高等教育财政投入影响高校竞争力模拟仿真研究——基于系统动力学的分析

刘晓凤

(湖北经济学院，湖北 武汉 430205)

一、 问题的提出

随着我国高等教育发展进入普及化阶段和双一流建设的步伐加快，高校竞争力正成为高等教育发展和参与国际竞争的关键。高校竞争力提升主要有两大途径：一是高校竞争力要素投入与人才、科研积累内生地促进竞争力提升；二是经由高校竞争力空间溢出效应，提升区域高校竞争力。高校竞争力在空间上具有明显的相关性，地理空间上的接近不但为人才、科研上的交流提供了便利，还有利于高校纵向横向的联系，进而提升区域高校竞争力。 然而，高校竞争力空间溢出存在区域局限性，对周边地区高校竞争力产生的正向效应受到空间距离的约束，超过一定距离的情况下影响会有极大的滑落。

高等教育财政投入规模的增加、结构的调整，极大促进了科学技术、资本、人才等高校竞争力要素的聚集与发展，高等教育基础雄厚的地区拥有更多的高校竞争力要素，也吸引着更多的竞争力要素，推动地区高校竞争力的提升，高等教育基础薄弱的地区可能在极化效应的作用下高校竞争力进一步弱化。因此，高等教育投入规模、结构的变动如何影响区域高校竞争力，地区又如何充分利用高等教育财政投入带来的资源推动高校竞争力提升?各类要素投入的变动会给高校竞争力带来哪些不同的影响？这些问题值得深入分析和探究。已有文献就高等教育财政投入影响高校竞争力的研究主要有两类，一类从微观视域分析高等教育财政投入对高校竞争力的影响及空间异质性，相关研究认为高等教育财政投入规模的增加可提高人力资本的积累，提高科研水平，扩大科研溢出的地理边界，有助于高校及时了解社会对人才、科技的需要，更能适应社会形势，更具竞争力，进而促进高校竞争力提升[1]。高等教育财政投入的增加增强了高校对人才的吸纳与培养能力，有利于提高科研平台的建设能力、加强高校竞争力、提高高等教育全要素生产率[2]。而高等教育财政投入结构的调整有利于学科布局的合理化，优化人才培养结构，推动科技创新，服务社会需求，进而推进高校竞争力[3]。虽然高等教育财政投入规模和结构的改善会促进资源的优化配置，进而推动高校竞争力，但存在异质性[4]。刘亚荣、屈潇潇、康宁研究发现高等教育财政投入对高校资源要素再配置的影响存在区位、学术治理权限和类别三个方面的异质性，位于发达地区的高校、院系学术治理权限大、部属高校要素配置的优化程度更高[5]。从高校的类型来看，高等教育财政投入规模的扩大显著促进综合类高校、理工类高校的竞争力[6]；从高校规模来看，高等教育财政投入规模的提升对办学规模大的高校竞争力的带动作用更明显[7]。二是从宏观视角研究高等教育财政投入对区域高校竞争力的影响及空间异质性。相关研究表明，高等教育财政投入的增加吸引了更多的人才流入高等教育领域，特别是提高了人才的待遇，使得人才在教学、科研上更加主动，增强高校竞争力[8]。部分研究发现人才向高等教育财政投入多的区域集聚，使得高等教育财政投入高的地区高校竞争力持续提升，拉大了区域间的高校竞争力差距[9]。在高等教育财政投入增加后，我国高校知识创造效率总体偏低，知识应用效率有起伏，需要加大对高校知识创造的激励，提升高校的创新能力[10]。也有学者指出高等教育财政投入的非均衡增加使得竞争力要素加速向高等教育发达的区域集聚，通过汲取高等教育欠发达区域的人才等可移动要素而不断扩充其高校竞争力，进而造成高等教育欠发达地区因资源的流出而出现高校竞争力不断滑落的负向溢出效应[11]。高等教育财政投入在发达地区的快速增加，人才待遇增长，吸引更多优秀人才从欠发达地区迁移到发达地区，造成欠发达地区优秀人才流失，对欠发达地区高校竞争力提升产生负向作用[12]。此外，与微观高校层面的研究相似，高校竞争力溢出在区域层面也存在异质性[13]。陈廷柱、蔡亮分析高等教育财政投入增加对高校竞争力的影响，结果表明高等教育资源的投入具有倾向性，通常会更多地投入到基础好的区域，产生马太效应[14]。王楠、罗珺文发现高校竞争力的学术影响和非学术影响都关系着高等教育财政投入的合理性与合法性，不仅体现于高校的学术影响，还体现于高校的非学术影响，这都关系着高校竞争力[15]。综上所述，虽然国内外学者对高等教育财政投入影响高校竞争力的相关研究不少，但多从面板数据展开实证分析，有待从系统角度定量分析高等教育财政投入对高校竞争力的影响。高校竞争力是多主体参与并交互影响的复杂系统，而高等教育财政投入对高校竞争力的影响过程不是简单、线性的，而是复杂、非线性的，单纯的回归模型难以从系统角度仿真高等教育财政投入对高校竞争力影响的具体传导路径与实际效果，也无法展开动态检验并提出科学合理的对策建议。本研究基于系统动力学方法，从高等教育财政投入子系统、经济子系统、高校竞争力子系统的要素出发，构建高等教育财政投入影响高校竞争力的系统动力学模型，并展开模拟仿真，以深入揭示高等教育财政投入对高校竞争力的影响机制，为中国大陆各省充分利用高等教育财政投入推进高校竞争力提升提供有益的启示。

