集聚外部性、技术进步与区域产业增长——来自广东省制造业的证据

樊长科 林国彬

（华南理工大学经济与贸易学院，广东广州 510006）

经济活动主体在一定空间范围内集聚，并通过技术知识的共享、信息的便捷传播以及生产要素的优化配置带动所在产业的发展是19世纪新古典经济学发展以来经济学家们的共识。以“中心—外围”模型为核心的新地理经济学派认为：产业集聚的外部性能够通过本地市场效应和价格指数效应带来产业内及产业间劳动力空间集聚、研发知识溢出、以及企业间技术和管理经验共享。①Krugman P，“Increasing returns and economic geography”，Journal of Political Economy，Vol.9，No.3，1991，PP.84-499.这些效应如同其他生产要素通过知识技术的积累和进步促进产业增长的同时，加速产业结构在空间和规模上的调整②Brulhart M，Koening P，“New Economic Geography Meets Come-on:Regional Wage and Industry Location in Central Europe”，Economics of Transition，Vol.14，2006，PP.245-26－.；另一方面，也有人认为，市场自身发展而带来的拥挤效应有利于促进非同质产品在空间上的集聚，产业生产的多样化及差异化具有提升人力资本等内生技术要素投入乃至促进产业增长的优化效应。①Jacobs J，The Economics of Cities，New York.Random House，1969，P.533.此外，迈克尔·波特提出了产业竞争对于产业创新有“干中学”的知识积累作用，认为产业内企业对市场份额追求所形成的创新压力会推动产业内的工艺创新和技术进步，从而促进产业的发展。②Porter M，“The Competition Advantage of Nations”，Harvard Business Review，Vol.3－，No.1，1990，PP.－3-91.可以说，当今世上任何一个产业的增长与产业技术的发展都有着密不可分的关系，产业集聚所带来的外部性效应对产业技术的发展具有重要影响。

改革开放三十年来，广东经济发展走在全国前列，制造业唱的是主角。2000—2012年广东真实GDP平均增长14.8%，制造业平均增长19.7%。90年代以来，广东工业产值中制造业占90%以上，对广东经济增长的贡献率大部分年份在50%以上。产业集聚是近三十年广东制造业发展的一个典型特征，从全国范围看，广东省是全国制造业高度集聚地区，从全省范围看，广东制造业大部分聚集在珠三角地区。可以说，广东三十多年来经济的高速发展和珠三角经济的迅速崛起在很大程度上正是得益于制造业在这里大规模的集聚发展。那么，广东制造业集聚对制造业技术进步乃至产业增长究竟有怎样的作用和影响？制造业集聚和发展程度悬殊的珠三角和东西两翼、粤北山区在集聚的外部效应方面究竟会有怎样的表现？这些是探讨广东制造业转型升级和持续发展首先要弄清的问题，也是我国区域产业经济研究亟待解决的问题。基于此，本文将利用2000—2012年广东省29个制造业细分行业的地级市平衡面板数据集，由分析广东省制造业产业集聚程度的差异和共性出发，构建以产业增长率为绩效指标的面板估计模型，在技术进步视角下研究制造业产业外部性效应与产业增长之间的关系。

