中國城市創(chuàng)新空間溢出及其影響因素
——基于行政邊界效應(yīng)的視角

陳大峰，陳 媛，王文鵬

(1．南京審計大學(xué) 信息工程學(xué)院,江蘇 南京 211985；2a.上海財經(jīng)大學(xué) 信息管理與工程學(xué)院,上海200433；2b.上海財經(jīng)大學(xué) 公共經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,上海 200433)

一、引言

創(chuàng)新是城市發(fā)展的核心引擎，也是引領(lǐng)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長的根本動力。隨著創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略的推進(jìn)，我國科技投入力度不斷加大，從2003年到2020年，科學(xué)研究與試驗發(fā)展(R&D)的經(jīng)費總支出由1539.6億元增加到24426億元，連續(xù)多年位居世界第二(1)數(shù)據(jù)來源：歷年《中國統(tǒng)計年鑒》http://www.stats.gov.cn/tjsj/ndsj/。，其中廣東、江蘇、北京等六省(市)研發(fā)經(jīng)費投入均已超過千億元。眾多城市相繼提出創(chuàng)新型城市的發(fā)展目標(biāo)，出臺了一系列配套政策措施，如人才引進(jìn)、稅收優(yōu)惠、信貸支持和社會化服務(wù)等，提高了當(dāng)?shù)爻鞘袆?chuàng)新水平，并通過知識、技術(shù)的空間溢出，帶動周邊城市創(chuàng)新效率的提升[1]。但由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和創(chuàng)新資源要素存在較大的區(qū)域差異，各省市的創(chuàng)新效率差距也較大，創(chuàng)新集聚現(xiàn)象甚為明顯，同一省份內(nèi)城市之間與不同省份周邊城市之間的創(chuàng)新存在明顯的空間異質(zhì)性[2]。

深入考察我國城市的空間溢出效應(yīng)及其影響因素，有助于我們把握空間溢出的現(xiàn)實障礙，從而優(yōu)化整體創(chuàng)新環(huán)境，加快建設(shè)創(chuàng)新型國家。相關(guān)研究依據(jù)新經(jīng)濟(jì)增長理論和新經(jīng)濟(jì)地理理論考察區(qū)域創(chuàng)新及其空間溢出效應(yīng)，揭示出區(qū)域創(chuàng)新的部分機(jī)制以及空間溢出的作用邏輯等[3]，但多采用省級層面數(shù)據(jù)來考察區(qū)域創(chuàng)新問題，而省級數(shù)據(jù)往往容易掩蓋城市創(chuàng)新的個性問題。另外，在考察空間溢出效應(yīng)時，對空間自相關(guān)性和空間權(quán)重的選擇停留在城市間地理或經(jīng)濟(jì)層面，忽略了地級城市應(yīng)受行政和市場的雙重影響。而我國早已明確了行政劃分與各類管理制度，使得地級城市的創(chuàng)新活動受到國家和省級政府的多重管控，在此背景下的要素(如資本、勞動、信息等)流動受到一定的阻礙，城市間的空間關(guān)聯(lián)更為復(fù)雜、也更加多元化[4]。那么，各級政府如何結(jié)合城市的地理區(qū)位和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展實際情況，制定科學(xué)有效的創(chuàng)新政策措施？尤其是省級政府如何協(xié)調(diào)轄區(qū)內(nèi)城市的創(chuàng)新活動，促進(jìn)城市之間創(chuàng)新水平的共同發(fā)展？這是我國當(dāng)前亟待解決的重要問題，直接關(guān)系到創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略目標(biāo)能否快速實現(xiàn)。

二、研究綜述

近年來，很多學(xué)者探討了城市創(chuàng)新空間溢出的影響因素及作用機(jī)制。Carlino采用新經(jīng)濟(jì)地理理論證實了空間溢出效應(yīng)的存在性命題，認(rèn)為城市創(chuàng)新活動不僅會產(chǎn)生預(yù)期的創(chuàng)新產(chǎn)出，而且其影響會不斷地向外擴(kuò)散，促進(jìn)周邊其他城市創(chuàng)新產(chǎn)出的增加[3]。金煜等提出地理距離造成了創(chuàng)新要素流通的障礙，是影響城市創(chuàng)新空間溢出的直接因素。他們發(fā)現(xiàn)距離創(chuàng)新中心的遠(yuǎn)近是導(dǎo)致城市創(chuàng)新水平差異的主要原因，相比一般經(jīng)濟(jì)的活動，創(chuàng)新空間溢出更具有地理衰減的特征，因為溢出效果主要取決于區(qū)域之間創(chuàng)新知識的有效傳播[5]。相對于地理距離對創(chuàng)新的衰減特征，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對創(chuàng)新空間溢出的影響是復(fù)雜的。張戰(zhàn)仁認(rèn)為早期在極化作用的影響下，創(chuàng)新空間溢出主要呈現(xiàn)從經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平低的城市向高的城市單向溢出，后期在擴(kuò)散效應(yīng)的影響下，創(chuàng)新空間溢出開始呈現(xiàn)從高向低的溢出，但從總體上看，創(chuàng)新空間溢出擴(kuò)大了城市間的差距[6]。相關(guān)實證研究進(jìn)一步揭示了城市創(chuàng)新及其空間溢出的內(nèi)在機(jī)制，陳超凡等采用空間計量模型證實了空間溢出隨距離變化呈衰退趨勢，350公里以內(nèi)為創(chuàng)新活動的密集溢出區(qū)[7]。Shang等利用向量自回歸模型實證分析了研發(fā)支出和研發(fā)技術(shù)人員對中國創(chuàng)新增長的影響作用，他們發(fā)現(xiàn)區(qū)域溢出對創(chuàng)新專利具有正向效應(yīng)，政府在增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力方面發(fā)揮著重要作用[8]。韓堅等通過實證研究發(fā)現(xiàn)城市創(chuàng)新的資源配置會受到地理空間作用的影響，產(chǎn)業(yè)集聚程度高低對我國東中西部區(qū)域的創(chuàng)新差距產(chǎn)生了顯著效應(yīng)[9]。程開明等考慮到城市之間的科技人才存在競爭關(guān)系，實證分析了周邊城市的人才優(yōu)惠政策對該城市創(chuàng)新的影響，研究結(jié)果表明東部地區(qū)周邊城市創(chuàng)新人員投入會顯著影響到該城市的創(chuàng)新產(chǎn)出，而在中西部地區(qū)不顯著[10]。肖葉等實證研究了鄰近城市財政支出偏向?qū)Ρ据爡^(qū)技術(shù)創(chuàng)新水平的提升的影響，他們發(fā)現(xiàn)地方政府之間存在著吸引經(jīng)濟(jì)資源的競爭，鄰近地區(qū)的交通基礎(chǔ)設(shè)施改善能夠加快本轄區(qū)資源要素流動，有利于提升創(chuàng)新水平[11]。

