科技創新、產業結構升級與經濟高質量發展
——基于長江經濟帶106個地級市面板數據的分析

○程廣斌 吳家慶 紀陽陽

（石河子大學經濟與管理學院，新疆 石河子 832003）

一、引言

歷經改革開放40 多年的艱辛探索，中國經濟快速發展，GDP 總量躍居世界第二，創造了世界經濟發展史上的奇跡。然而，以提升經濟總量為目標的傳統經濟發展模式難以持續，所造成的要素資源浪費、產出效益低下、環境污染嚴重等問題正成為制約中國經濟質量提升的枷鎖，中國經濟進入提質減速、動力調整的關鍵時期。當前，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，正處在轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力的攻關期[1]。技術進步與產業結構都是影響經濟發展的重要因素。步入創新驅動的新時期，以知識、信息為主要表現的新生產要素成為引導經濟高質量發展的關鍵力量。隨著新技術與新產品的應用，產業結構也必然受到影響，這種影響也會影響區域經濟高質量發展。長江經濟帶是我國最重要的高密度經濟走廊之一，具有獨特的發展優勢和巨大發展潛力[2]。2016年《長江經濟帶發展規劃綱要》提出要將長江經濟帶打造成為引領全國轉型發展的創新驅動帶。那么，在大力推進長江經濟帶創新發展的過程中，科技創新是否推動了經濟帶高質量發展？其作用機制是什么？再考慮到長江經濟帶不同區域由于地理位置、自然資源稟賦不同，科技創新對高質量發展的作用是否具有異質性？厘清上述問題，不僅可以更好地評估科技創新對經濟高質量發展的驅動作用，也可以為地方政府推進經濟高質量發展提供新的政策視角。

二、文獻綜述

目前學術界對經濟高質量發展的研究主要集中于內涵、測度與影響因素等方面。MLACHILA和TAPSOBA[3]提出經濟增長是包含數量增長與質量增長的新型增長，質量增長應包含教育、醫療等方面，BARRO[4]則認為社會穩定也是經濟發展的重要組成。國內對于高質量發展的自2017年經濟發展方向轉變后開始興起。高質量發展是指在經濟發展、改革開放、城鄉發展、環境生態以及人民生活五方面均實現高質量的發展[5]，不再以單一的經濟增長為衡量標準，而應從五大發展理念出發，更注重資源配置效率與創新驅動[6]。也有學者基于微觀視角，認為高質量發展首先應關注勞動生產效率是否提高，并以產品服務質量作為主要支撐點[7]。依據新發展理念，專家學者們通過構建評價體系對高質量發展水平進行測度[8]，主要采用熵值法與主成分分析法進行綜合評價環境規制、產業結構調整與經濟高質量發展，也有學者采用DEA 方法測度的全要素生產率或綠色全要素生產率代表高質量發展水平[9]，但主要集中于地級市層面的研究。而對于經濟高質量發展的影響因素研究主要從人力資源[10]、產業創新[11]、環境規制[12]等多方面進行探討。

圍繞科技創新與經濟發展的關系，學者們展開了多方面的研究。一是科技創新對經濟高質量發展的影響作用。多數研究表明科技創新對經濟高質量發展起到了促進作用。喻登科和李嬌[13]從地區創新質量入手，討論了創新質量對區域高質量發展水平及五大維度的影響。李福平和李欣[14]研究發現，區域創新不僅推動了本區域高質量發展，同時也對鄰近區域經濟質量產生了正向影響。但也有學者認為科技創新對經濟增長的影響不顯著[15]。二是科技創新對高質量發展的影響路徑。陳昭和劉映曼[16]從企業的角度研究了企業創新對企業高質量發展的影響，研究發現企業創新的正向間接效應可以弱化政府補貼對制造業企業高質量發展的負向影響。王軍和張一飛[17]研究發現，政府補貼可以激勵企業自身科技創新，進而推動經濟發展。賈洪文等[18]利用省級面板數據驗證了科技創新不僅能直接促進高質量發展，還能夠削弱產業結構升級對高質量發展的負面效應從而間接促進高質量發展。三是科技創新影響高質量發展的異質性。孫藝璇等[19]研究了科技創新對經濟高質量發展的驅動機制，結果表明專利授權數、R&D經費占GDP比重和R&D人員全時當量對經濟高質量發展具有較強推動作用。李福平和李欣[14]研究發現創新對高質量發展的空間效應存在區域異質性，呈現出由東到西遞減的趨勢。

