生產性服務業與制造業協同集聚、空間溢出與區域創新

陳子真，雷振丹，李晶儀

(1.清華大學 公共管理學院，北京 100084；2.石河子大學 經濟管理學院，新疆 石河子 832000；3.深圳市規劃國土房地產信息中心，廣東 深圳 518000)

內容提要：產業協同集聚是區域創新的源泉，也是我國經濟發展從要素驅動向創新驅動的路徑之一。隨著我國區域經濟一體化程度逐步提高，協同集聚對區域創新的空間外部性也逐步顯現。研究發現，生產性服務業-制造業協同集聚有助于本地區創新，但對鄰近地區創新的影響呈現“先抑后揚”。其中，支持性生產服務-制造業協同集聚有助于提高本地區和鄰近地區創新水平，其空間溢出效果隨著距離的增加逐步衰減。基礎性生產服務-制造業協同集聚對本地區創新水平的影響不顯著，會對鄰近地區創新產生“虹吸效應”。生產性服務業不同細分行業與制造業協同集聚對區域創新的影響呈現差異性，當空間距離達到750km時，均呈現正向空間溢出。因此，產業協同集聚是區域創新能力提升的現實需求，不僅需要差別化和精細化管理，還需完善區域交通基礎設施網絡，提高信息傳遞速率，推動產業間多樣化協同。

一、問題的提出

隨著我國經濟發展步入新常態，經濟發展已從高速增長逐步向中高速轉變，創新已成為驅動我國經濟結構調整，推動經濟實現供給側改革的新動力。經濟發展方式轉變過程中，產業協同發展、融合發展已成為新的發展趨勢。產業協同發展能夠通過深化勞動分工和技術變革，對傳統行業進行升級改造的同時產生諸多新的產品和服務，如互聯網+、智能制造、智能物聯等。其中產業升級通過產業間的相互滲透和融合，形成融合創新的新動力[1]，驅動產業發展和區域創新。由此可見，產業協同發展是區域創新的“溫床”，能否形成產業協同集聚、協同發展是決定區域創新能力高低的必要條件[2]。產業協同發展、融合發展已經成為我國未來區域經濟發展的新趨勢，是優化區域產業布局、提升區域創新力、促進區域產業結構轉型的重要手段之一。

Ellison和Glaser最早提出產業協同集聚和協同發展觀點，發現多樣化的產業容易形成空間上的共同集聚，不同產業間的共同集聚受勞動力共享、中間投入品成本以及技術的空間溢出等產業集聚三要素的影響[3]。此外，產業協同集聚能夠顯著提高勞動生產率，但影響效果隨著城市規模的擴大呈現倒U型[1, 4]。受誤差反饋機制的影響，生產性服務業-制造業協同集聚對鄰近地區存在空間溢出；與此同時，產業間的協同布局和融合發展有利于本地區與鄰近地區形成產業的空間互動，推動區域間產業布局的合理化和科學化[5]。

協同創新將是未來產業創新發展的主流趨勢，提高產業間協同創新水平有助于解決生產性服務業發展滯后以及制造業效率低下帶來的管理低效和資源浪費問題。產業集聚通過知識共享和技術的空間溢出促進區域創新的發展[6-7]，是推動企業決策創新和產品創新的重要動力之一，其水平受行業和企業異質性的影響[8]。同時，產業集聚對城市創新有顯著的空間溢出效應，本土產業專業化集聚的溢出效應最顯著[9]，其對制造業自主創新的影響并非線性，存在最優集聚度[10]。

