对我国20城市科技投入产出效率的分析研究.pdf

2 0 s 年 第 期 s 。 i。 。 。 。 d T 。 j 。 R 。 。 。 h 对我国 2 O城市科技投入产出效率的分析研究 杨文明 ，宋淑蔚 ，安蔚瑾 ，吴 达 ，高 文 ( 1 天津大学管理与经济学部公共管理学院、公共资源管理研 究中心，天津3 0 0 0 7 2 ； 2 天津市科技统计与发展研究中心，天津3 0 0 0 0 0 ) 摘要 ：利用 2 0 0 5 -2 0 1 0年全 国2 0个城市科技 进步监测数据 ，应 用面板数 据模 型与 聚类分析方 法，分析 2 0个城 市科技投 入的产 出特点。结果发 现 ，全国科技 活动人力投入 与财 力投 入 的产 出弹性相 近 ，但 不 同城 市科技投 入 的产出结构存在较大差异。数据聚类表明可分为六种不同类型。实证分析各类城市科技投入产 出效率和弹性， 认 为 2 0个城市不但要 关注科技投 入的数量 ，更要 关注科技投入 的结构和 资源配置效率 根据 结果对不 同类别城 市科技投入和产出的调整及促进科技进步提 出了建议。 关键 词 ：科技投入 ；产 出弹性 ；面板数据模型 ；聚类分析 中图分类号 ：F 1 2 4 3 文献标识码 ：A 文章编号 ：1 0 0 0 7 6 9 5 ( 2 0 1 3 )0 7 0 0 5 2 0 4 Re s e ar c h o n Chi ne s e Ur ba n S&T I n puto u t pu t Effi c i e nc y： Empi r i c al Ana l y s i s Ba s e d o n Ch i ne s e S&T Pr o g r e s s Pa ne l Da t a o f 2 0 Ci t i e s Y A N G We n mi n g ，S O N G S h u w e i ，A N We i j i n ，wu D a ，G A O We n ( 1 S c h o o l o f P u b l i c A ( h n i n i s t r a t i o n o f T i a n i i n U n i v e i t y ，P u b l i c R e s o u r c e s Ma n a g e me n t R e s e a r c h C e n t r e ， T i a J i n 3 0 ( 1 3 7 2，C h i n a 2 T i a n j i n S & T S t a t i s t i c s a n d R &D C e n t e r ， T i a n j i n 3 0 0 0 0 0 ， C h i n a ) Abs t r a c t： Us i n g n a t i o na l S&T p r o g r e s s mo n i t o r i ng d a t a o t 2 0 c i t i e s i n Ch i na f r o m 2 0 05 t o 2 01 0，a p pl i c a t i o n o f p a n e l da t a mo d e l a n d c l u s t e r i n g a n a l ys i s me t ho d，t hi s pa p e r a n a l yz e s t h e i n p utou t p ut c ha r a c t e r i s t i c s i n d i ff er e n t c i t i e s T he r e s ul t s s h ow t h a t t he mo n e t a r y r e s o u r c e s h a s s i mi l a r i n pu t o ut pu t e l a s t i c i t y wi t h h u ma n r e s o ur c es i n n a t i o n a l s c i e n c e a nd t e e h no l o - g Y a c t i v i t i e s ， b u t e a c h c i t y S S & T i n p u t o u t p u t s t r u c t u r e i s p u t i n b i g g e r d i f f e r