關于產業結構轉型升級對高質量發展的影響，不同學者有著不同的看法。部分學者認為產業結構升級可以推動經濟高質量發展。干春暉等[20]將產業結構變遷分為產業結構高級化和產業結構合理化，結果發現產業結構的合理化和高級化演變均對經濟增長有正面影響。孫學濤[21]以中國281 個地級市的數據為樣本從五大維度構建經濟高質量發展水平的指標體系，并研究產業結構高級化和合理化的影響，結果表明產業結構高級化和合理化主要通過影響綠色發展和對外開放水平促進高質量發展。CHEN[22]等研究發現中國大陸的產業結構變遷對全要素生產率以及產出水平的提高有著顯著的正向影響，但是這種促進作用存在邊際遞減效應，即隨著產業結構升級程度越高，促進作用越低。也有一些學者認為產業結構升級對經濟高質量發展的提升作用不顯著。任曉燕和楊水利[23]研究發現東中西部地區產業結構升級對高質量發展的作用存在差異，東部地區產業結構升級對高質量發展有促進作用，但中部地區產業結構升級則對高質量發展有著負面影響。

通過對國內外相關文獻的梳理可以看出，現有研究成果較豐富，但仍存在局限性，現有文獻大多是關于科技創新或產業結構升級對高質量發展的單獨作用，很少把科技創新、產業結構升級與高質量發展納入同一框架中分析研究。同時，已有研究大多以省級行政區為研究對象，以地級市為對象的研究相對較少。基于此，本文在已有研究成果的基礎上，選取長江經濟帶沿線106 個地級以上城市2004—2018 年的相關數據，通過構建面板模型進行實證分析，研究科技創新及產業結構升級對經濟高質量發展的影響，旨在為推進新時代背景下經濟帶建設提供參考。

三、理論機制與研究假設

（一）科技創新對經濟高質量發展的影響

技術創新是經濟長期穩定增長的核心動力，是促進經濟增長方式轉變的根本途徑[3]。創新水平的提高有助于改善已有生產方式，淘汰落后工藝，在提高生產要素利用效率的同時降低環境污染，助力綠色可持續發展。更高的技術水平也有助于發揮地區人力資本水平對于經濟發展的推動作用[10]。同時，新產品、新技術的應用可以降低生產成本，提高產品競爭力，這有助于擴大國際市場份額，從而優化外貿結構，推動形成開放型經濟。此外，知識作為公共產品易于擴散到其他區域，從而推動區域創新合作，提高整體社會技術水平，縮小區域差距，確保發展成果全民共享。

綜合以上分析，本文提出研究假設H1：科技創新能夠促進經濟高質量發展。

（二）產業結構升級與經濟高質量發展

產業結構升級表現為生產要素從低效率低附加值產業向高效率高附加值的產業。低端產業主要為勞動密集型與能源密集型產業，生產效率低，產品競爭力小，環境負擔重，不利于高質量發展。隨著產業結構從低端逐漸轉向高端，技術密集型產業增多，要素資源從低效率部門向高效率部門轉移，在提高生產力的同時減少能源消耗和污染物排放量，有利于經濟社會生態協同發展。產業要素往往隨著產業升級從先進地區轉向落后地區，對先進地區來說落后、需要淘汰的產業要素，對落后地區而言可能是先進的、有價值的，地區間發展差異得以縮小。