現(xiàn)有文獻(xiàn)在研究城市創(chuàng)新空間溢出的影響因素過程中，往往需要事前假定城市整體空間結(jié)構(gòu)，但在不同的空間權(quán)重矩陣下，各因素對城市空間溢出的影響存在差異，即城市空間溢出的影響因素對不同的空間權(quán)重具有一定的敏感性[12]。如何合理設(shè)定空間權(quán)重矩陣是進(jìn)行空間計量分析的前提條件，直接關(guān)系到能否有效分析空間各單元間的相互依賴性及關(guān)聯(lián)程度[7]。部分學(xué)者基于地理距離空間權(quán)重矩陣進(jìn)行空間計量分析，例如：Keller使用地理距離構(gòu)建權(quán)重矩陣實證研究創(chuàng)新溢出的地理衰減性[13]。Lim在地理空間權(quán)重矩陣基礎(chǔ)上，引入相應(yīng)地區(qū)的每年創(chuàng)新強(qiáng)度，對美國城市創(chuàng)新活動空間相關(guān)性進(jìn)行了解釋[14]。與之不同，部分學(xué)者采用經(jīng)濟(jì)距離空間權(quán)重矩陣進(jìn)行實證研究，其理由是經(jīng)濟(jì)水平相似的城市更容易實現(xiàn)創(chuàng)新要素的流動和吸收[15]。此外，還有學(xué)者相繼提出了空間權(quán)重矩陣更多的構(gòu)建方式，例如：張嘉為等基于區(qū)域變量協(xié)動程度構(gòu)建協(xié)動權(quán)重矩陣，研究我國31個省市1997—2006年的空間關(guān)系[16]。李婧采用物質(zhì)(人力)資本存量均值對地理權(quán)重矩陣再次平均加權(quán)，研究我國2000—2010年30個省的創(chuàng)新集聚[17]。黃飛提出函數(shù)距離空間權(quán)重，實證研究了2003—2013年我國長三角地區(qū)的創(chuàng)新空間集聚情況[18]。

綜合來看，當(dāng)前關(guān)于城市創(chuàng)新空間溢出的研究仍存在一定局限性：(1)現(xiàn)有文獻(xiàn)關(guān)于空間權(quán)重的選擇，多側(cè)重于城市之間的地理距離或者經(jīng)濟(jì)關(guān)系，較少考慮行政隸屬關(guān)系，因而忽視了行政邊界對空間溢出的潛在影響。(2)在不同空間權(quán)重下，特別是考慮我國行政劃分與管理制度時，各因素對城市創(chuàng)新溢出的影響可能會存在差異，已有文獻(xiàn)對此鮮有涉及，更缺少不同空間權(quán)重下城市創(chuàng)新溢出影響因素的對比分析。

本文的邊際貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在以下三個方面：第一，采用中國2003—2018年271個城市層面數(shù)據(jù)來探討城市創(chuàng)新的溢出效應(yīng)，基于較長時期跨度的數(shù)據(jù)能夠更加深入地刻畫出各因素對我國城市創(chuàng)新溢出的影響，有助于豐富與補(bǔ)充現(xiàn)有領(lǐng)域的研究；第二，鑒于省級行政邊界效應(yīng)以及城市創(chuàng)新溢出的空間計量分析對于空間權(quán)重選擇具有一定的敏感性，通過引入強(qiáng)、弱行政調(diào)節(jié)因子構(gòu)建改進(jìn)的空間權(quán)重，來分析城市創(chuàng)新產(chǎn)出的空間自相關(guān)性以及政府行政調(diào)節(jié)作用；第三，將改進(jìn)空間權(quán)重引入杜賓模型，實證分析在強(qiáng)弱行政調(diào)節(jié)下城市人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)集聚等因素對城市創(chuàng)新空間溢出的差異性，進(jìn)而為我國各級政府創(chuàng)新政策的制定與協(xié)調(diào)實踐提供理論和經(jīng)驗參考。

