有偏技术进步、要素替代与区域经济增长——研究综述

韩　彪　王云霞

(深圳大学，深圳　518060)

有偏技术进步、要素替代与区域经济增长——研究综述

韩彪王云霞

(深圳大学，深圳518060)

〔摘要〕很多学者将区域经济差异产生的原因归结于地理区位、制度、工业产业布局、生产集中、人口分布、贸易开放等外生经济变量，而忽视了资本、劳动力以及技术进步等内生变量对区域经济增长的解释。本文以内生新经济增长理论为出发点，从经典文献中寻找研究有偏技术进步与要素替代的经济学基础，从国内外文献中梳理要素替代对经济增长的“效率效应”和“分配效应”的微观机理的研究进展，尝试为区域经济尤其是透析区域经济、收入差距的成因提供一个新的视角。

〔关键词〕有偏技术进步要素替代区域经济增长研究综述

引言

中国正步入丹尼尔·贝尔的“后工业社会”，已是很多经济学家的共识。经济发展“新常态”下，劳动力和资本粗放式积累对经济增长的贡献已经下降。从要素供给的角度看，经济增长的新动力在于提高要素质量和优化要素配置，实现由单一要素投入到依靠要素合理配置的转变，实现由技术进步和效率改善带来的全要素生产率的提高。从微观机制看，要素的替代弹性反映市场这只“看不见的手”对要素的配置作用，要素的流动效率以及要素与要素间的替代关系是对市场效率的折射。因此，技术进步的偏向性以及要素替代弹性是衡量市场对资源配置效率的重要参数，如何通过要素间的合理配置来促进区域产业升级和增长方式的转变是当前经济学界关注的热点。从区域经济增长理论看，根据Solow新古典经济增长模型，不发达地区在经济发展到一定程度会加速赶超发达地区，区域经济会沿着均衡发展的路径收敛。然而，Fujita(2001)对中国1985～1994年的经济数据研究发现，中国沿海与内陆、经济核心与边缘地带的发展差距逐渐拉大，经济发展差距通过分配效应机制传导，最终导致收入差距的扩大[1]。很多学者从地理区位、制度、工业产业布局、生产集中、人口分布、贸易开放等外生变量对中国区域经济差异产生的原因进行解释。此外，也有学者用比较优势理论研究了资源禀赋的动态变化对区域产业升级的影响。然而，这些研究都是基于经济增长的外生变量，从经济增长内生变量角度考虑有偏技术进步下资本、劳动力、能源等经济变量的配置效率对区域经济差异影响的文献较少。在内生经济增长理论的研究框架下，本文对技术进步、要素替代与区域经济增长的相关文献进行回顾和梳理，尝试为区域经济及相关理论拓展新的视野。