綜合以上分析，本文提出研究假設H2：產業結構升級可以促進高質量發展。

（三）科技創新基于產業結構升級的影響

科技創新對產業結構升級的作用體現在生產端與需求端。在生產端，科技創新的發展可優化資源利用方式，節約勞動時間和所消耗的物質成本。企業是創新的主體[25]，在市場經濟體制下，企業進行技術創新的動機在于技術創新活動能夠提高企業利潤，在高利潤的激勵下，企業不斷加大新產品和新技術的投入和使用，經過技術的溢出效應最終影響企業的邊際生產率和相對成本，從而推動產業結構升級。在需求端，創新的進步縮小了產品迭代周期，為滿足消費者日益變化的消費需求并且在市場競爭中獲得新的利潤增長點，企業傾向于通過創新進行自我改革，以適應不斷變化的市場環境，最終促進產業結構升級。難以適應創新發展大環境、未能及時進行產業改造升級的傳統企業則會在愈加激烈的市場競爭中逐步退出。綜上所述，科技創新可通過提高不同行業的生產率，推動產業結構的優化升級[26]，最終促進區域經濟高質量發展水平。

綜合以上分析，本文提出研究假設H3：科技創新可以通過優化產業結構促進經濟高質量發展。

四、研究設計與數據說明

（一）研究設計

為了檢驗科技創新與產業結構升級對經濟高質量發展的效應，本文設定基準模型（1）：

其中，HQDit表示經濟高質量發展，SCIit為科技創新，INDit為產業結構升級，CONYROLit為一系列控制變量，μi和δt分別表示地區和時間固定效應，εit表示隨機誤差項。

產業結構升級對于提升區域經濟高質量發展作用的發揮主要是基于其對區域的科技創新水平的影響。為考察產業結構升級在科技創新作用發揮過程中的重要作用，在式（1）的基礎上進一步引入科技創新和產業結構升級的交乘項：

為討論科技創新對于經濟高質量發展可能存在的作用機制，根據前文所述，對產業結構升級是否為科技創新影響經濟高質量發展的影響路徑進行檢驗，模型設定形式如下：

（二）指標說明

1.被解釋變量：經濟高質量發展。現有研究關于經濟高質量發展的評價方式不一，綠色全要素生產率在傳統全要素生產率的基礎上考慮了環境污染、資源消耗，符合新時代綠色發展的理念，被越來越多的學者認為是衡量地區經濟發展質量的關鍵指標[27]。因此，本文選擇包含期望產出與非期望產出的綠色全要素生產率來表征經濟發展質量，運用基于非徑向、非角度的SBM方向性距離函數并結合GML生產率指數測算長江經濟帶沿線城市2004—2018年的綠色全要素生產率。包含非期望產出的非徑向SBM模型的形式為：

其中，Kit和Kit-1分別是t和t-1 期i地區的資本存量；δit為固定資產折舊率，本文取折舊率為9.6%；Iit為t時刻i地區的固定資產投資總額；Pit為t時刻i地區的固定資產投資價格指數，以城市所在省份當年的固定資產投資價格指數表示。初始資本存量計算公式為：

其中，Ii0為i地區基期的固定資產投資總額，δi0為基期折舊率，g是不變投資的年平均增長率。資源投入，采用各市當年的建成區面積、全社會用電量以及全市供水總量表征。期望產出，采用各市當年地區生產總值來衡量。非期望產出，選取各市當年工業二氧化硫、工業廢水和工業煙（粉）塵排放量衡量。具體的指標體系構建如表1所示。

表1 投入產出指標體系

2.核心變量：科技創新和產業結構升級。現有文獻主要以相對量對產業結構升級進行度量，本文采用第三產業增加值與第二產業和第一產業增加值之和的比表示產業結構升級水平。科技創新采用三種專利授權量作表示。

3.控制變量：本文從五個方面選取控制變量。其中，開放程度，選擇貿易依存度，即進出口總額占地區生產總值的比重表征。城市化水平，采用城鎮人口占地區總人口的比重表示。政府行為，采用一般財政支出占地區生產總值的比重表示。人力資本水平，采用地區勞動力人口數表示。對外開放，選擇用當年實際使用外商投資額占地區生產總值比重表示，實際外商投資額采用當年美元兌人民幣的平均匯率進行換算。為規避各變量計量單位差異帶來的異方差以及非線性等問題，對所有變量作對數化處理。各變量的描述性統計如表2所示。

