产业集聚对河南省技术创新的溢出效果研究

李 琰

〔河南牧业经济学院 金融与会计学院,河南 郑州 450044〕

一、引言

近年来，我国以人口红利和土地红利为基础形成的要素驱动模式和以资金投入形成的投资驱动模式对经济发展的推动能力不断减弱。随着第四次工业革命的到来，中国企业的传统比较优势也在逐步消失。中国经济进入了一个转型发展阶段。党的十九大报告指出，中国经济已经由高速增长阶段转向高质量增长阶段。提高技术创新水平优化产业结构，以创新驱动经济高质量发展成为经济发展的共识。

传统经济学理论普遍认为，产业集聚具有明显的正的外部效应，[1]企业在产业集聚区内可以实现劳动力资源、知识信息的共享，[2]产业集聚通过合理的空间布局可以促进技术创新的发展，优化企业的创新能力，[3]为技术创新提供更有力的支持，[4]是工业化进程的重要表现。[5]在经济发达地区，产业集聚对当地产业结构升级和技术创新具有明显影响。[6]但是，不同的产业集聚对创新的影响不同，[7]高新技术产业对技术创新的影响更为显著，[8][9]产业集聚对技术创新的影响具有空间上的溢出效应。[10]

河南省技术创新的发展对促进河南省经济转型，激发中部地区的创新活力起着积极作用。研究河南省产业集聚对技术创新的溢出效果，找到区域创新经济方向，有利于促进河南省经济高质量的发展。

二、模型设计及指标选取

分析河南省产业集聚的实证目的是为河南省产业集聚与创新的关系的进一步研究提供数据，本部分将从多角度对产业集聚进行实证分析。

产业集聚一般表现为产业组织在空间上高度集中，在产业集聚区内通过产业内不同企业间的产业分工与产业链条延伸，从而大规模地集中发展某一产业。区位熵能够比较直观地反映出区域产业的地位和作用，同时具有数据收集容易与计算简便的优点，因此区位熵指标被广泛用来计算产业集聚的专业性。产业集聚专业性可以用产值计算也可以用从业人数计算。本文采用从业人数计算区位熵，主要原因是，在时间序列中，从业数据不易受到价格等名义变量的影响，就业数据相比产值更具有优势。

建立公式(1)：

SPij=(qij/qj)/(qi/q)

(1)

其中：

SPij：j地区的i产业集聚的专业性

qij：j地区的i产业从业人员

qj：j地区制造业全部从业人员

qi：全国i产业从业人员

q：全国制造业全部从业人员

SP大于等于1，说明该地区该产业具有产业集聚效应，数值越大，表明产业集聚专业性越强，产业集聚效应越强。本文按国家制造业划分标准对河南省40个产业的集聚情况进行实证分析。

1.产业集聚的外部影响

(1)产业集聚的多样性。产业集聚中产生完全单一产业特征的集群十分罕见。在产业集聚形成过程中，由于相互关联的产业之间会形成吸引力，往往在一个集聚区内共生发展，形成产业集聚的多样性。产业集聚区内多产业的共生共存为技术创新提供了良好的基础。一方面产业集聚的多样性会使不同产业间基于共同学科产生知识的互补。另一方面各产业间在进行产品供应的过程中，一个产业的创新会给另一个产业带来创新输入。区域多样化集聚水平越高，产业内部专业化分工就越容易，创新产生的影响就越大。因此，产业集聚的多样性有利于技术创新的发展。本文将采用赫基曼-赫芬达尔指数对产业集聚的多样性进行衡量，建立计算公式(2)：

(2)

其中：

HHIik：i地区K产业产业集聚的多样性

Sij：i地区j产业从业人员与该地区所有除K产业以外的其他产业从业人员之比

该数值越大，则该地区除K产业之外其他产业的多样化特征越弱。因此，如果多样化溢出对区域技术创新或者行业生产率有促进作用，则该参数符号应为负，否则为正。

(2)产业集聚的竞争性。为提高竞争力，集聚区内的企业更注重通过技术创新来促进未来利润的提高。集聚区内的竞争使得知识溢出也更容易发生，企业的技术和创新成果很快就可能被其竞争对手了解并获取，创新带来的超额利润将很快消失。这进一步刺激企业不断创新，以获取超额利润。所以，竞争性越强的产业集聚区，创新能力也越强。

