安徽省產業集聚對技術創新影響的空間效應分析

何茜茜 劉晨旭 喬銀 鄒小州

[摘 要] 運用2011-2018年安徽省16個地級市面板數據，利用鄰接矩陣、空間地理距離權重矩陣以及反距離矩陣下的空間杜賓計量模型（SDM），檢驗產業集聚是否對區域技術創新存在空間溢出效應。實證研究結果表明：安徽省各城市的科技創新能力在空間上并非隨機分布，而是呈現出明顯的空間相關性;安徽省產業集聚水平的提高能夠顯著地提升區域科技創新能力;同時安徽省高集聚水平的中心城市由于“虹吸效應”使得周邊小城市的技術創新水平難以得到有效提高。政府部門應出臺相應的產業集聚政策，以集聚促創新，搭建創新成果交流平臺，對于穩步推進安徽省產業轉型升級具有重要意義，有助于將安徽省建設成為全國示范帶頭作用的科技大省。

[關鍵詞] 產業集聚;技術創新;空間杜賓模型;虹吸效應

[中圖分類號] F062.4;F299.27 [文獻標識碼] A [文章編號] 1009-6043（2020）11-0050-04

一、引言

黨的十八大明確指出，科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，必須擺在國家發展全局的核心位置。近年來，安徽省積極響應國家提升科技創新能力的要求，貫徹落實科學發展觀，加速推進科技創新型省份發展，加快實施創新驅動發展戰略，不斷強化科技型企業創新主體地位和主導作用，全省各城市科技創新能力持續提升，全力打造創新型省份，推動現代化五大發展美好安徽建設。據《中國區域創新能力評價報告2019》，2018年安徽省研發經費投入強度創歷史新高，居全國第8位;區域創新能力連續8年穩居全國第一方陣，中部地區前列。

技術創新不僅在經濟發展和產業轉型升級中的作用越來越突出，而且技術創新在地理位置上呈現出集聚態勢;產業集聚作為產業空間分布和優化配置的一種表現，是提升產業競爭力和創新速度的有效途徑，已逐漸成為當今區域競爭的新常態。安徽省各城市產業集群水平存在較大差異，科技創新能力也大不相同。城市之間科技創新能力的差異往往會引致創新知識和信息向外溢出，同時產業集聚水平的差異也影響本地區和鄰近地區的科技創新能力，因此需合理研判城市產業集聚和科技創新產出的空間關聯性，對于安徽省進一步加快結構調整和引導產業集群，提升區域科技創新能力，推動安徽省內各城市的經濟轉型升級具有重要的現實意義。

二、文獻綜述

產業集群是一種有效的創新網絡組織形式，可以降低交易不確定性，節約交易成本。產業集聚推動技術創新的兩種觀點稱為馬歇爾外部經濟（專業化集聚）和雅各布外部經濟（多樣化集聚）。馬歇爾外部經濟理論認為，在特定空間下同行業集聚能促使行業內企業間的知識溢出和技術擴散，產生技術創新追趕、模仿和學習等效應，為企業尋找技術創新項目和切入市場提供模仿軌跡，使得集聚效應成為企業構建技術創新網絡的有效途徑。雅各布外部經濟理論則認為，集聚更利于不同產業的差異化企業之間的知識溢出和互補性技術擴散，從而促進企業創新。Fritsch和Slavtchev（2010）認為產業集聚與R&D效率之間呈現倒U型關系，即不同產業集聚水平對R&D效率的影響程度不同。Lundvall（2010）認為集聚企業有利于形成相互間的業務往來和信息交流，為企業創新提供更好平臺。Oort（2012）認為多樣化和專業化集聚水平均能夠顯著地促進制造業企業技術創新。張明倩和趙彥云（2008）通過研究中國不同的產業集聚結構對創新活動的影響，發現產業集聚水平在不同的技術密度和市場化水平下對技術創新能力的影響不同。彭向等（2011）實證研究發現，專業化和多樣化集聚水平可以提升中國區域創新能力。沈能和趙增耀（2014）研究發現多樣化和專業化集聚有助于企業科技創新能力的提升。杜威劍和李夢潔（2015）發現專業化和多樣化集聚均能促進技術創新，但存在顯著的行業和企業異質性影響。程中華和劉軍（2015）實證研究發現，多樣化集聚可以顯著提升制造業創新水平。龔新蜀等（2017）發現制造業集聚有利于集聚區內企業通過價值鏈的專業分工與合作以及技術擴散等促進企業不斷積累新知識，提升技術創新能力。杜爽等（2018）實證研究發現京津冀、長三角兩大經濟圈制造業集聚在一定程度上促進了區域創新能力的提升。以上研究大多沒有考慮空間因素的影響，近年來，學者們逐漸開始關注地理距離對創新空間溢出效應的影響。程中華（2015）基于中國省級層面的靜態與動態空間面板模型，實證發現制造業集聚可以顯著提升區域科技創新能力。杜江等（2017）采用中國省級面板數據，通過構建面板門檻模型和空間杜賓模型，實證研究發現產業集聚對區域技術創新存在非線性的呈U型的影響，各地區技術創新存在空間相關性和空間溢出效應。

