财政科技投入对产业结构升级的影响——基于全要素生产率中介效应的检验

刘宇维，邵淅玥

1.广州商学院 经济学院，广东 广州 511363；2.澳门大学 社会科学学院，澳门 999078

当前，新一轮科技革命和产业变革突飞猛进，科学技术和经济社会发展加速渗透融合，有效提高了我国的经济发展质量和核心竞争力。因此，我国各级财政对科技投入的力度逐年加大，推动了产业结构升级，第三产业对我国经济的贡献率呈逐步上升的趋势。以往的经济学研究虽然已从多角度论述了财政科技投入对产业结构的促进作用，但是鲜有文献厘清这里面的具体机制，以及这种机制如何受地区异质性的影响。

通过对现有文献梳理可知，探究财政科技投入与产业结构升级的联系离不开对经济增长的研究。随着我国的“人口红利”逐渐消失以及要素投资对经济增长拉动效应逐渐减弱，我国未来的产业经济增长率将更多地受全要素生产率影响。作为衡量生产效率的指标，全要素生产率是连接技术进步和经济发展的重要渠道。因此，研究全要素生产率在财政科技投入与产业结构转换之间所起到的中介作用，不仅有着重要的社会经济意义，而且有着重要的学术价值。

一、文献回顾

过往的文献已经从财政支出和科技投入等角度对产业结构的影响进行研究，但主要聚焦在相关性和科技投入影响产业结构的直接路径，而关于科技投入、全要素生产率和产业结构之间的内在作用机制，以及对此机制的影响因子的研究则较少。

从现有文献上看，国内外学者们已从多角度论述了财政科技投入对产业结构的促进作用。有学者认为财政支出政策［1］和政府补贴［2］均有利于产业结构的调整和升级，研发投入能显著促进产业结构升级，技术创新在研发投入对产业结构升级影响中发挥显著的中介效应［3］，但安苑等［4］却认为无论是在地区内部的绝对份额还是在全国的相对份额而言，地方政府财政行为的波动显著抑制了产业结构的升级。波特（Porter）［5］和博里斯（Boris）［6］则分别从产业竞争和企业创新角度认为产业结构变化的一个主要来源是各类技术创新。

深入探究财政科技投入与产业结构升级的作用机制，首先要研究技术进步对经济发展的影响途径［7］，而全要素生产率则是反映此种途径的重要指标。关于产业结构和经济增长的互动关系，盖勒（Galor）等［8］和汉森（Hansen）等［9］均通过理论模型的构建和数值模拟提出了全要素生产率是农业经济向现代经济转变的驱动力。高建勇等［10］、殷红等［11］均认为产业结构和全要素生产率之间存在双向、交互影响的关系。在科技投入和经济增长的研究中，卢卡斯（Lucas）［12］指出技术进步是经济持续增长的决定因素，而郦斌超［13］认为技术创新和产业结构升级都是驱动经济增长的重要因素。文章通过引入经济增长的重要指标，即全要素生产率，探究全要素生产率在财政科技投入和产业结构升级之间起到什么样的中介作用，弥补财政科技投入和产业结构升级之间作用机制的缺失。

以往的研究表明，财政科技投入、产业结构升级和全要素生产率三者之间的相互作用机制在我国存在地区差异。刘艺璇、贺建风［14］认为根据分地区的实证分析，东部和西部科技资本投入正向推动产业结构升级，中部科技要素投入没有促进产业结构升级；孙瑾等［15］认为第三产业的发展对绿色经济增长的促进作用区域差异较大，且东部地区的正效应最显著；而严成樑等［16］认为生产性公共支出不一定总能促进经济增长，并且存在地区差异。且根据以往的研究，对外开放程度、人力资本水平、金融发展水平对产业结构的升级均存在显著影响：对外直接投资显著地促进了产业结构升级且有显著的滞后效应［17］，高等教育对产业结构优化升级具有明显的促进作用［18］，金融体系在推动产业结构转型方面发挥着不可估量的作用［19］。文章通过引入人力资本水平、金融发展水平和对外开放程度这三个地区变量探讨其对全要素生产率的中介作用的调节效应，探讨区域变量会如何影响这种中介效应。