e n c e T h e r e fi ) r e ， e a c h c i t y s h o u l d a d j u s t me a s ur es t o l o c a l i np u tu u t p u t eh a r a e t e r i s t i c c on d i t i o ns ，S O a s t o f o r m i t s f e a t u r e s c o mpe t i t i v e n e s s a n d p r o mo t e i t s pr o g r e s s o f s c i e n c e a nd t e c hn o l o g y Ke y wor d s： S &T i n pu t a n d o ut p ut ； o u t p ut e l a s t i c i t y；pa n e l da t a mo de l ； c l us t e r i ng a n a l y s i s me t h o d 新经济增 长理论认为 ，当今世界的经济增 长归 结为来 自知识 和人力资本的增长 ，技术 因素是经济 增长 的决定因素 ，科技投入则是科技进步和技术 创新 的动力和能源 ，与经济增长存在着密切 的联 系。 然而，科技投入 并不是 国民经济发展 的直接原 因， 科技投入是通过科技产 出对经济 的发展 实施影 响。 因此 ，研究城市科技投入的产 出效率 ，把握科技投 入的产出特点 ，对促进科技产 出的提升和转化 、促 进经济发展有着重要的意义。 1 文 献综述 现有文献对科技投入 产出的宏观评价方法主要 有计量经济学方法 ( 参数方法 ) 、D E A方法 ( 非参 数估计 法 ) 、综合评价法等 。许治 、师萍 利 用 D E A方法刘 我国 1 9 8 5 -2 0 0 3年科技投入与经济发展 的相对效率进行 了测验 ，结果表明 ，我 国科技投入 的产出对经济增长的贡献偏低 ，科技投入效率的变 动与 经济 增长 率之 间无 明显关 系。谢 友 才 、张 红 辉 基于 1 9 9 9 -2 0 0 3年浙江省 1 1个地 区科技投入 产出的绝对指标 ，运用 D E A视窗分析方法 ，研究了 其科技投入产 出效率的趋势与稳定性 ，得 出 _ “ 效 率与科技投入相对性指标没有显著的关 系，而与科 技产出的相对性指标有显著的正相关关系” 的结论 。 冯英浚 、李成红在费莱尔测度方法和数据包络分析 ( D E A)方法的基础上提 出 了二 次相 对效率评价 模 型 ；在此基础上 ，王莉 、刘芹 等 利用 时问序列 的 科技投入产出体系 ，基于 D E A二次相对效率评价模 型 ，对广东省 1 9 9 5 -2 0 0 8年科技投入与科技产 出的 收稿 日期 ：2 0 1 20 6 2 8 ，修回 日期 ：2 0 1 2 0 92 8 基金项 目：教育部人文社 会科学研究规划基金项 目 “ 我 国自主创新 政策对 国家 高新区企业 网络的作用研究 ” ( 1 0 Y J A Z H1 0 I ) ；中国博士后 科学基金特别资助项 目 “ 我 国 自主创新政策工具对高新 区企业 网络的嵌入性研究 ” ( 2 0 1 0 0 3 2 9 6 ) ；天滓市科技发展 战略研 究计 划项 目 “ 2 0城市科 技实力 比较研究” ( 0 9 Z L Z L Z T 0 0 6 0 0 ) 杨文明等：对我国2 0城市科技投入产出效率的分析研究 5 3 相对效率进行了有效测算 ，证实 “ 广东省近 1 4年 的 科技 投入产 出相对 效率 基本 保持在 一个 较好 的水 平” 。秦浩源 在科技投 入与产 出指标体 系的基 础 上 ，运用主成分 分析 的统计 方法 将指标进 行综合 ， 对我国科技经费的配置效果进行 了评价。 归纳现有文献可 以发 现 ：第一 ，多研究科技 投 入与经济发展之 间的相对效率与影响 ，未对科技 投 入 自身效率科技财力投入与科技人 力投入的产 出效率进行研究 ；第二 ，多基 于某一地 区的时间序 列数据 ，假定经济数据是平稳 的，但实 际上宏观 经 济数据具有很强的时问趋势 ，如果未经检验 即进行 回归 ，可能导致伪回归 ；第三 ，应用 D E A方法研 究 科技投入产出效率时 ，常将绝对指标数据 与相对 指 标数据混用 ，造成逻辑解释上的困难。