表2 變量描述性統計結果

（三）數據來源

本文的研究樣本涵蓋了長江經濟帶106 個城市，占總城市數量的84%，時間跨度為2004—2018年，總計1 590個觀測值。數據來源于歷年《中國城市統計年鑒》《中國城市建設統計年鑒》、各省市區統計年鑒以及政府統計公報、環境統計公報、EPS數據庫以及CCER 數據庫等。部分缺失數據運用插值法補充。

五、實證檢驗

（一）基準回歸結果

表3 報告了科技創新和產業結構升級對于經濟高質量發展的影響。為了保證回歸結果的穩健性，本文使用雙向固定效應進行估計。表3 中列（1）為科技創新對經濟高質量發展的回歸結果，列（2）為產業結構升級對經濟高質量發展的回歸結果，列（3）是模型（1）的回歸結果，列（4）是在列（3）的基礎上引入科技創新與產業結構升級的交互項后的回歸結果。本研究在回歸模型中對城市固定效應和時間固定效應進行了控制，同時采用穩健標準誤進行回歸，從而確保回歸結果的穩健性。

對比表3 中列（1）、列（3）和列（4）的回歸結果可以看出，科技創新的系數為正且在1%的顯著性水平上顯著，這表明科技創新對經濟高質量發展具有顯著的正向促進作用，假設1得到驗證。科技創新能夠通過產生新技術、新產品，提高生產要素的使用效率并在保證科技創新主體的高收益的同時減少環境污染，解決制約高質量發展的瓶頸問題，促進經濟增長模式從資源投入型轉變為科技驅動型。同樣，對比表3中列（2）、列（3）和列（4）的回歸結果發現，產業結構升級的系數都為正且至少通過了10%水平的顯著性檢驗，表明產業結構升級對經濟高質量發展同樣具有顯著的正向促進作用，假設2 得到驗證。產業結構升級可提高要素資源在產業間的流動性，促使資源流向高附加值的產業，資源利用率提高，從而助力經濟高質量發展。列（4）報告了科技創新與產業結構升級的交互項對長江經濟帶經濟高質量發展的影響，回歸結果為正且在1%的顯著性水平上顯著，表明長江經濟帶科技創新與產業結構升級對高質量發展具有關聯作用，科技創新的系數降低但產業結構升級的系數有所增加，說明兩者的融合可能發揮了協同作用。

控制變量方面，貿易開放的系數顯著為負，表明貿易開放抑制了經濟高質量發展的增長，這與黃慶華等[31]的研究結果一致，可能的原因是外商投資促進了長江經濟帶污染型企業的發展。城鎮化水平的系數顯著為負，表明城鎮化率的提高不利于推動經濟高質量發展，在城市的發展過程中，無序化的擴張會造成資源浪費并加重環境負擔從而使得經濟發展質量降低。政府行為的系數為正，除在列（3）中沒有通過顯著性檢驗外，其他回歸結果中至少通過了10%水平的顯著性檢驗，政府作為“看得見的手”，可通過制定相關政策以及提供財政支持為地區經濟發展創造有利環境。人力資本的系數值為負，但并不顯著，表明人力資源并沒有明顯促進長江經濟帶的高質量發展，可能的原因是長江經濟帶存在勞動力配置不均衡、不匹配的問題，不利于充分發揮人力資源優勢。外商直接投資的系數為正且只在列（4）中通過了顯著性檢驗，表明外商直接投資在一定程度上可以促進經濟的高質量發展，但可能沒有得到充分利用導致發揮的作用有限。

