四川省科技創新對區域經濟增長的直接影響及其溢出效應

喻開志　呂笑月　黃楚蘅

[內容摘要]利用2003-2013年四川省21個市（州）的省內區域面板數據，首先構建了科技創新水平評價指標體系，采用主成分得分的回歸法計算了近11年來四川省各個市（州）的科技創新水平；然后使用地理一經濟加權矩陣的空間杜賓模型，研究了科技創新對區域內經濟增長的直接作用及其溢出效應。發現近年來，四川省內各市（州）的科技創新水平逐步提升，但科技創新水平發展不均衡；本市（州）的科技創新對區域內經濟增長確實有顯著促進效應，但對其他市（州）的溢出效應并不大。

[關鍵詞]科技創新；經濟增長；溢出效應；空間杜賓模型

一、引言

近年來，四川省的科技創新經歷了高速增長。四川省R&D人員折合全時當量由2003年的57868（人年）上升為2013年的109708（人年），R&D內部經常支出從2003年的79.4億元增長到2013年的399.9億元，申請專利數和發表論文數也在這11年間分別增長了10倍和2倍。雖然，四川省的科技創新工作取得了巨大的進步，但四川省的科技創新水平在全國仍然不高。就R&D投入而言，2013年四川省R&D投入僅占到GDP總量的1.52%，低于2013年全國平均水平2.08%，更是遠遠低于發達國家的R&D投入水平。與此同時，四川省的科技創新呈現出不平衡的態勢。成都、德陽、綿陽、攀枝花等市（州）由于其經濟發展、地理、資源、特色產業等諸多優勢，成為四川省科技創新投入較多、科技創新活動較活躍的城市；而甘孜、阿壩、巴中、涼山等市（州）由于其地處偏遠、教育不發達等原因，科技創新一直處于四川省較低的水平。可見，注重提升科技創新能力與自主創新能力的市（州）對區域內經濟增長具有重要拉動作用，地區間科技創新不平衡的狀況也可能加劇了四川省區域經濟增長的不平衡。

隨著四川省整體經濟的迅速增長，省內各經濟區域不再是獨立的經濟單元，各市（州）經濟增長不僅依賴于自身因素，各地區的科技創新與經濟活動相互間的影響越來越顯著。要實現四川省內經濟的協調發展，不僅要重視科技創新對本市（州）內經濟增長的作用，也要考慮科技創新在市（州）之間的溢出。因此，詳盡分析四川省內各市（州）的科技創新發展水平，明確度量省內各市（州）的科技創新在經濟增長過程中所起到的直接作用及其溢出效應，對于四川省克服經濟發展中遇到的障礙、加快全省經濟增長轉型、促進現代化進程，具有非常重要的理論意義和現實意義。

二、相關文獻綜述

從國外相關文獻看，主要使用空間計量模型研究國家間科技創新的溢出效應和對經濟增長的促進作用。例如，Keller（2004）收集了7個歐洲國家的數據，通過研究國家直接地理距離和R&D溢出之間的關系后發現，溢出效應的大小與地理距離相關，但受到地理條件的限制。Borrds和Domingo（2007）發現區域內的自我創新和鄰近區域內的創新都將對本區域的經濟產生影響，為了促進經濟增長，在制定R&D的政策時應納入臨近區域的政策。Nadeem（2010）利用30個國家1980-2004年的數據，研究了外商直接投資通過科技溢出對發展中國家經濟增長所產生的間接影響，發現FDI減小了發展中國家與發達國家的技術差距，即產生了科技溢出，從而增進了發展中國家的經濟增長。Seck（2012）通過利用55個國家10年面板數據，指出科技溢出對發展中國家的經濟增長大有裨益，特別是那些R&D活動較少的發展中國家，而享受到科技溢出的國家往往趨向于投入更多的人力資本、對貿易以及國際活動采取更加開放的政策。Kamyab（2014）認為，不同于經典的內生增長理論，知識并不會自發的溢出，發現創新不僅促進經濟增長更是知識溢出的重要渠道。

