基础设施\拥挤性与城市生产率差异

［内容摘要］针对我国城市空间结构和劳动生产率差异明显的现状，对我国267个地级城市的基础设施情况进行指标评价，并根据评价结果实证分析了基础设施水平、城市拥挤性对城市生产率的影响。研究结果表明，基础设施和就业密度对我国城市生产率的积极作用，同时两者的合力对城市生产率具有较强的驱动作用。

［关键词］基础设施；集聚密度；城市劳动生产率

一、问题的提出

从城市的空间结构来看，市辖区往往构成了城市的工商业密集区，是城市人口最为稠密、经济活动最为活跃的区域，如中心商务区（CBD）、工业集聚区和经济开发区等。一方面，市辖区的基础实施优越，集聚经济能够有效发挥；另一方面，市辖区也往往会因过度集中而产生市场拥挤的问题，从而构成了城市化、逆城市化和再城市化的城市历史演进过程。对于我国的城市化经济而言，问题显得更为复杂。我国城市化的整体水平还不高，2009年城市化率仅为46.7%，但各地区的城市化水平差异巨大，东部地区许多城市的城市化水平较高，一线大城市的过度拥挤问题已经成为城市发展的瓶颈。因此，究竟我国城市市辖区的基础设施、集聚密度对城市生产率影响处于怎样的状态，似乎仍是未解之谜。本文正是基于上述问题，试图从全国范围内厘清集聚经济、拥挤效应和城市劳动生产率的关系，以期从宏观上把握我国城市化经济和城市化建设的主导方向。

二、文献简述

1991年Krugman开创的新经济地理学分析框架首先纳入了运输成本的因素，这里的运输成本实质上是用“冰山交易”技术所归纳的市场交易效率，［1］而Kjetil等一些学者已经指出集聚经济中的交易效率受到公路、电信等基础设施的影响，基础设施对城市化经济的贡献还在于产业结构的升级方面，因为基础设施服务倾向于高技术部门高收入和传统技术部门低收入的均衡模式，从而长远来说有利于要素从传统部门向高技术部门流动。［2］Lars and Leonard（2001）对21个OECD国家电信基础设施的经济增长效应的研究发现，电信基础设施具有不同于其他基础设施的经济增长效应，即IT技术的网络外部性，这意味着电信基础设施对城市经济的增长作用是非线性的。［3］在新经济地理框架中，公共基础设施对产业区位选择的影响表现在两个相反的方面：一是提高地区的产业生产率，二是因为用于基础设施的公共投资税的增加挤出了私人投资，从而降低市场规模。［4］Douglas和Mary（1996）指出基础设施改变了要素价格、中间商品价格和产业部门的要素分布，虽然其对总产出的影响并不确定，并且基础设施投资所需的公共资本受到市场势力的限制，但基础设施有益于厂商和产品的多样性。［5］Michael（2004）研究发现，政府为推动人口集中提供的公共物品形成了空间向心力，但不同地区政府之间的竞争激励导致公共物品过度供给和次优的集聚。［4］另外，一些文献的研究还表明，基础设施在外向型经济和对外贸易也具有非常之大的影响，在考虑运输成本和距离因素的双边贸易模式中基础设施水平有益于增加双边贸易量。［6］当然，Spiros的另外一个研究发现，如果基础设施作为两个国家或地区的公共商品，则两个国或地区的基础设施的总供给不是处于最优水平。［7］在国内的相关研究中，晏维龙对流通基础产业与城市化关系的研究过程中发现，流通效率和密度经济是城市形成的力量和边界，密度经济构成了城市规模合理化的标准。［8］范剑勇利用我国2004年地级城市和副省级城市的截面数据研究发现非农产业生产率对非农就业密度的弹性系数为8.8%左右，在非农产业分布极不平衡的情况下，就业密度和人力资本较好地解释了省际生产率的差异。［9］

