不同产业集聚对区域创新的影响及其空间溢出效应

张 可

(华东政法大学商学院,上海201620)

近年来,中国的经济活动呈现出明显的空间集聚特征,东部沿海地区产业集聚度明显高于中西部地区,且区域创新产出集中于东部沿海地区。从空间上看,产业集聚与区域创新的空间分布呈现出高度的一致性,产业集聚与创新活动呈现空间集群和“连片”的特征,这种现象在长三角地区尤为明显。产业集聚与区域创新似乎存在某种内在的关联,由此引出两个问题:什么样的产业集聚有利于促进创新?不同产业的集聚对创新的影响是否存在差异?这些问题均有待实证检验。当前中国的产业和区域创新政策正进入精细化管理阶段,而产业差异是制定各类产业发展和区域创新差异化政策的重要现实基础,因此考察不同产业的集聚对区域创新的影响十分必要。党的十九大报告提出促进区域协调发展和构建创新型国家战略目标。可以预期的是,中国经济活动继续走向空间集中,如何借助异质性产业的空间集中趋势来最大程度地促进区域创新,并实现地区间产业发展和区域创新的双协同,已成为区域协调发展和提升区域创新竞争力所面临的重大理论和现实问题。理清不同产业集聚与区域创新间的关系有利于决策者选择合理的产业和地区协同发展策略,实现区域产业发展与区域创新的双协调。

一、文献综述

国内外相关研究主要集中在四个方面。一是经济集聚对区域创新的影响机制研究。集聚有利于知识和各类创新要素的溢出及传播,并通过生产关联和企业关联影响区域的创新表现[1]。国内学者则从不同角度分析了经济集聚对区域创新的影响机制,如董晓芳等[2]从企业生命周期视角分析了本地化集聚和多样化集聚对区域创新的影响;汪少华等[3-4]等分析了特定类型产业集聚对创新的影响路径。二是经济集聚影响区域创新的实证研究,既有研究结论存在较大分歧。费尔德曼(Feldman)等[5]认为Jacobs外部性显著促进了创新,MAR外部性对创新产生负面影响;巴普蒂斯塔(Baptista)等[6]发现专业化集聚相对多样化集聚更有利于企业创新;彭向等[7]的研究表明MAR外部性和Jacobs外部性均显著促进了区域创新;程中华等[8]认为专业化集聚外部性并未对区域创新产生显著影响,但多样化集聚和波特外部性对制造业创新绩效的影响显著。三是产业集聚过程中企业选址、资本流动、知识溢出对区域创新的影响研究。钟(Chung)等[9]发现跨国企业倾向于在创新活动密集区进行投资和创新,高新技术企业同样倾向于选址在大学及科研机构周边;戈德曼(Goldman)[10]发现技术落后的企业倾向选址在创新活动密集地区来获取新技术,地理邻近引起的知识溢出对区域创新具有重要影响,对外直接投资(FDI)是欠发达地区获取创新要素的重要途径[11],同时对区域产业集聚的形成及创新产生影响[12]。四是产业集聚和区域创新空间溢出效应的验证。张可等[13]的研究均表明国家、城市间的产业集聚具有显著的空间溢出效应;白俊红等[14]的研究表明区域创新存在显著的空间集聚和空间相关特征。

既有研究至少存在以下不足:一是罕有研究考察不同产业集聚对区域创新的异质性影响,不同产业的创新能力和需求不同,忽略产业异质性得到的实证结果可能是有偏颇的;二是少有研究同时考虑产业集聚和区域创新的空间溢出效应,特别是罕有研究从空间视角分析邻近地区产业集聚对本地区域创新的影响;三是大多为基于国家间、省域层面的研究,而少有县级行政区域空间尺度的研究,实际上县级行政区是各类政策实施的基本行政单元,更容易捕捉产业集聚对区域创新的影响以及两者的空间溢出效应。基于以上不足,本文采用长三角地区县级层面的行业数据,运用动态空间面板杜宾模型来考察不同产业集聚对区域创新的影响及其空间溢出。

