基于产业生命周期视角的制造业集聚经济研究

沈体雁，邱亦雯，周麟

（北京大学 政府管理学院，北京100871）

基于产业生命周期视角的制造业集聚经济研究

沈体雁，邱亦雯，周麟

（北京大学 政府管理学院，北京100871）

基于2000—2011年规模以上工业企业数据，以产业生命周期理论为基础，通过构建中国县域尺度28个制造业行业的生产函数，从产业生命周期特征分析、产业专业化与多样化分析、产业生命周期对集聚经济的影响等方面探讨集聚经济的产业异质性和动态性，结果表明：①制造业总体存在逆成长型、成长型与稳定型三种生命周期演化模式，不同要素密集型产业之间具备显著差异，即劳动密集型产业的年轻化、资本密集型产业的稳定化及技术密集型产业的成熟化特征；②产业的专业化随成熟度增加呈倒“U”型分布，多样化呈现递减趋势；③地方化经济呈现“U”型分布，城市化经济则呈现不断增加的趋势；初期和后期的地方化经济大于城市化经济，中期的城市化经济大于地方化经济。

地方化经济；城市化经济；产业生命周期；产业异质性；制造业；集聚经济；产业集聚

一、引言

1990年代以来，随着经济地理学的文化、制度与关系转向，演化经济地理学的研究逐渐兴起，其核心论点在于以时空间演化为基础探讨经济格局的兴衰与变迁［1］，这也为产业集聚问题提供了新的研究视角［2］。现有的产业集聚研究主要包括集聚的模式、效应、形成机制及动态性等内容［3-6］。例如，集聚模式主要分为专业化和多样化两类［3，7-8］。集聚效应主要体现在地方化经济和城市化经济两方面，其分别来自同类和不同类产业地理临近的溢出效应［9-10］。集聚形成机制则可从自然禀赋、交通条件、制度环境、空间溢出效应、历史因素、产业特性等方面找到依据［7，11-12］。此外，学者们多从时间、空间、结构和产业维度研究产业集聚的动态变化［13-19］。

产业集聚问题的研究中，地方化经济和城市化经济对于产业发展的正外部性已在学界达成共识，但究竟哪一个更重要却仍处争议之中。一些研究发现产业内溢出在某些制造业中占主导地位［20］，也有文献认为产业间的溢出效应更为明显［21］。随着研究的深入，部分学者开始关注产业异质性的影响［2，22］，即从产业的内在属性方面解读集聚经济的不确定性。例如，Henderson等认为技术密集型产业更倾向于进驻多样化水平高的地区以获取产业间知识溢出，而低技术产业则偏好小的专业化地区以进行大规模生产［20］。2009年世界银行的世界发展报告中也指出地方制造业的多样化增加有助于提高高科技产业的生产率，而对标准化产业（如纺织业、食品业）并没有影响［23］。国内研究中，石灵云等指出大部分产业在省域尺度只表现为地方化经济，只有技术含量较高的产业才表现出城市化经济的特征［4，24］。吴三忙等则发现专业化和多样化均显著促进中高技术制造业增长，而对低技术和资源型制造业的增长影响为负［16］。

集聚经济的不确定性，一方面由于产业异质性，另一方面还在于产业自身的变化。对于后者，越来越多的学者使用演化经济地理学的理论和方法研究产业集聚的这种动态变化［2，19，21，25-26］。当处于生命周期的早期探索阶段时，相关产业多以产品创新和市场开拓为目标，多样化水平高的大城市地区所能提供的产业间知识外溢、专业化保障服务和合作机会对其更有吸引力［27-28］。随着时间推移，产业的专业化发展也会带动本地供应链和生产网络的形成［29］，对维持本地的多样化水平带来正反馈［30］。当产业发展到生命周期的后期成熟阶段时，更加注重通过工艺创新实现标准化的大规模生产以增加成本优势［31］，因而低劳动力成本、低土地价格和宽松环境规制的小城镇更易受到成熟产业的青睐［29，32］。国外研究中，Capasso等指出新兴产业（如信息通信技术产业）更多地出现在多样化水平高的城市中心或半边缘地带，成熟产业则青睐专业化水平高的边缘地区［22］；Potter等发现地方化经济在产业的探索期表现为正效应，而在衰退期表现为负效应［33］；Neffke等则认为地方化经济随产业成熟度的增加而增加，而城市化经济能够为年轻产业带来正效益，但对于成熟产业来说效益较低甚至为负［26］。国内研究中，张志强认为地方化经济与产业增长关系具有递减性特征，而城市经济则具有倒“U”型的产业发展效应［34］。黄雅雯发现高技术产业的地方化经济与产业增长呈倒“U”型关系，在城市化经济与产业增长的关系中，电子信息产业和仪器仪表及文化、办公设备制造业则呈明显的“U”型关系［6］。张丽华等则发现产业在成长及衰退阶段，地方化经济起负向作用，城市化经济产生正效应；而在成熟阶段时，地方化经济起正向作用，城市化经济对产业发展无显著作用［25］。

