周浩 郑筱婷
暨南大学产业经济研究院
内容提要自1997年以来，中国实施了6次铁路提速，提高了铁路运输能力和改善了交通设施的质量，这可以看作是交通基础设施质量改善的一次自然实验。本文选取京广线和京沪线作为铁路提速代表，构造了1994～2006年提速铁路线沿途站点和其他未提速站点相对应的城市一级面板数据，利用倍差法系统考察了其对经济增长的影响。本文的研究发现，铁路提速促进了沿途站点的经济增长。在整个铁路提速期间，相对于未提速站点，铁路提速将提速站点的人均GDP增长率提高约3.7个百分点；同时，在铁路提速后期，其对经济增长的促进作用更为明显。
关键词 经济增长 铁路提速 倍差法
JEL:O22,O47
一 引言
经济增长理论中，基础设施通常被认为是推动经济发展的关键因素之一。“投资的数量不应成为政策的惟一中心。改善基础设施的质量同样是至关重要的”(世界银行，1994) 。在现实的经济发展历史中，世界银行的发展报告也指出“基础设施即便不能称为牵动经济活动的火车头，也是促进其发展的‘车轮 ’” (世界银行，2006)。其中的经济学逻辑非常直接：要享受市场带来的福祉，首先要融入市场，而公共设施、通讯以及交通等各种基础设施是建立市场联系的基本纽带。基础设施对经济增长的推动主要源自于降低交易成本、提高规模经济、促进市场一体化；促进各种要素流动，增加就业机会；加快知识外溢，提高人力资本。
改革开放30多年来，中国的经济持续高速增长，“铁公基”则是政府刺激经济增长，协调区域发展的重要手段之一。大规模基础设施建设带动的经济增长是中国30多年投资驱动增长模式的一个缩影。交通设施作为基础设施中的重要组成部分，其对经济增长的影响是一直是研究的热点。早在上世纪，Fogel(1962)就曾分析过铁路对美国经济增长的影响。在Aschauer(1989)的经典研究带领下，Femald(1999)和Fan等(2002)分别考察了发达国家和发展中国家的公路对生产率和经济增长的影响；Atack等(2009)、Donaldson(2010)研究了美国和印度铁路对城市化、经济增长的影响。
长期以来，中国铁路运力与需求的矛盾非常突出，解决该矛盾的出路在于加快新线建设，但铁路新线建设周期长，而通过改造既有线路，提高列车速度，增加运输密度，是短时间内提高运输能力最有效的办法。自1997年至2007年，中国逐步实施了6次全国范围内的铁路大提速。铁路提速可以视作是交通基础设施质量的提高。首先，铁路提速最直接的作用是旅行或运输时间的缩短。铁路提速前的1993年，全国列车平均旅行速度仅为48.1公里/小时；经历了6次提速之后，2007年全国列车平均旅行速度提升到70.18公里/小时。时间是衡量交通运输服务质量的一个重要指标，火车提速将旅行所需时间缩短，大大提高了乘火车旅行的效用。京沪高铁开通，很多人放弃飞机选择高铁，航空公司竞相打折即可为证。第二，铁路提速也能够提高运输量。仅第五次和第六次大提速，铁路运输能力就提高了50%以上。上述两个方面都提升了铁路运输和旅行服务的质量。因此，本文研究铁路提速对经济增长的影响，是关注既有基础设施质量及服务的提高对经济增长的影响。
本文的主要贡献如下。首先，在研究视角层面，本文重点考察的是交通设施质量对经济增长的影响，通过一个自然实验(铁路提速)考察了交通设施质量变化所导致的影响。第二，在研究方法层面，本文在面板数据结构环境下运用了倍差法(difference-in-differences estimation，DID)估计铁路提速对沿途各地经济增长的效果，从而给出一个相对稳健的结论。中国铁路提速的政策安排主要来自铁道部等国家级机构决策层面的统筹规划，具有外生于沿途各站点地方政府决策的特征，可以将其视为计量经济学中的自然实验(natural experiment)，这在一定程度上避免了基础设施与经济增长之间相互影响而产生的内生性问题。第三，在样本单元层面，本文选择了地级市的相关社会经济数据，区别于通常的省级数据，这有助于从更微观的层面研究中国经济增长问题，在一定程度上避免了利用省级数据可能遭遇的加总偏误。
