产业集聚、知识溢出与区域增长的关系

 一、问题的提出
    当今世界经济最令人瞩目的特征莫过于生产在空间上的集中[1]51。因此，地理临近(geography proximity)、集群经济(cluster economic)、产业集聚(industrial agglomeration)等现象逐渐成为理论研究的前沿和热点问题，其核心问题是，资源如何在空间配置才能更好地促进区域的增长绩效。
    长期以来，产业集聚更多地被赋予正面的涵义，它意味着分工程度的深化和对外部经济的分享，有利于区域的经济增长。在实践中，特别是中国改革开放30年以来，可以观察到产业集聚程度的不断加深以及随之而来的经济高速而稳定的增长[2]6－10，这样一种趋势普遍地存在于东部沿海地区特别是长三角区域。然而由于地方政府对市场的分割以及不同省市政策壁垒的存在，产业集聚的另一面：产业同构，以及其所带来的重复建设和恶性竞争则在相当程度上抑制了长三角区域经济的增长绩效①。
    长三角区域存在的集聚和同构现象无疑使政策制定者面临着两难的境地，同时也对集聚的研究提出了新的挑战：对集聚先入为主的认识可能是不合适的，更重要的在于寻找一种更具“效率”的产业集聚：一方面，要从空间上发挥外部规模经济的作用；另一方面，在产业层面上实现区域合作，促进区域分工，减小产业同构的影响。
    二、研究综述
    (一)产业集聚：专业化集聚与多样化集聚
    在一个城市里，当一个企业因同一产业部门里众多企业的集中而降低单位成本时，就产生了专业化集聚经济。此时，规模经济对企业来说是外部的，但对行业来说是内部的，城市可以使某一产业的企业集中生产特定类型的产品，从而形成专业化生产。因此，专业化集聚又被称为行业内集聚、地方化经济等。对专业化集聚的动态考察最早来自于马歇尔，马歇尔提出了“产业区”的观点，认为专业化的集聚能够促进分工从而促进区域增长。克鲁格曼[1]总结了马歇尔所提出的三种专业化集聚的好处：共享的劳动力市场、非贸易的中间投入品、知识溢出导致的生产函数的改变。
    城市中的企业可能因不同产业部门的集中而获益，这样一种集聚被称为多样化集聚经济。此时，规模经济对企业仍然是外部的，但外部性并非来自特定行业，而是来自于城市里不同的行业产出的总和，因此多样化集聚又被称为跨行业集聚经济、城市化经济等。雅各布斯[3]指出了城市产业多样化集聚对于企业的两点重要性，其一为偏好多样性，其二为便于不同行业知识交流。尤其是后者，强调了互补性的知识在不同经济主体之间促进创新搜索和实践的作用。
    对于两种不同的集聚经济，国内外的实证研究结果存在较大的差异。一方面，Glaeser[4]根据美国城市数据研究发现，多样化集聚促进美国城市的就业增长，而专业化集聚则会减少城市就业增长；Audretsch和Feldman[5]利用美国1982年企业创新数据(SBIDB)对经济活动的专门化程度与多样化程度和创新活动的产出进行实证分析，研究结果发现，专业化集聚对创新活动没有显著的作用，多样化集聚对创新活动有显著的影响。另一方面，Henderson[6]从产业发展来衡量专业化和多样化的贡献，发现尽管多样化集聚可以促进创新，但在传统部门仍然存在显著的专业化集聚效应；Henderson的研究结果还得到了Paci和Usai[7]以欧洲和意大利为例的实证研究以及Gerben[8]以荷兰为例的实证研究的支持。针对中国问题的经验文献同样表现了一定的分歧②。上述实证研究的差异性部分可能是由所选取的样本或所采用的方法所造成的，同时也说明针对具体问题的深入分析是必要的，相比于集聚效应的大小而言，说明其作用差异的原因更显重要。
    (二)知识溢出：MAR溢出和Jacobs溢出
    产业集聚的微观机制是纷繁复杂的，无论是多样化集聚还是专业化集聚，知识溢出都扮演了重要的角色，成为这两种集聚经济都不可忽视的微观机制。新增长理论认为，知识的生产和积累是国家和区域增长的根本动力。
    其一，知识具有的非竞争性和部分的非排他性，使作为要素的知识具有强烈的溢出效应；其二，知识可分为缄默知识和显性知识，显性知识的传播是容易的，但是缄默知识的传播依赖更严格的条件，比如面对面的交流、地方环境和社会网络等因素，这意味着知识溢出是有地理范围的，知识的溢出效应是一种局域知识溢出效应(Local Knowledge Spillover)。
