我國區域R&D強度與產業結構的灰色關聯分析3

謝蘭云 曲永義

(1.東北財經大學信息工程學院,遼寧大連116023;2.山東社會科學院,山東濟南250002)

我國區域R&D強度與產業結構的灰色關聯分析3

謝蘭云1曲永義2

(1.東北財經大學信息工程學院,遼寧大連116023;2.山東社會科學院,山東濟南250002)

在對我國各省份研究與發展強度現狀進行分析的基礎上,指出我國各省份之間的研究與發展強度具有很大的差異,然后利用灰色系統理論中的灰色關聯模型分析了2000-2007年間我國31個省、市、自治區研究與發展強度與其第一產業、第二產業、第三產業和高科技產業之間的關聯度。根據其關聯度的大小,本文得到這樣的結論,即我國各省份研究與發展強度的差異與其產業結構之間存在著密切的聯系,其中高科技產業對研究與發展強度影響最大,第一產業對研究與發展強度的影響最小,各省的研究與發展強度受到其產業結構的限制。在此基礎上,本文提出各省份在提高研究與發展強度的同時,我國各省份在制定科技研發政策的時候,必須立足于本省的產業結構,要具體情況具體分析,要將提高研究與發展強度與調整產業結構相結合,只有這樣研究與發展資源才能夠得到更好地利用,才能夠真正提高各省份的科技創新能力。

區域;研究與發展強度;產業結構;灰色關聯

內生經濟增長理論認為創新是經濟發展的引擎,相關研究表明R&D(研究與發展Research and Development)強度與人均G DP增長之間存在顯著的正相關關系[1,2]。一個地區的創新能力在很大程度上取決于其R&D活動能力的強弱。從世界各國的研究與發展來看,我們可以看到這樣一個現象,即研究與發展經費投入多少的地理分布與世界經濟實力強弱的地理分布具有密切的關系,越是經濟實力強的發達國家,其在科技研發方面的投入就越多,反之亦然。一般來說考察一個國家或地區對科學創造與創新能力給予資金支持的程度用R&D強度這個指標來衡量,R&D強度是指R&D投入占G DP的比例。我國的R&D強度很低,2007年美國的 R&D強度為 2.68%,日本為3.39%,德國為2.53%,韓國為3.47%,而我國僅為1.49%,所以幾乎在所有研究我國R&D強度與經濟發展問題的文獻中提出的建議都是要通過提高R&D強度,來提高科技創新能力,進而促進經濟發展。事實上,R&D強度受到很多因素的影響,如產業結構。Scherer在1967年最早通過實證分析研究了R&D強度與產業結構的關系,研究結果表明產業結構的差異可以解釋R&D強度的差異[3];Cohen和Levin指出R&D強度約50%的差異可以從產業結構層面上得到解釋[4]。因此,一個國家三次產業的分布格局對R&D強度有直接的影響;Iorweth運用R&D強度差異分解的方法分析了加拿大與美國R&D強度差異,其基本結論是R&D強度差別的1/4～1/3可以由產業結構的差異加以解釋[5];Griffith和Harrison認為英美之間幾乎所有的R&D強度差別都可以由部門的差異來解釋[6]。所以產業結構與R&D強度之間存在著密切的聯系。我國地域廣闊,由于地理位置、社會文化、風俗習慣等各種原因,各省份在經濟發展和R&D強度方面都存在著巨大的差異。根據上面的分析,單純強調加大各省份的R&D投入力度,來提高各省份的經濟發展水平是不科學的。周彩霞利用我國除北京和西藏以外的29個省市2000-2003年截面數據進行回歸分析顯示,各地產業結構差異與R&D強度差異之間存在著較顯著的正相關關系,同時使用我國2000年截面數據以上海R&D強度差異的產業結構影響為基準,利用Bennet分解法將其它省市的R&D強度差異的產業結構影響與上海進行對比分析,得出了省際產業結構差異在一定程度上決定了R&D強度差異的結論[7]。對我國各省份的R&D強度與產業結構的關系研究目前還很少,所以本文使用我國各省份2000-2007年的相關數據,利用灰色系統理論詳細研究了我國各省份產業結構與R&D強度之間關聯程度,并詳細分析了目前各地產業結構與R&D強度之間存在的問題,提出了各地如何在加大科技投入力度的同時根據自身的情況提高科技經濟的利用效率問題,以期為各地制定合理的科技政策提供實證依據。