二、理论机制及研究假设

(一)产业集聚对区域创新的影响机制

产业集聚对区域创新的促进作用主要来源于集聚经济的外部性。集聚通过共享、匹配和学习三种机制对创新产生促进作用。首先,密集型要素市场有利于企业共享专业化的要素投入和专业化服务,可共享劳动力市场和专业化的知识产权保护服务等。共享可降低企业的创新和生产成本,有利于缩短创新周期。其次,集聚有利于实现企业间创新的风险分担和收益共享,邻近企业间更容易达成创新合作。密集型市场有利于提高劳动力的匹配度[15]。空间上的邻近有助于企业和求职者通过劳动力市场形成匹配。再次,产业集聚的空间邻近有利于面对面交流,促进知识和技术的传播和新思想的产生。企业的地理集中有利于知识的溢出,有利于企业降低研发成本和风险[16]。波特产业竞争力理论认为产业集聚过程中的知识溢出会促进经济增长和区域创新。企业集聚在竞争环境之中,为获得产品和服务竞争力而不断地进行创新,从而获得市场优势。过高的竞争水平可能促使企业重新选址,企业的创新研发投入被压缩;过低的竞争水平容易形成垄断,不利于激发企业创新的动力[17]。企业、产品和产业的发展具有一定的生命周期[18]。企业、产品、产业生命周期是影响创新的一个重要因素。新企业具有较强的创新动力和模仿能力,但往往研发经费不足,更倾向于借助外部行业的力量,故新企业的创新更多受益于多样化集聚外部性。

(二)研究假设

不同的产业具有不同的创新需求和创新能力,不同产业的集聚对区域创新的影响也呈现出差异性。以工业为代表的第二产业主要以机器生产、规模化和标准化生产、资本密集和技术密集型为特征,融合的创新要素较多,创新能力较强。第三产业主要以服务性产业为主,如金融业、信息传输、软件和信息技术服务业等产业凝聚的人力资本和知识要素占比较高,知识的溢出效应和传播扩散效应较大[19]。第一产业主要以农林渔牧业为主,以凝聚自然要素和劳动力为主,创新的能力和动力相对较小。从创新的需求角度来看,第二产业和第三产业对地区经济发展的作用相对第一产业更大,且技术创新所带来的经济增长效应相对更大,创新投入的资金来源相对更加充裕,创新的预期收益和风险相对可控,而第一产业的创新收益受到自然条件的极大限制。从技术溢出和扩散程度来看,第二产业和第三产业吸纳的就业人口更多,对地理距离和空间的依赖程度相对第一产业较小,更利于形成面对面的交流和知识溢出。从规模经济的角度来看,第二产业和第三产业更容易形成规模经济效应,如制造业可实现标准化的规模化生产,更容易发挥集聚外部性对区域创新的促进作用。本文由此提出:

假设1:不同部门的产业集聚对区域创新的促进作用存在差异,第二产业和第三产业的集聚相比第一产业的集聚对区域创新的促进作用更强。

随着产品和服务的专业化程度不断提高,产业分工走向精细化,生产的不同环节被切分至不同的企业和不同的行业,而生产的不同环节所凝聚的创新要素和创新能力存在差异。如产品研发设计环节和销售环节均属于服务业,但前者的创新能力相比后者更强,对区域创新的促进作用更大。一方面,产业发展的精细化有利于提高企业的专业化水平,有利于提高企业的创新效率,同一部门内不同产业集聚对创新的促进作用的差异也趋于明显。另一方面,同一产品或服务的不同行业的共同参与促进了企业间的创新合作[2]。第三产业中以住宿餐饮为代表的劳动密集型服务业凝结的创新要素相对以信息传输、计算机服务和软件业为代表的知识技术密集型服务业少,创新的需求和能力也相对较弱。第二产业中的制造业、电力、热力、燃气业凝结的创新要素和创新能力较强,规模经济效应较为明显,而建筑业属于劳动密集型程度较高的产业,凝集的创新要素相对较少,故前者集聚的创新溢出效应相对后者较为明显。不同企业的集聚有利于产业规模的扩大,形成规模经济和竞争。为实现产品和服务差异化,企业不断地进行创新从而保持竞争力。竞争使得不同企业集聚对区域创新的影响呈现出差异化。本文由此提出:

