区域创新能力的空间特征及其对经济增长的作用，本文主要内容关键词为：经济增长论文,创新能力论文,其对论文,特征论文,区域论文，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：F061.5 文献标识码：A文章编号：1000-5242(2012)04-0073-07
改革开放以来，我国的区域经济发展差距不但没有缩小，反而随着经济的快速增长呈扩大趋势。①这种差距不但表现在各省市之间，也表现在三大地带之间。究竟是什么因素导致了区域发展差距的持续存在，学术界进行了深入的探讨，但远未取得一致的意见。如蔡昉和都阳认为这源于东西部地区之间在人力资本、市场扭曲和开放程度方面的差异，②而林毅夫和刘培林则强调了我国重工业优先发展战略导致的生产要素配置结构差异和要素禀赋结构差异。③相比而言，更多的文献注意到了吸引外资的作用。由于外商直接投资是包括了资本、技术、管理等一揽子要素的转移过程，对东道国经济增长的作用是强烈的，大量文献讨论了包括吸引外资总量、④外资技术溢出效应、⑤外资的知识资本⑥等对区域经济增长的作用，并认为吸引外资是造成区域发展差距的重要原因。实际上，由于技术和制度已经成为经济增长的主要决定因素，不论实证研究从哪一角度来探讨，如果讨论其作用机制或最终结果，仍然不能偏离技术和制度的框架。
显然，讨论区域创新能力及其空间分布是我们能够在一个较为综合的框架内理解长期区域发展差异的重要途径。对于不同发展水平的国家或地区而言，其区域创新体系的结构和能力与其经济增长绩效紧密相连。以巴西为例，从20世纪60年代开始到80年代末，巴西的经济发展已经取得了非常突出的成就，甚至被誉为“巴西奇迹”，这得益于其国家创新系统建设的进步。但从20世纪90年代开始，为了适应“华盛顿共识”的要求，巴西政府采取全面对外开放的政策，忽视了国家创新系统的建设，造成国家科技政策和产业政策失效，无力指导和落实长期发展所需科研活动，教育与实际产业需求脱钩，科研机构在私有化过程中受到冲击，工业产业的附加值普遍降低，本地产业发展的滞后和本土创新能力的下降，形成国家创新系统的暗毁(undermine)。⑦虽然巴西是拉美地区综合实力最强、工业体系最完整的国家，但由于其创新体系存在内在的矛盾性和脆弱性，收入分配和区域发展存在严重的不平等，知识和创新的发展和分配严重失衡。⑧
中国是一个发展中大国，改革开放以来，随着国家一系列促进经济增长政策的制定和实施，经济以异乎寻常的速度增长，综合实力大大增强，工业体系趋于完整，已经成了世界制造业强国。⑨但同时，我国也存在着知识和创新的发展和分布的区域失衡问题，而这些或许暗示了收入分配与经济增长区域差异的根本原因。基于此，本文试图通过考察我国区域创新能力的空间分布，研究其与区域经济增长之间的关系，来探讨促进区域经济快速增长和协调发展的方法途径。
一、文献评论和研究假设
创新最早应用于经济的研究始于熊彼特(Schumteper)。⑩他认为创新就是建立一种新的生产函数，把一种从来没有的关于生产要素和生产条件的新组合引入到生产体系中，并最大限度地获取利润。他所指的创新包括采用新产品、新方法，开辟新市场，控制新材料和实现新组织等五个方面，但西方国家关于自主创新的研究却直到20世纪六七十年代才正式开始。美国经济学家克莱因、罗森堡等人指出，科技创新过程并不一定完全遵循“基础科学—应用科学—制造—扩散与销售”的传统线性模型，而是多种因素交互作用的非线性过程，科学与经济的互动贯穿于创新过程的始终。(11)这直接导致人们对于自主创新的科技体制环境和经济运行环境的关注，(12)并引领人们从市场结构、组织结构及行为等角度来研究企业自主创新，也由此产生了一些在创新理论方面影响较大的研究，如曼斯菲尔的技术推广理论，卡米恩、施瓦茨关于市场结构对创新绩效作用的理论模型，罗斯维尔基于创新行为而阐释的五代技术创新模型等。
大量文献研究表明，创新活动具有明显的地域化特征，创新活动本身因其构成要素的具体性从而具有时间和空间的形式。随着经济全球化和知识经济的兴起，研究科技活动与经济发展的关系开始引起了人们的广泛关注。因为尽管技术、资金和知识在全球范围内的流动越来越广泛，但国家竞争力的强弱却越来越依赖于具有持久创新能力和产业优势的区域，即地方化的创新能力的存在。着眼于区域发展来研究区域创新是研究此类问题的关键。目前来看，研究区域创新及其影响因素的文献主要在于如下方面：
