产业结构变迁和区域创新能力——基于中国省际面板数据的实证研究

李　健，付军明，卫　平（.湖北省发展规划研究院有限公司，湖北武汉43007；.华中科技大学经济学院，湖北武汉430074）



产业结构变迁和区域创新能力——基于中国省际面板数据的实证研究

李健1，付军明1，卫平2
（1.湖北省发展规划研究院有限公司，湖北武汉430072；2.华中科技大学经济学院，湖北武汉430074）

摘要：在测度产业结构合理化和高级化的基础上，利用中国1998-2012年省际平衡面板数据，对产业结构变迁如何影响区域创新能力进行实证研究。研究结果表明:无论是以专利申请授权数还是以专利申请受理数作为区域创新能力的衡量指标，产业结构合理化与中国创新能力有显著的正向关系，且不存在地区差异;产业结构高级化与中国创新能力有显著的负向关系，但存在较大的地区差异，即在东部地区二者呈现出正向的关系，而在中、西部地区二者之间呈现出负向关系。

关键词：产业结构合理化；产业结构高级化；创新能力；平衡面板

一、引言

在对创新能力与产业结构变动关系的研究中，大多数文献集中研究了创新对产业结构的影响，如从比较优势[1](p59-67)，产业集聚[2](p56-62)、外商直接投资[3](p45-51)[4](p5-12)[5]，技术选择及路径[6](p143-151)、金融发展[7](p69-74)等角度进行的研究。然而直接研究产业结构变动对区域创新能力影响的文献较少，郑友敬、金碚以及周耀东的研究关注了该问题[8](p13-16)[9](p14-22)[10](p48-51)，但他们主要分析的是中国工业化进程中的技术进步、模仿和创新，而没有从宏观层面去分析产业结构的创新效应。

产业结构变迁影响创新能力的作用原理与反应路径可以分成以下几个方面。（一）需求拉动影响创新能力。产业结构变迁带动了国内外市场的扩大和细分，而这必然带动需求的扩张，势必会吸引大量企业进入市场，行业竞争激烈化，企业为了获得更多的消费者，必须要进行持续性创新。同时，需求扩张带来的直接后果就是企业对劳动力数量和素质有了更大且更为严格的要求，人力资本在这种需求下不断得到提升。产业结构变动带来的需求扩张作用不同经济单位，最终促使企业不断进行技术创新和产品创新，提升创新能力[11]。（二）地区竞争与合作影响创新能力。一方面，地方政府为了提升区域绩效和应对中央政府的考核，在巨大的压力下积极优化升级产业结构，在这种背景下，地方各级政府通过从国内外其他地区不断引进先进的技术走模仿——消化——吸收——再创新道路来参加创新竞赛。另一方面，各个地区之间又存在着技术合作，以获得技术扩散和知识溢出。而这又致使在特定的区域创新活动的集聚，降低了创新成本和不确定性，最终增加创新产出[12][13](p41-47)[14](p58-60)。（三）国际贸易影响创新能力。产业结构变迁会促使一个地区的产业进入到国际市场，融入到全球价值链和国际分工体系中去。通过外商直接投资、干中学、外包等形式获得国际知识溢出和技术扩散，本国可以通过对外来高新技术进行消化吸收和再创新。Keller的研究已经提供了这方面的证据[15](p20-64)。同时，产业结构变迁客观地提升了贸易壁垒，进口国企业为了保护本土企业和和国内就业，会不断提升进口产品和服务的技术壁垒，这迫使出口国不断技术创新，提升创新能力,这在刘志彪等人的研究中有所体现[16](p53-59)[17](p100-105)。

