科技創新、空間溢出與區域經濟增長：基于30省區數據的實證研究

王家庭

[摘要]建立了區域科技創新溢出測度模型和區域經濟溢出測度模型，并以2004年～2008年我國30個省區的面板數據為研究對象進行了回歸分析。結果發現：R&D資金投入對于區域創新能力的影響顯著，但影響力增速逐漸放緩，而人力資本量和城市化率對區域創新能力的影響不顯著，區域間的科技創新溢出受到抑制；各省科技創新投入轉化率及科技創新溢出的經濟效益有著明顯的不同，科技創新在經濟各要素的溢出活動中的作用并不突出。在此基礎上，提出了相應的政策建議。

[關鍵詞]科技創新；空間溢出；區域經濟增長

[中圖分類號]F061.5 [文獻標識碼]A[文章編號] 1673-0461（2012）11-0049-06

一、引 言

研究創新溢出對區域經濟增長的具體影響，可以對我國區域經濟的協調發展提供一定的理論指導，以此促進我國區域社會經濟的迅速發展。

關于溢出效應對經濟增長的影響，國內外學者作了大量的研究。Arrow（1962）最早用外部性解釋溢出效應對經濟增長的影響，Romer（1986）沿用阿羅的思路提出了知識溢出模型，Lucas（1988）構造了人力資本溢出模型。Cainelli（2003）等研究了歐洲89個區域1980年～1992年產業的區內、國內產業區之間以及國家之間三個層面知識溢出對制造業勞動生產率的影響。

國內方面，喻世友等（2005）分行業討論了FDI是否能通過溢出渠道提高國內企業生產的技術效率；彭水軍等（2005）實證研究了技術吸收能力對外溢效果的決定性作用；王玉梅、田恬（2011）研究了知識溢出的不同經濟主體對技術創新能力的影響。熊義杰（2012）對溢出效應的計量和分離提出了新見解，并進行了實證分析。

總體而言，上述研究還缺乏對中國區域創新溢出進行更加全面、綜合、動態的評價，特別是關于區域創新溢出對各省區經濟增長的差異化影響研究有待深入。基于此，本文在構建相關理論模型的基礎上，實證研究了我國各省區真實的創新活動及創新溢出對經濟增長的具體影響。

二、模型構建

1.區域創新溢出測度模型

隨著空間計量經濟學的不斷發展，國外許多學者通過空間計量經濟學來研究R&D知識生產和溢出，并把專利作為知識生產的結果（Jaffe，1989）。

為了評價不同要素對R&D產出的影響，假定一個地區的R&D投入和有用新知識的產出有一定的關系。盡管很難觀察到新知識，但可以通過專利來代替。考慮如下的基本知識生產函數：

Z■=RD■■B■■e■

其中Z■是創新產出，1、2分別是RDi和Bi的彈性系數，RDi是研究與發展的支出，Bi是反映其他額外影響的一個變量向量，ei代表一個隨機誤差項，下標i表示地區單元。

對上面的公式進行變換可得：

1nZi=11nRDi+21nBi+ei

根據研究主題，選擇各省專利產出作為指標Zi，區域的R&D資金投入作為指標RDi，人力資本H、城市化率CSH作為額外影響變量Bi，構建模型如下：

1nZi=β■1nRDi+β21nHi+β31nCSH■+εi=1，2，3，…，n

式中下標i表示區域（地區），ε是模型的隨機誤差項，β0、β1、β2、β3是模型系數（常數）， 當區域的R&D資金投入量RDi、人力資本H、城市化率CSH分別增長1%，區域專利申請量Z就會分別增長β1%、β2%、β3%。

在一般模型所選取的自變量與解釋變量基礎上，引入空間矩陣W，增加一個新的自變量W1nZi，構建出一個空間滯后回歸（SLM）模型：

1nZi=λW1nZi+β■1nRD■+β■1nH■+β■1nCSH■+ε

i=1，2，3，…，n （1）

其中，借鑒Anselin（2003），選用的W作為K-Nearest Neighbor空間權重矩陣，K=4；λ是空間自回歸參數，其取值在-1到1之間，在此模型中代表一個地區的科技創新對鄰近地區科技創新的影響程度，其他符號含義與上述一般模型中一致。

