区域科技创新能力差距实证研究
——基于甘肃、宁夏和贵州的对比分析

李滋婷，张爱宁

（甘肃省科学技术情报研究所甘肃省科技评价重点实验室，甘肃兰州 730000）

随着科技创新对区域经济社会高质量发展的带动效应逐渐凸显，区域创新能力的空间差异问题成为相关学者的研究重点。若将2018 年广东省专利申请数约占全国1/5，西藏专利申请数不足全国4/10 000，二者之间633 多倍的差异仅归因于R&D 活动规模的差距，那么人口数量相近的福建和陕西在2005—2018 年间R&D 经费相当，但年均专利陕西却仅约为福建的1/2，这种差异就不能简单地归因于规模效应，而必然还与其他相关因素有关。

作为西北欠发达省份，2005 年甘肃经济总量、人均GDP 均优于宁夏，劣于贵州，但与贵州的差距并不明显。而随着十几年的发展，截至2018 年甘肃经济总量位居3 省第2 位，人均GDP 位居3 省第3 位，与宁夏之间的优势逐渐消失，与贵州之间的差距逐渐拉大。同时2017 年贵州和宁夏的综合科技创新水平呈现出不同程度的上升，而甘肃省科技创新综合指数却出现了下降，由18 位降至23 位，与宁夏和贵州的差距逐渐缩小。3 省区域经济发展和科技创新差距逐渐显现的原因何在，急需探讨。

因此，本文以甘肃、宁夏和贵州为研究对象，对比研究区域创新能力的区域差异，以期回答区域创新差异的成因及创新能力对区域经济差距的影响程度。

1 区域创新能力现状

1.1 区域综合科技创新水平情况对比

本文选取2010—2019 年《中国区域科技创新评价报告》中甘肃、宁夏和贵州2010—2017 年的综合科技创新水平进行对比分析，发现宁夏综合科技发展水平由2010 年的最低位27 位升至2017 年的22 位，位居全国第二梯队，增速较快，主要得益于“十二五”以来，宁夏高度重视科技发展［1］，R&D 经费投入由2010 年的115 101 万元增至2018 年的455 793 万元。作为西南地区欠发达省份，2010—2016 年贵州综合科技发展水平保持在全国30 位的低位，处于全国第二梯队。2017 年，贵州综合科技发展水平突破长期处于30 位的瓶颈，由30 位升至28 位，这得益于近年来贵州大数据中心的建设，以大数据为引领的创新发展思路，使得区域科技创新能力稳步提升。甘肃省创新能力一直处于全国中下游水平，有别于其他2 省综合科技创新水平指数的上升态势，自2010 年以来，呈现波动式下降，由18 位降至23 位。如图1 所示。

图1 2010—2017 年三省综合科技创新水平［2］

1.2 创新能力的地区差距情况

关于区域差异问题的相关研究，一般采用泰尔指数、方差、基尼系数等来衡量［3］。其中泰尔指数又称为泰尔熵，由泰尔等人于1967 年提出，用于国家之间收入差距的研究。本文选取泰尔指数计算衡量经济水平、创新能力地区差距状况，泰尔指数越大，表示区域间的经济水平、创新能力差异越大［4］。计算公式为：其 中，yi和xi分别表示第i省的GDP（专利数）与人口数，Y 和X分别表示甘肃、宁夏和贵州三省的GDP 总和（专利总和）与人口总数。三省经济水平和区域创新能力的泰尔指数结果见图2 所示。

图2 区域创新能力、经济水平的泰尔指数

2005—2018 年，经济发展水平的泰尔指数整体呈现下降态势，经济发展水平泰尔指数下降速度慢于创新能力泰尔指数的下降速度，表明甘肃、宁夏和贵州不管是经济发展水平差距还是创新能力地区差距均在逐年缩小，这与区域发展战略“西部大开发战略”的实施息息相关。国家创新驱动战略的实施，以及市场化进程的推进，促使西部地区经济得以发展，科技创新能力得到提升，逐渐缩小了地区经济、创新能力的差距，但自2015 年开始区域科技创新能力差异出现了小幅扩大。

1.3 区域创新能力的σ 收敛检验

σ收敛说明的是不同创新系统间人均专利的离差随时间变化的情况，本文选用三省人均专利数量对数值的标准差指标，测度区域创新能力的σ收敛，如果则说明存在人均专利数量对数值的σ收敛，反之则为发散［5-6］。计算公式为：是x地区在t时刻的人均专利数量对数值，是t时刻x个地区人均专利数量对数值的均值。结果如图3 所示，区域创新能力呈下降态势，标准差先增后减再缓慢增大，表明区域创新能力在不同时段表现出的收敛性存在差异。自2012 年开始未呈现σ收敛，这是导致近年来区域创新能力存在差异的主因。