一、文献综述

近年来，国外学者对技术进步、产业集聚外部性以及产业增长之间的关系在理论和实证上都做了较多的研究工作。其中，具有开创性意义的是Glaeser等总结了 Marshall，Jacobs等人关于产业集聚外部性效应的理论，将产业集聚外部性溢出效应分为专业化外部性和多样化外部性。③Glaeser E，Hedi L，Scheinkman，Shleifer，“A growth in cities”，Journal of political economy，Vol.6，No.2，1992，PP.1126-1152.自此以来，很多学者注意到了产业的集聚外部性在不同的条件下有不同的表现：典型的如 Claver等对欧洲制造业进行研究发现，专业化外部性在国内对技术进步率的影响不明显，在不同产业特征以及地理环境下多样化外部性对国内产业的增长有不同效应。④Domeque N， Claver C， Fillat Castejon， Sanz， Gracia F，“External economies as a mechanism of agglomeration in EU manufacturing”，Applied economies，Vol.8－，No.2，2010，PP.20-54.Marrocu等研究表明，制造业处于成熟阶段的国家的产品专业化外部性有利于促进全要素生产率的增长，而多样化外部性则扮演着消极的作用。相反，发展中国家则具有积极的多样化外部性效应以及消极的专业化外部性效应，同时人力资本等无形资产对技术的空间溢出效应具有正向作用。⑤Marrocu M.Paci R.Usai S，“Production growth in the old and new Europe：the role of agglomeration externalities”，Journal of regional science，Vol.53，No.－，2011，PP.418-442.这些学者发现集聚的外部性并不是单独地作用于产业发展，其彼此间亦存在着相互影响的关系。Yamamura and Shin通过研究日本装配业数据指出，产业集聚的专业化外部性是产业技术进步的主要来源，多样化外部性能通过创新溢出机制影响专业化外部性，表现为产业集聚的多样化外部性影响加快了专业化效应由中心地区向外围扩散的趋势，但产品多样化外部性并不利于促进产业的增长。⑥Eiji Yamamura， Inyong， Shin，“Dynamics of Agglomeration Economies and Regional Industrial Structure：The Case of the Assembly Industry of the Greater Tokyo Region”，Structural Change and Economic Dynamics，Vol.64，No.18，200－，PP.483-499.此外，Fujita①Fujita M，Thisse F，“Does Geographical Agglomeration Foster Economic Growth？And Who Gains and Who Loses”，The Japanese Economic Review，Vol.4，No.2，2003，PP.121-145.、Krogstrup②Krogstru P，“Standard tax competition and increasing returns”，Journal of Public Economic Theory，Vol.10，No.4，2008，PP.54－-561.和 Berliant等③Berliant，Fujita，The Dynamics of Knowledge Diversity and Economic Growth，Munich Personal RePEc Archive，2008，P.6－1.均尝试将集聚的外部性效应和产业增长的关系通过技术进步联系起来，试图从动态角度上说明三者之间的关系。

我国学者大多顺延了国外主流的研究思路，并主要从实证上研究产业集聚外部性所带来的绩效影响，但较少地考虑其与技术进步间的作用机制。如黄林通过考察沿海地区的制造业产业聚集，发现产业集聚外部性与企业效率存在显著的依存关系，专业化外部性效应在产业内集聚下明显，多样化外部性效应在产业间集聚下明显。④黄林:《产业集聚:外部性与企业效率的实证分析》，《经济体制改革》2012年第4期。王春晖和赵伟研究了集聚外部性与产业升级的关系，指出专业化外部性收益在于贸易成本的下降、产业内的知识溢出、规模经济以及生产要素，而多样化外部性的收益体现为产业间协作搜寻成本的降低、区域内市场分工的细化、区域内行业间知识溢出。⑤王春晖、赵伟：《集聚外部性与地区产业升级：一个区域开放视角的理论模型》，《国际贸易问题》2014年第4期。李斌和刘子琳的研究表明，专业化外部性与产业增长之间存在着非线性关系，且其与多样化外部性具有明显的地域依赖性。⑥李斌、刘子琳：《专业化、多样化与生产性服务业增长——基于省级动态面板数据GMM方法的实证研究》，《经济问题探索》2014年第－期。沈能和赵增耀研究了外部性与企业创新能力关系，得出小城市中专业化外部性对企业创新能力的影响较大；大城市的多样化外部性更显著。就企业层面而言，小型企业显著受益于多样化外部性，但大型企业很少得益于多样化外部性。⑦沈能、赵增耀：《集聚动态外部性与企业创新能力》，《科研管理》2012年第－期。

综上所述，已有的解释集聚外部性对产业发展绩效影响的国内研究或忽略了对竞争性外部性的考虑，或只是在考察对经济绩效因素影响上简单地加入外部性变量的同时，缺乏对集聚外部性、技术进步和产业增长三者之间关系的作用机制的研究，并将集聚外部性对产业增长的作用视为一个静态过程。本文将在新地理经济学理论的基础上对三者建立动态模型，着重考察集聚外部性对技术进步因素的影响，以弥补这一领域研究的不足。

