中国制造业集聚经济特征与最优集聚问题——对112个三位数产业的实证研究，本文主要内容关键词为：位数论文,最优论文,特征论文,中国制造业论文,实证研究论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
中图分类号：F124.9 文献标识码：A 文章编号：1005-1309(2010)09-0003-011
一、引言
改革开放以来，中国的产业集聚趋势日益明显，经济活动不断向东部沿海地区和中心城市集中。1978至2007年，东部10省市地区生产总值占全国的比重从44.5%增长到55.3%，各省市区工业增加值在全国所占比重的变异系数从0.886上升到1.027。产业集聚是产业布局的表现，实质上就是资源配置的结果，对生产率、经济增长等都有显著影响和促进作用，这就是集聚经济。集聚经济的概念最早由韦伯提出，与资源禀赋、空间转移成本一同被看成区域经济的“三个基石”(Hoover，1948)。现代区域经济理论和空间经济学研究表明，集聚经济是决定产业布局的核心力量，产业的集聚经济特征在一定程度上决定其布局特征(Henderson，1988)，同时集聚经济也为城市的形成与城镇体系的演化提供了解释(Henderson，1974；Fujita et al.,1999；Glaeser & Gottlieb，2009)。但是，当前理论与实证研究，对集聚经济来源与集聚经济存在形式这两个基本问题未达成共识。
目前理论上关于产业集聚机制与集聚经济来源的研究主要有两条路径：第一条是城市经济理论从外部性出发的相关研究，外部性引起的总报酬递增导致集聚，而拥挤和土地成本等因素促使生产分散，最优集聚规模是两方面力量相互作用实现平衡的结果。亨德森(Henderson，1974；1977；1988)最先将这一思想模型化，在他的模型中向心力来自专业化集聚的外部性。第二条路径是Krugman等(Krugman，1991；Venables，1996)所开创的新经济地理(NEG)理论研究，他们在内部规模报酬递增假设的基础上，基于Dixit-Stiglitz垄断竞争模型，研究规模报酬、产品差异化和运输成本对产业区位的影响，强调了企业在利用规模报酬与节约运输成本之间的平衡，以及在此过程中的产业集聚趋势和经济效应。城市经济理论下集聚经济主要源于技术外部性，而新经济地理理论下则是源于货币外部性。
集聚经济的实证研究需要解决三个基本问题：集聚经济的存在性、存在形式和集聚经济的强度。争论的核心是集聚经济的存在形式，即集聚经济存在于多大的产业范围与空间范围内。按照通常的划分，也就是集聚经济表现为本地化经济还是城市化经济。对两类集聚经济形式相对重要性的判断也就是对集聚经济本质和来源的不同看法，决定了专业化和多样化在资源配置、生产分工中的不同作用。亨德森等人(Nakamura.,1985；Black & Henderson，1999；Henderson，2003)主要强调本地化经济的作用，而格莱瑟等人(Glaeser et al.,1992；Glaeser & Mare，2001；Kanemoto et al.,1996)则着重强调城市化经济的作用。
近年，对中国的实证研究开始兴起，但多是在宏观层面进行。白重恩等(2004)、金煜等(2006)、陈良文等(2006)等使用了省级两位数产业数据，李金滟、宋德勇(2008)、刘修岩、殷醒民(2009)、刘修岩(2009)等用的则是不分产业的城市数据。但是，利用这些数据可能存在产业加总水平或地理单元选择过大得问题。在产业维度，两位数标准产业分类很宽，许多联系不紧密的三位数、四位数产业被放在一起，即使空间相邻，这些产业之间也难以存在溢出效应。在空间维度，中国的省域范围很大，而溢出通常被认为只存在于相对较小的地域范围内。因此，数据选择本身就可能导致结论的系统性偏差（刘长全，2007）。傅十和、洪俊杰(2008)首次使用了大规模的微观企业数据，但仍没有区分行业，而是按照城市规模和企业规模分层估计，他们的结论更多支持本地化经济的作用。