一是讨论区域创新中研发和知识溢出的作用。根本而言，创新的最初动因来源于科学家的兴趣，区域创新的决定因素必然与区域中的大学、科研机构有关。一般来说，研究创新决定因素多在Griliches提出的研发(R&D)活动带来的创新和知识溢出过程的知识生产函数框架下展开。(13)由于邻近创新者有利于企业间信息的共享和知识扩散，(14)而且经验分析表明创新产出与投入之间的关系在总量尺度上较微观经济研究中更为强烈，这就意味着外部性的存在。在这一思路的引导下，出现了大量的研究研发溢出的文献，如吴玉鸣运用空间计量方法研究了我国研发、知识溢出与区域创新的关系，结果发现，企业和大学研发投入对区域创新具有明显的贡献。(15)我国作为发展中大国，经过30多年的改革开放，已经积累了较为深厚的产业体系和可供利用的丰富资源，目前来看，制约经济增长的主要因素是技术水平和产品的科技含量。显然，知识生产和技术创新对增长的作用是关键的。
二是研究区域创新体系中外资的作用。对于落后国家或地区而言，知识进步和技术创新的主要来源是通过吸引外资获得的技术溢出效应。作为新技术开发的主体和传播的载体，跨国公司技术外溢对于东道国经济的发展具有深远的意义。技术外溢的一般定义为，跨国公司在东道国实施FDI引起当地技术或生产力的进步，而跨国公司无法获取其中的全部收益的一种外部效应。(16)这种影响最终是对东道国经济的长期增长和结构转换做出贡献，具体而言，则是在增加当地就业、提高劳动力总体素质、优化地区产业结构和促进城镇化水平等各方面。在实证研究中，一般选取当地企业的劳动生产率作为因变量，而选取FDI与其他环境、产业以及企业特征变量作为解释变量，研究FDI是否对当地企业的劳动生产率产生了影响。如果FDI变量的系数为正，则认为是产生了正的溢出效应。对于跨国公司技术外溢的文献主要集中于实证研究，且多以国家为对象的企业面板数据或行业截面数据来验证技术溢出的效应。研究结果既有支持正溢出效应的，也有不支持正溢出效应的。一般而言，以行业截面数据进行验证的多得到正溢出效应的结论，如Caves分别运用加拿大和澳大利亚制造业的行业数据的研究，(17)Blomstrom等选用墨西哥1970年行业数据的研究等。(18)而以企业面板数据的实证研究则多显示负溢出效应，如Aitken和Harrison对委内瑞拉1976-1989年间的企业面板数据的研究结果，(19)Djankov和Hoekan使用捷克制造业的企业面板数据分析结果也显示，当地企业的生产力水平存在负溢出效应。(20)这表明对外资的溢出效应的讨论需要从外资行为来研究，特别是外资的结构特征。(21)
三是研究区域创新能力与经济增长的关系。创新对经济增长的推动作用是根本性的，从罗默(Romer)的开创性研究以来，(22)将创新纳入增长模型进行拓展研究的文献极大地丰富了人们对创新与经济增长的理解。新增长理论认为促进经济增长的关键在于知识生产及其对物质生产的促进作用。从区域创新能力的角度来看，高校在创新体系中具有重要的战略地位。任义君从高校科技创新角度选取相关指标实证研究了我国区域创新能力与区域经济增长的关系，强调了二者之间的强相关效应；(23)张迎春和李萍则从企业资源的角度来定义区域创新，并实证研究了二者之间的相互促进关系。(24)更多的文献从科技投入、研发和技术产出的角度来定义区域创新能力，并通过对科技投入、要素投入的测度来研究区域创新能力与增长的关系。(25)这是当前多数文献研究区域创新能力的方法。
二、我国区域创新能力分布的空间特征
(一)我国区域创新能力空间分布描述