综观国内外研究成果，笔者认为研究内容上，集聚经济的动态性研究往往忽略了产业生命周期演化特征这一因素，对产业的不同发展阶段界定模糊。在研究对象上，现有文献普遍针对某一类制造业或某些制造业行业进行研究，缺乏系统而全面的不同制造业子类之间差异的考察。在研究数据上，学者一般采用截面数据和宏观统计数据，地理尺度一般选为省域或市域地理单元，缺乏从微观尺度进行长时间段的探索。基于此，本研究尝试基于产业生命周期理论，采用微观企业数据和更精细的县域地理单元，结合面板数据经济计量分析，从产业生命周期演化特征、产业专业化与多样化特征、集聚经济实证研究等三方面探讨28个制造业行业集聚特征及其外部性的动态性，一方面为集聚经济的产业异质性和动态性研究提供更全面的实证依据；另一方面，引入产业生命周期理论也拓展了对集聚经济动态性的理论认识，为制造业空间规划提供参考。

二、研究方法与数据来源

1.生命周期方法

研究使用产业生命周期描述产业的发展阶段，并分析集聚与产业经济增长的动态关系［2］。产业生命周期阶段的识别主要有两类方法：①更新时期时成熟企业存在低效落后的物质资本和人力资本。基于企业的进入—退出格局［35］；②基于大、小企业的创新强度差异［28］及其衍生出的年轻企业市场占比或产业成熟度差异［36］。

本文限于对企业退出和创新数据的不可得性，将通过企业成立年份计算企业年龄和产业市场构成，以此判断产业成熟度并识别产业生命周期阶段。当行业处于年轻或更新时期①，行业内企业普遍处于产品创新阶段，年轻企业就会占据大部分市场份额，行业成熟度低。反之，当行业处于技术运作稳定阶段，市场普遍为具备成本优势和进行大规模生产的成熟企业占据，行业集中度增加，企业进入门槛提高，小企业不易创办和存活，行业成熟度高［37-39］。

本文通过构建产业成熟度指数对产业所处的生命周期阶段进行定量表征。将十年以上的企业定义为成熟企业，计算产业内成熟企业所占的市场份额；为消除整个经济体内企业数量年际变化的影响，将产业内成熟企业市场份额除以全国所有产业成熟企业市场份额，如公式（1）所示；最后进行标准化处理，得到产业成熟度，如公式（2）所示。是产业i在年份t的成熟企业的附加值；是产业i在年份t的所有企业的附加值是所有产业在年份t的成熟企业的附加值；是所有产业在年份t的所有企业的附加值。按照成熟度将产业生命周期分为三个阶段：初期、中期、后期。为了保证每一阶段内的观测数量大致相等，将平均值加减标准差的0.3倍作为划分阶段的边界值。

2.模型设定

为测度集聚经济的大小，使用产业层面的柯布道格拉斯生产函数进行估计，如方程（3）所示。变量下脚标（jit）表征变量的区域（j）产业（i）时间（t）属性。用工业增加值、从业人数和总资产分别表示来表征产出、劳动力和资本投入技术项（Ajit）包含行业内、外规模经济效应，即地方化经济（Localijt）和城市化经济（Urbanjt）。本文采用区域内企业数量表征地方化经济（Localijt）［7］，njit代表产业（i）在区域（j）时间（t）的企业数量，如公式（4）所示；产业信息熵指数表征城市化经济（Urbanjt）［40］，sjit代表产业（i）在区域（j）时间（t）的产值份额，如公式（5）所示。

采用方程（3）的ln形式进行参数估计，如方程（6）所示。式中，cst是常数项，μji、νji、εjit分别表示个体效应、时间效应和误差项，β1、β2、β3、β4分别为劳动力、资本投入、地方化经济和城市化经济的回归系数。

为进一步考察集聚经济在不同产业生命周期阶段发挥作用的差异性，对方程（6）中的地方化经济和城市化经济进行细化，根据产业所处的三个生命周期阶段进行划分，如方程（7）所示。系数上角标s表示三个产业生命周期阶段，即s=1表示初期，s=2表示中期，s=3表示后期。