假设2:同一部门内部不同产业的集聚对区域创新的影响存在差异。

区域创新空间溢出的来源有四个。一是产品流动和贸易。产品流动和贸易双方会对产品的功能、技术信息等进行学习和了解。产品包含了文化、知识和技术信息,一定程度上促进了知识的溢出。二是要素的跨地区流动。以劳动要素为例,劳动力的跨区域流动会带来知识和技能的溢出效应[14]。流动人才的知识技能会对企业的生产和创新产生溢出效应。三是科研机构和专业媒介。知识和技术的产生、传播和扩散得益于各类科学组织和专业媒介。大学和研究机构倾向于集聚在一起,能产生更加频繁的知识流动和更多的创新成果。四是非面对面交流、虚拟社区与互联网。人们可通过网络社交软件形成群体关联,实现知识的传播和促进新思想的产生,利于扩大知识流动和溢出的空间范围,促进知识的跨区域流动。本文由此提出:

假设3:产业集聚与区域创新同时存在空间溢出效应,邻近地区的产业集聚和区域创新均对本地的区域创新存在促进作用。

三、实证研究设计

(一)模型设定

已有研究表明产业集聚和区域创新均存在空间溢出效应[13-14],同时考虑到区域创新可能存在时间效应,故采用动态空间面板杜宾模型。具体的模型设定如下:

其中,i和t分别表示地区和年份;t-1表示滞后一年;inn表示区域创新指标,包括万人发明专利授权量(pat)、新产品销售收入(vin)和核准注册商标量(art);ag表示产业集聚水平,采用区位熵测度;ρ表示空间相关系数,用来捕捉产业集聚和区域创新的空间溢出效应;w表示地区间的空间结构关系;影响区域创新的控制变量X包括研发投入强度(rd)、经济发展水平(pgdp)、教育水平(edu)、对外开放度(open)、市场化水平(mar)、基础设施水平(inf)以及金融发展水平(lfd);u和ε分别表示地区个体效应和无法观测的因素。

(二)指标选取

产业集聚(ag):表示地区产业集中的程度,采用区位熵来测度。公式如下:LQij=(qij/qj)/(qi/q),LQ越大表明产业的相对集聚度越高。其中,qij表示第j个县级行政区的i产业的产值,qj表示第j个县级行政区的所有产业的产值,qi表示长三角地区所有县级行政区产业i的产值,q表示长三角地区所有县级行政区所有产业的产值。

区域创新(inn):采用万人发明专利授权量(pat)、新产品销售收入(rnp)和核准注册商标量(art)三种指标测度。研发投入强度(rd):采用研究与发展经费(R&D)占GDP比重测度。经济发展水平(pgdp):采用地区人均GDP测度。教育水平(edu):采用各类学校平均师生比来测度。对外开放度(open):采用FDI占GDP比重测度。市场化水平(mar):采用非国有企业产值占GDP比重测度。基础设施水平(inf):采用人均邮电量测度。金融发展水平(lfd):采用金融机构年末存贷款余额占GDP的比重测度。

(三)数据及样本

本文样本为152个长三角地区的县级行政区域,样本时间为2000—2016年,产出指标均调整为以2000年为基期的实际值。数据来自历年《中国城市统计年鉴》《上海市统计年鉴》《浙江省统计年鉴》《江苏省统计年鉴》和各地级市、县级市历年统计年鉴和统计公报、各省市及区县《科技统计年鉴》、知识产权局网站、国家工商行政管理总局商标局网站等。采用地理二值权重矩阵:当地区i与地区j相邻时wij=1,否则wij=0。

