产业转型升级与对外开放水平耦合协调的时空演化特征

李兵兵, 徐铭翔

(1.湖北省社会科学院财贸所, 武汉 430077; 2.湖北省社会科学院中部发展研究所, 武汉 430077)

建设现代化产业体系是推动高质量发展的重要支撑,加快产业转型升级是建设现代化产业体系的重要任务。持续高水平对外开放,深度参与全球产业链体系,有助于促进产业转型升级。产业转型升级水平的提升,也将有利于进一步扩大我国对外开放的大门。产业转型升级与对外开放相互促进、协同发展,是实现经济转型发展的重要路径。因此,探究产业转型升级与对外开放水平的互动关系,分析产业转型升级与对外开放水平的耦合机理,明确我国产业转型升级与对外开放水平的协调演化规律,为政府制定和完善产业政策与对外开放政策提供可能的理论参考。

国内外学者围绕着对外开放与产业转型升级的关系进行了较为深入的研究,集中在对外开放如何影响产业转型升级的机制分析。Hausmann等[1]通过研究发现,从长时间维度来看,一国的产业结构与出口商品结构有趋同的倾向;Damijan和Kostevc[2]提出企业通过引进新产品从贸易中学习,能够明显提升企业的创新能力从而促进产业升级;李天健和刘中显[3]提出产业发展要在开放和升级上协同推进,坚持引进来和走出去;韩素娟[4]认为,“一带一路”倡议显著促进西北地区的产业结构升级;李豫新和水远远[5]从空间溢出视角出发,认为外商直接投资能够促进中国产业结构高级化发展,抑制产业结构合理化,并具有明显的空间溢出效应;陈紫涵和廖泽芳[6]发现,现代服务业前向参与有力推动产业转型升级。学者们从贸易、投资、政策等角度肯定了对外开放对产业转型升级的积极作用,但也有少部分研究表明对外开放会对产业转型升级产生抑制效果。马颖等[7]认为贸易开放虽然促进了经济增长,但也阻碍了劳动密集型产业的转型发展。关于对外开放水平和产业转型升级水平的空间演化研究,学者们也进行了较多的探索。苟利民[8]测度了2010-2020年30个省份的产业结构转型升级速度,表现为先波动增长后平稳提升的态势,并呈现东-东北-西-中部地区递减的分布特征;冯亮和陆小莉[9]测度出2004-2018年京津冀地区整体产业转型升级效果呈现波动递增的演进趋势;张永年和潘竟虎[10]通过构建熵值-突变系统模型分析出地级及以上城市对外开放度的时空分异格局。

目前已有的文献侧重于分析对外开放水平对产业转型升级的作用机制,而围绕产业转型升级如何影响对外开放水平的研究较少。许多文献单独测度了对外开放水平或者产业转型升级水平,但将两者结合测度的研究较为缺乏。因此,本文通过对产业转型升级与对外开放水平的耦合协调研究,可能存在的边际贡献有:①分析了产业转型升级与对外开放水平的耦合互动机理,从理论上探索了产业转型升级影响对外开放水平的途径;②构建了产业转型升级与对外开放水平的指标评价体系和耦合协调模型;③测度了产业转型升级与对外开放水平的耦合度和耦合协调度,分析了两者的时空演化特征。

1 产业转型升级与对外开放水平耦合机理

1.1 对外开放水平对产业转型升级的作用机理

技术流动促进产业转型升级。第一,一国通过购买技术专利、技术服务、技术许可证和聘请人才等方式引入国际先进技术,生产高附加值产品,直接促进本国产业的高端化发展;第二,一国通过技术输出获取资金利润,为本国自主创新提供更多的资金支持,促进技术进步和产业升级。

外商直接投资具有技术溢出效应。第一,高技术人员和管理人才从外商投资企业流入到本地企业,促进本地企业技术升级;第二,外资企业对处于同一产业链的本地企业起到一定的示范作用,有利于本地企业学习与模仿跟进;第三,外资企业对前后联系企业的技术溢出效果也较为显著。通过原材料、中间投入品、半成品和最终成品的相互联系,前后联系企业受到外资企业提供的技术指导来生产高质量产品,促使本地企业汲取外资企业的技术引起产业转型升级;第四,一国对外直接投资,把劳动密集型传统产业向欠发达国家转移,将更多的资金和人力投入到本国企业的技术研发与创新上,推动本国产业向高端化、智能化方向发展。

