开放合作研究团队第67期Seminar学习讨论会
2023年9月27日15:00-17:00,中山大学区域开放与合作研究院学习讨论会线下成功举行。本次学习讨论会由蔡儒雅硕士生分享文献《高铁建设与县域经济发展——基于卫星灯光数据的研究》,团队全体博士生和硕士生参加了此次讨论会。
高铁建设与县域经济发展——基于卫星灯光数据的研究
张俊
一、 摘要
自2008年以来,由于高铁的开通;中国许多县告别了没有火车站的历史,这为研究高铁建设与县域经济发展的因果关系提供了很好的案例。本文选取2008-2013年首次开通高铁的县作为处理组,使用“匹配倍差法”(PSM-DID)考察了高铁开通对“高铁县”经济发展带来的影响。基于卫星灯光数据的研究发现:
• 第一,高铁开通对县级市和县经济发展带来不同影响,高铁开通对有高铁的县级市经济增长贡献为34.64%,而对县级单位经济增长的影响不明显;
• 第二,高铁开通促进了“高铁县”投资的增加,平均而言“高铁县”的固定资产投资增加了37%,约合10.86亿元;
• 第三,高铁开通对“高铁县”产业结构则没有产生显著的影响。
在稳健性检验中,替换经济增长衡量方法、变换时间断点以及改变估计策略等均得到类似的结果。最后,文章从空间溢出的角度解释了高铁的差异性影响。
二、 引言
在研究基础设施建设的经济效应时,会面临铁路/公路的内生性问题:一,道路规划部门考虑收益;二,发达城市有话语权去争抢;三,道路规划部门对建设成本的考量。所以,本文使用县级层面的数据,支持原因在于县级单位话语权小,并且是在中央的总体规划下进行争夺。
为解决其他可能的内生性问题,本文还选择首次拥有高铁站,之前从未有过火车站的县作为处理组;采用“匹配倍差法”将处理组和控制组进行匹配(解决选择性偏误);使用卫星灯光数据替换掉GDP(解决测量误差)。
三、计量模型
(一) 研究对象及政策时点
处理组的选择范围:首次拥有高铁站且之前从未有过火车站的县。本文从2013年中国铁路运行路线图和《中国铁道年鉴》查出截止2013年底每年新增的“高铁县”,共51个。
政策时点选为2010年6月30日,选择2010年的原因:是新建高铁投入运行的第一个整年;2011、2012年新增很少,只有4个;2013年太近,政策效应还未显现。所以,2010年6月30日之前开通高铁的县作为处理组,共21个县(包括县级市)。剩余的30个县(潜在“高铁县”)用于“反事实检验“。
(二) 方法-匹配倍差法
DID:
前提要求是时间趋势平行且政策足够外生。若用于研究本文主题,会出现自选择问题。
倾向得分匹配法(PSM):将各县是否成为“高铁县”看作一个外生决定的过程,使用滞后被解释变量和各县的特征条件作为解释变量,通过Logit模型估计一个县成为“高铁县”的概率。估计出来的概率就是各县成为“高铁县”的倾向得分,将处理组和控制组中具有相同得分的县进行匹配,这就使得匹配过后的个体除是否开通高铁外并无显著差异。
具体操作步骤:
(1) 计算倾向得分
其中,treatedit是在当年成为“高铁县”的虚拟变量。时间断点非常清晰,所以本文采用2005-2009年的多期数据来计算,然后取平均;Xit是所有可能影响开通高铁概率的协变量(包括滞后一期的被解释变量和城镇化、人口密度等)。
(2) 核函数匹配
其中,G()为核函数,b为带宽,Pi和Pj是处理组和控制组中各县的倾向得分
(3) 进行DID
三) 数据
(1) 卫星灯光数据
优势:不受地区间价格因素的困扰;包括GDP不能测算的非市场提供的商品和服务的价值量
本文使用:2005-2013年空间分辨率为1千米的中国行政区内的DMSP/OLS非辐射定标夜间灯光数据
预处理:
l 内部校正——解决传感器老化引起的跨年度不可比问题
n 定标区:经济发展比较稳定的区域,且夜间灯光数据在不同年份间也比较一致---黑龙江省鸡西市
n 标准数据集:F18卫星2010年的数据(累积灯光亮度最大)
(1) 将鸡西市其他年份夜间灯光的DN值与2010年F18卫星的DN值进行回归,得到参数
(2)使用参数,估计出各地区校正后的DN值
l 同年度数据合成——解决传感器设置不一致引起的跨卫星不可比问题
n 解决同年度不同卫星之间数据不可比的问题
“同年度—不稳定”的有光像元取为0
“同年度—稳定”的有光像元取均值
预处理后:
(2) 其他数据
因变量:固定资产投资、第二产业增加值和第三产业增加值
PSM时的协变量(影响高铁开通概率的因素):一般财政支出、地形、城镇化水平、距大城市的距离、是否有高速公路、人口密度、规上企业数量;来自《中国县市社会经济统计年鉴》和各省的统计年鉴(2006-2014)。
四、计量结果
(一)匹配质量的统计检验
1.平衡性检验
2.共同支撑检验
(二) 基准回归结果
高铁开通对各县的平均灯光亮度没有显著影响(观察时间不够长;两类个体产生不同的影响)。分为县级市和县分别估计:显著提高了县级市的平均灯光亮度,而对县无影响
高铁开通对各县的固定资产投资带来了显著的正向影响;产业关联效应
高铁开通对产业构成没有显著影响
五、 稳健性检验
