时空视域下解读教育投资与经济增长的关联性——以河南省为例

汤贵玲，许 峰，范 昕，王 岩，CHAN Eme

(1.中国地质大学(武汉)国际教育学院，湖北 武汉 430078；2.中国地质大学(武汉)公共管理学院，湖北 武汉 430078；3.河南大学教育科学学院，河南 开封 475000)

20世纪50年代末西方经济学进入“人力资本时代”，教育开始成为影响经济增长的关键因素，以教育为核心途径的人力资本投资在很大程度上解释了长期困扰学界的“余额”[1]，解开了“经济之谜”。随之20世纪80年代的新经济增长理论再次强调了教育对经济增长的作用，各国纷纷加大教育投资以提升经济实力[2]。1993年，我国颁布《中国教育改革和发展纲要》提出了4%的战略发展目标，教育投资总量有了明显增长，教育质量、人口素质也有所提升，教育投资对经济增长的影响越来越显著[3]，两者之间的关系也越来越受到学者和决策者的关注，成为他们共同讨论的热点话题。

关于教育与经济增长的关系研究最早追溯到经济学家索洛，他把教育看作经济增长的重要因子，将“残差”效益归功于技术进步，间接肯定了教育对经济发展的积极作用[4]。人力资本理论创始人舒尔茨、丹尼森、乔根森和弗朗梅尼肯定了教育对经济增长的促进作用，分别运用经济增长余数分析法、因素分解法等计量方法推算出美国教育或人力资本对经济增长的贡献率为33%、20%和26%[5-7]。ANDRES R P等、COLANTONIO E等、DULLECK U等学者分别对西欧国家、非洲、发展中国家展开教育投资与经济增长之间的关系研究，表明教育会明显促进经济增长[8-10]。靳希斌估算出我国教育在1952—1978年期间对国民经济增长的贡献率为20.9%[11]。蔡增正收集世界194个地区数据推算出1965—1990年教育对经济增长的贡献，2000年，对142个国家的教育外溢利益即教育社会回报率进行估算[12]，进一步解读教育在社会经济发展中的作用。国内还有大量的相关研究，比如于东平、李晋枝、汤华然、万歆、朱健等[13-17]。在研究内容上，以往研究主要集中于教育对经济增长的影响[17-20]或者贡献[21-23]、以及两者的相互作用关系[13-14][24-26]，少量学者针对教育投资效率或教育投入产出效率进行实证分析[27-28]，鲜见深入分析教育投资与经济增长的脱钩关系及演化规律。还有一些研究从区域差异[29-30]、教育层次结构[31-32]、教育规模[33]、高等教育等视角出发，探索教育投资与经济增长之间的关系。在研究方法上，以往研究中多数学者主要采用单位根检验(ADF检验)[14][18]、协整检验[14][17-18]、Grander因果检验[13][17]、C-D函数建模[15]、误差修正模型[18]、VEC模型[27]、DEA模型[28]、系统GMM模型[30]、主成分分析法[31]、灰色关联度分析法[31][34]、FEDER模型[35]等方法研究教育投资与经济增长的相互关系，但鲜有从空间视域下采用空间自相关分析和脱钩指数方法研究两者时空关联性。

基于以往研究，本文采用1997—2017年公共教育投资和经济增长等数据，以河南省为例借助探索性空间分析对公共教育投资水平的时空格局进行研究，借助脱钩指数法对教育投资与经济增长之间的脱钩关系进行测度，从而揭示两者之间的时空关联性的动态变化规律，以期为河南省教育投资的合理性和持续性以及制定提高教育投资水平、增加教育合作等相关政策提供科学借鉴。

一、研究区域概况与数据来源

河南省处于中国大陆腹地，总面积约16.7万平方公里，占全国总面积的1.73%，地理位置在31°23′～36°22′N和110°21′～116°39′E之间，与六省接壤，交通便利。河南省是中国重要的农业大省、人口大省、教育大省、中原经济区的“主心骨”。2018年的教育人口为2 817.06万人，占全省总人口的25.96%；生产总值高于全国平均水平1个百分点，人均生产总值50 152元，低于全国人均GDP(64 644元)。因此，选择以河南省为例研究教育投资与经济增长之间的时空演变特征及两者的关联程度具有典型性，对实现河南省教育资源优化与共享，深化落实中部崛起战略，逐渐稳步完成“人才红利”蜕变具有重要意义。

