制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应研究

○唐勇 王蓉 刘冬建

（1石河子大学经济与管理学院，新疆 石河子 832000；2兵团金融发展研究中心，新疆 石河子 832000；3中国冶金地质总局新疆地质勘查院，新疆 乌鲁木齐 830063）

一、引言

随着我国经济由高速增长转向高质量发展阶段，产业结构转型升级成为经济发展的重点内容，是中国由大国转向强国的途径，也是实现经济持续健康发展的必然要求。近年来，中国的产业结构转型升级取得明显进展，产业结构比例关系不断改善，产业结构正在从“二三一”向“三二一”转型，但我国产业结构转型升级仍面临动力不足的问题，如何进一步推动产业结构转型升级成为新时期我国经济发展亟需解决的关键问题。制造业是实体经济的核心、国民经济的支撑，也是建设现代产业体系的重要基础，更是推动经济长期稳定增长的核心引擎。因此，在推动产业结构转型升级的过程中，制造业高质量发展既是关键，又是重点。但作为世界上工业体系最完整、产业配套最完善的制造基地，中国制造业大而不强的矛盾依然存在[1]。2021年中国制造业增加值规模达到31.4 万亿元，连续12 年位居世界第一。工信部调研数据显示，我国32%的关键材料仍为空白，52%依赖进口，制造业创新能力不强，核心关键技术受制于人。此外，我国制造业还存在有效供给不足、附加值偏低以及能源资源利用率低等问题。2017年我国制造业质量竞争力指数为84.47 分，仍处于初等竞争力水平。“十四五”规划指出要坚持把发展经济着力点放在实体经济上，强调深入实施制造强国战略，推动制造业高质量发展，这反映了党和国家对促进制造业高质量发展的高度重视。随着制造业产业链的不断升级以及新产业、新业态与新模式的形成，探究制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应，对促进我国产业结构转型升级以及保持经济可持续健康发展具有重要现实意义。

二、文献综述和理论假说

目前关于制造业高质量发展的研究，主要集中在以下三个方面：一是关于制造业高质量发展内涵及特征的研究。李巧华[2]把制造业高质量发展定义为一种兼顾环境效益、社会效益和经济效益的发展范式，通过组织和技术变革，连接利益相关者，整合行业内外部资源，实现全要素生产率的提高。郭朝先[3]将制造业高质量发展归纳为供给质量的改善，生产效率与经济效益的提高，制造业产业链的升级以及新产业、新业态与新模式的形成。二是关于制造业高质量发展测算的研究，多数学者从制造业高质量发展的微观角度和宏观角度展开研究。微观角度方面，采用制造业产品质量和制造业企业质量衡量制造业高质量发展[1,4]。宏观角度方面，主要采用制造业全要素生产率衡量制造业高质量发展[5-6]。部分学者通过构建指标体系衡量制造业高质量发展水平，如张文会和乔宝华[7]构建了涵盖创新、结构、效益、效率、品牌、融合和绿色发展七大类共计27 项的我国制造业高质量发展指标体系，江小国等[8]构建了涵盖效益、创新、绿色、质量、融合和高端发展六大类共12项的制造业高质量发展评价指标体系。三是关于制造业高质量发展影响因素和实现路径的研究，已有文献主要围绕技术创新[9-11]、产业集聚[12-14]、对外开放[15-16]等方面展开。

随着全球价值链分工深化，制造业服务化成为当前制造业的一个重要特征，近年来受到了学术界的关注。一类研究探讨了制造业服务化的内涵，这类研究多认为制造业服务化有投入服务化和产出服务化两个层次，是制造企业从以生产实体产品为中心转向以提供服务产品为中心，最终实现价值增值的过程[17-20]。另一类研究主要从价值增值[21-24]和价值链升级[25-28]等角度考察制造业服务化的经济效益，认为制造业服务化作为制造业高质量发展的方向[29]，能够通过降低价值链中各环节之间的协调成本，提高利润水平，或发挥产业升级效应，实现产业从低端向高端的升级。

