我国海洋经济技术进步偏向性测度研究

郭臂义，纪建悦

（中国海洋大学 经济学院，山东 青岛 266100）

引 言

“十五”到“十二五”期间，我国海洋经济经历了较快的增长。党的十八大提出“提高海洋资源开发能力，发展海洋经济，保护海洋生态环境，坚决维护海洋权益，建设海洋强国”。党的十九大继续强调海洋经济的发展，提出“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”，海洋经济的发展已经被提升到国家战略的高度。同时也给海洋经济的研究和发展奠定了坚实的政策基础。“一带一路”战略中21世纪“海上丝绸之路”占有重要地位，海洋经济的地位更加凸显[1]。然而，相比世界沿海发达国家，近年来我国海洋经济出现了增长乏力的情况。根据国家海洋局发布的《2017年中国海洋经济统计公报》，2017年我国全国海洋生产总值比上年增长了6.9%，海洋生产总值占国内生产总值的9.4%。海洋经济增长速度远远低于世界沿海发达国家。据美国国家海洋与大气管理局发布的《2012年美国沿海和五大湖地区海洋经济发展报告》，2012年美国海洋经济发展速度远超美国国民经济的发展速度，全年海洋经济总产出高达3 430亿美元，比2011年增加了220亿美元，是当年美国全国经济增长速度（2.5%）的4倍多。澳大利亚海洋经济发展迅速，海洋产业对GDP的贡献率达到13%，远超其他经济部门，海洋经济对澳大利亚国民经济发展贡献巨大[2]。为此，需要依赖技术进步来实现我国海洋经济快速健康的发展，对海洋经济技术进步进行深入研究具有重要价值。

新古典理论认为技术进步是中性的，在新古典增长模型中假定资本与劳动的替代弹性为1，从而生产函数为Cobb－Douglas形式。然而近年来，随着资本品价格持续下降、劳动工资刚性上涨，生产过程中倾向于更密集地使用资本，技术进步不再满足中性假设而是出现了资本使用偏向[3]。技术进步偏向会影响经济增长结构，影响产业结构变迁，尤其会影响要素分配结构[4]。目前已经有大量的文献对技术进步偏向性进行了研究。王班班等采用数据包络法（Data Envelopment Analysis）从全要素生产率Malmquist指数中分解出投入要素偏向技术变化（IBTECH）指数，使用该指数可以来度量生产前沿面的旋转效应，基于此，来判别中国工业36个行业于1999-2012年技术进步的要素偏向[5]。王俊等采用DEA-Malmquist指数分解法，对我国制造业技能偏向技术进步进行了测度和分析，发现我国制造业不是都存在偏向性技术进步，偏向性技术进步具有较大的波动性。技能劳动供给增长对技能偏向技术进步具有增强作用，国际贸易仅在高技术和低技术行业对技能偏向技术进步具有促进作用[6]。Weber等在此基础上结合要素投入比例的变化构建了辨别技术进步在要素间偏向类型的方法，实证发现美国制造业于1983-1989年期间技术进步偏向于使用资本[7]。张月玲等使用超越对数生产函数从要素替代弹性视角分析了我国1996-2010年间技术进步方向的变迁，发现我国的技术进步呈现出资本与技能双重偏向性的特点，资本偏向性程度的加深一方面加大了对技能劳动的替代，同时另一方面更加剧了在分配上对劳动的掠夺性[8]。杨振兵基于超越对数生产函数的随机前沿分析方法测算了我国制造业部门创新技术进步偏向指数。结果显示创新资本的产出弹性远大于科研人员的产出弹性，我国制造业创新技术进步总体上偏向于资本，同时且具有比较明显的路径依赖的特点[9]。樊茂清等采用超越对数生产成本函数，使用1981-2005年的投入产出的数据，估计了我国制造业20个部门能源、非能源、资本及劳动的份额方程，实证研究了我国制造业20个部门的技术变化、要素替代及能源强度和贸易之间的关系。结果显示，技术变化、要素替代、贸易、一次能源结构以及部门的结构变化是导致能源强度变化的重要因素[10]。张明海基于CES生产函数，使用单方程来估计资本-劳动要素替代弹性。来研究资本-劳动替代弹性与产出水平之间的关系问题[11]。Klump等建立标准化CES生产函数的供给面系统模型，并采用该方法对美国的替代弹性和技术进步偏向性进行估计，结果显示，美国的替代弹性在0.5~0.8之间[12]。戴天仕等使用标准化供给面系统方法对全国时间序列数据进行估计，结果显示中国的技术进步总体上是偏向于资本的[13]。余东华等建立考虑扭曲税的CES生产函数，利用标准化供给面系统方法测度了我国制造业的技术进步偏向性[14]。潘文卿等利用我国266个城市的相关数据，利用标准化供给面系统方法测算了我国不同城市的技术进步方向指数[15]。综合上述文献，研究技术进步偏向主要集中在研究一国的整体技术进步偏向性以及制造业技术进步偏向性，目前对于海洋经济技术进步偏向性的相关研究了还很少。基于此，本文研究了我国海洋经济技术进步偏向性的问题。