從以上文獻可以看出，目前關于產業間協同集聚和協同發展的研究仍停留在不同產業間的相互作用以及產業協同集聚對區域經濟發展、區域經濟效率提升等方面，并沒有科學解釋產業協同集聚對區域創新水平的影響。隨著我國區域間和區域內產業融合度的逐步提高，產業協同發展對區域創新是否存在空間溢出效應？其對區域創新的空間溢出效應的強度如何？是否受服務業類型的影響？這些問題的解決有助于形成新常態下產業發展思路，即堅持以產業融合、協同發展作為提升區域創新能力的主要手段，實現區域高質量、高效率發展。基于以上分析，本文通過對傳統空間模型中的誤差修正，構建空間杜賓誤差修正模型，實證檢驗生產性服務業與制造業協同集聚對區域創新的影響效果。進一步地，為檢驗空間效果是否受地理距離的影響，本文通過構建空間地理距離衰減矩陣，檢驗不同空間距離條件下，不同類型服務業與制造業協同集聚對區域創新的空間溢出效應的差異性。

二、影響機理分析

不同產業間的協同集聚、協同布局是產業融合發展的主要表現形式之一。所謂協同是指在開放條件下，作為一個地區的經濟運行子系統，各產業內部、產業間或產業群內部和集群之間通過相互協調合作，實現“1+1>2”的協同效應，并形成宏觀有序結構的過程[11]。江靜等(2007)認為生產性服務業一方面通過擴大規模和提高專業化分工水平，加快了信息流通速度，提高行業生產效率[12]。另一方面生產性服務業通過知識、信息以及人力資本等生產要素的共享，推動其與制造業形成產業鏈融合，深化產業間分工，推動產業鏈升級。不僅有助于降低制造業服務外包成本，還會進一步縮短制造業升級創新的時間周期和技術推廣應用成本，提高區域制造業的高級化和創新水平。其中前者主要通過生產性服務業自主創新，提高自身的服務效率，降低制造業外包服務成本，提高制造業創新水平。后者則主要通過生產性服務業創新的空間溢出效應，推動產業間協同創新。區域生產活動中，地理距離的鄰近不僅有助于知識共享以及技術傳播，其“空間溢出”效應也會對周邊與技術創新產生影響。

生產性服務-制造業協同集聚能夠通過加快區域間和區域內資本、人才和技術等生產要素的流動速率，推動新技術和應用的區域傳播，提高區域創新的空間外溢性。技術、知識共享是產業協同集聚的內在動力和紐帶。產業間技術水平的不斷升級改造對于優化資源配置、延長產業價值鏈的正外部性作用較為顯著。隨著我國區域經濟一體化水平逐步提高，區域間聯系日益增強，產業協同發展不僅對本地區創新作用顯著，也會通過空間溢出對周邊地區產生影響。新經濟地理學認為區域經濟發展受向心力和離心力共同作用，若向心力大于離心力則會產生集聚現象，反之則會產生擴散。其中向心力主要受本地市場效應和價格指數效應的影響。在本地市場效應、價格指數效應的共同作用下，外部地區的要素和產業將逐步向本地區轉移，此時，本地區產業集聚將會對周邊地區產生“虹吸效應”，生產性服務業-制造業協同集聚的正外部性以及產業集聚的循環累積因果效應將會增強“虹吸”效果。隨著本地區產業集聚度逐步提高，城市競租效應以及要素的競價效應會對本地區產業產生篩選效應，協同集聚將逐步從“低端生產服務-低端制造協同”向“高端生產服務-高端制造協同”過渡，其中低附加值、低效率的企業將會逐步向周邊區域遷移，此時提高本地區協同集聚度將會對周邊地區產生空間溢出效應。

三、模型構建與數據說明

(一)模型構建

1.空間面板杜賓模型

文章假設區域創新函數為柯布-道格拉斯形式，產業協同集聚對區域創新的作用主要體現為提高創新效率。文章采用空間面板杜賓模型(Spatial Durbin Model)來檢驗產業協同集聚對區域創新的空間效應，該模型將空間滯后自變量納入分析框架。通過對函數兩邊分別取對數，模型可表示為：

(1)

其中，yit為因變量，θ、β分別均為K×1階矩陣，xit為自變量，wij為空間矩陣。

模型首先需進行以下形式的假設性檢驗，H0:θ=0和H0:θ+λβ=0。若通過假設檢驗，空間杜賓模型則能簡化為空間滯后模型和空間誤差模型[13]。

2.空間面板杜賓誤差修正模型

(2)