本文结构安排如下：第二部分是文献综述；第三部分介绍计量模型、估计方法和数据；第四部分对铁路提速对经济增长的影响进行分析；最后部分是本文的结论。
二 文献综述
Aschauer(1989)指出基础设施资本存量对全要素生产率有显著的促进作用，其中诸如高速公路、机场、水运系统等核心基础设施的作用尤为关键。随后，大量的相关研究涌现而出。在宏观层面，生产率、产出值以及产出增长率是众多研究较为常见的被解释变量。比如，Fernald(1999)考察了美国州际高速公路对劳动生产率的作用；Rollers与Waverman(2001)考察了经济合作组织（OECD）国家电信设施投资对GDP的影响；Calderon与Serven(2004)考察基础设施综合规模对GDP增长率的影响。上述研究结果基本都支持基础设施对经济增长有显著的促进作用。当然，也有研究结果并不支持基础设施对经济增长的促进作用。比如， Devarajan等(1996)指出来自发展中国家的证据表明，交通投资对经济增长具有负面或不显著的作用。但总体上，大多数研究结论还是倾向于认同基础设施对经济产出的正面作用。
随着研究的深入，研究人员开始关注基础设施质量和结构对经济活动的影响，同时将基础设施的影响拓展到减贫、收入不平等、投资、资产价格、贸易、比较优势等方面。在基础设施质量方面，铺装路面比重、通讯故障、电力传输的损失率、交通时间、港口服务时间等指标被用来刻画基础设施质量。Calderon与Serven(2004)指出基础设施质量的提升有助于推动经济增长，并降低收入不平等；Calderon与Chong(2004)还进一步指出，相对于欠发达国家而言，工业化和新兴市场国家的基础设施质量对经济产出的推动作用更为重要。Yeaple与Golub(2007)则认为一国在国际贸易中的专业化不仅依赖于资源禀赋，还取决于其基础设施质量。在基础设施结构方面，现有研究主要强调基础设施投资结构(比如新增投资和维护开支的比重、政府投资与私人投资比重以及运营费用与资本费用比重)、所有权结构(国有和私有比重)、基础设施种类结构、地域结构等对经济活动的影响。Kalaitzidakis与Kalyvitis(2004)指出，加拿大的经验表明基础设施的维护开支对经济增长具有非常重要的作用。Rioja(2003)对拉美国家的经验研究表明，将公共基础设施中的新增投资重新配置到原有基础设施的维护提高了GDP。
另外，在估计方法的使用上，研究人员也开始强调基础设施与经济增长之间的相互影响关系、遗漏变量、不可观测变量、测量偏误等问题。经济学家利用各种计量方法来对付这些问题以提高结论的可靠性，比如面板固定效应估计(Holtz-Eakin, 1994)、联立方程组估计(Demetriades and Mamuneas，2000)、工具变量(Banerjee et al., 2009)和向量自回归(Kamps，2004)等方法。
有关中国的研究基本集中在基础设施与经济增长的关系上，主要有以下几种思路。第一，考察基础设施规模对产出的影响。Fan与Zhang(2004)用CD生产函数估计了通讯、公路、灌溉等基础设施对农业部门的产出弹性。Demurger(2001)指出交通设施状况是影响中国省际发展差异最大的关键因素。盛丹等(2011)利用微观数据考察了基础设施对中国企业出口行为的影响。第二，基础设施质量和结构对经济活动的影响。Fan等(2002)认为，来自中国农村地区的经验表明，不同质量类型道路的经济回报不同，对贫困的影响也不同。Zou等(2008)同样认为中国东、中部地区较快的经济增长源自基础设施，同时贫困地区的公路有巨大的减贫作用。第三，基础设施与经济增长之间的因果关系。王任飞和王进杰(2007)利用VAR方法考察了基础设施与经济增长之间的因果关系，认为基础设施促进经济增长居于主导地位。