從國內相關文獻看，主要運用時間序列模型、面板數據模型和空間計量模型分析省際間科技創新的溢出效應和對經濟增長的促進作用。為了分析科技創新與經濟增長的長期關系，大多使用時間序列模型。例如，唐德祥等（2009）使用向量誤差修正模型分析科技投入影響經濟增長的內在機制，發現經濟增長和固定資本投資、勞動投入、科技創新投入之間存在著長期均衡的協整關系，科技創新投入增加會促進我國經濟增長；薛昶和李嵩然（2012）使用協整模型分析資本、勞動、技術要素投入對四川省經濟增長的影響，實證結果表明四川省當前技術進步與創新要素對經濟增長的拉動作用還十分微弱，資本投入仍是地區經濟增長的核心動力；劉鋒等（2014）運用因子分析、協整檢驗和VAR模型研究科技創新成果與經濟增長之間的動態關系，研究結果表明GDP和科技創新成果之間存在長期均衡關系，而且GDP與科技創新成果之間存在雙向因果關系。考慮到各個省市經濟體之間可能存在相關性與異質性，也有學者使用面板數據模型分析二者的關系。例如，王家庭（2012）基于全國30個省市面板數據對科技創新的溢出效應對經濟增長的作用進行了研究，結果表明四川省作為全國科技成果生產大戶，鄰省的科技投入溢出效應要大于本省科技投入的直接效應；何雄浪和張澤義（2014）運用面板數據中的SUR模型分析進口貿易技術對經濟增長的影響，研究發現技術溢出效應在我國中、東、西部各不相同，研發投入對東部的技術溢出效應起積極作用，而中西部通過對外開放從技術溢出獲得較快的經濟增長。為了分析各省科技創新投入的溢出效應對經濟增長的影響及各省經濟的群聚性，近年來使用空間計量模型做實證研究的論文不斷涌現。例如，李婧等（2010）運用空間計量分析技術，考察1998-2007年中國大陸30個省級區域創新的空間相關與集聚，研究表明創新投入與經濟增長之間存在顯著的正向空間相關，中國區域創新也存在顯著的正向空間相關性，且在東部及沿海地區形成了創新活動的密集帶；張志強（2012）基于內生增長理論，以空間誤差修正模型和動態面板模型實證檢驗了中國金融發展的規模與效率的區域創新效應，研究結果表明加強區際及國際貿易聯系、促進省份層面技術引進與研發創新、共享技術空間溢出效應是縮小區域發展差異，實現區域經濟協調發展的有效途徑；鐘祖昌（2013）從理論和實證兩個方面驗證了研發投入及其溢出效應對省域經濟增長的貢獻，研究結果表明省域間R&D投入存在明顯的溢出效應，1991-2009年R&D投入對經濟增長的貢獻率為16.7，同時東部地區溢出效應最高，西部最低；張林（2016）使用靜態和動態空間面板模型，就金融發展與科技創新對實體經濟增長的影響進行實證檢驗。研究發現，金融發展和科技創新在短期和長期內均對實體經濟增長具有顯著的促進作用，中國實體經濟增長存在顯著的正向空間集聚性和異質性。此外，還有作者運用灰色關聯方法、數據包絡分析法來研究科技創新對經濟增長的促進作用。例如，李青（2010）采用灰色關聯方法研究了四川省科技投入與經濟增長的關系，結果表明項目數與GDP的關聯度最大、科研基建經費次之，科技活動人員與GDP的關聯并不明顯；龐瑞芝等（2014）借助拓展的網絡化數據包絡分析法，考察2009-2012年我國省際科技創新對經濟發展的支撐效率以及創新資源的優化配置問題，發現全國各省份科技創新對經濟發展的支撐作用普遍偏低。

從以上文獻可以看出，有關科技創新溢出效應與經濟增長的研究中，研究對象多為全國，以某個省市為分析對象還相對較少。僅有幾篇有關四川省科技創新和經濟增長的相關文獻中，均未涉及四川省各市（州）之間的科技創新溢出效應。此外，更重要的是，以往國內外文獻大多采用時間序列或普通面板數據方法，沒有考慮空間的相關性。但顯然科技創新水平和經濟增長都是存在空間效應的，有以下幾個原因：首先，在現實經濟社會中，幾乎所有的數據都或多或少的存在空間相關性或者空間依賴性，當然這也包括了科技創新和經濟增長方面數據；其次，四川省內部對科技創新方面的政策差別并不是很大，這也會使得四川省各市（州）的科技創新水平存在空間相關性；再次，諸多經驗研究已經證明，科技創新和經濟增長所產生的效果不會僅局限于一個地區，也就是說科技創新存在外部性即溢出效應；最后，近年來四川省經濟增長迅速，省內經濟一體化趨勢加速顯現，各市（州）不再是獨立的經濟單元，各個市（州）的經濟增長不再單單依賴自身的內在因素，在經濟一體化的趨勢下，科技創新水平是否對經濟增長有著明顯的溢出效應是值得考慮的問題。在此基礎上，本文考慮了科技創新水平和經濟增長在四川省內各個市（州）的空間相關性，重點利用空間計量的方法來研究二者的關系。