三、理論分析與研究假設(shè)

城市是經(jīng)濟(jì)主體進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)的“理想實驗室”，空間溢出效應(yīng)會改變?nèi)珖鴦?chuàng)新產(chǎn)出的空間分布格局，是城市之間創(chuàng)新差異的重要原因之一[19]。城市創(chuàng)新及其溢出會受到行政邊界效應(yīng)的影響，行政邊界效應(yīng)是因為邊界的存在阻礙了資源要素跨區(qū)域的有效流動，從而對不同行政區(qū)劃的城市經(jīng)濟(jì)和創(chuàng)新行為產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性差別的影響[20]。由于我國各省之間存在一定競爭關(guān)系以及創(chuàng)新資源排他使用性，在利益和考核壓力等因素驅(qū)動下，各省級政府會采用稅收優(yōu)惠等政策工具來促進(jìn)本省創(chuàng)新產(chǎn)出，使得城市之間的空間關(guān)系會受到行政區(qū)域劃分的約束。另外，在同一省份城市之間的發(fā)展水平參差不齊，發(fā)達(dá)城市創(chuàng)新基礎(chǔ)好，但可能邊際產(chǎn)出低，為整合和優(yōu)化全省創(chuàng)新資源，省級政府常通過政策手段，構(gòu)建全省協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，以提高整個省的創(chuàng)新效率,這種省級政府的調(diào)節(jié)對處于同一省份的城市間的創(chuàng)新溢出產(chǎn)生重大影響。實踐表明，同一省份的城市間比較容易進(jìn)行創(chuàng)新合作，而相鄰或經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平近似但隸屬不同省份的城市之間創(chuàng)新產(chǎn)出的差異較為明顯。特別地，行政調(diào)節(jié)既有宏觀把控、立足長遠(yuǎn)等優(yōu)勢,但也存在著偏好誤斷、配套不足和缺乏靈活性等劣勢，加之各個省級政府所擁有的資源以及對轄區(qū)內(nèi)的影響力也存在差異，因此對地級城市創(chuàng)新的調(diào)節(jié)力度會存在強(qiáng)弱之分[21]。

在眾多城市創(chuàng)新溢出影響因素中，首先需要考慮的是城市化進(jìn)程，即城市人口規(guī)模。人口向城鎮(zhèn)集中，推動城市化發(fā)展，為轄區(qū)內(nèi)企業(yè)帶來集聚優(yōu)勢，包括較低的勞動力和運輸成本、獲得中間產(chǎn)品的便利性以及生產(chǎn)制造過程中的分工優(yōu)勢，因此城市人口規(guī)模擴(kuò)張會帶動周邊城市創(chuàng)新增長。不過，這種帶動作用受到行政調(diào)節(jié)的影響表現(xiàn)出一定的不規(guī)則性，不同城市人口規(guī)模以及與之相匹配的行政措施對城市創(chuàng)新溢出效應(yīng)的影響存在很大不同。其次，作為城市發(fā)展比較有代表性的經(jīng)濟(jì)活動，產(chǎn)業(yè)集聚能有效促進(jìn)微觀主體間的信息、技術(shù)和思想的傳播和共享，從而對城市創(chuàng)新及其溢出產(chǎn)生重大影響。集聚模式可以劃分為專業(yè)化集聚和多樣化集聚，專業(yè)化集聚表現(xiàn)為同類產(chǎn)業(yè)集中選址，通過共享信息、基礎(chǔ)設(shè)施以及勞動力市場等加快知識和技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的擴(kuò)散與應(yīng)用。而多樣化集聚表現(xiàn)為不同類型行業(yè)的集中選址，有助于塑造多樣化的城市環(huán)境，從而方便新思想和新技術(shù)的融合，進(jìn)而提高“思想碰撞”成功的概率[9]。而隨著集聚水平的提升，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對資源的競爭加劇，由于地方保護(hù)主義而減少異地微觀主體間創(chuàng)意合作的概率，從而增加城市之間知識溢出的不確定性，這會對創(chuàng)新溢出產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng)。此外，在一個開放的地理空間上，知識傳播和人才流動是容易實現(xiàn)的，特別是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的城市之間，由于創(chuàng)新空間溢出的實際效果與區(qū)域知識吸收能力有著密切關(guān)系，一個城市的創(chuàng)新產(chǎn)出或新知識比較容易在相似經(jīng)濟(jì)水平的城市中得到吸收和推廣，這就增加了城市之間創(chuàng)新溢出的可能。綜上，本文提出假設(shè)1和假設(shè)2。

假設(shè)1：中國城市之間存在空間依賴性和相互促進(jìn)作用，城市的創(chuàng)新產(chǎn)出不但受到周邊城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似城市的正向影響，同時也會受到省級政府行政調(diào)節(jié)的正向影響。

假設(shè)2：城市人口規(guī)模在地理和經(jīng)濟(jì)距離空間上促進(jìn)了城市之間的創(chuàng)新溢出，行政調(diào)節(jié)會削弱城市人口規(guī)模的影響。產(chǎn)業(yè)專業(yè)化集聚和多樣化集聚在地理距離空間上對城市創(chuàng)新溢出具有負(fù)向的抑制作用，隨著行政調(diào)節(jié)力度的增加，這種抑制作用將會明顯減弱。