通過對上述文獻的梳理可以發現，產業集聚對技術創新影響的結論并不統一。基于已有文獻研究基礎上，本文考慮了空間溢出效應對區域科技創新能力的影響，通過構建固定效應空間杜賓模型，采用不同的空間權重矩陣，實證分析了安徽省內各地級市產業集聚對技術創新空間溢出效應，使模型更貼近客觀事實。文章的創新點如下：第一，從研究方法看，大部分研究將區域看作獨立的個體，而不同區域之間的空間聯系則沒有考慮;一些研究雖然考慮了空間因素，但是僅局限于被解釋變量的空間相關性。本文在引入固定效應空間杜賓模型的同時，考慮了被解釋變量和解釋變量之間的空間依賴性。第二，從研究層面看，目前研究產業集聚對區域技術創新的空間效應的文獻，主要以國家內省級層面或企業層面的經濟主體為研究對象，但是創新空間溢出效應通常也會以城市為載體，城市作為創新主體的空間溢出效應往往更加明顯，因此有必要利用城市層面的數據探討創新空間溢出效應。第三，從矩陣選取來看，大多數文獻直接將空間權重矩陣定義為0-1空間鄰接矩陣，使得估計結果有效性及穩定性不足。綜合考慮，本文還使用了地理距離矩陣和反距離矩陣等空間權重矩陣來對城市間相互作用進行加權，來檢驗在上述空間權重矩陣下研究結果是否具有穩健性。

三、數據來源與變量設計

（一）數據來源

本文充分考慮數據的易得性和可行性，在保證研究客觀性和真實性的基礎上，選取《安徽省統計年鑒》2011-2018年16個地級市的面板數據作為研究樣本。

（二）變量設計

1.被解釋變量

鑒于數據的可得性和準確性，被解釋變量技術創新（INNOV）采用各個城市的專利申請受理量數據來衡量，并做了對數處理。

2.解釋變量

區位熵（專門化率）使用區域的產業集聚程度來衡量，計算公式為：AGGLmn=（Emn/ΣmEmn）/（ΣnEmn/ΣmΣnEmn），其中Emn為m地區n產業的就業人數;AGGLmn表示以就業總人數表示的m地區n產業的區域熵。考慮數據的可得性，本文將產業分為農業、制造業和服務業三大產業。AGGLmn值越大，表示該城市在安徽省內相對專業化地從事制造業行業，制造業行業越是相對集中于該城市。

3.控制變量

本文對如下可能影響技術創新能力的因素進行控制：

（1）對外開放程度（OPEN）使用一城市的進出口貿易總額占該城市地區生產總值的比重衡量，其中進出口貿易總額采用當年的匯率中間價換算，這種相對指標可以消除貨幣因素帶來的不穩定性，使得實證結果更加準確。（2）地區經濟發展水平（GDP）采用各城市以2011年不變價格為基期表示的實際GDP的對數值衡量，使用GDP指數對各個城市進行平減處理來消除價格因素的影響。所有變量的描述性統計詳見表1。

四、空間計量模型

（一）空間相關性檢驗

使用全局莫蘭指數（MoransⅠ）來檢驗區域內各變量的空間相關性，其計算公式為：

n表示城市個數，xi和xj分別表示城市i和城市j的技術創新能力觀測值，wij（i，j=1，2，…，n）為城市i和城市j之間的空間權重矩陣，其中，■，S2=■。全局莫蘭指數的取值范圍為[-1，1]，空間正相關時全局莫蘭指數大于0且接近1，表示高高值城市相鄰，低低值城市相鄰;空間負相關時全局莫蘭指數小于0且接近-1，表示高低值城市相鄰;接近于0表示城市之間不存在空間相關性。

