基于风险与效益模型的政府农业科技投入范围界定

康永兴　李思经

摘要 在分析农业科技研发层次与演化流程的基础上，提出了不同研究阶段的农业技术类型和特征，构建了农业科技研发投入风险与效益模型，揭示了政府农业科技投入领域的选择行为，并以此界定了农业科技投入的合理范围。

关键词 投入风险模型；投入效益模型；共性技术

中图分类号 S-9 文献标识码

A 文章编号 0517-6611（2014）20-06900-04

外部性理论和公共选择理论从技术外部性特征，如非竞争性和非排他性等角度界定了政府投入的重点范围，关于农业技术外部性的通行说法是，农业技术大多都具有公共物品或准公共物品性质，在应用过程中不具备完全的排他性和竞争性特征。因此，仅仅以外部性理论和公共选择理论来界定政府农业科技投入的范围是不够的，还需对农业科学技术特点进行进一步的分析。该文以农业科技演化模型为基础，分析各阶段的技术特征、预期投入效益与风险，以及政府应承担的角色，以期为政府判断农业科技投入的范围提供理论依据。

1 农业科技研发层次与演化模型

按照农业科技原创性的强弱，可以将农业科技创新划分为发现型、发明型、引进集成型和组装改进型4类。每类技术研发的过程需要不同投入和创新主体的共同参与，且随着研发进程的不断推进，主体角色会发生变化，农业科技演化模型如图1所示。

图1 农业科技研发层次与演化流程

1.1 发现型农业科技创新

发现型农业科技创新的技术原型是一种科学发现，如发现某项基因、生物种质、重大理论或方法等，这些发现经过科研部门科研人员的进一步研究分析，成为一种潜在的技术体系或模型，再经过反复的验证并结合其他技术理论成为开发性共性技术，可供应用开发部门进一步研究转化成为应用性共性技术，应用性共性技术还可以进一步研究分化为多项应用技术，最终形成实用技术。

1.2 发明型农业科技创新

发明型科技创新是基于已有科学发现（可能为自身原创型科学发现或者其他研究者已验证的科研发现）基础上的技术实践创新，从实验室技术、开发性共性技术、应用性共性技术、应用技术到实用技术逐步发展和成熟，如动植物品种的选育属于典型的发明型农业科技创新。在这种创新模式中，所有技术都由某一相同行业内的研发者来完成。通常实验室技术和开发性共性技术是同一个研发部门或研发者，开发性共性技术成熟后在转入其他研发部门或研发者，并派生出不同的应用技术和实用技术。

1.3 改组型农业科技创新

在农业科学技术体系已经相对完善的情况下，许多应用技术和实用技术体系已经存在并成熟运行，同时伴随着相关领域基础研究的深入，会形成新的技术理论与研究方法对已有的技术体系进行提升改造，改造后的应用技术将同现有的其他技术进行重新组合，组配成具有更好技术效能或满足不同技术需求的应用性共性技术，如测土配方施肥技术便属于该类技术创新范畴。在这种技术创新模式中，共性技术的配套组装和应用技术的集成开发通常在一个研发部门进行，以旨在解决实际问题的应用性研究为主。

1.4 引进集成型农业科技创新

农业领域许多应用技术的开发需要通过对工业、信息等行业科技领域共性技术的引进、消化和吸收来实现。在此阶段农业科技创新的任务就是将已有的行业技术结合农业生产特点和其他农业技术来实现转化和改造，成为农业领域新的应用技术，如信息技术与农业技术的结合而形成的3S技术、精准农业技术等便属于该类技术创新范畴。

从农业科技演化模型可以看出，农业科技创新大体要经历5个阶段，分别是基础研究阶段、开发性共性技术研发阶段、应用性共性技术研发阶段和应用技术与实用技术开发阶段，这5个阶段的科技创新所对应的研究领域分别为基础研究（科学发现、潜在技术挖掘）、开发性共性技术研究、应用性共性技术研究、应用技术开发和实用技术开发，其主要包括以下几项内容：

（1）基础研究。在农业技术研究体系中，对应于农业基础技术的研究领域称为基础研究，主要指农业基础设施和尚处于知识阶段的农业科技成果，他们是开发性共性技术研究的母体。其研究结论或技术成果的重大突破，往往会对基础科学的创新和高新技术产业的产生形成巨大的推动作用，但不能够直接引导产业技术的发展，产业投资者无法分享其好处，不能直接获取经济效益，一般属于市场失灵的领域。