基础数据主要来源于1997—2017年《河南省统计年鉴》、河南省教育厅以及部分地级市的统计年鉴。考虑研究的可行性及教育经费的主要来源，本文的教育投资是指国家财政性教育经费投入，包括财政预算内教育经费与财政预算外教育经费；经济增长用国内生产总值(GDP)的变化来表征；国家财政性教育经费投入与GDP的比重代表各地区教育投资水平。

二、研究方法

本文采用探索性空间数据分析(Exploratory Spatial Data Analysis，ESDA)和脱钩指数分析法对教育投资和经济增长之间的关系进行研究。其中，探索性空间数据分析主要采用Global Moran’I指数和Local Moran’I指数(LISA)对教育投资水平进行空间关联性测度。Global Moran’I指数可以从全局反映河南省18个地级市教育投资水平的空间格局特征，Local Moran’I指数测度某一地区与周边单元之间的空间分异程度，从局部揭示各地教育投资水平在时空上的分布特征。脱钩指数分析法可以较好地分析河南省18个地级市教育投资和经济增长之间的脱钩关联性。

(一)探索性空间数据分析

探索性空间数据分析法是通过分析空间中某事物或现象与其周边单元的量值之间是否存在相关性及关联程度，并探寻其空间的分布特征或规律[36]。Global Moran’I指数是用来测度某事物或现象在整个区域空间分布的聚集状态和趋势，具体计算公式如下：

(1)

(2)

式中，n代表研究单元个数；yi和yj分别代表空间单元i和j所在位置的测量值；wij是单元i与单元j的空间权重连接矩阵(i，j=1,2,3…，n)。

除此以外，借助Local Moran’I指数测度某一要素的空间差异情况，即某单元与周边单元之间的空间差异性，具体计算公式如下：

(3)

根据Local Moran’I指数计算得出4种结果：High-High代表了高测度值单元周边出现相似高值单元；Low-High代表低测度值单元周边出现高观测值单元；Low-Low代表低测度值单元周边出现低测度值的单元；High-Low代表了高测度值单元周边是低测度值单元。

(二)脱钩指数分析法

脱钩分析即为解耦过程，简单说就是阻断或抑制两个或两个以上要素之间的响应关系[37]。它起源于物理学领域，21世纪初由经济合作与发展组织(OECD)首次提出脱钩概念，应用在农业政策领域的研究，讨论如何解除环境危害与经济财富[38]、经济发展之间的关联性[39]，或者打破资源环境压力与经济绩效之间的作用关系[40-41]。在国内外相关研究基础上[42-44]，本文根据Tapio的脱钩理论[42]，对河南省18个地级市教育投资和经济增长的脱钩关系进行研究。通过将教育投资变化率(%ΔEI)和经济增长变化率(%ΔGDP)的比值来构建脱钩指数，具体计算公式如下：

式中：DIt2-t1代表t2年到t1年的脱钩指数；EIi,t1和EIi,t2分别代表t1年和t2年教育投资总量；GDPi,t1和GDPi,t2分别代表t1年和t2年的经济发展水平。