(一) 替换经济增长衡量方式
(二) 变换时间断点
以2011年为时间断点,且更进一步,取2010.6.30-2011.6.30间新开通高铁的10个县作为处理组。结果一致且系数相差不大。所以,时间断点的选择不影响本文结论
(三) 反事实检验
以“潜在高铁县”为处理组:检验是否存在遗漏变量(同时影响高铁开通概率和经济发展);以2007年为时间断点:是为了排除其他利于“高铁县”发展的事件;以邻县为处理组:查看是否有溢出效应的影响;不含邻县的参照组:刨除邻县。
(四) 含有倾向得分的OLS估计
目的:是为了弥补样本损失的缺陷(2010年之后开通高铁的样本)
操作类似工具变量法
一阶段估计倾向得分
二阶段用倾向得分作解释变量,估计其对经济发展的影响
估计结果:高铁促进地区的经济发展,且在县级市和县之间存在差异。但与基准回归结果差别较大
数值不可比:
• OLS是倾向得分每增加1个百分点,灯光亮度增加11.56%
• PSM-DID是与未开通的县级市相比,“高铁县级市”灯光亮度高出3.769
与基准回归差别较大的解释:
1.样本选择不同。PSM-DID是匹配上的样本;OLS是所有样本(本身经济水平就存在差异)。
2.非时变的未观测变量。PSM-DID差分掉了;OLS没(未观测变量还会增大标准误,使其不显著)。
六、 差异性分析
高铁对地区的要素流动的影响
• 对发达地区,可能促进要素从欠发达地区集聚过来
• 对欠发达地区,可以加快欠发达地区的资本和劳动力外流
空间计量模型
• Y 实际生产总值 以2005年为基期调整后
• K 各县资本存量 上一年存量折旧后+当年新增
• L 劳动力存量 各地区的总就业人数
• H 人力资本 6岁以上人口平均受教育年限• train 交通基础设施存量 各县每天高铁停靠的次数(交通设施的密度)
• 其他地区的交通基础设施变量
• 交互项系数 衡量高铁开通对要素的投入产出弹性的影响
• X 控制变量 公路密度、城市化水平
估计结果
空间自回归系数:显著,存在空间溢出效应
传统计量和空间计量之间:K、H、train、road的系数都是后者偏小,说明若不考虑空间溢出效应,则会高估其作用
train的系数:全部县、县级市显著;县不显著。可能因为:较小的县客流量低,每天高铁停靠的次数较少,进而县的高铁产出弹性不显著(16次vs10次)
的系数:显著,说明外地交通基础设施对本地具有溢出效应
train×K的系数:总的来说,高铁开通没有提高“高铁县”的资本产出弹性。可能因为“高铁县”集聚力有限,高铁的开通没有给其带来资本的流入或者资本使用效率的提高
train×L的系数:总的来说,高铁开通降低了劳动产出弹性,可能因为高铁的开通为“高铁县”人口的流动提供了便利,由于“高铁县”能够提供的就业岗位有限,并且其平均工资水平要低于大城市,从而引起了劳动力的外流
七、 结论及政策含义
本文主体:基于2013年中国铁路运行路线图和《中国铁道年鉴》,我们收集到每年新开通高铁的“高铁县”,构造了2005-2013年与高铁开通相匹配的处理组和控制组的面板数据,使用“匹配倍差法”评估高铁开通对县域经济发展的影响。考虑到中国GDP测量误差问题,本文使用卫星灯光数据作为地方经济发展水平的代理变量。
研究发现:高铁开通对县级市和县经济发展带来了不同影响,相对于“非高铁县”,高铁开通对有高铁的县级市经济增长贡献34.64%,而对县级单位经济增长的影响不明显;其次,高铁开通促进了“高铁县”投资的增加,平均而言“高铁县”的固定资产投资增加了37%,约合10.86亿元;最后,高铁开通对“高铁县”产业结构则没有产生显著的影响。
政策含义:高铁开通能否带动地区经济发展,取决于“溢出效应”和“集聚效应”的大小。高铁对对县级市带来了显著的正向溢出效应,而对县级单位则没有足够的正向溢出效应。此外,高铁开通提高了县级市资本的产出弹性,降低了 “高铁县”的劳动产出弹性。也就是说,高铁建设不是没有输家的游戏,特别是对于一些偏远地区,当这些地区没有足够大的集聚力时,高铁的开通便为其劳动和工业经济活动的外流提供了便利。因此认为各地区,尤其是偏远的县,在面对新一轮铁路建设规划时,应该保持冷静,充分评估高铁建设的成本与收益,而非盲目地为高铁设站而发起一轮又一轮的 “争路运动”。
局限性:本文局限在较为宏观的层面考察高铁开通对 “高铁县”经济发展的影响,而对于这些影响的内在渠道或微观基础,我们未能涉及。例如,高铁开通是否改变了 “高铁县”企业的生产活动,以及 “高铁县”的人口流动等。
八、 讨论与建议
研究院成员对文献分享展开了有关讨论。张超博士认为本文方法的适用性需进一步研究,并且指出了匹配倍差法的局限性,建议进一步寻求解决方法。李子文博士认为可以学习本文的研究模型,研究县区一级地铁开通所带来的经济效益。
文献分享结束后,毛艳华教授同相关成员进行项目进度以及工作内容沟通。本次学术研讨会充分体现了研究院浓厚的学术氛围,大家在学术交流中相互学习、共同进步,提高自己的学术能力,至此,本次学习讨论会圆满结束。
拟稿:蔡儒雅
编辑:程雪琳
审核发布:毛艳华