本文研究制造业高质量发展的空间溢出效应问题，但目前国内外研究主要集中在经济整体或其他产业的空间溢出效应，主要包括知识、人力资本、基础设施以及市场等多种因素的空间溢出效应，专门针对制造业空间溢出效应的研究较为缺乏，但已有研究对本文研究具有一定的启发性。知识空间溢出效应方面，KELLER[30]研究认为区域间的知识溢出能够缩小地区经济差距，但溢出效果受地理影响显著；金刚等[31]研究发现，中国省际知识存在显著的空间溢出效应，而且溢出效应随着地理距离的增加呈现下降趋势。人力资本空间溢出效应方面，PEDE等[32]采用较为前沿的空间计量分析方法实证检验人力资本对全要素生产率增长的空间溢出效应；魏下海[33]研究发现，中国人力资本对生产率增长和技术进步具有正向空间溢出效应，而对效率增进则具有负向溢出效应。基础设施空间溢出效应方面，张学良[34]研究发现中国交通基础设施对区域经济增长的空间溢出效应非常显著。市场因素空间溢出效应方面，BRUN 等[35]发现中国经济存在由沿海向内陆的空间溢出效应；潘文卿[36]研究发现，市场潜能对经济增长有着重要的空间溢出效应，而且溢出效应会随着地区间距离间隔的增加而减少；汪浩瀚和徐建军[37]研究证实了省域内的国内外市场潜力对制造业集聚具有显著的直接促进作用以及省域间的国内外市场潜力对制造业集聚的空间溢出效应。

综上所述，国内外学者对制造业高质量发展、制造业服务化以及空间溢出效应三方面展开了丰富的研究，为本文研究奠定了基础。但是，极少有文献关注制造业空间溢出效应，更鲜有文献关注制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应。而转变经济发展方式、提升经济质量是中国经济工作的重要内容。因此，本文基于中国30 个省市自治区2010—2019 年的数据，使用探索性空间数据分析方法探寻制造业高质量发展与产业结构转型升级的空间关联特征，并进一步构建空间计量模型探究制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应。制造业高质量发展能够推动产业结构转型升级，具体而言，一是制造业高质量发展能够激发企业创新主体活力，增加创新研发投入，增强企业创新能力与市场竞争力，推动高端制造业发展，发挥创新效应与产业关联效应推动产业结构转型升级；二是制造业高质量发展有利于推动产业部门技术进步，提升生产效率，降低成本，延长产业链，增加产业附加值，促进制造业可持续发展，进而推动产业结构向高级化和合理化方向发展；三是制造业高质量发展能够提升资源利用率，转变生产方式，实现制造业发展模式由高能耗、高污染、高排放的传统粗放化发展向绿色化集约化发展的转变，推动产业结构转型升级。同时，由于经济变量之间存在空间关联性，制造业高质量发展不仅对本地区产业结构转型升级有促进作用，而且对邻近地区产业结构转型升级也有空间溢出效应。但这种效应容易受到区域经济发展差异的影响，不同地区经济发展阶段及水平的差异会影响制造业高质量发展空间溢出效应的发挥[38]。据此，本文提出以下假设：

假设1：制造业高质量发展对产业结构转型升级具有正向的空间溢出效应；

假设2：制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应存在地域差异。

三、研究设计

（一）探索性空间数据分析（ESDA）

1.Moran′s I估算。探索性空间数据分析基于空间权重矩阵，检验观测值是否存在自相关性。本文采用全局指数Moran及其统计检验对样本数据进行探索性空间分析，其中Moran′s的定义为：

式中，n为区域数量，xi代表属性值，ωij为空间权重矩阵（i,j）元素。当Moran′s I>0时，表明各区域之间的研究对象存在空间正相关。当Moran′s I=0时，表明变量不存在空间相关性。当Moran′s I<0时，表明各区域之间的研究对象存在空间负相关。指数绝对值越大，则空间相关性越强。空间权重矩阵作为描述事物间的关联程度，根据地理学第一定律，记来自n个区域的空间数据，下标i代表地区i，地区i与地区j间的距离为wij，则定义“空间权重矩阵”为：

当区域i与区域j有共同的边界时，wij=1，反之，wij=0。

由此，计算得到中国30 个省份制造业高质量发展和产业结构转型升级2010—2019年的全局莫兰指数，结果如表1 所示。检验结果显示，产业结构转型升级的Moran′s I均为正值且至少通过了10%的显著性水平检验，说明产业结构具有一定正向空间相关性。制造业高质量发展的Moran′s I均为正值且至少通过了5%的显著性检验，说明制造业高质量发展具有较高的正向空间相关性。

