基于共同前沿的中國區(qū)域創(chuàng)新效率研究

黃 奇，苗建軍，李敬銀，2，王文華，3

（1.南京航空航天大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，江蘇 南京 211106；2.山東科技大學(xué)，山東 濟(jì)南 250031；3.常州大學(xué)，江蘇 常州 213164）

創(chuàng)新是經(jīng)濟(jì)長期增長的基礎(chǔ)，是社會發(fā)展的直接推動力，是國家興旺發(fā)達(dá)的源泉。為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會的可持續(xù)發(fā)展，中國政府提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，并將其作為加快完善社會主義市場經(jīng)濟(jì)體制和轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的一項(xiàng)重要內(nèi)容。創(chuàng)新是提高社會生產(chǎn)力和綜合國力的重要戰(zhàn)略支撐點(diǎn)，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。近年來，中國各省份不斷加大創(chuàng)新投入，但是總體而言創(chuàng)新資源還非常稀缺，并不能滿足與日俱增的創(chuàng)新需求［1］。因此，科學(xué)地評價(jià)區(qū)域創(chuàng)新效率，進(jìn)一步合理利用區(qū)域創(chuàng)新資源，提高區(qū)域創(chuàng)新效率具有重要的理論和實(shí)踐意義。

一、文獻(xiàn)綜述

自熊彼特（1912）［2］提出創(chuàng)新理論，國外學(xué)者通過對不同地區(qū)創(chuàng)新資源的投入產(chǎn)出效率進(jìn)行比較研究，考察區(qū)域創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)特征和動態(tài)演變過程，從而為低創(chuàng)新效率地區(qū)的效率改善提供建議［3-5］。隨著理論和實(shí)踐不斷發(fā)展，國內(nèi)學(xué)者的研究在沿上述線索展開的同時，考察了不同變量對區(qū)域創(chuàng)新效率的影響。謝子遠(yuǎn)和鞠芳輝（2011）［6］利用DEA研究產(chǎn)業(yè)集群對區(qū)域創(chuàng)新效率的影響，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚顯著抑制了區(qū)域創(chuàng)新效率；白俊紅和蔣伏心（2011）［7］在考慮環(huán)境因素的影響下，利用三階段DEA研究區(qū)域創(chuàng)新效率，發(fā)現(xiàn)規(guī)模效率不高導(dǎo)致中國區(qū)域創(chuàng)新效率較低；史修松等（2009）［8］利用隨機(jī)前沿模型研究空間差異對區(qū)域創(chuàng)新效率的影響，發(fā)現(xiàn)中國區(qū)域創(chuàng)新效率總體水平偏低，區(qū)域差異較為明顯；劉和東（2011）［9］利用隨機(jī)前沿模型，發(fā)現(xiàn)金融支持、企業(yè)主體對區(qū)域研發(fā)效率有負(fù)向的影響，基礎(chǔ)設(shè)施、人力資本對區(qū)域研發(fā)效率有顯著的促進(jìn)作用；劉鳳朝等（2012）利用區(qū)域研發(fā)合作開放指數(shù)，發(fā)現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出受區(qū)域合作開放度和合作開放模式共同影響；鐘祖昌（2012）［10］利用SBM和三階段DEA，發(fā)現(xiàn)對外開放水平的提高和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化有利于提升國家創(chuàng)新效率；王春楊和張超［11］（2013）利用ESDA，發(fā)現(xiàn)中國區(qū)域創(chuàng)新效率演變呈現(xiàn)顯著的地理集聚特點(diǎn)，并且集聚水平處于穩(wěn)定的上升趨勢。

