知識溢出的傳導機制分析

楊晨迪

武漢大學

知識溢出的傳導機制分析

楊晨迪

武漢大學

一、引言

在經濟生活中，知識作為一種影響競爭力和經濟增長的生產要素變得越來越重要。新增長理論認為，知識的生產和積累是國家和區域增長的根本動力。知識和積累過程會產生外部性，知識溢出的正外部性通常被認為是總生產函數規模報酬遞增的來源，很多經濟學家強調了知識溢出的重要性。

地理鄰近、集群經濟、產業集聚等現象成為理論研究的前沿和熱點問題。經濟地理學者認為，一個地區的創新產出必然受到本地區及相鄰地區創新投入、經濟水平、科技水平、制度條件、社會文化等環境因素的綜合影響，這就是所謂的空間依賴或空間相關性，它表示了變量與區位之間的一致性，意味著由于某種空間作用形成集聚，或是特定區位的變量會受到周邊地區的影響。

因此，本文在Griliches提出的研發(R&D)活動帶來的創新和知識溢出的知識生產函數(Knowledge Production Function，KPF)的基礎上，探究中國地級城市知識溢出的傳導機制和創新產出的效率問題。

二、文獻綜述

目前，已有學者做了大量以知識生產函數或者專利引用作為對創新的度量工具的實證分析，對知識投入和產出之間的關聯機制進行了研究。這些實證研究多在Griliches提出的研發(R&D)活動帶來的創新和知識溢出的知識生產函數框架下展開。早在20世紀70年代末，Griliches(1979)就討論了基于生產函數方法如何定義和測度研發資本存量、研發密集型產業的產出等問題，并最先使用知識生產函數分析框架，研究了研發報酬、知識溢出效應及對生產率的貢獻，發現戰后的研發投資對生產率增長具有高回報率，私人企業也具有較高的研發回報率。

知識生產函數將創新投入和創新產出聯系起來，認為R&D經費投入和人員投入是知識生產和創新的主要投入，通過這種投入可以生產出新的有經濟價值的知識。目前，有不少利用知識生產函數進行創新和知識溢出的研究，例如Acs，Audretsch and Feldman(1994)運用知識生產函數研究了美國知識生產投入和創新產出的關系；Yasser and Frederic(2005)對知識生產函數和勞動生產率增長之間關系分析基礎上引進專利申請、專利存量、投入研發的科學家和工程師總量及全要素生產率四個變量，用美國1948-1997年的數據進行了實證研究。

關于知識溢出機制的研究集中在三個方面，分別是：研發合作、人員流動和貿易投資。

研發合作方面已有的研究主要有：Jaffe(1986)開創了對研發績效及知識溢出的研究，運用企業專利、利潤與市場價值等數據及知識生產函數框架，對美國州際私人公司專利活動的研發溢出效應進行了研究。Jaffe(1989)又進一步做了一個有關大學研究活動商業性溢出的拓展研究。Moreno， Paci & Usai(2005)以歐洲17個國家175個地區為樣本，基于1987-2001年歐洲專利辦公室、CRENoS建立的ISIC部門分類區域專利數據庫，采用空間計量經濟學方法和知識生產函數框架，探索了創新行為的空間分布及知識生產與擴散過程中技術溢出的作用。Cabrer-Borras， Serrano-Domingo(2007)對1989-2001年西班牙17個區域采用空間面板數據方法，對研發和人力資本投入與專利申請數占總增加值的比重的關系進行了研究。

而基于人員流動的知識溢出機制認為人際交流的“社會網絡”對知識擴散尤其重要，Cani?ls(2000)尤其強調了創新網絡的重要性。人與人之間的直接互動是知識傳播的必要先決條件，隨著距離增加，這種直接互動的成本也上升。

最后，對于落后國家或地區而言，知識進步和技術創新的主要來源是通過吸引外資獲得的技術溢出效應?？鐕驹跂|道國實施FDI引起當地技術或生產力的進步，增加當地就業、提高勞動力總體素質、優化地區產業結構和促進城鎮化水平等。貿易能提高生產率，因為生產者能增加原材料的進口渠道，減少創新成本，這種生產多樣性對生產率的影響取決于不同產品的替代彈性，及產品的創新、保存、消失的分攤費用。Grossman and Helpman(1991)指出，知識溢出源于區域貿易的發展，是區域間進行貿易的附帶產物，隨著貿易的增加，知識溢出的程度也隨之增加。知識溢出對區域的經濟共同增長具有重要意義。Coe and Helpman(1995)等研究了貿易流渠道的跨國R&D溢出，其對發達國家的全要素增長率有重要影響(Coe et al.，1997， 2009; Bayoumi et al.， 1999; Crespo et al.)。Coe and Helpman(1995)通過測算Grossman and Helpman (1991a，b) 和Rivera-Batiz and Romer (1991)的貿易和增長模型，得出母國能通過進口得到外國R&D創造的媒介產出和溢出。CHEUNG& LIN(2003)使用1995年到2000年的中國省級數據，發現外商直接投資對中國國內專利申請數有正向作用，反映了FDI的“示范效應”。

