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1、第 卷第 期 年 月 经 济 学 季 刊 基础设施 空间溢出与制造业成本效应 张光南 洪国志 陈广汉 中山大学港澳珠三角研究中心 通信作者及地址 张光南 广州新港西路 号中山大学港澳珠江三 角洲研究中心 电话 本文作者感谢国家自然科学 基金 中国交通对 中国制造 的影响研究 国家自然科学基金 基础设施的生产率效应及其 最优投资决策研究 教育部人文社会科学研究一般项目 基础设施的区域增长效应与市场一 体化效应 中央高校基本科研业务费专项资金 教育部人文社会科学重点研究基地中山 大学港澳珠江三角洲研究中心基地自设项目 中山大学 工程 三期重点学科建设项目 粤港澳区域 合作研究 资助 感谢匿名审稿人
2、提出的宝贵意见 当然文责自负 国家发展改革委讯 万亿元投资的重点投向和资金测算 年 月 日 摘 要 基于可变成本函数与外部性因素分析框架 本文采用 中国各省工业企业面板数据 通过空间计量和似无关回归 实证分析中国基础设施空间溢出的成本效应及其行业溢出 研究发 现 基础设施空间溢出对制造业产生的成本效应大于本地基础设施 的成本效应 且东部成本弹性高于中西部 基础设施地区分布不平 衡导致其网络效应降低 存在产业竞争地区的基础设施空间溢出和 市场稠密溢出导致本地制造业边际成本提高和要素投入减少 此外 基础设施空间溢出的成本效应还取决于制造业的集聚程度 关键词 基础设施 溢出 成本 一 引 言 近年来
3、中国以加大基础设施投资作为扩大内需 促进就业和经济增长的 重要政策措施 如中央政府 万亿元投资的重点投向和资金测算 中 铁 路 公路 机场 水利等重大基础设施建设和城市电网改造占 共约 亿元 事实上 基础设施投资不仅能拉动内需影响宏观经济增长 也能在微观层面影响企业的生产成本及其要素投入结构 如发达的交通运 输网络能降低运输成本和生产折旧 基础设施网络结构的特点往往导致其 影响超过所属地区之外 忽略这种空间溢出效应将导致基础设施效应估计 存在偏差 虽然最近有文献尝试通过空间计量方法分析基础设施的空间溢出影响 然而如何深入研究基础设施空间溢出对本地制造业生产成本和要素投入的影 响 仍然存在较多问
4、题 且基于中国的经验研究较为缺乏 如采用生产函数 存在的内生性问题 忽略基础设施存在的跨区域空间溢出和 市场稠密效应 经济学 季 刊 第 卷 导致的结论偏差 未区分集聚程度差异对基础设施网络利用程度的影响 无 法评估基础设施的跨边界收益 这些都在一定程度上影响政府投资决策的评 估 因此 针对现有文献存在的问题 本文基于可变成本函数与外部性因素 分析框架 采用中国各省工业企业面板数据 通过空间计量和似无关回归 实证分析中国基础设施空间溢出的 成本效应及其行业溢出 这对于评估当前中国基础设施投资的跨边界战略收 益 调整中国基础设施投资的空间分布和地区协调 具有特别重要的现实 意义 本文其余部分安排
5、如下 第二部分文献回顾 对基础设施空间溢出文 献进行评述 针对其存在问题提出本文的改进方法 第三部分理论模型 建立可变成本函数与外部性因素分析框架 第四部分实证方法 包括空间 权重构建与空间相关检验方法 第五部分数据与变量说明 第六部分实证 分析基础设施空间溢出对成本和要素投入影响 以及产业集聚与基础设施 空间溢出的关系 并对基础设施效应估计 结 果 进 行国 际比 较 第 七部分 结论 二 文 献 回 顾 自 以来许多文献都将基础设施作为 外部性投入 来分析其对产出 增长和生产率的影响 但早期文献普遍忽略基础设施网 络结构产生的空间溢出效应 随着空间计量方法的 发展 研究发现采用空间相关方法
