中國工業技術創新的行業間溢出效應分析

黃杰

（信陽師范學院商學院，河南信陽464000）

0 引言

自改革開放以來，中國經濟高速發展，然而在高速增長的背后卻是環境污染加劇、霧霾天氣頻發，在新時期如何實現“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念，關鍵在于技術創新。大量研究表明，技術創新對經濟增長具有顯著的促進作用[1-3]，技術創新的溢出效應已經成為促進經濟增長的重要源泉[4，5]。

國內外研究技術溢出的文獻較多，主要思路分為兩種。一是研究技術在地理空間上的溢出。該觀點認為，本地的技術進步對相鄰地區技術水平的提升具有顯著的促進作用；二是研究FDI會在東道國的工業行業間產生技術外溢效應。該觀點認為，FDI在行業間會產生水平溢出效應[6,7]和垂直溢出效應[8,9]，而現有研究對FDI在行業間溢出效應的發揮和吸收效果存在較大爭議[10-12]。雖然現有文獻具有一定的參考價值，但仍存不足。一是現有文獻在考察工業行業間的技術溢出效應時均是基于技術創新的“屬性”數據進行實證考察，并未從“關系”角度對工業行業間的技術溢出效應進行分析，而“關系”結構往往決定“屬性”數據的表現，更具分析價值。二是現有文獻并未對每個具體行業在行業間技術溢出效應中所處位置及發揮作用進行考察，而了解各個行業在溢出關系中的地位和作用是充分利用行業間的技術溢出效應、提升行業整體創新能力的前提。鑒于此，本文利用1996—2016年中國工業35個兩位數行業的技術創新數據，在向量自回歸（Vector Auto Regress，VAR）框架下利用格蘭杰因果檢驗方法對中國工業技術創新的行業間溢出效應進行識別，并借助社會網絡分析方法（Social Network Analysis，SNA）揭示各個工業行業在技術溢出網絡中的地位和作用，這對我國工業行業間的技術創新能力的協同提升具有重要的現實意義。

1 研究方法與數據來源

1.1 工業行業間技術溢出關系的識別

引力模型和格蘭杰因果檢驗方法是識別變量間關系的主要方法，格蘭杰因果檢驗方法主要通過檢驗一個變量的歷史信息能否增強對另一個變量的預測能力，來判斷兩個變量間是否存在因果關系，該方法能夠從時間序列角度揭示工業行業間的技術溢出關系。將兩個工業行業技術創新時間序列變量設定為{xt}和{yt}，為檢驗兩個行業的技術創新是否存在格蘭杰因果關系，首先構造兩個VAR模型：

其中，αj、βj、γj(j=1，2)為待估參數，{εj，t}(j=1，2)為殘差項，服從標準正態分布。m、n、p、q為自回歸項的滯后階數。在VAR框架下，通過對自回歸模型（1）的參數進行聯合顯著性檢驗，如果任何一個或全部的γ1j顯著，則認為{yt}是{xt}的格蘭杰因，即{yt}的歷史信息可以解釋{xt}，溢出關系可表示為{yt}→{xt}。同理對自回歸模型（2）進行檢驗，如果任何一個或全部的γ2j顯著，則認為{xt}是{yt}的格蘭杰因，即{xt}的歷史信息可以解釋{yt}，溢出關系可表示為{xt}→{yt}。如果模型（1）和模型（2）檢驗結果為{yt}的歷史信息有助于解釋{xt}，{xt}的歷史信息也可以解釋{yt}，則認為兩個行業的技術溢出存在雙向因果關系，此時溢出關系可以表示為{xt}?{yt}。在5%的顯著性水平下，如果x行業是y行業的格蘭杰因，則在工業行業間技術溢出網絡關系中畫一條由x行業指向y行業的有向線，表明x行業的技術創新有助于解釋y行業的技術創新，據此構建出35個工業行業間的技術溢出關系網絡。

