在聯立框架中的產業集聚與知識溢出

摘要：傳統的有關產業集聚和知識溢出的研究采用的單向方程模型往往會產生內生性偏差，本文嘗試建立聯立方程模型來研究產業集聚與知識溢出。實證結果表明，聯立方程模型的建立糾正了內生性偏差，產業集聚和知識溢出并非單向的關系，它們彼此加強；同時，提高了知識溢出對產業集聚作用量化的準確性，使結果更加符合理論預期；由于定域化經濟和城市化經濟存在，知識溢出、勞動力匯集、人口和投入變量與產業集聚正相關。

關鍵詞：產業集聚；知識溢出；聯立方程

中圖分類號：F127文獻標識碼：A 文章編號：1002-2848-2008（06）-0045-05

一、引 言

企業的地理集中是規模報酬和外部性作用的結果。許多研究表明外部性所致的產業集聚能影響當地企業的生產力，促進區域經濟的發展。自從馬歇爾以來，越來越多的研究表明，產業集聚是由于中間產品投入的多樣性、知識溢出、勞動力池所致。

自從Romer把知識溢出（技術溢出）創造的外部經濟視做經濟長期增長的重要因素以來，知識溢出成為了有關產業集聚討論的核心因素，原因在于它對企業區位決策的影響，特別是當知識溢出具有地方化特點是距離的遞減函數時，企業就會選擇區位于其他相關企業集中地區，形成利用相似知識的企業集聚；也就是說，企業在尋求知識溢出的同時，逐漸形成了創新網絡，最新開發的技術和信息就擴散了，在這種技術加速擴散的過程中，吸引了更多的尋求新技術和知識的企業選擇區位于企業集中的地區，因此產業集聚和知識溢出是相互促進的關系。

已有的實證研究只集中在產業集聚或者知識溢出，強調運輸成本的減少、知識溢出、多樣化的中間產品投入和勞動力池對產業集聚形成的推動作用，其中有相當數量的研究集中在知識溢出對產業集聚形成和發展的推動作用方面，一方面許多區域經濟學家和經濟地理學家對產業集聚和生產力的關系進行了研究。Henderson、Moomaw等學者的研究表明：生產力水平隨產業集聚水平的提高而提高。另一方面，一些主流經濟學家對產業的知識溢出進行了研究。Scherer使用“借入的研發”的概念分析了研發產業和容易接受知識溢出的產業之間的潛在知識流；Bernstein和Nadiri的研究表明知識溢出明顯和企業的成本結構有關；Jaffe使用知識生產函數發現了來自科研院所地方化經濟的知識溢出證據。

還需要指出的是，在已有的產業集聚研究中，知識溢出往往屬于外生變量，只是隱含在模型中，往往用產業規模或者城市規模來做為該變量的替代變量；更早期的大部分研究還沒有涉及到知識溢出的空間因素，后期的研究逐漸對空間因素予以重視。Adams和Jaffe、Audretsch和Feldman的研究證明了空間在創新和溢出中的作用，并檢驗了同處一地的企業對創新和知識溢出的影響。主流經濟學家Krugman和Venables通過在研究中引入區位，搭建了經濟學和地理學之間的橋梁，但他們也不承認產業集聚對知識溢出的驅動力。

綜上可見，已有的文獻存在兩個方面不足。第一，產業集聚和知識溢出的內生性關系很少得到認可。由于經驗研究的結果對于內生性問題是很敏感的，忽視內生性會使變量評價出現偏差；第二，在產業集聚或地區水平上幾乎沒有學者嘗試去測度知識溢出；第三，如果沒有恰當的評價產業集聚和知識溢出來源的相對重要性，那么以他們為杠桿來提高區域競爭力的政策目標可能是不明智的。

二、模型、變量和數據

本文是在一個聯立模型的框架中研究產業集聚和知識溢出之間關系。這樣，產業集聚和知識溢出方程分別得到發展，同時又能準確評估他們之間的潛在內生性或者互動機制。

（一）產業集聚模型及變量說明

1.產業集聚模型。根據Marshall理論，本文的產業集聚方程主要包括馬歇爾集聚經濟的三個來源：即知識溢出、勞動力池、專業化投入。產業間鄰近性促進知識溢出并減少新技術和創新的成本；由于勞動力池所允許的收縮和擴展的靈活性，產業可以從勞動力池獲益；出于減少交易成本、與更多的需求方和供應商合作的機會，因而產業謀求與供應商集聚在一地。