1 我國區域R&D強度現狀分析

我國各省份2000-2007年R&D強度數據如表1所示。

表1 2000-2007年我國各省份R&D強度Tab.1 Chinese province’s R&D intensity during 2000-2007

根據發達國家的經驗,一個國家在發展初期R&D強度一般在0.5%～0.7%左右,國際公認的經濟起飛階段R&D強度為1.5%[8]。從表1中的數據可以看出我國有些省市的R&D強度已經超過了經濟起飛階段的水平,如北京的R&D強度已經超過了世界發達國家的R&D強度水平,但有的省份僅達到了經濟發展初期R&D水平,還有相當一部分省份的R&D強度低于經濟發展初期的水平,由此可見我國省際之間的R&D強度差異非常大。2007年R&D強度最高的北京市,其強度為5.4%,最低的西藏自治區,其R&D強度僅為0.2%,兩者相差巨大。雖然各省份的R&D強度每年都有提高,但除北京、陜西和上海外,其它各省的R&D強度水平普遍較低,而且從2003年開始,高于全國平均R&D強度水平省份的數量在逐年減少,如2002年在全國平均R&D強度水平以上的省份為10個,到2003年降為9個,2004年和2005年則只有6個,2006年和2007年都為7個。一方面我國各省份的R&D強度在逐年上升,另一方面高于全國平均R&D強度水平的省份數量卻在逐年減少,這一現象反映了我國R&D投入的地區結構差異非常大,而且有兩極分化的趨勢,科技經費的投入更趨于向某些經濟發達的省市集中。

聯合國教科文組織在1971年出版的《科學應用與發展》通過對多個國家的R&D投資規模進行比較研究,結果表明,處于工業化初期階段的國家,R&D強度一般小于1.0%;工業化中期階段國家的R&D強度一般在1.5%以上,產業結構也迅速向技術密集和資本密集的方向調整,并對先進技術有較強的消化與吸收能力;進入工業化后期的發達國家,其R&D強度一般都在2.0%以上,第三產業成為國民經濟的主導產業[9]。也就是說R&D強度與當地的產業結構存在著密切的聯系,產業結構化程度越高,研發強度也越大。那么我國各省份之間的R&D差異是與其產業結構之間到底存在多大的關聯性呢,下面本文利用灰色關聯模型對這一問題進行詳細的研究。

2 區域R&D與產業結構的灰色關聯分析

2.1 灰色系統理論[10]

灰色系統理論是1982年鄧聚龍教授創立的,該理論以“部分信息已知,部分信息未知”的“小樣本”、“貧信息”不確定性系統為研究對象,主要通過對“部分”已知信息的生成、開發,提取有價值的信息,實現對系統運行行為、演化規律的正確描述和有效監控。該方法適用于研究機制復雜、層次較多、難以建立精確模型進行定量測度的系統,由于該理論使用的數學方法非統計方法,在系統數據較少或條件不滿足統計要求的情況下該方法更具實用性。我國各地區R&D強度與產業結構的相關性問題涉及很多方面,機制較復雜,相關數據較少,所以在此采用灰色關聯分析的方法進行研究。灰色關聯分析的基本思想是根據序列曲線幾何相關的相似程度來判斷其聯系是否緊密。曲線越接近,相應序列之間關聯度就越大,反之就越小。因此,利用灰色關聯分析可判別系統的主要因子和次要因子。

2.2 區域R&D與產業結構的灰色關聯分析

利用灰色關聯分析模型進行區域R&D強度與產業結構分析的基本步驟如下:

