海峡西岸经济区知识溢出与区域经济增长——基于空间面板杜宾模型的实证研究

程水红　沈利生

1(华侨大学，泉州　362021)　2(闽南师范大学，漳州　363000)3(中国社会科学院数量经济与技术经济研究所，北京　100732)



海峡西岸经济区知识溢出与区域经济增长
——基于空间面板杜宾模型的实证研究

程水红1，2沈利生1，3

1(华侨大学，泉州362021)2(闽南师范大学，漳州363000)3(中国社会科学院数量经济与技术经济研究所，北京100732)

〔摘要〕本文依据新经济地理理论——知识的空间溢出对区域经济增长具有重要影响，运用空间面板杜宾模型对海峡西岸经济区20地市的知识溢出效应与区域经济增长关系进行实证分析，研究表明，各地市之间存在显著的正向知识溢出及经济增长效应。建议通过加大资本投入、并对较落后地区采取适当倾斜的政策来缓解资本存量的负向区际效应；加大研发经费投入并积极推动科技成果的产业化；引导激发企业的科技创新活动；在吸引外资方面应制定适合本地区的优惠政策和竞争政策，以减少区际之间的盲目竞争及重复建设。

〔关键词〕海峡西岸经济区知识溢出经济增长空间面板杜宾模型

新经济地理理论认为知识溢出的空间维度扩散是由集聚和分散力量的相互作用而形成，故呈非均匀分布状态，依据知识扩散的这种空间依赖特征，新经济地理理论从空间视角对知识溢出与区域经济增长之间的内在机制进行考察，结论显示知识溢出的地理空间效应对区域经济增长具有重要影响。我国的海峡西岸经济区是指台湾海峡西岸，以福建为主体，南北连接珠江三角洲及长江三角洲，东面向台湾岛，西与江西贯通，具有自身独特优势的经济区域。海峡西岸经济区已被纳入国家区域发展重要战略，各地市区域经济一体化进程在不断推进，区域创新体系逐步完善，且各区域之间的知识溢出空间效应也正日益显现。研究海峡西岸经济区知识溢出效应与区域经济增长之间的关系，有助于政府选择不同的区域城市发展战略政策来提高知识的空间溢出效应，进而促进区域经济增长。

关于知识溢出与经济增长之间关系的研究，P.Romer首先提出了知识溢出模型，认为区域的知识空间溢出是经济增长的主要源动力，并将科技进步引入模型形成内生增长理论[1]；Jacobs研究表明，地区产业的多元化有助于技术创新及知识溢出，从而推动产业快速发展[2]；Auderstch和Feldman在分析了区域邻近、工业集聚等对空间知识溢出影响因素的基础上研究知识空间溢出的经济效应[3]；Eckhadrt Bode利用德国数据对R&D溢出进行实证分析，得出区域间人力资本流动以及知识溢出促进区域经济增长的结论[4]；Falvey通过区分知识为私有产品或公共产品的不同性质分别建模，得出知识在接收国如果是公共产品，那么知识溢出显著促进经济增长[5]。近年来，国内学者对于知识溢出促进经济增长的研究主要是运用全国各省市的数据进行空间面板实证分析，如万坤扬运用空间滞后模型检验了FDI、高校和企业研发投入等对区域不同层次的技术创新的影响，研究结果表明本地区不同层次的技术创新均会受到相邻地区的技术创新的正向影响[6]。牛欣等构建创新空间溢出的外生增长模型验证了区域间技术创新倾向的空间关联性和空间维度的溢出及其对区域间经济追赶的正向作用[7]。徐盈之等将知识存量引入C-D生产函数构建空间扩展模型，考察了中国省域间知识溢出对区域经济增长的影响，最后实证表明知识溢出促进经济增长的效果受到地区人力资本水平和吸收能力的影响[8]。胡彩梅等构建了知识生产的空间滞后模型测算我国省域知识溢出吸收量，得出知识溢出吸收量与经济发展水平并不存在必然正相关关系[9]。崔玉英等运用知识溢出模型考察我国科技创新活动的空间聚集状况，认为我国省域科技创新呈局部空间聚集的现象[10]。郭嘉仪等构建含知识溢出的创新知识生产函数，从知识溢出的视角探讨了我国区域创新活动的空间集聚现象，得出相邻地区之间的知识溢出效应随地理距离衰减的结论[11]。刘和东运用静态与动态空间面板计量模型，考察了中国30个省市区域产学研合作内溢、外溢及空间溢出效应，得出地理特征和社会经济特征对区域创新溢出效应都有显著正的影响[12]。余永泽等采用多种空间面板模型和设置多重空间权重矩阵的方法，分析了我国创新的空间外溢效应和价值链外溢效应，结果显示：产品创新效率与知识创新效率之间产生了明显的价值链外溢效应[13]。从已有的国内实证文献来看，大多数研究以全国或单一省市为考察对象，而较少将一个经济区作为研究对象来分析其知识溢出与区域经济增长的关系。本文以海峡西岸经济区、包括福建、浙江、江西三省的20个城市为观测点，运用空间面板模型对知识溢出与经济增长关系展开全域性的宏观视角分析。