1 测度方法选择和模型构建

1.1 技术进步偏向性的测度方法选择

目前关于技术进步偏向性的测度方法主要有三类，分别为基于DEA-Malmquist指数分解法，超越对数函数法和CES函数法。

1.1.1 基于DEA-Malmquist指数分解法

DEA-Malmquist指数分解是Färe等于1997年提出的Malm-quist指数的一种分解方法，将技术变化指数分解为投入偏向技术变化（IBTECH）指数、产出偏向技术变化（OBTECH）以及技术规模变化（MATECH）[16]。其中可以用IBTECH指数来度量偏向型技术进步；OBTECH度量在具有多产出的情况下，技术进步对产出不同比例的增进效应，在单一产出的情况下，OBTECH为1；IBTECH度量技术进步对不同投入要素边际替代率的改变，表示投入要素偏向型的技术进步使得TFP在要素等比例节约情景的基础上获得了进一步的增进（IBTECH＞1）或降低（IBTECH＜1）；MATECH 度量生产前沿面的平移，即中性技术进步[5]。

1.1.2 超越对数函数法

超越对数函数具有易估计和包容性等方面的优势，在刻画生产前沿与技术偏向等方面备受推崇。由于解释变量不同，超越对数函数又可以细分为生产函数、价格函数与成本函数。克里斯蒂森（L.Christensen）、乔根森（D.Jorgenson）和刘（Lau）于1973年提出超越对数生产函数，通过构建超越对数生产函数模型，可以分析投入要素的产出弹性和替代弹性[17]。此类方法有两方面的缺陷：一方面是作为解释变量的要素投入由决策主体决定，具有比较强的内生性，会导致估计量有偏；另一方面是模型估计所依赖的“产出弹性等于要素份额”均衡条件，现实经济中往往难以满足[18]。超越对数生产成本函数方法简便易行，在实证研究中受到广泛的应用。但是该方法主观限定了技术进步偏向型的形式，时间趋势项的常系数无法刻画技术偏向动态变化[18]。因此，利用超越对数函数来测度技术偏向虽然具有允许替代弹性随时间变化，并可以绕开替代弹性估计的难题的优点，但是该方法所用技术进步偏向的定义和常用的定义存在着一定的差异性，因此限制了结果之间的直接比较。与此同时，为获取估计值，还需要对参数施加一系列严格的理论假设[18]。

1.1.3 基于CES函数法

Arrow等在Cobb-Douglas函数基础之上，对其作了推广，提出了固定替代弹性生产函数（即 CES函数）[19]。与Cobb-Douglas函数不同，CES函数的替代弹性可以是任何一个大于0的常数。包含有劳动和资本两种生产要素及其对应的增强型技术进步的CES生产函数，具体形式如下：

式（1）中，Yt、Kt、Lt分别表示 t时期对应的产出、资本和劳动力要素投入，θ、1-θ分别表示在生产中资本产出弹性和劳动产出弹性，At、Bt分别为资本产出效率和劳动力产出效率，σ表示资本和劳动之间的要素替代弹性。当σ=0时，资本和劳动力要素之间为无替代关系，此时生产函数是里昂惕夫型生产函数；当σ=1时，生产函数变为Cobb-Douglas型生产函数；当σ=∞时，资本和劳动力要素间为完全替代关系，此时的生产函数就变为线性生产函数。所以，CES型生产函数本身包含多种情况，具有普遍的适用性。