进出口商品存在技术溢出效应。第一,一国为东道国产品代工出口,容易产生“干中学”效应;第二,出口商品的需求侧驱动,促使本国企业为提高产品的国际市场竞争力,不断加大产品的创新力度以满足消费者多样化的需求;第三,技术含量高的进口产品被应用到国内生产中时,产品的技术溢出效应也较为明显。

服务贸易促进产业转型升级。第一,服务贸易在国际贸易中占据的比例越来越大,生产性服务贸易的日益发展,为制造业发展提供良好的服务保障,助力制造业的转型升级;第二,数字贸易显著降低全球贸易成本,提高贸易便捷化程度,激活产业融合和创新能力。

1.2 产业转型升级对对外开放水平的作用机理

贸易结构优化促进对外开放水平。一国通过自主创新等路径驱动国内产业转型升级,有利于由出口低端产品向出口高附加值高技术产品方向转变,降低对高技术进口产品的依赖性,提高国外产业对国内市场的粘结性,从而提升在全球产业链和价值链的地位和国际贸易话语权,优化对外贸易结构,促进贸易领域更高水平的对外开放。

资本市场成熟加速资本国际化进程。产业结构的持续转型升级,经济向高质量发展迈进,有利于持续优化外资金融机构在国内的营商环境,从而吸引更多的外商投资,提升资本市场的成熟度,加速资本市场的国际化进程。

数字经济提升国际社会交流。数字经济日益发展,产业向数字化转型,创造多元化的数字媒体平台,有利于促进企业间的国际交流与合作,促进社会层面的人文交流,增进国内与国外的民间互动与了解,营造更为开放包容的社会。

1.3 产业转型升级与对外开放水平耦合机理

立足于我国产业的实际发展现状,针对不同地区和不同产业实施合理的差异化对外开放政策,将从多维度、多渠道促进产业转型升级,而产业实现转型升级也将进一步提升我国的对贸易开放水平、资本项目开放水平和社会开放水平。由上述推出,产业转型升级与对外开放水平存在相互促进的作用关系,两者耦合互动机理如图1所示。

图1 产业转型升级与对外开放水平耦合机理

2 研究设计

2.1 数据来源

选取2004年、2009年、2014年和2019年中国30个省份(因数据缺失,未包括西藏和港澳台地区)数据进行分析,为避免极端数据以及缺失数据的影响,剔除西藏和港澳台地区的数据。产业转型升级系统各指标的相关数据来源于《国家统计局》《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国互联网络发展状况统计报告》以及各省市统计年鉴;对外开放水平系统各指标的相关数据来源于《国家统计局》《中国商务统计年鉴》《国际贸易统计年鉴》以及各省市的统计年鉴和统计公报。

2.2 指标体系构建与指标权重确定

参考费洪平[11]的相关研究,将产业转型升级系统划分为产业高端化、产业合理化、产业集群化、产业融合化、产业信息化、产业生态化和产业国际化等7个一级指标,从多方位更为准确地测度产业转型升级水平。参考陈辉和牛叔文[12]的相关研究,将对外开放水平系统划分为贸易开放水平、投资开放水平和社会开放水平等3个一级指标,更加全面地衡量对外开放水平。基于以往学者的研究成果,遵从科学性、系统性、典型性和可测性等原则,选取20个二级指标构建产业转型升级系统与对外开放水平系统指标体系,如表1所示。

表1 产业转型升级系统与对外开放水平系统指标体系

在确定各指标权重的方法中,层次分析法和熵值法被运用较多。但考虑到层次分析法比较依赖于专家的主观判断,得到的结果主观性较强,以及本文的系统指标缺乏专家评价先例,故选取客观性较强的熵值法来确定各指标权重。参考段茜茜和张烨[13]的相关研究,熵值法确定指标权重步骤如下。

设定某一系统的原始数据矩阵为X,包含n个指标和m个研究对象,则原始数据矩阵X表示为

(1)

式中:xij为第i个研究对象第j个指标的数值。

1)数据标准化。由于各指标的计量单位不一致,需对原始数据进行无量纲化处理。指标体系中正向指标有产业结构层次指数(U1)、第三产业区位熵(U3)、互联网普及率(U5)、信息技术从业人员占比(U6)、工业固体废物综合利用率(U12)、国际市场占有率(U13)、外商投资企业占比(U14)、进口依存度(O1)、出口依存度(O2)、外资依存度(O3)、对外投资额(O4)、旅游收入(O5)和旅游人数(O6),其余为负向指标。正向指标表示指标的值越大,对系统越好;负向指标表示指标的值越大,对系统越不利。采用极差标准化法对正向指标和负向指标作标准化处理,其计算公式如下。