2.區域經濟溢出模型

Griliches（1979）最先提出用來估計R&D相關要素對于產出的影響，采用的知識生產函數形式是：

Y=F（X，K，u）

式中Y是宏觀或微觀水平的產出；X是正常的生產投入向量比如勞動力與資本；K表示技術知識水平，部分由現在和過去的研發費用決定；u是其他因素的作用或隨機誤差。技術知識水平由現在和過去的研發投入決定：

K=G[W（B）R，v]

W（B）是一個滯后多項式，B是滯后算子，R是研發費用，v是隨機誤差。

選擇省區GDP作為產出變量Y，全社會固定資產存量K與勞動力人數L作為正常的生產投入向量，用省區R&D資金存量R代表技術知識水平，全社會固定資產存量K與省區R&D資金存量R皆采用永存盤續法計算而來：

Kt=（1-δK）Kt-1+It

Rt=（1-δR）Rt-1+RDt

其中，δK、δR分別為全社會固定資產投入與省區R&D投入的折舊率，一般為6%和5%。構建模型：

InY=α1nK+β1nL+y1nR+ε（2）

為研究各省區經濟之間是否有相互溢出的影響，選擇空間滯后回歸模型（SLM）形式對模型（2）進行變形，因WY與R存在相關性，故去掉變量R：

InY=ρW1nY+α1nK+β1nL+ε（3）

若ρ值顯著，則說明各省區經濟之間存在相互溢出的影響，ρ>0時，表明省區經濟發展之間存在正溢出、相互促進的影響，其值越大，相互促進作用越大；ρ<0時，表明省區經濟發展之間存在負溢出，一個省區的經濟增長妨礙了另一個省區的增長，其值越小，相互抑制作用越大。

為衡量考慮地理因素后，不同省區科技進步對于區域經濟增長作用的不同效果，結合空間地理加權回歸模型（GWR）對模型（2）進行改造，又因使用的是面板數據，故有：

1nYit=？酌1i（ui，vi）1nRit+？酌2i（ui，vi）1nKit+？酌3i（ui，vi）1nLit+εi

？酌i（ui，vi）=（X'W2Y） -1（X'W2Y） i=1，2，3，…，n（4）

其中，t為觀測期，一般單位為年；X為包含R、K、L的自變量矩陣；系數？酌i是與觀測變量R、K、L聯系的m×3階待估計參數向量，是關于地理位置（ui，vi）的4元函數，？酌i的計算中加入了權重矩陣W，因此隨著空間上局部地理位置變化而變化，通過鄰近觀測值的子樣本數據信息進行局域（Local）回歸估計而得。權重W的選擇多樣，具體可根據研究側重而定。

為測度科技創新對區域經濟增長的溢出效應，引入一個變量WR來代表相關區域科技創新的總體情況，在模型（2）的基礎上進行修改，考慮到R與WR的相關性，用R替代WR變量，生成一個新模型：

1nY=δW1nR+α1nK+β1nL+ε（5）

其中，δ為m×1階待估計參數向量，它用來衡量每個省區經濟受相鄰省區科技創新的影響，若δ>0，則相鄰省區對其有正的溢出，相鄰省區的科技創新促進了本省區的經濟增長，若δ<0，則說明相鄰省區對其有負的溢出，相鄰省區的科技進步阻礙了本省區的經濟增長。

三、實證研究

1.變量選取及數據說明

本文選取除海南省（其島嶼性不便于作空間計量分析）外的我國30個省區2004年～2008年數據，分析省區科技創新對于區域經濟增長的影響。選取變量如下：

在模型中，由于專利數據比較能夠全面的反應各地區發明與創新信息（Archibugi，1996），因此采用各省區專利申請量Z作為衡量各省區科技創新產出的基本指標。R&D資金投入RD（萬元）一向被認為是提升區域創新能力的重要因素。考慮到大多數的科技創新活動都是在教育水平比較高的地區產生的，以一個地區的高學歷人口比重，即初中、高中及大專以上人口占6歲及6歲以上人口的比重H（%）作為人力資本要素。最后，為了考察城市化對于區域創新的影響，選取城市化率CSH（%）指標，即區域城鎮人口占區域總人口的比例。

由于采用了空間相鄰權重矩陣，因此n=30，即選取同一年30個省區（除海南省外）的截面數據，并分別研究了5年的樣本數據。被解釋變量Z選擇了2004年～2008年5年按地區（大陸30個省）分國內、外三種專利申請受理數；鑒于創新從投入到產出需要經過一定時期的滯后，本文選擇2年的滯后時間，因此，解釋變量RD、H、CSH在模型（1）中選用了2002年～2006年的數據；人力資本H由分區域初中、高中及大專以上人口占6歲及6歲以上人口數據計算得到；城市化率CSH為區域城鎮人口比重。