通过对现有文献梳理可知，学者们对财政科技投入和产业结构升级进行了深入研究，但是鲜有文献厘清这里面的具体机制，目前文献研究较少探索财政科技投入对产业结构升级的区域异质性，更鲜有研究具体是哪些地区因素影响财政科技投入、产业结构升级和全要素生产率三者间的关系。因此，为了厘清财政科技投入作用与产业结构升级的具体机制，本文参考温忠麟等［20］的中介效应检验程序，基于2003—2022 年的中国地级市数据，通过引入并论证全要素生产率的中介效应，进一步揭示财政科技投入对产业结构升级之间的具体机制，探讨全要素生产率是如何加强财政科技投入对产业结构升级的调整的，在各个地区财政科技投入对产业结构升级的影响和全要素生产率的中介作用具有什么样的差异性，以及区域变量在什么方面影响此中介效应。

二、研究设计

（一）数据来源和变量定义

利用2003—2022 年中国城市统计年鉴和各省（自治区、直辖市）、市的统计年鉴，文章选取281 个地级市的面板数据进行实证分析，一些关键变量的测量方法和识别策略介绍如表1所示：

表1 变量定义

财政科技投入（R&D）：本文选择财政科技支出占GDP的比值作为衡量财政投入程度的指标，该指标值越大，则表明财政科技投入水平越高，即政府对产业升级和发展的财政科技投入力度也就越大。

产业结构升级指数：产业结构通常是指农业、工业和服务业在一个国家的经济结构中所占的比例。文章从产业结构高级化角度出发，采用产业结构升级系数作为衡量产业结构的指标［21］，该指标的值越大，表示产业结构的升级水平越高，具体计算方法如下：

在上式中，IS为产业结构升级系数，i代表第i产业，qi代表第i产业所占比重。

全要素生产率：全要素生产率是指各要素（资本和劳动等）投入之外的技术进步和能力实现等导致的产出增加，是剔除要素投入贡献后所得到的残差［22］。全要素生产率的增长率常被认为是科技进步的指标，是指在生产活动中资源开发利用的效率，产出增长率中超出要素投入增长率的部分则称为全要素生产率。文章将包含环境污染要素的非期望产出SBM方向距离函数应用于Malmquist模型，测算出全要素生产率。在测算全要素生产率时，涉及投入产出指标的选取问题，文章选取资本和劳动等要素作为投入指标，主要指标解释说明如下：（1）资本存量。采用资本投入流量和永续盘存法计算各省历年资本存量。其计算公式为：Kit=（1-δ）Ki（t-1）+Iit，I表示新增社会固定资产投资，K表示各地级市在各期的资本存量，δ为资本折旧率，依据单豪杰［23］的方法，选取折旧率为10.96%。（2）劳动投入。选取各地级市就业人数作为劳动投入指标。产出指标以2010年为基期，根据城市所在省份的历年GDP 指数算得城市GDP 平减指数，以城市名义GDP 进行平减消除价格因素影响，得到城市历年GDP。

控制变量：人力资本水平（EDU）为各地级市在校大学生的数量；对外开放程度（OPEN）为各地级市利用外资金额；金融发展水平（FIN）为各地级市的当年年末金融机构人民币各项贷款余额。

（二）模型构建

1.逐步检验回归系数法建立模型

为检验全要素生产率在财政科技投入与产业结构升级之间起到的中介效应，文章根据温忠麟等［20］相关理论逐步建立了如下的模型：

其中，模型中i表示第i个地级市，t表示t年，α1至α5表示各变量对产业结构（IS）的影响系数，εit为随机误差项。模型（2）衡量的是财政科技投入（R&D）对产业结构（IS）的直接效应，模型（3）和模型（4）采用的是逐步检验回归系数法（Baron、Kenny）［24］，衡量的是加入中介变量全要素生产率（TFP）对财政科技投入（R&D）和产业结构（IS）之间关系的中介效应。中介效应存在的判断依据为：当模型（2）中系数α1显著，且模型（3）系数α1和模型（4）中系数α5同时显著，则中介效应成立。在模型（2）—模型（4）中，本文对控制变量EDU、OPEN和FIN均作一阶滞后处理，同时为了关注控制变量的百分比变动对因变量的影响、防止出现伪回归和不改变回归结果的客观真实性，对控制变量作自然对数化处理。

2.建立具有调节效应的中介模型

为进一步厘清地区异质性和中介效应的机制，文章通过建立中介变量与一些区域控制变量的交互项，研究这些地区变量影响中介变量的作用。根据穆勒（Muller）等［25］的调节中介效应和中介调节效应，文章将人力资本水平、对外开放程度、金融发展水平分别作为调节变量，在上述模型（3）上建立如下其他模型，其中，模型中i表示第i个地级市，t表示t年，α1至α6表示各变量对产业结构（IS）的影响系数，εit为随机误差项：