四、实证结果

(一)不同部门产业集聚对区域创新的影响

不同部门产业的集聚对区域创新的影响存在差异(见表1),第一产业的集聚对区域创新的影响并不显著,而第二产业和第三产业的集聚显著促进了区域的创新产出。第一产业主要为农林渔畜牧采矿业等,虽然长三角地区第一产业的集聚度相对中西部地区较高,但由于农林渔畜牧业等多保持了传统的作业形式,创新要素相对较少,难以有效发挥产业集聚对创新的溢出效应。第二产业部门主要以制造业、电力、热力、燃气及水生产和供应业、建筑业为主,第三产业以交通运输、仓储和邮政业、信息传输、软件和信息技术服务业、金融业、科学研究和技术服务业等为主,这些产业的规模经济和技术门槛要求相对较高,集聚了大量人才、资本、技术等创新要素,行业的专业化程度较高,更容易发挥产业集聚的各种正向外部性和溢出效应。第二产业和第三产业集聚空间滞后项的估计系数为正且在5%的水平下显著,而第一产业集聚空间滞后项估计系数并不显著。这表明邻近地区的第一产业集聚对本地区的创新影响并不显著,而邻近地区的第二产业和第三产业集聚对本地的区域创新存在显著促进作用。邻近地区第二产业和第三产业的空间集聚可通过产业关联及前后向联系促进本地的创新。

表1 不同部门产业集聚对区域创新的影响

注:括号内数值为t值,***、**和*分别代表1%、5%和10%的显著性水平;L.inn表示三种创新产出(其中创新产品收入取自然对数)的时间滞后项,w.表示相关变量的空间滞后项。表2至表5均相同。

(二)部门内不同产业集聚对区域创新的影响

为了进一步检验同一产业部门内的不同产业集聚对区域创新的影响差异,选取第二产业和第三产业代表性产业部门作为研究对象。考虑到数据的可得性、完整性以及篇幅,选择第二产业部门的制造业,电力、热力、燃气业和建筑业,第三产业部门的批发和零售业,交通运输及仓储邮政业,金融业,信息传输、软件和信息技术服务业,科学研究和技术服务业,文化、体育和娱乐业,这些产业基本可反映第二产业部门和第三产业部门的基本特征。回归结果见表2至表4。

表2的估计结果显示制造业集聚和电力、热力、燃气业集聚的估计系数均为正且至少在5%的水平下显著,而建筑业集聚的估计系数为正但不显著。这表明第二产业部门内部不同产业的集聚对区域创新的影响存在差异,制造业和电力、热力、燃气业集聚显著促进了三种创新产出,而建筑业集聚对区域创新的促进作用并不明显。长三角地区是中国制造业和电力、热力、燃气业高度集中的区域之一。一方面这些产业集聚了大量的创新要素且对规模经济及技术门槛的要求相对较高,容易发挥产业集聚的各种溢出效应和规模经济收益;另一方面,近年来长三角地区制造业和电力、热力、燃气等产业升级的速度较快,创新能力、创新驱动力和创新需求相对建筑业更高,对区域创新产出的贡献相对较大。第二产业部门三种产业集聚的空间滞后项估计系数与三种产业集聚估计系数呈现出相似的特征,邻近地区的制造业和电力、热力、燃气业集聚显著促进了本地的创新产出,而邻近地区的建筑业集聚对本地区的创新产出并没有显著的促进作用。一方面制造业和电力、热力、燃气业具有较长的产业关联网络,创新要素更容易通过产业价值链在地区间实现传递;另一方面制造业和电力、热力、燃气业规模经济和技术水平相对更高,长三角地区一体化背景下这些产业更容易形成地区间合作,行业协会等组织相对成熟,具有较多的行业交流机会和较强的技术溢出效应。

