城市群內創新環境差異與高技術產業競爭力的關系探究
——基于京津冀和長三角兩大城市群實證分析

葉堂林，毛若沖，李國梁

（首都經濟貿易大學 城市經濟與公共管理學院，北京 100070）

一、引言

高技術產業是我國產業發展的戰略性先導產業，也是我國建設創新型國家的重要產業載體。合理布局高技術產業對于我國實現“中國制造2025”的戰略目標，應對傳統制造業向東南亞國家轉移、高端制造業向發達國家回流的雙向擠壓等，具有較強的現實意義。在一國經濟體系中，具有競爭優勢的產業在空間上通常不是均衡分布的，邁克爾·波特[1]教授提出了世界產業競爭格局已由國家層面深入到具體的城市群層面這一論斷，城市群已成為容納產業集群、參與國際競爭的重要空間載體。以生物制藥這一高技術產業為例，德國北萊茵·威斯特法倫州、美國的波士頓“基因城”、舊金山灣區的“生物技術灣”等產業集群都是具有全球高競爭力的生物醫藥產業集群承載地。城市群內部的產業配套能力、投資營商環境、各主體間的創新環境差異等諸多因素都影響著城市群的整體競爭實力。我國東部三大城市群作為我國區域經濟發展的三個關鍵增長極，其內部高技術產業競爭力的高低直接影響著我國高技術產業未來的發展方向。在這種現實背景下，如何提升城市群內部高技術產業的競爭力顯得尤為迫切。

高技術產業作為知識密集型產業，對城市群內部企業的技術創新能力依存度較高，無論是在產品研發設計環節，還是在生產制造環節都需要企業具有較強的技術創新能力，還需要鄰近地區具備較高的產業配套能力。同時，高技術產業的發展離不開創新環境的支撐，寬松良好的創新環境對于維持長期穩定的創新產出至關重要，只有持續不斷進行創新才能保持高技術產業的競爭優勢。值得注意的是，隨著創新要素不斷地由創新腹地向創新策源地富集，城市群內的創新能力及環境差距不斷拉大，這種極化效應是否會導致城市群高技術產業整體競爭力下降？本文從新的研究視角出發，通過構建計量模型探究城市群內創新環境差異是否對高技術產業競爭力產生顯著影響。從現實層面來看，弄清楚這個問題對于提升我國城市群高技術產業競爭力具有較強的現實指導意義。從理論層面來看，學者們對高技術產業影響因素進行了深入探究，研究視角多從產出水平、營業收入、產業政策、科技資源配置效率等方面出發，關于創新環境差異對高技術產業競爭力的研究還有待深入。本研究選取的研究視角有利于拓展與豐富該研究領域。

二、文獻回顧

高技術產業競爭力與創新環境的內涵界定。高技術產業競爭力與傳統意義上的產業競爭力既有聯系又存在一定區別。傳統意義上的產業競爭力理論主要從資源稟賦和生產成本兩個角度來解釋，經典的理論有大衛·李嘉圖提出的比較優勢理論和赫克歇爾-俄林提出的資源稟賦差異論，其核心思想是國家之間的資源稟賦差異給各國的產業發展帶來了不同的比較優勢，各方可基于自身比較優勢通過國際間分工和交換來實現各自利益。哈佛大學商學院教授邁克爾·波特[1]從生產因素、市場需求、相關與輔助產業、企業的策略及競爭對手、機遇、政府六個維度構建了用于比較產業競爭力的“鉆石模型”，“鉆石模型”給出了一套評價產業競爭力的分析框架，為后續產業競爭力研究領域提供了重要的參考依據[2]。目前學術界尚未在產業競爭力的定義上達成共識。世界經濟論壇（WEF）和瑞士洛桑國際管理發展學院（IMD）將產業競爭力定義為：一國在全球市場上持續地創造出比競爭對手更多收益的能力。國內認同度較高的觀點則將產業競爭力概括為兩個主要方面，即較高的生產力水平和較強的市場盈利能力。李芳[3]認為，產業競爭力是指某一產業在充分市場競爭條件下依靠自身優勢持續獲得盈利的能力。張金昌[4]認為，某一產業的利潤總額相比營業收入更能反映該產業競爭力的高低，企業開展創新活動是提高產品或服務市場競爭力的手段，以獲取豐厚利潤為最終目的。此外，還有學者從產業組織效率、產業政策、生產要素的數量和質量等方面來定義產業競爭力[5]。對于高技術產業而言，其產業特點決定了競爭優勢的來源有別于傳統產業，產品技術含量、價格競爭力、盈利能力等是高技術產業競爭力的外在表現，創新資源的數量和創新環境的質量才是決定高技術產業競爭力的關鍵內在因素。

