技术进步率差异下的中国制造业集聚——基于新经济地理学的分析

张永恒 ， 郝寿义,b

(南开大学 a.经济学院;b.中国特色社会主义经济建设协同创新中心，天津 300071)

技术进步率差异下的中国制造业集聚
——基于新经济地理学的分析

张永恒a， 郝寿义a,b

(南开大学 a.经济学院;b.中国特色社会主义经济建设协同创新中心，天津 300071)

在新经济地理学的自由资本模型基础上，引入地区间技术进步率的差异，得出新的产业流动均衡方程；运用数值模拟，研究在技术进步率存在差异的前提下市场规模和贸易自由度如何影响产业份额并促进集聚的形成。在此基础上，选取中国四大经济区域17个省份，对中国制造业集聚的影响因素进行分析，并对新经济地理学的一些结论进行验证。实证结果表明：不同制造业集聚的影响因素存在差异，但总体来说，技术进步率、规模经济和地方保护主义对中国制造业集聚的影响范围更广；本地市场效应仅在个别行业内存在；当贸易成本较低时，劳动密集型产业的集聚倾向高于资本密集型产业。

技术进步率；贸易自由度；规模经济；制造业集聚

0 引言

在经济发展过程中，同一类型或不同类型的企业会由于各种原因集中在一定的地理范围内，无论发达国家还是发展中国家都会出现这种现象。关于制造业集聚的研究最早可以追溯到以马歇尔为代表的新古典经济学。A.Mashall开创性地提出集聚的概念，认为集聚的主要原因是“劳动力池”效应、中间产品的投入以及知识和专业技能的外溢效应[1]。在此基础上，对制造业集聚的研究主要分为3种类型：一是以P.Romer，R.E.Lucas为代表的新增长理论。在新古典的完全竞争市场基础上，将规模报酬递增和马歇尔的外部性思想结合到一起，利用内生增长理论研究集聚现象[2-3]。二是以P.Krugman，M.Fujita，A.Venables，M.J.Melitz等为代表的新经济地理学及新新经济地理学。在DSK框架下，将不完全竞争市场结构和规模报酬递增结合起来，对产业的转移进行分析，并考虑基于企业生产率不同所导致的产业迁移及集聚现象[4-6]。三是近几年初见成效的以K.Desmet，E.Rossi-Hansberg等为代表的空间发展理论[7-9]。将宏观经济研究中常用的DSGE框架应用到区域的产业扩散和发展中，并运用数值模拟研究产业发展的时空演变。

本研究基于新经济地理学对制造业集聚进行分析。新经济地理学认为本地市场效应、价格指数效应和市场拥挤效应决定了产业的区位选择，现在仍不断有学者在此框架下进行建模，丰富着这一理论。但是，新经济地理学对于由地区技术进步率差异所导致的产业集聚现象分析不足，虽然R.E.Baldwin将R&D活动引入到模型，并指出R&D会通过要素的内生积累促进产业集聚[10]。另外，在M.J.Melitz首次将异质性引入到新经济地理学之后[6]，越来越多的学者开始研究具有不同生产率企业的集聚现象，如M.J.Melitz等认为生产效率高的企业如果从市场规模较小区域进入到较大区域，将获得更高的收益，从而导致生产效率高的企业会逐步迁移到核心区域，进而提升地区的技术进步率[11]。R.E.Baldwin等在上述基础上论证了即使边缘地区采取了生产补贴政策也不可能阻止生产率的排序效应所导致的效率较高企业的迁出现象[12]。这些研究得出的结论似乎都是只有生产效率高的企业为了获得更大的收益才会向核心区域集聚，但是T.Okubo却发现，相比较而言，生产效率低的企业更加喜欢集聚，因为集聚可以提升企业的效率，而排序效应又会使之前生产率低的企业在生产率得到提升之后，重新选择更高层次的集聚[13]。这些研究都是基于企业层面的技术进步率所进行的产业转移分析，并未考虑由区域间技术进步率差异所导致的产业转移现象，但这一因素的影响是不可或缺的，J.A.Schumpeter指出市场集中度和地区的研发活动之间有极强的互动关系[14]，P.Dasgupta等实证研究也证实了这一关系[15]。D.Acemoglu认为，市场潜力是企业区位选择的重要因素，也是创新激励和技术进步的一个重要影响因素[16]。