图3 区域创新能力的σ 收敛图

1.4 区域创新能力差距分析框架

对区域创新能力差距问题进行定量分析，首先需要分析确定可能会对创新能力产生影响的因素。Furman 等人［7］提出了国家（地区）创新能力的分析框架，认为影响国家（地区）创新能力的因素有创新基础、产业创新环境、产学研联系质量等。同时考虑到经济全球化问题，认为经济环境并非是封闭的，存在区域间的技术溢出效应，因此本文将区域间的技术溢出作为影响区域创新能力的一个重要因素。其中创新基础设施来自于罗默的内生增长理论，主要包括R&D 人员和经费等投入。产业创新环境来自于波特的产业集群理论，主要指产业结构优化与集群，让作为创新主体的企业根据需求发挥优势，通过连接和打通相关产业上下游产业资源，政策引导及产业联动实现科技创新成果的落地。产学研联系来自于纳尔逊的国家创新体系，主要指教育水平，高校、科研院所与企业合作，政府发挥创新主导作用，实现知识的溢出效应。技术溢出效应来自与国际贸易相关的理论，衡量对外开放程度所产生的技术溢出。同时，前文研究发现自2015 年开始区域科技创新能力差异出现了小幅扩大，自2012 年开始未呈现σ 收敛，所以在明确了影响因素指标体系的前提下，以三省为研究对象对比分析区域创新能力差异的成因，以图4 所示逻辑框架展开研究。

图4 区域创新能力差距影响因素的逻辑框架［8］

2 模型设定、指标选取和数据说明

2.1 模型设定

以Romer［9］的内生增长模型（其中，g表示技术进步增长率，表示投入研发领域的人力资本，表示可以利用的知识存量，t表示时期，Φ、λ为参数，Φ+λ=1 表示规模报酬不变，Φ+λ>1 表示规模报酬递增，Φ+λ<1 表示规模报酬递减）为基础，以魏守华等［10-11］构建的创新生产函数：

为基础对比分析3省创新能力存在差异的原因，为未来提升区域创新能力提供依据。式（1）中Yi，t+1 表示i省份t+1 年的创新产出，Hi，t表示i省份t年的创新投入，Ai，t表示i省份t年的人力资本，x、y、z分别表示重要的解释变量，对数化后的模型为：

2.2 指标选取和数据说明

（1）被解释变量。创新能力是一个定性指标，对其难以定量测度，国内外相关研究，多选取专利申请量、专利授权量和新产品的销售情况等来量化创新能力。考虑到数据的可得性等因素，本文选取专利申请量作为被解释变量［12］，用于衡量区域创新能力。

（2）解释变量。参考Furman 等［7］的相关研究，选取衡量创新基础、产业创新环境和产学研联系质量等方面的指标，构建影响科技创新能力的指标体系，指标设置如表1 所示。指标数据主要来源于《中国统计年鉴》《甘肃统计年鉴》《宁夏统计年鉴》《贵州统计年鉴》以及相关年份的各省统计公报。

表1 各指标设定及说明［13-14］

3 实证分析

3.1 区域创新规模的影响因素

科技投入规模的差异，使得东部沿海地区经济发达的省份，专利申请量远高于西部欠发达区域。所以，采用单因素回归的方式，分析人口、R&D 人员全时当量、R&D 经费投入、经济总量和前期知识存量5 个指标对创新能力绝对量的影响。结果见表2 所示，第一，除R&D 经费投入外，其余指标对专利申请总量来源的解释度都低于80%。第二，R&D人员全时当量、R&D 经费投入、经济总量、前期知识存量4 个指标的系数都大于1.0，人口规模指标的系数（0.8718）低于其他指标的系数，这与人口空间布局不均衡、西部地区存在人口外流的现象，人口集聚效应未显现有关。

