物质资本、人力资本与R&D投入对经济增长的影响——基于产业结构优化视角

段 鑫，任群罗

(新疆财经大学 经济学院，新疆 乌鲁木齐 830012)

1978年以来，中国社会发展在年均9.8%的经济增速推动下，取得了举世瞩目的成就. 但决定经济增长的因素又是多方面的，主要包括劳动力、物质资本投入、人力资本提高、产业结构优化、制度的完善、科技水平的提升以及政策体制的改革等. 随着人口红利的消失，供给侧结构性改革的稳步推进，人力资本的作用更加显著. 《中国人力资本报告2018》指出在人力资本存量方面，1985—2016年期间，人力资本总量增长9.36倍，年均增长为7.98%，2016年达到了1675万亿元[1]. 创新是驱动经济总量扩大、经济总量提升的第一驱动力. 习总书记在十九大报告中也强调在新发展理念下加快建设创新型国家，其中研究与实验发展(R&D)投入已成为决定国家创新能力和提高经济增长的重要因素，中国政府和企业的R&D经费总支出从2000年的896亿提升到了2017年的17500亿元，年复合增长率为19.1%，并且R&D经费投入规模在2013年超过日本，成为世界第二大科技投入大国.[1]伴随着“中国制造2025”的提出，高污染、高能耗、低产出的企业逐渐被淘汰，高附加、绿色环保的产业逐渐得到重视和发展，产业结构优化升级成为未来发展的趋势，而其中优化人力资本结构无疑有助于缓解高素质人力资本瓶颈制约，加快推动创新和产业结构升级，促进供给侧结构性改革和经济持续增长.

1 文献综述

国内外学者通过不同的方式验证物质资本、人力资本对于经济增长具有促进作用. 亚当·斯密在古典经济增长理论指出社会财富的增长需要物质资本的积累[2]，由此Harrod等提出哈罗德-多马模型[3-4]；Solow等提出技术进步是经济长期增长的唯一动力[5-6]， Shultz提出人力资本概念[7]，而Romer将知识内生化于生产函数[8]， Lucas则指出人力资本是经济“增长发动机”[9]. 于是，Bloom等采用NL2SLS方法，从教育、工作经验和健康角度，估计了人力资本对经济增长的影响，得出健康指标预期寿命的增加可以促进经济增长[10]；孙敬水和董亚娟的研究显示物质资本、人力资本与经济增长存在长期的均衡关系[11]；许妮娅以及王静等人得出物质资本仍然在经济增长中有很重要的作用[12-13]；孟望生等人认为物质资本、人力资本以及制度变迁在促进经济增长[14]；同时，研究还显示人力资本会随着物质资本回报率下降[15]；郭志仪和曹建云的研究表明，人力资本对东部地区的发展更明显，国家资本投入对西部地区的发展更明显[16]；魏下海和李树培的研究结果显示，东部地区人力资本溢出效应最大，中部次之，西部最弱[17].

当人力资本平均水平相似时，人力资本结构的差异也可能导致经济发展的巨大差异. 一些学者基于投资形式[18]、技能结构[19]、教育程度[20]等进行分类研究，部分研究表明人力资本结构与经济增长之间是正向关系. 胡永远研究中国1978—1988和1988—1998两个时间段的不同教育等级对产出增长的贡献率时发现，初等教育贡献最大，但是贡献率趋于下降，中等教育的贡献率趋于稳定，高等教育的贡献率处于上升[21]；张国强指出，人力资本及其结构的区域分布不均衡是导致地区间经济增长和产业结构升级扩大差距的重要因素[22]；刘智勇等得出人力资本高级化能很好地解释东西部经济的差异[1].