产业结构变迁是一个动态变化的过程，在这过程中不仅仅要考虑产业高级化（即结构升级最终目标），更要注重产业结构是否合理。产业结构合理化和高级化是相互促进、密不可分的，产业结构合理化有助于资源达到最优配置，使在当前水平下的生产力得到充分的发挥，而产业结构高级化可以将劳动生产力提升到一个新的层次，在更高的水平上配置资源。产业结构的合理化是产业结构高级化的基础，提高结构效益可以推动产业结构高级化的发展，而脱离产业结构合理化的高级化只能是一种“伪高级化”，同时产业结构高级化可以促进产业结构在更高层次上的实现合理化。产业结构合理化促使生产要素分配合理化，不同产业得到了相对合理的生产要素支持，为创新提供了充足的物质和人力。当前中国经济发展过程中的一个突出问题就是产业结构不合理，同时中国也面临着从制造业转向服务业发展的关键阶段，因此产业结构合理化和高级化是迫切需要解决的问题。在中国经济发展背景下产业结构优化调整目标主要可以概括为产业结构合理化并在此基础上实现产业结构的高级化。一个地区的产业结构越合理，产业之间相互作用越协调，资源配置也就越合理，生产要素利用率不断得到提高，推动产业稳健发展以及区域创新能力的提升。当产业结构处于相对合理的状态时，产业结构高级化使得金融业、技术服务业和科研事业等创新性更强的产业在区域创新能力提升过程中的作用越来越重要，创新能力的提升逐步从制造业企业创新让步于第三产业服务业企业创新，使得区域产业发展速度较快，创新能力得到稳步的加强。处理好产业结构合理化和高级化的关系有利于增强产业国际竞争力，资源配置达到最优，部门投入、产出达到最佳效率，创新能力得以稳健提升，区域经济实现持续、健康发展。因此，本文为了结合中国现阶段经济发展状况且能更明确、直接地研究产业结构变迁这个变量如何影响创新能力，运用相关度量方法把产业结构变迁划分成产业结构合理化和高级化引入到创新能力研究框架中，以研究现阶段二者在全国以及东、中、西三个地区的创新能力提升过程中作用，考察中国现阶段是否应当全面的进行产业结构升级，还是应该按照不同区域进行有序的结构优化升级。

本文的结构安排如下：第二部分构建计量分析所依据的模型，并对变量设定和数据来源进行解释说明；第三部分实证结果与分析讨论——第四部分为主要结论和政策启示。

二、实证模型和变量构建

（一）计量模型构建。

创新活动（Innovation）实质上就是新知识的创造、生产过程[18](p18-19)。与所有的生产函数类似，创新产出是由研发投入和研发活动的技术水平综合决定的，因此借鉴被广泛采用的柯布-道格拉斯生产函数形式，即有下面模型：

其中，下标i和t分别代表地区和年份。Inno-vationit为创新产出，RDKit为R&D资金投入，RDLit为R&D人员投入，Ait为地区i在第t年的全要素生产率，除影响创新产出的直接投入要素以外的其他因素均被包含在了Ait中。

将Ait设定成以下形式：

把式悠带入公式优中，等式两边再取自然对数可得到如下的计量模型：

其中，controlit为控制变量集合。所有茁为待估计参数。Vi是不随时间变化的个体效应，主要衡量不同地区由于自身特征在创新绩效上的差异；uit为随机扰动项。因此，式忧是本文重点研究的计量模型。根据现有相关研究，我们把以下几个变量作为控制变量引入到模型中：人力资本（Human）、金融发展水平（Finance）、政府介入经济程度（Gov）。

（二）变量设计。

1.创新产出(Innovation)：本文用专利授权数来衡量创新产出，同时为了更好地研究创新能力和验证结果的稳定性，除采用专利授权数以外，我们也采用专利申请数进行衡量创新产出。因此本文模型中的被解释变量有两个。

2.创新活动投入变量R&D支出（RDK）和人员投入（RDL）：研发活动的支出对创新的影响不仅仅反映在当期，即对以后的创新活动也有影响。因此前文构建的模型使用的是R&D支出存量。本文采用永续盘存法（Perpetual Inventory Method,PIM）来估算研发支出存量。测算公式如下：

其中RDK表示R&D支出存量，I表示R&D投入，啄1为折旧率。下标i和t分别地区和时间。首先，要将R&D支出平减成实际值。在进行折算时设定R&D的价格指数一直是经济领域相对较难的问题。朱平芳等人、王玲等人以及白俊红在相关研究中构造R&D价格指数为：R&D价格指数=琢1伊国定资产价格指数垣琢2伊消费物价指数[19](p46-52)[20](p914-922)[21](p53-54)。我们把上述两类指数折算成以1998年价格指数表示不变价，本文对参数的选择与朱平芳、白俊红等人设定的值一致，即琢1=0.45和琢2=0.55。最后计算出的R&D价格指数对R&D投入数据进行缩减，从而得到各个地区各年的R&D投入实际值。