（二）影響機制檢驗

為進一步驗證科技創新對經濟高質量發展的核心傳導機制是通過促進產業結構升級進行傳導的，本文參考溫忠麟等[31]做法采取以下遞推實證策略進行檢驗：首先，以經濟高質量發展作為被解釋變量，科技創新作為核心解釋變量，考察科技創新對高質量發展的單獨影響；其次，以產業結構升級作為被解釋變量，科技創新作為核心解釋變量，探究科技創新對產業結構升級的推動作用；最后，以經濟高質量發展作為被解釋變量，科技創新以及產業結構升級作為解釋變量，考察二者對經濟高質量發展的影響。表4 報告了產業結構升級中介效應模型的回歸結果。表4中列（1）為科技創新對經濟高質量發展的影響，列（2）為模型（4）的回歸結果，結果顯示科技創新對產業結構升級的影響顯著為正，說明科技創新能夠推動產業結構升級。列（3）為模型（5）的回歸結果，科技創新與產業結構升級的系數均顯著為正，因此，可以認為科技創新能夠通過推動產業結構升級促進經濟高質量發展。假設3得到驗證。

表4 科技創新對經濟高質量發展的作用機制的檢驗結果

（三）穩健性檢驗

為保證上述研究結論的有效性與可靠性，本文采用三種方法進行穩健性檢驗：一是替換解釋變量，采用財政科技支出占財政支出的比值衡量科技創新，回歸結果見表5中列（1）與列（2）。二是對變量進行縮尾處理以減輕異常值對回歸結果的影響，本文對所有變量在1%的水平上進行縮尾處理，回歸結果見表5 中列（3）與列（4）。三是更換估計方法，以前一期科技創新水平作為工具變量，使用系統GMM重新估計，結果如列（5）所示。從穩健性檢驗的結果來看，主要解釋變量的系數、顯著性水平未發生根本變化，主要結論與前文保持一致。

六、進一步擴展

（一）門檻效應檢驗

為了進一步驗證不同產業結構升級水平下科技創新對地區經濟高質量發展水平的影響，本文引入產業結構作為門檻變量，采用HANSEN[32]提出的面板門檻回歸模型進行回歸分析。在進行面板門檻回歸前，首先要確定是否存在門檻效應以及門檻的個數。以300 次自抽樣對產業結構升級進行門檻效應檢驗，表6 為門檻效應的檢驗結果，檢驗結果顯示以產業結構升級作為門檻變量顯著通過了單一門檻檢驗，但未通過雙重門檻檢驗，即產業結構升級對科技創新影響經濟高質量發展存在顯著的單門檻效應。表7報告了單一門檻的門檻值，門檻值為0.7756。

表7 門檻值估計結果

由表8門檻回歸估計結果可以看出，隨著產業結構升級程度的增加，當其跨過門檻值后，科技創新的系數也出現了的變化。當產業結構升級小于門檻值0.7756時，科技創新的回歸系數為0.015，并通過5%水平的顯著性檢驗，當產業結構升級跨過門檻值后，科技創新系數提高至0.073 且通過1%水平的顯著性檢驗，促進效果與跨過門檻值前相比顯著提升。由此可見，當產業結構升級的水平較低時，科技創新推動經濟高質量發展的能力也較有限，只有當產業結構升級達到一定水平時，科技創新才能充分促進經濟高質量發展。

表8 科技創新影響經濟高質量發展門檻模型的回歸結果

（二）異質性分析

考慮到長江經濟帶各地區科技創新水平與經濟發展水平不盡相同，因此，科技創新與產業結構升級對不同地區經濟高質量發展的影響以及產業結構升級的中介效應也可能存在差異。基于全樣本的回歸結果可能會忽略不同環境及經濟條件下各變量對經濟高質量發展影響程度的空間差異。基于此，本文將長江經濟帶分為上、中、下游三個區域①上游區域城市包括四川省、貴州省、云南省城市以及重慶市；中游區域城市包括安徽省、湖北省、湖南省和江西省城市；下游區域城市包括江蘇省、浙江省城市以及上海市。，分區域考察科技創新與產業結構升級對經濟高質量發展的作用是否存在異質性，回歸結果見表9。