經濟增長變量Y選擇各省區生產總值（億元）。所有省區生產總值均是以2004年的不變價格表示，不變價格生產總值是通過當年的國內生產總值除以居民消費價格指數獲得，各省的居民消費價格指數均換算為以2004年為100的價格指數。

勞動投入變量L。使用全國各省的全社會就業人員（萬人）作為勞動投入的數據，從業人員數量采用年末數。

資本投入變量K選擇全社會固定資產存量（億元），以2004年的不變價格表示，采用6%的折舊通過永存盤續法對每年全社會固定資產投資總額進行處理而得。

科技進步變量R選擇省區R&D資金存量（億元），以2004年的不變價格表示，采用5%的折舊率通過永存盤續法對每年R&D資金投資額進行處理而得。

上述變量數據來自《中國統計年鑒》、《中國科技統計年鑒》、《中國勞動統計年鑒》以及各省統計年鑒。

2.實證結果分析

按照空間計量模型估計的一般步驟，在檢驗區域間科技創新溢出現象之前，應先對主要變量進行空間自相關檢驗，其后進行回歸估計。

（1）空間自相關檢驗。利用2004年～2008年30個省區的專利創新活動數據運用空間自相關指數計算公式及空間（4個）鄰近矩陣計算得到Moran's I（見表1），結果發現，區域專利創新申請受理數（lnz）的Moran's I統計值在小于1%的顯著水平上具有很強的空間正相關。

該結果表明，我國30個省區的專利創新在地理空間上存在顯著正相關（空間依賴性），創新行為在空間分布上并不是隨機散布的，具有一定的規律，從整體上講，區域創新行為在空間上存在集聚現象，2004年～2008年各省創新活動的聚集格局無太大變化，基本上是以高-高和低-低聚集類型為主，即創新能力較高的區域相靠近，低創新能力的區域之間趨于相鄰。以2004年為例，高-高聚集區有：北京、天津、河北、遼寧、山東、江蘇、浙江、上海；低-低聚集區有：新疆、西藏、青海、甘肅；低-高聚集區，表示被高創新區所包圍的低創新區為安徽。

依次觀察可發現，高-高聚集區穩定地出現在東部，即以北京為中心的環渤海地區和以上海為中心的長三角地區，隨著時間]進，長三角地區以江蘇和上海為中心，有向南沿海區域擴散的趨勢；低-低聚集區穩定存在于西部三省（新疆、西藏、青海），這是創新活動極為不活躍的地區；低-高聚集區一直是安徽省，這說明了4年來高創新能力區與低創新能力區的邊界并未在東西方向發生變化，即創新活動無向西擴散的現象。

（2）區域科技創新溢出實證分析。空間相關分析已證明中國30個省的科技創新活動具有空間相關性，需要采用空間計量經濟模型進行估計。為確定區域科技創新活動的溢出類型，將對基本模型的OLS（最小二乘法）估計與對空間計量經濟模型進行ML（極大似然法）估計作對比，下面以2002年創新活動為例（2002年的K、H、CSH數據，2004年的專利數據）（見表2），確定區域創新活動的溢出類型。

根據Anselin（2002）提出的空間計量模型判別標準，可判別2002年創新模型中的SEM模型對創新活動的擬合度更好些，則區域創新溢出的類型為鄰近省區創新的誤差沖擊影響。

從圖1可看出，R&D資金投入量RD對區域專利創新的影響最為顯著，并且有逐年上升趨勢。但是，近幾年來R&D資金增長對區域創新能力的促進速度正逐漸放緩，由2002年的0.8423%到2003年的1.0057%，增長了0.1634%，但是隨后幾年增長僅為0.0301%、0.0095%。

人力資本要素H對區域創新能力的影響不甚顯著，除2002年表現為正相關，后幾年均表現出負相關現象。一般認為，人力資本越多，其創新能力越高。實證結果表明目前高學歷人口比重的增加并不能有效提高區域創新能力，這說明我國在人力資本利用上存在著問題，如在醫療衛生保健和勞動力轉移等方面。