三、變量選取與數據說明

科技創新綜合水平可以反映為科技創新投入和科技創新成果兩方面的內容，科技創新投入分為物力投入和人力投入兩方面。本文選取R&D內部經費支出來代表科技創新物力投入，用R&D人員折合全時當量人員來衡量科技創新活動的人力投入，用申請專利數以及發表科技論文數來表示科技創新成果。因此，根據以上指標數據的可得性以及完整性，本文在衡量科技創新水平時，采用了R&D折合全時人員（人年）、R&D內部經費支出（萬元）、申請專利數（件）、發表科技論文數（篇）來代表四川省科技創新水平。

本文選取四川省各市（州）的科技創新水平因子得分作為關鍵解釋變量。用科技創新水平因子得分（A）、全社會固定資產投資（K）、從業人員（L）作為技術水平、資本投入和勞動力投入建立產出（GDP）模型，其中，GDP、全社會固定資產投資、從業人員取對數，科技創新水平因子小于0的數據較多，故保持原樣不取對數。基本模型都為如下形式：

InGDP=f（A，In K，In L） （1）

本文所使用的數據為2003-2013年四川省21個市（州）的省內面板數據，所用數據主要來自《四川省科技統計年鑒（2004-2014）》和《四川省統計年鑒（2004-2014）》。

四、四川省各市（州）的科技創新水平綜合得分

由于本文原始數據來源的統計口徑不一致且可能存在不同的量綱，為使指標之間具有可比性，本節先利用z-Score法對原始數據進行標準化，即對原始數據進行無量綱化。此外，在進行因子分析之前應通過KMO測度和巴特利特（Bartlett）球體檢驗，對變量和數據的有效性進行檢驗由此判斷數據是否適合因子分析。一般來說，當KMO值小于0.6時就被認為不適合做因子分析。根據檢驗結果，KMO檢驗的統計量值為0.7，大于0.6，表明模型變量間的偏相關程度較高。本文通過Bartlett球形檢驗的結果可以拒絕原假設，即變量之間是相關的。通過以上兩個檢驗均可以得出，變量間的相關程度適合做因子分析。

通過特征值、累計方差貢獻率以及碎石圖可以共同確定最優因子的數量。根據特征值和累計方差貢獻率結果，第一個主成分的累計方差貢獻率就達到92%。在碎石圖中，第一個因子的特征值較大，并形成了明顯的拐點，之后的因子特征值連線變得平緩，可知用第一個因子就可以較好的代替R&D折合全時人員、R&D內部經費支出、申請專利數和發表科技論文這4個指標來評價和判斷四川省各州市的科技創新水平。

計算因子得分有多種方法，本文采用較常用的回歸法（regression）進行計算。由于在因子分析前，對各指標數值都進行了z-score標準化處理，因此被比較對象的平均水平為零分，得分為正分表示該市（州）當年的科技創新水平高于這11年來四川省各市（州）科技創新的平均水平，而得分為負則表示低于平均水平。根據特征值和相應的特征向量，計算21個州市各年的科技創新水平主成分得分，如表1所示。

根據表1，從科技創新主成分綜合得分上來看，綜合得分值越高，科技創新水平相應也越高。近年來，各市州的科技創新水平均呈現上升趨勢；成都市在四川省內科技創新水平綜合得分最高，綿陽市次之，省內科技創新水平呈現比較明顯的兩極分化局面。