3.数据来源

本文选用国家统计局发布的2000—2011年规模以上工业企业数据进行研究，并依据行业分类标准GB/T4754-2002的工业二位代码对行业归属进行校准和统一，将其划分为28个制造业行业，进而选取县域行政单位作为基本地理单元。在制造业中，基本的投入要素包括劳动力、资本和技术三种。按照制造业对各要素的相对依赖程度，可将28个行业划分为劳动密集型、资本密集型和技术密集型三类［41-42］，划分结果如表1所示。

表1不同要素密集度的制造业行业划分

三、实证结果

1.产业生命周期特征

根据生命周期阶段划分方法识别28个制造业行业在2000—2011年间的生命周期阶段变化（表2），并推断产业的发展历程（图1a—图1c-3）。总体来说，28个行业的产业生命周期演化历程可分为三类。（1）成熟度不断降低的逆成长型产业，其生命周期阶段均开始于后期并逐步过渡到中期或初期，包括2个劳动密集型产业（农副食品加工业，饮料制造业）、1个资本密集型产业（非金属矿物制品业）及3个技术密集型产业（通用设备制造业，专用设备制造业，交通运输设备制造业）。（2）成熟度不断增加的成长型产业，包括2个劳动密集型产业（皮革、毛皮、羽毛（绒）及其制品业，文教体育用品制造业）、1个资本密集型产业（塑料制品业）及1个技术密集型产业（通信设备、计算机及其他电子设备制造业）。（3）成熟度长期保持在一定水平的稳定型产业，在三个生命周期阶段（初期、中期和后期）均有分布：长期稳定于初期的产业包括劳动和资本密集型产业各4个，且后者（石油加工、炼焦及核燃料加工业，化学纤维制造业，黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业）兼具资源密集型特征，即对自然资源禀赋有较高要求；长期稳定于中期的产业包括3个劳动密集型和2个技术密集型产业；稳定于后期的产业则包括资本密集型和技术密集型产业各2个及1个劳动密集型产业。

表2 28个制造业行业2000—2011年间产业生命周期阶段划分结果

图1a不同生命周期特征的制造业门类成熟度变化趋势（2000～2011年）

图1c-1不同生命周期特征的制造业门类成熟度变化趋势（2000～2011年）

图1b不同生命周期特征的制造业门类成熟度变化趋势（2000～2011年）

图1c-2不同生命周期特征的制造业门类成熟度变化趋势（2000～2011年）

对三种要素密集型产业的生命周期阶段演化模式进行总结（表3）：首先，劳动密集型产业多处于较为年轻的生命周期阶段，可见随着市场化和全球化的不断推进，我国存在比较优势的劳动密集型产业仍具有很大的活力，年轻企业市场占有率普遍高；其次，资本密集型产业成熟度倾向长时期稳定于某一生命周期阶段，原因在于其具有技术设备多、资金周转慢、投资效果慢的特点，产业更新换代速率较低，市场构成相对稳定；而技术密集型产业则多处于较为成熟的生命周期阶段（稳定于中、后期，或从后期向中期过渡），这表明该类行业的技术吸收机制较弱，自主创新效率低，从而使得行业转型升级动力不足。

图1c-3不同生命周期特征的制造业门类成熟度变化趋势（2000～2011年）

表3不同要素密集型产业的生命周期演化模式

2.产业专业化与多样化分析

研究进一步对产业专业化与多样化这一区域经济结构特征进行分析（图2、表4）。首先，劳动密集型产业的专业化水平先降后升，多样化水平在生命周期初期到后期的各阶段依次降低，但在产业从后期向前期过渡时又有所提升。其次，资本密集型产业的专业化程度也是先降后升，多样化水平在生命周期初期到后期的各个阶段依次增加，但在产业从后期向前期过渡时又有所减少。再次，技术密集型产业的产业专业化水平和多样化水平均随生命周期阶段的演进先增加后减少。

图2不同生命周期演化模式下的三种要素密集型产业专业化与多样化水平

表4不同生命周期演化模式下的三种要素密集型产业专业化与多样化水平

通过对不同生命周期阶段的产业专业化与多样化水平进行分析（图3，表5），笔者发现劳动密集型产业的专业化水平和多样化水平随成熟度的增加而降低；资本密集型产业的专业化水平随成熟度的增加先提高后降低，而多样化水平则逐渐降低；技术密集型产业的专业化水平随成熟度的增加而降低，多样化水平随成熟度的增加先降低后增加。产业的专业化水平和多样化水平均呈现：技术密集型＞劳动密集型＞资本密集型。总体上，专业化水平呈倒“U”型分布，且中期＞前期＞后期，多样化水平呈现递减趋势。