以往的文獻(xiàn)研究區(qū)域創(chuàng)新效率基本上假定所有地區(qū)具有相同的技術(shù)集合，忽視了地區(qū)之間的差異。這種處理方法可能導(dǎo)致生產(chǎn)前沿函數(shù)和創(chuàng)新效率的有偏估計(jì)，對正確地制定和實(shí)施政策產(chǎn)生不利的影響。為了解決這類問題，Battese和Rao（2002）［12］通過共同前沿模型提出不同群體之間的技術(shù)效率可以互相比較的觀點(diǎn)。之后Portela和Thanassoulis（2007）［13］提出凸性共同邊界的觀點(diǎn)，指出在某一段時間內(nèi)，所有群體的技術(shù)，用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)出水準(zhǔn)，可以因?yàn)榧夹g(shù)提升將生產(chǎn)邊界向外擴(kuò)張而提高經(jīng)營績效。直到O’Donnell et al.（2008）［14］提出的共同邊界模型可以準(zhǔn)確測算出群組及共同技術(shù)效率。具體到中國而言，中國區(qū)域發(fā)展不平衡，形成了顯著的區(qū)域差異，東部、中部和西部區(qū)域的技術(shù)前沿是不相同的。若將三大區(qū)域的省份放在相同的技術(shù)水準(zhǔn)框架下，其衡量創(chuàng)新效率時將有失公允。綜上所述，本文首次采用共同前沿分析研究中國區(qū)域創(chuàng)新效率及其區(qū)域差異，分別考察三大區(qū)域創(chuàng)新水平與全國潛在最優(yōu)創(chuàng)新水平的差距。

二、研究方法

一般而言，技術(shù)效率比較的前提必須是所有生產(chǎn)單元都具備類似的技術(shù)水平，否則可能會因?yàn)槿狈y(tǒng)一的比較標(biāo)準(zhǔn)而無法判斷其效率缺失的真正原因［15］。為符合中國顯著的區(qū)域異質(zhì)性并獲得區(qū)域工業(yè)企業(yè)之間可比較的技術(shù)效率，本文采用非參數(shù)共同前沿方法。該方法可以解決不同技術(shù)水平下技術(shù)效率和技術(shù)差距比的比較問題。

（一）建立共同前沿模型

借鑒汪克亮等（2012）［16］的做法，依據(jù)不同的區(qū)域文化、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、社會發(fā)展水平、管理模式及生產(chǎn)結(jié)構(gòu)等因素將所有生產(chǎn)單元分成g個群組，x表示投入向量，y表示產(chǎn)出向量。第g個群組下生產(chǎn)單元投入產(chǎn)出組合屬于同一個技術(shù)集合Tg，該群組技術(shù)所產(chǎn)生的產(chǎn)出集合Pg(x)表示如式（1）。Pg(x)的生產(chǎn)邊界為群組前沿。

特定群組投入距離函數(shù)表示為：

利用投入距離函數(shù)衡量群組前沿下生產(chǎn)單元的創(chuàng)新效率：

令T*為包含全部群組生產(chǎn)前沿所包絡(luò)起來的凸性共同技術(shù)集合，P*(x)的生產(chǎn)邊界為共同前沿。

與共同技術(shù)集合有關(guān)的投入距離函數(shù)可表示如下：

利用投入距離函數(shù)衡量共同前沿下生產(chǎn)單元的創(chuàng)新效率：

第g個群組的邊界會被包含在共同邊界之內(nèi)，生產(chǎn)單元的創(chuàng)新效率存在如下關(guān)系：

圖1是共同前沿函數(shù)示例。三個群組前沿包絡(luò)形成一個共同前沿。對于任何一個生產(chǎn)單元而言，既屬于某一群組前沿，同時也包含在共同前沿內(nèi)。對于B這個生產(chǎn)單元，以群組前沿2的技術(shù)集合T2為參照時若以共同前沿的技術(shù)集合T*為參照，則顯然即TE2(B)≥TE*(B)。進(jìn)而定義共同前沿函數(shù)中重要指標(biāo)創(chuàng)新技術(shù)缺口比率TGRg(x,y)：

TGRg(x,y)的取值范圍為(0,1]，表示群組前沿面和共同前沿面的遠(yuǎn)近程度。TGRg(x,y)越高說明群組創(chuàng)新水平越接近潛在創(chuàng)新水平，群組創(chuàng)新水平與總體的差異越小。

圖1 共同前沿和群組前沿

（二）測算距離函數(shù)

借助共同前沿模型研究中國區(qū)域創(chuàng)新效率及其差異需要通過測算距離函數(shù)實(shí)現(xiàn)，其中數(shù)據(jù)包絡(luò)分析（DEA）和隨機(jī)前沿分析（SFA）是兩種最常見的方法。利用SFA需要進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，這有可能由于設(shè)定錯誤的生產(chǎn)函數(shù)而得出錯誤的結(jié)論［17］。DEA方法不需要設(shè)定具體的函數(shù)形式，在避免主觀因素和簡化運(yùn)算，降低誤差影響等方面有著很大的優(yōu)勢。因此，本文采用規(guī)模報(bào)酬不變條件下基于投入導(dǎo)向的DEA模型測算距離函數(shù)：