三、模型變量的界定和數據來源

1. 數據來源

已有的空間計量文獻主要有兩種研究方法：一種使用微觀的企業層面數據，另一種使用總量數據，常用省級數據考察知識溢出的范圍和強度。知識在地理范圍內的溢出效應在不同的地理單位上是有差異的，因此省級層面的宏觀數據并不能準確反映知識溢出的空間效應，使用地級市層面的數據更加符合中國經濟發展中城市群發展戰略的實際情況。本文使用2013年全國274個地級城市數據，數據來源于《中國城市統計年鑒》和《中國區域經濟統計年鑒》。

2. 變量選擇

專利是度量創新產出和創新績效最常用的指標之一。雖然這一指標也受到了質疑：并非所有發明都申請專利，首先有些發明不符合專利申請的標準，其次有些發明者出于某些原因會選擇保密其發明。但相對于其他指標而言，專利在衡量創新產出方面具有三個明顯優勢：第一，專利統計數據是可獲得的；第二，專利的內涵界定與創新密切相關；第三，專利授權標準是客觀的、變化緩慢的。因此，Griliches(1990)認為，雖然存在許多困難和限制，但專利數據仍是研究技術變革的獨特資源。Acs et al(1989)也證明在衡量創新產出時，專利指標雖稱不上完美，但卻是相當可靠的，因為專利與創新活動一樣，都隨著R&D、科技人員等知識指標的變化而變化。

對人力資本和經濟增長的研究主要通過衡量人力資本存量，例如，Barro and Sala-Martin(1995)時用平均受教育年限和公共教育支出占GDP比重來表示人力資本。目前較多使用的人力資本估算方法是平均受教育年限法，考慮到數據可得性，本文選用各地級市在校大學生人數與總人口的比重作為衡量人力資本的指標。

參考Berstein和Nadiri(1991)估算了美國高新技術產業的R&D溢出對于美國TFP的影響，本文用地級市財政支出中的科學技術支出占GDP比重作為衡量地級市研發支出的指標。

參考Coe and Helpman(1995)使用進口份額建立的貿易溢出模型測算對TFP的影響，本文將地級市全市出口量占GDP比重作為衡量貿易開放程度的指標。

采用中國各個地級市的年末人均道路面積作為城市基礎設施的代理變量，來衡量基礎設施水平。

使用第三產業從業人員占總就業人口的比重作為衡量產業結構的指標。

四、知識溢出的傳導機制

在考察知識溢出對地區全要素生產率的影響之前，我們在Griliches提出的研發(R&D)活動帶來的創新和知識溢出的知識生產函數(Knowledge Production Function，KPF)框架下分析地區創新產出的效率問題，即計算專利產出績效，來識別地區知識溢出的傳導機制。本文采用的知識生產函數為經過修改的Griliches-Jaffe知識生產函數的柯布道格拉斯(Cobb-Douglas)形式：

其中，K為創新產出，RD為研發投入，Z為一系列經濟社會變量，e為隨機擾動項，i為觀測單元(地級城市)。

關于知識的投入即研發投入主要關注研發合作和貿易投資兩方面。研發合作方面選取了地級城市的政府財政支出和高校研究人員數量作為衡量指標；貿易投資則選取FDI為指標。

在上述創新投入產出的指標框架內，建立本文的知識溢出傳導機制模型：

其中，Fiscal、Scie、Edu分別為地級城市的財政支出、科技支出和教育支出，Teac為高等學校老師人數，FDI為地級城市外商直接投資金額占GDP比重。并分別以三種專利：發明專利(Invent)、實用新型專利(Utility)和外觀設計專利(Design)作為被解釋變量進行估計。

由地級城市的專利產出績效的估計結果可以看出，不論是使用三種專利之和的總專利數量還是以發明專利、實用新型專利和外觀設計專利分別作為衡量知識產出績效的指標，估計結果基本一致。從模型中解釋變量系數的估計結果來說，4種模型中，政府科技支出、教育支出、高校研究人員以及利用外資金額均對一個地區的創新產出有著顯著為正的效應，也就是說，地級城市的區域創新生產活動即專利產出在一定程度上依賴于這一地區的政府投入、人力資本和國際引進等因素。其中，政府總的財政支出回歸系數顯著為負，加入二次項的系數為正，這說明，政府的財政支出與專利產出之間呈現出正U型曲線的關系，此時的財政支出位于曲線的左半邊，表明在前期政府的財政支出較少的階段，地區的專利產出有所減少，隨著財政支出繼續增加達到拐點時，才會發揮出對專利產出的正向作用。

[1]A. Marshall， The Principles of Economics， London： Macmillan Press，1890.

[2]Audretsch， D.B. and M.P. Feldman (2004)： Knowledge Spillovers and the Geography of Innovation. Paper prepared for the Handbook of Urban and Regional Economics， Vol. 4， forthcoming.

[3]Badinger， H. and G. Tondl (2002)： Trade， Human Capital and Innovation： The Engines of European Regional Growth in the 1990s， in：Fingleton， B. (Hrsg.)， European Regional Growth， Heidelberg (im Druck).

[4]Eaton J， Kortum S. Trade in idees： Patenting and productivity in the OECD[J]. Journal of International Economics， 1996，40：251-278

[5]Elhorst， J. P. Applied Spatial Econometrics： Raising the Bar[J]， Spatial Economic Analysis，2010，(5)： 9-28.

楊晨迪(1991.09-)女，漢，湖北荊門，碩士研究生，單位：武漢大學，研究方向：世界經濟