表2 区域创新规模的单因素回归结果

3.2 创新能力地区差距的成因

（1）分别对甘肃、宁夏和贵州的数据进行回归，结果见表3。

模型整体回归结果见表3 第5 列。1）来自内生增长理论的创新基础R&D 人员全时当量和R&D 经费投入两个变量的系数分别为0.612 25 和0.354 4，且均未通过显著性检验，说明甘肃、宁夏和贵州R&D 人员和经费方面的投入对创新能力的提升有一定的促进作用，但效果不显著，还需继续加大科技人员和经费的投入。2）反映经济总量的人均指标，系数为0.932，且在1%的显著性水平下通过了检验，说明经济对创新能力有较大的支撑作用，例如广东、江苏等经济大省专利绝对量远超过经济总量较小的甘肃、宁夏等欠发达省份。3）产业结构（工业增加值占GDP 比重）对创新能力有明显的负向影响，系数为－1.088 3。专利申请主要来自工业相关的技术密集型产业，而相对于甘肃、宁夏和贵州来说，工业化水平不高，区域产业集聚度较低，产业集聚并未促进知识溢出与创新能力的提升。4）产学研联系质量指标：教育经费占GDP 比重的系数为0.723 9，未通过显著性检验，说明区域创新与本地基础教育之间的相关性较弱，源于西部欠发达省份存在劳动力“孔雀东南飞”的情况。财政科技投入，在5%的显著性水平下通过了检验，表明甘肃、宁夏和贵州省政府科技投入对区域创新能力影响显著，政府在科技创新方面的主导作用明显。政府加大科技投入，扶持科技型企业发展，营造良好的创新环境，对于提升区域科技创新能力具有积极的作用。5）控制变量国际技术溢出，系数为0.052 6，未通过10%的显著性检验，说明技术溢出效果不明显，与技术溢出存在挤出效应，是一把双刃剑的观点相符。

表3 回归结果

（2）分地区回归结果比较分析，结果见表3 第2、3 和4 列。

第一，创新基础：甘肃、宁夏R&D 人员全时当量的系数为负，分别为－1.185 27 和－6.954 9；而贵州为正，系数为0.599 539，说明贵州R&D 人员全时当量对创新能力的提升具有促进作用。R&D 经费投入强度的回归系数甘肃、宁夏为正，但系数值存在差异，宁夏高于甘肃，且在1%的显著性水平下通过了显著性检验，参考的相关学者观点可解释为：目前宁夏的R&D 投入活动是“站在巨人的肩膀上”（规模报酬递增），边际效率较高，甘肃处于“涸泽而渔”（规模报酬递减）阶段，边际效率较低。贵州此指标的系数值为负，表明R&D 经费投入不足，未对创新能力产生积极的促进作用。

第二，经济基础：除甘肃外，宁夏、贵州经济发展水平对科技创新能力的提升均为正向促进作用，但作用效果存在差异，贵州最高，宁夏次之。对于贵州来说，近几年人均GDP 出现了大幅增长，一方面与贵州通过构建全方位多层次的开放格局，产业结构优化，培育绿色化、服务化的前沿产业，从而形成全国领先的经济平稳快速增长态势，即“新贵州现象”有关；另一方面近些年贵州地方债务居高，政府通过举债进行基础设施建设，推动了经济增长，通过传导作用促进了创新能力的提升，如图5 所示，2016—2018 贵州地方债务远高于其他省份。但需要注意的是地方债务的过快增长可通过抑制科技创新、挤出私人投资等方式抑制实体经济的发展［15］。而宁夏经济发展对科技创新的支撑作用为正，这与宁夏经济体量、人口数量均小于其他省份，其发展科技的束缚有限相关。

图5 各省2016、2017 和2018 年地方债务

第三，产业结构：3 个省份衡量产业结构变量的系数全部为负，说明西部地区产业结构不尽合理，产业集群度较低，多是劳动密集型的传统工业产业，科技含量、工业附加值较低。相对于东中部较高的创新效率、优化的产业结构、良好的产业集群等技术溢出渠道，西部地区技术溢出的渠道就单一了许多，这说明创新能力的地区差距，不仅仅是由科技投入规模所引起的。

第四，产学研联系质量：基础教育投入回归系数在甘肃和宁夏为正，且分别在5%和10%的显著性水平下通过了检验，说明基础教育投入对于培养高水平创新人才具有显著作用。高校和科研院所培养的人才和联合培养的人才，可以满足产业发展对紧缺性高层次应用技术型人才的需求。贵州此指标系数值为负，进一步印证了西部存在人才流失问题的观点。甘肃政府科技投入的效果比宁夏和贵州差，系数值为负，这与甘肃财政科技投入的增速慢于贵州，基数小于贵州，且运用效率较低密切相关。

第五，控制变量：甘肃和贵州为正，宁夏为负，说明甘肃和贵州技术溢出效应有助于创新效率的收敛，具备了比宁夏较强的技术吸收能力。而对宁夏是扩大而不是缩小区域技术差距，可能源于：一是后起之秀、技术赶超者宁夏技术市场开放度不高；二是省际间产业结构和技术结构存在差异。此外，虽然甘肃和贵州系数值为正，但数值较小，分别为0.069 086 和0.094 364，与西部地区较低的技术吸收能力，较难从中获得技术溢出效应的现实相符。