D(xi,yi)表示生產(chǎn)單元在群組前沿或共同前沿下的距離函數(shù)；TE(xi,yi)表示生產(chǎn)單元在群組前沿或共同前沿下的創(chuàng)新效率；λi表示生產(chǎn)單元線性組合的系數(shù)；I表示形成群組前沿或共同前沿的生產(chǎn)單元個數(shù)；ρ表示投入縮小比率，反映生產(chǎn)單元的創(chuàng)新效率水平。

三、變量與數(shù)據(jù)說明

本文的數(shù)據(jù)來源于2003-2013年各年的《中國科技統(tǒng)計(jì)年鑒》和《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。由于2003年以前相關(guān)年鑒數(shù)據(jù)缺失較多，所以選擇2002年作為考察基期。研究對象為中國30個省份（鑒于數(shù)據(jù)的可得性，西藏、臺灣、香港、澳門不包括在分析范圍之內(nèi)）。按照共同前沿模型的要求和傳統(tǒng)區(qū)域劃分方法，將中國分為東部、中部和西部三個群組①。選擇資本k、勞動力l作為創(chuàng)新投入變量，專利申請數(shù)Y為創(chuàng)新產(chǎn)出變量。創(chuàng)新投入產(chǎn)出變量定義如下：

（1）資本投入。由于當(dāng)年的RD經(jīng)費(fèi)支出對以后的創(chuàng)新也會產(chǎn)生影響，因此用RD資本存量衡量資本對創(chuàng)新的影響比較準(zhǔn)確。采取永續(xù)盤存法計(jì)算RD資本存量：

其中，Kit、Ki(t-1)分別表示第i個省份第t和t-1年RD資本存量。σ為資本折舊率，根據(jù)吳延兵（2008）［18］的估計(jì)，本文σ=15%。Iit表示第i個省份第t年RD經(jīng)費(fèi)實(shí)際支出，用RD支出價(jià)格指數(shù)②對名義RD經(jīng)費(fèi)支出平減至基期2002年?；?002年的RD資本存量的計(jì)算公式為：

其中，gi為2002-2012年各省份創(chuàng)新RD經(jīng)費(fèi)實(shí)際支出的平均增長率。

（2）勞動力投入。選取RD人員全時當(dāng)量表示創(chuàng)新過程中勞動力的投入。

（3）創(chuàng)新產(chǎn)出。參考以往文獻(xiàn)，通常選擇專利申請數(shù)、專利授權(quán)數(shù)、新產(chǎn)品產(chǎn)值和新產(chǎn)品銷售收入作為衡量創(chuàng)新產(chǎn)出的考核指標(biāo)。專利是創(chuàng)新活動的直接產(chǎn)出，能很好地反映創(chuàng)新成果。專利授權(quán)數(shù)具有時滯性，不能很好地反映當(dāng)期創(chuàng)新水平，而專利申請數(shù)能更準(zhǔn)確地反應(yīng)當(dāng)期的創(chuàng)新水平，且相對于授權(quán)量，申請量受專利機(jī)構(gòu)工作效率和偏好等影響較?。?0］；同時新產(chǎn)品產(chǎn)值和新產(chǎn)品銷售收入在相關(guān)統(tǒng)計(jì)年鑒中并沒有按省區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。綜上所述，本文選取專利申請數(shù)表示創(chuàng)新產(chǎn)出。

四、實(shí)證研究

用DEA求解距離函數(shù)時，為避免由于決策單元少、數(shù)據(jù)稀疏而無法構(gòu)造近似光滑的前沿面，借鑒王群偉等［21］（2010）的做法，將樣本考察期內(nèi)的投入產(chǎn)出數(shù)據(jù)作為當(dāng)期的參考技術(shù)集。分別在群組前沿和共同前沿下利用（9）式求得各省區(qū)創(chuàng)新效率值。表1給出了2002-2012年創(chuàng)新效率的統(tǒng)計(jì)描述。