国内对于地区技术进步率的研究较多，但大都集中在分析技术进步对地区经济增长率或某一行业增长率的贡献上，仅有少量文献从区域层面分析了技术进步率和制造业集聚之间的关系。梁琦等以长三角制造业为例证明了产业集聚能促进产业的升级从而推动行业的技术水平[17]。苏李等利用2001—2008年中国制造业的数据分析了产业集聚度及其变化对技术进步的影响，认为从整体来说产业集聚推动了技术进步，但各细分行业的集聚对技术进步的影响程度却存在显著差异[18]。殷德生以中国三大经济圈为例对中国制造业集聚的决定因素进行的实证分析表明，技术进步率在地区之间的影响效果差异较大[19]。曾刚认为在当前知识经济时代，加快产业的技术升级和换代是提高区域产业竞争力的关键因子之一[20]。厘清在地区技术进步率存在差异的前提下中国制造业集聚的影响因素对于中国制造业的区位选择及政策制定、促进制造业的转型升级具有重要意义。因此，本研究将地区技术进步率差异引入到新经济地理学的自由资本模型中，对新经济地理学的自由资本模型进行扩展，推导技术进步率差异下的产业流动均衡方程。在此基础上对均衡方程进行数值模拟并进行分析；根据前述理论模型的主要分析建立计量方程，利用我国省级层面的相关数据进行检验，以期验证理论模型的相关研究结论，分析在技术进步率存在差异的前提下新经济地理学中的主要因素与产业集聚之间的关系。

1 模型的设定及理论分析

1.1 基本假设及短期均衡

模型的主要假设和新经济地理学的自由资本模型一致，主要区别在于本模型假定北部和南部两地区之间的技术进步率存在差异，即对于同种制造业产品来说，发达地区的技术进步率要高于欠发达地区。这里消费者的效用函数为新经济地理学的标准形式，即：

式中：Cm代表工业品总体消费量；Ca代表对农产品的消费量；nw为两地区总体的工业品种类；μ为工业品支出份额；ci为消费者对第i种工业品的消费量；σ为任意两种工业品之间的消费者替代弹性。消费者效用最大化问题的约束条件为：

式中：Pa表示农产品价格；pi表示第i种工业品的价格；E表示消费者的总支出。根据消费者效用最大化及其约束条件可得代表性消费者对工业品的最优消费量为：

1.2 长期均衡下的产业转移空间分布方程

在长期，资本为了获得平均收益可以自由流动，根据资本流动方程Sn=(π-π*)sn(1-sn)可知会出现两种均衡：一种是两区域资本收益率相同时，即π=π*，此时0

式中：T=a*/a，φ=τ1-σ，τ是冰山运输成本。可以看出北部的技术进步率越高则a越小，进而T越大，即地区间技术进步率差异越大。从上式可以看出，产业的集聚程度和地区间的技术进步率之间存在非线性关系，这种非线性关系也会受到贸易自由度和市场规模的影响。为了看清长期均衡下各变量之间的关系，对该方程进行数值模拟和分析。

1.3 技术进步率差异下的产业转移分析

1.3.1 不同技术进步率下产业转移和市场规模的关系。值得注意的是，当把模型所描述的地区间技术进步率差异消除后，将退化为标准的自由资本模型，此时的市场规模和产业份额之间的关系即为标准自由资本模型所描述的nn线。在此，对不同技术进步率下的地区市场规模和产业份额之间的关系进行数值模拟。遵循新经济地理学常用的参数设置[21]，取σ=5，sE=0.5，τ=1.6。另外，假设发达地区的技术进步率比落后地区高5%，即a*=1，a=0.95，可以说这一差异水平与现实相比可能较小，但结果已能够反映相应的规律，对于技术进步率差异较大会产生的影响将在后面进行论述。需要说明的是，如加大这一差异水平，则只会更加强化下述分析的正确性。数值模拟结果显示市场规模和产业份额之间呈严格正向关系，说明在技术进步率存在差异的前提下，较大的市场规模会由于规模经济的存在而提高本地区的产业份额并促进产业集聚，同时，在初始状态下，发达地区的市场规模会高于欠发达地区，这就形成了技术发达地区先行发展的前提条件。

