在模型估计前,为避免“伪回归”,本文分别对变量进行了单位根检验、协整关系检验,并通过计算方差膨胀因子(VIF)进行了多重共线性问题检验。检验结论表明:各变量为同阶单整,存在协整关系且不存在多重共线性问题,满足模型估计的前提条件。
4.1 基准模型的结果分析
为保证模型估计的可靠性,本文对基准模型分别采用普通最小二乘法(OLS)和能够较好地控制组间异方差、组内自相关与组间同期相关的可行的广义最小二乘法(全面FGLS)进行参数估计。同时考虑到“OLS+稳健标准误差”的估计结果更为稳健,本文对回归结果进行分析时,以OLS的估计结果为基础,以全面FGLS的估计结果为对照。
按照逐步回归的思路,本文先将核心解释变量纳入方程,再逐步添加控制变量进行参数估计,以考察核心解释变量对被解释变量的影响。首先,将变量lnAviationit单独纳入模型进行估计;根据表2第(1)列的回归结果可知,变量lnAviationit的回归系数为0.768且在1%水平上显著,这表明在不考虑其他影响因素情况下,民航业对国家中心城市集聚辐射效应具有显著的促进作用。其次,将地面交通变量lnRailwayit、lnRoadit、HSRit一并纳入模型进行估计;根据表2第(2)列的回归结果可知,变量lnAviationit的回归系数下降至0.541且在1%水平上显著,这表明在控制了铁路、公路、高铁等其他交通运输方式的影响后,民航业对国家中心城市集聚辐射效应依然具有显著的促进作用;再次,将其他经济社会变量lnTradeit、lnTSit、lnTFPit、lnGovit统一纳入模型进行估计;根据表2第(3)列的回归结果可知,变量lnAviationit的回归系数进一步下降为0.298且在1%水平上显著,这表明在控制了国际贸易、产业结构、技术进步、政府干预等影响因素后,民航业对国家中心城市集聚辐射效应的促进作用大幅降低但显著性水平并未发生改变。综合表2第(1)至第(3)列核心解释变量的系数变化趋势及显著性水平可知,在模型中依次加入控制变量时,变量lnAviationit的显著度一直保持在1%以内、系数维持在0.298~0.768之间,说明民航业对城市集聚辐射效应具有显著正向影响,这为研究假设H1提供了初步证据。
根据表2第(2)列至(3)列,各控制变量的回归系数和显著性水平基本符合预期,其中:变量HSRit的回归系数分别在1%、5%水平上显著为正,说明高铁开通对国家中心城市集聚辐射效应具有显著促进作用;变量lnTradeit、lnTSit的回归系数分别在5%、1%水平上显著为正,说明国际贸易、产业结构高级化均对国家中心城市集聚辐射效应具有显著促进作用;变量lnRailwayit的回归系数均在1%水平上显著为负,说明铁路运输业对国家中心城市集聚辐射效应具有抑制作用,这与高铁开通的正向效应形成鲜明对比。可能的原因是普通铁路的运输时效性与国家中心城市高端产业发展的要求存在差距,亟待转型升级;变量lnGovit的回归系数在5%水平上显著为负,说明政府干预过多将对国家中心城市集聚辐射效应产生负向影响。可能的原因是政府财政支出具有很强的挤出效应;变量lnRoadit的回归系数不显著,说明公路运输业在控制了其他交通运输方式后,对城市集聚辐射效应的影响不再显著。可能的原因是长期以来公路一直是我国交通基础设施投资的主要方向5,国家中心城市公路基础设施趋于饱和,规模报酬递减;变量lnTFPit的回归系数为正但不显著,说明现阶段技术进步对城市集聚辐射效应的正向影响不显著。可能的原因是国家中心城市经济发展的动力尚未完成转换。
对比OLS与表2第(4)至第(6)列中全面FGLS的估计结果发现,除变量lnRoadit的回归系数由不显著变为显著以外,其他变量的回归系数的符号及显著度总体上保持一致,这为研究假设H1提供了进一步证据。