6、会降低基础设施产出效应估计的大小和 显著性 且地区层面研究结果小于国家层面研究 可见研究对象的地理范 围和计量方法对结果较为敏感 此外 遗漏空间溢出将导致基础设施效应 的估 计 偏 差 忽 略 集 聚 技 术 溢 出 需求和供给等 市场稠密效应 则会导致模型设 定错误 即使采用空间误差自相关模型也无法分辨溢出效应来源 因此须 分别度量基础设施的空间溢出和行业间的市场稠密溢出 虽然越来越多文献研究基础设施空间溢出的成本效应 但现有文献仍存 在以下问题 首先 文献往往忽略基础设施成本效应导致的利益分配问题 基础设施降低了交通通讯成本导致地区之间利益的重新分配 因此须分析基 础设施溢出成本收益的地区
7、分配效应 以权衡基础设施计划的效率与公平目 标 其次 相关研究无法评估基础设施的跨边界收益 如交通基础设施溢出效应对欧洲一体化进程非常关键 但传统方法无法评估 跨边界一体化效应等战略收益 而现有中国 基础设施问题研究则主要关注其增长和成本效应及其决定因素 较少考虑基 第 期张光南等 基础设施 空间溢出与制造业成本效应 础设施的空间溢出效应 马树才和孙长清 范前进等 娄洪 踪家峰和李静 王任飞和王进杰 张光南等 张 军等 值得注意的是 忽略基础设施空间溢出效应导致的效应估计偏 差也影响政府投资决策评估 导致政府基础设施投资政策失效 如 发现西班牙各地区将公路投资作为吸引外资的竞争工具 而非根据最
8、优社会收益决定 导致各地公路基础设施过度投资 因此 在当 前中国基础设施投资增加的情况下 研究其空间溢出对制造业生产成本和要 素投入的影响 显得尤为迫切和重要 针对现有文献存在的问题 本文尝试 在以下方面进行改进 第一 对于实证模型的采用 现有文献主要基于包含基础设施的生产函 数或成本函数方法分析其边际产品或边际成本效应 在生产函数中 一方面 基础设施影响厂商产出 另一方面厂商产出提高会增加政府税收收入 从而 反过来影响基础设施投资 因此存在内生性问题 而且生产函数假定劳动力 和私人资本等生产投入外生给定 实证估计基于产出扰动与投入量不相关的 假设 因此其对私人投入边际产出的估计令人难以置信
9、而在成本函数理论框架中 基础设施影响 厂商成本 但厂商成本并不会影响政府基础设施投资 避免了文献中一直批 评的生产函数存在的内生性偏差 因此本文 基于弹性可变成本函数解决生产函数的内生性问题 并根据空间相关检验等 空间计量方法逐步增加外部性因素以解决外部性问题 提高实证分析的严谨 性和稳健性 此外 考虑到空间权重构造方法的差异性 如 地理邻近 方 法基于 相邻地区的资本和技术溢出效应更显著 假设 而 竞争矩阵 方 法能区分基础设施可能存在的正负溢出效应 因此本文在 地理邻近 空间 权重分析的基础上 采用 竞争矩阵 方法进一步分析制造业结构相似度对 基础设施空间溢出效应的影响 第二 基础设施总成
10、本效应包括 本地基础设施 和 基础设施空间溢 出 成本效应之和 早期文献普遍忽略后者 导致前者的效应被高估 对此 采用两者的几何平均值方法引入 全局基础设施 变量 其中 和 分别衡量本地基 础设施和基础设施空间溢出对厂商生产成本的影响 这种设定方 法基于 本地基础设施与接近地区基础设施互补 的假设 通过几何平均值方法避 免了变量过多导致的多重共线性问题 但需用非线性方法估计参数 这往 往导致收敛为局部最优而无法达到全局最优 因此 为避免参数非线性估 计存在的局部最优化问题 本文采用 本地基础设施 和 基础设施空间 溢出 的线性组合构建 全局基础设施 作为厂商外部投入引入成本函数 即 第三 基础
11、设施溢出效应既包含区域间的 空间溢出 还存在集聚 技 经济学 季 刊 第 卷 术溢出 需求和供给等 市场稠密效应 研究表明忽略市场稠密因素将导致 模型的错误设定 因此本文将控制 市场稠密溢出 因素分析基础设施的空间溢出效应 第四 中国制造业与基础设施空间分布具有一致性 但不同集聚程度行 业的产品和要素市场范围不同 其对基础设施网络的利用程度也存在差异 因此需要进一步分析制造业产业集聚与基础设施空间溢出的关系 三 实证模型 可变成本函数与外部性因素分析框架 本文基于 与 研究改进空 间溢出的空间权重和空间相关检验方法 控制 市场稠密溢出 影响 考虑 全局基础设施 及其非线性效应 引入地区虚拟变量