(3)

其次，若上述三個模型均包含空間和時間固定效應，則其他回歸參數也需進行修正。其中空間滯后模型修正如下所示：

(4)

空間誤差模型的偏差修正過程為：

(5)

其中空間杜賓模型的偏差修正過程為：

(6)

(二)變量設定和數據說明

1.變量設定

(1)區域創新水平(innov)。本文選取各地級市專利授權數量作為區域創新的代理變量。專利的擁有量能科學合理地反映出一個國家或地區的原始創新能力，是衡量區域創新能力的重要標志。因此，本文選取2003-2015年我國275個地級市專利授權數來測度我國區域創新水平。數據來源于2004-2016年《國家知識產權局統計年報》。

(2)生產性服務業-制造業協同集聚(psman)。本文對產業協同集聚水平的測量采用江曼琦等(2014)[17]的測評方法，具體公式為：

其中，wi和wj分別為權重指標，用某個產業從業人員占兩個產業從業人員之和的比重來表示；Hi和Hj分別代表產業i和產業j的地理集中度；Hij代表兩個產業形成的地理集中度。本文采用赫芬達爾指數計算，具體計算公式為：

其中Sk為某產業第k個地區的從業人員占該產業整個區域從業人員的比重，n為地區個數。

(3)控制變量。除此之外，地區人力資本和技術進步對區域創新的作用也較為顯著，為了使得實證結果更具有說服力，文章選取各地區每十萬名大學生在校人數作為技術進步的代理變量(tech)；除此之外，科研投入對于地區創新能力的影響也較為顯著，因此文章選取各地區科學技術支出占公共財政支出的比重作為科研投入的代理變量(input)。

2.數據和相關處理

本文選取2004-2016年《中國城市統計年鑒》市轄區統計數據，創新能力數據來源于《國家知識產權局統計年報》，矢量地圖來源于國家基礎地理信息系統數據庫。為保證樣本數據統計口徑的前后一致性，共選取275個城市的有效樣本數據。文章根據《國民經濟行業分類》標準，將生產性服務業進一步細分為不同行業。為了消除異方差的影響，文章對全部數據進行了對數化處理。

四、實證結果分析

文章采用空間面板杜賓誤差修正模型實證檢驗了生產性服務業-制造業協同集聚對區域創新的空間溢出效應。在權重選擇方面，分別采用空間反距離權重矩陣和空間地理距離衰減權重矩陣。根據LM檢驗和聯合顯著性(LR)檢驗得出模型存在時間和空間雙固定效應，Lesage and Pace(2009)[18]推薦使用空間杜賓模型進行估計。

(一)生產性服務業-制造業協同集聚對區域創新的空間溢出效應

表1即為進行誤差修正后的空間面板杜賓模型的回歸結果，由Hausman檢驗可知應采用空間固定效應模型進行估計。如表1所示，核心解釋變量均通過統計性檢驗，由此可知，本地生產性服務業-制造業協同集聚能顯著提高本地創新能力，也會對鄰近地區創新產生空間影響。

表1 協同集聚對區域創新的空間溢出效應

表1 (續)

注：***、**、*分別為1%、5%和10%水平下通過顯著性檢驗(下同)。

由于空間杜賓模型與傳統的非空間面板模型存在差異，空間杜賓模型的回歸參數并非自變量對因變量的邊際影響[19]，因此為進一步考察協同集聚對區域創新的空間效果，需進一步估計其直接效應和間接效應，結果見表2。