另外，根据空间分布方程可知，如果市场规模和产业份额之间的斜率大于1，市场份额的扩大对产业集聚的速度会有更大的影响，即新经济地理学中的本地市场效应。可以证明当两地区的技术进步率差异较小时，同样贸易自由度下，上述斜率值会大于1，这就是本地市场放大效应，而地区间技术进步率差异的扩大会减弱两者的影响程度。因此，地区间较大的技术进步率差异会影响本地市场效应的放大程度，进而对发达地区和欠发达地区都产生负面影响。这说明当地区技术进步率差异较大时，产业集聚的速度可能会放缓，因为如果欠发达地区的企业生产效率较低，即使迁移到发达地区，那也会由于只能获取零利润而退出市场，并减弱产业集聚的速度。E.S.Brezis等[22]、R.J.Barro等[23]通过其他方法证明了区域内部地区间技术进步率差距必须适当，且只有适当的技术进步率差距加上与之相适应的产业结构后，整个区域内部才能协调发展，实现整体的技术赶超。这些都体现了地区间技术进步率差异过大所带来的弊端。

1.3.2 技术进步率差异下贸易自由度和产业份额的关系。参照前述对模型参数的设置，假定σ=5，a*=1，a=0.95。需要注意的是，当存在技术进步率差异时，北部的市场规模应大于0.5，但由于这里的差异较小，方便起见，令sE=0.5，事实上，如果sE设置为其他任何大于0.5的值，只会使产业集聚的速度更快。另外，为分析技术进步率差异对两者关系的影响，还对a=0.85时进行了模拟。模拟结果显示，当两地技术进步率差异较大时，虽然初期产业集聚速度比技术进步率差异较小时要快，但到了后期，产业集聚的速度则会由于技术进步率差异太大而降低。另外，模拟结果还显示，当地区间存在技术进步率差异时，贸易自由度的扩大将会使发达地区的产业份额上升，而且上升的速度也会逐步加大。

1.3.3 技术进步率差异和地区产业份额的关系。参数选择依然是σ=5，sE=0.5。为了体现贸易自由度对两者关系的影响，对不同的贸易自由度下(τ=1.6，1.75，2.1)技术进步率差异和产业份额之间的关系进行模拟。另外，一般情况下发达地区的市场规模都要比欠发达地区大，因此，还模拟了在市场规模不一样时(sE=0.5，0.6，0.7，τ=1.6)技术进步率差异和产业份额之间的关系。模拟结果显示，地区间技术进步率差异的加大会促进产业的集聚，并且随着差异程度的扩大，集聚速度也会加快，而随着贸易自由度的提升，地区间技术进步差异对产业集聚的影响将会加强。另外，较大的市场规模也会加快基于技术进步率差异所导致的产业集聚速度。

2 计量建模与实证分析

2.1 研究数据

样本数据来源于2000—2015年的《中国统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》(2013年起更名为《中国工业统计年鉴》)和《中国经济普查年鉴2004》。样本选择考虑了以下几点：第一，改革开放以来，国家统计局对国民经济行业分类体系进行了两次大的调整，并且每次调整的行业分类变化都较大，为了保持行业的前后一致性，选取15个在两次修订的国民经济分类体系中基本未改动的行业，并将其划分为劳动密集型、资本密集型和技术密集型，其中劳动密集型包括食品制造业、饮料制造业、纺织业、食品加工业、造纸及纸品制造业；资本密集型包括非金属制造业、黑色金属冶炼及压延加工业、金属制品业、有色金属冶炼及压延加工业和通用设备制造业；技术密集型包括化学纤维制造业、电子及通讯设备制造业、化学原料及化学制品工业、医药制造业和电器机械及器材制造业。第二，在检验制造业集聚的影响因素时，是以长三角经济区(上海、江苏、浙江)、珠三角经济区(广东、福建、海南)、环渤海经济区(北京、天津、辽宁、河北、山东)和中原经济区(河南、湖北、湖南、江西、安徽、山西)为研究对象，因为这四大经济区的分行业制造业规模总和大都占全国的70%以上，仅有饮料制造业在近几年有所降低，但也在65%左右。这样选取数据的另一个考虑是因为部分行业在其他多个省份占比极小且较多年份均存在缺失值，而这可能会影响实证检验的有效性。第三，测算产业集聚度既可以选择就业数据也可以使用产出数据，国内外学者使用较多的是就业数据，但《中国工业年鉴》在2013年未统计各行业就业人数，因此，使用各行业的工业销售产值测算其集聚程度，这并不会导致测算结果产生较大偏差。

