产业协同集聚对城市群经济高质量发展的影响研究

陈甜甜 刘红梅

（上海师范大学，上海 200000）

一、引言

目前，长三角城市群作为我国创新能力最强、人口最密集的地区，数字化、服务业以及开放程度都很高，在我国的经济发展中占据绝对的战略优势。长三角城市群包括上海、江苏、浙江、安徽等4个省份的26个城市，城市群之间的产业分工、经贸交流、要素流动和分工合作十分密切。上海重点建设国际经济、金融、贸易、航空和科技创新中心，大多数制造业企业选择落户制造业发达的江苏和数字产业领先的浙江，安徽的部分地方企业的职能部门则已迁至上海。然而，由于市场发展不成熟，不少城市间存在产业单一、水平低、同质化竞争的问题，对合理配置资源和深入产业合作存在负面影响。因此，实现长三角城市群经济高质量发展的一个重要途径，就是提高绿色全要素生产率。党的十九大报告指出，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的攻关期。建立现代经济体系不仅是跨越当前门槛的迫切要求，也是中国的战略目标，这为长三角城市群经济高质量发展提供了强有力的支撑。

城市群发展模式的经济实质是集聚经济效应，但当前的产业转型升级更倾向于产业间的整合和渗透。纵观全球，在经济发达的国家或地区，大多数已经实现了制造业和生产性服务业的“两轮驱动”，成为优化空间布局的重要手段，有效促进结构转型，提高城市效率（陈建军等，2016）。产业集聚通过共享、匹配和学习机制促进经济增长。两个产业之间的协同集聚是产业集聚的高级阶段，其通过异质产业之间的互动关联机制，促进产业结构的转型升级。因此，摆脱单一产业集聚的研究范畴，更加关注制造业与生产性服务业之间的交流与互动、产业分工与协调，具有更大的现实意义。长三角城市群的发展是生产要素自由流动、产业分工协调、互动整合的超级产业集群形成过程。因此，重视制造业和生产性服务业的协同集聚，对长三角城市群经济的高质量发展具有重要现实意义。

二、文献综述

1977 年，Ellison &Glaeser（1997）最早提出产业协同集聚的定义：指的是异质性关联产业间在空间上的集聚现象。自此，不少学者开始对两个产业之间的协同集聚展开研究，现有成果集中在三个方面。第一，存在性分析。早在2008 年，Duranto &Overman（2008）就通过调查微观企业并对数据进行计量分析的方法，先后对两个产业之间的协同集聚的存在性进行分析，研究结果表明，马歇尔外部性、知识溢出和直接贸易关系、循环累积效应和政策干预是产业协同集聚形成的主要原因。第二，效应分析。部分学者通过构建联立方程模型，认为我国各省级地区两个产业之间的协同集聚对产业结构升级（王燕和孙超，2019）、全要素生产率（刘叶和刘伯凡，2016；伍先福，2019）等存在显著的正向促进作用。第三，机理分析。在理论研究上，杨仁发（2015）通过理论模型推导的方式，认为产业集聚对环境污染的作用是通过企业规模、技术进步以及经济结构来实现的。张治栋和秦淑悦（2018）认为产业集聚对绿色发展的作用是通过规模效应和拥挤效应的双重作用实现的。在实证研究上，陈建军等（2016）发现产业集聚与绿色生产效率具有正向显著作用。Frank et al.（2001）研究发现集聚产生的拥挤效应会加剧环境压力，不利于经济的可持续发展。目前，多数学者认为产业集聚与绿色发展效率呈非线性关系（朱风慧和刘立峰，2021）。但是，关于两大产业之间的协同集聚和发展绿色经济的研究还处在起步阶段，还需要更深入的研究。

随着经济高质量发展概念的提出，不少学者展开相关研究。经济高质量发展强调的不仅是经济因素，还关注产业结构以及生态环境等因素。经济方面，任保平（2018）通过研究经济增长速度和稳定性，提出对于经济增长和经济发展之间“量”与“质”的关系需辩证看待。产业结构方面，已有研究一致认为，为了提高生产要素的配置效率，产业结构亟须进行战略性调整。部分研究将人民日益增长的美好生活需要能否得到满足，作为衡量经济发展的标准之一，但任保平和文丰安（2018）等学者持相反意见，认为美好生活的需要并非物质满足，更需要个体的全面发展。除收入以外，经济的高质量发展还需要综合考虑文化、精神、医疗以及公平等各个方面。生态环境方面，在当今社会，提倡生态经济和发展生态产业成为共识，而生态环境的保护离不开绿色清洁技术的开发。罗良文和赵凡（2019）认为，清洁技术的发展需要足够的知识和创新技术支持。在实证方面，余奕杉等（2020）利用空间杜宾模型进行实证研究，发现专业化和多元化的生产性服务业集聚对城市群高质量发展有直接和间接的影响；黄庆华等（2020）使用面板模型，探究产业集聚对城市经济发展质量的影响，发现产业集聚可以同时实现经济增长和环境保护目标。