结合脱钩理论的扩展性定义，本文采用八分法将两者关系划分为强脱钩、强负脱钩、弱脱钩、衰退脱钩、扩张负脱钩、弱负脱钩、增长连接和衰退连接，共8种脱钩类型。在实际操作中，为了避免过度解释轻微变化，依据脱钩指数评判标准，将L1=1.2和L2=0.8作为脱钩弹性系数临界点[42]。若DI在L2～L1之间为“连接”，即两者未发生脱钩，反之则发生脱钩。具体而言，在8种脱钩程度中，当经济增长(ΔGDP>0)的同时，教育投资总量(ΔEI<0)相应减少且增长弹性系数小于零(DI<0)，即某地区的经济增长与教育投资出现严格意义上的脱钩情况，称作“强脱钩”，表明该地区教育投资与经济增长存在解耦关系，GDP的增加反而会导致教育投资增量减少，说明该地区的教育投入经费相对极少，是非常不利于地区教育事业发展。反之，如果经济增长放缓或出现下跌(ΔGDP<0)的同时，教育投资(ΔEI>0)相应增加且脱钩弹性系数小于零(DI<0)，即经济增长与教育投资出现“复钩”情况，称作“强负脱钩”，表明该地区GDP增量减少的同时教育投资增量在增加，这种情况暂时可以解决教育经费短缺问题但是并非长久之计，因为没有考虑教育的滞后性和与社会经济的协调发展问题，这是不利于两者发展的非理想状态。同理，其他情况虽然经济平稳增长(ΔGDP>0)或教育投资总量在减少(ΔEI<0)，但其相应的变化出现了教育投资总量的增加(ΔEI>0)或经济不景气或总量在减少(ΔGDP<0)，两种状态的脱钩弹性系数均大于0(DI>0)，并未出现两者关系的“强脱钩”或“强负脱钩”状态。根据脱钩弹性系数临界点，又可以分成以下状态：分别为弱脱钩(0L1)、衰退连接(L2L1)和增长连接(L2L1)三种状态表明该地区教育投资与经济增长的相互作用关系。

三、结果与分析

为了更好地解析近十年来河南省教育投资与经济增长的时空格局演变特征和规律，首先运用ORIGION PRO 2021和Arc GIS技术展示出1997—2017年河南省国家财政性教育经费、GDP以及所占比重与全国的对比图以及河南省的教育投资水平时空分布图，分析近十年来河南省18个地级市教育投资水平的时空演变特征。为更好地探究出河南省18个地级市教育投资水平的空间格局态势及演变规律，进一步运用Geo Da095i技术、Moran’I指数、LISA分布图和脱钩指数对教育投资和经济增长之间的时空关系进行探析。

(一)河南省教育投资和经济增长的时空分布特征

我国教育投资呈现主体多元、渠道多元、结构多元的状态，公共财政性教育支出仍是教育投资中最为重要的一部分，所以衡量一个国家或地区对教育事业发展的支持力度用国家财政性教育经费占国内生产总值的比重，这也是衡量地区教育投资水平的重要指标[45]。本文采用这一指标揭示教育投资水平的时空演变过程，探究河南省18个地级市教育投资和经济增长之间的时空格局特征及规律。

如图1所示，1997—2017年全国和河南省国家财政性教育经费及GDP总量一直在持续增长，总体走向基本和全国保持一致。1997—2017年，河南省国家财政性教育经费投入累计总额为13 041.25亿元，其中2010年至2017年8年累计总额为9 949.88亿元，是1997—2009年13年的累计投入总数的3.22倍，这和河南省政府积极采取经济发展措施以及响应国家战略规划有一定关系。比如在2009年河南省政府采取《“两转两提”和优化经济发展环境》等政策，2011年积极响应国家“十二五”和“十三五”战略规划有着紧密关系。自2009年起，河南省积极承接境内外产业转移，建立招商引资新机制，积极与沪京津地区以及海外华侨合作交流，促进了河南省经济社会平稳较快发展，为教育经费投入提供了充分的财力支持。图1所示结果也可以看出1998年河南省的教育经费投入占GDP比重超过了全国整体水平，2012年超过了4%的国家战略目标。1997—2017年，整体上河南省的教育投资力度不断增加，河南省各地级市对教育事业的支持力度及努力程度较高。

如图2所示，河南省教育投资水平在时空格局上呈现出“西低东高、北低南高”的态势，说明河南省西部和北部的教育投资水平相对较低，东部和南部的教育投资水平相对较高。可见河南省教育投资水平具有一定的空间集聚性，并存在地域差异性。也就是说某个地区的教育投资水平高/低会带动或影响周边其他地区教育投资水平高/低，也可以看出某个地区政府教育投资力度会影响到周边其他某个地区教育投资力度。同时，从时空分布图(图2)分析得出，河南省的教育投资与经济增长存在非均衡性发展关系，也就是说河南省的某一地区的经济发展态势好，但其相对应的教育投资水平并非高。比如郑州市和洛阳市。