表2 第二产业部门内不同产业集聚对区域创新的影响[注]限于篇幅,表2至表5未报告控制变量及其空间滞后项的估计结果。

注:T1为制造业,T2为电力、热力、燃气业,T3为建筑业;其他同表1。

表3 第三产业部门内不同产业集聚对区域创新的影响

注:T4为批发和零售业,T5为交通运输及仓储邮政业,T6为金融业;其他同表1。

从表3和表4的估计结果可以看出,金融业,信息传输、软件和信息技术服务业,科学研究和技术服务业集聚及其空间滞后项估计系数均为正且在不同水平下显著,本地金融业和邻近地区的集聚均有利于本地企业的风险投资,有利于本地企业获得更多的研发资金,从而促进本地的创新产出。文化、体育和娱乐业及其空间滞后项估计系数均显著为正,表明文化、体育和娱乐业的集聚同样有利于促进区域创新产出的提高,科研和创新人才的创新活动需要文化、体育和娱乐业的支持。同一产业的集聚对三种创新产出的影响也存在一定的差异。批发和零售业集聚仅对核准注册商标量和新产品销售收入的影响显著为正,而对创新的中间品——万人专利授权量及新产品销售收入的影响并不显著。

表4 第三产业部门内不同产业集聚对区域创新的影响

注:T7为信息传输、软件和信息技术服务业,T8为科学研究和技术服务业,T9为文化、体育和娱乐业;其他同表1。

(三)稳健性检验

本文接着将基于产业增加值计算得到的区位熵和产业集中度分别替换为基于行业就业人口计算的区位熵和产业集中度重新进行估计。采用地理阀值空间权重矩阵和经济权重矩阵进行了验证,同时采用广义空间二阶段法(GS2SLSXT)进行了估计。限于篇幅,仅给出了不同部门产业集聚对区域创新影响的进一步检验结果(见表5)。实证结果均支持前文的主要结论,表明本文的实证结果非常稳健[注]限于篇幅,未给出第二和第三产业部门内部不同产业集聚对区域创新的进一步检验的估计结果,以及基于就业人口计算得到的区位熵和产业集中度估计的结果、地理阀值和经济权重空间矩阵以及广义空间二阶段估计的结果。有兴趣的读者可向笔者索要相关结果。。

表5 不同部门产业集聚对区域创新影响的进一步检验结果

五、主要结论与政策启示

本文基于2000—2016年长三角地区县级行政区特定行业的数据,运用动态空间杜宾模型考察了异质性产业集聚对区域创新的影响。研究发现:不同部门的产业集聚对区域创新活动的影响存在差异,同一部门内部的不同产业集聚对区域创新的促进作用存在差异;同一产业的集聚对不同区域创新的影响存在差异;区域创新具有显著的空间溢出效应,且邻近地区特定产业的集聚对区域创新存在正向促进作用。

本研究对地区间产业和创新协同发展以及构建区域创新共同体具有重要的政策启示。首先,在制定产业规划和实施区域创新政策过程中应充分考虑产业异质性,选择合适的产业集聚才能实现集聚外部性对创新的促进作用。由于产业异质性的存在,在促进区域创新的目标下引进各类产业时,应考虑产业的创新需求、创新能力及其集聚外部性对区域创新的影响差异。其次,促进区域产业与创新协同时,应充分考虑本地区在创新过程中的功能和分工。每个地区在区域创新过程中发挥的功能和分工有所不同。同一产业集聚对创新的投入、中间品、最终品的影响存在差异,因此提升区域创新能力应考虑本地区在创新网络中所发挥的功能和分工,引进产业应与其在创新过程中的功能与分工特征相匹配,从而获得产业集聚,促进创新的最大收益。再次,地区间的产业发展与区域创新存在“一荣俱荣”的特征,地区间的产业发展协同和区域创新合作有利于促进地区间产业和区域创新的双赢,可充分利用地区间产业合作渠道来构建区域创新共同体。