工业化与城镇化是中国需要实现的两大转变，也是当前推动中国经济增长的两大基本力量，这两个过程显然都不可避免地受到集聚经济的影响。因为只有与产业的集聚经济特征相协调的产业布局才可能是合理有效的，合理的城镇化道路与有效的城镇体系也一定要与产业结构及其集聚经济特征相协调。如果本地化经济存在，那么市场因素将会促使专业化集聚和专业化城市出现，如果城市化经济存在，那么形成的将是多样化集聚及多样化程度高的城市。为深化对集聚经济的认识，本文试图从以下两个方面对现有研究进行拓展：(1)使用1995年工业普查的75万家微观企业数据，估计机械、纺织、电子、轻工四个行业112个产业的生产函数，通过引入多层次的集聚因子，分析集聚经济存在的产业范围和空间范围，这是对集聚经济存在形式的全面认识；(2)分析集聚经济在集聚规模上升过程中先增后减的“倒U型”曲线变化特征，以进一步探讨集聚有效性和最优集聚规模问题，这是现有研究最薄弱的地方，却也是产业布局与城镇体系建设中的核心问题；(3)通过对企业层面规模报酬的分析，检验集聚经济不同理论的理论基础，识别集聚经济的来源。
本文第二部分首先给出一般性的实证分析框架；第三部分对数据与指标做了进一步的说明；第四部分通过对微观层面企业生产函数的估计检验了集聚经济的存在性与存在形式，并对集聚经济的来源做出判断；第五部分理论分析并实证检验了集聚经济先升后降的“倒U型”变化特征，在此基础上，分析了实际集聚规模与最优集聚规模的偏离情况，验证了产业集聚水平的内生性问题。
二、分析框架
虽然对集聚经济的来源与存在形式有争议，但不妨碍我们采用一般的形式表述集聚经济。由于其本质上是一种外部性，在微观层面，集聚经济的存在意味着企业的产出不仅是一般投入的函数，同时还受到集聚因素，如其所在地区相关产业的规模或整个经济的规模等的影响。假设集聚因素表现为希克斯中性的移动因子，那么企业产出为：
三、数据与指标
估计以上含有集聚因子的生产函数既要有微观企业数据，还需要代表不同层面集聚因子的加总数据，为此本文使用1995年第三次工业普查数据做实证分析。该数据包括了76万家企业的固定资产、就业人数、销售收入、所属四位数产业、所属地区（区县）等指标，因而可以在产业与空间两个维度的不同层次通过汇总得到集聚因子，以估计集聚效应存在的空间范围与产业范围。集聚经济作为一种基本经济规律，长期可能会有动态变化，但在中短期则有较强的稳定性，因此对本研究来说该数据的时效性不会是严重问题。由于冶金、煤炭等行业对矿产资源具有较强的依赖性，其空间集聚首先是由自然资源分布的不均匀造成的。其次，企业数量很少的产业往往表现出高度集聚的特征，出现统计意义上的产业集聚。对两种情况都会对集聚效应的识别产生影响。经过筛选，本文选择电子、纺织、机械和轻工四个行业、企业数量在200家以上的112个三位数产业、共50万家企业的数据。
为检验集聚经济，本文引入六个层次的就业规模作为集聚因子，分别是企业所属三位数产业在所属市的就业规模(C3)、所属两位数产业在所属市的就业规模(C2)、所属市的工业就业规模(CI)、所属三位数产业在所属省的就业规模(P3)、所属两位数产业在所属省的就业规模(P2)及所属省的工业就业总规模(PI)。本地化经济是同一产业集聚（专业化集聚）的经济效益，而城市化经济是不同产业集聚（多样化集聚）的经济效益。现实中，同一产业是个模糊的概念，随着产业加总水平的提高，同一产业内的多样化水平也在上升，因此本地化经济与城市化经济都是相对的。在此可以将三位数产业理解为同一产业，一定地域范围内三位数产业的规模相应反映了专业化集聚的水平，而工业规模则反映了多样化集聚的水平。两位数产业介于专业化与多样化之间，也是国内大多数研究界定本地化经济所采用的产业标准。通过以上六个因子的引入可以确定不同空间范围内专业化集聚与多样化集聚的作用。