建立衡量产业集聚带来的Porter竞争的计算公式(3)：

COMPij=(Nij/Eij)/(Nj/Ej)

(3)

其中：

COMPij：产业集聚的竞争性

Nij：i地区j产业的企业数

Eij：i地区j产业的从业人数

Nj：全国j产业的企业数

Ej：全国j产业的从业人数

该值越大,说明该地区该行业从业人员的人均企业数较全国的平均水平要高,该地区产业所处的市场竞争越激烈。根据外溢理论,竞争程度越高,对产业发展及创新越有利。

2.产业集聚对技术创新溢出效果的模型设计及指标选取

知识生产函数是目前国际上研究知识生产和技术创新及其决定因素的重要理论模型。知识生产函数将创新产出和创新投入联系起来，认为研究与开发经费和人力是知识生产和创新的主要投入，通过这种投入可以生产出新的有经济价值的知识。

本文采用柯布-道格拉斯知识生产函数模型来测度河南省产业集聚对区域技术创新的影响，建立模型公式(4)：

Ii=AiRαHRβei

(4)

其中：

Ii：I地区创新产出

Ai：I地区创新的环境变量，包括产业集聚的多样化溢出、产业集聚的专业化溢出、产业集聚的市场竞争程度

Rα：I地区研究与开发经费投入

HRβ：I地区研究与开发人力投入

ei：随机变量

作为I地区创新的环境变量，Ai由产业集聚的专业性、多样性、竞争性和现有知识变量对创新产生影响，建立公式(5)：

Ai=CγSPδHHIεCOMPθ

(5)

其中：

Ai：创新的环境影响

Cγ：创新现有的知识水平及其他环境影响

SPδ：创新的产业集聚专业性影响

HHIδ：创新的产业集聚多样性影响

COMPθ：创新的产业集聚竞争性影响

将(5)代入(4)，两边取对数，整理得出公式(6)：

lnIij=α+β1lnSPij+β2lnHHIij+β3lnCOMPij+β4lnRij+β5lnHRij

(6)

其中：

lnIij：i地区j产业的创新产出，本文选用新产品销售收入衡量；

lnSPij：i地区j产业的产业集聚专业性指标，衡量产业集聚带来的专业化溢出，系数为正，则专业化溢出对技术创新产生促进作用，存在溢出；

lnHHIij：i地区j产业的产业集聚多样性指标，衡量产业集聚带来的多样化溢出，系数为负，则多样化溢出对技术创新产生促进作用，存在溢出；

lnCOMPij：i地区j产业的产业集聚竞争性指标，衡量产业集聚带来的竞争溢出，系数为正，则竞争溢出对技术创新产生促进作用，存在溢出。反之，则说明垄断的市场结构对区域技术创新更有利；

lnRij：i地区j产业的研究与开发经费投入，本文选用企业(R&D)经费内部支出衡量，系数为正，则创新资金投入对技术创新产生促进作用；

lnHRij：i地区j产业的研究与开发人员投入，本文选用企业(R&D)人员衡量。系数为正，则创新人力投入对技术创新产生促进作用；

α：随机影响误差。

本文依据国家二次产业分类标准，对河南省工业制造业的产业集聚进行分析。在实证分析中，选取了2006年—2018年间的河南省和全国48个产业的相关集聚区作为研究样本，分析河南省产业集聚现状。在河南省产业集聚对技术创新溢出效果的研究中，将形成产业集聚特征的产业对技术创新的溢出效果进行综合分析，并对模型进行F检验和Hausman检验，通过稳健性检验来进一步验证模型的可靠性，以使结论更加严谨。本文数据主要来源于《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《河南省统计年鉴》和国家统计局网站。

三、实证结果与分析

1.河南省产业集聚实证结果与分析

(1)河南省产业集聚水平。以2018年数据为标准，按国家产业划分标准，运用区位熵公式对河南省制造业的四十个产业相关数据进行计算，得出河南省目前产业集聚情况，见表1。

