公路建设产出及其全要素生产率的比较研究

答辩委员会： 严宝杰 教授 评 阅人：马荣国 教 授 安学武 高工二0 0五年六月 摘要 本文首先讨论了 要素投入和要素生产率研究的经济学基础，分析了我国投 资、全要素生产率和产出增长之间的关系。在此基础上，结 合我国公路发展的历程、适应性分析，论述了公路建设投资 与产出及全要素生产率之间的关系。然后给出了公路建设产 出、全要素生产率比较研究方法框架。在框架基础上对公路 建设产出效果计算方法进行了比较研究，对生产函数法在中 国应用时，函数中资本要素的性质进行了重新界定，并给出 了方法使用场合的判别方法；对全要素生产率的计算方法进 行了比较研究。给出了计算公路建设全要素生产率的考虑成 本函数的改进D i V i s i a指数算法。最后应用公路建设 产出效果和全要素生产率的计算方法进行了实证计算，验证 了方法的可操作性和可靠性。关键词：公路建设投资 产出 全要素生产率 比较研究生产函数成本函数D i v i s i a 指数

Abstract I n This paper, t h e e c o n o m i c basis o f factor investment and factor p r o d u c t i v i t y i s firstly d i s c u s s e d , and relationships be tween investment, total

factor pro

owth are analyzed.On this ba sis,according to the histor y and theapplicability

of o

ur country's highway develo pment,the author discusses therelationship of investm ent and output of highway co nstruction and their relati onshipwitll total factor pr oductivity(TFP).Then,the

f

rame of a research method wh ichcompares highway constr uction output and total fac tor productivity(TFP)waspr esented.On the basis of this frame,a computing method of highway constructionoutput effectiveness is conducted, and the condition this meth od is used is discussed.And a computing method of total

factor productivity is also studied.The authordesigns a algorithm of the cost fimet ion of total factor product ivity -------------- AdvancedDivisia

ind

ex.Last,an example of how to compute the highway constru ction outputeffectiveness and total factor productivi ty is given, in this way, the m aneuverabilityand

the reli

ability ofthe method are te sted.Key words:Highway cons truction investment,output, total factor productivity(T FP), comparing study,produc tion function,cost functio n,Divisia index 第~章绪论 §1.1研 究背景与意义1.1.1研究背景 投资、消

费、出口是带

动国民经济发展的“三架马车”。我国“六五”到“八五” 期间较高的投资增长率，对同期保持平均高达两位数的经济 增长速度起到了巨大的作用。但进入“九五”时期以后，我 国经济实现了 “软着陆”，特别是1 9 9 8年受外部环境影 响（东南距地区爆发了大规模的金融危机），我国产品的出 口额大幅下降：而国内此时正面I临着国有企业改革及一系 列制度改革问题（如：公费医疗、退休保险制度、教育制度 改革等），就业形势严峻，银行储蓄率过高，消费市场有效 需求不足；同时我国还暴发了特大洪涝灾害，对国家造成了 巨大的损失。中国经济出现了一段时间的通货紧缩，经济增 长速度迅速回落。从1996年到1999年底银行7 次调低利率，开征20%的利息税，并没有使经济明显回升 决

策部门发现，银行与企业问的关系没有根本改善、国有企 业改革没有完全的情况下，单一利率的调节是有限的，仅仅 靠放松货币是难以从根本上扭转经济放缓的格局的。于 是的思维逻辑转向财政，为了刺激有效需求， 我国于1998年初以来实施积极的财政，并伴以稳健 的货币，通过扩大投资规模来拉动经济增长。投资规模 的加大制止了我国经济增长率下滑的趋势，拉动了经济紧缩 向正常状态的过度，保持了我国经济持续的高速增长的态 势。积极财政实施的主要目的是扩大投资规模，主要 切入点是公路等基础设施建设领域。公路等基础设施是经济 领域的关键组成部分，是国民经济运行的基础。公路等基础 设施的投资水平，直接制约着经济各领域资源配置的效率水 平，从而制约着经济增长。 公路等基础设施投资具有引导性， 可以刺激私人投资的增加以此带动经济的增长。另外公路等 基础设施投资的规模相对较大，投资回收期长，投资来源相 对较少，投资短缺是该领域的主要矛盾。所以近年来把 投资的重点放在了公路等基础设施建设领域。