综观已有文献，一方面，目前关于经济高质量发展的研究主要集中在理论分析。另一方面，关于两个产业之间的协同集聚对绿色发展效率影响的研究正处在探索期，具体到两个产业之间的协同集聚对城市群经济高质量发展的研究相对匮乏。因此，本文可能存在的创新点在于，着力探讨生产性服务业和制造业的协同集聚对长三角城市群经济高质量发展影响理论机制，并建立模型进行实证检验，从而以产业双轮驱动的视角，提出针对长三角城市群经济高质量发展的相关建议。

三、理论分析和研究假设

制造业和生产性服务业的集聚是指同一产业企业之间的经济集聚现象，主要受生产要素、区位优势、交易成本等制约。制造业与生产性服务业的协同集聚，反映出最终生产部门和中间生产部门因不同行业企业的互补性差异而相互需求，寻求空间相邻发展。不难发现，两个产业之间的协同集聚扩大了单一产业集聚的知识溢出效应和拥挤效应，是一种高层次的产业集聚形式。根据索罗模型以及发展的索罗模型的内容，绿色全要素生产率在一定程度上是对经济高质量发展的反映，因此在接下来的理论分析中，重点关注两个产业协同集聚对绿色全要素生产率的正外部效应和负外部效应（见图1和图2）。

图1 协同集聚对绿色全要素生产率正外部效应

图2 协同集聚对绿色全要素生产率负外部效应

（一）两个产业之间的协同集聚对绿色全要素生产率的正外部效应

根据马歇尔的外部性理论。通过控制制造业和生产性服务业协同集聚，可以提高城市的绿色全要素生产率。具体原因是：第一，共享投入-产出供需市场。在产业协同集聚中，两个产业之间的投入产出关系通过持续的分工不断加强，从而形成一个复杂的供求网络。生产性服务业可以共享不同制造业企业的服务产出需求，制造业也可以共享不同生产性服务业企业的中间投入。交易成本的降低可以有效提高生产效率。第二，共享劳动力市场，可有效降低企业的信息成本。在制造业和生产性服务业的产业协同集聚过程中，产生大量既懂服务又精通生产的复合型人才，从而使得两个产业减少异地人才市场的搜寻成本，以及适应本地的调试成本大大降低，从而有助于生产效率的提升。第三，知识溢出与学习赶超效应。在两个产业协同集聚过程中，对于投入或产出中的某个问题可以直接沟通，大大节省了沟通成本。并且，彼此之间的学习和模仿，可以提高双方的学习能力，促进知识溢出和技术溢出，从而有助于生产效率的提升。在各种资源共享的同时，也有助于环境的集中约束、污染物的集中处置，促进经济高质量的发展。

根据Porter 外部性理论，产业协同集聚可以通过营造自由宽松的竞争环境来实现绿色全要素生产率的改善。技术创新以及知识外溢来源于竞争而不是垄断，而两个产业的协同集聚刚好可以为企业营造出良好的竞争环境，服务业企业在提升自身竞争力的同时，不断强化业务的高效性，制造业企业也可以在竞争过程中将盈利能力差、能耗高、污染高的生产模块淘汰，优化清洁经济结构，从而在实现生产效率提高的同时，促进城市经济高质量的发展。

（二）两个产业之间的协同集聚对绿色全要素生产率的负外部效应

根据拥挤效应，虽然生产性服务业和制造业处于实现协同集聚的过程中，为两个产业的企业节省了大量的交易成本、人才搜索成本等，但是，一旦出现两个产业之间协同集聚过度的情况，不仅会导致地租成本、时间成本等增加，还会对环境产生严重的影响，反而不利于绿色全要素生产率的提高。

沉没成本是一种历史成本，对于现有的决策而言是不可控的，直接影响企业的决策。当生产性服务业与制造业在城市内的集聚没有沉没成本时，企业可以自由出入，即使存在拥挤效应，也可以在一定程度上实现生产效率的提高。可以用新经济地理学的“选择效应”解释：协同集聚的企业面临高成本时会选择从中心向外围撤退，只留下高生产效率的企业。因为其拥挤效应带来的成本仍然低于协同集聚节约的成本，结果是高生产效率的企业越来越靠近中心，而低生产效率的企业退出协同集聚，向外围迁移。但是，沉没成本的出现，使得无论是生产性服务业还是制造业企业都无法轻易退出，从而导致某些低生产效率的“僵尸企业”滞留在集聚区，长此以往，这种低效率、高污染、高能耗企业的存在，反而会导致绿色全要素生产率降低，城市经济无法实现高质量的发展。