2.2.1 系統特征序列和相關因素序列

由于要研究各省份三大產業份額與R&D強度的關系,根據數據的可得性,本文選取的樣本區間為2000-2007年,以各省份的R&D強度序列為特征序列,記為 X0,各省份第一、二、三產業產值占其國內生產總值的份額分別代表各省份的產業結構作為相關因素序列,分別記為X1、X2和 X3。考慮到大多數研究結果都表明,高科技產業比非高科技產業具有更高的產出彈性[11-12],為了考察在區域經濟中是否高科技產業比例越大,其R&D強度也會越大,本文選取了各省份規模以上工業企業增加值中高技術產業份額作為第四組相關因素序列,記為 X4。以上數據均來源于中國科技統計網(http://www.sts.org.cn)。在此以北京為例進行詳細說明,其各序列分別為:

2.2.2 初值化各原始序列

在對原序列進行初值化時,主要可以采用初值化算子、均值化算子和區間值化算子,其目的是使系統行為序列無量綱化,且在數量上歸一。在此采用初值像,公式為:

2.2.3 求差序列

計算相關序列與特征序列的距離,其計算公式為:

2.2.4 求兩極最大差與最小差

計算兩極最大差與最小差,分別記為M和m,公式為:

其中i=1,2,…,m;k=1,2,…,n。利用公式(3)和公式(4)分別計算得到兩極差為:M=0.80,m=0

2.2.5 求關聯系數

計算關聯系數的公式為:

其中ξ稱為分辨系數,取ξ=0.5。

2.2.6 計算 X0與 Xi的灰色關聯度

X0與 Xi的灰色關聯度的計算公式為:

利用公式(6)計算得到北京市R&D強度序列與其第一、二、三和高新產業的灰色關聯度分別為:γ01=0.5,γ02=0.60,γ03=0.74,γ04=0.80

表2 各省份R&D強度與產業結構的灰色關聯度[11]Tab.2 Degree of grey incidence of R&D intensity and industrial structure about provinces

于是針對北京市可以得出這樣的結論,即對北京市R&D強度影響最大的是高新產業,其次是第三產業,然后是第二產業,影響最小的是第一產業。

采用以上方法計算出全國各省份R&D強度與第一、二、三產業及高新產業所占比例之間的灰色關聯度,如表2所示。

表3 各省份不同產業占國內生產總值的比例及高技術產業占全國比例(%)[12]Tab.3 The percentage of province’s industries output in the gross domestic product and high2tech industry output in the whole country

3 實證結果分析

對全國各省份R&D強度與第一、二、三和高新產業灰色關聯度的實證研究結果(見表2)的數據進行分析,本文得出如下結論:

3.1 高技術產業對R&D強度的影響最大

全國31個省市自治區中有17個地區的規模以上工業企業增加值中高技術產業份額對該地區的R&D強度影響最大,占到了總數的55%,它們分別是:北京、天津、遼寧、吉林、黑龍江、上海、江蘇、浙江、福建、江西、山東、湖北、湖南、廣東、重慶、云南和西藏。表3給出了根據2000-2007年各省份一、二、三和高新產業占國內生產總值比例的平均值計算得到的各省份產業的分布情況及各省份高技術產業規模以上企業產值占全國比例的平均值。

結合表3來分析表2的計算結果可以看出,除云南和西藏的高技術產業幾乎在全國沒有什么份額外,其它高技術產業對R&D影響最大的省份,其高技術產業都在全國占有一定的份額,在國民經濟中所占比例較大。其原因在于高新技術產業變革速度較快,研發強度強,所以R&D投入對高技術產業比對非高技術產業具有更高的產出彈性,如果一省高技術產業在國民經濟中占有較大的份額,必然會有較高的R&D強度。

3.2 第一產業對R&D強度的影響最小

研究結果表明,在31個省份中有24個省份的第一產業對R&D強度的影響最小,這一比例達到了77%。個別第一產業對R&D強度影響不是最小的省份包括遼寧、黑龍江、江蘇、浙江、廣西、青海和新疆。新疆和黑龍江從歷史上看就是我國的糧食和各種經濟作物的主產區,為了保持第一產業的優勢和發展特色產業其在第一產業的R&D投入相對較多,同時國家也對這兩個省的第一產業的研發進行扶持,這是導致這兩個省份的第一產業對R&D強度的影響較大的主要原因;遼寧、江蘇和浙江也屬于我國的糧食和經濟作物的主產區,但它們不是農業大省,而是農業強省,在第一產業的發展過程中更注重科技研發,更多地依靠現代技術進行科學種田,擺脫了傳統的第一產業完全靠天吃飯的發展模式,農業科技化水平較高,相應的科技投入也比較大,從而使其第一產業對R&D強度的影響增大;青海和廣西都屬于經濟不發達地區,其第一產業是其主要的產業,所以僅有的R&D投入也會更多地投入到第一產業中,從而使第一產業對R&D強度的影響比較大。