从计算结果可以看出，目前四十个产业中，河南省有15个产业具有专业产业集聚特征。其中具有明显集聚优势的产业有六个，分别是食品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、煤炭开采和洗选业、农副食品加工业和有色金属矿采选业。根据《国民经济行业分类》划分方法进行分类，从产业类别上来看，劳动密集型产业有食品制造业和农副食品加工业，资本密集型产业有有色金属冶炼和压延加工业，资源密集型产业有非金属矿物制品业、煤炭开采和洗选业、有色金属矿采选业。目前河南省基于人口优势、农业资源优势和矿产资源优势，形成了5个产业集聚；基于资源优势和资金投入形成了1个产业集聚；没有技术密集型产业集聚。

(2)河南省产业集聚的外部影响。第一，河南省产业集聚的多样性。使用赫基曼-赫芬达尔指数对河南省具有明显产业集聚特征的六大产业的产业集聚多样性进行计算，结果见表2。

表1 河南省制造业产业集聚区位熵

表2 河南省六大产业赫基曼-赫芬达尔指数

该数值越大，表明地区除该产业之外的其他产业的多样化特征越弱。根据计算结果可以看出，产业集聚水平最高的食品制造业多样性集聚水平为18.82。一般而言，地区的多样化集聚可以获取范围经济，促进经济增长并减少经济的波动性，区域多样化集聚水平越高，区域的乘数就越大，建立专业化部门就越容易，产生的影响也越大。

第二，河南省产业集聚的竞争性。对河南省具有明显产业集聚特征的六大产业的产业集聚竞争性进行计量，计算结果见表3。

在衡量产业集聚对外部产生的影响时，一般来说，竞争性指标越大，产业集聚区的相关企业通过竞争实现创新的能力就越强。否则，产业集聚区内应该通过扩大企业规模提高企业的创新能力。实证结果表明，河南省具有明显产业集聚特征的六大产业中，有色金属矿采选业的竞争性最强，产业集聚性最强的食品制造业2018年的产业竞争性指标是 0.64，并且竞争性呈现下降趋势。

表3 河南省六大产业集聚的竞争性指标

2.产业集聚对河南技术创新的溢出效果实证结果与分析

将河南省具有明显产业集聚特征的六大产业作为一个整体，使用面板数据，通过建立多元回归模型，使用STATA软件，对河南省优势产业的产业集聚的技术创新溢出效果进行分析。考虑到中国目前专利申请要求标准较高，河南省产业集聚水平较高的多是资源密集型和劳动密集型产业，年专利申请量较低，因此使用新产品销售收入作为创新产出绩效的替代指标。

(1)对模型进行Hausman检验，检验结果显示Prob>chiz=0，chi2(4)=39.58，拒绝原假设。F 检验P值小于0.05，拒绝原假设，因此选择固定效应模型。下面使用FE模型对面板数据进行回归分析，通过前期建立的模型进行回归分析，结果见表4。

表4 产业集聚对河南省技术创新溢出回归分析结果

F test that all u_i=0: F(5, 49)=35.69 Prob>F= 0.000

从表4可以看出，F值通过1%的显著性测试，说明模型具有统计意义。从整体来看，河南省具有明显产业集聚特征的六大产业对河南省的技术创新有一定的溢出效应。产业集聚的专业性指标每提高1%，即对技术创新产生0.15%的溢出效果，产业集聚的多样性对技术创新没有产生溢出效应，产业集聚的竞争性对技术创新没有产生正的溢出效应，说明当前河南省的这些优势产业不能通过竞争提高技术创新能力，相反需要将企业做大，通过扩大生产规模和市场占有率，以垄断产生的规模效应促进技术创新发展。

研究与开发人员的投入对技术创新没有产生正面影响，说明这六个产业整体研究与开发人员的创新水平并不高，对技术创新不能起到积极作用。研究与开发经费的投入对技术创新产生积极影响，研究与开发经费的投入每增加1%，技术创新将会提高1.6%。

实证结果显示，河南省产业集聚对技术创新的溢出效应不高，说明目前河南省的优势产业主要集中在劳动密集型和资源密集型产业，这些产业的集聚对技术创新的溢出效果不大，不能通过对现有产业的进一步发展提高河南省技术创新水平。