二、广东省区域制造业集聚格局演变分析

（一）指标的选取及处理

产业集聚指标是反映产业集聚格局演变的有效工具，而产业集聚的格局演变是研究集聚外部性效应前所要掌握的重要信息，产业集聚指标的选取指标众多且各具优劣。区位熵、空间基尼系数等指标在计算处理上相对简便，但存在着空间特征代表性和可比性不足、直观性较差的缺点。因此，为更好地反映制造业细分行业的发展差异以及区分随机集中和企业间由于共享外部性或自然优势的集中⑧刘春霞：《产业地理集中度测度方法研究》，《经济地理》2006年第5期。，本文采用EG指数从地域和行业水平上对广东省制造业进行产业集聚程度的测量，以求刻画出广东省制造业集聚的格局演变的基本状况。

在行业划分上，本文按照2002年的国民经济行业分类体系（GB/T4754-2002）的标准将制造业分为29个细分行业。在区域划分上，充分考虑广东省区域发展的共性和差异⑨傅晨：《广东农业生产的现代化水平评估》，《南方经济》2001年第8期。，借鉴了《广东省统计年鉴》的做法，将广东省21个地级市划分为珠江三角洲地区（含广州、深圳、佛山、珠海、东莞、中山、肇庆、江门及惠州），东西两翼地区（含汕头、汕尾、揭阳、潮州以及阳江、茂名、湛江）以及粤北山区（含韶关、清远、河源、梅州、云浮）。

（二）集聚度指标的分析

图1 2000和2012年广东省地级市制造业空间格局比较

图1 刻画了广东省制造业2000年和2012年EG指数集聚度总体情况，可以清晰地看到广东制造业集聚具有明显“中心—外围”变化特征：2000年和2012年广东省制造业总体集聚在珠三角地区，且其所在的各地级市制造业均至少实现了中度集聚，而其余地区在2000年集聚程度都普遍较低，12个非珠三角城市中只有4个属于中度集聚，其余均为低度集聚。随着珠三角制造业的不断转移，在珠三角地区制造业集聚度没有发生明显变化的同时，东西两翼和粤北山区在2012年的制造产业集聚度在覆盖面上有了很大的提高，两区域只有云浮和梅州市属于低度集聚，且茂名和汕头市制造业均实现由中度集聚转为高度集聚。

对比广东省技术密集型制造业集聚度的相对变化状况①年均集聚度变化率=（2012年行业集聚度-2010年行业集聚度）/（2010年行业集聚度×12）×100%。（见表1），发现除了通用设备制造业和电气机械及器材制造业出现集聚度下降，广东省各技术密集型产业均表现为不同程度集聚度的上升。特别地，专用设备制造业、交通运输设备制造业以及通信设备、计算机等电子制造业在保持较高的集聚度年均增长的基础上，均实现了中度集聚向高度集聚的转变。此外，对比三大区域的

表1 2000-2012年广东省技术密集型制造行业集聚度年均变化率

行业集聚度变化率，可以看到在珠三角地区集聚变化不大的情况下，除了电气机械及器材制造业，东西两翼和粤北山区技术密集型行业的集聚度年均变化率上升幅度均普遍大于全省或珠三角地区，且大多实现了由低度集聚转为中度集聚。

三、模型的构建、数据说明和变量描述

（一）理论模型

从技术进步的角度来研究产业集聚外部性和产业增长的关系，是近年国外学术界研究产业集聚外部性理论的主要方向。本文以新地理经济学理论为基础，继承了Romer（1986）和Lucas（1988）将技术进步作为经济增长的内生驱动因素的观点，将规模报酬不变及中性技术进步作为模型假设，认为产业集聚的外部性效应对产业内和产业间的技术进步乃至产业增长具有直接提升作用的同时，其带来的技术溢出效应能外生地能促进人力资本等内生技术进步要素的投入水平。产业集聚与产业增长之间存在着相互促进作用，产业的集聚效应使产业在市场和政府的资源优化配置下实现其地理和规模上的优化，进而为产业增长提供效率基础，产业在不断自我强化中实现大推进式的发展和壮大，并形成具有地域禀赋特色的增长极，为产业的进一步集聚提供要素和产品市场条件，三者之间的具体关系如图2所示。