表1 产业结构转型升级和制造业高质量发展水平的Moran′s I

2.局部空间性分析。为进一步分析产业结构转型升级和制造业高质量发展的空间相关性，本文引入莫兰散点图对局部区域的集聚状态展开进一步分析。图1是2010年和2019年产业结构转型升级和制造业高质量发展的莫兰散点图。

由图1可以看出，大部分省份的观测值集中在第一象限和第三象限，呈明显的“高—高”或“低—低”集聚，与全局莫兰指数结果一致，产业结构转型升级和制造业高质量发展存在空间正相关关系。且2019年产业结构转型升级和制造业高质量发展在第一、三象限的省份个数明显多于2010 年同象限的省份个数，观测值的集聚程度进一步提升，说明随着时间的推移，产业结构转型升级和制造业高质量发展的空间相关性有增强趋势，各省份间的联系逐渐加强，共同推动我国产业结构转型升级。

图1 莫兰散点图

（二）模型设计

1.基准模型。为了研究制造业高质量发展对产业结构转型升级的影响，构建基准计量模型如下：

式中，i和t分别表示地区和年份，α0为截距项，ISit表示各省份产业结构转型升级，MIit表示各省份制造业高质量发展水平。ConiXit表示控制变量，主要包括研究经费、政府管理水平、能源强度和金融化水平；λt表示时间固定效应，μi表示个体固定效应，εit为模型随机误差项。

2.空间计量模型。空间自相关检验结果表明我国产业结构转型升级存在显著的空间自相关性，故本文在基准模型的基础上构建空间杜宾模型来研究制造业高质量发展对产业结构转型升级的影响，空间杜宾模型（SDM）构建如下：

式中，被解释变量ISit为i省域在t时刻的产业结构转型升级水平，Xnit包括核心解释变量制造业高质量发展水平和其他控制变量；ρ为被解释变量空间滞后项回归系数或空间自回归系数；Wij为前文所定义的空间权重矩阵；β与θ均表示k维回归系数列向量；εit为模型随机误差项。

（三）变量选取与说明

1.被解释变量。本文的被解释变量为产业结构转型升级水平（IS）。借鉴相关文献[39-41]，本文主要从产业结构合理化与产业结构高度化两大维度进行测度，最后运用熵值法计算得到我国三大区域①注：根据国家统计局的划分，东部地区包括北京市、天津市、河北省、辽宁省、上海市、江苏省、浙江省、福建省、山东省、广东省和海南省；中部地区包括山西省、吉林省、黑龙江省、安徽省、江西省、河南省、湖北省、湖南省；西部地区包括内蒙古自治区、广西壮族自治区、重庆市、四川省、贵州省、云南省、陕西省、甘肃省、青海省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区。产业结构综合指数来代表产业结构转型升级水平。

首先，采用泰尔指数（TL）衡量产业结构合理化程度，测算公式如下：

式（5）中，Yin表示地区i一定时期的第n产业增加值，Lin表示地区i一定时期的第n产业从业人员数量代表了i地区一定时期的第n产业从业人员数占当地就业人员总数的比重。TL指数与产业结构合理化水平成反比，TL值越接近0，产业结构合理化程度越高。

其次，借鉴刘伟等[41]的做法，从量和质两个方面衡量产业结构高度化。采用产业结构层次系数表示产业结构高度化的量（NAIS），测算公式如下：

此外，定义产业结构高度化的质（AQIS）为产业间的比例关系与各产业劳动生产率的乘积加权值，测算公式如下：

最后，运用熵值法计算得到我国三大区域产业结构综合指数（IS）。

2.解释变量。本文的解释变量为制造业高质量发展水平（MI）。结合已有研究成果[8]，在把握制造业高质量发展内涵和特征的基础上，考虑系统全面性、合理性及可测性等原则，构建我国制造业高质量发展评价指标体系，包含5个一级指标和14个二级指标（见表2）。采用熵值法确定指标权重，测算得到我国三大区域30个省市2010—2019年制造业高质量发展水平指数I代表制造业高质量发展水平。