    知识的上述这种特征决定了产业在空间的集聚根本上是为了获得局域的知识溢出效应[5]，且知识溢出取决于经济活动在区域内产业的空间集聚，是所有决定溢出因素的单调函数[22]。因此，当经济增长不再仅仅取决于常规要素的投入，而更多地依赖于知识的生产和运用时，有理由相信知识溢出作为产业集聚的重要微观机制，在解释区域增长绩效上有着重要的意义。相应的，根据两种不同的产业集聚类型，就有两种知识溢出效应。
    第一种关于专业化集聚的知识溢出被称为MAR溢出，这是由Glaeser[4]所定义的，MAR溢出理论认为，随着某一产业在特定区域内集中程度的增加，越有利于促进知识在同一产业内所有企业间的传播和扩散。如果人们在一定程度上从事同一种职业或参与同种类型的经济活动，那么他们之间的交流成本和交通成本将会大大降低，而成本的降低最终会导致知识溢出和创新程度的提高。
    第二种关于多样化集聚的知识溢出被称为Jacobs(雅各布斯)溢出，以雅各布斯[9]为代表。Jacobs溢出强调知识能够在互补的而非相同的产业间溢出。互补的知识在多样化的企业和经济行为人之间的交换能够促进创新的搜寻和实践。从而，一个区域产业越多样化，越有利于促进知识的传播和经济活动的交往，进而推动区域经济发展。两种知识溢出的引入有助于对产业集聚的深入理解，但是光有这两个概念是不够的，需要研究知识溢出是如何在区域内发挥作用的。
    1.两个假说：技术池和吸收能力
    第一，技术池假说。Duranton和Puga[9－10]提出了一个知识生产的模型，即“技术池”的观点。其模型引入了过程创新的概念，把产品生产划分为实验阶段和大规模生产两个阶段。“技术池”观点表明，多样化集聚可以为企业提供更多的技术机会，Jacobs溢出使企业能够以小规模的生产实践以较低的成本搜寻最佳生产流程；而当企业技术成熟时，规模化生产面临重新选址的问题，而此时专业化集聚能使企业获得更多的MAR溢出，从而降低生产成本。“技术池”假说的贡献在于通过知识生产的 动态过程将MAR溢出和Jacobs溢出联系起来，阐明了两种溢出并存的条件，因而增强了溢出理论的现实解释力。
    Duranton和Puga认为，一些大都市区或中心城市承担着孵化城市(Nursery Cities)的任务，它们与周边的专业化城市形成了分工[11]。国内的经验研究也支持上述观点，如傅十和、洪俊杰[12]认为企业在特大城市和大城市得益于Jacobs溢出，而在中小城市得益于MAR溢出；谢燮、杨开忠[13]则用省会城市的数据说明了这些城市存在的Jacobs溢出，间接地支持了技术池的观点。
    第二，吸收能力假说。“吸收能力”的观点是Cohen和Levinthal[14]这篇经典论文中所提出来的。论文的核心观点是，R&D活动不仅可以提高企业的创新能力，还可以增强吸收能力；同时，吸收能力越强，就越利于知识的扩散和溢出。“吸收能力”观点阐明了知识积累和知识溢出之间的关系，强调了知识溢出效应产生的条件性，这为我们理解不同溢出效应的作用机制是极其有益的。MAR溢出是专业化集聚所带来的，专业化使区域内企业通过“干中学”的过程获得了有效的知识积累，从而导致了知识的溢出和扩散，但另一方面也促进了吸收能力的提高，因此MAR溢出同时还衡量了一个区域知识溢出的“门槛效应”。在经验文献中，吸收能力常被用于FDI效应的研究，而在城市和区域的层面极少。从吸收能力的概念出发，将其理解为沟通两种知识溢出的一座“桥梁”，对探讨知识溢出在长三角地区作用是有益的③。
    三、长三角区域产业集聚特征描述
    本文借用Glaeser[4]以及Audretsch和Feldman[5]等的方法，采用就业在部门间的分布来衡量区域内不同城市的专业化和多样化特征，以此作为整个区域集聚特征的判断。
    (一)专业化指数和多样化指数的计算方法
    由于将就业作为衡量的指标，一个城市的专业化部门便是其就业份额最大的一个部门。为了获得不同城市不同部门之间的比较，还需要将每个城市各部门的就业份额与全国该部门的就业份额相比，以测度专业化相对程度。
    定义城市i的专业化指数为：
    
    就业多样化的指标有很多种，比如Gini系数，Theil熵，Herfindahl系数等，本文采用1减去HHI系数(Hirshman－Herfindahl Index)作为多样化程度的衡量。定义城市i的多样化指数为：
    