表1 共同前沿和群組前沿下創(chuàng)新效率統(tǒng)計(jì)描述

由分析可知，中國整體創(chuàng)新效率偏低且區(qū)域差異顯著，創(chuàng)新水平還有很大的提升空間。在共同前沿和群組前沿下，全國創(chuàng)新效率均值分別為0.487和0.619，表明全國創(chuàng)新水平仍然有51.3%和38.1%的提升空間。以中部的湖南為例，相對于群組前沿，創(chuàng)新效率在0.453和1.000之間，平均創(chuàng)新效率為0.875，表明湖南在中部區(qū)域技術(shù)集合下，在保持創(chuàng)新產(chǎn)出不變的條件下，創(chuàng)新投入平均還可以減少12.5%；若將湖南放在全國范圍內(nèi)，相對于共同前沿，創(chuàng)新效率在0.391和0.744之間，平均創(chuàng)新效率為0.529，表明湖南在全國技術(shù)集合下，在保持創(chuàng)新產(chǎn)出不變的條件下，創(chuàng)新投入平均還可以減少47.1%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于群組前沿下12.5%的潛在改進(jìn)程度。其他省份可以做類似的分析。上海、江蘇、浙江等12個省份在共同前沿和群組前沿下都表現(xiàn)出高創(chuàng)新效率（大于0.5）；陜西、甘肅、青海等8個省份在共同前沿和群組前沿下都表現(xiàn)出低創(chuàng)新效率（小于0.5）；吉林、黑龍江、安徽等10個省份在群組前沿下創(chuàng)新效率較高，但在共同前沿下創(chuàng)新效率有了明顯的下降。同時從三大區(qū)域來看，在共同前沿下，東部區(qū)域創(chuàng)新效率最高，其次為西部區(qū)域，中部區(qū)域創(chuàng)新效率最低；而在群組前沿下，卻出現(xiàn)了中部區(qū)域創(chuàng)新效率最高，其次為東部區(qū)域，西部區(qū)域創(chuàng)新效率最低的不同發(fā)展格局。造成這些現(xiàn)象的原因?yàn)椋簴|部區(qū)域技術(shù)水平、生產(chǎn)結(jié)構(gòu)、管理模式、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于中西部區(qū)域，代表著全國創(chuàng)新最優(yōu)水平，兩種前沿下的技術(shù)集合基本相同，創(chuàng)新效率在兩種前沿下變化比較小。而中西部區(qū)域在兩種前沿下的技術(shù)集合差異較大，兩類前沿面的距離發(fā)生比較大的變化，在各自的群組前沿下創(chuàng)新效率被高估了。

利用創(chuàng)新技術(shù)缺口比率分析中國三大區(qū)域創(chuàng)新效率差異和變動情況，并借鑒汪克亮等（2012）［16］的做法使用Kruskal-Wallis檢驗(yàn)對三大區(qū)域創(chuàng)新技術(shù)缺口比率進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。由表2可知，三大區(qū)域創(chuàng)新技術(shù)缺口比率在顯著性水平為1%下拒絕原假設(shè)，即創(chuàng)新技術(shù)缺口比率存在明顯的區(qū)域差異。東部區(qū)域、中部區(qū)域、西部區(qū)域的平均創(chuàng)新技術(shù)缺口率分別為0.997、0.602、0.722，這說明東部區(qū)域達(dá)到全國潛在創(chuàng)新水平的99.7%，代表著全國最優(yōu)水平；而中西部區(qū)域與共同前沿相比，兩區(qū)域分別實(shí)現(xiàn)潛在創(chuàng)新水平的60.2%和72.2%，創(chuàng)新效率還有39.8%、27.8%的改進(jìn)空間。對創(chuàng)新技術(shù)缺口比率進(jìn)行動態(tài)分析。東部區(qū)域的創(chuàng)新技術(shù)缺口比率一直處于高水平，且十分穩(wěn)定。相比之下，中西部區(qū)域創(chuàng)新技術(shù)缺口比率始終低于全國平均水平且波動幅度較大，與東部區(qū)域的差距還在持續(xù)擴(kuò)大。全國平均創(chuàng)新技術(shù)缺口比率在樣本期內(nèi)也有一定程度的波動。特別需要引起注意的是，全國平均創(chuàng)新技術(shù)缺口比率由2002年的0.803下降為2012年的0.768，下降幅度為4.4%，說明現(xiàn)階段區(qū)域之間創(chuàng)新效率的差異性在總體上并沒有縮小，還可能有進(jìn)一步擴(kuò)大的危險(xiǎn)。

表2 中國區(qū)域創(chuàng)新技術(shù)缺口比率統(tǒng)計(jì)描述

五、結(jié)論與建設(shè)