由于使用截面数据，估计中可能存在内生性问题，不可观测的企业特征与集聚因子之间存在相关性，即E(S
)≠0，例如市场化程度高的企业更倾向于通过集聚提高经济效率，从而导致集聚因子的估计系数有偏。另外，不可观测的地区特征也可能会与集聚因子、企业特征之间存在相关性，即E(S
)和E(M)也不等于0，例如企业更倾向于在交通条件、商务环境更好的地区集聚，竞争力强的企业更倾向于在商务环境好、市场化程度高的地区集聚。为此，引入一组反映企业产权结构特征（国有、集体、个体私营、外资）和区位特征（东、中、西部和东北地区）的虚拟变量，采用固定效应来控制这种影响。
四、集聚经济的存在形式与来源
（一）集聚经济的存在性
对112个产业的生产函数做OLS估计，各系数的正负与显著性构成见图1，从中可以得出一些初步结论：
1.市级范围存在本地化经济。在市级范围内，反映专业化集聚规模的因子C3的系数中有82个大于零，占到产业总数73%。在10%水平显著大于零的产业有59个，占到产业总数的一半以上，在1%水平显著大于零的产业也有42个，占到产业总数的1/3以上。反映多样化集聚规模的因子CI的系数中有72个大于零，但在10%水平上显著大于零的只有29个，不足30%，另有19个产业在10%水平上显著小于零。综合来看，市级范围内专业化集聚的经济影响更明显。
2.省级范围存在城市化经济。在省级范围内，反映多样化集聚规模的因子PI的系数中有86个大于零，其中61在10%水平上显著，37在1%水平上显著。而反映专业化集聚规模的因子P3的系数中只有56个大于零，恰好占产业总数的一半，在10%水平上显著大于零和显著小于零的产业分别有30个和26个。这表明省级范围内多样化集聚对企业生产率具有更加明确的促进作用。
3.省市两级按两位数测算的产业集聚没有确定的经济影响。C2的系数大于零的产业有63个，在10%水平显著大于零和显著小于零的产业分别只有34个和22个。P2的系数中有57个大于零，只有27个在10%水平上显著，另有30个在10%水平上显著小于零。因此，省市两级两位数产业的规模对企业生产效率的影响均是不确定的。由于国内现有大多数有关产业集聚和集聚经济的研究都基于两位数的产业分类，因而结论都将值得商榷。
（二）集聚经济的大小
以上分析从统计意义上反映了集聚经济的存在性与存在范围，而集聚经济的大小，即经济意义上的显著性对于判断其实际具有的作用同样重要。以各产业就业总数为权重，分行业计算各系数估计结果的加权平均值。从结果来看，市级范围的本地化经济作用明显。轻工行业因子C3的系数的均值达到0.0171，在四个行业中最高，意味着在市级范围内本产业（三位数产业内）就业规模每增加1千人，企业的劳动生产率平均将上升1.71%。电子行业的均值略低，也达到了0.0145。机械行业和纺织行业的本地化经济较弱，均值分别为0.0086和0.0083。PI的系数虽然普遍大于零且显著，但是分行业的加权均值基本都等于零，说明作用非常小。因此，省级范围虽然存在城市化经济，但其作用基本可以不考虑。②
图1 各系数估计值的正负与显著性构成
（三）集聚经济的来源