对于CES函数的估计可以采用单方程估计法和标准化供给面系统法。采用单方程估计法进行估计时需要对技术进步做严格限制，而且因为劳动需求一阶条件方程估计出的替代弹性值往往比资本需求一阶条件方程估计出的结果要大，同时由于要素相对价格会影响生产要素的投入量，所以任一单方程的估计都会存在系统偏差[12，20]。Klump等将标准化的CES生产函数、资本和劳动力需求的一阶条件方程联立起来作为一个系统来估计劳动力-资本替代弹性，即“标准化供给面系统法”[12]。由于这三个方程中技术进步率参数和替代弹性之间相互影响，故解决了结构参数的识别问题，因此可以得到对替代弹性的稳健估计。Leonledesma等使用蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟对各种测算方法进行了比较，发现Klump等使用的“标准化供给面系统法”最为稳健[21]。基于此，本文使用“标准化供给面系统法”对我国沿海各省区的海洋经济的资本-劳动替代弹性进行估计，在此基础上进一步构造技术进步偏向性指数，来研究我国海洋经济技术进步的偏向性。

1.2 模型的构建

本文参考David等[22]以及Klump等[12]文献中关于技术进步方向的测算方法，构建包含劳动和资本两种要素的增强型技术进步的CES生产函数，具体形式如下。

式中，Yit、Kit、Lit分别表示t时期沿海省市海洋部门的产出及相应的资本和劳动力要素投入，θi和1-θi分别表示沿海省市海洋部门资本产出弹性和劳动产出弹性。Ait和Bit分别表示沿海省市海洋部门劳动产出效率和资本产出效率。σi表示资本-劳动要素替代弹性。

对（2）式分别对Kit、Lit求偏导，得到资本、劳动的要素边际产出MPKt、MPLt，表达式分别如下：

根据（3）（4）公式，可以得到资本-劳动边际产出之比：

根据Acemoglu（2002）对技术进步偏向相关的定义，技术进步偏向性指数Dt指在其他生产要素投入不变的情况下由技术进步引起的资本和劳动边际产出比的变化率。根据（5）式得，技术进步偏向指数的表达式如下：

假设资本价格（γt）和劳动价格（ωt）分别为其边际产出，可以得到：

把（7）式带入（2）式 CES生产函数中，得到：

根据（8）式，可以得到劳动产出效率Ait和资本产出效率Bit：

其中，γt和ωt分别为资本价格以及劳动价格。

基于以上的分析，本文使用Klump等提出的“标准化供给面系统法”来估计资本—劳动要素替代弹性[12]。参考Leonledesma等以及陈晓玲等[23]对“Box-Cox型”要素效率增长率进行的合理简化的基础上，仍然假设资本、劳动的价格为其边际产出，构建如下标准化系统方程：

对于式（11）-（13）构成的非线性方程组，在干扰项彼此独立的假设下，广义非线性最小二乘法（FGNLS）等价于非线性似无关回归（NLSUR）[23]。本文在stata14软件包提供的nlsur命令基础之上参考余东华，孙婷，张鑫宇[14]进一步编写程序完成估计。利用沿海省份各年度海洋部门的产出Yit、资本Kit、劳动Lit、资本价格γt和劳动价格ωt的数据，通过估计上述非线性联立方程组可以得到要素替代弹性σi、资本要素份额θi、资本效率增长参数φk、劳动效率增长参数φL和规模因子ξ。

2 实证

2.1 数据来源说明

估算中所用到的数据整理以及变量选取如下：产出Yt用沿海各省份的海洋生产总值（GOP）来度量。为了消除价格因素的影响，本文以2006年作为基年，利用各地区生产总值指数对各地区海洋生产总值进行定基化处理；劳动力投入量Lt使用中国海洋统计年鉴中沿海地区涉海从业人员数来进行度量；资本投入量Kt用沿海各省份实际海洋资本存量来衡量，本文使用何广顺等人关于海洋资本存量的估算方式，估算公式为：海洋资本存量=沿海地区的资本存量×（沿海地区GOP/沿海地区GDP）[24]。本文采用永续盘存法（PIM）对各地区资本存量进行测算。计算公式为：Ki，t+1=Ii，t+1+（1- δ）Ki，t。其中，t为年份，δ为固定资产折旧率，本文统一使用单豪杰在估算中国资本存量时所用的折旧率10.96%，I是按照可比价固定资本形成总额[25]。初始资本存量为：Kit=Iit/（git+δ），其中git是沿海各省份所考察年份实际固定资本形成总额增长的几何平均数；劳动价格ωt，参考陈欢，王燕使用城镇单位各行业就业人员的平均工资作为劳动的价格[26]。本文使用中国海洋统计年鉴中沿海地区城镇平均每人全年家庭收入的可支配收入中的工资性收入来度量。2014-2015年度使用沿海地区城镇平均每人全年家庭收入中的工资性收入来衡量劳动的价格，由于中国海洋统计年鉴2006-2013年度只有沿海地区城镇平均每人全年家庭收入的可支配收入，没有继续细分工资性收入。本文通过2014-2015年两年的数据，可以计算出工资性收入占可支配收入的比例的均值，进而用这个比例均值折算2006-2013年的工资性收入。然后再用城镇居民消费价格指数（2006年=100）进行了平减；资本价格rt用资本收益率来衡量，本文参考陈欢，王燕计算资本收益率的方法，资本收益率由资本收入除以资本存量来衡量，其中资本收入=工业增加值-劳动者总报酬[26]。本文使用海洋资本收入除以海洋资本存量来衡量资本收益率，其中海洋资本收入=海洋生产总值（GOP）-劳动者总报酬=海洋生产总值（GOP）-劳动价格（ωt）×劳动力投入量（Lt）。