1　有偏技术进步与要素替代：理论演进

经济增长理论主要以生产要素和技术进步为研究对象。技术进步可以促进要素生产率的提高，抵消来自于要素成本上升的竞争劣势[2]。

古典经济增长理论中，斯密将劳动、资本、制度当成经济增长的基本要素。萨伊(Say)在1803年就指出生产的价值归因于劳动、资本和自然力三者的合力。19世纪末20世纪初，Marshall在《经济学原理》中专门论述了生产要素，他认为：生产要素通常分为生产资本、人类的劳动和土地3类。20世纪60年代初，Hicks在其著作《工资理论》中有关于替代弹性和技术进步进行了的最早论述，文中分析了劳动和资本的替代弹性，并将替代弹性用于分析劳动力和资本的收入变化，认为替代弹性是资本与劳力投入比变动引起二者相对价格变动的比率[3]。此外，他认为要素价格的变化会引发技术创新，当某种要素的相对价格提高时，价格低廉的生产要素将受到资本家的追捧，追求利润最大化的本性将刺激厂商加大寻找节约该要素的技术，提高低价格生产要素的边际生产率。但值得注意的是，古典增长理论并没有提出技术进步的偏向性，技术进步作为外生变量对生产要素劳动生产率提高的机会均等，对要素投入比没有影响。20世纪50年代，Solow的新古典经济增长模型普遍应用于测算各国技术进步的速率及技术进步对经济增长的贡献，但遗憾的是索罗经济增长模型建立在技术进步为中性的假设上，替代弹性的讨论以相等的资本——劳动投入比为前提，这些基本假定与经济现实相悖。20世纪60年代，工资水平随着劳动产出水平的提高而提高，为节省变得昂贵的劳动力，技术进步偏向节省劳动力的方向进展[4]。正如Fellner(1961)在其技术创新理论中所说：“劳动力的工资水平在过去持续增长，预计还将增长，技术进步试图节约这种正变得更加昂贵的要素。”[5]与此同时，他将Hicks论述加以扩展并得出技术进步是有偏且偏向劳动增强型的结论。基于Fellner和Kennedy讨论的基础，Samuelson(1965)构建了一个“Simplified Model”，通过这个模型，企业可以通过选择资本偏向技术创新或劳动偏向技术创新而使企业成本达到最小[6]。然而，Nordhaus(1973)质疑该模型建立在“可疑”的宏观经济基础之上，认为只有当技术创新符合“哈罗德中性”①才会有一般均衡增长。Jiang Li和Kenneth(2014)运用BOX-COX转换法，分别从短期和长期对加拿大的有偏技术进步进行了测算，证明劳动增强型技术偏向是加拿大技术进步的方向，这在一定程度上验证了Fellner关于技术进步偏向的论述，符合“哈罗德中性”假说。进入20世纪末，内生经济增长理论崭露头角，与索罗经济增长模型相比，内生经济增长理论强调技术创新，认为劳动分工程度和人力资本的积累程度决定技术创新水平的高低，技术进步作为内生变量被逐渐纳入经济增长讨论的范畴中。但是，研究初期，大多数研究将技术进步局限于Hicks技术无偏的框架中，认为技术进步虽然会提高要素的生产效率，但是对生产率提高的比率并无差异，即技术进步对生产要素的投入比例没有影响。美国麻省理工学院教授Acemoglu在内生经济增长模型的框架下，分析了价格变化、市场规模对技术进步的偏向作用，认为价格效应和市场规模效应是影响有偏技术进步的微观机制。他认为：“不同要素间的替代弹性受技术进步的影响不同，当生产要素的相对价格发生变化时，在价格效应的引导下，技术创新的方向将偏向于稀缺资源，而在市场规模效应的引导下，技术创新的方向将偏向于丰裕资源。”[7，8]

要素替代弹性对经济增长的衡量还取决于选取生产函数的不同。新古典增长理论大都选用Leontief生产函数和C-D生产函数来描述经济增长，但二者的前提约束条件是资本和劳动力的份额不变，即要素的替代弹性为1，要素分配份额不会随要素相对价格的变化而变化，这与现实经济不符并被以后的经济学家证伪。Arrow(1961)建立了CES生产函数，与C-D和Leontief生产函数相比，CES生产函数更具有一般性，两种要素在替代弹性大于1时为替代关系，反之为互补关系[9]。由于CES生产函数与现实更贴近，很多学者对要素替代弹性的研究基于CES生产函数，并在其基础上逐渐拓展，将有偏技术进步纳入CES生产函数，进行要素替代的研究。Kmenta(1967)利用二阶泰勒展开式将CES函数对数线性化得到超越对数函数，超越对数函数较CES生产函数具有可靠性和易估性的优点，也有学者将其应用到替代弹性的估算中[10]。Kazi(1980)则认为CES生产函数没有将资本劳动比率作为解释生产率变化的变量，VES生产函数则可以更好的弥补这一缺陷[11]。