此外，绿色全要素生产率可分解为技术变化、纯技术效率和规模效率。纯技术效率是指生产效率受管理、制度等因素的影响；规模效率是指生产效率受企业规模的影响；技术变化是指生产效率受到技术变革或技术进步与经济规模匹配等因素的影响（王燕和孙超，2019）。通过以上分析，本文提出以下假设：

假设1：在正负外部效应的双重作用下，产业协同集聚可以促进城市群经济的高质量发展。

假设2：产业协同集聚通过影响技术变化、纯技术效率和规模效率来影响绿色全要素生产率，实现长三角城市群经济的高质量发展。

四、研究设计

（一）数据来源

充分考虑到地区差异性及研究的可靠性，本文以长三角城市群24个地级市2012—2020年的数据为样本进行探究。以2012 年为起点，主要是因为2012 年统计的是2011 年的数据，而2011 年是“十二五”规划的起始年，从“十二五”规划开始，中国开始逐步重视发展不平衡、不协调、不可持续的问题，开始意识到经济增长对资源和环境的压力，以及产业结构的不合理。本文对所获得的数据进行一致性处理，除去统计年鉴数据缺失的芜湖和宣城两个城市，最终得到24个城市的样本。根据《统计年鉴》和《生产性服务业分类（2019）》的统计口径，生产性服务业分为：交通运输业、仓储邮政业、信息传输业、计算机服务业和软件业、金融业、租赁业和商业服务业、科学研究和技术服务业。个别缺失值以同一区域的平均值代替。主要分析工具为Matlab2021a、Deap2 和Stata16，用于计算绿色全要素生产率，并分析绿色全要素生产率和估计模型的回归结果。

（二）模型设计

本文研究的重点是探究制造业和生产性服务业产业间的协同集聚对城市群经济高质量发展的影响，基于此，构建模型如公式（1）所示。

上述模型中，i为样本地区，t为年份，α0指的是常数项，α1、α2、α3、α4、α5、α6是各变量的回归系数，εi,t为随机扰动项。核心被解释变量为城市群经济高质量发展（GTFP），使用地级市绿色全要素生产率进行替代。核心解释变量为两个产业之间的协同集聚程度（TLQ），本文采用的衡量方法是熵值法。

为了探究长三角城市群GTFP产生变化的原因，还需要将绿色全要素生产率进行分解，分别构建被解释变量为纯技术效率（GPTE）、规模效率（GSE）和技术变化（GTC）的面板模型，具体如公式（2）至公式（4）所示。

（三）变量选取

1.被解释变量：经济高质量发展（GTFP）。经济高质量发展是一个综合概念，包括经济、生态环境、社会服务等各个方面。目前并没有形成完整明确的指标体系，但是考虑到经济发展中存在的不可预测因素，学术界的普遍做法是使用全要素生产率这个指标来衡量经济高质量发展水平。本文选择使用包含期望产出和非期望产出的SBM模型测度绿色全要素生产率，衡量长三角城市群经济发展质量。具体的测算步骤如下：

第一：计算生产可能性集。假设将长三角城市群作为一个决策单元，设为DMUK，其中K表示的是长三角城市群各地级市个数。x=(x1,…,xn)表示各地区投入N种生产要素，其中，生产过程中会得到M种期望产出y=(y1,…,yn)∈和I种非期望产出b=(b1,…,bn)∈，并用(xkt,ykt,bkt)表示第t期的投入和产出。设当期的生产可能性集为Pt(x)，则如公式（5）所示。

第二，求SBM方向距离函数。传统的方向距离函数会出现沉溺在松弛变量的情形，导致模型估计不准确。本文借助杨翔等（2019）的方法，定义含有非期望产出的SBM方向距离函数，具体如公式（6）所示。

模型中，gx、gy、gb分别表示投入减少的方向向量、期望产出增加的方向向量、非期望产出减少的方向向量分别表示输入冗余松弛向量、预期输出不足松弛向量和意外输出过多松弛向量。同理可推导出全域SBM方向距离函数，如公式（7）所示。