1海峡西岸经济区知识溢出与区域经济增长模型设定及数据来源

科技创新能力的提升是实现区域经济增长的重要引擎，新经济地理学在对经济增长的研究中考虑了地理空间因素的影响，认为知识的正向外部性导致了经济增长的地理溢出效应。海峡西岸经济区各地市之间的空间知识溢出导致其在空间维度上存在经济关联性。因此，本文运用海峡西岸经济区20个城市2003～2013年面板数据对海西经济区知识溢出与经济增长关系进行实证分析。

1.1普通面板模型设定

研究知识溢出与区域经济增长的关联性，首先需要构建一个知识资本函数，本文在Griliches-Jaffe知识生产函数模型[15，16]的基础上构造适于测度海峡西岸经济区知识溢出效应的知识资本函数。Griliches-Jaffe知识生产函数的基本形式为：

(1)

其中，K为知识创新的总产出，RD为研发投入或人力资本投入，Z为其他影响知识创新产出的经济社会变量，e为随机扰动项。

原模型以本地区研发投入或人力资本投入作为影响知识创新的基本变量，但区域知识创新的产出还受来自于区域之间以及国外的知识溢出影响。因此本文将区域之间以及国外知识溢出两个影响因素引入原Griliches-Jaffe知识生产函数模型中，对原模型进行改进和拓展，拓展后的知识溢出函数为：

Sit=((RDit)d(TLit)f)δ(FDIit)φ

(2)

其中，Si为知识资本，即科技创新的产出；RDi为各地市的研发经费投入；TLi为各地市的专利授权量；FDIi为外商直接投资，用来表示各区域接受的来自国外的知识溢出。

再考虑一个三要素的Cobb-Douglas生产函数，其基本形式如下(3)式所示：

(3)

其中，Y表示各区域地区生产总值，K和L分别为物质资本和劳动投入，A为按照恒定比率增长的技术进步且为希克斯中性的。

将(2)式代入生产函数(3)式中可得：

(4)

两边同时除以L，取对数后可得：

lnyit=α+βlnkit+γ1lnRDit+γ2lnTLit+γ3lnFDIit+εit

(5)

1.2空间面板模型的构建

由于海峡西岸经济区各地市在知识溢出方面可能存在一定的空间效应，即空间距离会影响知识溢出的方向及效应，如果直接利用上述(5)式的面板模型忽略空间效应进行参数估计，会引起估计结果有偏，因此本文建立空间面板模型进行估计，并与普通面板模型进行比较分析。

在分析海峡西岸经济区各区域的知识溢出效应时除了应将空间因素纳入考虑范围内，还应重视经济因素导致的相邻地区联系的差异性。本文根据海峡西岸经济区20地市的地理相邻关系及经济联系构建经济空间权重矩阵w，w=w′*E，w′是空间相关矩阵，描述地区的空间邻近关系，本文采用的距离函数为“相邻”，即：

(6)

为进行空间自相关分析，本文对空间权重矩阵进行行标准化处理，即将矩阵中的每一元素除以其所在行元素之和，以使得每行元素之和等于1。

E为地区间经济差异性矩阵，主对角线元素为0，非对角线元素为地区间人均GDP的差额的倒数，其公式为：

(7)

空间面板模型存在空间滞后模型(SLM)、空间误差模型(SEM)及空间杜宾模型(SDM)3种主要形式。如果本地区经济增长被解释变量与邻近区域的经济增长之间有互相依赖关系，则采用空间滞后模型；如果本地区经济增长被解释变量与邻近地区之间的空间依赖性体现在对被解释变量有影响的遗漏变量上或者是不可观测的随机冲击上，则采用空间误差模型；如果除了相邻区域的经济增长的空间溢出外，邻近区域的物质资本存量、劳动力投入、专利授权量及外商直接投资对本地区的经济增长也有影响，则应该采用空间杜宾模型。

海峡西岸经济区知识溢出与经济增长空间滞后模型的形式为：

lnyit=ρw(lnyit)+β1lnkit+β2lnRDit+β3lnTLit+β4lnFDIit+ui+λt+εit

(8)

