城市群内产业集聚与区域经济发展——基于长三角25市动态面板数据的分析

■洪 娟 谷永芬

城市群内产业集聚与区域经济发展
——基于长三角25市动态面板数据的分析

■洪 娟 谷永芬

城市群;产业集聚;经济增长;GMM回归

产业集聚与城市群作为区域经济发展到一定阶段的典型形态，其本质都是集聚经济。两者不仅在空间上具有高度的耦合性，而且在经济发展中相互促进，产业集聚是城市群经济增长的主要动力和竞争优势，而城市群是产业集聚发展的主要空间载体形式。本文以长三角为例，探讨城市群内产业集聚与区域经济发展的关系，通过对产业集聚经济效应影响的分析，促进城市群内产业集聚资源的组织引导和整合。

一、相关文献回顾

关于产业集聚与区域经济增长理论，20世纪90年代初以Krugman为代表的新经济地理学家开始把主流经济学家长期忽视的空间因素纳入一般均衡的分析框架，研究产业在空间的集聚与分散原理，从而为研究区域经济增长差距提供了新的视角。早期的空间经济模型都是静态的，一旦经济达到均衡，经济增长率为零，除非外生经济参数发生变化，否则这一均衡结果很难改变。因此，要考察集聚与经济增长的关系，必须将新经济地理模型动态化。Englmann＆Walz在Krugman创立的“中心—外围”模型基础上，首次将新经济地理学与内生经济增长理论融合，解释了产业集聚与区域经济增长差异的动态关系。在此基础上，近年来，众多学者在这方面也做了很多努力，他们试图把经济增长和空间集聚放到统一的框架下进行研究，如，Martin et al[1]和Baldwin et al[2]创建了劳动力不流动条件下的新经济地理学动态模型，认为资本存量产生的溢出效应影响新资本的形成成本，从而进一步促进资本积累，最终形成内生经济增长;Fujita et al在区域间劳动力自由流动的假定条件下，提出了结合内生增长理论和新经济地理“中心—外围”模型的动态模型，认为地理位置影响经济增长，集聚对于整体经济增长有利[3]。

关于产业集聚与经济增长的实证分析，大多数经验研究支持集聚与经济增长呈正相关，但同时也存在相当部分研究认为产业集聚对区域经济增长无相关和负相关。如，Ciccone利用欧洲5个国家的Nuts－3级地区628个样本数据研究了产业集聚 (就业密度)对平均劳动生产率的影响，发现制造业与服务业的经济集聚对区域经济增长具有正面效应，并得出劳动生产率对就业密度的弹性系数为4．5%[4];范剑勇借鉴Ciccone提供的模型分别研究了我国地级以上城市非农产业和服务业集聚对生产率的影响，同样得出了正相关的结论[5]。Rice＆Venables[6]和Midelfar[7]分别在研究英国和挪威地区间收入差距时发现，即使工资收入对人口密度有正弹性，但劳动生产率与人口密度没有表现出显著的正相关关系;Bode基于德国数据的研究结论也是经济集聚对劳动生产率几乎没有促进作用[8]。Sbergami使用6个欧盟成员国1984－1995年的跨国面板数据分析了经济增长率和经济集聚的关系，研究结果发现，高、中、低技术行业集聚对于经济增长率均负相关;Sbergami进一步研究发现，从国家层面看，只在经济发展的某一水平集聚才能推动GDP 增长[9]。

已有的实证研究结论表明，产业集聚与经济增长是存在内生关系的，但这种关系有可能是正相关也有可能是负相关。鉴于此，本文初步假设产业集聚与经济增长可能不是简单的线性关系，而是一种非线性的关系。为此，我们将从理论和实证两个层面来进行论证。