表2 直接和間接效應估計

其中直接效應是指本地生產性服務業-制造業協同集聚對本地創新水平的直接效果；間接效應即本地區協同集聚對鄰近地區創新的影響。如表2所示，生產性服務業-制造業協同集聚度提高1%，本地區創新水平將提高0.0426%。協同集聚對區域創新的影響路徑主要有以下兩種：一是，隨著市場分工的逐步深化，生產性服務業已逐步從制造業中分離出來，形成專業化空間布局的格局，成為區域經濟和創新的增長極，生產性服務業自身創新水平的不斷提升已成為提高區域創新能力的重要推力。二是，生產性服務業作為制造業的高級中間投入要素，其創新能力已成為決定制造業生產效率高低的重要標準。隨著電子信息技術的快速發展，生產性服務業的集聚度已超過制造業，生產性服務業的快速發展和集聚，有助于降低制造業資本、技術等要素投入成本，提高其生產效率。也即生產性服務業通過提高制造業創新水平，最終提高區域創新能力。相反，生產性服務業-制造業協同集聚對鄰近地區創新水平有“虹吸效應”，其中本地協同集聚水平提高1%，將會對鄰近地區創新產生0.3072%的“虹吸效應”。協同集聚是個動態的過程，是從單一集聚向多樣化協同集聚、融合發展轉變的過程。產業的融合發展引致的正外部性，有助于降低產業間的貿易成本和要素成本，較低的貿易成本和要素成本會吸引鄰近地區的企業向本地集聚，形成“多米諾骨牌效應”，即產業發展程度高的地區其產業發展的政策扶持力度較大，本地區產業政策的制定將更加有利于本地區產業發展，會進一步加大對鄰近地區產業的吸引力度[15]，會對鄰近地區創新產生抑制作用。

為進一步考察不同類型生產性服務與制造業協同集聚的創新效果，文章將生產性服務業細分為基礎性生產服務(jsman)和支持性生產服務(zsman)①。

支持性生產服務-制造業協同集聚對地區創新能力提升有顯著推動作用，協同集聚度提高1%，本地區創新能力將提高0.1011%。產業協同集聚過程中，支持性生產服務能夠將人力資本、新知識和新技術傳導到下游產業，是新知識和新技術的創造者和擴散者，有助于推動制造業結構升級，提高區域技術創新水平。區域技術創新離不開支持性生產服務和制造業的協同發展，支持性生產服務作為技術的開發和推廣者，制造業則作為新知識和新技術的承載者，在區域創新過程中二者缺一不可。支持性生產服務通過服務嵌入與制造業融合發展，不僅有助于提高制造業生產效率，還會通過深化市場分工，增強制造業在整個價值鏈上的競爭力，推動制造業沿著價值鏈從低端向高端轉變[20]。支持性生產服務-制造業協同集聚會對鄰近地區創新水平產生空間溢出效應，本地區協同集聚水平提高1%，鄰近地區創新能力將提升0.6476%。隨著我國區域經濟一體化水平的提高，人力、資本以及技術等生產要素在區域間自由流動。支持性生產服務通過信息傳輸、資本支持和技術服務能夠顯著提高制造業企業技術進步水平和市場競爭力。較高的市場競爭會對城市產業產生篩選效應，低附加值、低效率的產業將逐步從城市中心向周邊二三線城市遷移，因此會對周邊城市產生技術溢出。其次，隨著信息化水平的逐步提高，新技術、新知識的邊際遞送成本已接近于零，支持性生產服務的技術輻射半徑將逐步加大，本地支持性生產服務將不再局限于僅為本地制造業服務，將會對周邊鄰近地區產生較大的輻射作用，提高鄰近地區的創新水平。最后，支持性生產服務-制造業協同集聚通過相互融合，培育出一系列新型產業，如互聯網+以及智能制造等新興行業。新興業態的出現，打破了原有的產業空間布局，提高了區域整體創新水平。