第三，使用DEAP将GTFP分解为纯技术效率（GPTE）、规模效率（GSE）、技术变革（GTC），具体如公式（8）所示。

在测算长三角城市群绿色全要素生产率时，根据经济高质量发展的含义与特征，参考张军涛和范卓玮（2021）的研究，将资本投入、劳动力投入、土地建成区面积以及能源消耗作为投入指标。产出指标包括预期产出指标和非预期产出指标两部分，分别使用GDP和废水、废气、固体废弃物排放量指标进行衡量。

2.解释变量：制造业和生产性服务业的协同集聚（TLQ）。衡量产业集聚的常用指标包括集中率、区位熵、空间基尼系数和赫芬达尔指数。相比较其他方法，本文选择能够消除区域差异等外部因素的区位熵指数来计算产业协同集聚，从而能够更加真实地反映长三角城市群的产业集聚水平，计算如公式（9）所示。

其中，LQij表示j地区i产业的集聚指数；qij表示j地区i产业的就业人数；qj和qi分别表示j地区所有产业的就业人数和全国i产业的就业人数；q表示的是全国总人数。

通过比较单一产业集聚水平之间的差异，衡量两个产业之间的协同集聚水平（陈建军等，2016），具体如公式（10）所示。

TLQj表示j地区的两个产业之间的协同集聚指数，LQz,j代表制造业集聚指数，LQp,j代表生产性服务业集聚指数。TLQj越大表示制造业和生产性服务业的协同性越强。

3.控制变量。为了保证估计结果的准确性，本文参照以往学者经验，选取以下控制变量：

地区经济发展水平（GDP）。只有当区域经济发展到一定阶段时，居民收入才会增加。在满足基本生活需求的前提下，提出质量要求，促进区域经济高质量发展。本文选择人均GDP 作为地区经济发展水平的测度指标。

政府干预程度（DIS）。作为政府宏观调控的重要手段，适当利用财政支出来弥补市场不足，提高要素的流动性以及资源的配置效率，增强经济的正外部性，从而提高生产效率，促进城市经济高质量发展。本文使用的是地方政府的财政支出与地区生产总值的比值测度。

基础设施建设（MAN）。加强基础设施建设可以降低区域生产要素流动的运输成本和交易成本，有助于形成规模效应，提高区域经济实力，实现高质量的经济发展。本文选取的衡量指标是人均道路面积。

对外开放程度（OPEN）。提高对外开放程度可以增强区域发展的包容性，通过技术溢出和扩散效应获取外国资本、技术和其他生产要素，提高经济发展质量。本文使用的衡量指标为地区实际使用外资金额与地区生产总值的比值。

五、实证分析

（一）描述性分析

表1 展示的是变量描述性统计的结果。综合来看，长三角城市群24个地级市的GTFP均值为0.7323，说明长三角城市群的经济发展质量得到提升，在发展过程中注重生态环境保护。GTFP的最大值为1，最小值为0.5175，标准偏差为0.1531，说明长三角城市群不同地级市间绿色全要素生产率差异较大，主要是自然因素导致的资源禀赋差异。长三角城市群的集聚程度（TLQ）均值为12.2411，最大值为26.7283，最小值为1.8815，这说明在“双轮驱动”战略引导下，长三角城市群加快产业转移，产业之间的协同集聚水平得到增强。从控制变量来看，长三角城市群的发展水平（GDP）、政府干预程度（DIS）、基础建设水平（MAN）、对外开放程度（OPEN）都存在相对比较显著的差异。

表1 变量描述性统计

（二）基准回归结果与分析

表2报告的是不同模型估计的结果，反映制造业与生产性服务业协同集聚对长三角城市群经济高质量发展的影响。从结果可以看出，不同模型的估计结果基本类似，制造业和生产性服务业的协同集聚对长三角城市群经济的高质量发展具有显著的促进作用，系数都通过了1%的显著性水平检验。本文使用不同模型得到的回归结果基本上是一致的，这说明假设1是成立的，即制造业和生产性服务业的“双轮驱动”对长三角城市群经济的高质量发展的促进作用是十分显著的。并且，从表2 中不难看出，经济发展水平（GDP）与绿色全要素生产率也存在正向的促进作用，通过了1%的显著性水平检验。城市经济发展水平每增加1 个单位，城市绿色全要素生产率增加0.015 个单位，符合经济发展规律。政府的干预程度（DIS）、基础设施水平（MAN）与绿色全要素生产率之间的系数为正但不显著，可能是由于地方政府对城市经济发展的干预，以及基础设施从建设到发挥作用都存在滞后效应。对外开放程度（OPEN）与绿色全要素生产率的系数显著为负。这说明对外开放程度可能存在过度的情况，导致外来加工厂的流入，产生负向的扩散效应，从而对环境产生不利影响，不利于长三角城市群经济的高质量发展。同时说明实现长三角城市群经济的高质量发展必须要控制对外开放程度。