（二）空間權重矩陣

引入空間權重矩陣是空間計量分析的前提，因此本文分別采用0-1鄰接矩陣、二元地理距離矩陣和反距離矩陣定義空間權重矩陣來表征地理空間的關聯性。

1.0-1鄰接矩陣

為了更加科學地研究技術創新的空間溢出效應，本文先構建0-1鄰接權重矩陣來度量空間相關性，0-1鄰接權重矩陣如下所示：

其中，i=1，2，……，n;j=1，2，……，n。當兩個城市相鄰時，表明二者存在著空間相關性，反之二者之間不相關。這種權重矩陣的設定簡單易行，但是對每個相鄰地區賦予相同的權值，描述能力有限且靈活性差，不能真實反映城市創新系統之間的相互聯系與影響，因此本文還建立了二元地理距離矩陣和反距離矩陣，用以穩健性檢驗。

2.二元地理距離矩陣

二元地理距離矩陣的閾值距離通常是依據經驗人為設定的，是以區域i為圓心，以閾值距離為半徑畫圓，本文設定閾值距離為160km。如果城市j落在圓內或圓上（與城市i的距離足夠近），就認為城市之間存在空間依賴關系，權重值即1;反之，如果城市j落在圓外，則認為兩城市距離較遠，空間依賴關系可忽略不計，權重值即0。

3.反距離矩陣

反距離矩陣是根據地理學第一定律的思想“空間單元的相關性會隨著地理距離的增加而降低”進行構建的。其中，城市i和城市j之間的地理距離用dij表示。

（三）空間計量模型的設定

通過MoransⅠ指數確定技術創新能力存在空間相關性后，再分別引入不同的空間權重矩陣建立空間計量模型，研究區域技術創新能力是否存在空間溢出效應，以及產業集聚在空間上是否能夠促進區域技術創新。由于本文使用的面板數據不適用空間誤差模型和空間滯后模型，因此本文參照Baltagi（2005）和杜江等（2017）的方法，使用空間杜賓模型（SDM）。再利用Hausman檢驗，確定選擇固定效應空間杜賓模型：

在模型中，INNOVit為被解釋變量區域技術創新能力，AGGLit為解釋變量產業集聚水平;OPENit和GDPit為控制變量，分別表示對外開放程度和地區經濟發展水平，i和t分別表示不同城市和年份;上述解釋變量和控制變量使用Xkit代表;W為n×n階的空間權重矩陣，ρ和θ為空間相關系數，λ為空間誤差系數，εit和uit為正態分布的隨機誤差向量。當ρ≠0、θ≠0且λ=0時模型為空間杜賓模型（SDM）。

五、空間計量結果分析

（一）空間相關性檢驗

為了判斷安徽省各地級市在空間上科技創新水平是否存在策略性互動的可能，文章使用安徽省2011-2018年16個地級市面板數據作為空間單元觀測值，對核心被解釋變量科技創新能力（INNOV）進行Morans I指數檢驗，結果參見表2。可以看到，各城市每年科技創新水平的Morans I指數統計值均大于期望值-0.067，表明各城市科技創新能力在空間上并非隨機分布，而是存在著顯著的相關性，與相似空間特征城市的科技創新能力密切相關，即說明安徽省各城市的技術創新能力存在正向空間相關性。

（二）空間杜賓模型的估計結果

1.隨機效應與固定效應的選擇

利用Hausman檢驗進行空間杜賓模型（SDM）的固定效應和隨機效應形式的選擇，分別給出兩種形式下的模型估計結果（表3）。檢驗結果0.004在1%的顯著性水平下拒絕建立空間隨機效應模型的原假設，因此可以使用固定效應空間杜賓模型對安徽省各城市科技創新空間溢出效應進行測度及分解。

2.固定效應空間杜賓模型回歸結果分析

本文采用安徽省2011-2018年16個地級市產業集聚和科技創新能力的面板數據，分別進行了普通面板模型（OLS）和固定效應空間杜賓模型（SDM）回歸，為了避免空間權重矩陣主觀設定的隨意性，再使用二元地理距離矩陣和反距離矩陣檢驗估計結果的穩健性，回歸結果見表4。根據表4列（1）至列（4）的回歸結果可以得出以下結論。