二、 系统分析和模型构建

(一) 模型介绍及适用性分析

系统动力学基于复杂系统理论分析与探讨系统问题，可探索非线性、多变量、多种反馈的复杂系统问题，经由参数调整仿真不同政策带来的影响。系统动力学涵盖的因果关系、系统反馈、动态演化等特质，契合高等教育财政投入对高校竞争力的影响机制，一是高校竞争力的影响因素很多，各因素间的关系也较为复杂，且这些关系是非线性的，尤其是高等教育财政投入对高校竞争力的影响主要是具有流动性的人员带来的知识溢出影响高校竞争力。传统计量模型难以全面体现具体的影响过程，而系统动力学可充分表达高等教育财政投入对高校竞争力的具体影响路径，全面剖析具体的影响机理。二是系统动力学研究高等教育财政投入对高校竞争力的影响，可从动态视域深入分析影响机理。高等教育财政投入与高校竞争力间的关系不是简单的单向关联，高等教育财政投入规模和结构的调整会聚集更多的人力、物力资源，经由人才培养、科技创新、社会服务推动高校竞争力提升，随着高校竞争力的提升，吸引更多的人力、物力资源，经由要素聚集和更多的产出推动高校竞争力的进一步提升。三是高等教育财政投入对高校竞争力的影响过程是复杂的，并不是所有因素都可精准量化，而系统动力学作为定量与定性相结合的分析方法，恰好可以对这种情况展开探讨。因此，将非学术影响、高等教育政策、社会声望等难以量化的指标纳入分析框架，进而分析高等教育财政投入与高校竞争力间的因果关系与具体关联路径，并经由调整参数，模拟不同情境下两者的变动，实现政策仿真。

(二) 系统分析

基于系统动力学原理，建构高等教育财政投入影响高校竞争力系统，主要由高等教育财政投入子系统、经济子系统、高校竞争力子系统等3大子系统构成，各子系统的要素相互关联，子系统间相互影响、相互作用。

1. 高等教育财政投入子系统

主要研究高等教育财政投入的规模水平、努力程度、变动幅度、资源配置的合理性。从系统设计与研究视域看，高等教育财政投入受学生人数、生均教育经费、教职工人数、平均工资水平等因素的影响；高等教育财政投入在各类教育财政投入中的占比体现了财政投入的努力程度，高等教育财政投入对财政收入的弹性反映高等教育财政投入的变动幅度，高等教育财政投入中研发经费的占比体现了资源配置合理性，合理的资源配置，有利于高校产出的增加，进而提升高校竞争力。

2. 经济子系统

主要研究经济发展对高校竞争力的影响。系统中有人均 GDP、GDP、城镇化水平、财政支出、固定资产投资、经济活动人口数量等要素。从研究设计和系统模型设计的视域看，经济子系统可经由改变财政支出结构、高等教育政策、高等教育投入强度等措施对高校竞争力产生影响；经济子系统还可经由调整固定资产投资、经济政策等，影响高等教育财政投入子系统，通过改变高等教育投入流动强度进而对高校竞争力发生影响。