1.2 工業行業間技術溢出網絡特征刻畫

社會網絡分析是以“關系”數據為基礎，研究變量間“關系”的屬性、結構和演變的學科。本文以“關系數據”為基礎，利用社會網絡分析方法對中國35個工業行業間技術溢出網絡特征進行刻畫。社會網絡分析方法主要采用網絡密度、網絡關聯度、網絡等級度和網絡效率四個指標對中國35個行業間技術溢出網絡的整體特征進行衡量[13]。其中，網絡密度是反映技術溢出效應強弱的關鍵指標，網絡密度越大，說明行業間技術溢出效應就越強；網絡關聯度是反映技術溢出網絡的穩健性指標，如果關聯度小于1，說明行業間技術溢出網絡穩健性較差。網絡等級度是反映各行業在技術溢出網絡中地位及作用的指標，等級度越高，說明各行業在技術溢出網絡中的地位和作用的差異就越大。網絡效率是反映行業間技術溢出渠道多少的指標，效率越低，行業間技術溢出的渠道就越多，技術溢出網絡就越穩定。個體網絡特征主要從度數中心度、接近中心度和中介中心度三個維度來刻畫[13]。其中，度數中心度是反映各行業在技術溢出網絡中的所處位置的指標，度數越高，說明該行業在網絡中與其他行業之間的關系就越緊密，即該行業在技術溢出網絡中處于核心位置。接近中心度是反映各行業在技術溢出網絡中不受其他行業控制的程度，度數越高，說明該行業與網絡中其他行業的“距離”越短，該行業在網絡中更容易產生溢出效應。中介中心度是反映各行業在技術溢出網絡中的橋梁中介作用的大小，度數越高，說明該行業在技術溢出網絡中的作用就越重要。

1.3 塊模型分析

通過塊模型分析，可以揭示和刻畫出技術溢出關系網絡的內部結構狀態以及各節點（行業）在板塊中的地位和作用，進而可以對各板塊之間的溢出關系展開深入分析。參考劉華軍等（2015）[14]的研究可將把板塊分為四種類型，即凈溢出板塊、雙向溢出板塊、凈受益板塊和經紀人板塊。

1.4 數據來源

本文選取1997—2017年《中國統計年鑒》公布的39個工業行業中35個工業行業作為研究對象，其中，將“塑料”和“橡膠”合并為“橡膠和塑料制品業”，將“汽車制造業”和“鐵路、船舶、航空航天和其他運輸設備制造業”合并為“交通設備制造業”，刪除“其他制造業”。參考已有研究，考慮數據的連續性和可獲得性，本文選擇各個工業行業的專利申請數量作為技術創新水平的代理變量。

2 工業行業間技術溢出的網絡結構特征

2.1 行業間技術溢出網絡的可視化

本文根據格蘭杰因果檢驗識別了35個工業行業間的技術溢出關系。為全面展示35個工業行業間的技術溢出關系網絡，本文利用UCINET軟件中的Netdraw模塊繪制了35個工業行業間的技術溢出關系網絡圖。下頁圖1顯示在樣本考察期內我國工業行業間的技術溢出關系呈現出復雜的網絡結構形態。

2.2 技術溢出網絡的整體特征分析

35個工業行業間的技術溢出關系最大可能數為1190（35×34），而經過格蘭杰因果檢驗在5%的水平上具有顯著因果關系的總數是576個，即35個工業行業間技術溢出的整體網絡密度是0.484（576/1190）。這說明在樣本考察期內35個工業行業間的技術溢出呈現出顯著的網絡關系，但從數值上看各行業間的技術溢出關系仍存在進一步加強的空間，這為強化行業間的技術溢出效應、提升行業間技術溢出網絡的穩定性、實現行業間技術創新能力的協同提升創造了條件。網絡關聯度為1，說明所有行業均處于行業間技術溢出關系網絡當中，各工業行業間的連通性較好，即35個工業行業間存在顯著的技術溢出效應。網絡等級度為0.057，這說明工業行業技術溢出網絡中的各個行業之間并不存在明顯的等級性，在各個水平上的技術創新均有可能對其他行業產生溢出效應。網絡效率為0.303，較低的網絡效率說明該行業間技術溢出關系網絡中的冗余較多，即工業行業間技術溢出效應存在多重疊加現象，這為網絡穩定性的增強提供了強力支撐。