目前有关中国基础设施与经济增长的研究在以下几方面仍有待丰富。首先，大多数已有研究侧重考察基础设施总量对经济增长的影响，而对于基础设施质量对经济增长的影响很少有研究。今后中国基础设施投资在不同的地区将会采取提高质量或者扩大规模的等多种方式，研究范围较广、具有代表性的基础设施质量的提高对经济增长的影响将会是对现有研究的一个很好补充。其次，对于基础设施质量对经济增长影响的测度，现有研究通常只是简单地横向比较基础设施产出弹性。但就如本文所强调的，基础设施质量的差异既可以体现在横截面上的群体间差异，又可以体现在时间序列上样本单元自身的变化。最后，大部分研究选择省级数据，但数据加总过程可能导致某些加总偏误或者信息损失。利用更为微观的数据进行研究也是对现有研究的一个很好补充。鉴于上述原因，本文将中国近年来进行的铁路提速看作一个交通设施质量改善和结构变化的自然实验，利用倍差法评价其对经济增长和区域协调发展的影响。
三 回归模型、估计方法、控制组的选择与数据
（一）回归模型设定
本文旨在考察基础设施对经济增长的影响，因此本文以增长收敛经验研究中的范式Barro(1991)回归方程作为基础。具体地说，是在Mankiw等(1992)的基础上加入基础设施，做一个简单的扩展。假设厂商的生产函数为科布-道格拉斯函数(CD函数)，即
的纽带。如前所述，为了控制差异，我们的样本不包括直辖市、计划单列市。但不考虑北京、上海、广州的经济辐射影响也许是不合适的。为此，我们在解释变量中引入了各城市到达这三大中心城市的铁路里程。具体来说，我们用各城市到三大中心城市铁路里程最小值的对数与虚拟变量du×dt的乘积项来刻画中心城市的扩散作用。这一指标既包含了影响扩散作用发挥的数量因素，即距离，也包含了影响扩散作用发挥的质量因素，即铁路提速。
（三）控制组的选择
使用双重差分方法的关键是选取控制组，该方法要求实验组和控制组之间的实验结果差异是由实验变量导致的。因此，本文尽量寻找那些铁路提速前后与提速城市相似的城市作为控制组，或者说在控制了可观察变量之后两者尽可能地相似。
首先，我们构造铁路提速的实验组。如前所述，自1997年以来中国共进行了6次铁路大提速，其涉及的铁路线较多，但主要集中在中东部人口密集地区。本文选择京广线和京沪线作为分析对象。原因有以下几点。第一，京广线途径6个省市，是中国最重要的一条南北铁路干线；而京沪线则连接着中国最大、最发达的两座城市，途径7个省市，大都处于沿海经济发达地带，是中国目前最繁忙的铁路干线之一。这两条铁路线对国民经济起着重要作用。选择这两条铁路线具有一定的代表性。第二，京广线和京沪线是最早开始提速的铁路线，经济政策的影响通常存在时滞，所以选择它们有助于本文分析铁路提速影响的时间差异。第三，这两条铁路线所经过的各站点基本处在东南沿海与中原这一区域，地理位置上的差异较小，有助于控制样本差异过大导致的偏误。鉴于该原因，本文舍去了东北地区的京哈线，它属于最早开始提速的三条铁路线之一。第四，本文选取的样本是地级市，地级城市是提速受惠城市。同时，沿线部分县级市或者县级市下的小站被取消停靠部分班次，甚或取消客运业务，因此尽管这些站点位于提速线路上，但这些城市是提速的非受惠城市。同时出于数据可得性的考虑，本文的实验组主要由京广线和京沪线沿途主要站点中的地级市构成。
另外，在实验组中，本文除去了京广线和京沪线路经的直辖市、省会和计划单列市。原因在于这些城市的经济发展水平相对较高，发展环境、享受到的中央或地方其他经济政策都较其他城市而言都有很大的差异性，因此难以构造与其相匹配的控制组。
对于控制组的选择，本文选择京广线和京沪线所经省份中两条线路未经过的地级市作为控制组成员。另外，补充了在地理位置上较为邻近的浙江、福建和江西的部分地级市作为控制组成员。这种策略主要是基于空间相邻的样本差异相对较小的假设。类似地，控制组中也不包含省会、计划单列市。当然，后文对控制组的选择进行了相关的稳健性检验。最终的实验组和控制组的分组结果见表1。