3.3 创新能力对地区经济差距的影响

创新驱动战略实施以来，科技对我国经济社会高质量发展的支撑作用成为必然，创新与经济发展之间的作用具有双向性。前文分析了区域创新能力差距的影响因素，接下来研究创新能力的地区差距是否会对地区经济差异产生影响。

参考魏守华等相关研究，实证检验区域创新能力对全要素生产率（TFP）、高技术产业产出（HT）、区域经济（GDP）的影响［16］。创新能力对经济发展的影响存在滞后性，因此本文选择滞后2 期的经济发展程度进行回归。其中全要素生产率的回归模型为：高技术产业产出的回归模型为展开的二阶泰勒方程：区域经济的回归模型为展开的二阶泰勒方程：回归结果见表4 所示。

表4 区域创新能力对经济增长的影响

结果显示：第一，全要素生产率方面，创新能力的系数为－0.065 7，说明专利量每增加10%，将导致全要素生产率下降0.6%左右。这可能与西部地区产业结构不合理，高新技术产业发展滞后，专利与产业发展特点不相符有关。西部地区主要的创新主体并非企业，而是高校和科研院所，创新主体的错位，导致专利无法有效地转化为现实生产力。“产学研”未实现较好的横向联系，约束了专利经济价值的实现。第二，高技术产业发展方面，一次项系数为0.020 8，二次项系数为负且近似为0。一方面说明专利量每增加10%，高技术产业产出将增加0.2%；另一方面表明在研究期内，创新略呈边际报酬递增，高技术产业发展与创新能力之间存在接近于线性的关系。第三，区域经济方面，一次项系数为0.879 7，二次项的系数为负且几乎为0。一方面说明专利量每增加1%，将有助于经济增长将近0.9%；另一方面说明研究期内创新呈边际递减效应，接近于线性关系。综上所述，创新能力对3 省的全要素生产率具有抑制作用，对高技术产业发展和经济增长具有显著的促进作用。

4 结论

本文以Furman 等［7］的创新能力分析框架为基础，运用2005—2018 年甘肃、宁夏和贵州的省级面板数据和时间序列数据实证检验区域创新能力的决定因素，结果表明：（1）泰尔指数显示3 省区域创新能力差异在空间分布上存在小幅扩张趋势；σ 收敛表明3 省区域创新能力在变化趋势上总体呈现发散性，是导致区域创新能力存在差异的主要原因。（2）创新规模和创新效率均会对区域创新能力产生影响。创新规模与人口、R&D 活动投入和经济规模等基础区域创新因素之间存在正相关关系。创新效率则主要与区域所特有的一些因素具有明显的相关性，诸如产业结构、产学研联系质量等。（3）科技创新处于规模报酬递增阶段的宁夏，科技投入效率高、经济规模支撑度强、产业结构优化以及产学研联系质量程度高。而甘肃目前处于规模报酬递减阶段，需要进一步提高科技投入效率，促进产业升级，扩大对外开放程度。“新贵州现象”使得贵州经济规模、创新能力均有所提升，但近些年政府通过举债进行基础设施建设，地方债务居高，地方债务的过快增长可通过抑制科技创新、挤出私人投资等方式抑制实体经济的发展。（4）创新能力对3 省的全要素生产率具有抑制作用，对高技术产业发展和经济增长具有显著的促进作用。

通过分析研究所得的启示有：第一，既要注重经费投入，也要注重科技人才的引育。同时在经济发展进入新常态的情况下，既要通过创新驱动经济高质量发展，也要充分发挥经济对科技创新的基础支撑作用。第二，优化产业结构，加强产业集群环境建设。通过专业化产业集聚、区域产业结构优化和知识密集型服务业关联带动等措施，促进科技与经济的结合，以高级化的产业结构促进发展、以集群促进创新，从而有效的缩小区域之间存在的创新能力差距。第三，促进产学研有效结合，推动科技成果转移转化。进一步加强高校和科研院所的创新能力，倡导研究人员以市场需求为导向开展科学研究。企业与高校、科研院所加强合作，及时获取最新研究成果，缩短自身研发周期并节约成本，将科技成果转化投入市场，产生经济效益。第四，进一步扩大改革开放，加强对外交流与学习、省际合作，“走出去”与“引进来”相结合，通过促进技术要素的跨地区无障碍流动实现区域间技术的收敛，充分发挥科学技术的区域溢出效应。