在国家实施

积极财政，加快了基础设施建设步伐的背景下。自19 98年开始，全国各省市的公路建设轰轰烈烈的展开，仅1 998年一年，全国就投资2.2亿元建设公路5.16万 公里，至2003年底，我国公路的通车里程已经达到了1 8 1万公里，其中高速公路近3万公里。

图1.1我国公

路建设投资增长翠 注：图表中数据来源 《新中国交通》（1 949--

1999）,《国家高速公路网规划》（2 0 0 5）,《中国统计年鉴》（2 0 0 4 ）

改革开放以来我国

经济的起飞与快速发展与加大公路交通基础建设投资规模 是密不可分的。在我国经济的起飞阶段，面临的最大障碍是 没有推动力，经济风险大、资本缺乏、私人资本积累缺少动 力和能力。这时通过加大对公路建设的投资、发挥其基 础性、先导性的作用，减小了企业的投资风险，降低了企业 成本、提高了投资回报率，使快速的资本积累得以实现，从 而使经济能迅速地摆脱贫困。特别是近年来，在有效需求不 足的情况下，我国经济能保持持续高速的发展，与积极财政 的实旌，通过加大对公路建设的投资，来带动经济增长 是分不开的。公路建设投资与资本的形成在经济增长中起着

举足轻重的作用1. 1.2研究的目的和意义

交通运输是

任何经济社会中不可或缺的重要组成部分，它己涉及到我们 生活中的方方面面。交通运输的出现源于空间上资源、劳动 力的分布不均。当商品由其产地被运送到具有较高价格的销 售地；当人们适时的从时间价值较低的地方转移到时间价值 较高或者他们愿意去的地方时，交通运输就开始发挥其作 用。交通运输通过满足人流、物流、信息流的需求，扩大了 商品和劳动力的市场，促使了

2区域经济专业化的形成，

增大了生产的规模，提高了区域经济的竞争性，增加了其所 在区域土地的价值。如果没有发达的交通运输系统，将不利 于实现资

本、资源、劳动力、信息等生产要素的充分流动， 就不可能充分连接国内及国际市场，提高经济的效率和效 益。公路交通系统与其他运输方式相比，具有时空上的灵 活性、运行条件的便利性，覆盖面广、通达性好等特点，特 别是高等级公路对发挥公路运输系统的运输效率作用很大， 对经济增长的影响也很大。 公路建设不仅改善了区域的交

通状况，而且作为基础设施本身就是经济领域的关键组成部 分，对经济增长有很大的影响。

近几年来，我国加大

了对公路建设的投资力度，公路建设对产出增长的影响是什 么，成为人们普遍关心的问题。

影响产出增长的因素很多，

这些因素也处于不同的层次。但归纳起来，产出增长的直接 源泉有两个：一是要素（劳动力、资本）投入量的增加（由 于土地的投入量变化小，而且，在非农业生产部门中，一般 把土地的价值计算在资本中，所以此处的要素中没有包括土 地），二是要素生产效率的提高。同时要素投入对要素生产 率的提高也有影响。由于在实践中，投入的要素不只一个， 所以要素的生产效率不是指单要素生产率而是全要素生产 率（Total Factor Product

ivi t y）简称T F Po 因此公路建设投资对产出增长的影响，

应从要素投入增加和全要素生产率提高这两个角度来分析。 要素投入（公路建设投资、劳动力投入）、全要素生产率、 产出增长的关系见图1.2。

图1 . 2公路建设投入、全

同时全要素生产率

要素生产率、产出增长的层次关系简图

的提高是经济保持可持续增长的决定性因素埠“。中国今后 要想获得经济的可持续、稳的增长主要需依靠全要素生产率 水平的提高0 17】。所以公路建设投入对各产业部门及整 个国民经济全要素生产率变化的影响也成为急待研究的问 题。另外，国内目前关于公路建设投资对产出增长影响的 研究以定性研究为主，定量测算不多。关于公路建设投资对 全要素生产率的影响问题还缺乏研究。

为此进行公路建设

投资对产出、全要素生产率影响的研究是很有必要的，其对 于宏观经济分析与相关部门的决策制定有着十分重要 的意义。

§1.2国内外研究概况1.2.1国外研究概 况国外对公路建设产出以

及全要素生产率研究方面既采取

了定性的研究又建立了一系列经济模型来进行定量的测算。 最终得出的一个统〜结论是：公路建设投资与产出和全要素 生产率之间有很密切的联系。

美国在这方面的研究成果很

多，有国家层次、地州（市）层次，及一些国际比较研究。 1971年Meyer提出的哈佛微观交通仿真模型研究 了公路建设投资对发展中国家的影响。1980年Harr is提出的多地区、多产业预测模型分析了公路建设投资和 其他地区影响因素对地区产出的影响。