四、計量方法與模型設(shè)定

(一)空間面板計量模型

假定城市創(chuàng)新符合Cobb-Douglas生產(chǎn)函數(shù)，城市創(chuàng)新產(chǎn)出取決于創(chuàng)新的資本、勞動投入及其他要素[19]，另考慮到創(chuàng)新的時滯問題，則有：

(1)

式(1)中的Yit、Kit-1及Lit-1分別為每個城市當(dāng)期創(chuàng)新產(chǎn)出、上一期創(chuàng)新的資本及勞動投入，其他要素都包含在Ait-1中，等式兩邊取自然對數(shù)可得:

lnYit=lnAit-1+αlnkit-1+βlnLit-1

(2)

除了知識生產(chǎn)投入等一些經(jīng)濟(jì)活動因素會對城市創(chuàng)新產(chǎn)出產(chǎn)生影響，時空相互作用所產(chǎn)生的空間溢出也會對城市創(chuàng)新產(chǎn)生影響[14]，因此本文加入了時空因素探討城市創(chuàng)新產(chǎn)出的影響因素，當(dāng)前空間面板計量模型主要有空間滯后模型(SLM)、空間誤差模型(SEM)和空間杜賓模型(SDM)等。SLM主要是探討相鄰地區(qū)對本地區(qū)的溢出影響，SEM則通過誤差項來體現(xiàn)地區(qū)間的相互關(guān)系。SDM是SLM和SEM的結(jié)合，且是一種無偏估計，能夠更為全面估計出空間的溢出效應(yīng)，因此本文采用SDM模型，具體為：

lnYit=ρW×Yit+β×Xit-1+θW×Xit-1+μi+υt+εit

(3)

式(3)中Xit-1為資本、勞動、創(chuàng)新環(huán)境等變量的線性組合；W為權(quán)重矩陣；ρ為空間滯后系數(shù)，表示周邊地區(qū)被解釋變量對本地被解釋變量的溢出影響；β為本地的解釋變量對被解釋變量的影響；θ為周邊地區(qū)的解釋變量對被解釋變量的影響；μi為個體固定效應(yīng)；υt為時間固定效應(yīng)；εit為隨機(jī)誤差項。由于可能存在內(nèi)生性的問題，如果直接采用OLS對SDM模型進(jìn)行估計，系數(shù)估計值會有偏或者不一致[22]，因此本文采用極大似然估計方法。

(二)空間權(quán)重矩陣的設(shè)計

如何確定空間權(quán)重矩陣是空間計量模型分析的重要基礎(chǔ)[10,23]，常用的空間距離權(quán)重矩陣為地理距離空間權(quán)重和經(jīng)濟(jì)距離空間權(quán)重，地理距離空間權(quán)重是在Anselin提出的距離平方倒數(shù)空間矩陣基礎(chǔ)上[24]，借鑒吳偉平等的處理方法[25]，依據(jù)城市的經(jīng)緯度測算出城市之間的距離，具體如下：

(4)

在式(4)中，dij為城市i與城市j地理坐標(biāo)的球面距離，i=j時wij為0，地理距離空間權(quán)重矩陣記為WG。

經(jīng)濟(jì)距離空間權(quán)重是考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和交通基礎(chǔ)設(shè)施等與城市創(chuàng)新的聯(lián)系，借鑒趙慶的研究[26]，經(jīng)濟(jì)空間權(quán)重矩陣WE如下：

(5)

在式(5)中，WG為城市間地理距離空間權(quán)重矩陣，Xi和X分別表示各城市的人均GDP和全國人均GDP。

考慮行政邊界效應(yīng)，政府的行政調(diào)節(jié)必然是強(qiáng)化這種效應(yīng)?；诔鞘兄g的省級隸屬關(guān)系，本文將其城市之間的行政隸屬關(guān)系分為同一省份和不同省份兩種情形，進(jìn)一步考慮省級政府調(diào)節(jié)程度具有差異的客觀實際，為了便于分析，將其調(diào)節(jié)程度分為強(qiáng)和弱，設(shè)計行政調(diào)節(jié)因子fij，具體為：

(6)

式(6)中，n為樣本總數(shù)，Sij為觀測樣本中與城市i和城市j同一個省份的城市數(shù)量。

表1 改進(jìn)的空間權(quán)重矩陣

本文所提出的改進(jìn)空間權(quán)重，不僅考慮城市之間的地理與經(jīng)濟(jì)關(guān)系，還考慮了省級行政隸屬關(guān)系，將行政調(diào)節(jié)可能產(chǎn)生的影響嵌入到城市的空間自相關(guān)性、溢出影響因素的研究中，可以刻畫城市的空間關(guān)系特征。

五、變量與數(shù)據(jù)

(一)變量的選擇

1.被解釋變量

城市創(chuàng)新(Invent)：現(xiàn)有文獻(xiàn)中反映創(chuàng)新能力或創(chuàng)新產(chǎn)出的變量有專利申請量、專利授權(quán)量、新產(chǎn)品市場價值和知識存量等，其中，專利申請量側(cè)重反映創(chuàng)新活動的投入情況，專利授權(quán)量和新產(chǎn)品市場價值側(cè)重反映創(chuàng)新活動的產(chǎn)出情況，新產(chǎn)品市場價值和知識存量也難以度量和統(tǒng)一。比較而言，專利授權(quán)量由官方權(quán)威發(fā)布，是一個合適的選擇。因此，本文采用專利授權(quán)數(shù)量的對數(shù)來衡量城市創(chuàng)新。