图3不同生命周期阶段的产业专业化与多样化水平

表5不同生命周期阶段的产业专业化与多样化水平

3.产业生命周期对集聚经济的影响

在这一部分，研究将通过实证检验分析产业生命周期对集聚经济的动态影响。首先采用2000—2011年的面板数据对28个制造业行业的集聚经济大小进行度量（方程（6）），经过Hausman检验后采取固定效应模型，并报告robust回归结果（表6）。28个行业的地方化经济均存在显著的正效应。（4）烟草制品业、（13）石油加工、炼焦及核燃料加工业、（20）黑色金属冶炼及压延加工业的城市化经济呈现显著负效应，（16）化学纤维制造业、（21）有色金属冶炼及压延加工业、（27）通信设备、计算机及其他电子设备制造业的城市化经济为负且不显著，其他行业的城市化经济都具有显著的正效应。

表6 28个制造业行业的集聚经济效应（2000—2011年）

由于产业异质性的存在，研究将进一步分析不同要素密集型产业集聚经济的变动规律（图4，表7）。首先，当劳动密集型产业从年轻走向成熟时，地方化经济呈现递减趋势，在产业从后期逆成长到前期时又有所增加；城市化经济则呈现相反趋势。当资本密集型产业从年轻走向成熟时，地方化经济均不断增加，在产业从后期逆成长到前期时又有所减少；城市化在初期和后期为负效应，初期到中期以及后期到中/初期为正效应。在技术密集型产业走向成熟的过程中，地方化经济和城市化经济均不断增加。总体上，地方化经济具有资本密集型＞劳动密集型＞技术密集型的特点；城市化经济表现出劳动密集型＞技术密集型＞资本密集型的特点。

图4不同产业生命周期演化模式下的不同要素密集型产业的集聚经济效应差异

表7不同产业生命周期演化模式下的不同要素密集型产业的集聚经济效应差异

表8不同产业生命周期阶段的集聚经济效应

续表8不同产业生命周期阶段的集聚经济效应

为进一步刻画集聚经济在不同产业生命周期阶段所发挥的作用（方程（7）），研究对不同行业集聚经济在各生命周期阶段的变化情况进行分析（表8）。地方化经济除在（25）交通运输设备制造业的中期不显著外，在其他行业各生命周期阶段均有显著正效应。城市化经济除在（4）烟草制品业后期、（13）石油加工、炼焦及核燃料加工业初期、（20）黑色金属冶炼及压延加工业中期显著为负，在（16）化学纤维制造业初期、（17）橡胶制品业中期、（21）有色金属冶炼及压延加工业初期、（27）通信设备、计算机及其他电子设备制造业初期不显著外，在其他行业都具有显著的正效应。

进一步分析不同要素密集型产业在各生命周期阶段的集聚经济差异（图5，表9）。图5与图4结果基本一致。就整体制造业而言，地方化经济和城市化经济均随生命周期阶段的演进而递增。然而各要素密集型产业的集聚经济变动存在差异：劳动密集型产业的地方化经济随成熟度的增加而减弱，城市化经济却在增强；资本密集型产业的地方化经济随成熟度的增加而增强，城市化经济先增强后减弱；技术密集型产业的地方化经济随成熟度的先减少后增加，城市化经济不断增强。总体而言，地方化经济呈现U型分布，城市化经济则呈现不断增加的趋势；初期和后期的地方化经济大于城市化经济，中期的城市化经济大于地方化经济。

图5不同生命周期阶段的集聚经济效应

表9不同生命周期阶段的集聚经济效应

四、结语

本文基于2000—2011年规模以上工业企业数据，对28个制造业行业的产业生命周期演化路径、产业专业化与多样性、集聚经济及其动态性进行了考察。首先，研究认为存在三种产业生命周期演化模式，即成熟度不断增加的成长型，成熟度不断减少的逆成长型，成熟度保持在一定水平的稳定型（分为初期、中期和后期三类）。不同要素密集型产业的生命周期与产业空间分布的关系如下：

（1）劳动密集型产业普遍处于较为前期的产业生命周期阶段，专业化程度较高，而多样化程度较低。究其原因，近年来市场化导向和全球化自由贸易的推动作用促使以外向型出口加工为主的劳动密集型产业不断向沿海地区聚集，同时，由于沿海地带不断增强的辐射作用和不断减弱的劳动力成本优势，加之区域协调发展的政策激励，内陆地区纷纷设立开发区以承接沿海地区劳动密集型产业的转移，大量专业化产业园涌现。在市场因素、规模经济和政策制度作用下，劳动密集型产业普遍具有专业化程度高的特点。我国劳动密集型产业多以低附加值的加工制造为主，其上下游产业联系较弱，对城市化经济的产业间知识溢出和产品创新需求低，因而多样化程度较低。