對于高技術產業創新環境的研究，封偉毅[6]認為，產業所處地區的信息化水平、產業政策、資金來源渠道的多樣性（大量金融機構富集）、市場的競爭程度等構成了一個地區的創新環境。其中，信息化是指相關產業中的企業在生產經營過程中充分運用信息化手段進行管理決策；產業政策是指政府資金占科技活動中資金來源的比重大小；資金來源渠道的多樣化是指各類金融機構為科技活動籌集資金占科技活動所需資金的比重，相較于政府，金融機構的籌資渠道和籌資方式更加多元化，這能解決科技活動資金來源單一的問題；市場競爭程度是指企業市場影響力賦予企業在競爭中的地位。

高技術產業競爭力影響因素研究。Veugellers et al.[7]從R&D 人員投入的角度對產業競爭力的具體作用進行了研究，認為R&D 人員投入能夠幫助企業有效利用外部信息資源，進而提升其所處產業的競爭力。Montobbio[8]從高技術產品出口業績入手，通過分析1985—1998 年部分發展中國家的出口業績與創新活動的關系發現，創新活動能顯著促進高技術產業提升產品出口比重。官建成[9]從研發人員的知識獲取能力和創造能力方面，分析證實了技術創新是提升高技術產業競爭力的關鍵路徑。Castellacci[10]從知識溢出的角度，通過分析創新環境對高技術產業競爭力的影響發現，市場導向的經濟政策直接對高技術產業競爭力產生顯著影響。王章豹等[11]通過對我國29 個制造業行業的技術創新能力和產業競爭力之間的關系進行實證研究發現，技術創新能力對產業競爭力產生了顯著影響。龔艷萍等[12]通過1995—2004 年我國17 個高技術產業的面板數據證實，技術創新能力對高技術產業國際競爭力產生了顯著影響，而且創新投入、產出和環境各環節對產業競爭力的影響程度存在明顯差異。黃亦君[13]從技術創新活動的不同環節出發，探究研發、技術引進和技術改造等環節對高技術產業出口業績的具體影響發現，研發活動對出口業績產生了顯著影響，技術改造和技術引進的影響不太顯著，全行業的整體顯著性高于各行業的個體顯著性。方毅等[14]對東北三省的高技術產業競爭力進行因子分析評價發現，政策環境和技術創新能力與產業競爭力之間存在較強的相關性。孫冰等[15]對技術創新與高技術產業競爭力進行回歸分析發現，二者之間存在顯著的相關性。封偉毅等[6]從技術開發能力、技術轉化能力和創新環境等方面構建指標體系，以1995—2010 年高技術產業的相關數據對高技術產業競爭力的影響因素進行識別，證實了部分因素與高技術產業競爭力之間的因果關系。林章悅等[16]采用因子分析法、段婕等[17]采用主成分分析法研究發現，影響我國高技術產業競爭力的主要因素是產出水平、營業收入等產出指標。徐遠華等[18]利用高技術產業面板數據，從產業政策層面研究證實稅收減免對高技術產業競爭力的激勵效應強于科研補貼。胡紅安等[19]通過灰色關聯度分析法研究發現，新產品銷售收入和專利申請數兩個創新產出指標對高技術產業競爭力產生了顯著影響。王分棉等[20]通過回歸分析發現，科技資源配置效率對我國高技術產業競爭力產生了促進作用。