3.3 高R&D強度省份與產業結構的關系

目前在我國真正實現了“三二一”產業結構的只有北京和上海兩個直轄市,第三產業成為其主導產業,并且高新產業在國民經濟中所占的份額也達到了20%以上,北京甚至達到了30%以上,這種產業結構使得這兩個地區的R&D強度在全國2000-2007年的平均排名中處于第1和第3的位置。處于第2位的陜西和第6位的四川主要是由于擁有大量的國家科研院所,國家財政對這兩個地區的科技投入比較多,而這些科研院所在產業劃分上分屬于第三產業,從而形成這兩個地區第三產業對R&D強度影響最大的現象。廣東則是由于其處于我國改革開放的前沿,在改革過程中享受到各種優惠政策以及其有利的地理位置等原因使廣東經濟逐漸形成了積累優勢,雖然其經濟以第二產業為主,但是高科技產業所占份額是不容忽視的,這就形成了高新產業對廣東R&D強度的影響最大的現象。江蘇的經濟基礎較好,研發條件優越,高新產業在經濟中所占比重平均達到了29%,所以高新產業份額對R&D強度影響最大,而且其它三個產業對R&D強度的影響均比較大,分別是第三產業為0.629,第二產業為0.537,第一產業為0.549,這反映了江蘇省各產業的研發比較平衡。天津、山東和江蘇的情況比較相似。遼寧、吉林作為東北老工業基地其R&D強度也處于高投入地區,高新產業對R&D強度的影響最大,但是遼寧省的第二產業對R&D強度影響最小,吉林也僅高于第一產業,這說明這兩個省在2000-2007年第二產業的研發投入比較少,作為新中國工業的搖籃,第二產業在國民經濟中占有舉足輕重的地位,科技研發活動減少,勢必影響到這兩個省第二產業發展的后勁,使其創新能力降低,競爭力下降,經濟增長速度變慢,這些因素相互作用有可能形成惡性循環,制約遼寧和吉林的產業升級和科技進步速度,最終有可能導致其經濟的滑坡,所以這一現象要引起相關部門的高度重視。

綜上所述,一個地區的R&D強度總是與該地區的產業結構相適應的。

4 政策建議

一個地區的R&D強度總是與該地區的產業結構相適應,所以我國在強調提高R&D強度的同時,必須充分考慮不同地區的經濟發展水平和其已經形成的產業結構的特點,各地區要結合自身的特點,找到一條適合自己發展的道路,形成我國科技投入的梯隊,更好地發揮知識的溢出效應,實現優勢互補。

對于那些有充分知識積累、人力資本和產業結構優勢的經濟發達地區,如北京、上海、廣東和江蘇等省份,要充分利用自身優勢,加大科技投入力度,努力提高其主導產業的自主創新能力,以主導產業帶動其它相關產業的發展,在這一過程中實現產業的升級和產業優化,從整體上提高本地區的產業競爭力和綜合實力;對于陜西和四川這樣R&D投入較多,但是其整體經濟水平卻相對較低的省份,出現這一現象的主要原因是這些地區的R&D投入絕大部分來源于國家財政的科技撥款,企業的R&D投入并不高,政府R&D經費主要投入到了這些地區眾多的國有科研機構中,但是由于一些科研機構的特殊性質,如國防科研部門,其研發成果出于保密等原因不能對當地經濟發揮作用,另外也存在著由于科研院所自身的體制問題,導致其產品與市場脫節,沒有市場的導向,使其研發失去方向,也使其科技成果無法盡快轉化為生產力,甚至一些科研成果被長期擱置,科技投入的產出效率較低,但是這些地區的R&D資源配置較好,有很好的研發基礎,所以這些省份一方面要在科研體制改革上做文章,另一方面可以充分利用自己的優勢發展高技術產業來帶動其前向和后向產業的發展,并積極引導企業加大科技投入力度,真正使科技投入產生經濟效益;作為東北老工業基地的遼寧、吉林和黑龍江,特別是遼寧,擁有良好的產業基礎、明顯的科教優勢和眾多的技術人才及完備的基礎條件,具有良好的后發優勢,對這些地區來說,改變傳統觀念,抓住國家振興東北老工業基地的有利時機,努力營造進行科技投入的環境,充分利用自身知識積累厚的優勢,加大科技投入力度,積極進行產業升級,解決目前存在的各種矛盾,實現經濟的“第二次起飛”。

