中國生物醫藥產業發展水平綜合評價及空間差異分析

陳文俊　彭有為　賀正楚　胡心怡

摘 要：采用聚類分析法和空間自相關分析法，考量中國生物醫藥產業發展水平綜合評價及空間差異。結果顯示：中國生物醫藥產業發展水平差異顯著，分布極不平衡，東部沿海省份生物醫藥產業發展水平較高，中部省份次之，大部分西部省份發展水平較低。中國生物醫藥產業發展水平呈現顯著的空間正相關關系，呈現出明顯的同類集聚現象。

關鍵詞： 生物醫藥產業；產業發展水平；空間差異；ESDA

中圖分類號：F416.77 文獻標識碼： A 文章編號：10037217（2018）03014708

一、引 言

我國“十二五”規劃提出重點發展生物醫藥產業。從全球經濟走勢與我國發展戰略來看，對于中國這樣的發展中國家而言，發展生物產業是一次實現社會生產力跨越式發展的重要戰略機遇，而生物醫藥產業正是生物技術應用最頻繁的領域。同時“十二五”期間我國還出臺了《生物制藥“十二五”規劃》，最新的“十三五”規劃中針對生物醫藥產業特制定了《“十三五”生物技術創新專項規劃》[1，2]。

但是，生物醫藥產業在全國各地區發展情況差異較大，2015年我國醫藥制造業資產總計達到25071.1億元，我國東部地區占比達55.87%，中西部合計占比僅33.71%，剩余10.42%為東北地區占比。同年我國醫藥制造業有效發明專利數達到31259件，其中東部地區占比達到驚人的62.81%，中西部合計占比僅32.68%，剩余4.51%為東北地區占比，四個地區之間的差異可謂十分顯著。與此同時，我國各省之間的生物醫藥產業發展水平也存在著較大的差異，因此，生物醫藥產業既面臨歷史性的戰略機遇，同時又得因地制宜，區別對待。在發展生物醫藥產業的戰略背景下，研究各地區生物醫藥產業發展水平并進行正確指引則成為重要的研究方向。

關于發展水平空間差異的研究，在各個領域都有大量的研究成果。高錫榮等基于效率、公平以及效率公平協調度構建了城鄉信息化協調發展水平模型，并利用主成分分析與聚類分析相結合的方法分析了我國31個?。ㄖ陛犑小⒆灾螀^）城鄉信息化協調發展水平的差異[3]。孫久文等通過建立2005-2009年中國31個省、自治區、直轄市的面板數據，使用Malmquist指數法對中國服務業的全要素生產率進行研究，從而分析中國服務業全要素生產率在空間分布上存在的區域差異性[4]。朱一中等基于“壓力—狀態—響應”框架（PSR）形成城市土地集約利用評價指標體系，并采用主成分分析方法對廣東省21個地級市的城市土地集約利用水平空間分異特征進行評價和分析[5]。王新越等通過構建新型城鎮化評價體系，采用熵權法對我國31個省份新型城鎮化的發展水平進行評價，并運用灰色關聯度法對新型城鎮化發展水平與各評價指標間的關聯度進行分析，從而體現出區域差異[6]。

目前，我國生物醫藥產業持續發展，而產業發展水平及發展方向已成為學術層面乃至國家層面普遍關注的焦點問題?，F有的研究較多集中在生物醫藥產業發展的理論分析、評價指標體系的建立以及推動產業集群發展的措施等方面，存在較大的局限性。一方面，評價指標體系與選取的指標較為單一，數據來源口徑不一致，這在一定程度上對生物醫藥產業發展的主要制約因素或促進因素的實證分析產生了影響；另一方面，生物醫藥是以高技術、高投入、高風險、高回報以及長周期而著稱的產業，進行集群化發展雖是一個較為可行的方向，但大多數研究都是建立在各地區之間生物醫藥產業發展彼此獨立，不存在任何相互作用的假設之上，其缺乏空間視角，沒有展示出空間上的趨同或者異質化特征。