三、实证结果分析

（一）描述性统计

表2 为文章主要变量的描述性统计结果，在全国281 个地级市20 年的数据中，产业结构的平均值为2.2557，但最大值和最小值存在较大差距，个别城市可能第三产业已达较高水平，有些城市则可能一、二产业比重偏高。在财政科技投入方面，全国城市平均财政科技投入为71572.6万元，但最大值和最小值相差较多，说明城市间财政科技投入的不均衡。在TFP方面，全国平均值为1.1311，说明都存在一定的科技进步，但科技进步的程度城市各有不同。在其他变量方面，城市间也存在一定的差距。

表2 主要变量的描述性统计结果

（二）中介效应分析

由表3 中可以得出，在直接效应模型（2）中，解释变量财政科技投入对被解释变量产业结构升级系数存在显著的正向效应，α1在1%的显著性水平上显著，即财政科技投入占GDP 比重每提高1%产业升级系数则提高1.479左右，说明了财政科技投入有助于产业结构升级。这主要是因为财政科技投入能在一定程度上改善企业的生产实践和经济管理，带动产业的共同进步，有效地促进产业水平提升，推动整个产业结构升级。控制变量方面，人力资本水平和金融水平会对产业结构升级产生正向影响，均在1%显著性水平上显著，而对外开放程度则不显著。在控制变量方面，人力资本水平和金融水平也会对产业结构升级产生正向的影响，均在1%显著性水平上显著，而对外开放程度则不显著。一方面，随着近年来我国的高等教育不断扩招，我国人力资本投资进一步扩大，越来越多大学生掌握目前先进的科技知识和管理能力，可以有效地运用到企业经营管理和产品升级，推动产业结构的升级；另一方面，产业的发展也离不开金融环境的稳定，金融体系的良好发展可以有效地实现资金在产业间的最优配置、降低信息交易成本等，推动产业结构的升级。

表3 逐步检验回归系数回归结果

在模型（3）和模型（4）中可以看出，模型（3）中R&D对TFP在1%的显著性水平上，模型（4）中TFP对IS在1%的显著性水平上显著，说明中介效应成立。财政科技投入能正向有效促进全要素生产率的提高，而全要素生产率的提高对产业结构升级也有一定的正向影响。模型（4）中本文将财政科技投入与全要素生产率同时纳入模型，回归结果显示，在控制了全要素生产率的间接影响后，财政科技投入对产业结构升级的影响仍在1%的置信水平上显著为正，且估计系数相较于模型（1）的回归系数稍有下降，进一步证明了全要素生产率作为中介效应确实存在。中介效用占比等于9.318×0.009÷1.479 约等于6%。财政科技投入可以有效促进基础研究和应用研究，为技术进步提供了创新的环境和基础条件，使得经济增长效率不断提升，形成良好的规模效应，带动了全要素生产率的提高，推动了产业的转型升级。

（三）调节效应分析

本文首先对中介变量全要素生产率（TFP）和地区控制变量对外开放程度（lnOPEN）、人力资本水平（lnEDU）和金融发展水平（lnFIN）先进行中心化处理，避免形成交互项的多重共线性问题，再分别形成交互项纳入模型进行回归。表4 的变量分别表示了对外开放程度（lnOPEN）、人力资本水平（lnEDU）和金融发展水平（lnFIN）对中介变量全要素生产率（TFP）的作用效果影响。

表4 调节效应的中介模型回归结果

从表4 中可以看出模型（5）和模型（6）中的交互项均不显著，说明对外开放程度和人力资本水平并未对全要素生产率的中介作用起到调节的作用，即未促进全要素生产率中介作用的发挥，未起到调节作用。而在模型（7）中，全要素生产率（TFP）和金融发展水平（lnFIN）的交互项在5%的显著性水平上显著且系数为正，说明金融发展水平对全要素生产率的中介作用起到显著的正向调节效应。

（四）稳健性检验

考虑到第三产业在我国现阶段对国民经济的贡献，以及其在孕育市场关系和完善市场机制等方面发挥着重要作用，第三产业的比重也是衡量产业结构升级的一个重要指标。为了进一步验证结果的稳健性，文章将被解释变量替换为第三产业比重IS3，同样利用固定效应模型逐步检验回归系数，结果如表5 所示。结果显示，财政科技投入仍然在1%水平上显著影响产业结构升级，且在模型（3）中R&D对TFP在1%的显著性水平上，模型（4）中TFP对IS在1%的显著性水平上显著，说明中介效应成立。