基于不同的生产函数，对要素替代弹性广泛而深入的研究主要集中在欧美国家，国外学者基于不同的技术偏向，测算了资本和劳动的替代弹性。Arrow(1961)在技术进步为希克斯中性的假设下，对19个国家的资本/劳动替代弹性进行了测算，对日本和美国的产品价格、劳动力相对效率进行了比较。Kalt(1978)利用CES生产函数，测算出美国1929～1967年资本劳动替代弹性为0.76[12]。Thomas(1989)利用超越对数生产函数，对墨西哥制造工业中能源、资本、劳动力以及技术等要素使用和替代进行了研究，并提出即使在发展中国家，技术的选择对要素价格也很敏感[13]。Jiang Li和Kenneth(2014)在有偏技术进步的基础上测算出加拿大的技术进步为劳动偏向性技术进步，并采用具有技术进步偏向的CES生产函数，测算出加拿大1961～2010年的资本劳动替代弹性为0.903[14]。此外，随着替代弹性对国民经济研究的深入，替代弹性的研究逐渐深入到微观企业中。Schaafsma(1978)基于CES生产函数，测算出加拿大1949～1972年制造业的资本劳动替代弹性介于0.63～0.71。利用VES生产函数，Kazi(1980)测算出印度制造业的资本劳动替代弹性介于0.59～1.12之间[11]。Cain和Paterson(1986)对美国1850～1919年制造业19个细分行业的替代弹性测算结果发现，15个细分行业存在明显的要素替代[15]。Chirinko(2004)利用美国1860家企业的长期面板数据，估算出美国资本劳动的替代弹性接近于0.4[16]。Young(2013)测算出美国制造业1960～2005年间的资本劳动替代弹性小于0.62，制造业的技术进步偏向主要为劳动增强型技术进步[17]。从国外的研究现状看，无论是基于宏观还是微观层面，技术进步并不是中性无偏的，技术进步对要素价格较敏感，会随着相对价格降低、相对效率的提高偏向于某一生产要素。基于不同生产函数的测算，无论是发达国家还是发展中国家的资本——劳动的替代弹性都明显小于1，这符合大多数国家的经济现实。

近年来，随着国外研究学者对CES生产函数以及对要素替代研究的逐步深入，国内学者开始关注替代弹性的研究，(张明海，2002、孙中栋，2007、白重恩，2009、戴天仕，2010、连玉君，2012、雷钦礼，2013、李荣坦，2015、刘慧慧，2016)并采用不同方法对中国要素替代率进行了测算[18-24]，如表1所示。

表1　国内学者在技术进步、要素替代领域的主要研究

注：KB=Capital Biases，LB=Labor Biases，EB=Energy Biases

此外，有学者采用工业行业数据对中国的要素替代弹性进行了测算。范晓静(2014)采用Bayesian和GME方法，测算出中国16个行业的劳动资本替代弹性介于0.47和3.04之间[25]。郑猛(2015)采用超对数生产函数对中国制造业要素替代进行了分析，认为中国制造业劳动力与能源之间的关系是互补关系，其他要素为替代关系[26]。国内关于替代弹性的研究，关注点聚焦在宏观经济层面且并不深入，仍以古典经济增长函数中的资本和劳动力两种生产要素为主，对能源、技术、制度等要素的关注较少，几乎没有替代弹性大小及其变化对区域经济差异影响的研究。此外，从表1可以看出，中国技术进步整体为资本偏向型，这或许与中国很长一段时间内依靠投资拉动经济的政策有关。

通过国内外文献的梳理，对技术进步和要素替代的认识有：(1)技术进步中性，已被证伪。技术进步的方向沿着要素相对价格变化的轨迹前进。(2)替代弹性在区域层面具有显著差异。由于国家或地区间存在异质性和复杂性，经济增长函数的前提假设不同以及数据统计口径的不一致等因素造成国与国之间，同一国家的不同区域之间、同一区域的不同产业门之间的资本——劳动替代弹性的测算结果不尽相同。然而，基于要素替代弹性的大小及其变化规律对区域经济差距影响的文献较少。(3)国内替代弹性的测算以国民经济层面中劳动力和资本两种生产要素为主，或受数据可得性的影响，其他要素替代弹性的研究较少。(4)根据国外学者的测算，要素替代弹性存在时变性，在不同的研究阶段要素替代弹性的估计变化较大，但是从国外的研究看，并没有关于时变差异的深入研究，这种时变性差异是否与经济增长的周期有关，值得进一步研究。鉴于此，在研究要素替代弹性时，有必要将要素替代的时变特征引入我国区域经济的研究。

2　要素替代弹性与经济增长：微观机理

德拉格兰德维尔假说认为：“资本——劳动替代弹性的提高能够推动经济的增长。”[22]要素替代弹性对经济增长的作用主要是通过“效率效应”和“分配效应”[27]。效率效应影响要素边际生产率，通过资本边际产出的提高而直接促进经济增长；分配效应则通过影响资本和劳动力的收入水平，通过影响资本积累这一中间变量，达到间接促进经济增长的作用。