FAij=B0+B1KSij+B2LPij+B3INPij+B4Pj+εij （1）

式中，FAij——產業i在區域j的集聚度；KSij——產業i在地區j創造的知識溢出；IPij——產業i在地區j的勞動力匯集； INPij——產業i在地區j的投入變量；Pj——地區j的人口；這是一個特定區位變量，與傳統的地方化經濟有關，如進入市場、商業服務和運輸網絡。由于定域化經濟和城市化經濟存在，知識溢出、勞動力池、投入變量和人口這些變量與產業集聚水平正相關；εij——隨機誤差項。

2.變量說明。產業i在地區j的集聚程度用產業i的地區就業密度相對于產業i的國家就業量來表示：

FAij=Eij[]EicLj（2）

式中，Eij——產業i在地區j的就業量；Eic——產業i的全國就業量；Lj——省區j的面積。產業集聚的實質是經濟活動的密度，空間密度通過集聚經濟導致聚合收益遞增。因此，本文使用每平方公里就業密度作為產業集聚度的測量，可以在不同規模的地區間進行比較，也希望這種測度能使潛在的異質性最小化。

LPij本文采用科技活動人員數來測量。也就是說，對于一個地區的產業來說，當地勞動力池的重要性是由它們的規模和能提供科技人員的數量來體現的。

產業i在地區j的投入變量通過投入—產出完全消耗系數和產業的地區區位商之乘積總和來測量（我國目前的投入產業表最新的數據為2002年）。

INPij=∑nki=1wkilqkj（3）

式中，wki——從產業k到研究產業i的投入—產出完全消耗系數；lqkj是產業k在省區j的區位商； pj——省區j的人口總數。

（二）知識溢出模型及變量說明

1.知識溢出模型。之前的研究說明了在知識溢出過程中，地區和產業特性具有重要作用。本文建立了一個基于地區特性的知識溢出方程，知識溢出主要由產業集聚、公司規模分布、產業結構和當地競爭力所決定。

很多的經濟地理學的研究認為，社會關系、信息網絡對于產業集聚和知識溢出有重要的影響。對中小企業有關此類研究多集中在論證有關因素的重要性方面。最近的研究集中在以新增長理論觀點來分析馬歇爾產業區。由于地理上鄰近是中小企業外部經濟的主要來源，通過企業之間空間上的密切聯系和合作，小公司的集聚能獲得規模經濟和靈活的專業化。此外，在小公司內，他們相互作用和互相學習，創造知識溢出并因此以外部經濟替代內部經濟。

KSij=α0+α1FAij+α2SPij+α3DVij+α4LCij+uij （4）

式中，KSij——產業在地區產生的知識溢出；FAij是產業i在地區j的聚集水平；SPij是產業i在地區j的專門化指數；DVij是產業i在地區j經濟的多樣化指數；LCij是產業i在地區j的當地競爭力水平。

當前，有關產業和市場對知識溢出影響的理論不斷發展，有關每個因素的相對重要性存在許多不同的看法。Marshall，Arrow和Romer認為當一個地方產業專門化（MAR外部性）水平較高時，知識溢出的外部性是最大化的。Porter也強調產業創造的動態外部性的重要性。另一方面，Chinitz（1961）和Jacobs認為重要的知識傳遞大部分發生在產業間，因而要重視發展地區的產業的多樣化；然而Henderson等學者證明兩個假設都是對的，差異主要取決于產業。

此外，關于地方競爭力因素的看法也不一致。根據Chinitz，Jacobs和Porter的理論，地方競爭力刺激技術模仿和技術傳遞，并且影響地方知識溢出和經濟增長。但MAR模型認為，太多地方競爭力妨礙企業家們的創新行為，也隱含的說明了通過內化外部性，壟斷（或寡占）的市場結構可以刺激創新。