二、理论模型

在空间经济理论研究中，通常假设传统部门密集使用不可流动要素，而现代部门密集使用可流动要素。现代部门间的要素流动会使得不同地区的市场规模由各自竞争优势而内生决定，同时使得由于经济活动集中而产生的要素紧张得以缓解，并由此导致现代部门的集聚。所以，集聚与要素流动，进而与经济增长之间有着很强的共生关系。Baldwin＆Forslid在Krugman“中心—外围”模型基础上，引入Grossman－Helpman－Romer的内生增长模型，通过两部门(农业与工业)间产业工人要素的流动构建了增长模型探讨集聚与长期增长的共生关系。Fujita＆Thisse结合Krugman和Grossman－Helpman－Romer的增长模型构建了一个三部门的含集聚因素的增长模型。本文在Fujita＆Thisse模型的基础上，引入知识溢出和通勤成本来构建集聚与经济增长模型，并验证集聚与经济增长的共生关系。

假设存在两个城市A、B，包括熟练工人S和非熟练工人F两种生产要素，经济活动涵盖传统部门T、现代工业部门M和研发部门R三个部门。其中，非熟练工人分布在传统和现代工业部门，而熟练工人分布在研发部门。假设城市知识创新能力N(或专利数量)由研发部门熟练工人份额决定，根据ROMER内生增长理论，稳态的经济增长路径取决于内生新产品数量，于是区域经济增长能力取决于N。非熟练工人由于视为不可流动要素，不需要通勤成本。熟练工人是可流动要素，由于其工作场地集中在商业中心区CBD，从居所到CBD需要通勤成本，并假设该成本与距CBD距离呈线性关系。令熟练工人的总市场份额为1，在初始条件下，城市A、B的熟练工人份额为λA、λB，并且都以CBD为中心，呈对称分布。不考虑知识溢出条件下，根据上述假设条件我们可以给出城市j的L供给分布:

x为L分布到CBD的距离，θ为通勤成本参数。由此，我们可以算出城市j总共的熟练劳动供给能力为:

借鉴Accetturo关于知识产出的方程式，在知识溢出效应条件下，代表城市创新能力的新品种数量为:

M为城市已有工业品种数，ηj为城市间的知识溢出程度，n为城市个数。由于本文只探讨两城市模型，所以，(3)式可以表示为:

利用假设条件，将(1)式代入(4)式，并且令λj=λA，则 λB=1 － λj，则:

由(5)式我们得出城市群的经济增长与g(λ)直接相关，对 g(λ)求一阶导和二阶导，我们可以得出:g″(λ) ＜0(证明过程略)。由于g'(1/2)=0，我们可以得出:g'(λ)＞ 0，(0 ＜λ ＜1/2;g'(λ)=0，(λ =1/2);g'(λ) ＜0，(1/2 ＜λ ＜1)。

由此，我们可以得出如下命题:城市群内产业集聚与区域经济增长存在一种非线性的相关关系，产业集聚对经济增长总体呈现出先促进后恶化的倒“U”型曲线关系。该命题与“Williamson hypotheses”认为的“集聚促进经济增长的作用只能到一定的发展阶段上，过了该阶段集聚不再对经济有促进作用”是一致的。

三、实证分析

(一)指标选取和数据来源

本文重点考察的是城市群内产业集聚与区域经济增长的关系，拟采用的样本是长三角25个设区市1998—2010年的制造业面板数据，数据来源于上海、江苏和浙江各省《统计年鉴》以及“中国工业企业统计数据库”。所考察的25个设区市为:上海、浙江省内11个市(杭州、宁波、嘉兴、湖州、绍兴、舟山、温州、金华、台州、丽水、衡州)和江苏省内13个市 (南京、无锡、苏州、扬州、常州、镇江、泰州、南通、徐州、宿迁、盐城、连云港、淮安)。