(2)稳健性检验。为进一步检验实证结果的可靠性，本文选取有效发明专利申请数量作为创新产出的衡量标准，按照之前的模型对样本重新进行回归分析。实证结果显示，核心解释变量与被解释变量之间存在如下关系：产业集聚的专业性对发明专利申请作用显著系数为0.07，二者正相关；产业集聚的多样性系数为0.64，二者正相关；产业集聚的竞争性系数为-0.04，二者负相关。这与上述实证分析结果一致，本文得出的分析结果具有可靠性，可以通过稳健性检验。

3.与计算机产业集聚对河南技术创新溢出的对比分析

计算机、通信和其他电子设备制造业(下面简称计算机产业)是高新技术产业，但河南省计算机产业集聚指数是0.65，没有产生集聚效应。为了对比分析，我们将该产业的技术创新溢出效应进行计量。由于该产业不具有集聚效应，为了简化分析过程，省略了产业集聚多样性和竞争性方面的分析。

计算结果见表5。

表5 计算机产业集聚对河南技术创新溢出回归分析结果

从表5可以看出，计算机产业集聚对河南省技术创新溢出回归分析模型F检验的P值为0.0003，小于0.01，模型总体统计显著性很好，模型效果很好。R方为86%，说明模型的拟合度很好。

实证结果显示，河南省计算机产业的集聚对河南省技术创新产生了明显的正溢出效果，产业集聚水平每提高1%，对技术创新产生0.89%的促进作用。研究与开发人员投入对技术创新产生正溢出效果，人员每投入1%，对技术创新产生0.95%的溢出效果。研究与开发经费投入对河南省技术创新产生正溢出效果，研究与开发经费投入指标每提高1%，对技术创新产生0.82%的溢出效果。

与计算机产业相比，目前河南省具有明显产业集聚效应的六大产业均不是高新技术产业，对技术创新产生的溢出效应并不显著。不同的产业集聚对技术创新产生的溢出效应具有明显的差异，技术密集型产业的集聚对技术创新会产生更大的溢出效果。

四、结论与建议

1.产业集聚对河南省技术创新的溢出效果总结

(1)产业集聚以资源优势为基础。按资源密集程度，制造业可以分为资源密集型产业、劳动密集型产业、资本密集型产业和技术密集型产业四类。资源密集型和劳动密集型产业的发展主要依靠自然资源和大量劳动力的投入，资本密集型产业的发展主要依赖资金的大量投入，技术密集型产业主要依赖技术和智力的投入。

从统计结果可以看出，目前河南省40个制造业产业中有15个产业具有产业集聚特征。这15个产业中，资源密集型产业6个，劳动密集型产业5个，资本密集型产业3个，技术密集型产业1个。从产业分布看，以资源密集型和劳动密集型为主的产业具有集聚特征，共有11个。在15个产业中，具有明显产业集聚特征的产业有6个，分别是食品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、非金属矿物制品业、煤炭开采和洗选业、农副食品加工业和有色金属矿采选业。这6个产业中，劳动密集型产业2个，资源密集型产业3个，资本密集型产业1个，没有技术集聚型产业。河南省的产业集聚主要依赖河南省人口和当地资源优势，对新技术和新知识的依赖程度不高，对技术创新的影响也不大。

(2)产业集聚对技术创新的溢出效果有限。将六个具有较高产业集聚特征的产业看作一个整体来分析河南省产业集聚对技术创新的溢出效应。从分析结果来看，产业集聚的专业性对技术创新产生0.15%的溢出效果，产业集聚的多样性对技术创新没有产生溢出效应，这说明在产业集聚区没有对其它相关产业产生足够的吸引力，产业集聚区的产业链不长，产业链中不同企业间基于共同学科进行的知识互补性创新程度不高。

产业集聚的竞争性对技术创新没有产生溢出效应，说明当前河南省的这些优势产业不能通过竞争提高技术创新能力，相反需要将企业做大，通过扩大生产规模和市场占有率，以垄断产生的规模效应促进技术创新。研究与开发人员的投入对技术创新没有产生正面影响，说明这六个产业整体研究与开发人员的创新水平不高，对技术创新不能起到积极作用。研究与开发经费的投入对技术创新产生1.6%的溢出效果，通过资金投入将有效提高技术创新溢出水平。