在实证分析中，数据选择包括3个部分：一是被解释变量的测度，即各行业的集聚度，选取区位熵指数代表一个区域某产业集聚度在全国的相对水平，计算公式为：Lij=(sij/sj)/(si/s)。式中：sij为产业i在j区域的工业销售产值；sj为j区域全部产业的销售产值；si为产业i的全国总销售产值；s为全国所有产业的总销售产值。二是上述理论模型中所包含的各影响因素，其中包括贸易自由度、技术进步率水平和地区资本收益。三是考虑到影响制造业集聚的因素众多，为防止遗漏重要变量，再结合新经济地理学的基本理论及模型得出的结论，选取规模经济、本地市场效应和地方政府保护强度进行分析。根据新经济地理学理论，规模报酬递增是产业转移的主要集聚力，行业规模越大，区域的规模经济效应越强，区域的产业集聚度也就越高[24]。D.R.Davis等对OECD国家数据进行检验时发现，本地市场效应是普遍存在的[25]。颜银根对2002年中国30个地区的投入产出表研究发现，42个行业中至少有11个存在明显的本地市场效应[26]，这两个因素在模型中的作用在上述理论研究中也有所体现。另外，改革开放以来，我国各地方政府为了保护本地区产业发展，人为地形成贸易壁垒，从而不利于产业集聚。韩峰等利用我国284个地级及以上城市制造业的数据发现，地方保护主义从专业化劳动力可得性、中间投入品可得性和区际人际沟通的技术溢出作用方面产生影响，从而对产业集聚产生阻碍[27]。因此，实证研究加入地方保护主义这一指标。

2.2 影响因素的定义及计量模型的设定

结合上文的理论分析，对各变量进行定义(表1)。设定的计量模型为：

式中：β0为截距；β1，β2，…，β6为待估参数；μit为误差项。

表1 各变量的定义Tab.1 The definition of each variable

2.3 实证结果与分析

实证分析采用的是分行业的省级面板数据来检验多种制造业集聚的影响因素。因此，选择合理的面板模型是保证估计结果科学合理的前提。由于选取的时间维度相对于截面维度较多，有可能带来异方差和序列相关问题，为消除这些影响，模型采用全面FGLS进行估计。通过回归(表2、表3和表4)可以发现，中国制造业集聚的影响因素既存在共同因素也存在着不同的因素。(1)代表规模经济程度I的参数都极其显著，说明规模报酬递增是影响我国制造业集聚的主要因素。(2)代表地区技术进步率T的参数在选取的15个行业中有10个行业的系数为正且均通过显著性检验，说明地区技术进步率对大部分制造业来说是促进集聚的主要因素，这也证实了上述理论分析中的观点。但对于造纸业、黑色金属冶炼及压延加工业、化学原料及化学制品制造业这类粗放型、资源密集型产业来说，技术进步状况不是主要的考虑因素，接近市场、接近资源地才是其选址的主要因素。(3)代表地区收益率水平R的参数有9个行业的系数为正且显著，说明产业的收益率水平是产业转移的重要影响因素，这也与理论模型分析一致。(4)代表政府规模G的参数有11个行业的系数为负且显著，有3个行业为正的显著性，说明地方保护主义确实对大部分产业的集聚形成阻碍。(5)对代表本地市场效应指标M的检验中，由于本地市场效应主要由产品的需求替代弹性决定，只有产品的需求替代弹性较高才会导致本地市场效应的存在，因此并非所有行业均存在本地市场效应。检验结果显示只有5个行业存在本地市场效应，分别为饮料制造业、食品加工业、金属制品业、化学纤维制造业和医药制造业。(6)贸易自由度对产业集聚的影响由F来表示，结果显示有9个制造业的回归结果符合预期。对比后可以发现，劳动密集型产业对交通状况的关注程度更高，而资本密集型产业的关注程度则较低。这主要是因为劳动密集型产业的进入门槛相对较低，相对利润水平也较低，这类产业需要更快的产品销售速度，这就需要更便捷的交通条件，而对于资本密集型产业来说，配套产业集聚所产生的成本节约则更为重要，同时，实证研究所涉及到的相关区域的交通状况都较好，因此，在这些地区中，交通条件在资本密集型产业的区位选择中并非主要因素。