城市化率CSH對區域創新能力影響表現出不顯著的正相關關系。這與當前我國的粗放型城市化模式有很大的關系。在每年新增城鎮人口中，具有較高創新能力的高素質人才比重較小，而進城市務工的農民比重較大，降低了人均享有科技資源量。

創新溢出度λ除在2002年為正，隨后3年均表現為負，并有逐年下降趨勢，表現出創新溢出受到抑制的現象，說明我國戶籍制度、人才流動壁壘、西部地區創新低聚集區的長期存在，阻礙了相鄰地區間的知識交流，從而降低了區域間的創新擴散。

（3）科技創新溢出對區域經濟增長的效應分析。圖2顯示了本省科技投入（R）與鄰省科技投入（WR）溢出分別對本省經濟增長的貢獻率差異。把30個省區按本省、鄰省科技投入貢獻率的差距分為5類，如表3所示，βR代表本省R&D資本存量（R）對本省經濟增長的貢獻率，βWR代表鄰省溢出的R&D資本存量（WR）對本省經濟增長的貢獻率。

Ⅰ類是本省科技投入對于本省經濟增長的貢獻率高出鄰省科技溢出對本省經濟增長的貢獻率的省區。根據知識溢出原理，溢出的科技創新只是溢出主體的一部分，并且溢出的效果還要看溢出渠道和接受溢出主體的吸收能力，溢出產生的效益只是一種外部性，本省科技投入所能帶來更大的經濟效益是一種合理的現象。

Ⅱ類是鄰省科技投入貢獻與本省科技投入貢獻幾乎相等的省區。相比Ⅰ類省區它們受科技溢出效益更大，這種優勢源于地理位置。以河南為例，河南本身科技轉化能力不高，但明顯受益于與周圍省區活躍的科技交流。Ⅱ類省區的地理位置皆處于彼此鄰接的狀態，印證了前文對于知識溢出影響因素的假設，空間位置的確對科技溢出產生重要影響。

Ⅲ類是鄰省科技投入貢獻遠遠小于本省科技投入貢獻的省區。這些省區皆處于中西部地區，其中內蒙古比較特別，其βR值很高，按照一般的折線走勢，其βWR值也應該不低，但事實情況是其βWR值出現大幅下降。這是因為雖然內蒙古自身的科技轉化率很高，但空間位置所限，周圍一些省區經濟并不發達，科技轉化能力還存在一定距離。正是受這種差距的影響，內蒙古與周圍省區科技溢出的效應十分微弱。

Ⅳ類北京與四川，這兩省區皆是全國科技成果生產大戶，但是，鄰省科技投入溢出對于本省經濟發展貢獻率要高于本省科技投入的貢獻率。以北京為例來說明原因，北京雖然是科技成果生產大省，但也是國內最大的區域性和全國最重要的技術集散地，每年都要向外輸出技術成果。2009年，北京當年生產的科技成果有73%未被北京本身所用。

Ⅴ類僅包括廣東省。因為鄰省科技投入對其經濟發展的影響遠遠超過了本省科技投入所能產生的作用，成為一個大大依賴鄰省科技進步而發展的省區，這種現象與其較高的對外開放度息息相關。這里的開放不但指以優惠的政策吸引人才的注入，更是指其注重科技交流和引進，廣東省企業眾多，也是消化這些技術的基礎，根據知識溢出機理，開放程度影響了溢出效果。

四、結論及政策建議

本文從理論和實證角度分析了2004年～2008年大陸30個省份的區域科技創新溢出和區域經濟溢出情況。分析結果發現：①區域R&D資金投入對于區域創新能力的影響顯著，但影響力增速逐漸放緩，而區域人力資本量和區域城市化率對區域創新能力的影響不顯著，區域間的科技創新溢出受到抑制；②各省科技創新投入轉化率及科技創新溢出的經濟效益有著明顯的不同。結合研究結論，提出如下政策建議：

1.創新環境建設應與R&D資金投入相適應，使資金投入效益最大化

實證表明增加R&D資金投入對區域創新能力的提高具有很大的影響，但是近幾年來新增R&D資金所帶來的創新能力增長卻在逐漸放緩，這就使我們不能忽略與R&D資金投入相互牽制的創新環境建設問題，創新環境是創新的溫床和根基，它包括基礎設施環境、制度環境和組織網絡環境，當創新環境的建設已跟不上R&D資金投入的速度時就出現了我國現有的情況 -- --部分資金不能有效率的進行創新，這種情況下，繼續大量投入R&D資金不如加大力度建設創新環境，使現有資金發揮最大效益。因此，為了提高中國區域創新能力以及縮小不同區域創新能力差距，現在的趨勢是廣泛進行創新環境投資，特別是在西部地區，加大基礎設施建設投入、教育醫療文化和基礎研究力度是現在最迫切的任務。