表2 协同集聚对长三角城市群经济高质量发展影响的回归结果

在上述实证的基础上，继续研究协同集聚对长三角城市群绿色全要素生产率的影响方式。在模型（8）中，将GTFP分解为GPTE、GSE和GTC三个指标进行分析。模型（2）、（3）、（4）分别以纯技术效率（GPTE）、规模效率（GSE）和技术变化（GTC）为被解释变量，分析协同集聚对绿色全要素生产率的影响，实证结果分别如表3、表4和表5所示。研究发现，两个行业之间的TLQ对纯技术效率（GPTE）、规模效率（GSE）和技术变化（GTC）的影响系数均为负，且对规模效率（GSE）和技术变化（GTC）的系数显著为负。即两个产业通过纯技术效率、规模效率和技术变化对绿色全要素生产率产生影响，且现阶段均产生负向影响，假设2 得证。一方面，制造业和生产性服务业的产业集聚促使政府加强监管，加大监管投入，从而限制纯技术效率的提高。另一方面，制造业和生产性服务业的协同集聚仍处于初期阶段，成本不断积累，一定程度上削弱了产业间技术创新以及规模效率提升的潜力。

表3 协同集聚对长三角城市群生产率分解指数GPTE的回归结果

表4 协同集聚对长三角城市群生产率分解指数GSE的回归结果

表5 协同集聚对长三角城市群生产率分解指数GTC的回归结果

六、结论与政策建议

（一）主要结论

本文基于长三角城市群2012—2020年地级市数据，运用面板模型研究“双轮驱动”作用下制造业和生产性服务业对长三角城市群经济发展质量的影响。主要得出以下两点结论：

一方面，制造业和生产性服务的协同集聚，对长三角城市群经济的高质量发展具有显著的促进作用。制造业和生产性服务业的协同集聚不仅能够促进长三角城市群的经济发展，还可以兼顾生态环境保护，提高城市经济发展质量。

另一方面，将绿色全要素生产率分解为纯技术效率、规模效率和技术变化，研究发现两个产业通过纯技术效率、规模效率和技术变化对绿色全要素生产率产生影响，且现阶段均产生负向影响。主要是由于制造业和生产性服务业的产业集聚使政府加强监管，加大监管投入，从而限制了纯技术效率的提高。制造业和生产性服务业的协同集聚尚处于初期阶段，成本不断积累，在一定程度上减弱了产业间技术创新以及规模效率提升等方面的潜力。

（二）政策建议

在环境约束日益趋紧的背景下，为了充分发挥制造业和生产性服务业协同集聚的“竞争激励效应”和“规模效应”优势，促进长三角城市群经济的高质量发展，提出以下政策建议：

第一，促进长三角城市群一体化发展，提高产业集聚水平。实证结果表明，制造业和生产性服务业协同集聚可以显著推动长三角城市群经济的高质量发展。面对现阶段城市发展的不平衡和经济部门的严重分化，可以提高产业集聚水平和城市生产效率。首先，要充分认识到制造业和生产性服务业的协同集聚在提高长三角城市群经济高质量发展中的重要作用，加强长三角城市群之间的交流合作，弱化地方市场分割的动机，消除内部市场壁垒。其次，长三角城市群需要重视对外开放程度带来的负向作用。虽然加大对外开放程度有助于增强城市的包容度，获得外资以及技术等生产要素的支持，但是过度的对外开放反而会导致外来工厂的进入，对环境产生不利影响，扩散效应的负面影响反而会阻碍城市经济的高质量发展。最后，还要加强生态环境约束机制，完善两个产业协同集聚过程中的承接机制，重视化工等高污染产业集聚，加强环境保护，重视能源消耗和安全标准，防止污染产业梯度转移，促进产业协同集聚，推动城市经济向清洁高端方向发展。

第二，提升城市群创新能力，夯实经济绿色发展的基础。实证发现，现阶段的制造业和生产性服务业协同集聚的规模效率和技术变化的波及效应并未发挥作用。因此，要充分发挥制造业和生产性服务业协同集聚的规模效率和技术变化的波及效应，在制定相关产业政策时，要考虑并充分利用“双轮驱动”与城市创新的协同作用，提高长三角城市群绿色全要素生产效率。各城市群还应注重两个产业的协同集聚计划与创新计划的有机衔接，构建开放透明的创新管理体系，消除制约城市创新和成果转化的制度性障碍，更好发挥两个产业协同集聚过程中产生的纯技术效率、规模效率以及技术变化的效应。