微观经济理论认为，要素替代的“效率效应”在一定程度上反应了要素流动的效率。当劳动力与资本间呈替代关系时，劳动力成本的上升必然伴随着投资的增加；当能源与资本呈互补关系时，能源节约就可以借助资本增加来实现。如果要素间的替代弹性较大，当企业面临要素价格变化时，追求利润的最大化将驱动企业改变要素投入比例，选择价格相对低廉的要素，而放弃相对昂贵的要素。从某种程度上讲，效率效应反应了企业对生产要素的选择权，生产要素价格的提高促使企业对生产要素进行不同的组合，通过选择最优生产效率组合达到利润最大化。在这一过程中，企业不会因为某一要素的增加而使其边际产量发生实质性改变，反而会在一定程度上减缓或抵消这一要素边际产量递减趋势的发生。

传统新古典要素分配理论认为，要素替代弹性和要素投入比的变化会引起要素分配份额的变化。从资本积累的角度来讲，总储蓄同时来源于劳动报酬和资本报酬，当劳动储蓄率与资本储蓄率不同时，要素报酬率不同，要素替代弹性随之对投资产生影响。若资本的储蓄率高，资本对投资产生的影响较大，在总产出一定的情况下，要素替代弹性的增大会对劳动力产生“挤出”效应，最终影响劳动力的总产出，进而降低劳动力的资本存量。这就是间接“分配效应”的微观经济解释。

要素替代弹性对经济增长的“效率效应”和“分配效应”是国外学者研究的热点。De La Grandville(1989)和Klump(2000)分别对两种效应进行了分析，在Solow经济增长模型下，要素替代弹性是反映经济增长的重要参数，经济增长率的大小、人均资本收入的高低反映了经济对要素替代弹性的敏感程度。一个国家的经济增长速度从某种程度上反映了该国的要素流动速率和要素替代程度。要素替代弹性越大，经济越能从快速流动的要素中获益，在规模效应不变的情况下，具有较高替代弹性的国家将具有更高的经济增长率，这符合替代弹性的“效率效应”，这一观点称为“德拉格兰德维尔假说”[28，29]。Miyagiwa和Papageorgiou(2003)在戴尔蒙德——世代交叠模型(Diamond OLG)下，提出：“替代弹性的高低并不必然是经济增长快慢的原因，劳动/资本替代弹性较高的国家，人均资本产出反而较低”[30]。这与Grandville的观点相悖。Irmen(2009)以标准化CES生产函数为框架，对两种截然不同观点进行了阐述。研究发现，争论的焦点在于替代弹性的效率效应和收入分配效应的分歧，效率效应在独立于任何储蓄假说下，对经济的促进作用始终为正，而替代效应的正负取决于要素替代的分配以及假定的储蓄来源，在戴尔蒙德模型下，所有的储蓄来自于劳动投入，高的替代弹性通过减少劳动在总收入中的份额而挤压劳动者的资本积累，从而导致人均产出的降低[27]。替代弹性正是通过效率效应和分配效应影响人均产出，进而影响经济增长。正如Miyagiwa和Papageorgiou(2003)在其文中描述：“替代弹性对经济增长之正负，取决于模型的选取(索罗还是戴尔蒙德)，取决于在特定的分析框架下我们对这个世界的认识。”[30]

通过分析要素替代促进经济增长的微观机理，效率效应和分配效应通过直接影响要素生产率和间接影响资本积累来达到促进经济增长的作用。当前，劳动力工资不断提高，要素替代的效率效应旨在保持产出不变的情况下，通过优化资源配置方式来提高全要素生产率。然而，经济发展初期，“重资本——轻人力”的初次分配格局，造成中国收入分配问题日渐凸显。因此，进一步分析效率效应的同时，将要素替代和技术进步偏向纳入收入分配问题研究的视野，同样是有益的尝试。