对于基期R&D支出存量，本文采用夏良科的做法[22](p83)，即

其中，RDK0指的是地区i的基期存量，Ii0是经过平减之后得到的1998年的R&D投入额；g1是地区i在1998—2012年R&D支出的年平均增长率；啄1为R&D支出存量的折旧率，这里设定为10%与夏良科的选取数值一致。因此结合上式尤和由，我们就可以得到1998—2012年中国30个地区的R&D存量。对于创新活动的劳动投入（RDP）本文采用R&D人员全时当量来衡量。

3.产业结构合理化指数（tl）：产业结构合理化一方面是产业间协调程度的反映，另一方面是生产要素在不同产业间得到有效利用的体现。国内学者对产业结构合理化度量时采用了不同的方法，如原毅军运用经济增量法测量了产业结构合理化程度[23]，但此方法涉及到各个产业在经济发展中的权重，没有统一的标准。另一种相对比较常用的方法为结构偏离度测量法，如关雪凌、丁振辉在研究日本产业结构变迁与经济增长关系时采用了结构偏离度测量方法分析了产业结构合理化[24](p82-83)；干春晖、郑若谷研究对产业结构变迁时指出结构偏离度指标将各产业的地位等同，忽视了各产业在不同的经济体，不同的经济发展阶段的重要程度[25](p5-8)。

Theil提出锡尔指数，此指数多用于衡量地区差异。干春晖等人运用此指数首次从产业角度分析了中国地区经济差距演变过程，并指出锡尔指数是对产业结构合理性的很好的度量方法[26](p26-28)。李健和卫平（2014）在产业结构变迁背景下人口红利与经济增长时也采用锡尔指数是对产业结构合理性进行衡量。综合分析，本文也采用此指数来对产业结构合理化进行度量[27](p7-8)。

其中：Y代表的是地区总产值；Yi代表该地区的第i个产业总产值；L代表的是该地区就业总人数；Li代表该地区第i个产业就业人数。其中N=3，说明分成三大产业。若TL的值为0，表示产业结构最合理；若为logN,则表示产业结构偏离了均衡状态，结构十分不合理，即该指数值越大，产业结构越不合理，它作为产业结构合理化度量的负指标。但是现实经济中完全合理和完全不合理是极限状态，故该指数的范围一般处于0～logN之间。

（4）产业结构高级化指数(ts)：因此本文采用第三产业产值与第二产业产值的比重度量产业结构高级化。即：

其中：ts代表产业结构高级化指数；SI代表第三产业总产值；TI代表第二产业总产值。此指数越大则说明产业结构越高级。

（5）控制变量集Control：人力资本（Human）：本文采用平均受教育年限作为人力资本的代理变量。设定不同教育水平的受教育年限：不识字或识字很少为0年、小学为6年、初中为9年、高中为12年、大专及以上为16年。然后，以各受教育水平在人口中的比例为权重，得到各地区的平均受教育年限；金融发展水平（Finance）：本文采用正规金融机构借贷总额与各地区生产总值之比进行衡量；政府介入经济程度（Gov）：本文按照文献通用做法，计算“地区政府消费额/地区国内生产总值”来衡量地区政府对经济的介入程度。

（三）数据来源。

考虑到统计指标的一致性问题和数据的可获得性，本文数据涵盖了1998—2012年中国大陆除西藏以外共30个省、直辖市、自治区的数据，剔除西藏地区之后其他地区不存在数据缺失的现象，因此本文计量模型所采用的数据为平衡面板数据。本文使用的所有原始数据均来自于1997—2013年《中国统计年鉴》、《中国金融统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》以及各省份的统计年鉴。

三、实证结果与分析

（一）全国结果及其分析。

对于“个体数多、时间短”的短面板数据类型，一般假设随机扰动项uit为独立同分布，即不存在自相关。本文研究个体为30个，时间为15年，是典型的短面板。但为了使回归结果稳定，本文使用Driscoll and Kraay(1998)提出的“消除异方差——序列相关——截面相关”稳健型标准误方法进行估计。在对三个区域研究时也采用此方法进行回归。对全国30个地区1998—2012年平衡面板数据进行了固定效应模型和随机效应模型回归，结果见表1。由于篇幅的限制，表1中的回归结果只报告Hausman检验最终确定的模型。模型淤到榆的被解释变量为专利申请授权数，而模型虞到余的被解释变量为专利申请受理数。Hausman检验结果表明除模型虞采用随机效应模型以外，其他均采用固定效应模型。

