要素技术效率与产业结构优化的空间效应研究——基于技术进步偏向的视角

盖骁敏，李 爱,2

(1.山东大学经济学院，山东 济南 250100；2.山东工商学院经济学院，山东 烟台 264005)

2015年以来，中国经济由“稳中有降”向“稳中向好”的态势发展，GDP增速降至2019年的6.1%。自2013年第三产业占比GDP首次超过第二产业以来，产业结构呈现“三二一”模式，但距离发达经济体70%～80%的比例还有很大的上升空间。实现“绿水青山”式经济发展的可持续性就需“转方式、调结构”，提高第三产业占比，加快产业结构优化，重视技术进步对产业结构优化的先导作用。国内外的研究和实践表明，技术进步与投入要素耦合时具有偏向性，如何充分利用技术进步对要素效率的偏向强化作用、加快产业结构优化已成为影响改革成效的重要环节，这也是本文研究的初衷。2020年，突如其来的新冠疫情使产业在疫情防控和复工复产中艰难前行，给劳动密集型产业和“吃、游、看、学、运”行业造成巨大损失，众多产业被迫“洗牌”；同时，此次疫情也倒逼产业加快转型，借助技术进步提高要素生产效率，优化产业结构，实现经济的高质量发展。

一、相关文献综述

希克斯最早提出技术进步会偏向某一生产要素，形成劳动(资本)节约型技术进步。后来，Acemoglu(1998)等人对技术进步偏向深入研究，将其嵌入内生经济增长理论[1]。Ngai and Pissarides(2007)在Baumol(1967)的基础上构建一个含有全要素生产率的多部门模型，发现技术进步带来的部门间全要素生产率的差异推动一国实现产业结构变迁[2][3]。Acemoglu(2002)提出在工业化进程中，技术进步的发展和技术偏向的选择直接体现在要素技术进步效率的变动上[4]。现有文献认为技术进步(偏向)通过提高要素生产率和全要素生产率促进产业结构变迁、优化[5][6][7]。Acemoglu and Guerrieri(2008)将资本密集度差异引入两部门增长模型，得出各部门不同的资本深化带来劳动生产率的差异，进而促进产业结构优化和经济非均衡增长[8]。在Acemoglu的“资本深化”中隐含着技术进步偏向对劳动的增强作用。国内文献普遍认为资本深化和技术进步是我国产业结构优化的重要原因，技术进步通过提高全要素生产率、改变要素投入等促进产业结构优化[9][10][11]。也有部分研究借鉴空间经济学理论，运用计量模型来考察技术进步(偏向)、研发投入等对我国地区(城市)产业结构优化的作用，大多采用技术进步偏向指数对产业结构优化的计量回归[12][13][14][15]。

通过文献梳理发现，将技术进步偏向与产业结构关联研究的文献较少，且多为通过生产函数测算或DEA方法分解技术进步(全要素生产率)进行实证研究。本文可能的贡献在于：一是运用非线性似不相关估计和标准化供给面系统模型，得到技术进步偏向下的要素技术效率，这也是本文研究的关键点；二是阐述技术进步偏向下要素技术效率如何通过改变生产率、要素投入、供给和消费等直接或间接影响产业结构优化(即作用路径的研究)，这是多数文献未曾涉足的领域；三是实证分析时诸多文献直接采用技术进步偏向指数作为解释变量，但目前对技术进步偏向指数的定义不统一，回归估计结果不具有一致性，若数据处理不当，将影响实证结果的说服力，本文以要素技术效率作为统一的一致性关键变量，分析其对产业结构优化的作用。

二、作用机制研究

技术进步偏向，即技术进步对要素的生产效率有着不同的增强作用。正如库兹涅茨所言，随着要素从低生产率产业向高生产率产业转移，部分产业得到发展，也有产业被淘汰或转型，最终产业结构趋向合理化、高度化。

(一)技术进步偏向通过改变要素生产率直接影响产业结构优化

偏向性技术进步通过增强资本或劳动的产出能力来改变生产率，直接促进产业结构优化。一方面，改变要素单一生产率。当要素生产率提高时，吸引要素流入，要素在不同企业和产业之间流动。因此，当生产要素由生产率低的部门流向生产率高的部门，部门之间要素投入比例和产出的变化带来产业结构优化。另一方面，改变全要素生产率。无论偏向哪一类要素，技术进步必然提高全要素生产率，这已被理论和实践证明。全要素生产率的提高改变了产业的投入产出关系，宏观上的资源配置效率提高和微观上的规模经济效应直接影响着产业发展，促使产业结构趋向合理化、高度化。