以上分析表明市级范围本地化经济的存在，从两个方面可以看出其来源更可能是城市经济理论所强调的技术外部性。首先，估计结果显示企业层面规模报酬递减，这与城市经济理论的理论出发点相一致，而与新经济地理的假设前提相悖。Ln(L)的系数反映的是企业层面的规模报酬特征，101个产业的估计值小于零，其中86个在1%水平以上显著，另有4个在5%水平上显著。估计值大于零的产业只有11个，能在10%水平上显著的产业仅5个。这表明在研究的112个产业中，规模报酬递减是普遍特征，新经济地理以企业层面报酬递增为前提，与此结果不一致。其次，本地化经济为主的集聚经济特征与新经济地理的理论内涵不一致。新经济地理理论下的产业集聚必然是一种多样化的集聚，集聚经济必然来源于多样化的集聚。相反，在区域经济理论框架下，基于不同的外部性假设，集聚经济既可以来源于专业化集聚，也可以来源于多样化集聚。
五、集聚经济的曲线特征和最优集聚
产业集聚对生产效率既有促进作用，也有抑制作用，后者源于集聚过程中的拥堵和过度竞争等问题。以上实证分析观测到的集聚经济实际是产业集聚的“净效应”。通常认为，在集聚规模达到一定水平后，产业集聚的促进作用逐渐弱化，而抑制作用将会突显并快速增长，最终超过促进作用，使产业集聚呈现不经济的特征。图2描述了产业集聚净效应先升后降的曲线变化过程。图2(a)的横轴是集聚规模，纵轴是产业集聚对生产效率的影响，曲线
反映了促进作用，曲线
反映了抑制作用，两条曲线之间的垂直距离就是产业集聚的净效应，图2(b)中NE净效应曲线。在0到
之间，随着集聚规模的上升，集聚的净效应不断增加，在处达到最大值后开始下降。对应了最优集聚规模，超过这个规模之后，产业集聚对生产效率仍有促进作用，但其边际效应小于抑制作用的边际效应。超过规模
后，观测上，产业集聚是不经济的，虽然所表示的纯粹促进作用可能依然在上升。以下将检验集聚经济是否存在这一曲线变化特征，并讨论相应的最优集聚问题。
图2 集聚经济最大化与最优集聚规模
（一）对集聚经济“倒U型”变化特征的估计（见表2）
在原估计方程式的基础上，忽略四个没有确定影响的集聚因子(C2、CI、P3、P2)，保留C3和PI，考虑存在的主要是市级范围的本地化经济，再引入C3的二次项。如果产业集聚对生产效率的影响确实呈先升后降的“倒U型”变化，二次项系数的估计值将小于零。从结果来看，100个产业的C3二次项的估计系数小于零，其中75个在10%水平上显著，占了产业总数的67%。只有2个产业的估计值与预期相反，显著大于零。估计系数的分行业加权均值在-0.0041到-0.0005之间变动。这些都表明集聚经济大小确实呈“倒U型”变化。101个产业的C3系数估计值大于零，其中88个在10%水平上显著，加权均值在0.0191至0.0682之间分布，这里该系数为正表明最优集聚规模的存在。101个产业的PI系数估计值大于零，其中91个在10%上显著，比原估计更加明确，但加权均值仍接近于0，表明只存在微弱的省级范围城市化经济。
（二）集聚经济最大化的最优集聚规模
小于零的C3二次项系数和大于零的C3系数将共同确定一个符合现实（大于零）的最优集聚规模。此时，产业间集聚经济的差异导致专业化集聚规模的差异，那么问题的核心将不再是哪个产业因为更大的集聚规模而得到更高的生产效率，而是每个产业的最优集聚规模在哪(Henderson，1988)。下面根据估计结果测算市级范围各三位数产业的最优集聚规模，并将之与实际规模进行比较，看是否存在过度集聚或集聚不足问题。在此只讨论75个C3二次项系数的估计值显著小于零的产业。
1.最优集聚规模的基本分布（见表3）。市级范围三位数产业的最优集聚规模主要分布在0.5～4万人之间，共有54个产业，占产业总数的72%。其中，有23个产业在2～4万之间，占产业总数的30.7%，14个在1～2万之间，占18.7%，17个在0.5～1万之间，占到22.7%。另外，在4～10万人之间的产业只有8个，在5000人以下的产业有11个。最优集聚规模最高的是棉纺织业(SIC.172)，达到12.93万人，其次是丝绢纺织业(SIC.177)，达到10.49万人，只有这两个产业超过10万人。