(2)

(3)

式中:x′ij为标准化数值,取值范围为[0,1];xj为第j个指标的数值;minxj为第j个指标的最小值;maxxj为第j个指标的最大值。

2)确定熵值。计算公式为

(4)

式中:

(5)

(6)

式中:ej为第j个指标的熵值;pij为第i个研究对象第j个指标的占比。

3)确定指标权重。计算公式为

(7)

式中:wj为第j个指标的权重。

4)确定系统评价值。计算公式为

(8)

式中:Fi为第i个研究对象的系统评价值。

产业转型升级与对外开放水平系统指标权重计算结果如表2所示。

表2 产业转型升级系统与对外开放水平系统指标权重

2.3 产业转型升级与对外开放水平耦合协调模型

2.3.1 耦合度模型

耦合概念最初源于物理学,是指两个或多个系统、组件或模块之间的相互关联或相互影响程度。当两个系统相互作用强度高,一个系统的改变会直接影响另一个系统时,称为强耦合;当两个系统相对独立,一个系统的改变对另一个系统的影响较小时,称为弱耦合。产业转型升级与对外开放水平两个子系统存在明显而复杂的非线性耦合关系,参考邝嫦娥等[14]的研究,构建产业转型升级与对外开放水平的耦合测度模型,其计算公式为

(8)

式中:C为产业转型升级与对外开放水平之间耦合度的大小,取值范围为[0,1],C值越大,表明产业转型升级系统与对外开放水平系统的相互作用越强烈。当C=0时,表示两个子系统处于无关状态,走向无序发展;当C=1时,表示两个子系统处于良性共振状态,实现有序发展。U为产业转型升级系统的评价值。O为对外开放水平系统的评价值。参考王成和唐宁[15]的研究,将耦合度划分为4个发展阶段,如表3所示。

表3 产业转型升级与对外开放水平耦合阶段

2.3.2 耦合协调度模型

耦合度可以表征两个子系统相互作用强弱,却无法体现相互作用的优劣性。两个处于高耦合阶段的子系统,可能在低水平上相互抑制。因此,构造产业转型升级系统与对外开放水平系统的耦合协调度模型,进一步反映两个子系统之间的整体功效和协调效应。参考韩兆安等[16]的研究,其计算公式为

(9)

T=αU+βO

(10)

式中:D为耦合协调度;C为耦合度;T为产业转型升级与对外开放水平综合调和指数,反映两个子系统的整体协调效应;α、β分别为产业转型升级与对外开放水平的待定系数。数据跨度为2004-2019年,考虑这段时期我国产业转型升级与对外开放水平的实际发展情况,并参考翁钢民和李凌雁[17],产业转型升级系统可能更为重要,将参数α设定为0.55,参数β设定为0.45,根据耦合协调度的大小,在[0,1]的取值范围内把耦合协调度划分为10个发展等级,如表4所示。

3 实证结果分析

3.1 产业转型升级与对外开放水平耦合度分析

3.1.1 省际耦合度发展阶段

通过构建耦合协调度模型计算得出各省份的产业转型升级与对外开放水平的耦合情况。如表5所示,2004年、2009年、2014年和2019年处于高耦合阶段的省份占比分别为70%、86.7%、90%和90%,大致处于逐年攀升的状态。2004年、2009年、2014年和2019年处于磨合阶段的省份占比分别为30%、13.3%、6.7%和6.7%,大致处于逐年下降的状态。处于拮抗阶段或低耦合阶段的省份只有2014年和2019年的青海省。2001年,中国加入世界贸易组织。我国在对外贸易领域实施更加全面的对外开放政策,逐渐成为世界制造中心,中国产业和经济的发展与国际深度融合。2004-2019年,我国产业转型升级与对外开放水平的相互作用,在中国大多数省份都十分强烈,对外开放已深刻影响我国的产业转型升级。