在产业集聚量化指标选择上，根据本文的研究特点以及面板数据获得的可能性，我们在此将采用区位熵(专业化集聚指标)来计算。区位熵的计算公式为:EI=表示 j地区的 i产业的产出，EI＞1表明该地区产业处于集聚优势;EI＜1，表明该地区产业处于集聚劣势;EI=1则处于均势。经济增长指标我们用LNPGDP，即地区人均GDP增长率来表示。由于我们探讨的是城市群范围内的集聚与增长，在此我们引入城市群特征的一个重要变量城市化，其量化指标用URBAN，即地区非农人口占总人口比重来表示。

(二)模型设定

本文拟用长三角设区市面板数据人均GDP增长率作为被解释变量对产业集聚EI、城市化URBAN做回归分析，以考察这些变量与经济增长的关系。考虑到被解释变量存在自相关，本文使用人均GDP的一阶滞后量作为解释变量加入到模型中，得到本文实证研究使用的动态面板计量经济基本模型I。根据在“理论模型”的讨论分析中我们得到的命题假设，我们引入非线性变量EI2it加入到模型中，得到基本模型Ⅱ。

其中，λit是模型中无法观测的设区市效应，εit是模型的残差项。为解决计量经济模型中时间序列变量的内生性导致的参数有偏估计问题，本文利用广义差分矩(GMM)方法对计量经济模型进行回归分析。

(三)回归结果分析

模型Ⅰ、Ⅱ的广义差分矩阵(GMM)计量结果见表1:

表 1 模型 I、II的 GMM计量结果

根据Arellano－bond的广义矩估计法要求差分方程中残差的一阶差分项应该是一阶负相关，而且没有二阶和更高阶的相关。由以上回归结果可以看出，模型Ⅰ、Ⅱ的差分方程的残差序列都只存在一阶自相关，而且没有二阶自相关，两个模型都通过序列相关性检验条件。而且，Sargan检验也表明所有的工具变量都有效。从模型Ⅰ的回归结果看，区位熵EI对经济增长的回归结

果是正向的，但回归结果不显著，说明产业集聚与经济增长并不是简单的线性关系。在加入非线性变量EI2it的模型Ⅱ中，我们发现区位熵EI对经济增长的回归结果仍然是正向的，但EI2项与经济增长的回归系数是负相关，而且统计结果都显著。这一回归结果表明，城市产业集聚进程对经济增长的影响具有门槛效应，呈倒U型的曲线关系。

从表1我们还可以看出，EI与滞后一期人均GDP的相互作用对经济增长的影响却是负的，这表明随着经济的发展和人均收入的提高，产业集聚对经济增长的作用不再为正，即随着人均收入的提高而下降。在城市化水平URBAN对经济增长的作用上，模型Ⅰ、Ⅱ均支持城市化对经济增长具有显著的作用，是经济增长的引擎，这与国内其他学者的结论基本一致。

上述回归结果检验了本文第二部分的命题结论。城市群内产业集聚在发展到一定程度以前，由于其所带来的资源共享效应、学习效应，以及由此带来的知识溢出效应能有力地促进城市群经济增长，但当产业集聚发展到一定程度时，由于资源过度集聚会带来拥挤成本，不利于经济增长。我们根据表1可以计算出，长三角城市群制造业产业集聚对经济增长影响的临界值为 EI=(3．754 －0．278LnPGDPt－1)/2 ×0．497。

四、结论与政策启示

本文在理论上拓展了Fujita＆Thisse模型，在基于知识溢出和通勤成本的经济学分析上，构建了城市群内产业集聚与经济增长模型，从理论上证明了产业集聚与地区经济增长存在共生关系，并且得出这种关系不是简单的线性关系，而是一种倒U型的曲线关系。在实证上，本文利用长三角25个设区市的区位熵值作为衡量产业集聚程度的指标，结合城市化水平验证了产业空间集聚对区域经济增长的二次型非线性关系。这些结论也有力地支持了“Williamson hypotheses”，即只有当经济发展到一定水平时，产业集聚才能促进人均GDP的增长。