1980年Hlie wick和L.Car ol等人把通讯系统和公路系统投资 对

经济影响进行了模拟分析，得出的结论是2 0世纪7 0年 代，宾西法尼亚州与北卡罗来那州的就业与收入的增长与公 路有很大关系，但农村地区的关系比城市弱的多。

产生于

20世纪30年代的投入产出法，自列昂惕夫提出以来，在 各方面得

到了广泛的应用。其基本的分析方法主要是基于国 民经济各部门之间错综复杂的联系。其最基本的依据是研究 地区的投入产出表，最终的分析结果主要是产业之间的直接 消耗和间接消耗。1 9

8 4年，Liew根据阿拉巴马州的 交通系统得出的多地区投入产出

模型用于分析公路投资对 经济的影响，分析了公路投资对于个人收入和就业压力的影 响。1970年Arrow和Kurz把公共资本存量纳 入宏观经济生产函数中，即把公共资本（基础设施资本）存 量从总的资本存量中分离出来，作为一个生产要素加入生

4产函数中。19年Aschauer根据克布…道格 拉斯生产函数(C_一D函数)，使用美国1 9 4 5〜19 85年的时间序列和横截面数据，分

析了美国用于基础 设施建设的公共投资对于产出和生产率提高的影响。结果显 示产出、生产率的提高和支出用于公共设施的投资高度 相关，尤其是核心基础设施高速公路、机场、运输、水、电 等对生产率提高有很强的解释力。其研究发现基础设施投资 对经济总产出有着较大的影响，估计的产出弹性等于0.3

9;认为美国19 7 1〜1 9 8 5年全要素生产率下降的主 因是基础设

施投资增速降低；基础设施通过提高私人部门的 生产率以及公共支出提高私人资本投资的回报率来带动私 人投资增长，从而促进经济的增长。1 9 9 0年Mu nne 11在Aschauer研究的基础上，利用美国19 4 8〜1 9 8 7年的数据，估计了基础设施投资对于产出弹性 为0.34〜0.4 1。进一步分析得出公共基础设施投资 对于生产

率的提高有着很大影响的结论。但是，许多学者也 认为他们的研究结果数值偏高，认为其研究结果反映了基础 设旌与总产出的相关关系，并没有反映出因果关系°Tat om(1991,1993 )指出 Asehauer 的经济 分析中忽略了数据的时间序列特性，所以得出的结论异乎寻 常地高，他采用一阶差分重新回归，得出基础设施投资对产 出的弹性只有0.14。

1993年Canning和F

ay证明了核心基础设施如高速公路比非核心基础设施对 经济增长

的影响要大。他们通过对5 7个国家I 9 6 0〜1 990年的数据，采用变量为对数形式的生产函数，估计交 通设施的产出弹性明显高于电力和电讯。同样的设施对高收 入国家和低收入国家弹性差异很大，高收入国家弹性高。如 交通设施对高收入国家弹性为O .17

4，对低收入国家只 有0 .050。 1993 年Nadi ri和Mamune as分析了美国基础设旌建设和R&D支出对12个 制造行业全要

素生产率TFP增长率的影响，结果表明 基础设施建设和R&D支出降低了这些行业的成本，对这些 行业的盯P增长率存在不同程度的正相关，对不同行业的影 响差别较大，但汇总的影响不大。

1 9 9 7年Bel 1和

Mcguire进行了美国公路建设投资与宏观经济增长 分析的研究。在

研究中，他们首先建立了完备的基础分析数 据库。在此基础上将公路建设投资作为投入要素引入不同产 业的生产函数，运用1 9 7

0〜1 9 8 9年的数据，用C — D函数模型估计了公路建设投资对

于制造业、TCPU （交 通、通讯、公共设施）、零售业、批发业、

服务业的产出影 响。结果表明美国公路建设投资与TCPU、零售 5业、

服务业的产出有着显著的正相关，对制造业、批发业产出的 影响不显著。

1 9 9 6年H omme运用法国21的地区

1 9 7 0〜1 9 9 0的数据，用C— — D函数估计得出交通

基础设施投资对产出影响不显著的结论。 2000年Bo

naglia和Ferrara利用意大利1 9 7 0〜1 994年的数据，用c—_D

函数估计得出基础设施投资对 产出影响不显著的结论。

Boarnet(1997)>

Chandra 和Thompson(200 0)的研究认 为基础设施投资只对经济活

动进行分配，而不增加净产出。 1998年Femald分析了美国高速公路投资增长对 运输密集行业的影响，高速公路之类的基础设施存在饱和 点，因此，类似于高速公路建设的基础设施投资只能短暂地 提高经济增长率，而超过饱和点的基础设施建设对于经济增 长率的刺激作用将大大下降。