R&D投入为一个国家和地区经济发展提供了更多的人力、财力等资源，国际竞争的动态不可避免地会促使出现新的方法和模型来评价其对经济增长的影响. 潘士远指出知识和能力的发展是一个地区经济发展的内在驱动力，而R&D投入则是知识的重要影响因素之一[26]；吴延兵分析了制造业的微观数据，指出R&D要素投入与生产率之间有非常强的相关关系[27]；包耀东等研究江苏省R&D投入与经济增长的关系，结果表明R&D对江苏省国民经济的贡献偏低[28]；刘满风、王帅龙指出R&D投入成为仅次于资本的重要因素，直接R&D投入与间接R&D投入对经济增长的贡献相当[29].

产业结构包括产业结构合理化和产业结构高级化，产业结构合理化主要研究各产业之间的有机联系与耦合质量，更多侧重说明资源在各个产业之间的配置情况；产业结构高级化是产业结构由低水平向高水平发展的途径. 根据Clark等的研究[30]，产业结构优化升级本质上是对包括物质资源、人力资本、技术水平等生产要素进行重新配置的一个动态过程；而在此过程中人力资本存量与结构对产业优化升级有关键性作用，物质资本起基础性作用，高技术水平可以促进升级效率. 董福荣和李萍分析了人力资本对产业结构升级的动力作用以及产业结构升级对人力资本的反作用机制[31]；张勇指出人力资本是推动中国产业结构持续优化升级的关键要素[8]；张桂文和孙亚楠研究表明提高人力资本与产业结构的耦合程度，将有助于优化产业结构[32]；王健和李佳研究表明人力资本的红利显著地促进了产业结构升级[33].

综上所述，1)国内外文献研究大多集中于物质资本、人力资本对经济增长或者R&D投入对经济增长的影响，鲜有研究三者对经济增长的影响；2)多数只研究产业结构一种情况，鲜有探讨产业结构合理化和高级化与资本投入对经济增长的影响. 因此，本文首先理论分析了物质资本、人力资本和R&D投入与经济增长的关系；然后，构建GMM模型实证分析三者对经济增长的影响；最后，分析人力资本内部结构与经济增长的关系.

2 理论模型

本文主要将资本分为实物资本、人力资本和R&D投入，从而探讨三者对产出的影响，因此采用的理论基础是C-D生产函数和Solow模型.

2.1 实物资本和劳动力

本文采用传统的C-D模型，设实物资本为K，劳动力为L，技术进步设为A，模型为：

Y(K)t=A·Kα·Lβ

(1)

两边同时进行对数处理，得到

lnY(K)t=lnA+αlnK+βlnL

其中，α、β分别为资本和劳动对经济增长的贡献率，也称为劳动与资本对经济增长的边际弹性，即经济每变动一个百分点，资本变动α个百分点，劳动变动β个百分点.

2.2 知识资本

本文采用研究与开发增长模型[35]，依旧设计4个变量，即劳动(L)，资本(K)，技术(A)，产出(Y). 假定社会上只存在两个部门：产品生产部门和研究与开发部门. 劳动力数量中αL用于研究与开发部门，则1-αL用于产品生产部门. 同理，资本存量中αK用于研究与开发部门，则其余用于生产部门. 那么模型可设为

Y(t)=[(1-αK)K(t)]α[A(t)(1-αL)L(t)]1-α， 0<α<1

两边同乘以λ，即λY(t)=λ[(1-αK)K(t)]α[A(t)(1-αL)L(t)]1-α， 0<α<1. 则技术生产函数可表示为

A′(t)=A(t)θG(αKK(t)，αLL(t))， 1>θ>0

现假设储蓄为产出的一个固定比例，同时不存在资本折旧，则资本积累方程为：

K′(t)=sY(t)

(2)

假设人口增长为n，即L′(t)=nL(t). 将生产函数(1)带入式(2)，得到

K′(t)=s(1-αK)α(1-αL)1-αK(t)αA(t)1-αL(t)α(3)

最后有三种可能结果：当β+θ<1，表示存在唯一的正数使经济处于动态均衡状；当β+θ>1，表示存在唯一一对负数使经济处于均衡状态；当β+θ=1，n=0时，经济会收敛到任意一个稳定增长路径.