3. 高校竞争力子系统

主要研究在高等教育财政投入、经济发展水平一定的情况下，高校竞争力的变化对其他系统的影响。在高校竞争力系统中，研发经费、科研论文数量、专著数量、专利申请授权数量、技术转让收入等为水平变量，生师比、研究生人数占比、副教授教授占比、研发人员全时当量、纵向研发经费、高校固定资产存量、社会声望、非学术影响等为辅助变量，高校数量为常量。分析高校竞争力子系统对高等教育财政投入、经济发展子系统的影响。

(三) 系统动力学模型构建

1. 因果关系图

高等教育财政投入对高校竞争力的作用机理主要是经由直接与间接效应来实现，直接效应是指高等教育财政投入规模和结构的变动对高校竞争力的影响，间接效应是指高等教育财政投入带来的对人才的吸引力加速高校竞争力要素在区域间流动，扩展知识空间溢出效应，进而对高校竞争力发生重要影响。从实际来看，间接效应与直接效应相比，直接效应更显著。在明晰系统边界与变量间反馈关系的基础上，构建高等教育财政投入与高校竞争力因果关系图。

模型含有多个反馈回路，诸如，反馈回路1，高等教育财政投入→+经济发展→+研发经费→+科研成果→+高校竞争力→+高等教育财政投入；反馈回路2，高等教育财政投入→+高层次人才→+经济活动人口数量→+经济发展→+高等教育财政投入；反馈回路3，经济发展→+财政支出→+高等教育财政投入→+科研成果→+技术转让收入→+经济发展；反馈回路4，经济发展→+人均工资→+高等教育财政投入→+科研成果→+高校竞争力→+固定资产投资→+经济发展；反馈回路5，高校竞争力→+科研成果→+经济发展→+高等教育财政投入→+高层次人才→+高校竞争力；反馈回路6，高校竞争力→+高等教育财政投入→+人均GDP→+经济发展→+研发经费→+高校竞争力(见图1)。

2. 系统流图分析

为深入挖掘变量性质与系统内反馈形式，基于高等教育财政投入与高校竞争力的因果关系图，构建高等教育财政投入影响高校竞争力的系统流图(见图2)。

高等教育财政投入影响着高校的固定资产存量，也影响着高校对人才的吸引力，高校高层次人才不断增多，培养的研究生人数也越来越多，更多的优秀科研人员争取到更多的研发经费，取得更多的研究成果，获取更多的技术转让收入，进而获取更高的社会声望，高校的科研教学成果对学术界以外的社会、经济、文化、公共政策、环境及公民生活质量产生积极影响，这些因素都影响着高校竞争力。且这些影响呈现良性循环，高等教育财政投入影响着高校竞争力的水平变量“研发经费、科研论文数量、专著数量、专利申请授权数量、技术转让收入”和辅助变量“生师比、研究生人数占比、副教授教授占比、研发人员全时当量、纵向研发经费、高校固定资产存量、社会声望、非学术影响”，这些水平变量、辅助变量又推动着高校获取更多的财政投入。

运用Vensim PLE软件展开进行模拟仿真，模型运行时间周期为2010—2029年，10年为仿真步长。2010—2019年作为模型检验期，2020—2029年作为系统仿真预测期。数据来源于2010—2019年《中国统计年鉴》《中国教育经费统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国教育年鉴》、全国教育经费执行情况统计公告等。运用表函数处理模型中变量的非线性关系，经由线性回归确定线性关系变量的参数，并把有些变量设置为固定值。

三、 系统模型检验和仿真模拟

(一) 系统模型检验

首先对建构的模型进行检验，以确认模型能否精准模拟高等教育财政投入对高校竞争力影响的复杂过程，并对构建的系统动力学模型展开系统结构检验与历史性检验。

1. 系统结构检验

运用Vensim PLE 软件对高等教育财政投入影响高校竞争力的系统动力学流图展开结构检验，明确核心变量是内生变量与否，有无考量外生变量的影响，模型通过了结构性检验，模型运行正常，表明系统模型对高等教育财政投入影响高校竞争力展开模拟仿真分析是可行合理的。