其中，ρ为空间滞后系数，度量空间滞后项wlny对y的影响；w为经济空间权重矩阵；ui为空间个体效应；λt为时间效应；εit为白噪声。此模型为空间时间双向效应模型，如果去掉ui，则为时间效应模型；如果去掉λt则为空间效应模型。

海峡西岸经济区知识溢出与经济增长空间误差模型的形式为：

(9)

海峡西岸经济区知识溢出与经济增长空间杜宾模型的形式为：

lnyit=ρw(lnyit)+β1lnkit+β2lnRDit+β3lnTLit+β4lnFDIit+ξ1wlnkit+ξ2wlnRDit+ξ3wlnTLit+ξ4wlnFDIit+uit+λt+εit

(10)

其中，ξ1wlnkit、ξ2wlnRDit、ξ3wlnTLit及ξ4wlnFDIit为相邻区域的资本存量、研发投入、专利授权量及外商直接投资的空间滞后项；ui为空间个体效应；λt为时间效应；εit为白噪声。

1.3数据来源

本文的研究样本为2003～2013年海峡西岸经济区20个地市，包括福建省的福州市、厦门市、莆田市、三明市、泉州市、漳州市、南平市、龙岩市及宁德市；浙江省的温州市、丽水市及衢州市；广东省的汕头市、梅州市、潮州市及揭阳市；江西省的上饶市、鹰潭市、抚州市及赣州市。数据分别来自海峡西岸经济区各地市统计年鉴(2004～2014年)、各地市统计公报(2003～2013年)及中国科技统计年鉴(2004～2014年)。其中物质资本存量k用永续盘存法来计算获得，其计算公式为Kt=Kt-1(1-δ)+It，折旧率根据张军等(2004)[17]采用的9.6%。选取2003～2013年的数据是基于两个方面问题的考虑：(1)数据的可得性，关于专利授权量以及研发经费的投入等在2003年以后有较为系统的统计；(2)与海峡西岸经济区战略构想提出的时间吻合，2004年初福建省委提出建设海峡西岸经济区的战略构想，并做出了战略部署，因此取2003～2013年的数据能比较准确地测度海峡西岸经济区自进入建设实施阶段以来的知识溢出及区域经济增长情况，人均GDP及资本存量数据均按2003年价格指数作指数平减。

2实证分析

为准确分析海峡西岸经济区知识溢出与区域经济增长之间的关系，且为便于比较判断，本文首先利用普通面板模型进行估计和检验，估计结果见表1所示。

首先进行普通面板模型的随机效应及固定效应检验，其Hausman检验结果为24.31，在5%的显著性水平上通过了检验，故应采用固定效应模型进行分析，且表1的估计及检验结果显示，固定效应模型的R2值均高于随机效应模型，故应选择固定效应模型。在进行空间固定效应检验后再进行时间固定效应检验，其结果为F(9，19)=9.33，相应P值为0.0000。因此应在空间固定效应模型中包括时间效应，建立空间和时间双向固定效应模型比较合适。

表1　非空间面板计量模型估计结果

在确定是否应该使用面板数据的空间计量模型时，首先应考察数据是否存在空间依赖性，即空间自相关性。为此本文利用莫兰指数(Moran’s I)来进行海峡西岸经济区20地市的空间自相关分析，其基本表达式为：

(11)

表2　2003～2013年海峡西岸经济区人均GDP对数的Moran’s I检验结果

其次，判断是采用空间滞后模型(SLM)还是采用空间误差模型(SEM)，进行空间滞后LM和空间误差LM检验，检验结果显示空间滞后模型优于空间误差模型，然后进行空间面板杜宾模型和空间滞后模型检验，检验结果表明采用空间面板杜宾模型优于空间滞后面板模型。因此本文采用空间面板杜宾模型对海峡西岸经济区知识溢出与区域经济增长进行研究，由普通面板数据模型的检验结果显示空间固定效应和时间固定效应均显著，故采用空间和时间双向固定效应模型进行估计，其初步回归结果显示空间自相关系数(Spatial rho)在1%水平上显著为正，但变量lnRD的空间滞后项并不显著，根据研发投入促进经济增长的作用方式，研发投入不显著的原因可能基于以下三点：(1)研发投入在推动科技创新过程中必不可少，且政府对研发的投入能带动企业的研发需求，但只有在政府投入达到一定规模的情况下才能激励企业的研发活动，因此，研发投入是一个规模突变过程，即在投入初期或达到一定规模之前，研发投入的外部产出效应不明显。(2)科技创新具有极高的不确定性，政府和企业的研发投入具有一定的风险，即研发投入的增加在短期内不必然导致科技进步。(3)研发投入促进经济增长是通过一系列的环节逐步实现的，即研发投入导致科技创新，科技创新成果进行转化，科技成果产业化推广后实行商业化从而促使经济增长。如果在科技成果转化或产业化过程中遇到某些阻碍，则研发投入的影响也会难以体现。而从各地区的研发经费统计来看，除了福州、厦门、泉州、温州的研发经费投入较高，其余地区的研发经费投入明显不足，大部分地区的研发投入占GDP比重小于1%，因此，将这个变量去掉再次进行杜宾模型估计，其初步及最终估计结果如表3所示。