(二)技术进步偏向通过改变要素投入直接影响产业结构优化

偏向性技术进步使要素技术效率不同而改变要素投入比例，直接促进产业结构优化。一方面，要素技术效率不同使产业对要素需求不同，通过要素供需变化和价格波动改善要素配置比例；另一方面，技术进步偏向改变要素之间的替代弹性，通过资源再配置效应同样改善要素在产业内和产业间的配置。它们通过提高要素配置效率促进产业结构升级。另外，技术进步通常带来作为资本载体的机器设备的技术革新，提高生产效率，随着生产率高的部门产出增加，产品相对价格下降，进而改变市场供需，影响产业结构合理化。

(三)技术进步偏向通过改变供给结构直接影响产业结构优化

通过自主创新或技术引进带来的偏向性技术进步将产生新的生产函数或新的生产方式。要素技术效率的增强体现为要素节约型技术进步：一方面，若技术成就新的产品和新的产业，带来新供给和供给结构变化，将直接改变产业结构；另一方面，若技术带来新的生产方式(如变革新工艺、新材料等)，则改变原有的产出水平。通过要素技术效率的相对变化，产业重新配置要素，以达到技术进步与所需要素的匹配，直接改变要素的边际产出和供给结构。毋庸置疑，技术进步和产业间关联效应的发挥通常带来产业结构的正向变革，促进产业结构优化。

(四)技术进步偏向通过引致消费变化间接影响产业结构优化

偏向性技术进步也改变要素收入份额，间接促进产业结构优化。从短期看，要素供需变化影响要素收入和消费水平(如技能溢价)。该收入效应带来需求改变，为适应人们对高品质产品、服务性产品需求增多的趋势，偏向性技术通过改变要素的相对技术效率、边际产出而改变产出，提供有效供给，引导产业升级。从长期看，按照马斯洛需求层次理论，收入效应引致需求和消费结构改变，当生存型消费转向享受型和发展型消费时，多样化需求“倒逼”供给结构提升，促进产业结构优化。

基于以上的作用机制分析，本文提出以下的命题：

H1：技术进步偏向通过改变要素配置和技术效率带来产业结构优化。

H2：技术进步偏向通过产出水平和消费水平的提高促进产业结构优化。

三、技术进步偏向的估算及特征事实

(一)技术进步偏向的数理模型

借鉴David and Klundert(1965)和Acemoglu(2002)的相关研究[16]，基于我国劳动力丰富和资本深化的典型事实，本文设定如下的CES生产函数：

(1)

其中，Yt为总产出水平，Lt、Kt分别为劳动要素和资本要素，γ为资本密集度，σ为劳动与资本的替代弹性，AL、AK分别为劳动增强性技术进步(劳动技术效率)和资本增强性技术进步(资本技术效率)。

1.技术进步偏向指数的界定。由式(1)得出资本和劳动的边际产出MPK、MPL，Mt表示资本和劳动的边际产出比，则有：

(2)

为测算技术进步偏向程度，借鉴戴天仕和徐现祥(2010)的研究[17]，构造技术进步偏向指数Dt，这与陆雪琴和章上峰(2013)构建的技术进步偏向指数是一致的[18]。Dt表示地区资本-劳动边际产出比的变化率。按照Acemoglu(2002)的研究，Dt>0，说明该地区是资本偏向性技术进步；Dt<0，说明该地区是劳动偏向性技术进步；Dt=0，则该地区是中性技术进步。

(3)

2.要素技术效率的推导。假定市场为完全竞争市场，资本和劳动按其边际产出取得报酬，分别定义rt、wt为资本回报率和工资，则有：

(4)

将式(1)结合式(4)，可得：

(5)

可见，要得到劳动技术效率、资本技术效率和技术进步偏向指数，需估计替代弹性σ和资本密集度γ。根据Klump(2008)、陈晓玲和连玉君(2012)的研究，标准化供给面系统是针对CES生产函数形成三个标准化方程进行的参数估计方法[19][20]。供给面系统方法是将生产函数、资本和劳动的一阶条件方程式标准化，然后联立方程组进行回归估计，获得替代弹性等参数。本文采用指数形式设定要素技术效率，即ALt、AKt满足BOX-COX变换：