图1 1997—2017年全国、河南省的教育投资水平

图2 1997年、2005年、2010年和2017年河南省教育投资水平的时空分布

研究结果显示，从1997年至2017年，河南省教育投资水平实现快速发展，最低值由1.1%上升至2.06%，最高值由3.03%上升至5.18%。1997年，驻马店、信阳、商丘和开封4个地级市的教育投资水平相对较高，焦作、洛阳和许昌相对较小。整体河南省的教育投资水平较低，与1993年提出的国家战略目标相差甚远，这和河南省、农业大省、教育人口众多、贫困人口较多等历史原因有关，也和河南省地处中原、经济开放程度较低有紧密关系。2005年，河南省教育投资水平仅信阳、驻马店、商丘和平顶山超出了当年全省平均水平，可见这4个地级市人民政府对教育投资的重视和努力程度。21世纪初，河南省以“合作、交流、发展、共赢”为理念开拓国内外市场，招商引资，大力发展经济。2010年，商丘、周口、驻马店和信阳教育投资水平出现较高值，超过了当年全省教育投资水平，其中周口和商丘超过了4%的国家战略目标。2017年，信阳、驻马店、周口、商丘、濮阳和南阳均超过全省教育投资水平，其中信阳、驻马店、周口、商丘和濮阳均超过了全国教育投资水平值4.17%。可以看出，河南省人民政府开放思想，扩大海内外企业交流与合作，加快中原经济区建设的相关政策初有成效，为教育经费投入提供可能。

从时空格局角度来看，1997—2017年，信阳、驻马店、商丘一直处于较高值，说明这些地区对教育的经费投入相对较高，当地人民政府及教育局对公共教育投资及教育事业的努力程度较高。濮阳、开封、周口的教育投资水平逐步稳健增加，其他各市则呈现高低起伏的动态变化态势，可见教育投资和经济增长之空间格局演化机制的复杂性、动态性、非确定性，这主要与国家在不同经济发展时期对教育、经济的政策倾向和支持力度，地方经济发展情况，领导决策和风格，当地教育人口，当地居民思想观念等有关，当然教育投资收益率、国际经济和教育形势等也是两者时空格局演变态势的重要原因。

(二)河南省教育投资与经济增长空间自相关分析

运用Geo Da095i分析工具测算出河南省教育投资水平的全局空间自相关Moran’I估计值，研究结果显示河南省教育投资水平的全局Moran’I估计值表现出空间正相关，除了2004年和2005年外，都在1%的水平上显著，表明河南省教育投资水平在空间上有较强的依赖性，在空间上存在集聚态势，说明河南省重视教育投资和教育事业的发展，会形成一定的集聚效应，带动相关产业向一个地区聚集。

由图3可以看出，河南省教育投资水平的全局Moran’I指数为正，由1997年的0.25增加至2017年的0.5，整体呈现波动式上升趋势。其中，1997—2003年全局Moran’I估计值在0.2～0.4上下浮动，呈现波浪式下降态势；2005—2007年全局Moran’I估计值迅速上升；2007—2011年全局Moran’I在0.4上下浮动，变化幅度较小。2012—2017年呈现逐步上升趋势，2017年达到较高值。从结果分析得出，河南省教育投资水平的空间相关性愈加明显，地理界线越来越不明显，各市之间的合作加强，区域协调发展趋势加强。从指数变化可以看出，河南省的教育投资水平空间集聚性呈现动荡式曲线变化，说明河南省各个地区教育投资水平和地区间相互交流合作倾向性不太稳定。