国外研究表明：公路建设投

资对于发达国家产出和全要素生产率的影响是复杂的，实证 结果受到研究方法、数据选择、解释变量、技术处理的多样 化等各种因素影响差异比较大。

总的来说，国外在研究中

使用的方法主要是投入产出法和生产函数法。方法的优点和 不足如下： 投入产出法可以直接体现公路建设投资实现过 程中国民经济各部门与公路建设的技术、经济联系，但是该 方法需要大量的数据资料的支持，如：公路建设过程中消耗 的各种材料、机械等

的数量以及相应的投入产出表。有时在 分析问题时，所研究地区投入产出表可能没有编制，这样就 使投入产出法在应用上受到一定程度上的。

生产函数

法相对比较简单，对数据的要求相对较少，适用性广。只需 知道要素投入值和产出值数量即可。但是该方法没有反映出 公路建设投资实现过程中国民经济各部门之间错综复杂的 关系，将过程中的很多因素都内生化了，并且生产函数法忽 略了要素投入的价格因素对要素使用的影响，这样会使利用 生产函数得出的结果误差较大。

1.2. 2国内研究概况 我

国对公路建设投资和产出之间关系的研究主要内容是公路 建设投资对于 6产出的拉动作用，应用的主要研究方法是 静态投入产出法、投资乘数算法、投资乘数改进算法。对于 公路建设投资对于全要素生产率影响方面还缺乏研究。

1

9 9 8年北京工业大学的刘小明等人引用了美国商业部经 济分析局

(BEA )于70年代中期研究的一系列RIMS

II(Regional Input ------------------------ output M

odeling System)投入产出分析模型，分析 了美国公路行业的投资

乘数并且根据我国的国情，采用了北 京大学厉以宁教授的“中国经济增长数学模型”对美国公路 的投资乘数进行了修正，得出了我国近期和远期的投资乘 数。该方法直接引用了美国经济水平和公路的有关参数，这 样得出的结论与中国的实际不一定相符。

1998年交通

部规划研究院的杨文银运用了静态投入产出法通过对我国】 995年投入产出表的分析，建立了包括公路建筑业在内的 34个部门的投入产出表，并从中计算出了公路建设对国民 经济其他各部门的直接消耗系数和完全消耗系数，以此来分

析公路建设投资对产出的拉动作用。2 0 0 0年张劲文等人 用这套理论计算了投资开（平）阳（江）高速公路对广东省 产出增长的影响。

1999年山东省交通科学研究所的许

云飞通过对三个国家相关时段公路建设和国民经济的关联 分析，求得了中国和山东的公路建设适应经济发展的有关参 数，在此基础上又利用乘数算法计算了公路建设投资对产出 的拉动作用，并具体分析了几条重点高速公路的拉动作用， 然后把它运用到全省的路网中。

2003年长安大学周伟、

王元庆、张志敏针对目前利用乘数与投入产出法计算公路建 设投资效益的不足，在投入产出法基础上，从投资乘数的原 始定义出发，论述了在公路投资建设过程中，对于公路建设 投资的投资乘数的计算方法。

各方法的优点和不足：

静态

投入产出法运用投入产出表反映了投资与经济增长之间复 杂的技术和经济联系，但是投入产出表的编制一般都要滞后 于经济发展几年，这样分析出的结果并不能代表目前的情 况，而且往往某些地区投入产出表可能并没有编制。静态投 入产出法不适于分析研究区域社会经济的动态行为。

投资

乘数算法简单易行，但是在计算时基础数据是从几条高速公 路的

工可报告中获得的，并在此基础上外推到所有道路，这 样计算的结果误差很大。运用该方法很难体现出间接消耗部 门由于公路建设而导致的生产需求增加。丽且以全社会的平 均边际消费倾向来计算由于公路建设引起的投资乘数是不 恰当的。 基于投入产出的改进投资乘数算法克服了常用方 法中用全社会边际消费倾向代替公路投资消费倾向的不足。