2. 历史性检验

考量到数据的代表性和可获得性，选择检验的变量包括高等教育财政投入规模、生均高等教育经费、GDP、固定资产投资额、高校研发费用、高校科研论文数量、研发人员全时当量、高校技术转让收入、高校专利申请授权数等变量的2010—2019年的数据对建构的仿真模型展开拟合度检验，对系统水平变量的仿真值和2010—2019年的历史数据进行比较，做历史性检验。

在研究期内，9个指标的相对误差率均在6%以下，表明模型的模拟效果尚可，达到建模要求，该模型可用来模拟仿真高等教育财政投入变化对高校竞争力的影响，并预测今后的影响作用(见表1)。

表1 历史值和模拟值的相对误差(%)

(二) 模型仿真与分析

高等教育财政投入对高校竞争力的影响主要经由直接效应实现，因此，把高等教育财政投入的变动幅度分为稳健型、积极型和紧缩型三种模拟方案，稳健型式按照2010—2019年间高等教育财政投入规模的年平均增长幅度进行仿真，积极型在稳健型增长幅度上调增5个百分点进行仿真，紧缩型在稳健型增长幅度上调减5个百分点进行仿真。

1. 高等教育财政投入对研发人员全时当量和研发经费的影响

高等教育财政投入对高校竞争力的直接效应主要体现在人才培养、科学研究、社会服务上，研发人员全时当量越多，研发经费越充足，意味着可以产出的科研成果越多，越能满足社会需要，进而对高校竞争力产生重要影响。经由构建高等教育财政投入影响高校竞争力系统动力学模型，模拟高等教育财政投入的不同变动幅度对研发人员全时当量和研发经费的影响。高等教育财政投入对研发人员全时当量和研发经费有着重要影响，高等教育财政投入增幅越大，研发人员全时当量越多，若高等教育财政投入处于积极型增长模式，则到2029年研发人员全时当量为2010年的3.14倍，比稳健型增长模式下的研发人员全时当量多15%，是紧缩型增长模式下的1.6倍(见图3)。高等教育财政投入初期，聚集的研发人员不多，人力资本效应尚未体现。随着投入的加大，人力资本效应逐渐显现，聚集的研发人员越来越多，研发人员全时当量的影响也越大。根据《关于高等学校加快“双一流”建设的指导意见》，要发挥高校基础研究主力军作用，施行高校基础研究珠峰计划，建设一批前沿科学中心，牵头或参与国家科技创新基地、国家重大科技基础设施、哲学社会科学平台建设，推动基础研究与应用研究全面发展、融通创新、重点突破，确实发挥一流科研对一流大学的支撑作用。与高等教育财政投入对研发人员全时当量的影响相近，高等教育财政投入对研发经费的显著影响也是在投入规模大幅增加之后。经由比对高等教育财政投入的3种增幅类型，到2029年，高等教育财政投入积极型增长带来的研发经费增加比稳健型、紧缩型分别高出11.3%和29.4%(见图4)。

高等教育财政投入变动幅度不同引发对高校竞争力要素中的研发人员全时当量、研发经费的影响时间分界点主要发生在2018年前后，即“双一流”建设之后，在2018年之前，虽然高等教育财政投入对高校竞争力要素变动也有影响，但此时高等教育财政投入的人力资本效应并未显现，初期对人力资本的聚集主要体现在区域间人力资本的聚集，到“双一流”建设之后，高等教育财政投入对人力资本效应的推动更加显著，极大地增进了区域高校竞争力。

2. 高等教育财政投入对经济发展与高校竞争力的影响

高等教育财政投入对经济发展的影响是众所周知的，高等教育财政投入属于财政投入的的重要组成部分，财政投入会显著推动经济增长，高等教育财政投入会产生乘数效应，推动经济加速增长(见图5)。高等教育财政投入对高校竞争力的影响主要为直接效应，经由构建高等教育财政投入影响经济发展与高校竞争力系统动力学模型，模拟高等教育财政投入不同增长模式对高校竞争力产出(专利申请授权数量、科研论文数量)的影响(见图6、图7)。