需要指出的是，由于所选指标具有不同的量纲和方向性，在进行分析之前先对各指标进行极差标准化，以消除不同量纲和指标方向性的影响。

3.控制变量。考虑到影响产业结构转型升级的因素有很多，同时为避免模型产生内生性而造成估计结果的偏差，本文引入了以下控制变量，各变量的经济意义解释如下：

（1）研究经费（R&D）。研究经费的投入为我国研发事业提供基础保障，利于推动科技创新，进而推动产业结构转型升级。本文采用地区研究经费投入占地区生产总值的百分比来表示研究经费。

（2）政府管理水平（GOV）。政府财政支出水平可以反映政府对经济的宏观调控力度，能够通过劳动和资本要素流动进而影响产业结构转型升级。本文采用地方政府财政支出占地区生产总值的百分比来表示政府管理水平。

（3）能源强度（EI）。能源强度和产业高级化之间存在倒“U”型的非线性关系，本文采用地区能源消费量占地区生产总值的百分比来表示能源强度。

（4）金融化水平（FL）。金融深化对产业结构转型升级具有直接的正效应和以技术进步为中介的间接正效应，本文采用地区金融业增加值在第三产业增加值中所占的比重来表示金融化水平。

（四）数据来源与描述性统计

本文选取我国30 个省市2010—2019 年的数据，探究制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应。各指标数据来源于《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《工业企业科技活动统计年鉴》《中国工业统计年鉴》《中国能源统计年鉴》《中国环境统计年鉴》《中国火炬统计年鉴》、国家统计局和Wind 数据库。各变量的描述性统计如表3所示。

表3 主要变量描述性统计

四、实证结果与分析

（一）基准回归检验结果

Hausman 检验结果显示拒绝随机效应模型成立的原假设，固定效用模型优于随机效用模型，因此，本文重点分析固定效应下各变量系数的经济含义，基准回归结果如表4所示。固定效应下，第（1）列是没有加入任何控制变量的回归估计结果，第（2）至第（5）列是依次加入控制变量的回归估计结果。综合来看，无论是否加入控制变量，制造业高质量发展对产业结构升级的估计系数均显著为正，说明制造业高质量发展有助于促进产业结构转型升级。从控制变量来看，研究经费、政府管理水平、能源强度对产业结构转型升级的回归系数均显著为正，且通过了显著性检验，说明这些控制变量能够促进产业结构转型升级。

表4 基准回归分析结果

（二）空间面板模型检验

在被解释变量的空间自相关系数显著不为零的情况下，空间杜宾模型的直接估计值或许存在偏误，需通过偏微分方式对空间效应进行分解。因此，本文参照LESAGE和PACE[42]做法，将时空双固定效应下的空间杜宾模型通过偏微分方式进行空间效应分解，结果如表5 所示。第（1）列为制造业高质量发展对本地区产业结构转型升级的回归结果，第（2）列为制造业高质量发展对周边地区产业结构转型升级的回归结果，第（3）至第（5）列为空间效应分解估计结果。由表5可知，制造业高质量发展的估计系数为正，且通过了1%水平的显著性检验，说明制造业高质量发展对产业结构转型升级具有显著影响。直接效应和间接效应系数均在1%的置信水平上大于0，说明制造业高质量发展水平的提升对本地区和周边地区的产业结构转型升级均具有促进作用，故总效应系数显著为正。且间接效应大于直接效应，说明制造业高质量发展对周边地区产业结构转型升级的促进作用反而大于对本地区产业结构转型升级的促进作用。这可能是因为我国各省市之间经济联系密切，制造业高质量发展所带来的技术创新与政策福利等产生外溢，对周边地区产生更强的促进作用。在控制变量中，政府管理水平、能源强度、金融化水平变量均通过了显著性检验，说明这些变量对产业结构转型升级均存在影响。研究经费、政府管理水平、能源强度和金融化水平变量对周边地区产业结构转型升级有一定的抑制作用，但影响效果有限，效应分解系数不显著。

表5 空间杜宾模型检验结果

（三）区域异质性分析

为了解制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应是否存在地域差异，本文利用空间杜宾模型对样本进行分区域检验，并对空间效应进行分解，结果如表6、表7所示。