由图4河南省教育投资水平的LISA分布可以看出，整体上河南省主要呈现出两种关系类型：“高-高”和“低-低”。“高-高”类型主要分布在河南省南方地区，“低-低”类型主要分布在河南省西北地区。可见河南省南方地区的教育投资水平相对较高，对教育事业努力程度较高。河南省西北地区教育投资水平相对较低，可能和经济发展速度快、教育经费增速慢、区域教育资源整合较好等有关系。1997年，处于“低-低”的城市(低值的城市被低值的城市包围)只有郑州，处于“高-高”的地级市(高值的城市被高值的城市包围)有南阳、信阳，其他各市区不显著。2006年，处于“低-低”的地级市只有郑州和洛阳，其他均不显著。2010年，处于“低-低”的地级市有郑州、洛阳、济源和焦作，其他均不显著。2017年，处于“低-低”的地级市有郑州、洛阳、焦作和新乡，“高-高”的地级市有信阳、驻马店。从图4可以看出，河南省西北部低教育投资水平的地级市空间集聚特征显著，南部多出现高教育投资水平的集聚区，其中西北部的郑州和洛阳、南部的信阳和驻马店空间集聚性高，存在明显的时空依赖性。

图4 1997、2006、2010和2017年河南省教育投资水平的LISA分布

(三)河南省教育投资与经济增长脱钩的分析

河南省教育质量和经济发展水平均在逐步提升，教育投资和GDP多数为正值，所以两者的脱钩指数估计值多为正。研究结果如表1所示，1997—2017年河南省教育投资与经济增长的脱钩类型主要有6种：扩张负脱钩(教育投资增长>0，经济增长>0，增长弹性DI>L1)、强负脱钩(教育投资增长<0，经济增长<0，DI<0)、增长连接(教育投资增长>0，经济增长>0，L20，经济增长>0，00，DI<0)、衰退脱钩(教育投资增长<0，经济增长<0，DI>L1)，分别占研究样本的46.67%、4.72%、16.67%、20%、11.67%、0.28%。在8种脱钩类型中，没有衰退连接和弱负脱钩这2种类型。其中，扩张负脱钩为主要类型，在1997—2003年、2004—2010年、2011—2017年3个时间段里，占比分别为47.62%、41.27%、44.44%(表1)。其次是弱脱钩类型，占比分别是16.67%、24.60%、15.87%(表1)。再者是增长连接类型，占比分别是16.67%、17.46%、13.49%(表1)。

表1 脱钩逻辑类型统计

研究结果表明，河南省教育投资与经济增长的关系类型以及空间格局呈现多样化发展趋势。1997—2003年，脱钩类型主要有扩张负脱钩、强脱钩、弱脱钩和增长连接，分别占研究样本的47.62%、16.67%、16.67%和16.67%(表1)。2004—2010年，脱钩类型有扩张负脱钩、弱脱钩、增长连接、强负脱钩和强脱钩，分别占研究样本的41.27%、24.60%、17.46%、11.91%和4.77%(表1)。2011—2017年，脱钩类型有扩张负脱钩、弱脱钩、增长连接和强脱钩，分别占研究样本的44.44%、15.87%、13.49%、17.46%和11.90%(表1)。

整体而言，1997年至2017年，河南省的教育投资与经济发展呈现健康良性发展关系，扩张负脱钩是河南省教育投资与经济增长的主流脱钩状态，其中代表性城市依次有：安阳、郑州、平顶山、周口等地级市，说明整体上河南省21年里增长弹性系数较大(DI>1.2)，教育投资增长速度超过了经济增长速度，这符合教育先行论和优先发展教育等国家政策。同时可见河南省教育投资对经济增长较为敏感，经济增长对教育投资的影响很大。但相对而言，许昌、济源、洛阳、焦作等地级市的教育投资对经济增长敏感性较弱，教育投资增长弹性有待提高。从时空角度看，研究期间的脱钩类型种类逐渐减少，由第一阶段的6种类型减少到第三阶段的4种类型。强脱钩和弱脱钩类型的城市数量逐渐减少，比如三门峡市在第一阶段的一次强脱钩类型和两次弱脱钩类型发展到第三阶段已经完全消失，南阳市在第一阶段的两次强脱钩类型到第三阶段转变成一次弱脱钩类型。说明这些区域的地方政府在教育投资和经济增长方面不断地作出不同程度的努力。同时不利于教育和经济发展的强负脱钩和衰退脱钩类型逐渐消失，比如商丘市和周口市在第一阶段的一次强负脱钩类型发展到第三阶段已经消失，焦作市的衰退脱钩类型在第二阶段已经完全消失。可见，不断变动的脱钩状态综合体现出，河南省各地级市教育和经济发展的形态各异，各地级市的教育投资对经济增长的影响具有动态性和非线性特征，也反映了教育与经济关系的复杂性。