表3　空间和时间双向固定效应空间杜宾模型估计结果

续　　表

注：***、**分别代表在1%、5%显著性水平上显著，系数下方括号内为t值。

从表3最终分析结果可看出，海峡西岸经济区各地市知识溢出与区域经济增长关系回归模型的空间自回归系数ρ(rho)通过了显著性检验且为正(0.3114701)，从R2及Log-likelihood统计量来看，模型的拟合度较高，说明海峡西岸经济区各地市的经济增长并非处于相互隔绝状态，而是存在显著的正向空间效应。从模型解释变量系数的估计结果来看，除了各区域的研发投入(lnRD)，其余解释变量的系数均通过显著性检验。

在影响区域经济增长的因素中，各区域的人均资本存量(lnK)的系数显著为正且值最大，说明资本投入仍是驱动海峡西岸经济区经济增长的主要动力。各城市的专利授权量(lnTALENT)的系数显著为正且较大，说明地区的专利授权量对区域经济增长有较大的促进作用，符合罗默研发与增长模型的基本结论：“研发部门的生产力提高会促进增长”。专利授权的数量及质量提高是研发部门生产力提高的内容之一，且已成为衡量一个地区综合竞争力的重要指标，这是因为创新是经济增长的源泉，而专利的授权则从法律上保障了创新的收益从而激励创新，显然这一激励传导机制在海峡西岸经济区已发挥作用。海西经济区外商直接投资(lnFDI)对经济增长也具有显著的正向影响，但其影响力小于资本存量及专利授权量，表明外商直接投资带来的技术外溢效应较明显。在空间和时间双向固定效应空间杜宾模型最终估计结果中地区研发投入的回归系数为正，但仍然不显著，说明研发投入虽然能促进技术创新，从而会产生技术进步，为经济增长注入动力，但其影响效果不显著。

在空间滞后项方面，相邻地区的资本投入(W*lnK)对区域经济增长具有显著的负向影响，说明相邻区域之间关于资本的需求处于竞争状态，由此形成相邻地区的资本存量对本地区的经济增长具有显著的负效应，从各地区的资本存量及固定资产投资数据的变化趋势也可以证实这一结论，即从2003～2013年海峡西岸部分地区的资本存量增长呈现出明显的此快彼慢的特征。反应相邻地区的专利授权量对本地区经济增长影响的变量(W*lnTALENT)的系数显著为正，说明临近区域的专利授权量增加会促进本地区的科技创新，从而拉动本地区的经济增长，即相邻区域之间存在明显的正向知识溢出效应。外商直接投资的滞后项(W*lnFDI)显著为负，说明海峡西岸经济区相邻地市之间在吸引外资方面存在竞争，各地政府为促进本地区经济快速发展，纷纷出台优惠政策以吸引更多外资进入，存在较明显的过度竞争现象。

3结论及对策建议

本文基于2003～2013年海峡西岸经济区20地市知识溢出与区域经济增长数据，采用空间面板杜宾模型实证检验了区域之间的资本存量、研发投入及专利申请量对人均GDP增长的影响。研究结果显示，海峡西岸经济区各地市的人均GDP增长存在显著的正向空间相关关系，资本投入、专利授权量、外商直接投资及研发投入对区域经济增长的影响均为正向，其中资本投入的影响最大，而研发投入的影响则不显著；相邻区域的资本投入及外商投资对本区域的经济增长有显著的负向效应，但相邻地区的专利授权量对本地区的经济增长呈显著的促进作用，存在知识的空间溢出效应。在上述实证分析研究中发现如下几点政策内涵对提高海峡西岸经济区知识溢出效应及促进区域经济增长具有重要意义：

(1)在海峡西岸经济区区域经济增长影响因素中，资本存量的影响最大，但资本存量的区际溢出效应显著为负，因此，为加快海峡西岸经济区经济发展，不仅应该加大资本投入，还应该充分意识到资本在区际之间的负向溢出效应，采取合理的措施来进行引导，尽量避免这种负向溢出效应带来的区际差异日趋增大。为加快海峡西岸经济区一体化建设进程，缩小区际差异，各区域首先应加大资本投入，并通过对相对较落后地区采取倾斜政策来吸引更多资本流入，从而缓解资本存量的负向区际溢出效应对落后地区发展的不利影响。