2.最优集聚规模与实际集聚规模（见表4）。以各产业在不同城市的实际规模与最优集聚规模相比，这样的产业－城市组合共有19252个样本，其中19016个小于1，占样本总数的98.8%。实际上，比值小于0.1的样本就占到72.0%，在0.1～0.2之间的样本占了12.8%。实际规模超过最优集聚规模的样本只有236个，占1.23%，其中的207个分布在1～2之间。初步来看，可以说实际集聚规模普遍远小于最优集聚规模。
但是，对不具有专业化特征的产业集聚规模进行考察，不能反映集聚经济对集聚规模的影响，以及实际集聚规模与最优集聚规模之间的偏离。任何产业都可能因为上下游的供求关系而出现在一些地区，地区发展的路径依赖又限制其进一步壮大，因而这些产业在这些地区的存在是附属性的，主要服务于有限的本地市场，不具有明显的专业化特征，集聚经济在这种情况下所发挥的作用也非常有限。
下面重点分析各产业在其分布最集中的地区，即在地区经济中具有专业化特征的情况下，实际规模与最优集聚规模之间的关系（见表5）。每个产业按其在不同地区的就业规模大小，分别取前五位和前十位地区的样本，计算实际规模与最优集聚规模之比。在取前十位的情况下，多数样本的比值仍小于1，有20%在0.5以内，超过49%在0.5～1之间，只有31%大于1，超过1.5的仅占11.1%，超过2的更是只占3.9%。在取前五位的情况下，比值小于1的样本仍占了45%。也就是说，即使在分布最集中的地区，实际规模超过最优集聚规模也不普遍，最优集聚规模因而具有某种临界值的性质，可以将其理解为有效集聚规模对地区产业规模的一种约束。总体来看，任一产业都只会在个别地区，也就是其分布最集中、在地区经济中具有专业化特征的情况下，规模才会超过最优集聚规模。
（三）内生的最优集聚水平
集聚水平测度是产业集聚研究的重要方面，近年国内这方面研究较多（梁琦，2003、2004；文玫，2004；罗勇等，2005；王子龙等，2006）。但是，与最优集聚规模相对应，产业集聚水平，即以指数衡量的产业不均匀分布程度也具有内生性。因为在产业规模既定的情况下，产业最优集聚规模决定了理论上的最优集聚点数量，再给定经济的空间结构，就必然存在一个相应的最优集聚水平。那么，比较产业间集聚水平的差异、强调其对生产效率的作用差异就没有意义，因为不论集聚水平的高低，只要与最优集聚水平相趋近，其对生产效率的促进作用都是最大化的。问题的核心是最优集聚规模、产业规模、经济的空间结构等如何共同决定最优集聚水平，以及实际集聚水平与最优集聚水平的偏离情况。
如果以上论述的最优集聚水平存在，最优集聚规模对实际集聚水平应有显著影响，下面对此做简单检验。仍使用以上75个产业的数据，根据各产业的最优集聚规模与总规模计算最优集聚点数量(ON)，用其对反映产业集聚水平的EG指数做OLS回归。③最优集聚点数量增加意味着理论上的最优分布将更分散，最优集聚水平也就更低，因此ON的估计系数预期小于零。考虑各行业实际集聚水平与最优集聚水平之间的偏离程度可能有系统性差异，所以引入三个虚拟变量：电子(DZ)、纺织(FZ)与机械(JX)。估计结果如下：
结果表明，最优集聚点数量增加1，EG指数将下降0.00055④，且其影响在1%水平上显著，变动方向与理论预期一致。各虚拟变量都不显著，表明行业间没有系统性差异。图3是产业最优集聚点数量与EG指数之间的散点分布情况以及OLS拟合曲线，可以看出两者之间的关系是非常明显的。