表5 省际产业转型升级与对外开放水平耦合阶段

3.1.2 耦合度时空演化特征

各省份耦合度按照从低到高递增排列,得到如图2所示的时空演变图。产业转型升级与对外开放水平耦合度在空间上整体呈现“东高西低”的趋势,具有较为显著的区域差异,东部沿海地区耦合度高,西部地区耦合度相对较低。随着时间推移,较低耦合度的地区向高耦合度发展。2004年,中部六省中除了江西、湖北,均处于磨合阶段,西南地区和西北地区整体上也处于磨合阶段。2009年以后,只有西北地区的省份和贵州处于磨合阶段或以下,其他省份都处于高耦合阶段。自1978年我国实行改革开放以来,对外开放格局逐步由沿海地区向内陆推进。东部沿海地区的产业发展率先受到对外贸易和外商投资的影响,产业发展与对外开放形成复杂的互动机理。2004年,我国提出中部崛起战略。中部省份进一步扩大对外开放,积极引进外资和发展对外贸易,此后产业转型升级受对外开放水平也尤为强烈。西北地区和西南地区的内陆省份经济发展较为滞后,自2000年我国实施西部大开发战略以来,四川和重庆等省份凭借自身在西部地区的区位优势,推动双方经济合作和共同扩大对外开放,成为西部对外开放的典范。青海、甘肃和宁夏由于地理因素和人口因素等原因,难以发展对外经济贸易,产业发展与对外开放联系度较低。贵州产业转型升级与对外开放水平的耦合度长期处于较低水平的磨合阶段,其对外贸易发展远落后于全国平均水平,产业转型升级与对外开放互动作用较弱。

图2 产业转型升级与对外开放水平耦合度时空演变

3.2 产业转型升级与对外开放水平耦合协调度分析

3.2.1 省际耦合协调度发展等级

通过构建耦合协调度模型计算得出各省份的产业转型升级与对外开放水平的耦合协调情况(表6)。从全国整体上看,2004年、2009年、2014年和2019年处于轻度失调的省份最多,占比分别为33.3%、53.3%、46.7%和36.7%,基本协调及以上等级的省份各年占比分别为30%、30%、20%和23.3%,说明我国大多数省份的产业转型升级与对外开放水平处于失调状态,两者发展水平不相匹配。除了极度失调和高级协调的省份没有外,各耦合协调等级的省份均存在,说明我国产业转型升级与对外开放水平的协调发展状况存在明显的区域性差异。严重失调的省份由2004年的1个增加至2019年的4个,基本协调及以上等级的省份占比也大致呈现递减现象,说明我国产业转型升级与对外开放水平的协调发展状况可能存在进一步失调的趋势。

表6 省际产业转型升级与对外开放水平耦合协调等级

3.2.2 耦合协调度时空演化特征

各省份耦合协调度按照从低到高递增排列,得到如图3所示的时空演变图。产业转型升级与对外开放水平耦合协调度由东向西,大致呈现“梯形递减”的空间格局。东部沿海地区的耦合协调等级最高,广东一直稳居全国第一,处于良好协调等级,北京和上海分列二、三位,处于中级协调等级,其次是浙江、江苏、天津、山东等东部沿海省份,处于基本协调和初级协调等级。根据熵值法计算得出的产业转型升级系统与对外开放水平系统的评价值可知,东部沿海省份的产业转型升级状况和对外开放水平均明显优于内陆省份,基本能够实现协调发展。东北三省中辽宁的状况相对较好,处于基本协调的边缘,但随着时间的推移有衰退的倾向,黑龙江和吉林基本处于轻度失调的状况。东北三省的对外开放水平滞后于产业转型升级,且均处于相对较低水平。中部六省基本上处于轻度失调等级,且随着时间的推移,湖南和安徽有向好协调发展的态势,同样中部六省的对外开放水平滞后于产业转型升级。西北地区的各省份基本上处于中度失调和严重失调的状况,产业转型升级状况和对外开放水平明显低于其他省份,对外开放水平远滞后于产业转型升级。西南地区的云南、四川、重庆随着时间的推移,逐步由严重失调向濒临失调发展,对外开放水平逐渐增大,但是对外开放水平还是稍滞后于产业转型升级。贵州基本上处于严重失调的状况,其对外开放水平很低,远远滞后于产业转型升级。从时间维度来看,2004年、2009年、2014年和2019年全国耦合协调度平均值分别为0.406 2、0.352 1、0.342 4和0.346 8,大致呈现减小趋势。随着我国经济的发展,产业转型升级与对外开放水平的协调发展状况整体上并没有明显的正向改善。从4个年份的时间节点数据来看,各省份产业转型升级系统的评价值出现不同程度的减小趋势,我国产业转型升级进展较为缓慢;各省份对外开放水平系统的评价值有63.3%的省份出现不同程度的递增趋势,我国对外开放水平缓步提升。2013年,党的十八届三中全会提出“加快转变经济发展方式”,正式确定了我国产业结构的转型升级。但随着时间的推移,我国内陆省份扩大对外开放水平的步伐较为缓慢,未能形成较高水平的对外开放,产业转型升级更多依靠国内发展,内陆省份对外开放促进产业转型升级的路径和产业转型升级如何带动对外开放水平有待深入探索。