表2 劳动密集型产业回归结果Tab.2 The regression results of labor intensive industry

说明：由Stata13.0计算，*，**，***分别表示在10%，5%，1%的水平上显著。下表同。

表3 资本密集型产业回归结果Tab.3 The regression results of capital intensive industry

表4 技术密集型产业回归结果Tab.4 The regression results of technology intensive industry

3 结论与启示

在新经济地理学FC模型基础上，引入地区间技术进步率的差异，利用数理建模和数值模拟进行分析。理论分析表明，较大的市场规模会由于规模经济的存在而提高本地区的产业份额，从而促进集聚的形成；同时，地区间技术进步率差异的存在会使发达地区拥有更大的市场规模从而形成提前发展的比较优势。还需要注意的是，地区间技术进步率的差异会对集聚产生正反两方面的影响，一方面，差异的加大会促进产业的集聚，并且随着差异的扩大，集聚也会加速;另一方面，地区间技术进步率的差异会影响本地市场效应的程度，从而又会减缓集聚的速度，最终影响则需权衡两种力量的强弱，而较高的贸易自由度则会增强促进集聚的力量。在这些分析的基础上，选取我国17个地区1999—2014年15个制造业的相关数据进行实证研究，并对新经济地理学的一些其他结论进行验证。

(1)地区技术进步率是影响中国制造业集聚的重要因素之一，而且对不同产业的影响程度存在差异，但对于粗放型、资源密集型产业来说，技术进步状况不是主要的考虑因素，接近市场、接近原料地才是其选址的主要因素。

(2)市场经济下，逐利的目标必然导致规模经济程 度和收益率水平是企业进行区位选择的重要影响因素。因此，地方政府在引导地区产业结构转型升级时，务必对企业的利润水平给予更多的关注和重视。

(3)虽然我国市场一体化程度在逐步提高，但市场分割、地方保护主义依然是制约制造业集聚的重要因素。当然，这并不代表必须完全破除地方保护主义，地方政府若能根据自身禀赋、结合市场规律选择合适的主导产业，并通过强大的政府力量促进相关产业的集聚，这也不失为促进经济发展、提高市场效率的有效途径。

(4)由于本地市场效应在某些产业中是存在的，这也应当成为地方政府选择主导产业时重点考虑的因素之一。

(5)由于以交通状况为代表的贸易成本有效降低后，其对劳动密集型产业集聚的影响将高于资本密集型产业。因此，对于较为落后的西部地区来说，可以首先通过交通状况的改善吸引劳动密集型产业，产生规模效应后，再通过政府引导以及上下游产业的关联吸引资本密集型或技术密集型产业的集聚将会更为合理和有效。

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China’s Manufacturing Agglomeration under Different Technological Progress Rate: Based on the Framework of New Economic Geography

Zhang Yonghenga, Hao Shouyia,b

(a.InstituteofEconomics;b.CollaborativeInnovationCenterforChinaEconomy,NankaiUniversity,Tianjin300071,China)

Introduced a different technological progress rate to FC model, it provided a full characterization of industrial location in this new model. With numerical simulation, result shows how the market size, freeness of trade could influence the share of industrial firms and the industry agglomeration under different technological progress. Based on the data from 17 provinces in the four economic zones, it analyzed the determinative factors about the manufacturing industry agglomeration, so as to confirm some conclusions of NEG. Results show that the determinative factors among different industry is different. But generally speaking, the influence of technological progress, scale economy and regional protectionism is much more important, home market effect only exist in some industries, and when the freeness of trade has got to some extent, its influence on labor-intensive industry is more important than on capital-intensive industry.

technological progress rate； freeness of trade； scale economy； industry agglomeration

2015-04-30；

2016-08-17

国家社会科学基金一般项目(14BJY059)；天津市科技计划项目(14ZLZLZF0081)

张永恒(1981-)，男，河南济源市人，博士研究生，讲师，主要从事区域经济发展、新经济地理学研究，(E-mail)13523354464@163.com。

F061.5

A

1003-2363(2016)05-0007-05