    本文选取的是2004－2009《中国城市统计年鉴》所报告的沪苏浙两省一市共25个地级以上城市的统计数据。采用包含三地所有25个地级以上城市而非传统意义上的长三角16个城市是为了增加样本量，而非严格意义上使用两省一市代替长三角。使用的数据始于2003年是因为从该年开始，“按行业分组的单位从业人员”统计口径发生了变化，从原来的15个行业调整为现在的19个行业。此外，本文所使用的数据为市辖区数据④。
    (二)对产业集聚特征的描述性分析
    根据上述上方法与数据，本文测算了长三角25个城市的专业化指数和多样化指数，根据计算结果，结论如下：
    第一，从市级层面的数据来看，我们发现了专业化指数和多样化指数之间显著的非线性关系。如图1所示，不同城市的专业化指数和多样化指数落在了三个象限。第一象限的城市展现出了较高的专业化程度和多样化程度；第二象限的城市展现出了较高的专业化程度和较低的多样化程度；而第四象限的城市却表现出较低的专业化程度和较高的多样化程度。
    
    第二，进一步发掘各象限的城市，可以发现出一定的规律性。第一象限的城市多为以沪宁杭为代表的省会城市和直辖市；第二象限的城市以及一二象限交界的城市为长三角地区较为发达的城市，主要为苏锡常甬温绍嘉湖等城市；而第四象限以及一四象限交界的城市为长三角地区相对落后的城市，主要以苏北和浙西的城市为代表。
    第三，从各城市专业化的产业来看，也表现出一定的规律性。沪宁杭等城市专业化于服务行业，如上海最专业化的产业是商业服务，南京最专业化的产业是交通邮政，杭州最专业化的产业是住宿餐饮；而第二象限的城市，也就是长三角地区较为发达的城市，其最专业化的产业毫无例外的是制造业；但第四象限的城市，即长三角地区相对落后的城市，其专业化的产业不明显，从制造业、金融到教育服务等都有分布。
    第四，省会及以上城市不仅多样化程度较高，同时专业化程度也较高。一些国内研究认为大城市的多样化程度比较高，专业化程度会相对较低[13]。但本文的结果显示，省会及以上城市的专业化程度虽然不及苏州等城市，但依旧很高，同时拥有多个专业化的产业。如2008年上海专业化指数大于1的产业有10个，南京有8个，杭州有7个(根据定义，1代表产业在空间均匀分布，大于1则出现了专业化集聚)，充分体现了省会及以上城市的“双高”特征。
    综合上述的几个结论，可以发现，单纯地强调某种产业集聚对区域经济的作用是不足的。事实上，从描述性统计来看，产业集聚有三种不同的组合：高多样化和高专业化产业集聚与省会及以上城市的组合(组合1)，高专业化低多样化与区域经济较发达城市的组合(组合2)，高多样化低专业化与区域经济较落后城市的组合(组合3)，三种组合的经济绩效是递减的。
    四、长三角区域产业集聚的实证分析
    无论是专业化集聚所带来的MAR溢出还是多样化集聚所带来的Jacobs溢出，从传统生产函数的角度看，它们都可以看作是常规投入要素之外的外部性收益。因此，度量产业集聚溢出效应的一种简单而直观的方法便是在传统生产函数的基础上估计其相应的外部性收益。Rosenthal和Strange[16]总结的度量城市经济活动外部性的一般性研究框架是：
    
    然而传统生产函数中的外部性收益涵盖宽泛并不等同于知识溢出效应，不过，可以借鉴国外学者所提出的知识生产函数。知识生产函数源于内生增长理论实证的需要，后被广泛应用于对知识生产和技术创新等问题的研究。知识生产函数可简单表示为K=f(R&D)，即知识的生产来自于研发(R&D)。虽然在实践中采取了灵活的函数形式，但是核心意义并没有改变，任何经济体(企业乃至国家)的绩效都取决于知识的积累，而知识溢出更多地来自于知识要素而非其他要素。只有当(4.1)式中的投入要素为知识要素时，其所度量的外部性才是产业集聚所带来的知识溢出效应。
    综合传统生产函数和知识生产函数的思想，构建如下的面板数据模型：
    
    其中，u为非观测个体效应；ε为随机误差项； A为常数项；i代表城市；t代表时间。cityproduct代表长三角区域内每个城市市区国内生产总值，labor为市区就业人数，两者的比值为人均生产总值作为城市生产力的一个度量；humcap为人力资本，其与labor的比值为人均人力资本⑤，选取人力资本而非物资资本的原因在于考察知识溢出要求投入要素包含知识，人力资本的概念实现此目的。根据(4.1)，投入要素通过马歇尔中性设为规模报酬不变。