（2）开发性共性技术研究。产业共性技术面对的用户是农业科研机构或企业，用于二次开发和应用性创新，其本身还属于基础性研究领域，只是研究的目的和方向是解决重大应用性创新问题，尚未进入市场竞争领域，或称之为竞争前技术。由此，对于该类技术的研发可以定义为基于能应用于未来商业开发或为特殊的商业原型所进行的早期非常不确定的技术研究与开发活动，其研究成果或结论能够提供大范围的应用机会，可以对企业或整个产业的技术支撑及竞争力产生重要影响，进而对一个地区或国家的产业核心竞争力产生决定性影响，是未来应用性共性技术研究的基础。开发性共性技术具有准公共物品属性，具有明显的不确定性和共享性。不确定性是指开发性共性技术研究以基础研究为基础，距离市场应用还有较大距离，其投入回报的风险性要远大于应用研究；共享性是指该类研究成果与基础研究成果类似，其研发成果可以为某个产业的多项领域或多个产业共享，这种共享性是由该类技术的“非争夺性”和“非排他性”所决定的，某个企業对该类技术的应用并不减少其他企业对该项技术的应用，也很难阻止其他企业对该类技术的采用，因此依靠专利系统有效保护其知识产权的难度较大。

（3）应用性共性技术研究。应用性共性技术研究上承基础性研究下接应用性开发，是一系列应用技术开发的源头，它与开发性共性技术既有区别又有相同点。区别是，应用性共性技术已进入应用性研究阶段，其研究成果是可以产生一系列具体应用技术的产业化共性技术；相同点是两者的研究成果运用均具有多方向性，通过与其他技术、研究方法或技术手段的结合可以产生不同领域的应用技术。在应用性共性技术研发阶段，因其直接导向的研究成果为可以市场化的应用技术，且研究方向的针对性强，可扩展范围相对狭窄，研发风险较基础性研究阶段要小得多，且从事应用性共性技术研发和后期应用技术、实用技术开发的部门通常为同一部门，使得知识产权的保护难度大大降低，依靠市场机制可基本实现资源的优化配置。但同时，对于一些公益性领域（如农业资源环境保护）应用性共性技术研究的社会效益大于经济效益，仍属于市场调节失灵的领域。

（4）应用技术开发。应用技术开发是将应用性共性技术转化为应用技术的开发活动，其开发成果为成熟的、可以进行市场交易或转让的技术。一般认为，应用技术是以解决特定问题和满足具体需求为导向的一组秘密的技术知识、经验和技巧等的总和，其表现形式可以为具体的书面材料，如设计方案、图纸资料、工艺方法、技术参数等，也可以为具体的技术操作规范、示范等，还可以为具体的物化产品，如新材料、新设备和新的生物品种等，其显著特征为可以通过知识产权获得保护，是一类产权独占并可以进行市场交易的技术类型。就应用技术持有者（多为科技型企业）而言，应用技术也即专有技术。农业应用技术与工业等其他领域的应用技术相比较而言，在推广环节受自然环境、区域条件和产业特征等因素的影响更为明显，多数情况下需要进一步转化为实用技术方可大范围推广。

（5）实用技术开发。实用技术与应用技术的概念并没有严格的界限，如果某些应用技术的推广条件、实施或操作规范非常明确和具体，其本身即为实用技术。但就多数应用技术而言，还需进一步做“因地制宜”化处理。一般而言，实用技术应符合以下几项标准：①工艺成熟、技术先进、经济合理；②已有两个以上应用实例，并有一年以上连续正常运行（或试验推广）时间；③技术适应性强，覆盖面广，具备广泛推广的条件；④专有技术产权权属明确。基于这些标准，笔者认为实用技术开发是将应用技术结合具体的需求、应用环境和条件等因素进一步开发成为工艺成熟、经济合理、使用方便，能够在农业生产过程中大规模推广的技术过程。

农业科技研究演化模型揭示了农业科技从最初的理论农业科技研发流程到投入应用需要经过不同的阶段和层次，每阶段层次的研究技术呈现出不同的类型和特征，农业科学技术研发的演化流程和相应阶段的技术类型及特征是确立政府农业科技投入范围的主要依据。