2.解決人力資本方面存在的問題，有效促進區域創新能力的提高

實證表明，在對區域創新的主體 ——人力資本利用方面，我國還存在一定的問題，使得區域的人力資源并沒有充分發揮知識創新的作用。高學歷人口比重的增加并不能有效促進區域創新能力的提高，這使我們不得不考慮現有的人才培養機制，對于創新這個特別的活動而言，僅有知識的灌輸是不夠的，素質教育仍然需要，但是目前而言素質教育僅僅剛被作為一個概念受到廣泛關注，其實它還需要地方政府對基礎科技活動的支持以及大學對于高招標準變革的支持；其次是人才流轉及待遇問題，主要有醫療衛生保健、勞動力遷移和社會保障三方面，目前國家也是把它們作為熱點問題對待，但其中有待解決的問題還有很多，如何把這些問題暴露出來以反應現狀才是解決之道，因此建議采取透明化的互聯網交流渠道，各級省市設立網站指定接收所在區域人員于醫療衛生保健、勞動力遷移和社會保障存在的問題，加以反饋和核查。

3.促進城市化模式向集約型轉變，增強城市化對區域創新的帶動作用

就城市化而言，它既會通過城市化外部性（如各類人才的集聚、知識基礎設施優勢與復合功能等）提高創新效率，增強一個地區的創新供給能力，也會通過消費多樣化偏好等為區域創新提供大規模需求的牽引，因而，城市化率的提升應該對區域創新能力起到一定的促進作用。我國現在正處于城市化進程中，每年城市化率都會上升，然而實證結果顯示，城市化率并未對區域創新起到顯著的提升作用，而且出現反復的波動，這就不得不從我國的城市化模式說起，目前我國的城市化模式是粗放型的，在每年新增城鎮人口中有很大一部分比例是進入城市務工的農民，其次才是具有較高創新能力的高素質人才，這在城市化對人才的集聚方面可以看出是很沒有效率的，而民工涌入城市后，占有了科技資源，使得人均享有科技資源量下降，反而在城市化過程中限制了創新增長。因而在我國城市化進程中，城市化對區域創新能力強弱不一的影響作用正體現了我國城市化的粗放型模式，只有促進城市化模式向集約型轉變，才能使城市化更有效的提升區域創新能力。

4.增加區域開放度，提高創新、創新溢出對于經濟的帶動作用

實證表明，相鄰區域間的創新溢出受到抑制，這就說明有某些因素阻礙了相鄰地區間的知識交流，從而降低了區域間的創新能力擴散。知識交流的載體是人，所以區域間必要的人才流動更有利于區域創新能力的提高和資源的合理配置。但是在我國，戶籍制度、人才流動壁壘都降低了區域間人才流動的便利性，而西部地區創新低聚集區的長期存在也使得西部地區間的人才交流極為緩慢，這種情況更不利于西部擺脫低創新狀態。因此，推進戶籍制度改革與創新，完善人才的區域間流轉機制，減少知識交流的阻礙，將有助于提高區域開放度，從而加強科技創新對區域經濟增長溢出效應。

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Technological Innovation， Spatial Spillover and Regional Economic Growth： An Empirical Research Based on 30 Provinces Data

Wang Jiating

（Research Center of China Urban and Regional Economies， Nankai University， Tianjin 300071， China）

Abstract： In this paper， both the measure model on regional technological innovation spillover and the measure model on regional economic spillover are established， and a regression analysis is conducted by 30 provinces panel data from 2004 to 2008 in China. The results find： R & D funding has a significant influence on regional innovation capability and the growth of influence is gradually slowed down， while the human capital amount and the urbanization rate have no significant effect on regional innovation capability and the inter-regional technological innovation spillover is suppressed； The conversion rate of technological innovation and the economic benefits of technological innovation spillover are markedly different across province， and the effect of technological innovation in the spillover activities for economic elements is not prominent. On this basis， the corresponding policy recommendations are put forward.

Key words： technological innovation； spatial spillover； regional economic growth