楊晨迪

武漢大學

知識溢出的傳導機制分析

楊晨迪

武漢大學

一、引言

在經(jīng)濟生活中，知識作為一種影響競爭力和經(jīng)濟增長的生產(chǎn)要素變得越來越重要。新增長理論認為，知識的生產(chǎn)和積累是國家和區(qū)域增長的根本動力。知識和積累過程會產(chǎn)生外部性，知識溢出的正外部性通常被認為是總生產(chǎn)函數(shù)規(guī)模報酬遞增的來源，很多經(jīng)濟學家強調(diào)了知識溢出的重要性。

地理鄰近、集群經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)集聚等現(xiàn)象成為理論研究的前沿和熱點問題。經(jīng)濟地理學者認為，一個地區(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)出必然受到本地區(qū)及相鄰地區(qū)創(chuàng)新投入、經(jīng)濟水平、科技水平、制度條件、社會文化等環(huán)境因素的綜合影響，這就是所謂的空間依賴或空間相關性，它表示了變量與區(qū)位之間的一致性，意味著由于某種空間作用形成集聚，或是特定區(qū)位的變量會受到周邊地區(qū)的影響。

因此，本文在Griliches提出的研發(fā)(R&D)活動帶來的創(chuàng)新和知識溢出的知識生產(chǎn)函數(shù)(Knowledge Production Function，KPF)的基礎上，探究中國地級城市知識溢出的傳導機制和創(chuàng)新產(chǎn)出的效率問題。

二、文獻綜述

目前，已有學者做了大量以知識生產(chǎn)函數(shù)或者專利引用作為對創(chuàng)新的度量工具的實證分析，對知識投入和產(chǎn)出之間的關聯(lián)機制進行了研究。這些實證研究多在Griliches提出的研發(fā)(R&D)活動帶來的創(chuàng)新和知識溢出的知識生產(chǎn)函數(shù)框架下展開。早在20世紀70年代末，Griliches(1979)就討論了基于生產(chǎn)函數(shù)方法如何定義和測度研發(fā)資本存量、研發(fā)密集型產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出等問題，并最先使用知識生產(chǎn)函數(shù)分析框架，研究了研發(fā)報酬、知識溢出效應及對生產(chǎn)率的貢獻，發(fā)現(xiàn)戰(zhàn)后的研發(fā)投資對生產(chǎn)率增長具有高回報率，私人企業(yè)也具有較高的研發(fā)回報率。

知識生產(chǎn)函數(shù)將創(chuàng)新投入和創(chuàng)新產(chǎn)出聯(lián)系起來，認為R&D經(jīng)費投入和人員投入是知識生產(chǎn)和創(chuàng)新的主要投入，通過這種投入可以生產(chǎn)出新的有經(jīng)濟價值的知識。目前，有不少利用知識生產(chǎn)函數(shù)進行創(chuàng)新和知識溢出的研究，例如Acs，Audretsch and Feldman(1994)運用知識生產(chǎn)函數(shù)研究了美國知識生產(chǎn)投入和創(chuàng)新產(chǎn)出的關系；Yasser and Frederic(2005)對知識生產(chǎn)函數(shù)和勞動生產(chǎn)率增長之間關系分析基礎上引進專利申請、專利存量、投入研發(fā)的科學家和工程師總量及全要素生產(chǎn)率四個變量，用美國1948-1997年的數(shù)據(jù)進行了實證研究。

關于知識溢出機制的研究集中在三個方面，分別是：研發(fā)合作、人員流動和貿(mào)易投資。

研發(fā)合作方面已有的研究主要有：Jaffe(1986)開創(chuàng)了對研發(fā)績效及知識溢出的研究，運用企業(yè)專利、利潤與市場價值等數(shù)據(jù)及知識生產(chǎn)函數(shù)框架，對美國州際私人公司專利活動的研發(fā)溢出效應進行了研究。Jaffe(1989)又進一步做了一個有關大學研究活動商業(yè)性溢出的拓展研究。Moreno， Paci & Usai(2005)以歐洲17個國家175個地區(qū)為樣本，基于1987-2001年歐洲專利辦公室、CRENoS建立的ISIC部門分類區(qū)域?qū)＠麛?shù)據(jù)庫，采用空間計量經(jīng)濟學方法和知識生產(chǎn)函數(shù)框架，探索了創(chuàng)新行為的空間分布及知識生產(chǎn)與擴散過程中技術(shù)溢出的作用。Cabrer-Borras， Serrano-Domingo(2007)對1989-2001年西班牙17個區(qū)域采用空間面板數(shù)據(jù)方法，對研發(fā)和人力資本投入與專利申請數(shù)占總增加值的比重的關系進行了研究。