五、科技創新對經濟增長直接作用和溢出效應的實證分析

（一）構建空間權重矩陣

以往文獻僅僅局限于經濟增長與相鄰地區科技創新水平之間的空間相關性，但僅從這一個角度來說明科技創新的溢出效應是不夠的。考慮到實際情況，不同地區間的科技創新溢出效應的發揮必然不完全或者不僅僅取決于地理相鄰或者空間距離。隨著信息化的推進，技術的轉移和知識的傳播并不會因為距離遙遠而形成阻礙。在這種條件下，科技創新水平應將當地經濟水平發展相近程度納入考慮。在這種思想的指導下，本文設定一個同時考慮地理空間距離和經濟距離兩種因素的空間加權矩陣。

根據表6，科技創新水平因子的直接效應為0.0646，在5%的水平下通過顯著性檢驗；溢出（間接）效應為0.4107，t值僅為1.074。也就是說，本地的科技創新水平對本地的GDP有顯著的正向促進作用，但對其他地區GDP的促進效應并不是明顯。

首先，從全社會固定資產投資角度看，投資的直接效應為0.6428，間接效應為2.2040，它們在5%的水平下都顯著。這表明本地的GDP不但受到本地固定資產投資的影響，也較為顯著的受到他市（州）的固定資產投資的促進。其次，就從業人員的投入量來看，勞動力投入量的直接效應為0.8514，間接效應為3.5397，兩者均在1%的水平下顯著。也就是說，本地的GDP增長不僅受到當地勞動力投入的顯著推動，還受到其他市（州）的勞動力投入量的影響，這說明了四川省GDP增長有明顯的勞動密集特征。

綜合分析來看，勞動力投入指標（從業人員）對四川省經濟增長的貢獻最大，全社會固定投資次之，科技創新水平對經濟增長的貢獻很小，這與我們基于二元鄰權矩陣的分析結果較為一致。從四川省內的實際情況來看，目前四川省內科技創新對本地經濟增長的直接效應已毋庸置疑，但溢出效應尚不顯著。在四川省科技創新總體水平不高且省內科技創新水平兩極分化嚴重的現狀下，科技創新水平對經濟增長尚未形成正外部性，雖然某個市（州）的經濟增長能享受到本地科技創新的促進作用，但對其他市（州）的科技創新對其卻沒有顯著的促進作用。

六、結論與政策建議

第一，從科技創新水平綜合得分來看，2003-2013年四川省內各市（州）的科技創新水平均呈逐步上升趨勢；但四川省21個市（州）科技創新水平發展極其不均衡，尤其表現出成都市、綿陽市的科技創新水平明顯高于其他市（州）的兩極分化狀態。

第二，四川省內各市（州）的科技創新對經濟增長的溢出效應并不明顯。從統計學角度來看，雖然本地的科技創新投入對本地的GDP有顯著的正向促進作用，但對其他市（州）的GDP的促進作用卻不顯著。

第三，本市（州）的固定資產投資能顯著促進本地的GDP，同時，固定資產投資在四川省內的溢出效應也對經濟增長有一定的促進作用。當地從業人員數的增加對當地GDP有顯著的推動作用，從業人員的溢出效應也十分顯著。也就是說，本市（州）的GDP增長不僅受到當地勞動力投入的顯著推動，還受到其他市（州）勞動力投入的推動，這說明了四川省GDP增長有明顯的勞動密集特征。綜合來看，勞動力投入指標（從業人員）對四川省經濟增長的貢獻最大，全社會固定投資次之。

綜合來看，四川省的科技創新對各市（州）自身的經濟增長確實是有很大的推動作用，但是科技創新對其他市（州）的經濟增長的促進作用不明顯。我們提供以下政策建議，為政府的政策制定選擇提供一些借鑒。

第一，人才不僅是科技創新的動力來源，也代表了科技創新的產出，決定著科技創新的水平與效率，需要建立科技創新人才相應的激勵政策。

第二，在制定經濟發展政策時，是依靠本市（州）科技創新驅動還是吸收周邊市（州）的科技創新，應因地制宜地進行考慮。對于科技創新不發達的地區來說，要充分提高地區人力基本素質，加強創新知識吸收能力，充分利用周邊地區的科技創新溢出。

第三，R&D經費也是科技創新的動力來源之一，是科技創新的前提。因此，為了促進四川省各市（州）的經濟增長，不僅要增加R&D經費的投入，更要盡力提高R&D經費的使用效率。