2.3 人力资本的投资

本模型是连续时间之中确定的，t时刻产出为

(4)

劳动的效率以外生速率g增长为A′(t)=gA(t). 假定每个工人的人力资本量取决于其所接受的教育年数，且所有工人接受相同的教育量E，也不随时间而变化，即H(t)=L(t)·G(E).

联立式(2)(3)(4)，得到

Y(t)=[(1-αK)Kt]α[A(1-αL)H(t)]β[αKαLH(t)]γ，α+β+γ=1

其中α，β，γ分别为产出每变动一单位，实物资本、人力资本和知识资本对产出的贡献率.

3 计量模型的设定及方法

3.1 模型建立

Δlog(gdpit)=αlog(gdpit-1)+β1IndustryHit+β2IndustryWit+β3Hit+β4logHCit+β5logCapit+β6logTecit+σXit+εit

其中，i和t分别表示第i个省份和第t年，log(gdp)为地区生产总值取对数，log(HC)、log(Cap)、log(Tec)分别表示地区的异质性人力资本、物质资本和R&D投入取对数，IndustryW、IndustryH表示各地区产业结构合理化与高级化，X表示一组控制变量，包括城市化率、贸易开放程度、基础设施、城乡收入差距和政府一般公共支出，α，β，σ表示各变量的系数或者系数矩阵，ε为扰动项.

3.2 变量说明与描述性统计

地区生产总值(gdp) 对各地区当年的生产总值进行CPI平减，以消除价格因素的影响，得到实际的地区生产总值.

产业结构高级化是国民经济的产业结构由劳动密集型产业为主的低级结构，向以知识、技术密集型产业为主的高级结构调整和转变的过程及趋势，用第三产业的产值与第二产业的产值的比值来表示.

其中，L1、L2、L3、L4、L5分别表示未上学、小学学历，初中学历、高中学历、大专及以上学历的人数，L表示总人数. 数据来源于《2000—2018年各省市的统计年鉴》《中国人口和就业统计年鉴》.

异质性人力资本(HCi) 用来表示人力资本内部结构，指各层次或者各类人力资本的构成比例关系. 本文以小学和初中的每万人学生数表示初级人力资本(HC1)，以高中的每万人学生数表示中级人力资本(HC2)，以大专及本科(以上)的每万人学生数表示高级人力资本(HC3).

物质资本(Cap) 采用永续盘存法进行核算，即Kit=Kit-1(1-δit)+Iit. 其中Kit和Kit-1分别表示i地区第t年和t-1年物质资本存量，Iit，δit分别表示第t年资本存量的增量和资本折旧率，对各地区进行资本存量估算的相关指标采用文献[37]的研究结论. 以1998年资本存量为基准，设定折旧率δ为9.6%，资本存量Iit采用当年全社会固定资产投资来表示，最后得到各地区的物质资本存量.

R&D投入(Tec) 用R&D经费支出表示科技投入的资本. 数据主要来源于《2000—2018年的中国科技统计年鉴》与《各省市的统计年鉴》.

城市化程度(Urban) 城镇人口数占地区总人口的比重表示城镇率；贸易开放度(Trade) 用进出口总额与地区生产总值的比值表示；基础设施(Infrastructure) 以铁路、公路和内河航运道里程加总后除以对应国土面积表示；城乡收入差距(Inequality) 采用城镇家庭人均可支配收入与农村家庭人均纯收入的比值来表示；政府支出(Cov) 采用各地区政府一般公共预算支出占当年地区生产总值的比重来表示.

由于西藏、香港、澳门、台湾的相关数据缺失和搜集困难，这里不做讨论.

表1 变量的描述性统计

4 实证结果及分析

4.1 产业结构升级、人力资本总体分析

表2 2000—2017年各地区产业结构合理化、高级化测算结果

注：限于篇幅的原因，本文只列举出部分年份的结果.