提高區(qū)域創(chuàng)新效率和平衡區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展是實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的有效途徑和內(nèi)在要求。本文利用共同前沿，定量測算了2002-2012年中國各省份創(chuàng)新效率及其差異性，主要結(jié)論包括以下幾個方面。首先，無論是在群組前沿還是在共同前沿下，中國總體創(chuàng)新效率偏低，創(chuàng)新水平有巨大的提升空間，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的目標(biāo)依然任重而道遠(yuǎn)。其次，分區(qū)域來看，在共同前沿下，東部區(qū)域創(chuàng)新效率最高，其次為西部區(qū)域，中部區(qū)域創(chuàng)新效率最低；而在群組前沿下，卻出現(xiàn)了中部區(qū)域創(chuàng)新效率最高，其次為東部區(qū)域，西部區(qū)域創(chuàng)新效率最低的不同發(fā)展格局。第三，動態(tài)創(chuàng)新技術(shù)缺口比率顯示，東部區(qū)域與當(dāng)前全國最優(yōu)創(chuàng)新水平非常接近，實(shí)現(xiàn)了潛在創(chuàng)新水平的99.7%。而中西部區(qū)域創(chuàng)新技術(shù)缺口比率始終低于全國平均水平，且波動幅度較大。第四，從演變趨勢來看，全國平均創(chuàng)新技術(shù)缺口比率始終處于大幅度波動的態(tài)勢，說明區(qū)域之間創(chuàng)新效率的差異并沒有縮小，東部與中西部的差距有可能持續(xù)擴(kuò)大。應(yīng)該采取有效的措施盡快扭轉(zhuǎn)當(dāng)前不利的創(chuàng)新發(fā)展局面，以防止創(chuàng)新效率低下和區(qū)域創(chuàng)新差距擴(kuò)大制約區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。首先，堅(jiān)定不移地實(shí)施“西部大開發(fā)”和“中部崛起”等戰(zhàn)略。中央和地方政府除了要積極引導(dǎo)和大力支持企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新外，還應(yīng)該重點(diǎn)考慮實(shí)施促進(jìn)創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)惠政策，特別是要為中西部地區(qū)的高科技企業(yè)營造良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境。政府可以對企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，尤其是對企業(yè)技術(shù)研發(fā)中心的建設(shè)給予大力的資金支持和政策扶持，創(chuàng)造良好的外部環(huán)境和有效的激勵機(jī)制以保證企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的持續(xù)性［22］。再次，要積極整合各地區(qū)科技創(chuàng)新資源，推進(jìn)科研院所改革轉(zhuǎn)制，促進(jìn)“產(chǎn)、學(xué)、研”密切配合。對于中西部地區(qū)而言，促進(jìn)“產(chǎn)、學(xué)、研”合作創(chuàng)新不僅是在當(dāng)前條件下優(yōu)化配置當(dāng)?shù)乜萍紕?chuàng)新資源的現(xiàn)實(shí)選擇，更為確保企業(yè)的創(chuàng)新主體地位提供了有力支撐。最后，東部地區(qū)應(yīng)該繼續(xù)優(yōu)化創(chuàng)新配置結(jié)構(gòu)，在保持高水準(zhǔn)創(chuàng)新水平的同時應(yīng)該積極支持高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，促進(jìn)中西部地區(qū)發(fā)展。中西部地區(qū)應(yīng)該積極發(fā)揮“后發(fā)優(yōu)勢”，繼續(xù)加大創(chuàng)新資源投入并加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，不斷學(xué)習(xí)國內(nèi)外地區(qū)先進(jìn)的技術(shù)和管理，加快提高創(chuàng)新效率平均增長率，通過實(shí)現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展，打造中國經(jīng)濟(jì)升級版。

注 釋：

①東部包括：北京、天津、河北、遼寧、上海、江蘇、浙江、福建、山東、廣東、海南；中部包括：山西、吉林、黑龍江、安徽、江西、河南、湖北、湖南；西部包括：重慶、四川、貴州、云南、陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆、廣西、內(nèi)蒙古。

②關(guān)于消費(fèi)者價(jià)格指數(shù)和固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)的權(quán)重有不同選擇，這里參考朱平芳和徐偉民［19］（2003）的方法，RD支出價(jià)格指數(shù)=0.55×消費(fèi)價(jià)格指數(shù)+0.45×固定資產(chǎn)投資價(jià)格指數(shù)。

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