本文以《2016中國高技術產業統計年鑒》為基礎，并輔以《2016中國科技年鑒》以及《2016中國統計年鑒》等，規范生物醫藥產業數據來源途徑；通過建立多指標綜合評價體系，以規避單一指標以偏概全的風險；利用因子分析與熵權法相結合進行客觀賦權的評價方法測算我國生物醫藥產業各地區發展水平的綜合評分，因子分析法在許多評價指標體系構建與實證分析相結合的論文研究中有廣泛應用，其適合擁有眾多相關性變量的分析，側重于保證信息度的完整性，但直接使用其方差貢獻率或各因子的特征值與特征值綜合的比率作為權重進行綜合評價是存在爭議的，而熵權法雖同樣作為一種客觀賦權法，但其側重于確保重要熵值在綜合評價中的作用得到呈現，重點在于賦權的科學性，因此兩種方法的結合能彼此互補，使得整個綜合評價過程更加科學合理[7，8]；以生物醫藥產業綜合評價得分為基礎進行聚類分析和探索性空間數據分析（ESDA，Exploratory Spatial Data Analysis），ESDA作用于研究數據的空間集聚和空間分異，并從空間自相關當中的全局和局部兩個空間角度對我國生物醫藥產業發展水平分布格局進行描繪以及可視化，從而揭示各地區之間的空間相互作用，為生物醫藥產業更好進行因地制宜發展提供參考借鑒[9]。

二、指標體系與研究方法

（一）綜合評價指標體系構建

影響中國生物醫藥產業發展的因素繁多且復雜，對其進行研究時，首先要構建其指標體系，建立其指標體系應遵守綜合性、科學性、可比性和可操作性原則。本文采用綜合評價指標對中國31個省或直轄市的生物醫藥產業區域發展水平進行分析，依據2016年的《中國高技術統計年鑒》，輔以《2016中國科技年鑒》并結合行業特點，選取了包括三個方面26個具體指標的中國生物醫藥產業發展水平研究指標體系，見表1。

（二）因子分析法

因子分析法是一種從眾多變量中提取公共因子的統計技術，以初始數據的相關性為基點，通過分析相關矩陣或協方差矩陣，用少數幾個相互獨立的公共因子替代原相關性較高的指標，實現減少變量的目的，能用較少的因子反映原始資料的絕大部分信息，減少需要分析的變量數目，同時降低了分析的復雜性。

因子分析法的數學模型可表示為：設原有n個變量X1，X2，…，Xn且均已經過標準化處理，將每個變量用mm

（三）熵權法

熵值賦權法是一種客觀的賦權方法，它是利用各指標的熵值所代表信息量的大小來決定指標權重的方法。其可以避免各評價指標權重的人為因素影響，使評價結果更加客觀實際。本文采用熵值賦權法確定各公共因子在綜合因子得分中所占的比重。

將經過標準化的數據記為Znm=Zij，其中城市i=1，2，…，n；生物醫藥產業發展水平評價指標j=1，2，…，m，對其進行非負化處理，然后計算各指標熵值。利用城市i第j項指標的比重Pij計算第j項指標的熵值：Ej，Ej=-t∑ni=1Pijln （Pij）i=1，2，…，n；j=1，2，…，m，t=1ln （n），Ej>0，由此可得到第j項指標的信息熵冗余度；di=1-Ej；再計算各指標的熵權。設Wj為第j個評價指標的熵權，則指標的熵權：Wj=dj/∑mj=1dj最后將因子分析法計算出的各公共因子得分進行熵值賦權，求得綜合因子得分：F=∑nj=1WjFj。

（四）空間差異分析方法

ESDA（Exploratory Spatial Data Analysis，探索性空間數據分析）是一系列空間數據分析方法和技術的集合，以空間關聯測度為核心，通過對事物或現象空間分布格局的描述與可視化，發現空間集聚和空間異常，揭示研究對象之間的空間相互作用機制。本文采用最經典的空間自相關Morans I指數來測度空間關聯特征，其又可分為全局Morans I和局部Morans I，前者是用于檢驗觀測值在整個研究空間內的空間分布特征，探索研究空間內鄰近地區是聚集、分異（空間正相關、負相關），還是彼此獨立的；后者是用于檢驗整個研究空間子區域上的空間聚集和空間分異。

三、實證分析

（一）因子分析

首先為了消除數據因量綱不同造成的差異，本文在進行因子分析之前用Zscore法將原始矩陣R予以標準化處理，對樣本進行KMO值和 Bartlett球形檢驗，由表1可知：KMO=0.721>0.6，同時Bartlett的球形檢驗相伴概率P=0<0.05的顯著性水平，拒絕零假設（零假設如果成立，則變量之間是相互獨立的，不能提取公因子），可以表明數據適合進行因子分析。

通過SPSS20.0對經過標準化處理的指標數據進行因子分析，以特征值≥1且累計方差貢獻率>85%的原則提取公共因子。由表2可知：根據以上原則可提取三個公共因子，三個公共因子累計方差貢獻率達到91.256%，包含了26個指標數據的絕大部分信息，具有顯著的代表性。