产业结构合理化值越接近0，则表示该地区产业结构越合理. 由表2可以看出，全国各省市产业结构合理化呈递减趋势，各区域间呈现出梯度差异，总体表现为西部地区>中部地区>东部地区. 从时间轴来看，2000—2010年，东部地区大部分省市的产业结构合理化水平在0.1～0.2，中部地区在0.2～0.3，西部地区在0.3以上；2010—2017年，各省区均有不同程度的下降. 从区域来看，北京、天津、上海的合理化水平始终在0.1之下，表明这些地区产业结构最合理；中部地区的山西、河南、吉林、湖南、湖北等省相对较高，表明中部地区产业结构仍需完善；西部地区只有四川的产业结构合理化水平在0.3以下，内蒙、甘肃，青海、宁夏、新疆等省在0.3以上，甚至部分达到0.5，说明西部地区产业结构亟待发展.

全国各省区产业结构高级化呈递增趋势，呈现出由东到西逐渐递减的态势. 2000年，产业结构高级化大于1的省市有5个，分别是北京、上海、江西、广西和海南，其中海南最高，为2.13；2010年，大于1的有4个，分别是北京、上海、贵州和海南，其中北京最高，为3.129；2017年，大于1的有23个，表明2010—2017年各省市第三产业发展迅速，逐步成为主导产业，北京仍旧最高，为4.237，而东中西却差距不大，原因是东部主要是高新技术产业，而中西部还以传统产业为主.

表3 2000—2017年各地区人力资本测算结果

注：限于篇幅的原因，本文只列举出部分年份的结果.

由表3可以看出，全国各省市人力资本水平呈上升态势，呈现出由东至西逐渐递减的趋势. 2000年，全国人力资本水平超过8的省市有8个，分别是北京、天津、山西、辽宁、吉林、黑龙江、上海、广东，其中最高的是北京；2010年，除了青海和甘肃，其余均超过8，北京甚至超过11，整体上依旧是东部要高于中西部，表明东部地区教育水平优于中西部地区；2017年超过9的有19个，其中北京、上海和天津处于前三位，而中部的湖南、湖北等在9.0左右，西部的贵州、广西、甘肃、青海、云南等处于倒数.

4.2 实证结果分析

表4报告了三类资本与产业结构结合对经济增长的影响，表5报告了异质性人力资本与产业结构结合对经济增长的影响.

表4 在产业结构合理化下各资本对经济增长的影响

续表4

注：* * * 表示在1%的水平下显著，括号中的值为t值.

表5 在产业结构高级化下各资本对经济增长的影响

注：* * * 表示在1%的水平下显著，括号中的值为t值.

由表4和表5的第2—4列对比可以看出，控制城市化、一般公共财政预算支出、城乡收入差距、对外开放度和地区的平均里程数，加入产业结构合理化或者产业结构高级化，只有物质资本情况下，每变动1%，生产总值变动0.052和0.038，并且在1%的水平上统计显著；只有人力资本情况，每变动1%，生产总值变动0.948和0.982，并且在1%的水平上统计显著；只有R&D投入情况，每变动1%，生产总值变动0.072和0.061，且在1%的水平上统计显著. 可以发现，三类资本对产业结构合理化的影响在1%的水平上都是统计显著，且人力资本的影响最大，说明我国第二产业由初等加工逐渐向深加工转型期间，对人才的需求很大；人力资本对促进产业结构优化升级具有直接作用，企业可以生产更多高附加值产品，带动当地经济的增长；未来产业比重按高到低排序依次会是第三产业、第二产业、第一产业. 因此，产业结构升级，第三产业占比逐步增加，由此增加对人力和物力需求，推动当地经济增长.

第5—7列对应分别加入物质资本和人力资本、物质资本和R&D投入、人力资本和R&D投入后，每变动1%第5列中生产总值变动0.038、0.920和0.006、0.978，第6列中生产总值的变动为0.052、0.07和0.012、0.056，第7列为0.949、0.06和0.983、0.053，表明人力资本对R&D投入和物质资本都有一定的促进作用，对产业结构合理化依旧是在1%的水平上统计显著.