2 政府农业科技投入的选择行为分析

无论是对政府而言还是对企业等社会主体而言，决定其投入行为的影响因素概括来讲有两项，一是风险因素；二是预期效益。政府投入应以追求社会效益最大会为目标，对于风险的承受能力和责任要高于其他社会投入主体；企业等投入主体以追求经济利益最大化为目标，尽可能规避风险。以农业科学技术的演化流程为主线，分析各阶段农业技术的研发投入与风险的关系、与预期效益的关系来分析不同主体农业科技投入的行为选择。

2.1 农业科技研发的投入风险模型

在农业科技的研发过程中，风险来自于两个方面，一是技术研发本身的风险，即研究成果的不确定性，称之为技术风险；二是在进入共性技术开发阶段后，除了面临技术风险外，还将面临与技术的市场潜力相联系的市场风险，从而会左右主体的投入决策。市场风险源自技术研发成果可能无法满足市场需求，或者新技术新工艺应用所带来的成本降低并没有把单位成本降低到可以实现市场渗透目标的水平。为了描述不同科技研发阶段的风险特征及对研发投入的影响关系，构建了农业科技研发的投资风险模型。以X表示农业科技投入，以R表示农业科技研发投入中所面临的风险，即：

其中：R曲線代表政府农业科技投入所面临的风险，M曲线代表企业等其他社会主体投入所面临的风险。

在基础研究阶段，农业科技研发的主要任务不以特定的研究方向为目标，重在发现科学原理，揭示科技规律，研发投入总量大且不确定性强，导致技术风险很高，短期经济效益不明显，从投资理性上企业是不会选择基础研究进行投资的，主要依靠政府投入。在基础研究相对成熟，步入共性技术研究阶段（依次为开发性共性技术和应用性共性技术）后，企业会逐步介入，因为该阶段研究将为提高产业市场竞争力提供良好的基础和技术平台，是基础研究与产业化、商业化技术研究的过渡阶段。该阶段的研究既具有基础性特征，又具有应用性特征；其成果既具有公用产品属性又具有一定的私有产品属性，是政府和企业等投入主体共同关注的领域，其研发往往需要在多个企业间或企业与科研机构间合作进行。与基础研究阶段相比较，随着技术成熟度的提高，该阶段的技术风险相对降低，但因研究方向已逐步与市场需求相挂钩，对企业而言市场风险开始突显。在纯市场经济体制下，企业对该阶段的技术研发投入将持观望态度，只有在政府干涉下才能有效推进该阶段技术研发的顺利开展。在应用技术开发阶段，技术成熟度和市场需求针对性均已相当高，相对应的技术风险和市场风险都非常低，在此阶段基本以企业为主进行研发投入。

2.2 农业科技研发的投入效益模型

农业科技研发投入的预期效益分为预期经济效益和预期社会效益，政府投入的关注点偏重社会效益要多一些，企业等投入主体的关注点偏重自身经济效益更多一些，从而决定了两者在农业科技投入行为选择上的不同。为了描述不同科技研发阶段的预期效益特征及对研发投入的影响关系，构建了农业科技研发的投资效益模型，以X表示农业科技投入，以E表示农业科技研发的预期效益（包括经济效益和社会效益），即：

E=f（X1，X2…Xn）；

其中：X1，X2…Xn分别代表各类农业科技投入，如课题经费投入、仪器设备投入、科研人才投入和其他配套技术的投入（如购买专利）等。函数曲线图如3所示。

图 3 农业科技研发投入效益模型

图3中曲线AE表示农业科研从基础研究到应用开发的过程中，随着投入的不断进行，技术成熟度不断变化，预期投入效益也在不断发生变化，整个变化过程可以划分为4个阶段，其中：

曲线A-B段表示基础研究阶段，基础性越强所需的科研经费、仪器设备和高素质人才等投入越高，且预期研究成果越不明确，预期效益越低；随着基础研究的逐步深入，技术成熟度逐步提高，相关的要素投入总量会逐渐下降，对应的预期效益会逐步提高。

曲线B-D段表示共性技术研究阶段；B-C段为开发性共性技术研究阶段；C-D段为应用性共性技术研究阶段。在该阶段，基础性（创造性）研发性质逐步减少，应用性（开发性）研发性质逐步增加（以C为分界点），以创造社会效益为主要目标的政府投入的热情在逐步降低，以谋求经济效益为主要目标的企业投入的热情在逐步提高，但因该阶段的技术成熟度尚不能直接用于应用技术开发，预期效益并且达到企业投入的理想值，这使企业的投入热情产生了很大的局限性。因此，该阶段的科技研发在整个科技研发过程中处于一个盲点区域。这一分析结果与G.Tassey在20世纪80年代分析美国企业研发投资和技术开发关系时，发现在基础研究成果与应用研究转移的初期，存在一个高风险发生期的结论相同。