图3 产业转型升级与对外开放水平耦合协调度时空演变

4 结论与建议

在分析产业转型升级与对开开放水平耦合机理的基础上,构建了耦合度模型和耦合协调度模型,测算出2004、2009、2014和2019年全国30个省份的耦合度和协调度,分析了我国产业转型升级与对外开放水平的耦合度以及耦合协调度的空间分布和时间演化规律。研究表明,我国产业转型升级与对外开放水平的耦合度整体水平较高且随年份增加不断加强,并具有较小的区域性差异,在空间上呈现“东高西低”的分布格局,西部省份在不断向高耦合阶段迈进并趋同于东部省份;我国产业转型升级与对外开放水平的耦合协调度整体上倾向于失调且随年份增加稍有加剧的趋势,从地理空间上大致呈现“自东向西,梯形递减”的分布格局,具有显著的区域性差异,东部沿海地区处于基本协调及以上状况,而内陆地区大部分处于轻度失调状况,少部分处于中度失调状况,而西北地区和贵州情况最为严重,处于严重失调状况。

近三年来,我国“外需不足,内需乏力”的经济困境较为凸出。一方面有来自国际环境的压力,受全球新冠肺炎疫情冲击、贸易摩擦频繁、要素成本价格上涨和发达国家高端制造业回流等不利因素的影响,我国外贸持续下行;另一方面,国内供给体系滞后,消费结构升级变化,传统产业产能过剩,国内要素市场循环不畅,造成我国内需动力不足。我国提出“双循环”新发展格局,扩大内需,以内促外,正是走出此经济困局的“破局之道”,而产业转型升级是促进国内国际双循环的重要动力。以国内自主创新驱动产业转型升级,不但可以减少我国经济对低端出口的依赖程度,通过扩大高技术、高附加值产品出口来提升外需,而且能够适应国内新的消费结构,充分挖掘国内市场需求。对外开放方面,我国将持续推进高水平对外开放,从要素和商品流动型开放向制度型开放转变,为国内外经济大循环注入活力的同时,更好赋能高质量发展。未来较长时间内,我国坚持以扩大内需为战略基点,产业转型升级速度可能会快于对外开放水平的发展,产业转型升级与对外开放水平整体上仍然可能会处于失调状况,东部沿海地区由于处在优势地位协调等级可能会进一步提升,而内陆地区失调加剧的可能性更大,这与前面研究结果大致吻合。但是从更长的时间来说,当我国的产业转型升级发展到一定阶段后,产业转型升级能够支撑更高水平的对外开放,高水平的对外开放也能促进产业进一步转型升级,内陆地区将会逐渐由失调转向协调发展。

根据以上研究结果、现状分析和未来预测,本文提出三点建议:①东部沿海地区稳步推进制度型开放,加大自主创新力度。东部沿海地区产业转型升级状况与对外开放水平领先于内陆地区,且二者的协调等级较高,所以东部沿海地区需要充分利用区位、政策和发展等优势,探索构建与国际接轨的高标准对外贸易和投资规则,努力建设自由贸易试验区等平台,形成可复制和推广的高水平对外开放实践经验。其次,东部沿海地区具有雄厚的资金和技术积累,政府可以大力引导资金流向高端产业,提高企业高技术研发投入,形成技术创新引领,推动产业高端化、数字化发展。②内陆地区积极探索打造对外开放新高地,深化区域协同合作并注重自主创新。内陆地区要积极融入“一带一路”倡议,建设中国对外开放的新窗口,承接沿海地区的产业转移和先进技术,争取沿海地区的投资,注重区域间的协调合作,形成产业集群和优势产业,培育自主创新能力和发展新兴产业,推动产业转型升级。③各省份要结合自身现状发挥比较优势,实施差异化的对外开放政策以及产业转型升级路径。各省所处地理位置、经济发展水平、产业发展状况和对外开放水平等具有显著性差异,开放政策和转型路径应该基于各省的现实基础,在基本大环境下增强自主探索能力。