第8列中这三类资本同时加入后，每变动1%生产总值变动分别为0.039、0.921、0.057和0.007、0.979、0.052，估计人力资本的内部结构可能会影响其它资本变动，从而影响经济增长；人力资本的内部结构会影响产业结构的调整；在分别加入产业结构合理化与产业结构高级化后，各类资本对经济的贡献各不相同.

表6 在产业结构下各资本对经济增长的影响

注：* * * 表示在1%的水平下显著，括号中的值为t值.

表6表示在同时加入生产结构高级化和生产结构合理化之后，各类资本对于经济的影响. 从2—4列可以看出，人力资本依然对于经济增长的贡献最大，其次是R&D投入，最后是物质资本，并且都在1%水平上统计显著；从5—7列可以看出，当R&D投入和人力资本结合时对于经济增长的贡献最大，各自为0.078、0.762，表明两者之间有互相促进作用，并且人力资本对于物质资本具有一定的正向作用；8列加入全部的三类资本后，对经济增长的贡献中还是人力资本最大.

从各种控制变量的回归结果来看，在产业结构合理化、高级化以及产业结构下，城市化、贸易开放度和基础设施对经济增长是促进作用，统计显著；而城乡收入差距、政府一般公共预算支出对经济增长虽然也起促进作用，但不统计显著.

表7 产业结构下人力资本内部结构对经济增长的影响

续表7

注：* 表示在10%的水平下显著，* * 表示在5%的水平下显著，* * * 表示在1%的水平下显著；括号中的值为t值.

表7的第2—4列表示，同时加入产业结构合理化后，人力资本内部结构对于经济增长的影响；第5—7列表示只加入产业结构合理化后，异质性资本对于经济增长的影响；第8—10列表示只加入产业结构高级化后，异质性资本对于经济增长的影响. 从第2—4列可以看出，初级人力资本对于经济增长具有抑制性作用，中级人力资本和高级人力资本都具有促进作用，并且高级人力资本的促进作用具有统计显著.

从第5—7列可以看出在产业结构高级化的水平下，初级人力资本和中级人力资本对经济增长具有抑制性作用，而高级人力资本具有促进作用，但并不显著. 第8—10列在同时加入产业结构合理化和高级化的下，初级人力资本和中级人力资本对经济增长是抑制作用，高级人力资本是促进作用，且统计显著.

5 结语

本文在理论上分析了物质资本、人力资本、R&D投入与经济增长的关系，并以2000—2017年全国30个省市为样本，采用广义矩估计模型实证分析了在产业结构视角下三者投入对经济增长的影响，并进一步分析了区域异质性和人力资本异质性. 研究结果表明：

第一，在产业结构合理化和高级化分别加入，物质资本、人力资本、R&D投入独立加入的情况下，对经济增长都是促进作用，其中人力资本的投入的影响最大；而当将这三类资本两两加入时，依旧是促进作用，其中人力资本和R&D投入混合加入时的影响最大；当三类资本同时加入时起促进作用，但效果不如第二种情况. 所以，各地区应进一步提高人力资本整体积累水平，加大教育和人力资本的投入力度，提升当地劳动力素质. 要施以吸引和培养三高人才为核心的创新驱动战略，用足用活国家“人才引进”政策，鼓励和扶持高新技术产业发展，积极推动新一代信息技术与产业融合发展，改造提升传统动能，大力培育新兴产业.

第二，人力资本内部结构对经济增长的影响有较大差异. 在产业合理化条件下，初级人力资本对于经济增长具有抑制性作用，中级人力资本和高级人力资本具有促进作用，并且高级人力资本的促进作用具有统计显著；在产业高级化条件下，初级人力资本和中级人力资本具有抑制性作用，而高级人力资本具有促进作用，但并不显著；在同时加入产业结构合理化和高级化的下，初级人力资本和中级人力资本是抑制作用，高级人力资本是促进作用，且统计显著. 所以各级政府应努力搭建人才交流平台，加大农村劳动力的培训经费，加强产学研合作，通过人力资本促进创新要素升级，提升科技成果转换率.