3　要素替代弹性对区域经济增长影响的实证研究

国外学者从理论和实证的角度对经济增长与替代弹性之间的关系进行了论证。Frederick W.Bell(1964)采用C-D生产函数对美国制造业中心的相关数据研究发现，资本——劳动替代弹性的高低是区域产业调整的依据，工资率较低的地区资本与劳动力的比率也较低，资本——劳动力比率是解释区域经济差异的重要指标[31]。德拉格兰德维尔假说认为：“高替代弹性能够保证高人均产出，高人均产出保证高经济增长率。”[28]此后，很多学者对该假说进行了验证。Yuhn(1991)采用超对数生产函数，对美韩20世纪60～80年代制造业资本劳动替代弹性进行了测算，研究证实韩美不同生产要素经济政策的差异导致要素替代弹性不同，替代弹性的高低导致韩美经济增长差异[32]。Klump和De La Grandville(2000)指出，在两国初始资源禀赋相同下，一国人均收入的高低与替代弹性的大小成正比[29]。Duffy和Papageorgiou(2000)进一步验证了此结论，他们通过对44个国家的替代弹性研究发现，资本丰裕国家的替代弹性大于资本贫乏国家的替代弹性，资本劳动的替代弹性与经济发展阶段有关或者更准确的说取决于人均资本的积累程度[33]。在此基础上，Theodore和Giannis(2010)在只有生产者的一部门经济增长模型下发现：“即使在存在不可再生资源以及技术进步缺失的情况下，当替代弹性大于1时同样可以实现经济增长。”[34]此外，替代弹性的差异来自于两国不同经济政策偏向，韩国政府“增长第一，分配第二”的经济政策，导致要素市场上资本/劳动力价格的扭曲，美国劳动力节约偏向以较低的资本——劳动替代弹性保证了美国恒定的要素分配效应[32]。在Yuhn对韩国替代弹性测算的基础上，De La Grandville(1997)进一步强调替代弹性是一个效率参数，是经济增长的引擎。他推测：“日本等东亚国家的增长奇迹源于较高的资本——劳动替代弹性，这些国家虽然拥有较高的储蓄率和先进的技术，但这并不是其必然原因。”[35]De La Grandville和Klump(2000)在企业条件不变的前提下，认为要素替代对经济的作用体现在：(1)不同的资本密集度下，替代弹性提高后的人均收入将高于替代弹性保持不变时可能的人均收入，经济增长率上升；(2)稳态假设存在，替代弹性提高后的稳定状态，资本密集度和人均收入将高于替代弹性保持不变时可能的资本密集度和人均收入[36]。目前，国内部分学者论证了替代弹性与经济增长的关系。张明海(2002)对中国1978～1999年的要素替代弹性进行了估计，他认为要素替代弹性反映了市场机制对要素配置的作用深度，市场化在推动要素替代弹性上升的同时推动了经济的增长，90年代中国要素配置的市场化改革对经济增长的贡献率达18.4%[18]。孙中栋(2007)基于De La Grandville假说，运用CES生产函数以及技术为外生变量的前提下，对中国东西部劳动——资本的产出弹性进行测算，发现要素替代弹性的东西部差异同步于经济增长差异，提出缩小区域经济差异可以通过减少替代弹性大小来实现[19]。史红亮等(2010)基于超越对数生产函数对我国1978～2008年间钢铁行业的能源——资本——劳动的替代弹性进行分析，我国工业能源和资本存在高替代弹性，企业可以通过加大节能技术投资来减少能源的消耗[37]。陈晓玲和连玉君(2012)采用标准CES生产函数对中国1978～2008年的省际数据对德拉格兰德维尔假说进行了检验，得出了具有较高替代弹性的省份，经济增长率较高的结论[22]。钟世川(2014)基于内生经济理论，采用CES生产函数，建立包含劳动增强型技术指数的生产函数，对中国改革开放后30年的要素替代弹性、技术进步偏向与工业经济增长的关系进行了研究，得出替代弹性、技术进步偏向与经济增长呈正相关的结论。当前经济变革不仅要关注技术进步、经济结构优化，也要重视要素替代与经济增长的关联性[38，39]。郑猛(2015)认为CES由于替代弹性不变而先天不足，将有偏技术进步引入CES，创建了可变替代弹性函数，并同时估算了1985～2012年中国28个省际的要素替代弹性，其结果显示我国的资本劳动替代弹性与劳动资本呈现正向线性关系且要素替代弹性对经济增长起到了促进作用，“德拉格兰德维尔”假说进一步得以验证[40]。此外，也有学者关注要素替代与产业发展的关系。陈治国等(2015年)运用超越对数函数，对西北民族地区农业生产要素替代弹性与技术进步差异进行评估，实证得出农业生产要素配置效率的提高可以促进相关经济的增长[41]。郑猛(2015)针对中国制造业的劳动工资高、能源价格上涨的问题，通过超越对数生产函数，分析不同技术偏向下生产要素替代对中国制造业成本的影响[26]。

