(shù)創(chuàng)新擴散、人才薈萃以及產(chǎn)業(yè)高度聚集的天然場所。這種聚集經(jīng)濟很大程度上推動了收益遞增效應的實現(xiàn)，從而促進經(jīng)濟增長。特別對于處于快速發(fā)展的濟南市而言，隨著城市化進程的加快和規(guī)模的擴大，聚集經(jīng)濟更能促進生產(chǎn)效率的提高，加速經(jīng)濟增長。因此，為充分發(fā)揮市區(qū)中心城市的集聚功能，增強對縣域城鎮(zhèn)的帶動輻射作用，濟南市應加強交通建設與城市發(fā)展的耦合，提升交通一體化水平。對于未來發(fā)展的重點區(qū)域，要加快完善城鄉(xiāng)公路網(wǎng)絡，增加路網(wǎng)的深度和聯(lián)通水平，提升交通一體化水平，促進公路功能由單一型向綜合型發(fā)展。通過加快全市城鄉(xiāng)公路交通基礎設施建設，促進城鎮(zhèn)發(fā)展軸帶的加速形成與發(fā)展壯大，構(gòu)筑“點-軸-網(wǎng)絡”開放式空間發(fā)展格局。同時，以中心城市為依托，以窗口城鎮(zhèn)為橋梁，加強與省會城市群經(jīng)濟圈周邊城市的路網(wǎng)對接，促進省會經(jīng)濟的快速崛起。

3.濟南市公路交通網(wǎng)絡能有效促進工業(yè)聚集。因此，今后公路交通建設要積極契合產(chǎn)業(yè)空間組織體系演變趨勢，科學合理確定路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，加大對重要產(chǎn)業(yè)軸帶公路建設的扶持力度。如可在濟南與章丘建設輕軌，依托輕軌交通，擴大居民的出行半徑，拓展?jié)鲜袇^(qū)的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟輻射空間。重視交通與產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的復合研究，要在中微觀層面進行產(chǎn)業(yè)基礎與公路交通支撐條件分析、目標模式與主導產(chǎn)業(yè)選擇、重點園區(qū)建設與政策措施制定等研究，為相關(guān)決策提供科學依據(jù)。在制度建設方面。濟南市應盡快建立跨區(qū)域交通與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的協(xié)調(diào)機制，在公路網(wǎng)絡、產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)、基礎產(chǎn)業(yè)等規(guī)劃布局方面，加強區(qū)域聯(lián)動，促進優(yōu)勢互補，形成發(fā)展合力，避免無序開發(fā)、資源浪費和生態(tài)環(huán)境破壞。

4.濟南市公路交通網(wǎng)絡能有效促進城鄉(xiāng)居民收入的提高。值得注意的是，由于交通網(wǎng)絡的便捷性存在顯著差異，特別是城鄉(xiāng)之間，例如城鎮(zhèn)地區(qū)交通網(wǎng)絡對居民收入的作用程度要顯著高于農(nóng)村地區(qū)，因此要實現(xiàn)未來濟南市區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的目標，交通網(wǎng)絡的完善也要城鄉(xiāng)統(tǒng)籌，均衡發(fā)展。構(gòu)建城鄉(xiāng)交通三級網(wǎng)絡，形成統(tǒng)籌城鄉(xiāng)交通基本框架，在縣域范圍有效形成區(qū)域骨干網(wǎng)、城鄉(xiāng)干線網(wǎng)、城鄉(xiāng)集散網(wǎng)三級網(wǎng)絡。特別是區(qū)域骨干交通網(wǎng)絡，主要由跨縣域干線鐵路、公路、骨干航道及城市軌道組成，與周邊區(qū)域和全國運輸網(wǎng)絡充分銜接，承擔過境和出入縣域的快速、大容量客貨運輸，是縣域統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的對外交通大動脈，今后濟南市應繼續(xù)大力發(fā)展連接各縣市的BRT交通，規(guī)劃建設濟南市連通各縣市的軌道交通。

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