曲线D-E段表示应用技术和实用技术开发阶段。在该阶段，技术成熟度已相当高，技术开发的应用性目的和面对的市场需求非常明确，企业进行投入生产的积极性非常高，完全可以由市场机制进行调节，政府在该阶段主要发挥政策调节作用，尤其是对一些公益性应用技术开发领域，政府应给予适当的积极政策引导。

3 政府农业科技投入范围的界定

以上农业科技研发投入风险和投入效益模型一方面对政府和企业的投入选择行为取向进行了理论上的阐释，另一方面也揭示了在农业科技研发的不同阶段，技术风险和市场风险、社会效益和市场效益之间的变动很大，并与相应技术的公共产品属性相一致，这一规律是决定政府农业科技投入范围的主要依据。首先，农业科技研发的整个过程中，从纯公共物品到纯私人物品之间，存在许多不同公共物品属性的系列技术，组成了一个连续的物品谱（图4）。在这个物品谱中，越靠近公共物品，则公共物品属性越强，社会效益所占比例越高；越靠近纯私人物品，则公共物品属性越弱，经济效益所占比例越高。据此，可以把农业科学研究5个阶段粗略地划分为3类：社会效益显著大于经济效益的公共物品（基础研究）；社会效益接近经济效益的公益物品（开发性共性技术研究和应用性共性技术研究）；经济效益显著大于社会效益的私人物品（应用技术和实用技术开发）。

图4 农业科技研发技术物品谱示意图

根据农业科技研发技术公共物品的属性分类，从经济学角度讲，政府和企业在农业科技研发投入中都存在合理的投入临界点（即边际投入成本等于边际投资社会效益或经济效益）（图5）。

图5 农业科技投入边际效益与成本曲线

图5的水平方向表示农业科技投入水平，垂直方向表示农业科技投入的边际收益和边际成本。政府会依据公共物品属性的强弱对农业科技研发技术物品谱中的研发项目进行投资，作为理性的投资顺序，是在物品谱中从左到右进行选择。随着研发项目基础性的降低，新增投资取得的预期社会效益会越来越少；同理，企业等私人投入主体的理性投资

顺序是在物品谱中从右到左进行选择，随着研发项目应用性

的降低，新增投资取得的预期经济效益会越来越少。在图5中政

府和企業的边际投入效益曲线表现为向下倾斜的曲线。由于随着投资的不断加大机会成本递增，边际成本也会递增；在图5中政府和企业的边际投资成本曲线表现为向上倾斜的曲线，它与政府和企业的边际效益曲线的交点b和a决定了两类主体对农业科技的均衡投资水平Ls和Lp。从纯资源配置的角度来讲，虽然各自的理性投入水平和投入领域可以实现最优化资源配置，但必然会出现一个空档，即政府投入止于基础研究的末端，企业投入始于应用开发的起端，中间的共性技术研发便是两类主体均忽略的空档阶段和领域。如果在基础研究结束后，政府仍然对研究项目进行投入（政府投入领域后移），则投资的边际成本会降低，总得投资量会增加，并在更好的水平达到均衡，这会引导企业对农业科技投入领域的前移（图6）。

图6 政府调控下农业科技投入边际效益与成本曲线

以上分析表明，对属于公共物品科学研究的投入主要是政府提供，对属于公益物品科学研究的投入需要政府和企业共同提供，各自的比例需要根据研究项目的基础性、公益性和私有性的共同比例来确定，对于应用技术和实用技术开发则主要由企业提供，政府作用为政策性引导。政府农业科技投入的范围如表1所示。

4 结论

政府农业科技投入范围的界定，只是从农业科技资源有效配置的角度，结合政府投入职能和职责，提出的政府直接投入导向。需要指出的是，无论是以政府投入为主的基础研究还是按研究的公共物品性质确定各自投入比例的共性技术研究，都要贯彻政府宏观调控的思路，通过政府计划调配、政策导向，优化农业科技资源配置，调节农业科技发展方向，使农业科技创新活动在国家农业科技创新体系框架下有序开展，各创新环节有效衔接，使农业科技创新利益在政府主导下，在全社会范围内在各创新主体间趋于一致和平衡。

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