本文預期產業集聚、多樣化、專門化和地方競爭力和知識溢出是正相關的，知識密集產業能產生更多的溢出。

2.變量說明。由于知識溢出是無形的，所以它的測量是一個難題。本文通過RD強度來測算知識溢出，即RD經費占工業增加值的百分比計算，強度越高說明科技投入越多。

KSij=RDij/Gij（5）

專門化（MAR）采用專業化指數來衡量。專業化指數更能反映城市產業集聚的信息溢出量。

SPij=Eij/Ej[]Eic/Ec（6）

式中，Eij——產業i在地區j的就業量；Ej是地區j的總就業量；Eic是產業i的全國就業量；Ec是全國總就業量。如果它的值大于1，意味著相對于國家平均水平來說，產業i在省區j的就業量是比較集中的。

Urbanization／Jacob的測度，以前許多文章采用城市人口規模來表示，實踐證明這一度量是不合適的，常常不顯著。現多采用標準化的郝芬達爾指數的倒數來衡量。對于i產業在j省的多樣化指數為：

DVij=1/∑I[]i′≠i(Ei′j[]Ej-Eij)2[]

1/∑I[]i′≠i(Ei′j[]Ec-Ei)2[SX)]（7）

式中，I——產業總數；Eij——產業i在地區j的就業量；Ej——省區總就業量；Ei——i產業全部就業量；Ei′j——j省除了i產業以外其他所有產業就業量之和；Ec——全國總就業量。多樣化指數代表i產業在j省所具有的產業多樣性。如果存在Jacob外部性，這個描述產業多樣化水平的變量在給定省區內將對產業增加值起到正向作用。多樣化指數不像專門化指數只集中在一個產業，它考慮到整個地區經濟的產業混合。因此，和一般的觀點相反，專門化和多樣化并不一定是相互排斥的概念。一個地區經濟可能有少數專門化產業并且同時是多樣化。

沿著Glaeser等人的思路（1992），產業i在地區j的當地競爭力定義如下：

LCij=ETSij/Eij[]ETSic/Eic（8）

式中，ETSij——產業i在省區j的企業數；ETSic——產業i在全國企業數；Eij——產業i在省區j的就業量；Eic——產業i在全國就業量。LC的值大于1表明在省區j相對于這個產業的規模來說，和國家平均水平相比擁有更多的公司，也即說明產業i在省區j更加具有競爭力。

（三）數據

1. 省區和產業的選擇。隨著世界制造中心向中國的轉移，中國制造業在90年代后持續增長，制造業產品在出口中比例也越來越大，因而制造業成為本文的目標產業。本文選擇的是兩位數制造業的數據，雖在產業組織研究中兩位數產業定義通常被認為太寬泛，但在區域經濟的研究中還是比較合適的，且我國細類三位數或四位數產業數據缺失較多。

另外，有限的數據明顯限制了目標產業的范圍。本打算采用全國31個省級行政單位18個制造業數據，但由于資料的缺失，最終采用了30個省市7個制造業的數據。7個兩位數制造產業包括：食品制造業、紡織業、石油化工煉焦、化學原料及化學制品業、非金屬礦物制造業、金屬制造業、機械制造業。由于截至目前，最新投入產出表為2002年，因此本文采用2002年數據，數據來自《中國工業經濟統計年鑒》及各省市《統計年鑒》。

2. 估計方法選擇。產業集聚現象較為復雜，其中的經濟變量之間的關系是相互依存、互為因果的，即一個經濟變量影響另外一個（或多個）經濟變量，反過來，這個變量又受到其他經濟變量的影響，并且多個變量的行為是同時決定的，這種經濟現象在計量經濟學中稱為經濟系統。在這種情況下，若采用單方程模型進行研究，可能會忽略產業集聚和知識溢出之間的內生性，形成隨機擾動項跨方程相關，因而兩個模型的系數估計就會產生潛在偏差。為了得到一致而且有效的估計，本文采用聯立方程的三階段最小二乘法（3SLS），充分考慮到單獨估計時兩個模型誤差項（εij和uij）的關系，使參數的系數估計得到改進。