圖1 工業行業間技術溢出網絡圖①圖中編號從1到35分別表示：煤炭開采和洗選業、是由和天然氣開采業、黑色金融礦采選業、非金屬采選業、農副食品加工業、食品制造業、酒水飲料和精制茶制造業、煙草制品業、紡織業、服裝服飾業、皮革毛皮羽毛及其制品業、木材加工及藤草制品業、家具制造業、造紙和紙制品業、印刷和記錄媒介復制業、文教體娛用品制造業、石油加工及煉焦業、化學原料和化學制品制造業、醫藥制造業、化學纖維制造業、橡膠和塑料制品業、非金屬礦物制品業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、有色金屬冶煉和壓延加工業、金屬制品業、通用設備制造業、專用設備制造業、交通設備制造業、計算機和通信設備制造業、儀器儀表制造業、電力熱力生產和供應業、燃氣生產和供應業、水的生產和供應業。

2.3 技術溢出網絡的個體特征分析

為揭示各行業在技術溢出關系網絡中的地位和作用，本文對35個工業行業間的個體網絡特征進行測度，如表1所示。

在35個工業行業中，度數中心度均值為71.429，超過均值的行業有15個，這15個行業的度數中心度均值為87.674，遠高于度數中心度的整體均值71.429。這些行業在工業行業間技術溢出關系網絡中與其他行業產生技術溢出關系較多，這些行業的點入度和點出度也高于均值，說明這些行業既對其他行業產生技術溢出效應，也會接收到來自其他行業的技術溢出。金屬制品業、食品制造業等20個行業的度數中心度較小，說明這些行業在技術溢出關系網絡中與其他行業的聯系較少，可能原因是這些行業本身的技術創新水平不高，從而使這些行業對其他行業的影響相對較小。在35個行業中，點出度的均值是16.457，點出度大于均值的行業是煤炭開采和洗選業、石油和天然氣開采業、有色金屬礦采選業等15個行業，這說明這些行業對其他行業產生的技術溢出效應較大。

中介中心度的行業均值為0.866，超過均值的行業共有13個，說明這13個行業在技術溢出網絡中控制其他行業的技術溢出能力較強，即上述行業對行業間技術溢出網絡的形成發揮著橋梁中介作用。電力熱力生產和供應業、化學原料和化學制品制造業、食品制造業等22個行業的中介中心度較小，說明這些行業在技術溢出關系網絡中對其他行業的影響較小。

接近中心度的行業均值為79.181，超過均值的行業共有15個，說明這15個行業在技術溢出網絡中與其他行業之間的距離較近，更容易與其他行業產生前向關聯和后向關聯的技術溢出效應，在技術溢出關系網絡中具有“引領”作用。電力熱力生產和供應業、化學原料和化學制品制造業、食品制造業等20個行業的接近中心度較小，說明這些行業在技術溢出關系網絡中處于“跟隨”狀態。

表1 工業行業技術溢出網絡的個體特征

2.4 技術溢出網絡的塊模型分析

采用UCINET軟件中的CONCOR模塊，以深度為2和集中度為0.2的標準，并結合各節點接收和發出的關系總數及其期望比例與實際比例的大小對中國35個工業行業技術溢出關系的整體網絡進行板塊劃分。第一板塊由煤炭開采和洗選業、石油和天然氣開采業、黑色金屬冶煉和壓延加工業、有色金屬礦采選業、計算機及通信設備制造業、電力熱力生產和供應業、水的生產和供應業、交通設備制造業8個行業構成；第二板塊由醫藥制造業、橡膠和塑料制品業、電氣機械和器材制造業、造紙和紙制品業、化學纖維制造業、農副食品加工業、非金屬礦物制品業、有色金屬冶煉和壓延加工業、通用設備制造業、皮革毛皮羽毛及其制品業、家具制造業11個行業構成；第三板塊由黑色金屬礦采選業、非金屬礦采選業、煙草制品業、紡織業、酒水飲料和精制茶制造業、印刷和記錄媒介復制業、文教體娛用品制造業、燃氣生產和供應業8個行業構成；第四板塊由食品制造業、服裝服飾業、石油加工及煉焦業、化學原料和化學制品制造業、金屬制品業、儀器儀表制造業8個行業構成。