图2 产业集聚、技术进步与产业增长的理论关系

根据新地理经济学理论的观点，在集聚作用下产业持续增长的动力主要来源于产业间技术知识的溢出效应以及产业内企业在市场竞争中的相互博弈。按其来源的不同，可以分为以下三种类型的动态外部性效应：

1. 专 业 化 外 部 性 。Marshall（1890）、Arrow（1962）以及Romer（1986）认为产业内部企业在有限的空间内集聚并相互模仿学习的同时，高素质劳动力在不同企业间的信息和知识交流使得各个厂商都因此而受益，在知识的积累效应下，专业化生产带来的产业内信息和知识的快速传播促进该区域形成更具有生产效率的环境。以珠三角为例，上世纪80年代以来佛山的陶瓷业、江门的五金业以及中山的灯饰业的高速发展都离不开地区专业化生产所带来的外部性效应，专业化生产使得这些产业原有的传统工艺手段得到不断的升级，并形成具有地方特色的产业集群区域。

2.多样化外部性。Jacobs（1969）提出与Marshall（1890）为代表的新古典经济学家所不同的观点，他认为产业集聚的技术知识溢出主要是来源于相互关联产业间的学习交流，且这些产业在地理上是相互邻近的。Scherer（1982）经过进一步调查后指出，产业的创新约有70%是源自于产业间相互作用，不同产业间企业由于异质性的原因往往存在更少的竞争意识，相对于专业化外部性的溢出效应，不同产业间的生产主体更愿意进行信息的交流。

3.竞争化外部性。自20世纪80年代开始就有大量的学者研究竞争对产业发展的影响，但产业集聚下企业竞争对产业增长和技术进步形成影响的规范和经验研究均依然方兴未艾。其中，Porter（1990）为代表的哈佛学派提出的竞争战略理论认为，中国、印度等市场经济不完善的发展中国家产业内部的激烈竞争对于企业的工艺和管理创新具有激励效应，在追求生存和利润最大化的背景下，竞争有利于促进产业内部企业形成彼此相互学习和创新的氛围。我国智能手机产业的发展就很好地体现了这点，各种由国外厂商率先使用的技术在短时间内就迅速地被国内有关厂商所模仿，并作进一步的创新。

（二）实证模型与数据说明

在此框架下，本文的总体技术路线是以地级市为数据面板，从比较区域差异的角度对模型进行估计，模型的隐函数形式为：

式（1）中PVAd和PK分别表示地区的人均制造业增加值和资本存量，式（2）中Φd表示地区的产业技术进步率。将式（1）和式（2）进行对数线性化处理以进行具体估计，为保证模型估计过程中工具变量有效性的同时验证产业增长的自我强化效应，在式（1）中引入产业增加值最高为二阶的被解释变量滞后项，并将式（2）通过技术进步率代入式（1），可得本文估计的基本模型：

式（3）Spe，Div，Com分别表示产业集聚的专业化外部性、多样化外部性、竞争外部性。Spesq表示专业化外部性的平方项，其考察专业化程度与技术进步率的非线性关系，Div*Com为多样化外部性和竞争外部性的交叉项，用以验证产业间和产业内竞争效应共同带来的产业增长效应。此外，PR&D表示制造业的人均研发投入水平，Hs表示制造业人力资本水平，考虑到数据的可得性，本文使用规模以上制造业企业R&D从业人员与总企业从业人员的比例进行衡量，与人均研发投入水平作为内生性技术进步因素考察其对产出的影响。而δd及εd，t分别为地区的各种与讨论无关的产业增长因素以及随机误差项。

在估计方法上，系统GMM将内生变量差分滞后项作为水平方程中内生变量的工具变量，使得工具变量独立于随机干扰项，从而克服弱工具变量问题，因此是目前估计动态面板数据的有效方法。在数据来源上，本文数据主要来自《中国工业统计年鉴》、《广东工业统计年鉴》、《广东省统计年鉴》以及广东省地级市统计年鉴，部分数据包括行业企业从业人员数、行业出口额数据取自国研网的《工业企业数据库》。同时利用工业品出厂价格指数、固定资产价格指数、GDP平减指数分别对制造业产业增加值、固定资产投资额、三次产业增加值进行平减，以剔除物价对研究的影响。