第一，普通面板OLS回歸結果顯示，在考慮了對外開放程度和城市經濟發展水平的情況下，產業集聚的系數在1%的顯著性水平下為正，說明產業集聚水平對科技創新能力有明顯的正向促進作用，在一定程度上表明安徽省城市產業集聚的提高能夠顯著地提升城市科技創新能力。

第二，使用0-1鄰接矩陣的空間杜賓模型回歸結果顯示，在1%的顯著性水平下，產業集聚水平對技術創新能力的影響系數顯著為正，同時空間自回歸系數顯著為正，說明空間杜賓模型在樣本期間能夠較好地擬合產業集聚對區域技術創新的影響，安徽省技術創新水平較高的城市會對周圍城市的技術創新水平產生正向輻射作用。換句話說，安徽省各城市的科技創新能力存在顯著的正相關性，即各城市技術創新能力的提升對其他相似空間特征城市的技術創新能力有顯著的正向影響，同時地理距離越近影響越顯著。基于二元地理距離矩陣和反距離矩陣的估計結果與0-1鄰接矩陣的估計結果一致，一定程度上說明模型估計結果具有穩健性。

第三，WAGGL的系數并不是顯著為正的，考慮到安徽省中心城市存在“虹吸效應”，因此在一定程度上說明擁有較高產業集聚水平的大城市難以對周邊城市的技術創新水平產生顯著的正向溢出效應。這和現實情況相符，具有優勢地位的中心城市，如合肥、蕪湖等城市，由于擁有更完善的基礎設施、更健全的公共服務以及更多的個人就業和發展機會，因此對周邊小城市的資源要素有更大的吸引力，小城市的資金、人才和產業會向這些省內的中心城市轉移，使得小城市的發展面臨挑戰，技術創新水平難以獲得有效的提高。

六、結論及政策建議

本文運用Morans I指數刻畫安徽各城市技術創新水平的空間交互作用，在考慮空間集聚內生效應的基礎上，構造了0-1鄰接矩陣、二元地理距離矩陣和反距離矩陣，并運用空間杜賓固定效應模型分別檢驗各城市產業集聚水平對技術創新能力的空間影響，得到如下結論：第一，安徽省區域技術創新存在正向空間溢出效應。第二，安徽省各城市產業集聚水平的提升可以顯著地推動該城市的科技創新能力。無論是采用普通面板回歸，還是考慮了空間依賴性采用固定效應空間杜賓模型回歸，都顯著地支持產業集聚促進區域技術創新的理論。第三，高集聚水平的中心城市如合肥、蕪湖等由于“虹吸效應”使得周邊小城市的技術創新水平難以得到有效的提高。由此提出如下政策建議。

首先，安徽省政府應結合各地各部門實際，積極出臺相應的產業集聚政策，采取有效的措施，搭建創新成果交流平臺，以集聚促創新，發揮創新空間溢出效應。安徽省制造業整體是在不斷發展壯大的，安徽應充分發揮區域經濟政策的作用，因地制宜地采取不同的產業集聚模式，引導當地優勢和特色產業集聚，使集聚支持技術創新;建立科技創新平臺，增加研發投入，加大高校、政府和企業等不同類型的科研主體的合作，通過在地理鄰近城市之間搭建創新成果交流平臺，推動地區之間科技人員的流動，促進創新成果的傳播和轉化;同時，在促進產業集群過程中實施知識產權保護制度，激發企業技術自主創新的熱情，防止技術模仿和溢出機制的負面作用。其次，安徽省政府除了制定優惠政策外，還應該對虹吸過度的城市實施必要的功能疏解，促使大城市對周邊城市產生正向的溢出效應，輻射帶動周邊小城市的經濟發展和技術創新;另外，小城市還應該將政府的各項優惠政策轉變為自身的投資建設，依據地方實際情況和產業集聚需求改善當地的基礎設施建設，同時完善公共服務體系，加強勞動力教育和培訓，搭建當地的特色產業技術創新平臺，實現本地的轉型發展。最后，安徽省還應該加大對外開放程度，吸引更多的高技術產業外資，學習其他國家技術創新的經驗，并轉化為自身發展的內在動能。

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[責任編輯：史樸]