而基于人員流動的知識溢出機制認為人際交流的“社會網(wǎng)絡”對知識擴散尤其重要，Cani?ls(2000)尤其強調(diào)了創(chuàng)新網(wǎng)絡的重要性。人與人之間的直接互動是知識傳播的必要先決條件，隨著距離增加，這種直接互動的成本也上升。

最后，對于落后國家或地區(qū)而言，知識進步和技術(shù)創(chuàng)新的主要來源是通過吸引外資獲得的技術(shù)溢出效應?？鐕驹跂|道國實施FDI引起當?shù)丶夹g(shù)或生產(chǎn)力的進步，增加當?shù)鼐蜆I(yè)、提高勞動力總體素質(zhì)、優(yōu)化地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和促進城鎮(zhèn)化水平等。貿(mào)易能提高生產(chǎn)率，因為生產(chǎn)者能增加原材料的進口渠道，減少創(chuàng)新成本，這種生產(chǎn)多樣性對生產(chǎn)率的影響取決于不同產(chǎn)品的替代彈性，及產(chǎn)品的創(chuàng)新、保存、消失的分攤費用。Grossman and Helpman(1991)指出，知識溢出源于區(qū)域貿(mào)易的發(fā)展，是區(qū)域間進行貿(mào)易的附帶產(chǎn)物，隨著貿(mào)易的增加，知識溢出的程度也隨之增加。知識溢出對區(qū)域的經(jīng)濟共同增長具有重要意義。Coe and Helpman(1995)等研究了貿(mào)易流渠道的跨國R&D溢出，其對發(fā)達國家的全要素增長率有重要影響(Coe et al.，1997， 2009; Bayoumi et al.， 1999; Crespo et al.)。Coe and Helpman(1995)通過測算Grossman and Helpman (1991a，b) 和Rivera-Batiz and Romer (1991)的貿(mào)易和增長模型，得出母國能通過進口得到外國R&D創(chuàng)造的媒介產(chǎn)出和溢出。CHEUNG& LIN(2003)使用1995年到2000年的中國省級數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)外商直接投資對中國國內(nèi)專利申請數(shù)有正向作用，反映了FDI的“示范效應”。

三、模型變量的界定和數(shù)據(jù)來源

1. 數(shù)據(jù)來源

已有的空間計量文獻主要有兩種研究方法：一種使用微觀的企業(yè)層面數(shù)據(jù)，另一種使用總量數(shù)據(jù)，常用省級數(shù)據(jù)考察知識溢出的范圍和強度。知識在地理范圍內(nèi)的溢出效應在不同的地理單位上是有差異的，因此省級層面的宏觀數(shù)據(jù)并不能準確反映知識溢出的空間效應，使用地級市層面的數(shù)據(jù)更加符合中國經(jīng)濟發(fā)展中城市群發(fā)展戰(zhàn)略的實際情況。本文使用2013年全國274個地級城市數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》和《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》。

2. 變量選擇

專利是度量創(chuàng)新產(chǎn)出和創(chuàng)新績效最常用的指標之一。雖然這一指標也受到了質(zhì)疑：并非所有發(fā)明都申請專利，首先有些發(fā)明不符合專利申請的標準，其次有些發(fā)明者出于某些原因會選擇保密其發(fā)明。但相對于其他指標而言，專利在衡量創(chuàng)新產(chǎn)出方面具有三個明顯優(yōu)勢：第一，專利統(tǒng)計數(shù)據(jù)是可獲得的；第二，專利的內(nèi)涵界定與創(chuàng)新密切相關；第三，專利授權(quán)標準是客觀的、變化緩慢的。因此，Griliches(1990)認為，雖然存在許多困難和限制，但專利數(shù)據(jù)仍是研究技術(shù)變革的獨特資源。Acs et al(1989)也證明在衡量創(chuàng)新產(chǎn)出時，專利指標雖稱不上完美，但卻是相當可靠的，因為專利與創(chuàng)新活動一樣，都隨著R&D、科技人員等知識指標的變化而變化。

對人力資本和經(jīng)濟增長的研究主要通過衡量人力資本存量，例如，Barro and Sala-Martin(1995)時用平均受教育年限和公共教育支出占GDP比重來表示人力資本。目前較多使用的人力資本估算方法是平均受教育年限法，考慮到數(shù)據(jù)可得性，本文選用各地級市在校大學生人數(shù)與總?cè)丝诘谋戎刈鳛楹饬咳肆Y本的指標。