首先，對比科技創新與產業結構升級對經濟高質量發展的直接效應。通過對比表9 中列（1）、列（3）及列（5）可發現：一方面，上游區域城市科技創新對經濟高質量發展的影響沒有通過顯著性檢驗，中、下游區域城市則表現為顯著的正向影響且下游地區科技創新對經濟高質量發展的促進作用顯著高于中游區域。可能的原因是由于一方面相較于中下游地區，長江經濟帶上游地區單位產值的資源消耗總量大，且基礎設施、外商直接投資等水平較低，繼而導致地區經濟發展對技術進步的依賴度較低，并最終導致科技創新對經濟高質量發展影響不顯著。同時，上游城市產業結構升級對經濟高質量發展表現為顯著的負面作用，中、下游城市為顯著促進作用，可能的原因是上游區域城市產業結構單一，工業、服務業發展較為滯后，從而使得產業結構升級未能發揮對經濟高質量發展的促進作用；在中部崛起戰略的引領下，長江中游城市群作為產業的承接地，積極承接下游城市群產業，配合自身勞動力及成本等優勢，縮短了產業升級時間，加快了產業結構調整進程，極大提升了綠色經濟發展的空間。

表9 異質性分析結果

其次，比較不同區域中產業結構升級的中介作用。觀察表9 中列（2）、列（4）與列（6）可發現，上游、中游地區科技創新對產業結構升級影響沒有通過顯著性檢驗，長江下游地區為顯著正向影響，結合列（1）、列（3）、列（5）的回歸結果可知，上游、中游區域城市不存在中介效應，下游區域城市存在部分中介效應。可能的原因是，下游區域對外聯系能力基金發達，技術發展基礎較好，市場經濟更為活躍，而中、西部地區以內陸城市為主，產業結構單一，產業結構布局較為不合理，難以與科技創新形成有效聯動，因而科技創新對加快產業轉型升級的作用更顯著，從而進一步推動經濟高質量發展。

七、結論與建議

（一）主要結論

本文以長江經濟帶沿線106 個地級市2004—2018年的面板數據為樣本，理論分析了科技創新、產業結構升級與經濟高質量發展之間的內在機理，運用固定效應模型研究了科技創新、產業結構升級對經濟高質量發展的影響。主要研究結論如下：（1）科技創新、產業結構升級在促進經濟發展的同時可以提高資源利用率、減少地區生態污染，能夠有效提升長江經濟帶整體的經濟高質量發展水平。（2）通過分析科技創新影響經濟高質量發展的影響路徑可發現，在科技創新推動經濟高質量增長的路徑中，以產業結構升級作為中介變量所起到的中介效應顯著為正，說明科技創新可通過提高產業結構升級從而提升經濟高質量發展。（3）科技創新對高質量發展的促進作用在產業結構升級的作用下存在門檻效應。具體表現為：在產業結構升級水平跨過門檻值前，科技創新對高質量發展的促進作用較弱；當產業結構升級水平跨過門檻值后，科技創新對經濟高質量發展的促進效果較跨過門檻值前顯著增強。

（二）政策建議

1.加大科技創新投入。科技創新是推動高質量發展的重要引擎，地方政府應加強自身引領作用，充分利用長江經濟帶的區位優勢，挖掘科研創新潛力。建立區域科技創新合作體系，依托長江經濟帶“黃金水道”促進創新資源在不同地區的流動，促進交流與合作，實現區域共同發展。提高創新資源利用效率，避免科技創新資源的低效使用和浪費。加大綠色科技、環境治理技術的研發與應用，提升生態環境。

2.加快產業結構升級。完善要素市場化配置機制，提高產業要素資源流動性，減輕長江經濟帶產業結構的異質性。注重引導與化解傳統企業產能過剩問題，減少產業轉型過程中的環境污染問題。建立有效的淘汰機制，化解產能過剩，增加低消耗、投入產出效率高行業的資源投入。完善人才培養機制，匹配不同區域中各行各業的發展需求。

3.高度重視科技創新與產業結構升級的互動協調。科技創新水平與產業結構升級的匹配協調是區域高質量發展的重要著力點，提高創新型企業的自主研發能力，發展先進技術，推動傳統產業與創新產業共同進步，實現高質量綠色可持續發展。