三、计量模型的构建与研究变量

(一)模型的构建

在就业密度与城市劳动生产率的研究中，本文的计量模型源自Ciccone and Hall（1996,2002）发展的包含公共资本的模型，并将基础设施作为公共资本引入模型之中。Ciccone 和 Hall（1996,2002）的模型解释了非农产业密度对地区生产率的影响，并且模型的扩展加入了公共资本因素。在假定地区产业均匀分布的情况下，以地级城市为研究单元，城市i的土地非农土地总面积A和非农总产出Y，单位面积土地上的非农从业人数为l，则城市i的单位土地面积的生产函数为fi(li,Yi,Ai)，由此构成了城市单位空间的生产水平。空间经济密度的外部性通过生产函数中的后两个变量进行总体衡量，即单位土地面积的产出。( -1)/胛妹芏鹊牡韵凳为劳动的产出弹性。由此，地区单位空间生产函数为：

式（2）中反映了集聚效应形成的必要条件，只有当劳动的产出弹性嵊刖妹芏炔问的乘积，即犭大于1的时候，才能达成规模报酬递增，集聚效应发挥了正向作用。

将上述模型进一步扩展，考虑资本密度ki（单位面积的资本量）和公共投入Gi（地区公共投入的总量），生产函数变形为：

本文研究的缺陷在于单位研究地区的资本数量难以获得，解决的方法是假定研究区域内的资本价格是相同的，也就是假设全国地级城市市辖区的物质资本价格相同，这样可以消除资本的计算过程，只需考虑单位土地的就业密度。因此，本文的计量模型如下：

其中，productivity表示城市市辖区的劳动生产率，density为工业总产值与非农从业人员的比值；表示城市市辖区的就业密度，为非农从业人员与城市市辖区的面积的比值，即单位面积的就业人员数，在本文中该变量作为城市市辖区拥挤性的变量；infrstructure表示城市市辖区的基础设施水平，其数据的获得将在下文详述；Education表示教育水平，在考虑数据的可获得性，其数据分别是城市的小学、中学和大学在校人数占城市市辖区总人口的比重，用以反映城市人力资本存量的现状；RegionDumm为地区虚拟变量，根据地区城市发展的基本情况，分为泛渤海湾、长三角和珠三角三大经济圈的城市群。本文的数据主要来源于2001-2009年《中国城市统计年鉴》，本文剔除了部分缺失数据的城市，最终选取267个城市作为研究的地区样本。

(二)主要研究变量

1.城市劳动生产率。众所周知，我国地区之间的经济有着非常显著的差距。从全国范围看，经过30多年的改革开放，东、中、西部城市经济呈现明显的梯度差异，东部沿海地区的城市化、城市经济发展迅速，形成了长三角、珠三角和京津唐三个主要城市群，这三个地区的城市市辖区的平均劳动生产率分别为31034元（人/年）、40478元（人/年）和31259元（人/年）。本文采用每年人均产值反映城市劳动生产率的差距。

2.就业密度。就业密度变量是用来反映城市的集聚经济和拥挤效应的指标。可以预期就业密度的回归结果存在两种情况：当就业密度的回归系数为正时，即就业密度的弹性系数为正，这意味着城市市辖区的集聚效应超过了拥挤效应，就业密度有益于城市劳动生产率的提升；反之，当就业密度的回归系数为负时，则说明就业人数在城市市辖区的大量集中带来的拥挤效应超过了集聚效应，城市出现了密度不经济的情况。

3.基础设施。本文通过建立基础设施的评价指标体系对2001-2008年全国267个城市的基础设施状况进行综合评价。在本文可获得的数据下基础设施主要有9个评价指标，其中批发零售企业和商品交易市场反映了流通产业的状况，公共营运汽车数量反映城市市辖区的交通运输状况，邮电局网点、本地电话用户、移动电话用户和国际互联网用户反映城市的电信基础设施状况。表1是基础设施评价指标与数据的统计描述。