2.2 要素替代弹性估计和分析

本文利用标准化供给面系统法来估计资本-劳动要素替代弹性，分别对我国沿海各省份2006-2015年的时间序列数据，估计联立方程组（11）-（13）。所有的估计值均在1%的水平上显著，估计结果见表1。

由表1可知，我国沿海11个省份的海洋经济的资本-劳动替代弹性的均值为0.831，这与陈晓玲等采用标准化供给面系统方法估算的1978-2008年我国各省市的替代弹性的均值（为0.833）以及戴天仕等[18]采用宏观时序资料估算的1978-2003年区间我国总体数据得到的估计结果（为0.813）非常接近。说明我国海洋经济行业替代弹性与我国总体经济的替代弹性数值是比较一致的。替代弹性数值排名前三位的省市分别为：上海、河北以及浙江，其中只有上海的替代弹性的数值略大于1，河北和浙江的数值处于0.9~1之间，其余各省市均小于0.9，处于0.7~0.9之间。表明对于我国大部分省市，海洋经济资本和劳动之间属于互补关系。关于资本效率的增长参数φk，其中11个省市里面仅有上海正值，其余各省都小于0，表明对于我国海洋经济绝大部分省市的资本效率增长率是负的。对于劳动效率的增长参数φL，其中11个省市里面仅有上海为负值，其余各省均大于0，表明我国海洋经济绝大部分省市的劳动效率的增长率是正的。规模因子ξ非常接近1。这与戴天仕等[18]估计的我国总体经济技术进步的资本效率的增长率（为负）和劳动效率的增长率（为正）结果相一致。

表1 沿海省市要素替代弹性和技术进步偏向估计结果Tab.1 Estimation of elasticity of substitution and technological progress bias in coastal provinces and cities

2.3 技术进步偏向性指数的测算

利用估计得到的各省市的替代弹性σ与资本要素份额θ，我们首先根据（9）式和（10）式计算每个省份各个年份的劳动效率（At）与资本效率（Bt）；然后根据（6）式计算技术进步方向指数（Dt），以天津为例，得到结果见表2。

由表2可知，天津各年份的技术进步偏向性指数均为正值，说明天津的海洋经济技术进步是偏向于资本的。可以计算出2007-2015年的技术进步偏向性指数的均值为0.103 6。表明技术进步平均每年导致资本劳动边际产出比上升10.36%。对天津2006-2015年期间两类要素增强型技术进步速率的测算分析表明，近多年来天津海洋经济的劳动效率一直在逐年提升，并且提升的幅度很大，但是资本效率是逐年下降，技术进步是偏向于劳动节约和资本使用的。

进一步观察发现，技术进步方向总体是偏向于资本的。可以分为三个阶段。第一阶段：2007-2009年，技术进步偏向性指数逐年增加，技术进步偏向于资本的速度越来越快；第二阶段：2010-2012年，技术进步偏向性指数略有波动，其中2010-2011年，技术进步偏向性指数减小，2011-2012年技术进步偏向性指数又有所增大，但是总体变动幅度不大；第三阶段：2013-2015年，技术进步偏向性指数呈现下降趋势，技术进步偏向于资本的速度开始变慢。

使用同样的方法，可以求得我国11个沿海省市的2007-2015年的海洋经济技术进步偏向性指数的均值。结果见表3：

表2 天津的海洋经济技术进步偏向指数Tab2 Tianjin′s marine economic and technological progress bias index

表3 沿海省市海洋经济技术进步偏向性指数的均值Tab.3 Mean value of deviation index of marine economic and technological progress in coastal cities and provinces