表6 分区域空间杜宾模型回归结果

表7 分区域空间效应分解结果

从分区域回归结果来看，制造业高质量发展显著地促进了东、中、西部地区产业结构转型升级，西部地区尤为明显，制造业高质量发展水平指数每增加1个单位，东、中、西部地区产业结构转型升级水平相应提高0.31、0.663和1.078个单位。从溢出效应来看，制造业高质量发展对产业结构转型升级的溢出效应存在地域差异。制造业高质量发展空间溢出效应的回归系数值在东部地区为0.246，在中部地区为0.578，但在西部地区为-1.085，三个数值均通过了显著性水平检验。这意味着中国制造业高质量发展的空间溢出效应在东、中、西部三大区域均存在，但作用效果不一致。其中，制造业高质量发展显著推动了东、中部周边地区的产业结构转型升级，然而对西部周边地区有着显著的抑制作用。当制造业高质量发展水平指数增加1个单位，东、中部周边地区的产业结构转型升级水平提高0.246、0.578 个单位，西部周边地区的产业结构转型升级水平降低1.085个单位。原因之一可能是地区经济发展水平差异以及边际递减效应，使得制造业高质量发展对西部地区产业结构转型升级的促进作用更为明显，同时对西部周边地区有着显著的抑制作用。

东、中部地区制造业高质量发展的直接效应与间接效应均显著为正，且间接效应大于直接效应，表明东、中部地区制造业高质量发展水平的提升对本地区和周边地区的产业结构转型升级均具有促进作用，且其对周边地区产业结构转型升级的促进作用反而大于对本身产业结构转型升级的促进作用，故其总效应显著为正。西部地区的直接效应显著为正，而间接效应显著为负，说明西部地区制造业高质量发展水平的提升能有效促进本地区产业结构转型升级，但是对周边地区的产业结构转型升级具有抑制作用。说明我国三大区域制造业高质量发展对区域内产业结构转型升级具有促进作用，但是其空间溢出效应存在地域差异。

五、结论与建议

（一）主要结论

本文基于2010—2019年我国30个省市面板数据，运用空间计量模型系统分析了制造业高质量发展对产业结构转型升级的空间溢出效应。具体研究结论如下：第一，产业结构转型升级具有显著的空间正相关性，东部地区主要为“高—高”集聚，西部地区主要为“低—低”集聚。第二，整体而言，制造业高质量发展对本地区和周边地区的产业结构转型升级均具有促进作用。第三，分区域而言，我国三大区域制造业高质量发展对区域内产业结构转型升级具有促进作用，但是其空间溢出效应存在地域差异，具体为东、中部地区制造业高质量发展对本地区和周边地区的产业结构转型升级均具有促进作用，且其对周边地区产业结构转型升级的促进作用反而大于对本身产业结构转型升级的促进作用。而西部地区制造业高质量发展能有效促进本地区产业结构转型升级，但对周边地区的产业结构转型升级具有抑制作用。

（二）政策建议

1.加大科研投入，注重创新驱动。我国制造业“大而不强”，关键是缺乏核心技术，因此要重视创新驱动作用。国家和企业要加大科研创新投入力度，包括研发经费的投入支持和科研人才的培养与引进。重视人才发展，完善人才机制，充分利用我国的人力资源优势。打造国家制造业创新体系，加强关键核心技术的研发。提高科技成果转化率，为制造业创新发展培育动力。打造中国制造品牌，开辟国际市场。

2.促进产业融合发展，提高可持续发展能力。促进产业融合发展有利于打造产业竞争新优势，因此要推动信息化与工业化、先进制造业与现代服务业的深度融合，完善和发展产、学、研相结合的信息化创新体系，大力促进科学成果的转移转化。推进节能减排，促进绿色转型。政府要制定和完善制造业企业绿色发展政策，合理规定工业“三废”排放量标准，加大环境监管力度，鼓励支持大型企业创新污染治理技术，提供针对性的指导服务，从而推动企业污染治理水平的提升。企业要把好绿色生产关和污染物出口关，树立绿色发展主体责任意识，强化绿色发展理念，落实绿色发展举措，提高能源利用率，实现产业绿色化升级。

3.优化发展环境，扩大高水平开放。良好的发展环境是制造业高质量发展的基础条件，政府应围绕制造业和金融业的良性循环发展，完善相关体制机制，破除体制机制弊端，提供公平竞争的市场环境，激发市场经济活力。积极构建合理的要素环境，优化产业发展环境。此外，利用好“一带一路”建设契机，扩大制造业高水平开放，促进高质量“引进来”与“走出去”。