高等教育财政投入对经济增长与高校竞争力有着重要的影响，且与高等教育财政投入增幅紧密关联。就高等教育财政投入对经济增长的影响而言，高等教育财政投入增幅的变动引起经济增长趋势的一定程度的改变，表明高等教育财政投入作为财政投入的一个组成部分，对经济增长起到一定的影响作用。从高等教育财政投入对高校竞争力的影响看，高等教育财政投入处于积极型增长模式下，到2029年，高校竞争力产出中的专利申请授权数比稳健型增长模式下高14%，比紧缩型增长模式下高50%，科研论文数量则比稳健型增长模式下高14.5%，比紧缩型增长模式下高出49%(见图6)，初期高等教育财政投入对高校竞争力的影响主要体现知识效应，加速知识的创造，进而推动区域间人力资本的流转与聚集，推动高校竞争力的提升，但高等教育财政投入的知识效应毕竟有一定的滞后性，知识的创新和人才的流转都需要时间，随着时间的推移，高等教育财政投入的知识效应不断增强，对人才的聚集作用愈发显著，有利于区域高校竞争力网络的构建，进而增强区域高校竞争力。

(三) 组合政策仿真和分析

为评估高等教育财政投入和其它变量组合对高校竞争力的影响，设定研发人员全时当量、研发经费、固定资产投资额和生均高等教育经费作为调控因子。假设4个调控因子变动率分别为0、5%、10%，与高等教育财政投入的稳健型增长0、积极型增长5%组合，分析不同组合政策对高校竞争力的影响，以期充分模拟仿真和估算高等教育财政投入影响高校竞争力的具体过程(见表2)。

表2 组合政策的模拟方案

1. 研发人员全时当量和研发经费变动的仿真分析

高等教育财政投入对高校竞争力的影响主要经由知识空间溢出实现，而高校竞争力的提升，不仅需外部知识的溢出，还需增加研发人员全时当量和研发经费的投入，内生提高竞争力，这需分析不同投入变动与高等教育财政投入变动对高校竞争力的组合影响。

经由实施组合政策，不管是增加研发人员全时当量，还是增加研发经费，都会提升高校竞争力，但研发经费变动引起的高校竞争力提升幅度超过了研发人员全时当量，主要原因在我国高校研发经费还是过低，一旦增加就会带来较大的竞争力提升，研发人员全时当量变动引起的高校竞争力提升，则充分显示了人力资本在高校竞争力中的巨大作用，离开人，高校竞争力是无从谈起，单纯的增加经费并不必然引起高校竞争力提升。此外，经由比对，发现研发经费变动率一定的情形下，高等教育财政投入增幅的变动会引起高校竞争力的一定变动，高等教育财政投入增幅一定的情形下，研发人员全时当量的增加会推动高校竞争力一定程度的提升(见图8)，可见，高等教育财政投可经过知识空间溢出影响高校竞争力，但高校竞争力也需要研发经费的投入、研发人员全时当量的增加，进而内生推动高校竞争力，表明高等教育财政投入有利于科研创新、人才培养，从而服务社会，高校也要制定合理策略，经由增加研发人员全时当量来推动高校竞争力的提升(见图9)。

2. 高校固定资产投入和生均高等教育经费变动的仿真分析

高校在固定资产方面的投入，为人才培养、科学研究创造更好的条件，加速人才培养、科学研究的转化，进而提升高校竞争力，但也可能会对高校科学研究、人才培养活动发生误导，使高校的科学研究、人才培养活动不纯粹为服务社会需要，而是为投入而投入，造成资源的浪费。此外，作为提升高校竞争力的重要方式之一，生均高等教育经费对高校竞争力影响重大，生均高等教育经费的提高有利于将更多的资源用于科学研究、人才培养，对高校竞争力产生积极影响；但生均高等教育经费在不同地区、高校间的分配不均衡，会造成不公平，高校的发展出现马太效应，不利于高校竞争力的整体提升。基于此，高校固定资产投入和生均高等教育经费的变动和高等教育财政投入变动相结合，分析不同因素与高等教育财政投入变动对高校竞争力的组合影响。