由表3可知，我国沿海所有省市海洋经济的技术进步偏向性指数均大于0，说明技术进步是偏向于资本的。技术进步偏向性较高的有天津、广西以及福建，偏向性指数分别为0.104、0.081、0.081。技术进步偏向性最低的为上海，偏向性指数仅为0.021。根据Acemoglu[20]的对于技术进步偏向性原因的研究，经济实现均衡时，存在两种效应影响技术进步的偏向：“价格效应”和“市场规模效应”。其中“价格效应”鼓励技术创新朝着稀缺要素的方向发展，而因为稀缺要素生产的商品相对更加的昂贵，此时，稀缺要素增进型的技术能获得更多的利润，所以技术进步偏向于稀缺要素的方向发展。“市场规模效应”则鼓励技术创新朝着丰富要素的方向发展，如果有更多其它生产要素可以和一种因素协同生产，则意味着该技术的消费市场更加的广阔，此时厂商研发该技术会获取到更多利润。所以，此时技术进步偏向于丰富要素的方向发展。因为两种效应导致技术进步的偏向相反，最后技术进步具体偏向于哪种生产要素，还要取决于资本-劳动替代弹性的大小。当要素间具有很强的替代弹性时（σ＞1），此时市场规模效应占据支配地位，即技术创新偏向于丰富生产要素；但当两种生产要素为互补品时（σ＞1），价格效应占据支配地位，因而技术创新会偏向于稀缺生产要素。我国海洋经济属于劳动力资源相对丰富，资本相对缺少的情况。本文测得海洋经济资本-劳动替代弹性（σ）整体均小于1（除上海略大于1），因此，技术进步偏向于相对稀缺的资本要素。

3 结论与建议

本文构建包含劳动和资本两种要素及其增强型技术进步的CES生产函数，利用“标准化供给面系统法”测度出我国沿海各个省份海洋经济的资本-劳动要素替代弹性，并在此基础上进一步计算得出技术进步偏向性指数。结果发现：（1）我国沿海11个省份的海洋经济的资本－劳动替代弹性除上海外，其余10个省市均小于1。因此，我国海洋经济资本和劳动之间总体上属于互补关系；（2）资本效率的增长参数φk大部分数值为负值，表明对于我国海洋经济总体的资本效率增长率是负的。劳动效率的增长参数φL大部分数值为正值，表明我国海洋经济总体的劳动效率的增长率是正的；（3）我国沿海11个省市海洋经济的技术进步偏向性指数均大于0，说明我国技术进步是偏向于资本的，基于Acemoglu[19]的“价格效应”和“市场规模效应”理论，技术进步偏向于资本与我国海洋经济劳动力资源相对丰富，资本相对缺少的资源禀赋情况相符合。

基于以上的发现，本文提出以下几点建议：

（1）完善相关制度和政策，选择我国海洋经济技术创新方向要因地适宜。在制定促进海洋经济增长的相关政策时要考虑到不同地区的差异性。海洋经济技术创新方向应坚持因地适宜的原则。我国不同地区海洋经济的要素禀赋存在一定差异性，要根据各省市的要素禀赋的实际情况和特征，选择与其相匹配、相适宜的技术。因此，海洋经济技术创新根据各地区要素禀赋状况有差异地进行海洋经济技术创新。

（2）充分发挥市场配置海洋经济要素资源的功能，提高海洋经济要素生产率。目前我国海洋经济生产要素的价格存在一定的扭曲现象，生产要素的价格不能准确的反映生产要素的实际价值，生产要素的投入不能得到合理的回报，劳动者报酬较低，资本往往停留在金融体系内空转，很难流入海洋经济。因此要充分发挥市场在海洋经济要素资源配置的决定性作用，利用市场的力量来合理的配置海洋经济要素资源。使得海洋经济要素供给者和要素需求者都能从要素市场中获益，促进海洋经济要素市场的正常发展。

（3）协调海洋经济要素资源禀赋与技术创新之间的关系，目前我国海洋经济资源禀赋属于劳动力相对丰富，资本相对缺乏的情况。本文的研究结果是我国的海洋经济是偏向于资本的，这与我国劳动力丰富的国情是不相协调的，适合我国海洋经济技术进步偏向的是劳动力偏向。因此，要协调海洋经济要素资源禀赋与技术创新之间的关系，让我国海洋经济技术进步偏向回归到最适合我国国情的方向，实现海洋经济的持续发展。