參考Berstein和Nadiri(1991)估算了美國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的R&D溢出對于美國TFP的影響，本文用地級市財政支出中的科學技術(shù)支出占GDP比重作為衡量地級市研發(fā)支出的指標。

參考Coe and Helpman(1995)使用進口份額建立的貿(mào)易溢出模型測算對TFP的影響，本文將地級市全市出口量占GDP比重作為衡量貿(mào)易開放程度的指標。

采用中國各個地級市的年末人均道路面積作為城市基礎設施的代理變量，來衡量基礎設施水平。

使用第三產(chǎn)業(yè)從業(yè)人員占總就業(yè)人口的比重作為衡量產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的指標。

四、知識溢出的傳導機制

在考察知識溢出對地區(qū)全要素生產(chǎn)率的影響之前，我們在Griliches提出的研發(fā)(R&D)活動帶來的創(chuàng)新和知識溢出的知識生產(chǎn)函數(shù)(Knowledge Production Function，KPF)框架下分析地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出的效率問題，即計算專利產(chǎn)出績效，來識別地區(qū)知識溢出的傳導機制。本文采用的知識生產(chǎn)函數(shù)為經(jīng)過修改的Griliches-Jaffe知識生產(chǎn)函數(shù)的柯布道格拉斯(Cobb-Douglas)形式：

其中，K為創(chuàng)新產(chǎn)出，RD為研發(fā)投入，Z為一系列經(jīng)濟社會變量，e為隨機擾動項，i為觀測單元(地級城市)。

關于知識的投入即研發(fā)投入主要關注研發(fā)合作和貿(mào)易投資兩方面。研發(fā)合作方面選取了地級城市的政府財政支出和高校研究人員數(shù)量作為衡量指標；貿(mào)易投資則選取FDI為指標。

在上述創(chuàng)新投入產(chǎn)出的指標框架內(nèi)，建立本文的知識溢出傳導機制模型：

其中，F(xiàn)iscal、Scie、Edu分別為地級城市的財政支出、科技支出和教育支出，Teac為高等學校老師人數(shù)，F(xiàn)DI為地級城市外商直接投資金額占GDP比重。并分別以三種專利：發(fā)明專利(Invent)、實用新型專利(Utility)和外觀設計專利(Design)作為被解釋變量進行估計。

由地級城市的專利產(chǎn)出績效的估計結(jié)果可以看出，不論是使用三種專利之和的總專利數(shù)量還是以發(fā)明專利、實用新型專利和外觀設計專利分別作為衡量知識產(chǎn)出績效的指標，估計結(jié)果基本一致。從模型中解釋變量系數(shù)的估計結(jié)果來說，4種模型中，政府科技支出、教育支出、高校研究人員以及利用外資金額均對一個地區(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)出有著顯著為正的效應，也就是說，地級城市的區(qū)域創(chuàng)新生產(chǎn)活動即專利產(chǎn)出在一定程度上依賴于這一地區(qū)的政府投入、人力資本和國際引進等因素。其中，政府總的財政支出回歸系數(shù)顯著為負，加入二次項的系數(shù)為正，這說明，政府的財政支出與專利產(chǎn)出之間呈現(xiàn)出正U型曲線的關系，此時的財政支出位于曲線的左半邊，表明在前期政府的財政支出較少的階段，地區(qū)的專利產(chǎn)出有所減少，隨著財政支出繼續(xù)增加達到拐點時，才會發(fā)揮出對專利產(chǎn)出的正向作用。

[1]A. Marshall， The Principles of Economics， London： Macmillan Press，1890.

[2]Audretsch， D.B. and M.P. Feldman (2004)： Knowledge Spillovers and the Geography of Innovation. Paper prepared for the Handbook of Urban and Regional Economics， Vol. 4， forthcoming.

[3]Badinger， H. and G. Tondl (2002)： Trade， Human Capital and Innovation： The Engines of European Regional Growth in the 1990s， in：Fingleton， B. (Hrsg.)， European Regional Growth， Heidelberg (im Druck).

[4]Eaton J， Kortum S. Trade in idees： Patenting and productivity in the OECD[J]. Journal of International Economics， 1996，40：251-278

[5]Elhorst， J. P. Applied Spatial Econometrics： Raising the Bar[J]， Spatial Economic Analysis，2010，(5)： 9-28.

楊晨迪(1991.09-)女，漢，湖北荊門，碩士研究生，單位：武漢大學，研究方向：世界經(jīng)濟