三、模型估計結果

（一）單獨OLS估計結果

對于忽視內生性的產業集聚和知識溢出模型首先進行單獨等式的最小二乘估計（OLS），從而與聯立方程的結果進行比較，印證聯立方程模型結果的可靠性。

1. 產業集聚的估計結果。表1是單獨產業集聚模型普通最小二乘結果。樣本決定系數（R2）和修正樣本決定系數（R2）分別是0.43和0.42。各變量的符號均與預期吻合。知識溢出、人口變量分別在10%和5%的置信水平上顯著。勞動力池和產業投入并非和省區的產業集聚水平相關。

2. 知識溢出模型的OLS估計。在知識溢出方程中，結果表明MAR外部性和產業特點對知識溢出存在顯著的影響。也就是說，在當地產業實現專門化水平和知識溢出正相關。除多樣化外，其他變量在10%的水平上都是顯著的，但多樣化和當地競爭并不有助于知識溢出水平的提高。

（二）聯立方程估計結果

由于單方程估計法沒有考慮可能存在隨機擾動項跨方程相關的情況，只能得到一致但非有效的估計。聯系方程三階段二乘法（3SLS）是一種系統估計法，可同時確定多個方程模型的參數，獲得一致且漸進有效的估計量。

1. 產業集聚模型的估計。在產業集聚等式，調整后的可決系數達到0.68，整體上聯立模型效果比較好。D.W.檢驗值為1.74，說明殘差無序列相關。

通過和單獨模型估計對比，各個估計值都有一定變化，所有的馬歇爾產業集聚變量在統計上是有意義的。即知識溢出、投入變量、勞動力匯集都和產業集聚正相關。此外，在解釋變量的相對重要性中發現了OLS模型和3SLS模型之間的另一個重要差異，即在產業集聚模型中，知識溢出和投入變量的重要性增加了。

2.知識溢出的估計結果。知識溢出3SLS估計的可決系數R2達到0.72，說明模型的擬合優度很好；D.W.檢驗值為2.12，從整體上看，模型效果比較好。

和單獨模型估計相比，系數估計的變化甚至是更加明顯。多樣化和當地競爭在單獨模型中是沒有意義的，但是在聯立模型中是有意義的。模型認為在我國省區中，更多的經濟專門化和多樣化以及競爭力同樣鼓勵更多的知識溢出，同時支持MAR、Jacobs和Porter的觀點。總之，當經濟活動更加集中、專門化和多樣化水平較高、公司面臨更高水平的當地競爭時，地區經濟易于產生更多知識溢出。

在知識溢出模型中，產業集聚成為影響知識溢出最重要的因素。專門化因素仍然是知識溢出最重要的解釋因素之一，但是它的相對地位被明顯減弱。最后，在知識溢出中，競爭力的影響相對于其它因素來說，盡管統計上有意義，但相對較小。

四、結 論

本論文和大多數有關研究的區別在于，是在聯立方程中研究產業集聚和知識溢出問題。在經濟增長中產業集聚的重要性和知識溢出模式決定了它們之間存在強烈的潛在內生性，如果他們沒有同時被考慮，就產生一個嚴重的偏差。本文研究展示兩個實證模型表明這一點。單獨OLS模型中的一些變量的系數在統計上沒有意義，甚至出現與期望的符號相反的情況。但是，在聯立3SLS方法下，產業集聚和知識溢出同時被估計，結果更加接近理論預測。知識溢出、勞動力匯集、投入變量和人口是與產業集聚相關的；另外，在省區單元中，產業集聚、專門化、多樣化、當地競爭和產業特性明顯影響知識溢出水平。

這些結論對實際問題是具有指導意義的。表明了基于MAR理論、Jacobs理論和Porter理論的產業集聚戰略實際上是一個令人滿意的方法。區域政府能夠通過認真進行產業集聚的發展戰略來促進知識溢出。在特定的目標產業里，更多的產業集聚，將產生更多知識溢出，因而也會形成更多的經濟增長。本研究也強調了當地競爭的重要性。

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責任編輯、校對：李再揚

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