本文应用SPSS13软件分别对2001-2008年的城市基础设施进行主成份分析。由于评价结果的数据较多，本文只报告了部分评价结果。表2给出了2001年和2008年综合得分前25名城市的基础设施评价结果，这两年的主成份1（factor_1）和主成份1（factor_2）对基础设施状况评价的累积贡献率分别达到了98.13%和98.98%，其中2001年的KMO及 Bartlett′s检验值为0.878和4008.42并且到达显著，2008年的KMO及 Bartlett′s检验值为0.889和4134.67同样满足显著性要求。可以明显看出，城市市辖区基础设施水平较高的城市基础主要是我国的直辖市、部分省会城市和一些经济发达城市。

4.教育水平。人力资本因素是导致地区劳动生产率差异的主要原因，由于教育水平直接反映了地区的人力资本状况，本文采用地区教育水平作为人力资本的替代项。范剑勇（2006）测度我国城市人力资本时采用的数据是各级学校的专职教师数，［9］本文则直接用城市各级学校的在校学生数，并用小学、中学和大学的在校学生数占城市人口的比例反映该城市的整体教育水平。

四、实证结果及其分析

(一)面板单位根与协整检验

在面板数据模型回归分析之前，为避免数据非平稳引起的伪回归的问题有必要对研究变量进行数据平稳性检验，即面板单位根检验。检验结果如表3。由表3可知，对各面板数据序列进行水平值检验的结果大多拒绝了存在单位根的假设，为进一步验证本文的结论，对一阶差分后的面板数据序列进行的检验表明所有数据均完全拒绝了存在单位根的原假设。综合各种检验方法说明本文所研究的面板数据序列是零阶平稳序列I(0)。

通过协整方程的回归残差构造出7个统计量，用以检验面板变量之间的协整关系，7个统计检验量中（如表4）。从表4可看出7个统计量均拒绝了面板变量之间不存在协整关系的原假设，表明以各主成分因子和综合得分为基础设施解释变量的各模型变量之间存在稳定的线性关系，通过经典的计量方法可得到准确回归结果，以反映基础设施和集聚密度对城市劳动生产率的影响。

(二)计量结果及其分析

这里分别以主成份1、主成份2和综合得分三种数据作为城市基础设施的指标数据，通过PCSE估计方法对2001-2008年中国267个地级城市面板数据进行了实证分析。PCSE估计即面板修正的标准差估计，是可行的广义最小二乘（FGLS）估计的一种替代方法，主要用于当模型中的随机误差项存在异方差或相关的情况，这种方法在没有自相关的情况下采用OLS方法进行估计，存在自相关的情况下则采用Prais-Winsten估计方法，从而消除了面板模型估计中存在的异方差和自相关的问题。

从实证结果可以看出，基础设施对城市劳动生产率起到显著的促进作用，在一定程度上能够缓解城市集聚不经济现象的发生，基础设施综合得分的回归结果的弹性系数在0.3―0.5之间，并且达到了5%的显著性要求，说明基础设施的综合水平构成了我国城市市辖区劳动生产率的主要保障，对城市市辖区的生产能力的推进作用十分明显。就业密度的回归系数均为正数，同样达到了显著性要求，反映出拥挤性问题在我国城市市辖区的消极影响还没有充分显露出来，在我国200多个地级城市中集聚经济仍然表现得更为强烈。主成份1和主成份2作为基础设施变量下就业密度和基础设施的交互项的回归系数在10%的显著性水平上达到了显著，且回归系数为正，进一步说明了在基础设施所提供的集聚经济和就业密度所反映的城市拥挤性中集聚经济的作用更为强大，总体上说我国城市市辖区的集聚经济尚未充分发挥出来，城市的人口应该处于不断向城市中心区集中以不断发掘人口集中的本地市场带来的集聚效应。

就地区虚拟变量而言，本文的研究结果显示以北京、沈阳、大连等城市为中心的泛渤海湾经济圈，以及以上海、苏锡常和杭州等城市为中心的长江三角洲经济圈相对于其他地区的城市在基础设施和就业密度方面对城市劳动生产率的推进作用更为明显，而泛珠江三角洲经济圈城市群的虚拟变量回归系数为负，则反映了城市基础设施和就业密度对城市劳动生产率的影响程度显著落后于其他地区的城市。此外，城市教育水平变量的回归结果中，小学教育和中学教育人口比例的回归结果不显著，而高等教育人口比例的回归结果显著为正，说明人力资本存量是基础设施和就业密度两个空间因素之外我国城市劳动生产率的另一个主导因素。