本文分别从创新投入、创新产出两个方面来研究我国区域创新的空间特征。创新投入指标选取了我国各省(市、区)R&D研究经费投入指标，而创新产出则以我国三种专利申请为主要指标。1995年，我国R&D研究经费支出为348.69亿元，到2009年达到5802.11亿元。按可比价计算，除1996和1998年外，其余年份年均增长均超过15个百分点。(26)1995年，R&D经费占GDP的比重为0.57%，到2009年这一比重达到1.7%。而从创新产出来看，1995年，国内专利申请受理和授权数分别为69535项和41881项，而到2009年，这一数字分别达到了877511项和501786项，分别增长12.62倍和11.98倍。这显示了我国科技创新能力的良好增长态势。但与此同时，区域创新能力存在空间分布差异的趋势，三大地区的区域创新能力倾向于随时间推移扩大的趋势。图1和图2分别显示了1997年到2009年我国三大地区R&D支出和三种专利申请随时间的变动情况。可以看到，第一，在1997-2009年间，三大地区的科技创新投入和创新产出均呈上升趋势，其中上升最快的是东部地区，其科技创新投入和科技创新产出从1997年的633.19亿元和53790项上升到2009年的4052.22亿元和663205项，分别增长6.39倍和12.33倍。比较而言，中部和西部地区上升较慢，其中科技投入在13年间分别增长6.13倍和1.27倍，科技产出分别增长7.06倍和7.26倍。第二，三大地区的区域创新能力对国家整体的创新能力贡献差别较大，全国的科技创新曲线与东部地区科技创新曲线形状是一样的，这表明国家区域创新能力的性质基本上是由东部地区来决定的。第三，和科技创新投入相比，科技创新产出增长速度更快，表明从投入产出比而言，我国的区域创新效率随时间推移在增强。
图1 我国三大地区科技创新投入区域分布情况
图2 我国三大地区科技创新产出区域分布情况
(二)我国区域创新能力的空间特征
为了深入理解我国区域创新能力的空间特征，我们从省级层面来进行研究科技创新投入和创新产出的空间分布，并重点考察了四个指标的空间结构特征，即科技创新投入和科技创新产出的水平指标和增长指标。水平指标以2009年的水平值来代替，而增长指标则以1997年到2009年13年的平均增长率代替。通过计算这四个指标的Moran'I指数，科技创新投入水平值和增长率的空间Moran'I指数分别为0.2392和0.2151；科技创新产出水平值和增长率的空间Moran’I指数分别为0.2773和0.2234。可见，我国科技创新投入和产出的水平值以及增长值均存在不同程度的空间自相关特征。这一结果表明，我国内地31个省份的科技创新能力在地理空间上具有显著的正相关关系，其行为在空间上的分布存在某种内在的必然联系，其行为具有一定的空间集聚性。为进一步理解这一空间集聚性质，本文测算了以水平值和增长率显示的Moran显著性水平，发现较高科技创新能力区域被高科技创新能力区域所包围，低创新能力区域被低创新能力区域所包围。这表明了区域创新能力的空间集聚特征，即具有高的空间自相关性。从科技创新投入来看，2009年的高科技创新能力高空间滞后地区为江苏和上海，低创新能力低空间滞后地区为新疆。1997-2009年增长率的高科技创新能力高空间滞后地区为江苏、安徽、浙江、江西、福建和广东，低创新能力低空间滞后地区为甘肃和四川。从科技创新产出来看，2009年的高科技创新能力高空间滞后地区为江苏和上海，低创新能力低空间滞后地区为新疆和内蒙古，1997-2009年增长率的高科技创新能力高空间滞后地区为江苏和上海，低创新能力低空间滞后地区为新疆和甘肃。
可见，我国区域创新能力在投入和产出两个方面均出现了不同程度的空间集聚现象，高创新能力高空间滞后地区向沿海集聚，而低创新能力低空间滞后地区向西部集聚，而且从区域科技创新的四类指标来看，其空间集聚情况具有一致性，其中江苏省和上海市在各指标中均呈高创新能力高空间滞后特征，而新疆则呈低创新能力低空间滞后特征。
三、模型与数据
为了进一步研究我国区域创新能力的空间分布对区域经济增长的影响，本文在柯布—道格拉斯生产函数的基础上构造扩展的生产函数来进行研究。新古典内生增长理论认为，经济增长可以表示为物质资本与人力资本不变规模报酬的CD生产函数，即：
其中，Y表示产出，K表示物质资本存量，L表示人力资本存量，α，ρ∈[0，1]，A表示技术、制度等因素。
如何将区域创新能力引入方程，存在多种思路，一种简单的理解是将创新投入和创新产出视为对全要素生产率起作用的量，那么，可将式(1)改写为如下形式：
其中式(5)为空间滞后模型，空间滞后项由ρWlny表示，W表示外生的空间加权矩阵，ρ为待估空间自回归系数；式(6)为空间误差模型，ε表示误差向量，λ表示待估空间误差系数。