（2）资本密集型产业普遍长期处于某一产业生命周期阶段。其中稳定于初期的4个资本—资源密集型产业（黑色金属冶炼及压延加工业，有色金属冶炼及压延加工业，石油加工、炼焦及核燃料加工业，化学纤维制造业）分布在低专业化和高多样化地区。由于历史上政策因素的影响，产业主要布局在资源禀赋好、历史基础强、市场需求大的区位，产业规模效应显著，企业不断做大做强，但迁移的沉没成本高，在历史因素不断强化后产生路径依赖，同时对周边上下游产业带动作用较强，规模经济带来的需求增加和成本优势，吸引有产业关联的专业化供应商和销售商的集聚，从而促进区域多样性的提高。其他4个资本密集型产业（非金属矿物制品业，烟草制品业，橡胶制品业，塑料制品业）分别具有逆成长型（后期到中期）、稳定型（后期）、稳定型（后期）、成长型（初期到中期）的生命周期特点，稳定于后期的2个行业同4个稳定于初期的行业一样位于低专业化和高多样化地区，相对具有活力的逆成长型产业（非金属矿物制品业）更倾向于选址在高专业化和高多样化的区域。

（3）技术密集型产业普遍处于较为成熟的产业生命周期阶段，多分布于高专业化和高多样化的地区，这是我国逐步融入全球化经济以及相关政策激励的必然结果。中国制造在融入全球价值链的进程中，外资的大量涌入往往伴随着新技术的不断引进，因而诸多企业开始生产高技术产品中具有比较优势的部件，这导致相关产业偏好集聚在交通便利、配套完善、市场化程度高的沿海地区。此外，各地纷纷设立开发区鼓励产业集群化发展，这些地区往往具有产业配套完善、临近市场和科研单位的特点，如通信设备、计算机及其他电子设备制造业，具有较高的外向度并参与全球范围内的垂直分工，并且国家不断鼓励沿海地区创立相关产业园，发展该类产业，提高自主创新能力。同时，随着国内市场的打开和多样化产品需求的增加，中西部地区的技术密集型产业开始迸发新的活力，如传统的通用设备制造业、专用设备制造业和交通运输设备制造业，成熟度高但仍处于不断年轻化的趋势，高多样化的区位特征有助于其保持较高的创新水平。

整体而言，制造业的专业化水平呈现倒“U”型分布，多样化水平呈现递减趋势，而地方化经济呈现“U”型分布，且城市化经济随成熟度的增加呈现递增态势。各要素密集型产业具有差异化的集聚经济动态性。首先，劳动密集型产业随成熟度增加而递减的专业化水平与同样单调递减的地方化经济相适应，而递减的多样化水平却对应递增的城市化经济，可见劳动密集型产业在成熟期可以通过适当提高多样化水平，提高其经济产出。其次，资本密集型产业从中期到后期递减的专业化水平与递增的地方化经济以及从初期到中期递减的多样化水平与递增的城市化经济存在错位，可见资本密集型产业中较为成熟的行业存在专业化或多样化不足的问题。再次，技术密集型产业从中期到后期递减的专业化与递增的地方化经济呈相反趋势，成熟的技术密集型产业存在专业化不足的问题。可以说，我国三种要素密集型产业在成熟的生命周期阶段均存在一定的低专业化—高地方化经济或高多样化—低城市化经济特征。主要原因在于随着地区内产业不断发展，与现有企业存在技术与经济关联的新企业容易进入，反之则容易退出，在产业愈发成熟的同时，行业集中度不断提高，企业间联系、社会网络以及本地供应体系逐渐形成并强化，进而出现了产业专业化和多样化相对较小，然而行业内外溢出效应却相对较强的现象。这时适当提高其专业化或多样化水平，将更有利于其经济产出。因此，笔者认为优化产业布局应结合区域内产业具体情况，特别是其产业类型及所处的生命周期阶段，适当调整产业结构以适应产业不断发展的需求。

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（责任编辑 余敏）

F061.5

A

1671-511X（2016）05-0079-12

2016-03-08

国家自然科学基金项目“基于双边匹配理论的企业区位配置模型与区位市场设计”（71473008），国家社会科学基金重大项目“空间经济学在中国的理论与实践研究”（13&ZD166）成果之一。

沈体雁（1971-），男，湖北天门人，北京大学政府管理学院教授，博士生导师，研究方向：城市与区域规划管理，GIS与空间模拟分析。