（三）集聚外部性变量的衡量

1.专业化外部性指标。参考Sulhvna①O'Sullivan A，Urban Economics,New York:Irwin McGraw Hill,1996,P.220.和魏守华等②魏守华、吕新雷、何嫄、禚金吉:《专业化与多样化的技术外溢效应：基于苏浙两省创新绩效的对比研究》，《南大商学评论》2008年第1期。的做法，考虑出口因素带来的对专业化程度的低估，专业化外部性程度指标使用区域细分行业增加值VAij的求和占该地区三次产业总增加值VAj比例与剔除出口量的上一级地区制造业细分行业增加值VAi的求和占上一级地区制造业VA之比进行衡量，具体公式为：

2.多样化外部性指标。本文使用克鲁格曼提出的标准指数形式进行衡量。具体公式为：

克鲁格曼多样化指数的优势在于能够敏感地体现不同区域间生产多样化与整体的差异性，衡量了制造业细分行业非同质行业规模与总制造业规模的比例在区域间的差异，该指数越接近零表明地区的制造业结构越呈现多样化。

3.竞争化外部性指标。按照波特对于竞争外部性的定义，本文使用区域规模以上制造业中小型企业数Mj占企业总数Nj的比例与上一级地区制造业中小型企业数M占企业总数N进行衡量。具体公式为

（四）集聚外部性变量的统计观察

由图3可看出广东省不同区域制造业集聚外部性因素的变化差异。在集聚的专业化程度方面，2000-2012年珠三角地区总体表现较为平稳，略有下降；东西两翼和粤北山区总体上升；2006年以来东西两翼地区制造业专业化表现出持续走高的势头。在集聚的多样化程度方面，珠三角在2008年前有明显的较大幅度上升，2008—2009年间经历明显的下降后表现出较为平稳的走势；而东西两翼地区和粤北山区基本上表现为一种下降的走势。在集聚的竞争程度方面，珠三角地区企业竞争程度明显高于其他两个地区，并表现为一种波动式上升的走势；东西两翼和粤北山区总体竞争水平较低，且走势较为平稳。

图3 2000-2012年广东省制造业外部性因素变化趋势图

四、模型的结果分析

表3中的模型1表示技术进步只考察Hs和R&D内生性因素的产业增长模型的估计结果。模型2表示技术进步因素考察的内容除Hs和R&D内生性因素外，还包括产业集聚外部性三因素，即式（3）的估计结果。从模型估计的合理性看，各地区模型的Sargan检验均表明模型不存在工具变量识别问题，可以接受在5%水平上接受工具变量有效的基本假设。同时二阶的系统GMM扰动项自相关系数均不显著，说明不存在二阶或以上的模型自相关问题，因此可以对模型参数进行分析。

对比考察两模型的估计差异，我们发现当模型中增加了产业集聚的外部性因素后，模型2的人均资本存量、人力资本水平和人均研发投入水平的产出弹性系数相对于模型1来说都有了提高，这反映了制造业集聚通过外部性效应直接促进了产业的技术进步的同时，由集聚外部性带来的溢出效应提高了内生技术因素的产出作用。产业集聚优化了产业在空间和规模的配置，使得人均资本存量在投入效率上得到改善，进一步促进了产业的增长。

表3 产业集聚效应的系统广义矩估计结果

从两模型估计结果的共同点看，被解释变量滞后项系数都为正向显著，说明广东制造业产业增长有自我强化的趋势。从技术进步的内生性来源上看，一方面，两模型中人力资本水平和人均研发投入水平等内生变量均表现正向，且大部分地区在统计上显著。另一方面，各地区人力资本水平对产业增长的作用均低于其人均研发投入水平，可以认为当前广东省研发支出投入相对于人力资源投入依然占据着更为重要的地位。

对比广东全省和珠江三角洲制造业的回归结果，发现两者解释变量系数的估计结果有较多的共同点，不同的是，从模型2产业集聚的外部性效应上看，广东省总体上产业集聚的外部性效应体现为专业化外部性和竞争外部性，而珠三角产业集聚外部性效应对产出的影响主要是多样化和竞争化外部性，且两者间的交叉项为正向显著，但专业化外部性表现为显著的负向作用，这表明珠江三角洲在产业集聚的外部性增长作用上对于企业间竞争和地区产业多样化外部性的依赖程度更高，可以认为珠三角地区单纯依靠专业化生产的发展模式已经难以支撑其在日趋激烈的市场竞争背景下向更高层次产业转型升级的发展需求。