2．核心解釋變量

(1)城市人口規(guī)模(Sca)

城市人口規(guī)模越大或行政等級越高，在獲得更多優(yōu)先發(fā)展權(quán)和機(jī)會的同時，也能夠承擔(dān)更大的社會責(zé)任，帶動周邊城市創(chuàng)新。本文采用城市人口規(guī)模衡量集聚經(jīng)濟(jì)，對其度量主要采用城市人口數(shù)量或城區(qū)面積，借鑒逯建等研究[27]，使用城市市轄區(qū)年末人口數(shù)的對數(shù)來衡量。

(2)專業(yè)化集聚(Spe)

產(chǎn)業(yè)集聚縮短了企業(yè)間的地理距離，形成知識溢出效應(yīng)，還能夠降低技術(shù)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用推廣成本，考慮到本文研究對象和目的，主要采用就業(yè)人員在行業(yè)間的分配比例作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。具體來說，借鑒Duranton和Puga的處理方法[28]，選擇就業(yè)人員最多的產(chǎn)業(yè)作為該城市的專業(yè)化產(chǎn)業(yè)，用該產(chǎn)業(yè)在城市中的就業(yè)份額占該產(chǎn)業(yè)在全國中就業(yè)份額的比值來衡量，即：

spei=maxj(Kij/Kj)

(7)

其中，spei表示i城市的專業(yè)化集聚程度，Kij為i城市產(chǎn)業(yè)j的就業(yè)人員占該城市就業(yè)總量的比重，Kj為產(chǎn)業(yè)j的就業(yè)人員占全國總就業(yè)的比重。

(3)多樣化集聚(Div)

與專業(yè)化集聚衡量方法相一致，多樣化集聚程度同樣采用相對指數(shù)來度量，即：

divi=1/∑j|Kij-Kj|

(8)

其中，divi表示i城市的多樣化集聚程度。如果城市的行業(yè)種類越多，那么城市就業(yè)人員在行業(yè)之間的分布越分散，多樣化集聚指數(shù)也會逐漸增大。

3.其他控制變量

(1)R&D投入(R&D)：R&D投入能夠營造良好的科研環(huán)境，吸引更多的科研人員從事創(chuàng)新活動，從而推動城市創(chuàng)新效率的提高，本文借鑒邵同堯和潘彥的處理方法[29]，采用城市地方政府預(yù)算中的科技經(jīng)費投入占GDP的百分比來度量。(2)外商直接投資(Fdi)：外資的投入往往伴隨著技術(shù)和管理方式的轉(zhuǎn)變，對城市創(chuàng)新起到了示范效應(yīng)和外溢效應(yīng)，本文借鑒Ning等的處理方法[30]，使用各城市實際利用外商投資額的對數(shù)來度量，且根據(jù)各年度平均匯價進(jìn)行換算。(3)人力資本(Hum)：人力資本表征了創(chuàng)新思想、知識儲備等方面屬性，城市的人力資本越高其創(chuàng)新基礎(chǔ)越好。借鑒楊仁發(fā)的處理方法[31]，本文采用每萬人中普通高等院校在校生數(shù)量來度量。(4)政府支出規(guī)模(Gov)：政府支出規(guī)模提升意味著地方政府對經(jīng)濟(jì)活動的干預(yù)力度增強(qiáng)，因而對城市創(chuàng)新活動產(chǎn)生重要影響。借鑒孫麗的處理方法[32]，本文采用各城市財政支出占GDP的比重來衡量。(5)交通基礎(chǔ)設(shè)施(Infra)：城市交通運輸條件的改善為城市經(jīng)濟(jì)活動提供了便利，能夠有效促進(jìn)知識的溢出。借鑒韓峰等的處理方法[33]，本文采用市轄區(qū)人均道路占有面積來度量。

(二)數(shù)據(jù)來源

鑒于我國在2003年調(diào)整了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計口徑(2)2003年，根據(jù)《國民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類》(GB/T 4754—2002)，國家統(tǒng)計局印發(fā)了《國家統(tǒng)計局關(guān)于印發(fā)〈三次產(chǎn)業(yè)劃分規(guī)定〉的通知》(國統(tǒng)字〔2003〕14號)。該規(guī)定在國民經(jīng)濟(jì)核算、各項統(tǒng)計調(diào)查及國家宏觀管理中得到廣泛應(yīng)用。，本文收集并整合了2003—2018年中國271個地級及以上城市的面板數(shù)據(jù)作為研究樣本，樣本時間跨度大，且基本涵蓋中國大陸絕大部分城市。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)主要來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》(2004—2019)、國家知識產(chǎn)權(quán)局官方統(tǒng)計年報、專利云數(shù)據(jù)庫、中經(jīng)網(wǎng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫以及部分省市的統(tǒng)計年鑒，同時，對個別城市少數(shù)年份的缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值處理。通過對城市專利授予量的初步分析可以發(fā)現(xiàn)，在省級層面上呈現(xiàn)出明顯的差異，東部省份明顯高于中西部省份，隸屬同一省份的城市數(shù)據(jù)相近。數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計如表2所示，變量之間的相關(guān)性如表3所示。