基礎性生產服務-制造業協同集聚對本地創新的作用不顯著。主要原因在于協同集聚對區域創新的作用并非立竿見影，受當地人力資本水平的影響。當人力資本水平較高時，協同集聚的區域創新效應才能凸顯，否則將會抑制區域創新[21]。基礎性生產服務作為生產性服務業的低端形式，其與制造業協同集聚將會通過外包制造業中間服務，降低制造業中間投入成本，提高制造業在本地區的市場競爭力，有助于制造業形成人力資本積累。人力資本的積累是一個動態的過程，協同集聚初期由于本地尚未形成有效的人力資本積累，因此對區域創新的效果不顯著。除此之外，低級產業的過度協同集聚會對導致“擁擠效應”和“技術鎖定效應”，使得本地區發生土地價格上漲、交通擁堵、環境污染等一系列問題，導致區域創新的衰竭，引發創新人才的流失[22]，會對本地創新產生抑制作用。相反，本地基礎性生產服務-制造業協同集聚水平提高1%，將會對鄰近地區創新能力產生0.3383%的“虹吸效應”。由上文可知，基礎性生產服務主要職能是以提供城市公共服務、降低城市運行成本為主，良好的城市公共服務和較低的城市運行成本是城市產業發展的“溫床”。與此同時，基礎性生產服務-制造業協同集聚有助于降低制造業中間品投入成本，延伸產業價值鏈，提高其市場競爭力。新經濟地理模型得出價格指數效應是導致產業集聚的向心力之一。廠商受價格指數效應的影響，將會在中間投入品要素價格較低的區域集聚和發展，商品也將呈現多樣化供給，因此均衡價格指數較低，會對周邊鄰近地區勞動力產生較強的吸引。勞動力池效應的存在會進一步吸引周邊地區產業向本地區集聚，會抑制鄰近地區創新能力的提升。

技術進步(tech)和科研投入(input)對本地創新均有正向促進作用，且效果較為顯著。相反，隨著本地技術進步水平的提高，會對鄰近地區創新產生抑制作用，但效果不顯著。本地科研投入則不僅能顯著提高本地區創新水平，對鄰近地區也會產生空間溢出。與此同時，提高本地創新水平會對鄰近地區創新產生空間溢出效應，效果較為顯著。

(二)空間溢出范圍估計

上述分析可知，本地區生產性服務業-制造業協同集聚會對鄰近地區創新水平產生影響，其中支持性生產服務-制造業協同集聚會對鄰近地區創新水平產生空間溢出。相反基礎性生產服務-制造業協同集聚會對鄰近地區產生“虹吸效應”。

為進一步考察協同集聚對區域創新是否存在衰減效應，文章構建了以指數衰減為元素的空間權重矩陣，形式如下：

其中D為閾值距離，用來考察當空間距離達到D以上時是否還存在空間溢出效應。ω為外生參數，文章采用空間截面之間的最短地理距離dmin代替ω，其目的在于消除距離度量單位對結果的影響，同時也在一定程度上避免權重數值太小而產生的誤差[23-24]。

文章通過構建指數衰減空間矩陣，進一步探討了基礎性和支持性生產性服務與制造業協同集聚對區域創新的空間溢出效應是否受空間地理距離的影響。根據上述方法，文章將不同遞進距離的權重矩陣代入回歸模型，分別探討了從150km至750km范圍內的5個空間外溢系數。空間外溢系數與距離的關系如圖1所示，從生產性服務業整體來看，其與制造業協同集聚對區域創新的空間效應呈現“先抑后揚”，即協同集聚會對鄰近地區產生較強的“虹吸效應”，隨著距離的增加逐步由虹吸向空間溢出轉變，其中450km為峰值點，此時空間溢出的效果最大。從細分行業角度看，基礎性生產服務-制造業協同集聚對區域創新的空間效應與總體生產性服務業的效果相近。相反，支持性生產服務-制造業協同集聚對區域創新的空間效應隨著空間距離的增加逐步遞減。