表5 稳健性检验结果

四、区域异质性分析

（一）区域划分

由于中国疆域宽广以及各地区地理位置、区域布局和经济发展等方面存在较大差异，我们把全国按省（自治区、直辖市）划分为三个区域，以检验中介效应和调节效应的区域差异。第一组包括北京、天津、河北、辽宁、上海、江苏、浙江、福建、山东、广东、广西和海南12个省（自治区、直辖市）；第二组包括山西、内蒙古、吉林、黑龙江、安徽、江西、河南、湖北、湖南9 个省（自治区）；第三组包括重庆、四川、贵州、云南、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆10 个省（自治区、直辖市）。

（二）分区域实证分析

1.中介效应分区域检验

分区域逐步实证回归的结果如表6所示。在模型（2）的直接效应检验中，所有组别的核心解释变量财政科技投入均在1%显著性水平显著且系数均为正，说明财政科技投入对产业结构在全国均有正向的促进作用。同时，沿海地区的财政科技投入的回归系数小于全国实证回归时的系数，但第二组和第三组省份构成的内陆区域的系数大于全国，表明在内陆区域，财政科技投入对产业结构升级的正向效应增强，形成良好的直接影响。控制变量方面，所有组别的人力资本水平、金融发展水平的系数均在1%显著性水平显著且系数为正，说明全国人力资本水平、金融发展水平均对产业结构升级有显著正向直接促进作用，且此效应在沿海地区更为显著。

表6 分区域逐步检验回归系数模型结果

在模型（3）和模型（4）的逐步检验回归系数模型中，只有沿海地区的模型（4）中TFP系数在5%显著性水平显著且系数均为正，因此全要素生产率的中介效应只在沿海地区显著，而在内陆区域中，全要素生产率没有起到中介的作用。而且在第一组地区的中介效应占比等于9.242×0.013÷0.77约等于15.6%，中介效应占比强于全国水平。这可能是由于沿海地区经济的率先发展，先进制造业集中，在科技、经济和治理能力等方面率先达到现代化水平，近年来科技投入使得生产技术、管理制度、劳动者素质、环境治理等不断进步，这些都促进全要素生产率增长，促使企业升级改造，形成良好的产业集群，从而促进产业升级。而内陆地区仍在进一步发展中，暂未形成全要素生产率和产业结构的良好作用机制。

2.调节效应的中介模型分区域检验

在分区域进行地区变量调节效应的中介模型实证回归中，所有组别的回归结果如表7 所示。因为在由第二组和第三组省份构成的内陆区域中，全要素生产率并未起到显著的中介效应，因此地区变量对外开放程度、人力资本水平和金融发展水平并未对此起到调节作用。而在沿海地区，全要素生产率的中介作用显著，且与人力资本水平的交互项在5%显著性水平显著且系数为正，与金融发展水平的交互项在1%显著性水平显著且系数为正，说明在沿海地区人力资本水平和金融发展水平对全要素生产率的中介效应起到了正向调节作用，即全要素生产率在财政科技投入和产业结构之间的中介作用随着人力资本水平和金融发展水平的提高而增强。

表7 分区域调节效应的中介模型回归结果

五、结论和建议

文章的实证结果表明，政府的财政科技投入对产业结构升级具有显著的促进作用，人力资本水平、金融发展水平也在一定程度上促进了产业结构的发展。在中介效应方面，全要素生产率在科技投入和产业结构之间起到了显著的中介作用，证明科技要素的投入可以有效促进技术进步，提高全要素生产率，推动产业经济高质量发展和产业结构升级，且金融发展水平对全要素生产率的中介作用起到显著的正向调节作用。在区域差异性方面，科技投入与产业结构之间的直接效应内陆地区强于沿海地区；全要素生产率的中介作用机制方面，沿海地区中介效应显著，而内陆地区不显著，且沿海地区的中介效应占比强于全国平均水平，说明全要素生产率在沿海地区发挥出更强的中介效应来影响产业结构升级，并且中介效应随着人力资本水平和金融发展水平的提高而增强。

基于以上结论，文章得出的政策启示有：（1）进一步优化科技投入结构，加大各类科技计划对企业技术创新的支持力度，进一步优化产业结构，建立科技投入与产业结构升级的良好作用机制。（2）提高全要素生产率推动高质量发展促进我国的产业结构升级。当前，我国经济结构的调整和优化，需要政府能在科技创新的制度设计、教育体系和环境污染治理等方面创造积极有利的条件，促进全要素生产率在经济增长中的贡献不断提高，实现经济和产业结构“稳增长”。（3）合理统筹分配区域科技投入，实现区域协调发展。沿海地区应保持现有的强度，内陆地区应在政策环境、组织结构和环境治理等方面创造更加积极有利的条件，促进全要素生产率的中介效应在产业结构升级优化中的贡献不断提高。