ALt=ALt0egL(t,t0)AKt=AKt0egK(t,t0)

据此，我们得出如下的标准化系统方程模型：

(6)

(7)

(8)

(9)

(二)技术进步偏向回归及测算结果

本文考察对象为1998～2017年我国29个省(市、区)，不包括新疆、西藏、香港、台湾和澳门，数据来源于《中国统计年鉴》《中国人口与就业统计年鉴》《中国工业统计年鉴》《中国科技统计年鉴》及各地区的统计年鉴。

产出(Yit)，以1998年为基期平减GDP指数后得到的实际GDP表示。劳动(Lit)，采用年末就业均值。资本(Kit)，采用永续盘存法计算资本存量。在式(10)中，投资(Iit)使用固定资本形成总额，并以固定资本投资价格指数进行平减；借鉴单豪杰(2008)测算的折旧率δ(10.96%)，因为它符合我国经济数据和固定资产折旧规律[21]；基期资本同样采用单豪杰(2008)的方法测算。劳动所得(wLit)和资本所得(rKit)，借鉴戴天仕和徐现祥(2010)的做法后测算得到[17]。i表示地区，t表示时间。通过标准化供给面系统模型，运用非线性似不相关估计(NLSUR)得到替代弹性等参数(1)限于篇幅，模型回归过程及参数结果已略，作者备索。，据式(5)、(3)求解资本和劳动技术效率、技术进步偏向指数(见表1所示)。

表1 各地区资本技术效率、劳动技术效率和技术进步偏向指数的均值

(10)

(三)地区特征事实

基于前文测算的要素技术效率和技术进步偏向指数，结合下文的产业结构合理化、高度化的相关数据，我们可得出如下的地区典型事实。

特征事实一：由表1可见，多数地区的替代弹性小于1，表现为资本偏向性技术进步且劳动技术效率高于资本技术效率。只有内蒙古的替代弹性大于1，表现为劳动偏向性技术进步。同样，我国宏观经济的替代弹性小于1，表现为资本偏向性技术进步且劳动技术效率高于资本技术效率。另外，各地区的替代弹性均值为0.68，略低于戴天仕(2000)和陈晓玲(2000)分别估计的0.736、0.833，其原因可能在于本文的样本时间长达20年，具有一定的缓释性。

特征事实二：资本偏向性技术进步增加技能劳动需求，某一地区的个别年份也呈现劳动偏向性技术进步。随着资本偏向性技术进步的采用，劳动需求尤其是技能劳动需求增加，出于成本等因素的考量，企业使用劳动增强型技术来弥补劳动需求增加的缺口。正如测算结果显示的那样，资本偏向性技术进步的地区在个别年份也出现偏向劳动的技术进步。

特征事实三：产业结构无论合理化还是高度化，东部地区最高、西部地区最低。从产业结构合理化水平来看，产业结构最“合理”的前三位是北京、上海和天津，最“不合理”的后三位是贵州、云南和甘肃。从产业结构高度化来看，产业结构最“高级”的前三位分别是北京、上海和天津，产业结构最“不高级”的后三位分别是河南、广西和安徽。可见，东部地区与中西部地区之间未能形成良性、持续的产业转移，部分地区的产业结构合理化和高度化进程不一致。产业结构合理化采用泰尔指数的倒数来衡量(见图1所示)，尽管我国资本技术效率存在下降趋势，但产业结构合理化、高度化与劳动技术效率均呈上升趋势，它们之间存在正向关系，这与实证分析结果一致。

图1 1998～2017年我国要素技术效率与产业结构优化的变化趋势

四、实证研究结果及分析

技术进步偏向通过缪尔达尔的“循环累积因果机制”改变资本和劳动技术效率，加快产业结构优化。下面实证分析技术进步偏向下资本和劳动技术效率对产业结构优化的作用(2)为保持实证分析前后的一致性，排除空间上相对“孤立”的海南省，故面板数据变为28个。。