為使公因子表達含義更加明確，對初始負荷矩陣運用方差最大化法正交旋轉，得到正交因子負荷矩陣，由表3可知：第一，公因子在企業數、從業人員平均人數、資產總計、主營業務收入、利潤總額、施工項目、建成投產項目、投資額、新增固定資產具有較大載荷，因此命名為規模與效益因子；第二，公因子在出口交貨值、有R&D;活動的企業數、R&D;人員、R&D;人員折合全時當量、R&D;經費內部支出、R&D;經費外部支出、新產品開發項目數、新產品開發經費支出、新產品銷售收入、專利申請數、有效發明專利數、有研發機構的企業數、研發機構、研發機構人員、研發機構經費支出具有較大載荷，因此命名為科技創新能力因子；第三，公共因子在固定資產交付使用率和項目建成投產率具有較大載荷，因此命名為發展潛力因子。

（二）熵權法確定權重及綜合評價

由表3可得到三個公共因子的得分函數：

限于篇幅，剩下的三個公共因子得分函數不再進行列示，根據得分函數可以得到各地區生物醫藥產業發展水平的主因子值，從而測算出各單項發展水平的情況，如表4所示。

由于直接使用因子分析的方差貢獻率或各因子的特征值與特征值綜合的比率作為權重進行綜合評價存在爭議，因此使用熵權法來確定公因子得分的權重。利用Matlab2012對計算得出的各公共因子得分進行熵值賦權，見表5。

（三）我國生物醫藥產業發展水平空間差異分析

1.聚類分析。

根據各地區生物醫藥產業發展水平綜合評分進行聚類分析，結果發現中國31個地區的生物醫藥產業發展水平可以分為五類：

第Ⅰ類是江蘇和山東，屬于產業發展水平高的區域，綜合得分分別位居第一和第二。兩個省份都是位于東部沿海地區，2015年江蘇和山東地區生產總值合計達到133118.71億元，占2015年度國內生產總值19.41%，2015年江蘇和山東地區生物醫藥產業主營業務收入合計7641.2億元，占2015年國內生物醫藥產業主營業務收入總值29.70%。因此，兩個地區無論在總體經濟發展上還是在作為戰略新興產業的生物醫藥產業都是處于全國領先的狀態，特別是對我國生物醫藥產業發展起到了至關重要的作用。

第Ⅱ類是浙江和廣東，屬于產業發展水平較高的區域。兩個省份同樣位于東部沿海地區，2015年浙江和廣東地區生產總值合計達到115699.04億元，占2015年度國內生產總值16.88%，2015年浙江和廣東地區生物醫藥產業主營業務收入合計2566億元，占2015年度國內生物醫藥產業主營業務收入總值9.97%。兩個地區在總體經濟發展水平上相較于第一類差距較小，但在生物醫藥產業發展貢獻上則差距較大，因此仍需加快追趕步伐。

第Ⅲ類是河南、湖北、四川、河北、吉林、湖南以及安徽，屬于產業發展水平一般的區域。表現較為突出的有河南、湖北、四川，其特點是在規模與效益、科技創新能力、發展潛力各方面較為均衡，若該地區加大對生物醫藥產業的投入，同時大力引導人才引入以及社會資金的注入，其發展潛力大有可觀。

第Ⅳ類是江西、北京、上海、天津、重慶、遼寧、廣西、黑龍江、福建、陜西、云南以及山西，屬于產業發展水平較低的區域。其中北京、上海、天津、重慶等地區是以直轄市作為省級單位進行測算，由于其天然的區位優勢以及科研等資源優勢其產業發展已是非常可觀。其他幾個地區都是生物醫藥產業某些發展指標上擁有一定的競爭力，但其并未將生物醫藥產業放在戰略發展地位，因此發展速度較為緩慢。但若積極提升該類地區的生物醫藥產業發展水平，將對繁榮我國生物醫藥產業有著重要意義。

第Ⅴ類是甘肅、貴州、內蒙古、海南、寧夏、新疆、西藏、青海，屬于產業發展水平低的區域。它們大多數是西部省份，無論在經濟發展水平還是生物醫藥產業發展水平均落后與全國其他省份。隨著國家的政策導向以及對該類地區的基礎設施投資增加和地區的招商引資的優惠政策將增加該類地區生物醫藥產業的經濟總量。