从表中可看出产业结构合理化（lntl）系数的符号在所有模型中均为负且在1%的显著水平上显著，这说明产业结构合理化指数越高，专利数越低，表明产业结构越不合理，资源配置效率低下，区域创新能力越弱。产业结构高级化（lnts）系数符号在所有模型中均为负且除了模型虞中在10%的显著水平上显著，其他的模型均在1%的显著水平上显著，这说明当前产业结构越高级，创新能力反而薄弱，这可能是因为当前我国产业结构不合理现象严重，而产业结构高级化是建立在合理化的基础上的，若在产业结构不合理的前提下盲目进行产业结构升级，会使得原本产业结构不合理产生的负面影响变得更加严重，阻碍了生产要素的合理配置，造成本应该用来技术创新的资源没有发挥应有的作用。由于被解释变量以专利申请数的模型用来检验模型的稳健性，因此本文以专利授权数作为被解释变量的模型为主要研究对象，在定量分析方面，在模型榆中，产业结构合理化指数的回归系数为-0.331，这意味着产业结构合理化指数下降一个百分点，地区专利授权数则上升约0.331个百分点。产业结构高级化指数的回归系数为-0.340，这表明产业结构高级化指数上升一个百分点，则地区专利授权数下降0.34个百分点。

R&D资本投入（lnRDK）和R&D人员投入（lnRDP）的系数无论在以专利授权数（lnInnova-tion1）还是专利申请数（lnInnovation2）为被解释变量的模型中均为正，且在1%或5%的显著水平上显著，这也表明二者在技术创新活动中是必不可少的前提条件。由于回归系数代表的是创新产出弹性，通过对比lnRDK和lnRDP的系数大小可知，研发资本投入的弹性要显著高于研发人员投入弹性，这表明研发资本投入是创新活动中更为重要的投入要素。将这两者的系数相加可知其值小于1，这说明中国创新生产过程中呈现出规模报酬递减的特征。人力资本（lnHuman）的系数均为正且除了个别在10%的显著水平上显著以外，其他的均在5%的显著水平上显著，这说明人力资本作为知识产品的主要载体，在技术创新能力提升过程中是必不可少的要素。金融发展水平（lnFinance）系数无论在被解释变量为专利申请授权数还是专利申请受理数的模型中均为正但不显著，这表明金融发展为企业进行技术创新提供资金，在区域创新能力提升过程中起到一定的促进作用。政府介入经济程度（lnGov）系数为正且不显著，说明政府消费在一定程度上对我国创新能力提升有推动作用。

（二）三大区域回归结果及其分析。

在对全国面板数据进行分析之后，本文进一步对中国1998—2012年东部、中部、西部三大区域进行分区域检验（东部地区：北京、天津、河北、山东、上海、江苏、浙江、福建、广东、海南、黑龙江、吉林、辽宁；中部地区：河南、山西、湖北、湖南、安徽、江西；西部地区：内蒙古、山西、甘肃、宁夏、青海、新疆、四川、重庆、云南、贵州、广西），估计结果见表2。由于篇幅的限制，表2中的回归结果只报告由Hausman检验最终确定的模型，表中最后一行指出具体采用何种模型。

通过对区域的数据进行回归分析表明，产业结构变迁对东、中、西部创新能力的作用具有显著的差异。产业结构合理化（lntl）系数的符号在所有模型中均为负，除个别模型中在10%的显著水平上，在其他所有模型中均在5%的显著水平上显著。回归结果与全国相一致，这进一步说明无论在经济社会发展水平更好的东部，还是在经济社会发展相对滞后的中部和西部，调整产业结构至合理状态，均会促进区域创新能力的提升。产业结构高级化（lnts）则体现出了较大的区域差异性，即在东部地区的模型中系数符号为正且在5%的水平上显著，而在中部和西部地区系数符号为负且个别模型不显著。这与全国的回归结果具有较大的差异，出现这个现象的主要原因是，我国东部地区自改革开放以来经济发展速度迅速，而中西部地区相对东部起步较晚，东部地区在经济发展的同时不断地对产业进行结构优化，中西部地区对产业结构的调整相对滞后，在这一背景下，东部地区的产业结构变的比较合理，其产业结构升级并没有和其他地区一样呈现出负面的影响，相反产生了正向的促进作用。中西部地区的产业结构相对不合理，地方政府盲目的对产业结构进行升级，势必会造成资源配置不合理，生产要素利用率降低，本可以用来进行技术创新的要素却因为配置不合理导致作用没有发挥出来。从以上的分析我们可以看出，当前我国不能盲目追求产业结构的高级化，尽管在短期内可能会产生较大的利益，但是在长期，建立在产业结构不合理基础上的高级化，最终会导致经济结构失衡，技术创新能力薄弱，经济发展受阻。要根据地方经济发展的实际情况进行产业结构调整。