(一)变量与数据说明

1.核心变量。产业结构优化包含产业结构合理化(tl)和产业结构高度化(h)。借鉴干春晖等(2011)的做法，以改进的泰尔指数表示产业结构合理化[22]，采用产业结构系数表示产业结构高度化，θj表示某一地区j产业占GDP的比重(见式(11)所示)。tl取值区间为(0，1)，越趋近于0，产业结构越合理，即泰尔指数与产业结构合理化呈反方向变化。h取值区间为(1，3)，系数越大，产业结构越高级。资本技术效率(ek)和劳动技术效率(el)由式(5)计算获得。

(11)

2.控制变量。根据研究目的和作用机制分析，控制变量主要包括：(1)经济发展水平(pgdp)，以人均GDP表示，反映地区人均产出水平；(2)消费水平(engs)，以城镇恩格尔系数表示，衡量地区消费水平和消费结构；(3)研发投入(rd)，以研发投入强度表示，反映地区的技术水平和创新能力；(4)贸易开放度(trade)，以进出口总额占GDP的比重表示，反映地区贸易规模对产业结构的影响；(5)城市化水平(city)，以城镇人口占总人口的比重表示，地区城市化率直接影响就业和产出规模；(6)政府宏观调控(govern)，以财政支出总额占GDP的比重表示，反映地方政府对产业结构和经济发展的调控程度；(7)市场化水平(market)，以樊纲和王小鲁等编写的《中国市场化指数》(2011、2018)中的“市场化总指数”表示，市场化程度影响产业的要素流动和技术利用水平。表2是各变量的描述性统计分析结果。

表2 变量的描述性统计分析(N=560)

(二)基准模型构建和回归结果分析

为尽可能减少内生性和异方差问题对回归结果的影响，我们对多数变量进行对数化处理。首先，不考虑空间相关性，建立如下的普通面板基准模型：

(12)

(13)

其中，α1、α2、β1、β2和γm为相应变量的系数，C为控制变量集，ui为个体效应，εit为随机扰动项，α0、β0为常数项。通过F检验和Hausman检验，拒绝混合回归、随机效应回归(RE)，因此选择固定效应模型(FE)进行分析(见表3所示)。

表3 基准模型的回归结果(N=560)

1.解释变量。从表3的回归结果看，资本和劳动技术效率对产业结构合理化的回归系数为负值且显著，即随着要素技术效率的提高，产业结构趋于合理化。资本和劳动技术效率对产业结构高度化的回归系数为正值且显著，即随着要素技术效率的提高，产业结构趋于高度化。可见，在技术进步偏向的作用下，资本和劳动技术效率对产业结构合理化和高度化都存在显著的正向作用，这既验证了假说H1，又符合经典的产业结构优化理论，而且要素技术效率对产业结构合理化的作用较产业结构高度化显著。

2.控制变量。从表3的回归结果看，恩格尔系数的下降、研发投入的增加、政府财政支出的加大、市场化水平的提高均有利于产业结构合理化和高度化。人均GDP水平的提高不利于产业结构合理化和高度化，部分地验证了假说H2，即消费水平的提高促进产业结构优化，但产出增加不利于产业结构优化。其原因可能在于：一是人均GDP提高有可能扩大收入差距、提高泰尔指数，这与部分文献结论一致[23]；二是人均GDP提高代表经济总量增长，但数量增长未必能带来产业结构高度化的“质”的提升，我国经济发展的历程可佐证这一点。

(三)空间计量模型构建和回归结果分析

由于技术存在空间溢出效应，距离在技术溢出和产业转移中起着重要作用，因而我们继续采用空间计量模型进行分析。为此，先建立空间权重矩阵，然后检验变量的空间相关性。

1.空间权重矩阵构建。空间权重矩阵主要有两类：一是依据“相邻”与否建立矩阵；二是依据距离(地理距离或经济距离)建立矩阵。首先，构造相邻距离权重矩阵W1，其元素wij满足：

(14)

然后，基于技术进步偏向和产业结构优化均受到经济增长水平的影响，借鉴林光平等(2005)使用人均实际GDP均值的差额作为测算地区间“经济距离”的指标[24]，构建经济距离权重矩阵W2，其元素wij满足：

(15)