实证研究中涉及的变量及数据说明如下：
地区生产总值(Y)。地区生产总值数据以各省份的GDP来表示。
各地区人力资本投入(L)。由于不能直接得到人力资本的数据，则根据文献的通用方法，以各地区一、二、三产业就业人数来代替。各地区物质资本存量(K)。由于不能从统计资料中直接得到各省的资本存量数据，文献的通常方法是使用永续盘存法进行计算。其公式是：
。下标i和t分别代表省份和时间，其中K是实际资本存量，I表示实际投资，δ表示实际折旧率。对实际投资的选取有多种方法，如使用全社会固定投资、资本形成总额、新增固定资产等。本文沿用张军等的方法，以估计各地区资本存量。(27)
区域创新能力(innovation)。区域创新能力指标根据前述理论研究的结果，主要选取科技创新投入指标，即各地区R&D投入(R&D)和科技创新产出，即三种专利申请数(PAT)。
控制变量(con)。考虑到我国区域发展战略的时序性差异，本文在研究中主要选取三个控制变量：一是地区变量(region)，以东部地区为1，其他地区为0；二是开放度(open)，以各地区实际利用外资占GDP的比重来表示；三是地区城市化水平，以城市人口比重来表示(urb)。
四、实证研究及结果
在理论研究部分我们强调了科技创新能力对区域经济增长的作用，但我们对创新投入和创新产出对经济增长的作用机制尚不清楚。在实证研究中，我们既需要研究创新能力指标对产出的影响，也需要考察不同地区的特征在这一过程中的作用。需要强调指出的是，根据李子奈和齐良书的观点，(28)模型设定不能舍弃那些必须包含在模型中的因素，因本研究模型由柯布—道格拉斯生产函数的基础上构造而来，所以，在回归中的所有方程均包含了劳动(L)和资本(K)。我们分别使用普通最小二乘法(OLS)、空间滞后模型(SLM)和空间误差模型(SEM)三种方法进行了回归。结果发现，不论是SLM还是SEM估计结果，都显著优于OLS估计结果，而且方程的拟合度也较高。比较而言，SLM和SEM估计的LogL值均比OLS有所增长，弥补了新增变量的改进拟合度，而AIC和SC则有不同程度的下降，表明空间误差规范拟合度的增加。进—步比较SLM和SEM估计结果，发现SEM估计结果更显著，回归的系数值比OLS回归值整体增大，显著程度也普遍提高。其结果如下页表1所示。(29)
在模型(1)和模型(2)中，我们分别考察了创新投入(R&D)和创新产出(PAT)对经济增长的作用。结果显示，这两个指标前的系数均为正，而且高度显著，表明各地区的R&D投入和创新产出均对区域经济产出有重要的推动作用。由于我们以对数的形式研究区域产出，而水平值的对数形式具有增长率的性质，因此，可以粗略地认为，如果不考虑其他因素的影响，在控制资本和劳动投入因素后，R&D投入每变动一个百分点，会对经济增长产生0.29个百分点的推动作用；而创新产出每变动一个百分点，会对经济增长产生0.27个百分点的推动作用。同时，我们也发现，创新投入和创新产出对增长的作用，效果基本上是一致的。
改革开放以来，由于我国开发开放政策的时序性差异，导致东部地区和中西部地区在其开放战略和城市化进程等诸方面均有一些变化。特别是对于发展中国家而言，吸引外资是获得新技术、提高区域创新能力的重要手段，因此，我们在模型(3)和模型(4)中通过控制地区、开放度和城市化，来分别观察创新投入和创新产出对区域经济增长的效应。结果显示，R&D和PAT前系数的符号没有发生变化，同时高度显著，这表明R&D和PAT对增长的作用是稳定的。region、open和urb前的系数也均为正，这表明区域经济增长的区域差异不但与科技创新能力的空间分布有关，而且受国家差别化的开发开放战略影响显著，东部地区的经济增长速度显著快于中西部地区，同时，吸引外资规模越大、城市化水平越高的地区也越具有较高的经济增长率。
为了进一步讨论科技创新能力对区域经济增长的作用机制，我们注意到开放度这一指标。一般而言，对外开放对发展中国家经济增长的推动作用是显著的，而且吸引外资是获得资金、技术和管理的一揽子要素流入过程。在模型(5)和模型(6)中我们分别加入了open与R&D及PAT的交互项，结果显示，科技创新投入和创新产出与开放度的交互项回归结果均为正，而且显著，这表明吸引外资对于区域科技创新能力具有较大的影响。对我国而言，由于吸引外资存在巨大的地区差异，不但影响了区域创新能力的空间分布，而且对区域经济增长也带来了深远的影响。