表2 各變量的描述性統(tǒng)計

從表3中可以看出，解釋變量和控制變量與被解釋變量的相關(guān)性與預(yù)期相一致。此外，各個解釋變量之間的相關(guān)系數(shù)的絕對值均小于0.7，其中最大值為0.625。進(jìn)一步，通過考察方差膨脹因子(Variance Inflation Factor)發(fā)現(xiàn)，VIF取值處于區(qū)間[1.75，2.64]之中，遠(yuǎn)小于10，故不存在嚴(yán)重多重共線性問題。

表3 各變量的相關(guān)系數(shù)

六、實證分析

(一)城市創(chuàng)新空間相關(guān)性檢驗

研究城市創(chuàng)新的空間溢出效應(yīng)，先需要判斷城市之間的創(chuàng)新活動在空間上是否存在相關(guān)性以及相關(guān)程度如何，即對空間自相關(guān)進(jìn)行分析，從整體上衡量空間關(guān)聯(lián)性和聚集模式?，F(xiàn)有的做法主要是通過全局莫蘭指數(shù)(Moran’s I)、局部Moran’s I和莫蘭散點圖進(jìn)行空間自相關(guān)性檢驗。全局Moran’s I反映了空間整體的相似度，表達(dá)式如下：

表4 地理距離空間權(quán)重矩陣下的Moran’s I指數(shù)

(9)

在式(9)中，xi是第i個城市的創(chuàng)新產(chǎn)出，x為所有樣本的均值。Moran’s I的計算結(jié)果介于-1.0與+1.0之間，為正數(shù)時表示所有樣本在整體上呈現(xiàn)空間正相關(guān)，其值越大則空間關(guān)系越密切；為負(fù)數(shù)時表示所有樣本在整體上呈現(xiàn)空間負(fù)相關(guān)，樣本之間的差異大；為0時表示不存在空間關(guān)系。本文基于改進(jìn)的空間權(quán)重，對衡量我國城市空間自相關(guān)性的Moran’s I進(jìn)行檢驗，以判斷樣本城市之間是否存在空間自相關(guān)性，并通過z得分和p值來對該指數(shù)的顯著性進(jìn)行評估，結(jié)果如表4和表5所示。

表5 經(jīng)濟(jì)距離空間權(quán)重矩陣下的Moran’s I指數(shù)

(二)SDM模型估計結(jié)果與分析

城市創(chuàng)新空間自相關(guān)性已經(jīng)證實了我國城市之間存在空間相互作用，接下來對產(chǎn)生的原因和作用機(jī)理進(jìn)行分析，即考察城市創(chuàng)新空間溢出的影響因素。首先對構(gòu)建的SDM模型根據(jù)Anselin的判斷規(guī)則進(jìn)行Hausman檢驗[36]，檢驗值為323.00(P=0.0000)，表明應(yīng)選擇固定效用；其次采用極大釋然估計方法計算各參數(shù)估計值；最后借助SLM和SEM模型估計的結(jié)果分別對空間滯后和空間誤差進(jìn)行Wald、LR檢驗，即計算兩者的對數(shù)似然函數(shù)是否足夠接近。特別地，由于本文給出了改進(jìn)空間權(quán)重矩陣，在SDM模型計量時分別針對多種空間權(quán)重分別進(jìn)行估計，可以比較強(qiáng)、弱行政調(diào)節(jié)給各個因素的溢出效應(yīng)帶來的影響，各空間權(quán)重下的回歸結(jié)果見表6。

表6 空間杜賓模型(SDM)的估計結(jié)果

在城市創(chuàng)新溢出影響因素方面，城市人口規(guī)模的系數(shù)在各個地理和經(jīng)濟(jì)距離權(quán)重下均為正，表明周邊城市擴(kuò)大人口規(guī)模有利于本地創(chuàng)新溢出。隨著城市化的快速推進(jìn)，人口規(guī)模大的城市比較容易形成人才聚集效應(yīng)，并對周邊城市產(chǎn)生輻射作用。在行政調(diào)節(jié)下，城市人口規(guī)模的促進(jìn)作用在地理空間有明顯減弱，但在經(jīng)濟(jì)距離空間上變化不大。這是因為城市人口規(guī)模越大或行政等級越高越容易獲得發(fā)展機(jī)會，集中區(qū)域內(nèi)的優(yōu)質(zhì)資源推動經(jīng)濟(jì)和科技不斷發(fā)展，同時承擔(dān)著更大社會責(zé)任，帶動周邊城市創(chuàng)新，但這種溢出效應(yīng)不是規(guī)則地向周邊城市釋放，要受到行政調(diào)節(jié)的影響。產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化和多樣化集聚在地理空間上會顯著抑制創(chuàng)新溢出，但隨著行政調(diào)節(jié)力度的增加，這種抑制效應(yīng)將會明顯減弱?？赡艿脑蚴?，我國當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)集聚大都是一種廉價勞動力、原材料和市場集中的指向性集聚而非經(jīng)濟(jì)聯(lián)系集聚。指向性集聚會導(dǎo)致人才和創(chuàng)新要素向某地集中，從而不利于創(chuàng)新效應(yīng)向周邊地區(qū)溢出。而經(jīng)濟(jì)聯(lián)系集聚會加強(qiáng)跨區(qū)域企業(yè)之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，企業(yè)間比較容易組成新產(chǎn)品研發(fā)的動態(tài)聯(lián)盟，或者圍繞主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)周圍地區(qū)形成一個產(chǎn)業(yè)集群體，為企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造有利的外部條件。因此，通過行政調(diào)節(jié)來整合和指導(dǎo)集聚的發(fā)展方向，可以削弱這種不利影響。產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化在經(jīng)濟(jì)距離空間上會促進(jìn)顯著創(chuàng)新溢出，這表明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似的城市之間，各地的產(chǎn)業(yè)專業(yè)化會形成優(yōu)勢互補(bǔ)和協(xié)同共生，從而提高產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)能力和產(chǎn)業(yè)鏈水平，進(jìn)而促進(jìn)了創(chuàng)新能力的提高。

