黃河流域創新產出的空間溢出效應

施發玉 莊科俊

(安徽財經大學 統計與應用數學學院，安徽 蚌埠 233030)

當前中國己經邁入了高質量發展的新階段，在復雜的國際化競爭背景下，黨的十九大明確指出，要堅定不移地實施創新驅動發展戰略，建設創新型國家。創新是引領高質量發展的核心動力，黃河流域作為國家區域發展戰略之一，認清其在創新方面的薄弱環節，并制訂有針對性的措施，對我國區域創新驅動發展有重要的現實意義。

傳統的經濟增長注重增量選擇，面臨著局限性的問題，高質量發展已成為全民聚焦的新熱點。針對黃河流域目前的發展困境，習近平總書記在黃河流域生態保護與高質量發展座談會上發表了重要講話；在中央財經委員會第六次會議上，習近平總書記也提到了黃河流域的高質量發展問題。

科技創新作為經濟發展的核心因素，是黃河流域高質量發展的重要突破口。專利是衡量科技創新比較常用和認可的指標，自我國建立專利制度以來，國內專利申請量和授權量都在顯著增長[1]。2018年，黃河流域9個省(區)GDP總量達到23.9萬億元，占全國CDP總量的26.5%，但仍舊面臨著創新不足的問題。以2018年為例，9省(區)有效專利數僅為7.58萬件，占全國總量的12.2%，科技創新水平與經濟發展不相匹配。因此，需要提升黃河流域的創新水平，優化產業布局，從而實現黃河流域間的高質量發展。

一、文獻回顧

Arow指出，企業的知識產權隨著時間變化有一個邊際效應遞減的過程，在最初的時間內能發揮最大技術優勢，在這之后其他企業通過學習和模仿，最終也能積累技術優勢[2]。Feldman認為，一個地區的經濟增長得益于技術創新，技術的溢出效應促進科學技術進步和經濟增長[3]。Jeffe從專利的角度出發，研究了美國不同地區的經濟活動[4]。結果顯示專利發明創新出現較大的區域差異，大部分專利申請來自大城市，專利發明比經濟增長更容易發生集聚。經濟發達的沿海地區及擁有眾多高校和科研單位的地區集聚效應明顯，原因是由于專利創新在這些地區間的交易成本較低，形成了知識的溢出效應。

國內學者在創新溢出方面同樣做了大量的實證研究：劉滿鳳、唐厚興驗證了區域創新存在著外溢性，相對落后的地區可以學習發達地區的先進技術水平，提高自己的生產效率，促進區域間的經濟發展水平[5]。李國平等發現我國創新水平整體上存在差異，部分省份間表現出了明顯的空間集聚性[6]。申文青通過空間計量模型分析了我國的制造業創新的空間特征，發現技術創新在空間上具有溢出效應，能促進臨近地區的創新發展[7]。謝偉偉等在比較研發投入對區域技術創新的影響時，面臨著空間權重矩陣的選取問題[8]。楚爾鳴等研究我國區域經濟增長不平衡關系時，發現創新資源更傾向于流向發達地區[9]。

通過已有關于創新溢出的各種研究可以發現：創新空間溢出發生的前提是區域間的生產要素及技術要進行充分流動，通過提升核心區域的科技創新水平，帶動黃河流域整體間的高質量發展。

二、研究方法

(一)生產函數

知識溢出是經濟增長理論的重要組成部分，在內生增長模型中引入了知識溢出這一變量后，學者意識到了創新擁有空間溢出的特征，并運用空間計量模型加以分析與驗證。1979年，Griliches提出了知識生產函數，Jafee[10]等人在此基礎上對該函數進行了改進，將觀測單元由企業擴展到區域層面，大大拓展了模型的可操作性，常用于區域創新溢出及影響因素的分析，其一般形式為：