從相關文獻的梳理來看，高技術產業競爭力影響因素研究主要圍繞三個方面展開：一是學者們從高技術產業中企業的創新能力、創新活動的各個具體環節對高技術產業競爭力的影響進行實證研究。二是從高技術產業的生產經營狀況，如資產規模、主營業務收入、利潤、出口業績等方面對高技術產業競爭力進行實證研究。三是還有學者從產業政策，如政府對高技術產業制定的稅收政策、補貼政策或直接注入資金等方式對高技術產業競爭力產生的影響進行分析。文獻回顧中也發現有學者從創新環境來分析高技術產業競爭力，但是主要是將其作為構建高技術產業競爭力評價體系的一個關鍵指標，還未從實證研究層面深入探索創新環境差異是否對高技術產業競爭力存在顯著影響，以及具體的影響及作用機理。本文聚焦于研究創新環境差異與高技術產業競爭力的關系。

三、理論基礎及分析框架

基于文獻回顧，本研究試圖通過構建計量模型分析創新環境差異這一因素是否對城市群內高技術產業競爭力產生顯著影響。具體先構建能夠反映城市群內部創新環境的指標體系，通過指數的形式對城市群內各省份之間的創新環境差異進行量化。再從高技術產業從業人員數、利潤總額和出口交貨值三個方面的區位商來反映高技術產業的競爭力。基于此，提出本研究的第一個假說：城市群內企業創新環境差距對其高技術產業競爭力產生顯著影響。

若上述假說成立，則在其基礎上進一步探究創新環境的影響因素對各高技術產業競爭力的影響是否存在顯著差異。對此提出本文的第二個假說：創新環境的影響因素對不同高技術產業競爭力的影響存在顯著差異。

（一）變量選取

在高技術產業競爭力的測度方面，相關領域的學者主要通過構建指標體系對高技術產業競爭力進行量化。指數化能夠綜合反映多方面的信息，但指數化存在一個問題，即指標體系的層級越多，或同一層級指標輻射面過廣，對于某一具體領域的信息失真程度越大。區位商雖不能綜合反映各方面的信息，但能客觀反映某一具體領域的產業集中度或產業競爭力。因此，本研究選取了區位商來反映高技術產業的競爭力。用哪些具體指標來反映產業競爭力，李芳[3]和張金昌[4]認為，企業開展創新活動只是提升產業競爭力的一個手段，其最終目的是獲取高額利潤，因此，利潤總額比營業收入更能反映產業競爭力。Siggel et al.[21]認為，產品或服務出口是反映產業競爭力的一個關鍵指標，并將出口競爭力指數化。國內學者周叔蓮[22]、魏龍[23]、沈亞軍[24]等認為，出口競爭力是高技術產業競爭力的一個重要體現，這些學者基于這一考慮，運用不同的方法對高技術產業出口競爭力的影響因素進行了探究。可見，高技術產業的出口能較好反映其產業競爭力。盈利能力和出口能力是體現高技術產業競爭力的兩個重要方面。此外，勞動力市場偏好也能在一定程度上反映某個行業的競爭優勢，要素的集聚是產業競爭優勢的一個關鍵條件，曹威麟等[25]運用區位商的方法來測度高技術產業從業人員集中度，構建回歸模型探究了各省份之間高技術產業從業人員集中度對高技術產業集聚是否產生顯著影響。鑒于此，本研究基于數據可得性，用利潤總額來反映高技術產業的盈利能力，用出口交貨值來反映高技術產業的出口競爭實力，用從業人員平均數來反映高技術產業人才的吸引力，以城市群內各省份利潤總額、出口交貨值和從業人員平均數的區位商來反映高技術產業的競爭力。

創新環境差異的測度不同于高技術產業競爭力的測度，比較適合構建指標體系來衡量。為了盡可能減小指標體系層級過多和每一層級指標輻射面過廣等問題，本研究盡量減少指標層級，同時只選取最具代表性的幾個指標來衡量。封偉毅[6]認為，產業所處地區的產業政策（政府對產業的扶植力度）、資金來源渠道的多樣性能夠在一定程度上反映一個地區的創新環境。也有學者提出企業的研發創新實力、創新成果的市場化轉化能力、地區科技人才儲備等能夠較好地體現一個地區的創新環境質量。基于此，本研究選取了企均資產總計、人均技術市場成交額、人均財政科技支出、地區R&D 投入強度、城鎮科技服務業就業人員占比、人均科技服務業固定資產投資來衡量一個地區的創新環境。