在时期选择上，京广线和京沪线在1997年开始实施第一次铁路提速，因此1997年以前作为提速未发生期，为了尽可能控制时间的影响，选择1994～1996年作为铁路未提速的时间段。自1997年京广线、京沪线第一次提速之后，2000年10月的全国第三次火车提速没有涉及到京广线和京沪线，2001年11月份进行的第四次提速则涉及了京广线南段，2004年4月的第五次提速则涉及了京沪线，但主要是开通北京上海的直达列车。2007年4月的第六次提速是涉及范围最广的一次，此次提速干线包括京哈线、京广线、京沪线、京九线、陇海线、浙赣线、兰新线、广深线、胶济线、武九线。由于此次提速范围比较广，难以在地级市层面构造相对应的控制组，故本文考察的火车提速时间段为1997～2006年。
（一）基本结果
如前所述，本文将3年设为1个时间段，各时间段分别是铁路提速之前的1994～1996年，铁路提速后的1997～1999年、2000～2002年、2003～2005年。
我们首先做了Hausman检验，结果显示采用固定效应，这也符合增长收敛回归方程背后的理论基础。另外，为了处理通常存在的异方差，本文采用robust方差结构。估计结果如表3所示，刻画铁路提速对经济增长影响的估计系数β显著为正，提速带来的交通设施质量改善提高了沿途站点的人均GDP增长率。从经济理论上看，一方面，铁路提速节约了旅行和运输时间。由于时间的减少意味着区域间的联系更为紧密，劳动力和其他生产要素的流动更为便捷，市场一体化的程度加深，交易成本下降，知识的外溢速度也更快。另一方面，铁路提速也加大了运输规模，扩大了市场规模、进而享受规模经济带来的收益。这些原因都有可能促使铁路提速有助于经济增长。对于提速后的整个1997～2005年时期，β为0.0377，并通过了显著性水平为1%的检验，这说明与非提速站点相比，提速站点的经济增长速度显著地高出了3.7个百分点。同样地，当我们分时段考察提速作用时，1997～1999年、2000～2002年和2003～2005年3个时段的估计系数也都显著为正，分别为0.0288、0.0466和0.05，表现出一个递增的趋势。一方面，铁路提速是一个渐进的过程，提速的城市越多，其网络效应也越明显；另一方面，铁路提速的政策效果也有一个滞后。因此，随着时间的推进，其对经济增长的作用也越来越明显。此外，各种情形中的βd都显著为负。显然，这也符合一般的经济直觉，中心城市的经济扩散作用随距离呈现一个衰减的态势。
另外，初始收入水平的系数均显著为负、修正人口增长率的系数基本显著为负、储蓄率的系数大多数也显著为正，这符合增长收敛回归的标准结果。至于其他因素，政府干预程度的系数显著为负，人力资本的系数显著为正，这都符合一般经济理论的预期。
在经济增长文献中，基础设施对经济增长的影响一直是一个众多学者关注的热点。有关中国的研究中，考察某项具体交通基础设施工程对经济增长影响的并不多见。中国在1997～2006年分步分地区实施了6次铁路提速，由于铁路提速及提速铁路线的确定来自于铁道部等国家级政府部门的决策，独立于提速铁路线沿途经过的地级市，因此其为我们提供了一个很好的交通基础设施质量改善的自然实验。本文以京广线和京沪线作为铁路提速的代表，利用城市数据构造了1994～2006年与铁路提速相匹配的实验组和控制组的面板数据，运用倍差法识别和测度了铁路提速对经济增长的影响。
本文发现，铁路提速促进了沿途站点的经济增长。在整个1997～2005年提速期间，京广线和京沪线的提速将其沿途提速站点的人均GDP增长率提高了约3.7个百分点；分时段的分析显示，铁路提速对经济增长的作用随时间呈现递增的趋势。
当然，本文仅局限于在较为宏观的层面考察铁路提速这一业已发生的政策对经济增长的影响，而对于铁路提速的成本、资源的重新配置以及由此而产生的成本和其他各方面的社会收益都未能涉及。此外，铁路提速对经济增长的作用渠道和微观机理也是该问题未来进一步研究的一个非常有益的补充。
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