2.空间相关性检验。检验方法主要有莫兰指数I(Moran’s I)、吉尔里指数C(Geary’s C)和Getis-Ord指数G。在相邻距离权重矩阵下，我们运用全局莫兰指数I检验空间相关性，莫兰指数取值区间为(-1，1)，越接近于1，表示变量间存在正的空间自相关；越接近于-1，表示变量间存在负的空间自相关；接近于0，则表明变量间不存在空间自相关。

由表4可见，产业结构合理化都在1%的水平下显著，产业结构高度化多数在5%的水平下显著、部分在10%的水平下显著。它们均存在空间正相关，可运用空间计量模型进行回归分析。

表4 变量的莫兰指数I(Moran’s I)

3.空间计量模型及结果分析。本文建立如下的一般空间杜宾模型：

其中，wij为空间权重矩阵，ρ为空间自相关系数，a1、a2、b1和b2为解释变量的空间滞后系数。分别在W1和W2空间权重矩阵下对模型进行Wald检验(见表5所示)，发现只有在W1下，无论tl还是h均拒绝了原假设(SAR或SEM)。另外，W1下的拟合优度稍高于W2，W1下的空间自相关系数ρ均在1%的水平下显著且高于W2，因此下文基于W1的回归结果进行分析。

表5 空间杜宾模型的回归结果(N=560)

(1)稳健性检验。由表5可见，无论本地区还是其他地区，资本技术效率均有利于产业结构合理化。但劳动技术效率对本地区产业结构合理化的作用不显著，对其他地区的产业结构合理化具有显著的正向作用。可见，资本和劳动技术效率在产业结构合理化上形成正的空间溢出效应。同时，无论资本技术效率还是劳动技术效率均提高本地区的产业结构高度化，但对其他地区的产业结构高度化存在负向作用并形成负的空间溢出效应。可见，在要素自由流动下，地区间技术升级和产业转移的“扩散效应”弱于“极化效应”，不利于其他地区的产业结构高度化。总体来看，资本技术效率和劳动技术效率对本地区产业结构合理化和高度化的作用系数与基准模型一致，证明了回归结果的稳健性。

(2)空间效应分解。由表6可见，除劳动技术效率的直接效应不显著外，技术进步偏向下，资本和劳动技术效率对产业结构合理化的总效应都是正向的且在1%的水平下显著。对产业结构高度化，劳动技术效率带来的总效应是正向且显著的，资本技术效率带来的总效应是负向且显著的。从间接效应看，资本和劳动技术效率对其他地区的产业结构合理化效应为正、对产业结构高度化效应为负。因此，劳动和资本技术效率对产业结构合理化的空间溢出效应为正，对产业结构高度化的空间溢出效应为负，与前文的分析结果一致。

表6 空间杜宾模型的直接效应、间接效应和总效应

五、结论及建议

本文在采用标准化供给面系统模型测算我国各地区的技术进步偏向和要素技术效率时，发现内蒙古是劳动偏向性技术进步，而其他地区均是资本偏向性技术进步，这与当前多数文献的研究结论一致。技术进步偏向下要素技术效率对产业结构合理化和高度化的实证分析结果显示，劳动技术效率和资本技术效率的提高均有利于产业结构合理化和高度化，从而促进产业结构优化；劳动和资本技术效率在产业结构合理化的空间溢出效应为正，在产业结构高度化的空间溢出效应为负；研发投入的增加和市场化水平的提高有利于产业结构合理化和高度化，均符合作用机制部分的分析结论。据此，为加快我国产业结构优化，本文提出如下的建议：

1.技术进步偏向对要素效率的正向强化促进我国产业结构优化。从全国看，继续提高资本和劳动技术效率，加快产业结构优化。从地区协调发展看，由于要素技术效率在促进产业结构高度化时存在负的空间溢出效应，因而加快地区产业结构优化和协调发展，既要利用资本和劳动技术效率带来的正向溢出效应，促进产业结构合理化，也要转化产业结构高度化过程中空间溢出的负效应，为技术进步的有效扩散创造条件(包括关联地区的市场环境、交通物流和配套政策等方面的完善)。

2.充分发挥技术进步对要素投入的偏向作用，加快要素市场化改革，形成要素价格竞争机制，降低要素流动和配置成本。尤其在疫情防控常态化的新形势下，为恢复第三产业发展、促进产业结构“服务化”，更要重视技术对要素配置和经济复苏的正向强化作用，通过加快产业结构优化来促进经济高质量发展。