五、结论与启示
通过上述研究可以得到如下确定的结论：
第一，各地区的经济活动和科技活动具有空间自相关特征，即较高经济发展水平的省份其周围省份也倾向于具有较高的经济发展水平。在过去，我们一般认为这一格局的形成源于我国具有时序性差异的开发开放政策，但对于其形成的内在机制的解释却具有较大的差异。本文通过研究区域创新能力的空间差异性和空间自相关性发现，经济发展水平的这种空间特征与区域创新能力的空间特征是一致的。换言之，由于科技创新具有空间溢出效应，进而形成了经济增长层面的空间格局。
第二，区域创新能力具有明显的区域经济增长效应。不论是科技创新投入还是科技创新产出，均正向作用于区域经济增长，这一结论是符合新古典经济学以来的增长理论的。但本文通过运用空间计量经济学手段研究后发现，由于空间溢出效应的存在，区域创新能力不但对本地区的经济增长带来影响，同时，也对其周围地区的经济增长带来影响。
第三，对于发展中国家而言，区域创新能力对经济增长的作用与区域吸引外资的水平有关。本文在研究中加入了开放度指标与区域创新能力的交互项，由于我们使用的开放度指标实际是度量了地区的引资规模，因此，可以得到的确定结论是外资不但对区域经济增长起作用，而且是经由对区域创新能力的影响来影响经济增长的。
本文的研究结论对我国转型时期促进区域创新能力的提升，以及促进区域经济增长的政策启示在于如下几方面：
第一，推进区域科技创新能力的均衡分布。我国区域经济呈现出来的非均衡增长格局，已经对我国经济的整体发展和社会转型形成了制约。1992年以来，我国的区域发展战略已经由非均衡发展向协调发展转变，但观察经济发展的现实，经济发展差距反而呈扩大趋势，显然，探讨增长背后的决定因素并提出控制措施是解决这一问题的关键。经济增长越来越依赖于科技创新能力，加大对落后地区的R&D投入，制定利于创新产出的科技发展规划，提高其区域创新能力，并有计划地促进落后地区与发达地区之间的技术转让和技术交流，是推进区域科技创新能力均衡分布的重要方面。
第二，加大吸引外资的力度，以获取外资的技术创新与技术溢出。对于发展中国家而言，通过吸引外资来获取新技术以提升区域创新能力是一个有效途径，但发达国家的跨国公司容易产生创新内部化倾向，对新技术实施严格的保护，从而导致发展中国难以获得最新的技术。发展中国家应该制定相关政策，吸引跨国公司的研发部门进入，或者与外资建立合资或合作形式的研发机构，通过吸引外资并有效结合地方比较优势，提高地方科技创新投入和创新产出的水平和质量。
第三，根据不同地区的区域特征，构建利于提高区域创新能力的政策促进体系，建立科技创新的共投平台和共享机制。提高区域创新能力的根本仍然在于自主创新，而这需要建立在区域自身的基础之上。根据我国目前区域发展差异的现状，应该在东部发达地区强化原创性的研发投入，而在中西部地区优化投资环境，吸引外资和东部地区的技术转移。由于区域创新能力具有空间溢出的特征，着眼于区域协调发展，建立区域合作性质的科技创新共投平台和科技创新产出的共享机制，可以扩张区域创新对经济增长的带动作用。
注释：
①陈秀山、徐瑛：《中国区域差距影响因素的实证研究》，《中国社会科学》，2004年第5期。
②蔡昉、都阳：《中国地区经济增长的趋同和差异》，《经济研究》，2000年第10期。
③林毅夫、刘培林：《中国的经济发展战略与地区收入差距》，《经济研究》，2003年第3期。
④魏后凯、贺灿飞、王新：《中国外商直接投资区位决策与公共政策》，商务印书馆，2002年。
⑤沈坤荣、耿强：《外国直接投资、技术外溢与内生经济增长——中国数据的计量检验与实证分析》，《中国社会科学》，2001年第5期。
⑥陈继勇、盛杨怿：《外商直接投资的知识溢出与中国区域经济增长》，《经济研究》，2008年第12期。
⑦涂俊、吴贵生：《对“华盛顿共识”的反思——巴西国家创新系统“失落的十年”及其启示》，《中国软科学》，2005年第2期。