12、及其与基础设施的交叉 项 定义可变成本函数为 其中 为总产出 为拟固定投入私人资本 包括可变投入要素 劳动 力 和中间品 的价格 和 是厂商外部性因素 包括本地基础 设施 基础设施空间溢出 市场稠密溢出 和以时间趋势表示的技术变 化 现有文献普遍将本地基础设施 作为厂商的外部投入要素引入成本函数 本文考虑到公路 铁路和 电力等基础设施网络能产生跨区空间溢出效应 因此设定模型还包含基础设 施空间溢出 此外 在 地理相邻 社会经济特征类似 或 存在投入 产出联系 的地区之间 还存在集聚效应 技术溢出效应和供给需求等空间 溢出效应 即 市场稠密效应 研究表明忽略市场稠密因素将导致模型的错 误设定 以
13、 接 近 地 区 产 出 水 平 度 量 市 场 稠 密 溢 出 的 方 程 显 著 因此本文基于 的处理方法引 入市场稠密效应 将式 变为 假设可变投入要素价格 和 外生决定 根据 得可 变投入要素份额函数为 通过劳动力价格 除中间品价格 消除中间投入份额函数约束 由成 本函数式 和投入要素份额函数式 得可变投入要素的均衡解 基础设 施 对 厂 商 的 成 本 效 应 表 示 为 成 本 弹 性 和 第 期张光南等 基础设施 空间溢出与制造业成本效应 表示本地基础设施降低生产成本 而 则表示基础设施 空间溢出降低本地厂商生产成本 即空间溢出效应为正 此外 本地基础设 施成本弹性 可检验规模报
14、酬效应 表示规模报酬递增 为 规模报酬不变 为规模报酬递减 同理 定义 和 的一阶成本 弹性分别为 和 投入要素对基础设施的需求弹性为 其他弹性公式及说明如表 所示 表 弹性公式 弹性说明 检验本地基础设施的非线性特征 检验基础设施空间溢出的非线性特征 检验本地基础设施对私人资本成本效应的影响 检验基础设施空间溢出对私人资本成本效应的影响 检验基础设施空间溢出对本地基础设施成本效应的影响 检验本地基础设施成本效应的时间趋势 检验基础设施空间溢出效应的时间趋势 检验基础设施对规模报酬效应的影响 检验基础设施空间溢出对规模报酬的影响 实证研究文献普遍采用超越对数可变成本函数及对偶理论将式 变 形为
15、 认为基础设施总效应必须区分所包含的 本地基 础设施 与 基础设施空间溢出 两种效应 并在式 中引入 全局基 经济学 季 刊 第 卷 础设施 变量 定义为两种效应的几何平均值 即 其中 和 分别衡量本地基础设施和基础设施空间溢出对厂商生产成本的影 响 这种设定方法基于 本地基础设施与接近地区基础设施互补 的假设 通过几何平均值方法避免了变量过多导致的多重共线性问题 但其参数的非 线性估计存在局部最优化问题 因此本文采用线性组合形式 即 考虑到基础设施的非线性特征及其与私人资本的相互作用 模型引入 本地基础设施与空间溢出 的二次项及其与私人资本 的交叉项 为检验 本地基础设施 与基础设施空间溢出
16、 的互补替代关系 设定本地基础设 施与空间溢出的交叉项 考虑到中国东中西部基础设施 制造业和经济发 展水平等的地区差异 以西部省区为基准设定东部和中 部 地区虚 拟变量 和 及其与本地基础设施投入 与空间溢出 的 交 叉变量 式 变为 四 实证方法 空间计量检验 空间计量经济学研究的空间效应包括空间自相关和空间差异性 前者指 地区样本观测值与其他地区观测值相关 且空间相关程度及模式由绝对和相 对位置决定 后者指空间单位异质性产生的空间效应的区域差异 因此空间滞后模型 和空间误差模型 中的空间相关性 分别体现为因变量和误差的滞后项 由于空间计量技术区别于传统计量方法 普通面板模型虽然可用空间单元的固定或随机效应体现绝对地理位置 但却 无法反映相对地理关系 而空间计量同时考虑了研究对象的绝对地理位置和 相对地理关系 因此广泛应用于区域经济学 城市经济学以及技术知识溢出 第 期张光南等 基础设施 空间溢出与制造业成本效应 等研究 吴玉鸣 符淼 随着空间计量的不断发展 最近越 来越多文献将其用于基础设施的空间溢出效应分析 若空间相关来源于区域间贸易 劳动力 资本 技术和知识流动等实质 性相关