此外，地理周邊城市R&D的增加能顯著促進(jìn)對本地的創(chuàng)新溢出，行政調(diào)節(jié)進(jìn)一步加強(qiáng)了這種溢出效應(yīng)，這表明在行政調(diào)節(jié)下城市間的科技合作能夠得到有效加強(qiáng)，可以形成互補(bǔ)的格局，但在經(jīng)濟(jì)距離空間上卻抑制對城市創(chuàng)新溢出。人力資本只有在經(jīng)濟(jì)距離空間上能夠顯著促進(jìn)創(chuàng)新溢出，F(xiàn)DI和交通基礎(chǔ)設(shè)施水平既在地理空間上也在經(jīng)濟(jì)距離空間上對城市創(chuàng)新溢出產(chǎn)生明顯的促進(jìn)作用，但受到行政調(diào)節(jié)的影響。政府支出規(guī)模無論是在地理還是在經(jīng)濟(jì)權(quán)重下都顯著地抑制城市創(chuàng)新溢出，表明政府占用過多的經(jīng)濟(jì)資源造成城市創(chuàng)新要素的配置扭曲，從而降低城市的創(chuàng)新效率。綜上，假設(shè)2得以檢驗。

(三)空間關(guān)聯(lián)分解

對于表6中單個影響因素估計出的系數(shù)，即式(3)中βi，不能簡單認(rèn)為是本地每個影響因素對創(chuàng)新溢出的影響。本文借鑒LaSage等采用偏微分法分解空間總效應(yīng)的方法[23]，先將公式(3)中被解釋變量系數(shù)合并，變形為：

lnYit=(I-ρW)-1(β+Wθ)×Xit-1+(I-ρW)-1×(μi+υt+εit)

(10)

表7 各影響因素溢出效應(yīng)的空間關(guān)聯(lián)分解

接著計算第k個解釋變量(或控制變量)從地區(qū)1到地區(qū)n對被解釋變量Yit的偏導(dǎo)數(shù)：

(11)

將直接效應(yīng)界定為右邊矩陣對角線元素的平均值，間接效應(yīng)界定為所有非對角線元素的平均值，總效應(yīng)界定為所有元素的平均值。其中，直接效應(yīng)和間接效應(yīng)分別反映解釋變量對本城市創(chuàng)新的影響(本地效應(yīng))和對其他城市創(chuàng)新的影響(溢出效應(yīng))，空間總效應(yīng)反映解釋變量對所有城市創(chuàng)新造成的平均影響(綜合效應(yīng))，計量結(jié)果如表7所示。

從表7中可以看出，對于本地效應(yīng)，在各種地理距離權(quán)重和經(jīng)濟(jì)距離權(quán)重下，城市人口規(guī)模、R&D投入和政府支出規(guī)模等因素都能顯著地促進(jìn)本地創(chuàng)新產(chǎn)出的增長，且受到行政調(diào)節(jié)的影響。對周邊城市的溢出效應(yīng)，在地理距離空間下，城市人口規(guī)模、R&D投入和FDI等因素能顯著地促進(jìn)創(chuàng)新向周邊城市溢出，產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化集聚、多樣化集聚和政府支出規(guī)模會顯著抑制創(chuàng)新向周邊城市溢出，但這些抑制影響可以通過行政調(diào)節(jié)來削弱。在經(jīng)濟(jì)距離空間下，城市人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)專業(yè)化集聚、FDI和人力資本等因素能顯著地促進(jìn)創(chuàng)新增長，行政調(diào)節(jié)產(chǎn)生的影響十分有限。對于綜合效應(yīng)，在地理距離空間下，城市人口規(guī)模、R&D投入、FDI和交通基礎(chǔ)設(shè)施能有效促進(jìn)所有城市的創(chuàng)新總增長，產(chǎn)業(yè)專業(yè)化集聚和多樣化集聚會抑制了所有城市的創(chuàng)新總增長，行政調(diào)節(jié)可以削弱這些因素的抑制效應(yīng)。在經(jīng)濟(jì)距離空間下，城市人口規(guī)模、產(chǎn)業(yè)專業(yè)化集聚和FDI等因素能顯著地促進(jìn)所有地區(qū)的創(chuàng)新總增長，行政調(diào)節(jié)產(chǎn)生的影響不大。這說明在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似的城市間，一個城市的創(chuàng)新產(chǎn)出在經(jīng)濟(jì)利益引導(dǎo)下也容易被其他城市吸收，直接轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)發(fā)展動力，這種市場行為比政府行政調(diào)節(jié)更為有效和直接。