表1　全国回归结果

R&D投入（lnRDK）和R&D人员投入（lnRDP）的系数无论是以专利授权数还是以专利受理数为被解释变量的创新能力模型中均为正且显著，这表明不论是在经济社会发展水平更高的东部地区，还是在经济社会发展相对落后的中西部，R&D投入和人员投入的增加都带来了专利数量的增加。通过对比lnRDK和lnRDP的系数大小可知，研发资本投入的弹性要显著高于研发人员投入弹性，这表明研发资本投入是创新活动中更为重要的投入要素。将这两者的系数相加可知其值小于1，这说明中国创新生产过程中呈现出规模报酬递减的特征。可见，三个地区的创新活动特性与全国呈现的一致。人力资本（lnHuman）的系数均为正，在东部和西部地区显著而在中部地区不显著，这表明在技术创新能力提升过程中人力资本产生正向促进作用但存在一定的差异性。金融发展水平（lnFinance）系数无论在被解释变量为专利申请授权数还是专利申请受理数的模型中为正但不显著，这表明金融发展为企业进行技术创新提供资金，在三大区域创新能力提升过程中起到一定的促进作用。政府介入经济程度（lnGov）系数为正，说明政府消费在一定程度上对创新能力提升有推动作用，但存在一定的差异性。

表2　东、中、西三个地区的回归结果

四、结论与政策建议

本文通过利用1998—2012年中国30个省、直辖市、自治区的平衡面板数据，分析了产业结构变迁对全国以及东、中、西三个地区创新能力的影响。实证结果表明：（一）产业结构合理化无论是在全国还是东、中、西三个地区均对创新能力提升有稳健的促进作用；就全国而言，产业结构高级化对创新能力呈现出负面作用，但在东、中、西三个区域则表现出了较大的差异。在东部地区产业结构高级化显著地促进了创新能力的提升，而在中、西地区产业结构高级化表现出了负面的作用，这与全国的回归结果一致。（二）R&D投入（lnRDK）和R&D人员投入（lnRDP）的系数无论在以专利授权数为被解释变量的创新能力模型中为正且均显著，这表明二者在技术创新活动中是必不可少的前提条件，但创新过程呈现出了规模报酬递减的特征。（三）人力资本、金融发展水平以及政府介入经济程度均在一定程度上促进了区域创新能力的提升。

从上述研究结论中得到如下政策启示：在提升区域创新能力过程中，制定产业结构调整优化政策应重点考虑区域产业结构合理化，在产业结构合理化的基础上推进产业结构高级化。我国部分地区经济发展不平衡，过于看重短期经济效益而忽视产业结构不合理造成的负面影响，盲目追求产业高级化，这在短期内可能会促进经济发展以及创新能力的提升，但是由于产业结构发展失衡，这种促进作用可能消失，易于造成十分严重的经济问题。因此在产业结构不合理的中西部地区需要提高教育质量，提升劳动力素质，大力发展劳动力密集型第三产业，来吸收其他产业转移出来的普通劳动力，促使劳动力结构和产出结构相匹配，资源得到合理利用，以推动区域创新能力的稳步提升。在产业结构较为合理的东部地区，应大力发展创新性较强的服务业，推动产业结构高级化进程。工业企业的创新能力在区域创新能力提升过程中的作用逐步降低，第三产业中创新能力较强的金融业、技术服务业和科研事业在区域创新能力提升过程中的作用越来越重要，其创新性超过工业企业。区域产业结构高级化过程中创新能力不断提高，这又会反过来促进产业结构的合理化。

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责任编辑郁之行

基金项目：教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“战略性新兴产业发展研究”（10JZD0017）。

作者简介：李健（1986—），男，湖北省发展规划研究院有限公司规划师、经济学博士。付军明（1975—），男，湖北省发展规划研究院有限公司正高职高级工程师、武汉大学在读博士生。卫平（1952—），男，华中科技大学经济学院教授、博士生导师，企业经济研究所所长。

中图分类号：F121.3

文献标识码：A

文章编号：1003-8477（2015）12-0072-07