分析认为，随着观念意识的转变以及经济水平的提升，人们不再以牺牲经济发展来投资教育，更不会再现教育和经济同时负增长。说明随着河南省中原崛起等国民经济发展战略的深化，经济实力不断增强，河南省的教育投资与经济增长的脱钩状态逐渐得到优化。但需要注意的是，在21年里，强脱钩类型的城市减少的并不多，表明河南省有些地级市对教育投资极少。从经济角度分析，这可能是由于河南省有些地级市的经济发展相对落后，教育投资力度不足或者教育资源统筹整合不到位等原因所致。

四、结论与建议

本研究以河南省为例，基于探索性空间数据分析和脱钩指数方法分析了1997—2017年教育投资水平的时空格局特征以及教育投资和经济增长的脱钩关系，揭示了两者的时空关联程度。研究结论如下：

(1)河南省教育投资水平在时空格局上有显著的异质性，河南省西北地区的教育投资水平明显低于东南地区，呈现出自东向西、自南向北逐渐减弱的空间演变特征。河南省教育投资水平的全局Moran’I指数为正，整体呈现波动式上升趋势。河南省教育投资水平的LISA分布图显示其在局部时空格局上出现“高-高”和“低-低”两种类型，主要集中在河南省南部和西北部的郑州市周边地市，其他均不显著。可见河南省教育投资水平具有空间集聚性，各地级市间依赖性越来越强，打破行政界线加强地级市之间的合作与交流将成为河南省教育发展的路径之一。

(2)脱钩分析结果表明，在研究期间河南省教育投资与经济增长的脱钩关系呈现多样化态势，扩张负脱钩、弱脱钩和增长连接为主要脱钩关系类型，其中扩张负脱钩为主流类型。近21年来，河南省的教育投资与经济增长的脱钩状态逐渐得到优化。不断变动的脱钩状态综合体现出，河南省各市区教育投资对经济增长的影响具有动态性和非线性特征，也反映了教育与经济关系的复杂性。针对以上结论，结合河南省情，分析认为河南省作为人口大省，解决经济发展问题、提高对外开放水平、加强省内省际交流合作、保障教育经费刚性需求、优化教育资源配置等将成为河南省教育与经济生态性发展的关键。

针对以上结论，分析认为，河南省作为人口大省，解决经济发展问题、提高对外开放水平、加强省内省际交流合作、保障教育经费刚性需求、优化教育资源配置等将成为河南省教育与经济生态性发展的关键。在“十四五”规划中，国家再次强调提高教育的对外开放水平，建设高质量教育体系。河南省应抓住时代所需，综合自身省情优势，比如寻根文化、人口大省、农业大省等，着眼全球，加强统筹规划，整合自身各项资源，积极自我宣传，打造“中原城市群”教育高地，推动河南省教育与经济高质量发展，提升河南省整体国际化水平，为河南省教育的对外开放、“双一流”建设提供坚强后盾。

当前处于两个百年未有之大变局的新时代，河南省应积极面对新时代的机遇与挑战，强化“尊重人才、善待人才、包容人才”意识，加强高层次人才的培养、引进与使用，运用大数据信息可视化技术，采用先试点再普及的方式建立互通互融的河南省地级市智慧中心-河南省级智慧中心-中原地区智慧中心-中国智慧中心，形成共享共建共赢的“点-线-面”的战略发展格局，积极构建河南省乃至全国的人才智慧集聚高地，努力成为中国加快建设世界重要人才中心的中坚力量。