（二）模型設定

1.高技術產業競爭力區位商。分別以出口交貨值、利潤總額和從業人員平均數來計算各地區高技術產業區位商：

在以出口交貨值反映高技術產業競爭力時，Qi，j為i 地區j 產業的區位商，Ci，j為i 地區j 產業的出口交貨值，Pi為i 地區全行業的出口交貨值，Cj為全國j 產業的出口交貨值，P 為全國全行業的出口交貨值；在以利潤總額反映高技術產業競爭力時，Qi，j為i 地區j 產業的區位商，Ci，j為i 地區j 產業的利潤總額，Pi為i 地區全行業的利潤總額，Cj為全國j 產業的利潤總額，P 為全國全行業的利潤總額；在以從業人員平均數反映高技術產業競爭力時，Qi，j為i 地區j 產業的區位商，Ci，j為i 地區j 產業的平均從業人員數，Pi為i 地區全行業的從業人員數，Cj為全國j 產業的從業人員平均人數，P 為全國全行業的從業人員數。

2.創新環境指數。本研究采用熵值法來測算創新環境指數。通過數據標準化處理、計算熵值和信息熵冗余度進行客觀賦權，最終計算創新環境指數。為客觀反映城市群創新環境指數差異，以城市群內某一省份與其他各省份之間的創新環境指數的差距之和來衡量（見表1）。

表1 創新環境評價指數

3.計量模型。為驗證創新環境差異對高技術產業競爭力是否產生顯著影響，本研究構建回歸模型進行測度。由于自變量是單一變量，為了減少隨機擾動項對回歸結果造成的影響，運用加權最小二乘法進行回歸。

從業人員平均數競爭力回歸模型：

利潤總額競爭力回歸模型：

出口交貨值競爭力回歸模型：

其中，高技術產業利潤總額區位商用Qprofiti，t表示，高技術產業出口交貨值區位商用Qexporti，t表示，高技術產業從業人員區位商用Qemployi，t表示，創新環境指數差距用IEgapi，t表示，常數項和隨機擾動項分別用α 和ε 表示，回歸系數用β 表示。

若創新環境差異對高技術產業競爭力產生顯著影響，則進一步分行業就影響創新環境的因素進行回歸分析。運用面板回歸進行測算。

Model 1：

當期效應：

一階滯后效應：

二階滯后效應：

基于被解釋變量之間的差異分別構建了Model 1、Model 2 與Model 3 三個模型，三個模型的自變量均保持一致，Model 2、Model 3 不再單獨列出。Model1 中被解釋變量為高技術產業從業人員區位商Qemploy。Model 2 中被解釋變量為高技術產業利潤總額區位商Qprofit。Model 3 中被解釋變量為高技術產業出口交貨值區位商Qexport。考慮到創新活動的研發投入到產出，再到技術市場轉換存在滯后周期，對自變量分別進行當期回歸、一階滯后回歸和二階滯后回歸，常數項和隨機擾動項分別用α 和ε表示，回歸系數用β 表示。

4.數據來源。由于《中國高技術產業統計年鑒》2011 年后與2011 年以前的統計口徑存在一定差異，本文選取的部分指標可得性有限，比如出口交貨值指標2011 年之前未在年鑒中得以體現，因此，為保證面板數據的完整性，時間序列上選取了京津冀和長三角城市群內部各省份2011—2016 年的數據，具體包括北京、天津、河北、上海、江蘇、浙江6 個省份。數據來源于2012—2017 年《中國科技統計年鑒》《中國高技術產業統計年鑒》《全國科技經費投入統計公報》。見表2、表3。