五、结束语

运用全国267个省会城市、直辖市和地级城市的市辖区2001―2008年的城市基础设施水平进行综合评估所得的样本数据，作为城市市辖区基础设施的解释变量进行实证研究。总体来说，城市生产率、基础设施和城市拥挤性的关系表现为：（1）城市市辖区的就业密度对城市生产率具有正向作用，产出弹性系数在0.015左右，全国城市市辖区的拥挤效应尚不严重，劳动力向市区的集中有利于城市劳动生产率的提升；（2）基础设施对我国城市市辖区生产率的积极作用十分明显，综合弹性系数在0.3―0.5，基础设施对集聚经济提供了增长空间；（3）基础实施和就业密度交互项的部分回归系数达到显著且符号为正，显示了集聚经济和拥挤效应的合力倾向于提高城市劳动生产率。为此，本文认为：第一，基础设施水平仍是我国城市集聚经济的基础。对于我国目前的城市化进程而言，有效地推进城市中心区的道路交通、商业网点、物流网络和电信网络等基础设施的完善，能够为城市带来集聚经济从而推动城市劳动生产率的发展。第二，虽然拥挤性问题在我国城市市辖区表现得尚不明显，就业密度的增加有益于城市劳动生产率的提高，但协调基础设施与就业密度的发展水平，从而使两者在城市经济发展中发挥更大的驱动力，避免固定资产投资和公共服务投资失调，仍然显得十分重要。

主要参考文献：

［1］Krugman,P. R.Increasing Returns and Economic Geography［J］.Journal of Political Economy ,1991,Vol.99.

［2］Kjetil Bjorvatn.Urban Infrastructure and Industrialization［J］.Journal of Urban Economics,2000, Vol.48.

［3］Lars Hendrik Roller and Leonard Waverman. Telecommunications Infrastructure and Economic Development: A Simultaneous Approach［J］.The American Economic Review,2001, Vol.91.

［4］Michael W.M. Roos. Agglomeration and the public sector［J］. Regional Science and Urban Economics ,2004, Vol.34.

［5］Douglas Holtz-Eakin , Mary E.Lovely. Scale economies,returns to variety,and the productivity of public infrastructure［J］.Regional Science and Urban Economics,1996, Vol. 26.

［6］Spiros Bougheas , Panicos O. Demetriades, Edgar L.W. Morgenroth. Infrastructure, transport costs and trade［J］.Journal of International Economics,1999, Vol.47.

［7］Spiros Bougheas, Panicos O. Demetriades, Edgar L. W. Morgenroth. International Aspects of Public Infrastructure Investment［J］.The Canadian Journal of Economics,2003, Vol. 36.

［8］晏维龙，韩 耀，杨益民.城市化与商品流通的关系研究：理论与实证［J］．经济研究,2004(2)．

［9］范剑勇.产业集聚与地区间劳动生产率差异［J］.经济研究，2006(11).

Infrastructure、Congestion and The City Labor Productivity:

The Empirical Research from Panel Data of Chinese Urban Districts

Wang Yongpei１ Yuan Pinghong２

Abstract: According to our urban spatial structure and the labor productivity difference obvious status in our country, a regional 267 urban on infrastructure, and according to the evaluation index evaluation results of empirical analysis of the infrastructure, urban congestion level of urban productivity. Research results show that: the infrastructure and employment density of urban productivity, at the same time, both the positive role of urban productivity has strong for the driver.

Key words: Infrastructure; Agglomeration Density; City Labor Productivity

［ 收稿日期： 2011.4.29 责任编辑：陈健生 ］［中图分类号］F293 ［文献标识码］A ［文章编号］1000-8306(2011)07-0043-09

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