圖1 空間溢出系數與地理距離關系

為進一步考察生產性服務業不同行業與制造業協同集聚對區域創新的空間效應，文章選取交通(jt)、金融(jr)、居民服務(jm)、科研服務(ky)、信息服務(xx)以及租賃服務(zl)等六個生產性服務行業[25]，分別考察了其與制造業協同集聚的空間效應，具體見表3。從細分行業角度來看，除金融和租賃服務以外，其他行業與制造業協同集聚對區域的創新均呈現“先抑后揚”。0-150km范圍內科研服務-制造業協同集聚對鄰近地區的“虹吸效果”最強，達到0.1686%，其次為租賃服務行業，為0.1329%；0-300km范圍內，信息服務-制造業協同集聚的虹吸效果最強，達到0.4322%，其次為租賃服務業，為0.2557%；0-450km范圍內，科研服務-制造業協同集聚的對區域創新的空間效應由負轉正，即由虹吸逐步向空間溢出過渡。其中金融業-制造業協同集聚在該距離段的虹吸效果最強，達到0.2502%，其次為信息服務業；0-600km范圍內交通、居民服務與制造業協同集聚對區域創新的空間效應由負逐步轉為正。該距離區間信息服務-制造業協同集聚對區域創新的虹吸效果最強，達到0.2402%，其次為租賃服務業，為0.1390%，0-750km范圍內，除租賃服務與金融服務外，其他行業與制造業協同集聚對區域創新均具有正向的空間溢出，其中交通服務業與制造業協同集聚的空間溢出效果最強，達到0.431%，其次為信息服務業，為0.4037%，租賃服務業與制造業協同集聚對區域創新的空間效應仍以虹吸為主。

表3 不同類型生產性服務業-制造業集聚的空間溢出效應

五、結論和建議

本文在梳理生產性服務-制造業協同集聚對區域創新的影響機制基礎上，從空間維度實證檢驗了協同集聚對區域創新的空間溢出效應。研究發現：

1.總體上來看，生產性服務業-制造業協同集聚對區域創新有正向促進作用，且效果較為顯著。其中支持性生產服務與制造業協同集聚對本地區創新的影響效果要明顯強于基礎性生產服務。基礎性生產服務-制造業協同集聚對本地區創新的影響效果不顯著。

2.納入空間因素后，生產性服務業與制造業協同集聚對區域創新的空間作用呈現“先抑后揚”的特征，即隨著空間距離的增加，影響效果逐步從“虹吸”轉變為空間溢出。相反，支持性生產服務-制造業協同集聚對鄰近地區創新的空間溢出效應隨著距離的增加逐步遞減。

3.生產性服務業-制造業協同集聚對區域創新的空間效應具有行業異質性，不同類型生產性服務業與制造業協同集聚的區域創新效果存在差異。450km距離范圍內，生產性服務業細分行業與制造業協同集聚對區域創新的空間效應均以“虹吸”為主。當空間距離達到750km時，除金融和租賃行業外，其他生產性服務業細分行業與制造業協同集聚對區域創新均呈現正向空間溢出，其中交通運輸服務與制造業協同集聚的效果最強，其次為信息服務業。

根據以上研究結論，提出相關建議：

首先，由于產業協同集聚對區域創新呈現行業差異，各地區產業發展應該堅持因地制宜、差別化和精細化發展的原則。東部地區應堅持以發展支持性服務為主，充分發揮其與制造業協同發展對區域創新的空間溢出效應，提高地區創新水平。中西部地區則應堅持以發展優勢產業為主，加強產業間的融合程度，拓寬產業鏈條，優化產業結構，推動產業由低級別協同逐步向高級別協同轉變，從而有效提升區域創新能力。

其次，產業協同發展需突破行政區限制，通過完善區域基礎設施水平，提高區域聯系程度，推動資本、人才以及技術等要素在更大的空間范圍自由流動，提高協同集聚對區域創新的空間正外部性。此外，各地區需結合自身要素稟賦和比較優勢，從細分行業視角，增強本地區優勢生產性服務業與制造業的協同集聚程度，提高其對本地區創新的推動作用。

再次，各地區應加大科研投入力度，提高本地區人力資本存量，最大化知識和技術的空間溢出效應。與此同時，加快對地區創新的扶持力度，充分發揮創新的正外部性特征，推動區域整體發展。

注釋：

① 其中基礎性生產服務主要包括交通運輸、倉儲和郵政業，房地產業，租賃和商務服務，居民服務和其他服務業以及建筑業，其他生產性服務則被定義為支持性服務，主要包括信息傳輸、計算機服務和軟件業、金融業以及科研、技術服務和地質勘查業。