⑧宋霞：《影响巴西竞争力的深层次原因：国家创新体系的矛盾性和脆弱性》，《拉丁美洲研究》，2008年第6期。
⑨杨丹辉：《中国成为“世界工厂”的国际影响》，《中国工业经济》，2005年第9期。
⑩[美]熊彼特著，何畏等译：《经济发展理论——对于利润、资本、信贷、利息和经济周期的考察》，商务印书馆，1990年。
(11)胡晓鹏：《中国学界关于自主创新问题的观点论争与启示》，《财经问题研究》，2006年第6期。
(12)[美]司托克斯著，周春彦等译：《基础科学与技术创新》，科学出版社，1999年。
(13)Griliches S,"Issues in Assessing the Contribution of R&D to Productivity Growth",Bell Journal of Economics ,10(1979).
(14)Jaffe A B,Trajterberg M.,Henderson R,"Geographic Localization of Knowledge Spillovers As Evidenced by Patent Citations",Quarterly Journal of Economics,108(1993).
(15)吴玉鸣：《中国区域研发、知识溢出与创新的空间计量经济研究》，人民出版社，2007年。
(16)Blomstrom M.and A.Kokko,"Multinational Corporations and Spillovers",Journal of Economic Surveys,8(1998).
(17)Caves,R.,Multinational Enterprises and Economic Analyses,Cambridge:MA Cambridge Univ.Press,1996.
(18)Blomstrom M.and A.Kokko.,"Multinational Corporations and Spillovers",Journal of Economic Surveys ,8(1998).
(19)Aitken J.J.and A.E.Harrison,"Do Domestic Firms from Direct Foreign Investment?:Evidence from Venezuela",American Economic Review,89(1999).
(20)Djankov,Simeon and Bernard H.,"Foreign Investment and Productivity Growth in Czech Enterprises",World Bank Economic Review,14(2000).
(21)郭熙保、罗知：《外资特征对中国经济增长的影响》，《经济研究》，2009年第5期。
(22)Romer,Paul M.,"Increasing Returns and Long-run Growth",Journal of Political Economy,94(1986).
(23)任义君：《科技创新能力与区域经济增长的典型相关性分析》，《学术交流》，2008年第4期。
(24)张迎春、李萍：《企业创新能力对区域经济增长的贡献分析》，《财经问题研究》，2006年第9期。
(25)郝晓燕、刘媛媛、梁晓勇：《内蒙古区域技术创新能力及其与经济增长的关联分析》，《科学管理研究》，2010年第8期。
(26)资料来源：《中国科技统计年鉴》2010年。本文的数据除特别说明外，分别来源于历年《中国统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》及各省统计年鉴和国家统计局公开发布的数据。
(27)张军、吴桂英、张吉鹏：《中国省际物质资本存量估算：1952-2000》，《经济研究》，2002年第10期。
(28)李子奈、齐良书：《关于计量经济学模型方法的思考》，《中国社会科学》，2010年第2期。
(29)为节省篇幅，这里没有报告OLS和SLM回归结果。
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