對于處于中等投入水平的地區,要根據其各自歷史、自然資源等方面的特點有針對性地加大特色產業的科技研發投入,積極培養適合自己特色的主導產業,發揮自身優勢,帶動其它產業的發展,在產業結構調整上下大力氣,有針對性、有重點地提高科技研發力度,有可能產生經濟的“跳躍式”發展;對于經濟欠發達地區,其主要任務依然是以培養產業,提高經濟水平為主,在這一過程中可利用國家進行西部大開發的有利時機和國家的各種財政扶持基金進行有針對性的特色研發,為今后的發展積累力量。

在各省份之間,由于存在著經濟發展水平和科技進步水平上的差異,所以可以根據各地的不同特點強調地區間的分工協作。這樣不僅可以發揮各地的相對優勢,而且在這一過程中經濟欠發達地區可以通過“干中學”或其它形式逐漸提高技術創新能力,在地區間形成一種技術研發的梯度,下一個梯度的地區可以借鑒上一個梯度地區具有資本高度密集和勞動節約效果的先進技術,利用上一個梯度地區的知識溢出,使自己的科技研發起步水平更高,使有限的資金發揮更大的作用,這對促進不同地區的經濟增長都是有利的。

綜上所述,根據各個地區的不同情況,在加大產業結構調整的前提下,有針對性地開展R&D活動,同時充分利用省份之間的研發梯度所產生的知識的溢出效應,不僅能夠節約R&D經費的投入,而且還可以更好地發揮R&D經費的利用效率。如果某些省份的產業結構無法形成科技研發發揮作用的環境,片面地強調加大R&D投入力度,無疑是拔苗助長,這樣做的結果只能造成資源的浪費,對經濟水平的提高并不能產生預期的作用。所以國家在制定科技研發政策時要結合各地的產業結構具體問題具體分析,將調整產業結構與加大R&D投入結合起來。

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Gray Corelation Analysis of Regional R&D Intensity and Its Industrial Structure

XIE Lan2yun1QU Yong2yi2
(1.College of Information Engineering,Northeast University of Finance and Economy,Dalian Liaoning 116023,China;2.Shandong Academy of Social Science,Jinan Shandong 250002,China)

Based on analyzing the R&D intensityof Chinese provinces,the article pointsout that there are tremendous differences among R&D intensity of each province.Then utilizing the grey corelation model,the article analyzes the relationship of R&D intensity 31 provincesof China and its primary industry,secondary industry,tertiary industry,high2tech industry during 2000-2007.The result indicted that the relationship between R&D intensity and industrial structure was very close,furthermore the impact of high2tech industry on R&D is the biggest,primary industry has the smallest impact on R&D intensity,and R&D intensity is limited by industrial structure.So the article suggests that provinces should increase R&D input according to its Characteristicsof their own industrial structure.Combine increasingof R&D intensitywith adjusting of industrial structure,so that R&D resources will be utilized adequately,and the capability of technical innovation can be really improvd.

region,R&D intensity,industrial structure;grey corelation

F062.3;F061.5

A

1002-2104(2010)01-0118-06

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.01.021

2009-09-01

謝蘭云,博士生,講師,主要研究方向為經濟計量分析、科技投入與經濟發展、管理信息系統。

3該研究得到國家自然科學基金項目“區域資源環境約束下的技術創新研究”(編號:70540013)的資助。

(編輯:李 琪)