经由仿真实施组合政策，不管是增加高校固定资产投入还是生均高等教育经费，高校竞争力都发生了一定的变化，但并不显著(见图10)，从高校固定投入和高等教育财政投入变动率的组合看，只有在两者都大幅变动时才会出现高校竞争力的明显提升，可能是由于高等教育财政投入规模的扩大，高校固定资产投入既有利于改善高校竞争力环境与硬件水平，也有利于人才的培养与聚集，带来高校竞争力的提升。从生均高等教育经费和高等教育财政投入变动率的组合看，生均高等教育经费对高校竞争力的影响不是特别显著(见图11)，可能是由于随着高等教育的发展，高校不断扩招，生均高等教育经费不能满足高校发展的需要，只有大幅提高生均高等教育经费，且在不同高校间实现均衡，才能显著提升高校竞争力。

四、 结论与政策建议

(一) 结论

第一，高等教育财政投入的增长推动了研发人员全时当量和研发经费的增加，高等教育财政投入增长幅度越大，研发人员全时当量和研发经费也就越高，特别是对积极进行“双一流”建设的高校而言，进一步增加高等教育财政投入对研发人员全时当量和研发经费有很大作用，极大地增强高校竞争力要素的创新性、活动力，进而对高校竞争力发生重要影响。

第二，高等教育财政投入对经济增长与高校竞争力具有重大意义，且与其增加速度紧密关联，从高等教育财政投入对经济增长的影响看，高等教育财政投入增速的变动引起经济增长的一定程度的变动，表明经济发展的众多影响因素中，高等教育财政投入也有一席之地。从高等教育财政投入对高校竞争力的影响看，高等教育财政投入对高校竞争力的影响主要表现于人力资本效应，经由人才的培养、流动与聚集，有利于高校竞争力的提升。随着高等教育财政投入规模的不断增加，资源配置的优化，高等教育财政投入对高校竞争力的空间效应逐渐显现，高校可以利用更多的教育资源进行人才培养、科学研究和社会服务，有利于高校资源网络构建，进而提升高校竞争力。

第三，研发人员全时当量与研发经费是影响高校竞争力的重要因素，单纯增加高校固定资产投入和生均高等教育经费对高校竞争力的影响不是特别显著，经由模拟仿真组合政策，表明无论是增加研发人员全时当量还是研发经费，都会明显提升高校竞争力，且研发经费的影响力度更大，研发经费的增加能吸引更多的研发人员，从而引起高校竞争力的较大提升，这表明高校更依赖研发经费的投入，带来研发人员全时当量的增加，进而推动高校竞争力提升。高校固定资产投入与高等教育投入在大幅变动下会引起高校竞争力的较大飞跃，生均高等教育经费对高校竞争力的影响不是特别显著，究其缘由，伴随高等教育扩招，经费的增加赶不上学生规模的扩大，经费只有与学生规模匹配，才能更快地提升竞争力。

(二) 政策建议

第一，扩大高等教育财政投入规模，增进人才的流动、聚集与培养，加速科学研究、社会服务的力度，对推动高校竞争力有着重要功效，尤其是高等教育薄弱的地区，随着高等教育财政投入的增加，有利于汲取高等教育发达地区的人才、科技成果，推动区域间人力资本、科技创新空间溢出，实现高校竞争力的整体提升。

第二，以人才培养为重点，优化高校竞争力发展软环境。高等教育财政投入增加虽然有利于高校竞争力要素空间溢出，但高校竞争力水平提升离不开研发经费的增加，特别是研发人员，仿真分析结果显示，高等教育财政投入增加有利于知识溢出，进而促进高校竞争力，研发经费的增加会带来高校竞争力的较大提升。因而，研发经费投入增加是加快高校竞争力提升的重要途径。在知识经济时代，要加大高校研发经费投入，从而培养和积聚更多研发人员，经由优化人才引进政策与竞争力发展环境，提高薪金待遇，吸引更多人才汇聚于高校，还要注重现有人才的培养，采取多种举措培养研发人员，更新知识结构，内生推动高校竞争力。

第三，以政策创新为契机，激发高校竞争力提升的积极性，虽然高校固定资产投入和生均高等教育经费对高校竞争力提升有一定的推动作用，但从仿真分析看，二者单独增加难以推动高校竞争力的显著飞跃。因此，要进一步完善高等教育财政投入政策，通过优化政策组合激励高校竞争力飞跃，不仅要扩大高等教育财政投入绝对规模，还要扩大相对规模，加大对高校竞争力的支持力度，更要优化投入结构，以取得优质产出，形成高校竞争力的良性循环，全面提升高校竞争力。