2.ESDA分析。

為了進一步了解我國生物醫藥產業發展水平的空間關聯情況，本文運用ESDA相關模型進行分析。海南省屬于島嶼，不存在相鄰省份，不便進行空間自相關方面的分析，故而只對30個省份及地區進行研究。按Rook原則組成空間權重矩陣，并應用GeoDa軟件來測算我國30個省份及地區生物醫藥產業發展水平的Global Moran's I指數（衡量我國生物醫藥產業發展水平的整體相互作用程度）和Local Morans I指數（研究我國各區域與相鄰區域的空間相互作用程度），并描繪出Moran散點圖。測算結果顯示，我國生物醫藥產業發展水平Global Morans I指數為0.346674，表明我國生物醫藥產業發展水平在空間上呈現空間正相關，即發展水平在空間上表現為同類發展水平地區相聚集，發展水平較高的地區往往和發展水平較高的地區相鄰，而發展水平較低的地區相鄰往往也是同為發展水平較低的地區，馬太效應十分明顯。

從我國生物醫藥產業發展水平Morans I散點圖（圖1）所表達的情況來看，各地區散點較為集中的分布在第一和第三象限，這說明我國生物醫藥產業發展水平主要以高高聚集和低低聚集的形式存在，同時也證實了Morans I指數計量得出我國生物醫藥產業發展水平的空間分布具有較強的正相關性。

從我國生物醫藥產業發展水平局部自相關圖來看，江蘇、山東以及安徽呈現出高高聚集的狀態。江蘇生物醫藥產業一共有五個發展較快地區，分別為泰州、南京、江蘇、無錫、連云港，而常州與南通則是依靠其得天獨厚的地理區位優勢逐漸趕超上來。于是江蘇在原有泰州、南京、江蘇、無錫、連云港等五個聚集區外再加上常州和南通等一共七個地區占據了全省80%的產量，而其產值則已達到全省總量的90%以上，產業集群水平相當高。山東省是制藥大省，同時也是我國原料藥的生產大省和供應大省，其規模始終位居全國首位，包攬了全國原料藥市場上將近20%的份額。生物醫藥產業集聚區：主要有魯中、魯南、半島三個醫藥產業聚集區。生物醫藥產業以濟南高新區為發展重點，集技術研發與技術產業化為一體，同時以“一區六基地二十個示范企業”為主要內容、建設成區域相對集中、服務能力完善、具有國內先進水平的現代新藥研究與成果轉化體系。同時依托獨特的地理優勢，大力發展海洋生物醫藥。兩大省份在綜合評價得分中排名前兩位，發展水平較高，安微地處中部地區與兩大省份相鄰，從而處于位置極佳的產業承接地帶，充分吸收兩省產業溢出效應，因而形成了高高聚集狀態。

上海在局部自相關圖當中呈現出了低高聚集。上海生物醫藥產業創新能力和與國際接軌的程度皆領先于全國其他地區，尤其是在創新技術的研發、技術投產率、醫藥研發合同外包服務、對外交流等方面在全國來說更是首屈一指；同時，上海市集聚了世界生物醫藥前十強中大部分企業，構架出了以中國科學院上海藥物研究所、國家人類基因組南方研究中心為核心的“一所六中心”研究體系，其已成為長江三角洲乃至全國生物醫藥產業創新技術研發以及研發成果轉化集聚地。目前，該產業集群已經走出了依賴于資源稟賦生產低技術含量產品的階段，其發展的主要動力來自于科技研發的投入。因此，上海正以高投入、高開發的形式力爭早日占據生物醫藥產業鏈的制高點，與此同此，相鄰近的江蘇、山東以及浙江等地區都受到其技術研發與成果轉化的承接，形成優勢互補合作共贏的生物醫藥產業布局態勢充分發揮自身優勢，從而促使自身得到了更好的發展，因此才出現了低高聚集。

四川在低低聚集的區域獨樹一幟的呈現出了高低聚集。這是由于四川生物資源豐富，是我國三大生物資源聚集區，擁有豐富多樣的動、植物物種資源庫和基因庫，在如此得天獨厚的條件下建立并運行了生物資源中心，對于生物醫藥技術的研發與創新提供了良好的基礎。與此同時依托于四川大學華西醫院的先進科研能力，同時配備四川大學生物治療國家重點實驗室、華西醫院國家藥物臨床試驗機構/GCP中心的研發平臺，這些都使四川成為引領西部地區生物醫藥產業發展的一面旗幟。

四、結論與建議

通過以上研究可得出如下結論：第一，通過綜合評價，得知我國生物醫藥產業發展水平差異巨大，東部沿海地區發展水平較高，中部西部地區仍存在較大的進步空間。第二，通過聚類分析，可將生物醫藥產業發展水平各異的省份劃分為高水平、較高水平、一般水平、較低水平以及低水平等五個發展集團。第三，通過空間差異分析，發現我國生物醫藥產業發展水平的空間布局呈現出正相關性，即生物醫藥產業發展水平較低的地區呈現“弱弱集聚”效應，生物醫藥產業發展水平較高的地區呈現“強強集聚”效應。