各产业实际集聚水平在向最优集聚水平趋近的同时，也受一些因素的影响与之偏离，其结果如前所述，在大多数地区不具有专业化特征，规模比最优集聚规模小得多。首先，是最优集聚规模下产业集聚对生产效率的实际作用，这取决于产业集聚净效应的变化特征。一般来说，净效应越大企业集聚的动力也越大，偏离就越小。其次，是市场的分散程度与产品流动成本的大小。在市场非常分散、产品流动成本很高的情况下，集聚给企业带来的利益将被运送产品的成本所抵消，企业集聚的动力因而会下降。第三，是要素流动性，主要指劳动力的流动性。要素流动主要从两个方面影响产业集聚：从供给角度影响企业成本、从需求角度影响市场分布。集聚必然加剧要素市场的竞争，要素流动性的缺乏将导致要素价格的上升，进而削弱集聚所能带来的效益提高，限制集聚的发生。在极端情况下，由于要素流动性不足集聚完全不能发生。第四，其他与产业相关的因素，如技术的需求与供给特征等。因生产活动的差异，产业间存在技术需求上的差异，这种差异又往往体现为对科技人员、专利技术、自然资源、劳动力等的需求和依赖。在这些要素的供给具有既定空间分布的情况下，技术需求特征可能引起实际集聚规模与最优集聚规模的偏离，过度集聚或过度分散，最终表现为实际集聚水平与最优集聚水平的偏离。
图3 EG指数与最优集聚点数量的分布
六、结论
实证分析表明：首先，产业集聚对生产效率具有促进作用，集聚经济的存在形式为市级范围的本地化经济。分行业来看，市级范围内三位数产业就业规模每增加1千人，企业生产率上升0.8%-1.5%，轻工行业集聚经济最强，电子行业其次，机械与纺织行业相对较弱。省级范围的城市化经济虽然存在，但实际影响很小。不过这仍表明不同空间层次发挥作用的可能是不同形式的集聚经济。另外，省市两级按两位数测算的产业集聚对生产效率没有确定的影响。由于国内现有大多数有关产业集聚和集聚经济的研究都基于两位数的产业分类，因而结论都将值得商榷。
其次，中国制造业的集聚经济更可能来源于城市经济理论所强调的技术外部性。第一，企业层面规模报酬递减的结果与城市经济理论的理论出发点相一致，而与新经济地理的假设前提相悖。第二，本地化经济为主的集聚经济特征与新经济地理的理论内涵不一致，因为新经济地理理论框架下的产业集聚必然是一种多样化的集聚，集聚经济必然来源于多样化的集聚。
再次，随着集聚规模的上升，市级范围的本地化经济呈先升后降的“倒U型”变化。与之相应，各产业分布存在一个集聚效应最大化的最优集聚规模。实际集聚规模与最优集聚规模的比较表明，实际集聚规模普遍远小于最优集聚规模。即使在产业分布最集中的地区，实际规模超过最优集聚规模也不普遍，最优集聚规模因而具有某种临界值的性质，可以将其理解为有效集聚规模对地区产业规模的一种约束。
最后，与最优集聚规模相对应，以指数衡量的产业集聚水平也具有内生性。因此，不论集聚水平高低，只要与内生的最优集聚水平相趋近，产业集聚对生产效率的促进作用就都是最大化的。实际集聚水平与最优集聚水平的偏离受到集聚经济强度、市场分散程度与产品流动成本、要素流动性等的影响。
收稿日期：2010-07-20
注释：
①如无说明，本文中集聚规模指产业或经济的绝对规模，集聚水平指用指数衡量的产业不均匀分布程度。
②没有确定影响的集聚因子在此不做进一步讨论。
③产业集聚水平测度方法及EG指数的介绍参见魏后凯(2009)。在此也不列出各产业集聚指数的测算结果，如有需要，可来信索取。
④相对与EG指数的取值范围，该系数并不算小。根据Glaeser等人(Ellison & Glaeser，1997)提出的经验标准，EG指数小于0.02表示产业集聚不明显，在0.02到0.05之间表示明显集聚，大于0.05则表示产业高度集聚。
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