与珠三角地区相比，东西两翼和粤北山区制造业集聚的外部性对产出的影响主要表现在专业化外部性上，而企业竞争外部性对产出有消极作用，不过两地区制造产业专业化带来的正向外部效应大于竞争外部性的负向效应，表明了东西两翼和粤北山区制造业发展尚处于较低的阶段，相对于生产的多样化和竞争程度，专业化分工能更有效地促进产业的增长。此外，模型1和模型2中人均资本存量对东西两翼和粤北山区制造业增长的作用明显要大于珠三角地区的人均资本存量产出系数，这间接揭示了加大以人均物质生产要素投入为基本手段的生产方式更有利于促进东西两翼和粤北山区的产业增长。

内生的技术因素以及产业集聚的外部溢出效应对于技术进步和产业增长具有积极作用是学术界较为认可的观点，但产业集聚的外部性是否有利于促进人力资本等内生技术因素投入水平仍需要进一步研究。为此，本文使用Granger因果关系检验对两者之间的关系进行分析（见表4），结果表明：广东省制造业产业集聚的外部效应总体上表现为生产的专业化和多样化促进了内生技术因素的投入，而竞争的外部性并不能解释内生技术因素的投入水平的变化；此外，不同区域间存在着两者关系的差异，珠三角地区的结果与广东省整体比较接近，而东西两翼表现在生产专业化对内生技术因素的促进上，粤北山区制造业产业集聚的外部性对内生技术因素的影响并不显著。

表4 产业集聚外部性与内生技术进步因素的Granger因果关系检验

五、结论与启示

通过构建地级市动态技术进步模型，本文对广东省制造业集聚的外部性的技术溢出效应与区域产业增长的影响进行研究，结论表明：广东制造业集聚发展具有显著的“中心—外围”空间布局特征，绝大部分制造行业依然集聚在珠三角地区，在近年产业政策的导向下，部分制造行业开始加快向珠三角之外地区转移和扩散，其中东西两翼和粤北山区技术密集型制造行业集聚程度提升明显。广东制造业集聚的外部性在产业发展水平不同的地区表现不同，在制造业较发达的珠三角地区主要表现为多样化和竞争外部性效应，在欠发达的东西两翼和粤北山区主要是专业化外部性效应。此外，广东制造业集聚的外部性优化了制造业的空间和规模配置，表现为促进内生技术因素的投入水平同时，提高了人均资本存量的投入产出比。

由此可以得到的启示是，第一，产业集聚是促进广东欠发达的东西两翼和粤北山区经济发展的重要途径。东西两翼和粤北山区要积极利用珠三角产业转移的契机，着力改善投资环境，以吸引更多企业投资，形成更具有规模效应的集聚产业区域，并通过产业集聚的自我强化加快推动地区产业增长和经济社会发展。

第二，产业集聚的外部性作用在技术特征不同的行业和产业发展的不同阶段表现特点不同。对珠三角地区而言，在经历了制造业集聚发展之后，决定制造业持续发展的关键是转型升级。广东省在积极实施传统产业向外转移的同时，更为重要的是大力促进制造业技术进步和产业升级。集聚区域专业化带来的规模效应对于产业的发展固然重要，而如何发挥包括区域产业多样化在内的外部性效应以促进技术进步和产业升级对提升珠三角制造业持续优势竞争力需要给予更多的关注和重视。

第三，发展水平不同的制造业的产业结构变化和不同时期不同地区的产业集聚演化是交织在一起的。珠三角因其有利的区位、历史等因素的共同作用优先发展成为广东制造业的中心地区，在珠三角制造业产业转移和结构升级的过程中，东西两翼和粤北山区应该抓住以广东省“双转移”为首的政策导向机遇，发展具有各自特色的专业化产业集聚区，争取形成以珠三角为中心、向周边地区扩展和辐射、带动东西两翼和粤北山区联动发展的制造业空间产业格局，进而提高广东制造业发展的结构效应和空间效应。