为更好地衡量河南省六大产业集聚的技术创新溢出水平，我们将其与河南省计算机产业作一个对比。结果显示，计算机产业技术创新溢出远超上述六个产业。计算机产业集聚水平对技术创新产生0.89%的溢出效果。另外，计算机产业的人才与资金投入对技术创新的溢出效果也远高于其他六大产业。这说明目前河南省具有产业集聚特征的六个产业对技术创新的溢出效果不大，河南省的产业集聚对河南省技术创新并不能产生较高的溢出效果。

出现这种现象的一个重要原因是河南省产业集聚水平高的产业主要以劳动密集型和资源密集型产业为主，没有技术密集型产业。这些产业本身创新水平不高，集聚对技术创新产生的溢出效果就有限。

要提高产业集聚对技术创新的溢出水平，一是根据现有六大产业特征，因地制宜地提高其技术创新溢出水平，同时提高研究与开发人员的创新能力，二是大力发展技术密集型产业，以提高技术创新溢出水平。

2.建议

不同的产业集聚对技术创新的溢出效果有明显的差异。在第四次工业革命来临之际，中国经济面临结构性转型发展的要求，通过技术创新提高经济发展质量已成共识。要提高河南省区域创新能力，除了加强研发资金和人员的投入力度以外，还要根据产业特征进行产业结构调整，提高产业集聚的技术创新溢出效果。

(1)针对产业特点，提高现有产业的技术创新能力。河南省六大优势产业的发展充分发挥了人力资源和自然资源的优势，对河南经济发展具有重大意义，不能因为要发展创新经济就放弃我们的优势，而是要针对现有优势产业特点采取措施，提高其技术创新能力。

不同的产业特征不同，与其他产业间的关联性不一样，对技术创新的溢出形式也不同。首先，对于专业化集聚溢出效应较小的传统制造业，为促进技术创新的发展，要针对现有优势产业的特点，采取对应的措施激发这些产业应用新技术的动力，以外部的创新技术投入带动现有行业的技术创新能力和技术创新溢出效果。其次，对于那些受益于产业集聚多样化溢出较多的产业，应努力拉长这些产业集聚区的产业链，通过产业链上相关企业的技术和知识的互相学习来提高创新能力。拉长产业链既能促进该产业的发展，又能促进区域技术创新能力的提升，在产业集聚与技术创新之间最终形成良性循环。最后，对于那些产业集聚技术创新溢出效应大的产业，给予优惠政策，鼓励形成产业集群，扩大产业集聚水平。

(2)大力发展高新技术产业。通过政策引导，完善创新环境，促进高新技术产业发展。由于高新技术产业有较高的知识溢出特性，高新技术产业的集聚对河南省技术创新水平的提高会起到非常好的溢出效果。高新技术产业具有知识密集的特点，需要大量的高端技术人才。为吸引高新技术产业在河南形成集聚，要对创新型企业和区域性的高新技术产业集聚区提供政策上的支持，在财政和税收上给予优惠扶持。要积极引进国内外知名高新技术企业在河南省建立产业基地或开办分公司，扩大这些企业在河南的业务规模。大型高新技术企业在业务开展的过程中会吸引产业链上的相关企业在它周围集聚，产生较强的产业集聚效应，推动本地高新技术产业发展。

(3)鼓励企业做大做强。从前期分析可以看出，河南省优势产业的竞争性溢出水平较低，集聚区的企业间竞争并没有给技术创新带来明显的促进作用。这说明目前河南省优势产业中企业规模过小、市场竞争程度较高是区域创新能力较低的重要原因。尤其是一些小企业的低端恶性竞争更是成为扼杀技术创新的源头。在对技术和知识依赖较小的产业中，小企业通过自身拥有的优势从事生产经营，没有创新的能力和动力。如果这些产业中出现了大型企业将提高行业集中度，但由于竞争性溢出水平低，技术创新并不会产生负面影响。在行业集中度较高的市场中，势力较强的大型企业具有更稳定的回报预期，保持技术优势能够使企业持续获得较高的超额利润,因而更有积极研发的动力。对于竞争性溢出水平低的产业，应鼓励产业中的大企业进一步做大做强，以行业垄断优势推动技术创新溢出水平的提高。