表2 行業間板塊關聯關系

塊模型分析結果如表2所示：在工業行業間的技術溢出關系網絡中，各個板塊內部間共有94條溢出關系，占到關系總數的16.4%。板塊間的技術溢出關系共有482個占到關系總數的83.6%，這說明工業行業間技術創新存在著顯著的溢出效應。其中，第一板塊內部的關系總數為28個，來自其他板塊的溢出關系總數高達95個，向其他板塊溢出關系總數為169個，期望內部比例關系為21%，大于實際內部比例關系12%，屬于“凈溢出板塊”。第二板塊內部的關系總數為23個，來自其他板塊的溢出關系為115個，向其他板塊溢出關系總數為164個，期望內部比例關系為29%，大于實際內部比例關系14%，屬于“雙向溢出板塊”。第三板塊內部的關系總數為29個，來自其他板塊的溢出關系為161個，向其他板塊溢出關系總數為70個，期望內部比例關系為21%，大于實際內部比例關系29%，屬于“凈受益板塊”。第四板塊內部的關系總數為14個，來自其他板塊的溢出關系為111個，向其他板塊溢出關系總數為79個，期望內部比例關系為21%，大于實際內部比例關系15%，屬于“經紀人板塊”，該板塊成員在工業行業技術溢出網絡中起著“承上啟下”的“橋梁”中介作用。

根據工業行業間技術溢出關系在板塊間的分布，計算出各板塊的網絡密度矩陣，以反映技術溢出關系在四大板塊間的分布狀況。為進一步考察各板塊在整體技術溢出網絡中所扮演的角色，35個工業行業的技術溢出網絡密度是0.486，如果板塊內部的網絡密度大于0.486，表明行業間的技術溢出主要集中于該版塊中的各個工業行業間，將此情形賦值為1，否則賦值為0，據此將各板塊的網絡密度矩陣轉化為像矩陣，如表3所示，并利用Netdraw工具畫出各板塊間的技術溢出關系圖，如圖2所示。

表3 密度矩陣與像矩陣

圖2 技術溢出的板塊間關系

圖2直觀地展示了四大板塊間的技術溢出關系，其中，第一板塊對其他三個板塊均存在溢出關系，僅有第三板塊對其產生了溢出關系，這說明第一板塊中的各行業在工業行業間技術溢出網絡中扮演著“凈溢出”角色。第二板塊不僅接收來自第一板塊的技術溢出，同時也向第三、第四板塊產生技術溢出關系，屬于典型的“雙向溢出”。第三板塊的技術溢出關系不僅來自于板塊內的各行業，同時還接收來自其他三個板塊所產生的技術溢出，在工業行業的技術溢出網絡中扮演著“凈受益”角色。第四板塊既接收來自第一板塊和第二板塊的技術溢出，同時又向第三板塊發出技術溢出，這說明第四板塊在工業行業間的技術溢出網絡中扮演著“經紀人”角色，對板塊間的技術溢出起橋梁中介作用。

3 結論

本文基于1996—2016年中國35個工業行業的技術創新數據，運用格蘭杰因果檢驗模型對中國35個工業行業間的技術溢出關系進行識別，并依此構建關系矩陣，在此基礎上采用社會網絡分析方法實證檢驗了中國35個工業行業間技術溢出網絡的網絡結構特征。結果發現：

（1）在整體層面，中國工業行業間的技術溢出關系呈現出較為復雜的網絡結構，且所有行業均處于整體網絡當中。網絡效率為0.303，意味著行業間的技術溢出關系存在多重疊加，網絡具有較強的穩定性。0.057的網絡等級度則說明各個行業均有可能對其他行業產生技術溢出，具有典型的小世界特征。

（2）在個體層面，煙草制品業、煤炭開采和洗選業、化學纖維制造業、石油和天然氣開采業和交通設備制造業在35個工業行業中具有較高的度數中心度、中介中心度和接近中心度，在工業行業間的技術溢出網絡中處于核心地位，并發揮著橋梁中介作用。

（3）塊模型分析表明，煤炭開采和洗選業、石油和天然氣開采業、黑色金屬冶煉和壓延加工業等8個行業屬于“凈溢出板塊”；醫藥制造業、橡膠和塑料制品業、電氣機械和器材制造業等11個行業屬于“雙向溢出板塊”；黑色金屬礦采選業、非金屬礦采選業、煙草制品業的等8個行業屬于“經紀人板塊”；食品制造業、紡織服裝、服飾業等8個行業屬于“凈受益板塊”。