四、實證分析

（一）創新環境差異對高技術產業競爭力的影響分析

通過加權最小二乘法對2011—2016 年高技術產業區位商和創新環境指數進行回歸，結果顯示：從顯著性水平來看，醫藥制造業、航空航天器及設備制造業、電子及通信設備制造業、計算機及辦公設備制造業和醫療儀器設備及儀器儀表制造業五個高技術產業的創新環境指數差距均對從業人員平均數區位商產生了顯著影響，而對利潤總額區位商的影響不顯著。五個產業中只有電子及通信設備制造業、計算機及辦公設備制造業和醫療儀器設備及儀器儀表制造業三個產業對出口交貨值區位商產生了顯著影響。從回歸系數來看，五個高技術產業的創新環境指數差距與從業人員平均數區位商、出口交貨值區位商之間存在顯著的負相關關系，只不過具體產業的回歸系數存在差異，研究結果證實了假說1 的合理性。下面部分進一步探究創新環境的影響因素與高技術產業競爭力的關系。見表4、表5。

表2 主要變量解釋

表3 主要變量描述統計

（二）創新環境影響因素與高技術產業競爭力的關系探究

Hausman 檢驗強烈拒絕原假設（隨機效應），因此采用固定效應模型進行回歸。下面分別以醫藥制造業、航空航天器及設備制造業、電子及通信設備制造業、計算機及辦公設備制造業、醫療儀器設備及儀器儀表制造業五個高技術產業為例①，通過構建三個自變量相同、因變量不同的模型，對創新環境的影響因素與高技術產業競爭力進行當期回歸、一階滯后回歸以及二階滯后回歸。

從醫藥制造業來看，創新環境的影響因素對從業人員平均數區位商（Model 1）和利潤總額區位商（Model 2）的影響較為顯著。Model 1 中有效發明專利數和人均科研服務業全社會固定資產投資的一階滯后效應較為顯著，R&D 人員全時研發當量的當前效應和一階滯后效應均較為顯著；Model 2 中人均科研服務業全社會固定資產投資的當期效應較為顯著，人均技術市場交易額和人均R&D 研發人員全時當量的當前效應和一階滯后效應均較為顯著；Model 3 中人均財政科技支出的一階滯后效應較為顯著。見表6。

表4 創新環境指數差距對高技術產業從業人員平均數區位商的影響

表5 創新環境指數差距對高技術產業出口交貨值區位商的影響

表6 創新環境影響因素與醫藥制造業競爭力的關系

從航空、航天器及設備制造業來看，創新環境的影響因素對從業人員平均數區位商（Model 1）和利潤總額區位商（Model 2）的影響較為顯著。Model 1中有效發明專利數和人均科研服務業全社會固定資產投資的一階滯后效應較為顯著，人均R&D 人員全時研發當量的當期效應和一階滯后效應均較為顯著；Model 2 中人均技術市場交易額和人均R&D 研發人員全時當量的當期效應和一階滯后效應均較為顯著，人均科研服務業全社會固定資產投資的當期效應顯著；Model 3 中人均財政科技支出的一階滯后效應較為顯著。

從電子及通信設備制造業來看，創新環境的影響因素對利潤總額區位商（Model 2）和出口交貨值區位商（Model 3）的影響較為顯著。Model 1 中人均科研服務業全社會固定資產投資的一階滯后效應較為顯著，人均R&D 人員全時研發當量的當期效應和一階滯后效應均較為顯著；Model 2 中人均R&D 人員全時研發當量的當期效應和一階滯后效應均較為顯著，人均技術市場交易額和有效發明專利數的二階滯后效應顯著；Model 3 中人均科研服務業全社會固定資產投資的當期效應顯著，人均技術市場交易額、有效發明專利數和人均R&D 人員全時研發當量的二階滯后效應顯著。

從計算機及辦公設備制造業來看，創新環境的影響因素對三個模型中的區位商產生不同影響。Model 1 中有效發明專利數的一階滯后和二階滯后效應較為顯著，技術市場成交額的當期效應、一階滯后效應和二階滯后效應都顯著，一階滯后效應最顯著；Model 2 中有效發明專利數的當期效應顯著，人均財政科技支出的當期和二階滯后效應顯著；Model 3 中人均科研服務業全社會固定資產投資、人均技術市場交易額和有效發明專利數的二階滯后效應顯著。