    market变量和open变量分别度量了区域内每个城市的市场化水平和对外开放度。长三角区域作为中国经济最发达的地区之一，市场水平较高，同时参与国际分工的程度也较高，这两个变量是作为控制变量加入到方程中。本文中，market变量用1减去政府预算内支出除以GDP的比来衡量，而open变量则定义为外商直接投资除以固定资产投资总额的比。
    变量spillover即为对溢出效应的衡量，主要通过第三节所计算的specialty和diversity值来表现，由于对溢出效应的考察是本文的核心，无论是4.2还是4.3式都无法全面涵盖前文对溢出效应的理论阐述和统计性描述，因此，本文通过下面扩展的4个方程分两组对溢出效应进行详细的衡量：
    第1组：
    
    在这4个方程中，第1组中方程4.4和4.5仅是把spillover换成specialty和diversity而已，这两个方程也是大多数国内外经验研究中所使用的常规方法，即从总体上表达两种溢出效应作用。但第Ⅱ组的方程4.5和4.6却表达了本文对区域溢出效应的更深层次的思考，也是为了验证前文所提出来的两个假说：长三角地区的多维溢出效应，在城市之间是否存在差异性？吸收能力到底扮演了一个什么样的角色？
    因此，组Ⅱ可视为对组Ⅰ的扩展研究。在4.6中，通过交叉项的引入，θ值衡量了随着专业化程度的上升，多样化溢出对区域经济的影响，这是对吸收能力的检验。如果θ显著为正，则说明专业化不仅带来了MAR溢出，同时吸收能力的提高将更加促进知识的溢出。
    而在4.7中，引入了虚拟变量和diversity的乘积，虚拟变量作为沪宁杭三大中心城市的度量(R＝1)，其系数揭示了多样化溢出在中心城市与其他城市之间作用的差异性。如果θ显著为正，则说明存在Duranton和Puga所述的孵化城市[9]，如果方程4.4显示显著的专业化溢出，便验证了“技术池”的观点：企业在多样化溢出显著的城市能够有效地寻找最优技术，待技术成熟后再转移到专业化溢出显著的城市进行规模化生产。
    五、实证结果
    在计量经济学里，面板数据的估计方法主要有两种，分别为固定效应法和随机效应法，在实际运用中方法的选择取决于分析的对象和样本的性质。根据伍德里奇[17]的研究，当我们不能把观测值当作一个大总体中随机抽样的结果，特别当观测值是大的地理单位时，就应当使用固定效应法。因此，本文使用固定效应法作为估计方法，Eviews6为分析软件，运用面板数据的估计方法对4.4－4.7式进行计量分析，估计结果见表1和表2。
    
    
    根据表1和表2的输出结果，我们可以得到以下几点重要的结论：
    (1)就总体而言，专业化集聚带来了显著的正向MAR溢出，而多样化集聚带来了不显著的负向Jacobs溢出。方程4.4中专业化系数为正且通过了1％的显著性检验，而方程4.5中多样化系数为负且不显著。这个结果与第三节的描述性统计分析是一致的，无论是哪一种产业集聚组合，高的专业化水平总是对应发达的城市经济，而高的多样化只有和高的专业化水平组合在一起才对应发达的城市经济。当然，方程4.4和4.5仅度量了一个区域的整体知识溢出效应。
    (2)方程4.6中交叉项的系数显著为正，这说明吸收能力的假说得到了验证，即专业化产业集聚不仅带来了MAR溢出，同时还增强了吸收能力。随着专业化水平的提高，区域内企业的吸收能力也在不断增强，从而使企业一方面获得了自身知识的积累，另一方面也能够从其他产业获得知识的溢出。吸收能力的“门槛效应”很好地解释了长三角区域内多样化产业集聚对不同城市的影响：光有多样化集聚是不够的，关键在于需要足够专业化集聚作为支撑，否则即使存在多样化的知识溢出也会因为缺乏吸收能力而难以产生相应的增长效应。
    (3)方程4.7中虚拟变量的系数显著为正，意味着尽管从总体上长三角区域的Jacobs溢出为负，但在省会及以上城市却存在着显著为正的Jacobs溢出效应。值得注意的是，描述性统计分析提到，长三角的中心城市专业化于服务业而其他经济发达城市则专业化于制造业。因此，长三角的中心城市即为“技术池”观点中所定义的孵化城市，企业在其中能够充分地获取到多样化的知识溢出，从而促进产品和生产工艺的创新，待创新成熟后便转移到专业化城市进行规模化生产。