4.2 稳健性检验
4.2.1 内生性问题
为解决民航业与国家中心城市集聚辐射效应之间可能存在的反向因果关系导致的估计偏误,本文采用工具变量法加以处理。首先借鉴Sheard(2019)的研究方法,将民航总周转量拆分为民航旅客周转量和民航货物周转量两个子项,构建Bartik工具变量(Aˆi,t)。具体计算公式如下:
式(9)中:i和j代表国家中心城市;c代表民航旅客周转量或民航货物周转量;t代表年份,取值范围为2003—2019年;A^i,t表示i城市t年的民航总周转量估计值;Ac,i,t-1表示i城市c子项滞后一年的原始值;括号内的指标表示c子项t年的整体发展速度。每个城市每一年对应的整体发展速度都需要单独计算并且未将本市的民航业务量统计在内,以保证新生成的工具变量Aˆi,t同时满足相关性和外生性的条件。
其次,本文参照杨波和崔琦(2018)的研究思路,将核心解释变量的前一期值(l.lnAviationit)作为工具变量,与本文构建的工具变量Aˆi,t一并纳入模型进行参数估计。考虑到工具变量法中的两阶段最小二乘法(2SLS)、有限信息最大似然法(LIML)和两步最优广义矩估计(最优GMM)各有优势,其中在球型扰动项的假定下2SLS最有效率,在“弱工具变量”下LIML估计最为稳健,在存在异方差情况下最优GMM估计则更有效率,因此表3同时报告了2SLS、LIML和最优GMM的参数估计结果。
为确保工具变量的有效性,本文进行了弱工具变量检验和过度识别检验。表3同时报告的2SLS估计的第一阶段稳健的F统计值为71.444,大于10的经验值且在1%的水平上显著;最小特征值统计量的值为155.057,大于11.59的临界值,二者均表明不存在弱工具变量问题;表3报告的LIML的估计结果,与2SLS的估计结果无异,这也从侧面印证了不存在弱工具变量问题,即两个工具变量满足相关性条件。表3同时报告的过度识别检验P值大于0.1,即不能在10%的显著性水平上拒绝“所有工具变量均外生”的原假设,说明两个工具变量满足外生性条件。
进一步对比表2第(3)列的基准回归结果发现,变量lnAviationit的回归系数上升至0.327且在1%水平上显著,说明内生性问题使得估计结果产生向下偏移的趋势,因此估计时考虑内生性问题是很有必要的。
4.2.2 指标替代法
首先,为缓解被解释变量的测量误差,改用国家中心城市除第一产业的农、林、牧、渔业外其他18个行业的从业人员数据对城市集聚辐射效应(lnUfi_18it)重新测算后进行基准回归,结果见表4第(1)列。由此可知,变换被解释变量的测量口径后,变量lnAviationit的回归系数虽有所下降但依然显著为正。
其次,为控制核心解释变量的测量误差,借鉴王全良(2017)、郝晓等(2021)的做法,分别选取机场客货吞吐量(Airportit)、民航旅客周转量(Aviation_Pit)作为民航总周转量的替代变量对基准模型进行重新估计。结果见表4第(2)至第(3)列。其中:机场客货吞吐量为根据国际民航协会推荐的计算方法,按照1旅客=0.1吨货物的标准将旅客吞吐量换算为吨公里后,与货邮吞吐量相加得来。表4的回归结果表明,核心解释变量的估计系数均显著为正,进一步说明本文的基本结论具有稳健性。
4.2.3 异质性效应检验