本文的研究结论，对合理引导我国城市群内产业集聚具有重要政策启示:第一，产业集聚与城市经济增长具有很强的共生关系，政府在规划城市功能定位时，应充分考虑城市的产业集聚优势，因为城市的竞争优势主要是通过集聚优势来体现;第二，产业集聚的过程中同时存在着集聚效应和拥挤效应，当资本集中度超过某一临界值时，拥挤效应会大于溢出效应，经济增长率反而会随着资本集中度的提高而下降。所以，政府在制定区域调控政策时，要合理引导和规划大城市的产业集聚程度，避免由于产业集聚过度而带来的经济损失增加;第三，产业集聚之间应加强分工，这种分工既包括集聚区之间的水平分工，也包括产品内集聚区间的垂直分工。通过分工可以有力加强集聚经济的正外部性，促进集聚的经济增长效应。第四，城市化过程能有效促进城市群的经济增长，但城市化过程也加剧了城市范围内的资本要素集中，这种要素集中会加大产业集聚区的拥挤成本。所以，在城市化过程中政府要加大对基础设施，特别是交通基础设施的建设，降低产业集聚间的拥挤成本[10]。

[1]Martin．P．and G．Ottaviano．“Growth and Agglomeration．”International Economic Review，Vol．42(2)， 2001．

[2]Baldwin， Richard et al．Economic Geography and Public Policy．Princeton University Press， 2003．

[3]Fujita， Masahisa， Thisse， Jacques－ Francois．Economics of Agglomeration:Cities， Industrial Location， and Regional Growth．Cambridge University Press， 2002．

[4]范剑勇．产业集聚与地区间劳动生产率差异[J]．经济研究，2006，(11)．

[5]Ciccone A．“Agglomeration Effects in Europe．European Economic Review，2002，Vol．46(2)．

[6]Rice．P．，A．J．Venables， Spatial determinants of productivity:Analysis for the regions of Great Britain．CEP Discussion Paper 0642， 2004．

[7]Midelfar．K．H．，Does agglomeration explain regional income in equalities，Norwegian School of Economies and Business Administration and CEPR， 2004， http://www．etsg．org/ETSG2004/Papers/midelfart．pdf．．

[8]BODE．E， Productivity effects of agglomeration externalities，Discussion paper prepared for presentation at the Third Spatial Econometrics Workshop， 2004， http://cournot2．u － strasbg．fr/sew/papers_sew/Bode_Eckhardt．pdf．．

[9]Brülhart，M．， and F．Sbergami．“Agglomeration and Growth:Cross－country Evidence．”Journal of Urban Economics，2009，Vol．65(1)．

[10]王卫东．长三角城市群协同创新发展机制研究[J]．企业经济，2011，(12)．

城市群与产业集聚在本质上都属于集聚经济，在空间发展上两者具有高度的耦合性。本文在理论上拓展了Fujita＆Thisse模型，得出了城市群内产业集聚与经济增长存在一种共生关系，呈非线性关系的结论性命题;在实证分析上，选择了长三角25个设区市1998—2010年的制造业面板数据为样本，通过对产业集聚与经济增长的动态面板GMM回归，检验了上述命题，并得出城市群内产业集聚与经济增长关系表现为一种倒U型曲线关系的结论。这一结论对我国城市群内的产业集聚区规划具有重要政策启示:产业集聚具有正、负外部性，政府对城市群内集聚区的规划应合理把握集聚的度，应加强集聚区间分工和基础设施建设以降低集聚增加带来的负外部性。

F207

A

1004－518X(2012)03－0049－04

洪 娟(1981—)，女，中央财经大学经济学院博士生，景德镇陶瓷学院讲师，主要研究方向为区域经济学;(北京 100081) 谷永芬(1963—)，女，上海对外贸易学院国际经贸学院教授，主要研究方向为产业经济学、区域经济学。(上海 201620)

【责任编辑:薛 华】