    (4)从这四个方程的open和market前的系数来看，都报告了显著的正向关系，这说明开放性和竞争性的环境有利于集聚发挥溢出作用。虽然这两点已被大量文献证明有助于增长绩效的改善，由于这两者并非本文的重点，因此需要谨慎看待其结果。特别是对于FDI，现有研究一般认为总体而言其对于东道国存在正面作用，但不同的外资针对不同类型的内资的影响却存在差异[18]。
    综上所述，长三角区域存在显著正向的MAR溢出效应和不显著为负的Jacobs溢出效应，吸收能力的存在要求一定的专业化程度作为知识溢出承载的“门槛”，技术池的存在则区分了区域内的孵化城市和专业化城市。
    六、结论与政策涵义
    研究结果表明：其一，长三角区域内城市存在三种不同的产业集聚组合，专业化集聚带来了显著的正向MAR溢出，而多样化集聚带来了不显著为负的Jacobs溢出；其二，集聚组合的不同和溢出作用在城市间的差异源自于技术池和吸收能力，这也为深化区域分工和合作提供了新的思路。
    当前，长三角区域虽然已经成为中国经济最发达的区域，但面临着进一步深化区域合作、推动产业升级和技术创新的问题。研究表明，长三角地区需要一个差异化和有层次的区域政策：对于区域内的中心城市，要充分发挥其作为“孵化城市”的作用，利用其存在的显著的Jacobs溢出，为企业的创新提供更广泛的知识交流平台，通过金融、科研、公共管理等方面的哺育，促进企业的创新产出；对于区域内的经济较发达城市，由于其已经获得了显著的MAR溢出，说明规模化生产为企业带来了足够的知识积累，因此这些城市应重视在制造业专业化的基础上创造Jacobs溢出， 使企业能够更多地获得服务性行业(特别是生产性服务性)的知识溢出，从而提高产品增加值并引领产业升级；对于区域内的经济较落后城市，其专业化程度较低，同时多样化的产业分布也没有带来Jacobs溢出，因此这些城市的当务之急应当基于自身的比较优势的产业融入整个区域的分工，提高产业的专业化程度，一方面获得MAR溢出，另一方面增强吸收能力作为进一步的知识溢出获取的基础。
    因此，结合城市特征的差异化的区域政策是十分必要的，这说明深化长三角区域合作，构建区域联盟在产业空间分布上是有层次的。对应于以上三种情况，不同的城市应选择合适的产业发展战略，从而使不同种类的知识溢出在整个区域内都能发挥作用，提升区域经济增长绩效。此外，对于所有的城市而言，构建一个更具竞争性和开放性的经济环境也有利于集聚发挥知识溢出作用。
    本文还存在一些不足之处。首先，长三角区域具有发达的县域经济，如果能够获得县级数据无疑将丰富对区域溢出效应的研究；其次，本文对专业化和多样化指标的计算源于《中国城市统计年鉴》中的19个产业，年鉴中的分类对第三产业划分较为详细但对第二产业却很简略，这也是本文的缺憾之一；最后，本文主要是通过对吸收能力和技术池的验证来说明区域溢出机制，而没有考虑其他的溢出机制。这些都是需要进一步研究的问题。
    ［收稿日期］2011－08－04
    注释：
    ①长三角区域的产业集聚和产业同构一直是研究热点，笔者对2003年到2009年核心期刊以产业同构为题进行搜索，13篇文献中有6篇讨论长三角问题；而对集聚等关键词进行搜索时，发现以长三角地区或东部地区为研究对象的文献所占比例较高。
    ②由于中国的经验文献的大多也是借鉴外文文献，因此实证结果也表现出一定的差异性。在此本文不做详细介绍，具体可参阅梁琦[19]，薄文广[20]等。
    ③本文只强调了MAR溢出，或者说是专业化集聚的“两面性”。那么Jacobs溢出是否具有两面性呢？由于吸收能力的获得取决于知识积累的程度，但对Jacobs溢出的描述可以看出，此种溢出主要的作用方式是知识的互补和快速转换而非像MAR一样重视知识的积累，因此本文假定MAR溢出与吸收能力相关，这也在后面的实证分析中得到了检验。
    ④因为长三角地区是县域经济较发达的地区，地级市的数据常常包含了县或县级市数据的加总，从而加大了城市之间的误差。由于本文考察不同城市的集聚特征，因此市辖区数据比地级市更合适。
    ⑤人力资本的计算有不同的方法，如平均受教育年限法，收入法，资本折现法等。本文从数据的可获得性出发，选取收入法作为估算方法。由于人力资本作为一个控制变量并非本文的重点，此次不做展开，本文的方法参考自朱平芳和徐大丰[21]。