為此，提出如下建議：

1.針對聚類分析中的第Ⅰ類區域。此類地區生物醫藥產業發展水平高，因此，應當積極響應“十三五”產業轉型優化政策，在保持現有規模和效率的情況下，實施創新驅動發展戰略。（1）創建生物醫藥產業協同創新聯盟。江蘇和山東可以作為創新聯盟的核心，促進兩省及周邊地區高等院校的學科合作，實現產業人才協同培養機制；搭建企業與企業、企業與高校之間的溝通渠道，從而為共性技術開發與產業化提供便捷通道。（2）打造生物醫藥航母企業。政府應當根據企業現有實力與未來發展潛力著重做好戰略規劃，如為領軍企業實施高端人才與社會資本的引導流入工作，支持領軍企業參與重大專項規劃的編制，積極為企業做好宣傳工作。

2.針對第Ⅱ類區域，此類地區生物醫藥產業發展水平較高，可依靠其自身區位優勢加快追趕步伐。（1）差異化招商以提升產業競爭力。著重引進國家、省級研發機構以提升研發能力，同時引進營銷及市場服務等企業類型，從而完善生物醫藥產業鏈的平衡性。（2）培育生物醫藥產業總部經濟。浙江與廣東作為我國的兩個經濟大省，其區域優勢以及政策是其他地區無法比擬的，因此加大力度建設產業總部經濟以及依靠地理優勢積極開發海洋生物醫藥產業需要作為重點進行部署。

3.針對第Ⅲ類區域，此類地區生物醫藥產業水平發展一般，因此，結合本地資源優勢特點是最為可靠的發展方式。（1）推進橫向一體化的產業集群發展模式。地處中部的各省份應當以產業集群協同發展為中心目標，打破行政區域限制，定期召開區域產業峰會，從而形成多區域聚集效應。（2）提升“政用產學研”聯動發展效果。中部各省雖沒有北京、上海等地的政策優勢以及東部沿海地區的區位優勢，但依然可以依靠政府扶持以及本地高等院校的獨特優勢打造政府、企業、用戶、市場、產業、高校及科研機構相互循環的生態閉環。鼓勵生物醫藥企業建立技術研發中心，以產學研聯合的方式聘請高校科研人才合作進行技術研發。在人才培養和科技成果研發等方面開展緊密合作，加快研發進度，提升研究效果，促進項目投產效率，最終實現多方共贏。

4.針對第Ⅳ類區域，此類地區生物醫藥產業發展水平較差，但其中北京、上海、天津、重慶是以直轄市作為省級單位進行測算，因而其產業發展水平已是非?？捎^。（1）發揮企業總部優勢。在我國設立總部的跨國公司絕大部分都將其地址選在北京、上海兩地，這是由于兩市分別是我國的政治中心和金融中心，其基礎配套設施、區位優勢、專業研發水平、人力資源等條件都能使跨國公司的利益得到最大化。相應的，跨國企業總部的聚集能推動技術溢出效應以及降低信息傳遞與交易成本，同時也能形成高級人才的集聚效應。（2）發揮研發優勢。北京和上海擁有全國科研學術水平最高的高等院校和生物醫藥研發機構，匯聚了我國生物醫藥產業大部分的智力以及技術資源[10]。因此使北京和上海形成“總部+研發”的布局特點，而天津、河北、江蘇、安徽等地則吸收北京和上海兩市的技術溢出效應，進而承擔“制造”功能。（3）加強知識產權保護力度。生物醫藥產業作為知識密集型產業，專利技術的研發與創新是其生存的命門所在，政府應當積極提供知識產權服務，從法律層面保障生物醫藥企業的創新活力。

5.針對第Ⅴ類區域，此類地區生物醫藥產業發展水平差，應當以穩步跟進為主。（1）加大財稅政策對于生物醫藥產業的傾斜度。一方面從技術承接、生產再到產業化這整個過程都應當基于稅收優惠，從而提升整個產業的積極性，另一方面各地區根據自身財政收入狀況，加大對生物醫藥產業的投入，從而保持本地區生物醫藥的有序發展。（2）提升生物醫藥產業融資能力。政府除了提供必要的補貼以外，還可以引導各類風險投資進入生物醫藥領域，協調各級金融機構對發展潛力良好的生物醫藥企業予以信貸支持。

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（責任編輯：鐘 瑤）