從醫療儀器設備及儀器儀表制造業來看，創新環境的影響因素對從業人員平均數區位商（Model 1）和出口交貨值區位商（Model 3）的影響較為顯著。Model 1 中有效發明專利數的當期效應和一階滯后效應顯著，人均技術市場成交額的當期效應、一階滯后效應顯著，人均科研服務業全社會固定資產投資的一階滯后效應顯著；Model 3 中有效發明專利數的二階滯后效應顯著，人均科研服務業全社會固定資產投資的一階和二階滯后效應顯著，人均技術市場交易額和人均R&D 人員全時研發當量的二階滯后效應顯著。

綜合以上結果來看，創新環境影響因素對不同高技術產業的人才吸引力競爭力、盈利能力競爭力和出口競爭力產生不同程度的影響，這證實了假說2 的合理性，即創新環境的影響因素對不同高技術產業競爭力的影響存在顯著差異。

五、主要結論及啟示

本文通過構建計量模型，對2011—2016 年城市群內高技術產業創新環境差異和高技術產業競爭力的關系進行定量分析，結果顯示城市群內創新環境差距與高技術產業競爭力存在顯著的負相關關系，不同高技術產業的這種負相關系數存在明顯差異，即不同高技術產業對創新環境差異的敏感度不同。在本研究選取的五大高技術產業中，醫療儀器設備及儀器儀表制造業競爭力對創新環境差異的敏感度最高，其次是計算機及辦公設備制造業和航空航天制造業，電子及通信制造業和醫藥制造業競爭力對創新環境差異的敏感度相對較小。所謂“獨木不成林”，努力縮小城市群內各城市間的創新環境差異，對于提升城市群內高技術產業整體競爭力具有較強的現實意義。

同時，本研究還發現，對于醫藥制造業、航空航天制造業、計算機及辦公設備制造業、電子及通信制造業和醫療儀器設備及儀器儀表制造業而言，有效發明專利數、人均科研服務業全社會固定資產投資、人均技術市場成交額和人均R&D 人員全時研發當量這些因素分別對不同高技術產業競爭力產生不同程度的影響，而人均科技財政支出對高技術產業競爭力的影響不顯著。人均科研服務業全社會固定資產投資和人均技術市場成交額與高技術產業利潤總額區位商的當期和一階滯后期存在負相關關系，到了二階滯后期部分產業的負相關系數開始轉變為正相關系數，這反映了高技術產業會將部分利潤用于固定資產投資和在技術市場上購買專利或相關技術使用權，這對其當期和一階滯后期內企業利潤造成一定的負向影響，但是從二階滯后期開始，這兩項投資支出對高技術產業的利潤回報開始顯現。

研究結論對我國城市群高技術產業競爭力的提升有如下重要啟示：

可通過管理及技術人員交流產生溢出效應，縮小城市群內各省份之間的創新環境差異。城市群內創新策源地可通過技術人員交流合作獲得技術創新方面的知識溢出；通過高技術企業管理人員的定期異地交流，獲取企業管理方面的溢出效應；通過高技術產業管理部門負責人的異地掛職（短期），獲取產業政策制定方面的經驗。基于創新環境構成因素對各類高技術產業競爭力的具體影響存在顯著差異，在政策制定時應充分考慮這一現實情況，圍繞影響各類高技術產業競爭力的關鍵因素，分類有別地制定有針對性的高技術產業發展政策。

由于高技術產業從固定資產投資到產生具體效益存在一定的滯后期限，這一期間高技術產業自身的固定資產投資會對當期利潤和現金流產生一定影響，管理部門應通過設計合理的利益分配機制，積極引導社會資本參與高技術產業的固定資產投資，使高技術產業的資金能夠更多地投向研發投入環節。

“墊高”創新環境質量相對較低的區域，為高技術產業核心集聚區所在區域的相關產業及輔助產業等提供發展條件、產業配套和發展空間，形成城市群內上中下游聯動的產業分工和技術創新格局，實現政策鏈、創新鏈與產業鏈的深度融合發展。鼓勵城市群內跨行政區劃合作，建設主題型經濟合作區和產業園區，通過聯合研發及創新共同體的打造，實現區域整體創新能力和高技術產業競爭力的提升。

注釋：

①因文章篇幅限制，僅列出了創新環境影響因素與醫藥制造業競爭力之間的實證研究表格，與其他高技術產業競爭力之間關系的實證研究表格不再逐一列出，研究結果見文字表述部分。