其中，t為時間變量。一個地區創新產出受到資金、人力的投入及經濟環境等多方面的影響，將傳統生產函數引入各種變量后，其一般形式為：

在上面參數中，I為因變量，代表一個地區創新產出；A是一個修正常數，K和L為自變量，分別代表資金投入及人員投入，Z是影響創新產出的外部環境因素，主要包括兩個方面，即經濟發展情況和外商直接投資。由于K和L都屬于科技方面的投入，為簡化研究，本文將K和L合并成一個變量，以黃河流域各省份的科研經費支出作為指標，則改進后的生產函數為：

α、β分別是M和Z的彈性系數，ε為隨機誤差。為了方便計算，對函數兩端取對數，代入相應的指標符號，得到計量模型如下：

其中INNO代表創新產出，以各省份年度專利受理量表示；TP代表科研投入，以各省份年度科研經費支出表示；GDP代表經濟發展,以各省份年度GDP表示；FDI代表外商直接投資，以各省份外商直接投資總額表示；下標i代表城市、t代表年份。

(二)空間自相關性

由于傳統的計量模型沒有考慮到空間自相關性，導致估計結果出現偏差，所以在進行空間計量模型的實證分析之前，需檢測變量之間是否存在空間自相關性。本文選取Moran’s I指數來檢驗空間相關性指標[11]。利用Stata 軟件得到2010—2018年黃河流域各省份間創新產出的全局Moran’s I指數值，結果如下表1所示：

表1 2010—2019年黃河流域創新產出莫蘭指數

由表1可知，最近10年間黃河流域的Moran’sI指數值均大于0，且大部分通過了5%水平的顯著性檢驗，說明了黃河流域整體間的創新產出水平呈顯著的正相關性。

(三)空間計量模型的選取

1.空間計量模型的形式

空間計量模型有3種形式，空間滯后模型，空間誤差模型及空間杜賓模型，帶入相應變量，得到的實證模型分別如下。

空間滯后模型(SLM):

空間誤差模型(SEM)：

空間杜賓模型(SDM)：

其中Wij表示空間權重矩陣，研究使用時主要有三大類：基于鄰接關系的空間權重矩陣、基于地理距離的空間權重矩陣以及基于經濟地理距離的空間權重矩陣，本文采用基于經濟地理的空間權重矩陣，對黃河流域創新產出的空間效應進行分析。

2.經濟地理距離矩陣

其中Xi表示區域i的經濟水平，Xj表示區域j的經濟水平。

3.模型的確定

由前面的空間自相關分析可知，因變量和變量之間存在顯著的相關性，利用LR檢驗比較不同模型的擬合度，在Stata軟件中的估計結果如表2可知，在SDM模型與SAR、SEM模型的LR檢驗下，p值都小于5%，說明了SDM的估計結果更好，可以考慮空間杜賓模型進行實證分析。

表2 模型LR檢驗

三、結果分析

以2010—2019年黃河流域各省份間的數據為例，在經濟地理矩陣加權下，運用Stata軟件作空間計量分析，得到10年內黃河流域各省間的個體固定效應與個體隨機效應。如表3所示(見下頁)。由表3數據可知，隨機效應模型的擬合優度R2低于固定效應模型，本文選取固定效應模型進行分析。在5%顯著性水平的檢驗下，TP對創新產出的影響系數為0.364 9，說明科研投入對本地區的創新發展有積極影響，但空間滯后系數為0.079 1，說明本地區的科研投入對其他區域的創新產出影響不大，原因可能是由于競爭關系，黃河流域各省份間的科技資金與人員沒有達到最優配置，科研資料在各地區間也沒有形成知識溢出，限制了整體的創新發展；GDP對創新產出的影響系數為 0.459 4，空間滯后系數為0.337 2，說明經濟發展水平對創新產出影響呈顯著的正相關性，經濟水平的不斷發展，對科技創新的需求也更加明顯，從而有利于創新活動的產生；外商投資對創新產出的影響系數和空間滯后系數都為負數，說明外商直接投資在一定程度上抑制了黃河流域創新活動的產生。

表3 黃河流域各變量的固定效應和隨機效應

空間杜賓模型同時包含了因變量和自變量的空間滯后項，在此測度出的影響系數只能視為自變量對創新產出的大致影響，若要精確測量創新產出的溢出效應大小，還需對其進一步分解[12]。為測算黃河流域省份間創新產出的直接效應與間接效應，使用Lesage和Pace提出的“求偏微分法”[13]，利用Stata軟件的空間杜賓模型程序命令，計算得到黃河流域各自變量對因變量影響的各項效應值，結果如表4所示。