根据中国民用航空局2017年发布的《民用运输机场建设“十三五”规划》中运输机场的分类标准6,以2017年底的业务量测算,北京、上海、广州为大型枢纽机场所在城市,其他国家中心城市均为中型枢纽机场所在城市。考虑枢纽规模等级对国家中心城市集聚辐射效应可能存在一定的调节作用,从而产生规模异质性效应,本文遂按照大型枢纽机场所在城市和中型枢纽机场所在城市构建二值虚拟变量(Hub),并将该虚拟变量与核心解释变量的交互项纳入基准模型进行参数估计。表5第(1)列的回归结果表明,核心解释变量依然在1%水平上显著为正但交互项(lnAviationitHub)并不显著,这说明民航业对国家中心城市集聚辐射效应的正向显著影响在大型和中心枢纽机场所在城市间的差异(枢纽规模等级的调节效应)从统计上讲并不显著。进一步,本文基于大型枢纽机场所在城市和中型枢纽机场所在城市两个子样本进行分样本回归。对比表5第(2)列与第(3)列的回归结果发现,大型枢纽机场所在城市样本中核心解释变量的回归系数略大。上述差异可能的原因是大型枢纽机场在国际网络通达性方面更有优势、在国际业务量方面更具规模,从而网络经济和规模经济效应更加显著,所以大型枢纽机场对国家中心城市集聚辐射效应的影响相对更大。
4.3 传导机制分析
4.3.1 传导机制的定性识别
厘清民航业影响国家中心城市集聚辐射效应的传导机制就能有针对性地提出促进国家中心城市集聚辐射效应提升的对策和建议。在前文理论分析基础上,重点检验国际贸易、产业结构高级化等途径对国家中心城市集聚辐射效应提升的影响。
本文在借鉴郝晓等(2021)的研究方法基础上,增加个体固定效应和时间固定效应,构建如下传导机制模型:
式(10)中,Yit表示一组传导变量,Xit表示一组控制集(包含外商直接投资、城市人口密度等),ρi表示待估参数,λt表示时间固定效应;μi表示个体固定效应;εit表示随机扰动项。理论上,这些控制变量与国际贸易、产业结构高级化具有紧密的联系(见表6)。
(1)外商直接投资(FDIit)。
外商直接投资不仅影响着我国国际贸易总量,而且对企业出口产品质量的提升具有促进作用。本文选取实际利用外资金额来表示外商直接投资。其中,实际利用外资金额是用当年人民币对美元的年平均中间价进行折算的基础上,进一步通过固定资产投资价格指数进行平减后所得。固定资产投资价格指数缺失的城市以所在省份的价格指数替代。
(2)城市人口密度(Popit)。
人口密度从市场需求侧和要素供给侧对产业结构高级化产生影响。本文选取城市常住人口与行政区域土地面积的比值表示人口密度。
将被解释变量Yit(Tradeit、TSit)、核心解释变量Aviationit、控制变量Xit(FDIit、Popit)纳入传导机制模型进行参数估计。表7报告了被解释变量为国际贸易、产业结构高级化时,变量lnAviationit的回归系数均在5%的显著性水平上为正。因此,民航业对国际贸易、产业结构高级化等传导因素均具有显著的促进作用,下面逐个分析民航业对传导因素的作用机理。
第一,民航业通过促进国际贸易发展进而推动国家中心城市集聚辐射效应的提升。从表7第(1)列显示的结果可知,变量lnAviationit的回归系数为0.421,通过了5%的显著性检验,说明民航业的发展有助于将国家中心城市的交通区位优势转化为贸易通道优势,提升城市国际贸易水平,增强城市“外循环”能力。而国际贸易越发达的城市,与内外部经济的联系越紧密,城市集聚辐射效应则越强,这为研究假设H2a提供了初步证据。
第二,民航业通过推动产业结构高级化进而推动国家中心城市集聚辐射效应的提升。从表7第(2)列显示的结果可知,变量lnAviationit的回归系数为0.103,通过了5%的显著性检验,说明民航业的发展有助于改善高端要素和资源的空间分布,推动城市产业结构迈向高级化。而民航业既是服务业的子集,又在带动现代服务业集聚方面发挥独特作用。因此,民航业能够通过促进产业结构高级化进而推动国家中心城市集聚辐射效应的提升,这为研究假设H2b提供了初步证据。
4.3.2 传导机制的定量比较
根据表2和表7的回归结果可以测算出各个传导要素的绝对和相对影响程度,结果见表8。由表8可知,国际贸易的相对影响程度为62.837%,而产业结构高级化的相对影响程度为37.163%,所以国际贸易是民航业促进国家中心城市集聚辐射效应提升的首要传导途径。