七、結(jié)論與啟示

在新經(jīng)濟(jì)地理、集聚經(jīng)濟(jì)和知識外部性的理論框架下，本文從我國現(xiàn)行的行政劃分與管理制度的視角出發(fā)，通過引入強(qiáng)、弱行政調(diào)節(jié)因子構(gòu)建改進(jìn)的空間權(quán)重，對我國271個主要地級城市2003—2018年間城市創(chuàng)新產(chǎn)出的空間自相關(guān)性進(jìn)行了分析。進(jìn)一步，本文將改進(jìn)空間權(quán)重引入SDM模型，深入分析了城市創(chuàng)新空間溢出的影響因素，并對城市創(chuàng)新空間關(guān)聯(lián)分解。研究結(jié)果表明：第一，強(qiáng)弱行政因子的設(shè)計有效地優(yōu)化了空間權(quán)重，不僅可以反映城市之間的地理和經(jīng)濟(jì)關(guān)系，還體現(xiàn)了同屬省份的關(guān)聯(lián)特性，符合我國的現(xiàn)狀；第二，在考察期內(nèi)，通過自相關(guān)的檢驗和SDM模型的研究，表明中國城市之間存在空間依賴性和相互促進(jìn)作用，城市的創(chuàng)新產(chǎn)出不但受到周邊城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似城市的正向影響，也會受到省級政府行政調(diào)節(jié)的影響；第三，無論在地理空間還是在經(jīng)濟(jì)空間上，城市人口規(guī)模的擴(kuò)大有利于創(chuàng)新溢出，在行政調(diào)節(jié)下城市人口規(guī)模的影響有明顯減弱；第四，產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化集聚和多樣化集聚在地理空間上會顯著抑制創(chuàng)新溢出，但隨著行政調(diào)節(jié)力度的增加，這種抑制效應(yīng)將會明顯減弱。在經(jīng)濟(jì)距離空間上專業(yè)化集聚會促進(jìn)創(chuàng)新溢出，行政調(diào)節(jié)影響不大。第五，總體看來，在地理距離空間下，城市人口規(guī)模和R&D投入等因素能有效促進(jìn)所有城市的創(chuàng)新總增長，產(chǎn)業(yè)專業(yè)化集聚和多樣化集聚會抑制了所有城市的創(chuàng)新總增長，行政調(diào)節(jié)可以削弱這些因素的抑制效應(yīng)。在經(jīng)濟(jì)距離空間下，城市人口規(guī)模和人力資本等因素能顯著地促進(jìn)所有地區(qū)的創(chuàng)新總增長。

結(jié)合實證結(jié)論，得出以下政策啟示：(1)在我國創(chuàng)新增長的空間布局過程中，省級政府應(yīng)當(dāng)積極發(fā)揮調(diào)節(jié)作用，制定創(chuàng)新激勵制度，宏觀調(diào)控轄區(qū)內(nèi)各城市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)人才、科研資金等各個創(chuàng)新要素流向最大化效應(yīng)地區(qū)。鑒于在地理鄰近的城市之間省級政府的調(diào)節(jié)作用將會更有成效，需要對關(guān)鍵的區(qū)域中心城市進(jìn)行重點管控，有效地輻射和帶動周邊城市的創(chuàng)新增長，形成區(qū)域創(chuàng)新城市鏈。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平接近的城市間，行政調(diào)節(jié)不能過分干預(yù)市場行為，政府應(yīng)做好服務(wù)和監(jiān)督工作，營造公平的競爭環(huán)境，促進(jìn)地區(qū)間相互吸收最新的創(chuàng)新成果并轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)效益。(2)各個城市應(yīng)加強(qiáng)與其他城市的科技和文化交流，尤其需要關(guān)注地理周邊城市或經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似城市的創(chuàng)新發(fā)展，積極利用鼓勵跨區(qū)合作。還需進(jìn)一步引進(jìn)國外先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和管理經(jīng)驗，購買先進(jìn)研究設(shè)備，并積極地將創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為新創(chuàng)新的動力，形成積累效應(yīng)。中西部城市更應(yīng)當(dāng)積極與東部地區(qū)的中心城市加強(qiáng)聯(lián)系，探討協(xié)同發(fā)展模式，增強(qiáng)區(qū)域間分工協(xié)作的合理性，進(jìn)而促進(jìn)我國的創(chuàng)新總增長。(3)各個中心城市應(yīng)該進(jìn)一步擴(kuò)大城市人口規(guī)模，積極吸引外商投資，改善交通基礎(chǔ)設(shè)施水平，擴(kuò)大中心城市對周邊城市的創(chuàng)新溢出影響?？刂普С鲆?guī)模，尤其是要減少不必要的行政開支。積極將產(chǎn)業(yè)的指向性集聚發(fā)展為經(jīng)濟(jì)聯(lián)系集聚。努力加強(qiáng)地區(qū)間企業(yè)之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系，進(jìn)行高度專業(yè)化分工，提供充足的就業(yè)機(jī)會和發(fā)展機(jī)會，產(chǎn)生人才磁場效應(yīng)，并提供產(chǎn)業(yè)配套服務(wù)，進(jìn)而推動企業(yè)群勞動生產(chǎn)率的提高。(4)地理上鄰近的城市若有相似的產(chǎn)業(yè)，應(yīng)圍繞主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)形成產(chǎn)業(yè)集群體，地方政府應(yīng)為產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更有利的外部條件，彌補(bǔ)周邊城市吸附效應(yīng)帶來的不利影響。在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相似的地區(qū)，政府部門需要促進(jìn)各城市的特色產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)發(fā)展，從而提高各自的創(chuàng)新能力。