4　结论与展望

技术进步与要素替代同时存在于不同的经济学研究框架中。古典政治经济学认为经济增长的动力在于分工，技术进步为外生变量，分工促进劳动生产率提高。内生经济增长理论强调资本积累及技术进步作为内生变量对经济增长的促进作用，并将技术进步纳入内生经济增长理论模型中研究技术进步对经济增长的促进作用，技术进步并不是中性的，技术进步对生产要素的投入、资本积累的影响不同而称为有偏技术进步。在考虑技术进步的前提下，要素替代弹性对经济增长的作用主要有“效率效应”和“分配效应”。

纵观国内外学者，替代弹性的研究以古典或新古典经济理论为基础，以技术进步无偏性作为假设条件，研究后期将有偏技术进步逐渐引入到替代弹性的研究框架中。针对已有研究，以下几点值得今后进一步探索：

从研究方法看，替代弹性的研究阶段有三：(1)基于中性技术进步，要素替代弹性不变；(2)中性技术进步下，资本——劳动的替代弹性随要素的价格变化而变化；(3)认为技术是有偏的，技术进步根据各要素生产率的不同而偏向于不同的生产要素。有一点需要关注，在研究过程中，大多学者采用标准化的CD、CES生产函数，技术进步假设和模型选择的不同，导致研究结果存在很大的争议，弹性估算存在偏误，生产要素之间以什么样的关系存在(替代还是互补)以及关系的大小并无定论。

从研究的内容看，集中在要素替代与经济增长关系的论证，主要关注要素替代对经济增长的效率效应，对要素替代的分配效应研究较少。然而，正如前文提及，资本偏向技术进步在中国经济发展过程中扭曲了收入分配，因此研究技术进步偏向、要素替代对收入分配的影响是对要素替代分配效应的有益探索。

从研究的要素看，大多侧重于传统生产要素(劳动力和资本)替代关系大小的测算，对于资源(矿产资源、水资源)与其他要素的替代弹性研究较少，然而随着中国经济体量的增长，能源耗竭已逐渐成为经济增长的瓶颈，对于能源与其他生产要素的替代关系研究是经济可持续发展的内在需求。

最后，在对经济增长机制和动力的研究过程中，关于要素替代弹性是如何影响经济增长以及影响的路径、机理阐述较少。国内虽有学者测算了中国劳动力与资本的替代弹性，但对区域、产业相关领域要素替代弹性的测算却少有涉足或并没有将技术进步引入。因此，以内生经济增长理论为出发点，将有偏技术进步、替代弹性引入区域经济差距、区域收入分配等相关领域将为区域经济的研究提供一个新的视角。

注释：

①哈罗德中性，指这种技术进步的作用主要是使得劳动的效率得到提高，技术进步以后L数量的劳动能够做相当于从前T倍的工作。这类技术进步称为“劳动增长型”技术进步。

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(责任编辑：史琳)

Biased Technology Progress，Element Substitution and Regional Economic Growth——Literature Review

Han BiaoWang Yunxia

(Shenzhen University，Shenzhen 518060，China)

〔Abstract〕Many scholars attribute regional economic differences to the geographical location,system,industrial layout,production concentration,population distribution,and trade openness which are exogenous economic variables,while ignoring the endogenous variables like capital,labor and technology progress.This paper tries to find the economic basis from classical literature on biased technical progress and factor substitution.From the perspective of endogenous economic growth theory,it reviewed the microscopic mechanism of“efficiency effect”and“allocation effect”on economic growth,and reviewed related theory and empirical research progress from the domestic and foreign literature.Try to provide a new perspective for the regional economy and income disparity study.

〔Key words〕biased technology progress;element substitution;regional economic growth;literature review

〔中图分类号〕F062.4

〔文献标识码〕A

DOI：10．3969/j．issn．1004-910X．2016．09．004

作者简介：韩彪，深圳大学经济学院教授，博士，博士生导师。研究方向：流通经济理论、区域经济。王云霞，深圳大学经济学院博士研究生。研究方向：流通经济、区域经济。

收稿日期：2016—05—06