(2)研发经费投入对区域经济增长的影响不显著，说明研发投入促进经济增长作用短期内不明显。为提高各地区的科技创新能力，应首先加大研发经费投入。为加快科技成果向现实生产力转化，各地市政府尤其是中心城市政府不应把促进成果转化停留在政策支持的层面上，而是要为高新技术成果转化和产业化建立新型完善的市场环境，并形成完整的市场化中介体系。并在海峡西岸经济区形成科技成果转化的发展和联动，将福州、厦门等地较多的高校优势和泉州、温州等地的民营企业发达，市场机制灵活、科技需求旺盛的特性结合起来，打破行政区划界限，在更高层次更广领域推动科技成果的产业化及商业化。

(3)专利授权量及其空间滞后项均显著为正，说明专利产出会推动经济发展，同时具有较强的正向空间溢出效应，因此，政府应进一步出台相关政策引导激发企业的科技创新活动，对专利授权量较少的地区，如三明、龙岩、丽水等地应通过构建专利拥有量考核评价指标体系等一系列政策措施，进一步激发创新主体的活力。而对于福州、厦门、温州等专利授权量较多的地区应该把提升专利质量作为工作重点，并加强与相邻区域的合作交流，进一步加大专利产出的空间溢出效应，实现区域合作共赢。

(4)外商直接投资具有显著的正向影响，但其空间滞后项显著为负，说明外商直接投资能推动本区域经济增长，但相邻区域之间在吸引外资上存在一定的竞争。因此各区域不仅要为吸引外资营造良好的环境，还要避免区域之间的盲目竞争和重复建设，海峡西岸经济区各地市应制定适合本地区的优惠政策和竞争政策，注意外资的合理投向，根据海峡西岸经济区建设规划来制定各区域的最佳吸引外资产业及布局，从而避免区域之间相互竞争导致的不必要损失。

参考文献

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[9]胡彩梅，赵树宽.我国省域知识溢出吸收测度——基于空间计量方法的研究[J].中国科技论坛，2012，(12):79～84

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[12]刘和东.区域创新内溢、外溢与空间溢出效应的实证研究[J].科研管理，2013，(1):28～36

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(责任编辑：史琳)

Knowledge Spillover and Regional Economic Growth in the Economic Zone on the West Side of the Straits——Based on Spatial Panel Durbin Model Analysis

Cheng Shuihong1，2Shen Lisheng1，3

(1．Huaqiao University，Quanzhou 362021，China；2．Minnan Normal University，Zhangzhou 363000，China；3．Institute for Quantitative & Technical Economics of Chinese Academy of Social Sciences，Beijing 100732，China)

〔Abstract〕The knowledge space spillover has important effects on regional economic growth,according to the new economic geography theory,using spatial panel data Durbin model,the paper carried out the empirical analysis on relations between the effect of knowledge spillover and regional economic growth in the cities of regional economic zone of west strait.The results shows that there exist significant and positive knowledge spillover and economic growth effect.It is recommended to increase capital investment and to carry out appropriate tilt policies in the relative backward area to ease the negative interregional effect of capital stock;increase investment in research and development spending and promote the industrialization of scientific and technological achievements actively;lead and motivate the enterprises’ science and technology innovation activity;make the region preferential policy and competition policy which are suited to the regions to reduce the blind competition between interregional and redundant construction.

〔Key words〕economic zone on the west side of the straits;knowledge spillover;economic growth;spatial panel data Durbin model

收稿日期：2016—01—07

基金项目：2015年福建省科技厅软科学项目“福建省产业结构优化及影响因素实证研究”(项目编号：2015R0068)；2012年闽南师范大学杰出青年科研项目“厦漳泉大都市区同城化的形成机制及模式研究”(项目编号：JS12006)；2015年福建省科协科技思想库研究项目(决策咨询类)“福建省科技创新与区域经济增长研究”。

作者简介：程水红，华侨大学经济与金融学院数量经济学专业博士研究生，闽南师范大学商学院讲师。研究方向：数量经济学。沈利生，华侨大学数量经济研究院特聘教授，博士生导师，中国社会科学院数量经济与技术研究所研究员。研究方向：数量经济、经济模型、经济预测、人力资本、对外贸易、投入产出等。

DOI：10．3969/j．issn．1004-910X．2016．06．011

〔中图分类号〕F061.5

〔文献标识码〕A