但是该法在利用投资乘数的原始定义计算投资乘数时仍要 依赖投入产出表，使方法的适用性受到一定。计算材料 的消耗量，以部分公路的消耗量代替所有公路的平均消耗 量，会给结果带来误差。公路建设过程中的某些数据来源于 工程可行性研究报告，但是公路建设时往往会发生某些变 化，不一定按工可报告中的数量操作，这样计算出的结果难 免有偏差。1.2. 3综述 综上关于公路建设投资对产出

以及全要素生产率影响的计算方法很多，这些方法都有着自 己的优点和适用性，还有不尽完善的地方有待于进一步的研 究和完善，计算结果也存在着差异，为了保证研究结果不带 偏见，所以有必要对它们开展比较研究，对每种方法做深入 的分析，为每种方法进一步完善与实际应用提供依据。因此 开展公路建设产出以及全要素生产率的比较研究是很有必 要的。§1. 3研究的主要内容 针对公路建设投资与产出、 全要素生产率的国内外研究概况，本文拟对以下几个内容进 行研究： （1）公路建设产出、全要素生产率比较研究基

础（2）公路建设产出效果计算方法比较 全要素生产率计算方法比较

（3）公路建设

（4）实证分析第二章公路

建设产出、全要素生产率比较研究基础 §2.1投资、产 出和全要素生产率研究综述2.

1. 1概述 （1）概念1）

投资是指经济主体将一定的资金或资源投入某项事业，以获 得经济效益的经济活动，从直接目的和具体过程来看，都是 资本的形成。投资按投资对象不同可分为基础性投资和工农 业投资：按性质不同可以分为固定资产投资和流动资产投 资；按资金来源可分为公共投资和私人投资。公路建设投资 属于基础性投资、固定资产投资。

2）经济增长是指一国

生产的商品或劳务的增加，它包含两层含义：一是经济总量 的增长：二是经济结构的协调。本文所涉及的经济增长指经 济总量的增长，既产出的增长，而且以国内生产总值（GD P）来衡量。 3）资本是指能够带来比自身价值更大的价

值。在广义上，它包括物质资本与人力资本。物质资本还是 人力资本，都是投资的结果

4）劳动力是指社会可以获得

5）生产要素在农业经

的用于生产过程的一切人力资源。

济社会主要包括土地和劳动力；在工业经济社会主要是物质 资本和劳动力；在知识经济社会，除了物质资本和劳动力外， 人力资本、知识也是重要的生产要素。

6）全要素生产率

是非体现的技术进步率（经济学意义上的），其本质是所投 入全部要素的综合生产效率的增长率。经济增长的很大一部 分是不能

用劳动和资本来解释的，于是把这一不能解释的部 分定为全要素生产率，既全要素生产率是说明产出中不能用 投入量的增加来解释的“余量”的〜个概念。投资是全要素 生产率得以产生并能够作用于经济增长的重要条件

投资、全要素生产率与产出增长的基本关系

（2）

经济问题总是

存在于特定经济背景中。假如考察的不是一个特定时期特定 条件下的特定经济系统，如：改革开发后的中国。而是想得 出投资、全要素生产率 9与产出增长之间关系的一般结论， 就不能不考察不同经济系统中特定条件的影响。在本文中， 这些条件主要界定为：经济发展的不同阶段、增长的模式、 社会经济所处的背景。

1）在经济发展的不同阶段，投资、

全要素生产率与产出增长的关系也在不断变化。 在经济发

展的初期，资源和劳动力相对过剩，主要以建设基础设施为 主，为发展工业奠定基础。因此，在这个时期国家会花大力 气在投资上，并通过投资来拉动产出增长，此时投资成为产 出增长的推动力，也可以说是投资决定了产出增长。发展中 国家的经验表明，在经济起飞阶段，由动员储蓄、实行 倾斜性的产业和在促进资本形成的领域实行大量的投 资推动了经济摆脱贫困陷阱的束缚，这是东亚经济群实现经 济超越的法宝。其道理在于，处于低发展水平的经济面临的 最大障碍是没有第一推动力，经济风险大、资本缺乏、私人 资本积累缺少动力和能力，这时加大在基础设施上的投 资、特定产业发展和对企业的技术支持不仅

减小了企业 的投资风险，而且降低了企业成本、提高了投资回报率，使 快速的资本积累得以实现，从而使经济能快速地摆脱贫困。

此时，投资为全要素生产率发挥作用提供了先决条件。而当 经济系统奠定了一定的基础后，经济增长中对人才和技术的 要求越来越高，全 .