表4 黃河流域創新產出的效應分解

由表4中可知，在黃河流域的總區域范圍內，科研投入的間接效應為負，在其他因素不變情況下，每增加1%的科技經費支出，會抑制創新產出約0.05%，原因可能是一個省區的科研投入(包括經費、人員等)存在局域性，由于科研經費充足，本省區吸引了周邊地區的優秀資源，抑制了其他省區的創新產出。但從科技投入對創新產出的總效應來看，本地區每增加1%的科技投入，整體的創新產出將增加約0.33%，說明科研投入的影響系數顯著為正，對黃河流域創新產出的提升較為明顯。

區域生產總值GDP對黃河流域創新產出的影響最為明顯，每提升1%的GDP，創新產出將會增加約0.48%，其中本地區創新產出的提升約為0.32%，相鄰地區的創新產出約為0.16%。可見經濟水平的提升加大了對技術創新的需求，良好的創新氛圍吸引技術及人才不斷集聚，最終使整個流域的創新水平不斷提高。

而外商投資的直接效應和間接效應分別為-0.047 1和-0.060 3，說明了黃河流域創新產出的溢出效應與外商投資呈負相關，即外商投資對本地區和鄰近地區的創新溢出都存在抑制作用。原因可能是外資企業的核心技術并未分享給當地企業，且出于利益保護的目的，在我國申請發明專利的積極性不高，導致外商投資一定程度上限制了黃河流域創新水平的提升[14]。

四、政策建議

根據前文研究成果，要提升黃河流域的創新產出，必須制訂有針對性的政策措施，不斷完善黃河流域間的創新體系和提高黃河流域的創新水平。本文分別從科研投入、地區生產總值和外商投資三個因素出發，提出提升黃河流域創新產出的發展路徑。

(一)改善科研資源配置，激活市場創新動力

研究結果顯示，科研投入對黃河流域創新產出的間接效應影響為負，說明科研投入在一定程度上阻礙了黃河流域的創新產生，在這方面仍具有改善空間。企業是黃河流域最主要的創新主體，高校及科研院所同樣扮演著重要的創新角色，要鼓勵這些創新主體間交流合作，搭建產學合作平臺，培養企業及高校的創新意識，在交叉領域分工合作，使科研資源在黃河流域間充分流動，形成技術創新的正向溢出[12]，促進黃河流域創新產出的協同發展；另一方面，需簡化科研項目的審批程序，引導資金流向創新項目，對優秀的創新成果進行嘉獎，不斷完善創新制度，促進黃河流域的高質量發展。

(二)提高經濟發展水平，促進區域合作創新

經濟發展水平對黃河流域創新產出有重要影響，從空間溢出效應分解結果來看，經濟發展水平對黃河流域創新產出的直接效應和間接效應為正，要繼續發揮經濟發展水平的正向作用，提升黃河流域整體的創新水平。根據黃河流域各省份的地理情況，按照不同的定位功能，將自身優勢同新型高新技術產業結合起來，為創新產出的提升創造有利的外部環境，促進黃河流域的經濟轉型。對于黃河流域的空間布局，形成以四川為西部，河南、陜西為中部，山東為東部“三點一線”的布局，發揮核心區域的帶頭作用，塑造產業集聚與輻射的雙重格局，帶動周邊落后地區的發展。

(三)加強對外合作交流，消化吸收先進技術

外商直接投資對創新產出影響的總效應為負，說明了外商投資并沒有提升黃河流域整體的創新水平。政府需進一步改變引資戰略，利用成本優勢吸引外商投資，引導本地企業與外來投資進行創新合作，消化與吸收先進的技術。同時，也要扶持有發展潛力的各類企業，引導企業完成自主創新，加強黃河流域同外部市場的聯系，推進生產要素有序流動，為黃河流域的創新驅動提供不竭動力。