为此 ，本 文 拟采用面板数据模 型与聚类分析方法 ，利用 2 0 0 5 2 0 1 0年 全 国 2 0 个 城 市 科 技 进 步 数 据 ，运 用 E V I E WS 6 0与 S P S S软件对各城 市科 技投入 的产 出 效率进行针对性 的研究 ，以期发现各城市科技投 入 的产出特点，为完善科技进步体系提供借鉴。 2 面板数据模型假设 2 1 模 型假 设 本研究利用城市科技进步监测数据探索城市科 技投入 自身的产 出效率 问题 ，并仿照 CD生产 函 数 ，建立指数化估计模型 ： Y i =4n i, lL ， i t 3 e 为 了克服序列的异方差 ，对模 型进行对数化处 理 ，得到 ： l nY , =C n+ “ f n K+ 【 f l n L+6【 f 其 中，i 表示 2 0个 参评城市 ，t 表示时间 ， 、 分别表示 i 城市在 t 时问的科技产出量 、科技 活动财力投入量和科技活动人力投入量 ；c 为截距 ； p i 为待估参数 ，分别表示各城市在不 同时间点 的科技活动财力投入产出弹性和人力投入产出弹性 ； 6 代表误差项 。本 文重点研究样本城市 问科技投入 贡献的差异，不 以样本对总体效应进行推论 ，故设 定 c p “Y i t 成为个体时期恒量 ，并采取 固定效应 模型 J 。因此将模型修正为 ： l nr i f=C + l n K“+ l n L“+6 “ 2 2样 本 数据说 明 样本数据来源 于 2 0 0 5 -2 0 1 0年全 国 2 0个城 市 科技进步监测 的统计数据。城市科技进步监测体 系 由三个 等级 指标 组 成 ，本 文直 接采 用 了 “ 科 技 产 出”一级指标的监测数据 ，并用 “ 科技活动人力 投 入”与 “ 科技活动财力投入 ”两个二级指标的监测 数据反映城市 “ 科技投 入” ；同时，监测数 据应用 了指数法消除统计数据 的量纲影响 ，形成各级无量 纲 的指数化统计数据。 样本数据选取北京 、天津 、沈 阳等 2 0个城市作 为参评城市 ，根据 中国科技指标 黄皮书对我国 活动布局的论 述 J ，参评城市界定为 ：传统区域科 研与技术创新 的中心城市 ( 包括沈阳、北京 、天津 、 上海 、南京 、武汉 、广州、成都和西安为 区域性科 教 中心城市 ，中央各部委 、中科 院科研机构 和中央 直属高校汇集于此) ，改革开放以来异军突起 的新型 创新城市 ( 包 括深圳 、大 连 、苏 州 、杭 州 、宁波 、 厦门 、青岛等) ，其他大城市 ( 常住人 口在 5 0 0万人 以上 、G D P在 1 5 0 0亿元 以上 、R & D经费支出在 2 0 亿元 以上 的城 市 ，选 取 长 春 、哈 尔滨 、济 南 、重 庆 ) 。 3 面板数据模型检验与估计 3 1 单位根 检 验 非平稳时间序列 的均值或 自协方差 函数随时 问 而改变 ，对非平稳序列进行回归可能造成伪 回归 。 本文在对面板数据模 型进 行 回归之前 ，对变量数据 先行进行单位根检验 ，以保证其平稳性 。 分别按照同质单位根 检验法 ( L L C) 与异质单 位根检验法 ，对变量 l n Y 、I n K、l n L的检验结 果均 通过 O L =0 0 1的显著 性检 验 ，表 明变量 l n Y 、l n K、 l n L不存 在单位根 ，这些变量 序列 皆为平稳 时问序 列 ，无需进 行 面板数 据 的协整 检验 即可进 行模 型 估计。 3 2 模型参数估计 本文采用假 设 H【1 与 H 协方 差构 造式( 1 ) 和式 ( 2 )所示的检验量进行模型的选择检验。 H。 ：回归斜率系数和截距都相 同； H 回归斜率系数相 同 ( 齐性 )但截距不同。 在零假设 H 。 与 H 。 下 ，统计量 F 与 F 服从特 定 自由度的 F分布。 S NT N K 1 州( ) ( ( + ) ( K+1 ) ， N( TK一1 ) ( 1 ) S NT N K ( 。 一 ( 一 ( +1 ) 、 一 K一1 ) ( 2 ) 式 中，S ， 、S 、S 分别代 表变系数模 型、变截 距模型、混合估计模型 的残差平方和 ，为截面个 数 ，7 1 为面板时期数 ，K为 自变量个数 。 协方差检 验结果 表 明，检验 量 F =4 2 1 8 9 1 2， F =2 1 2 9 0 5 3 ，均大于其在 1 显著性下的同分布临 界 值( F ( 6 0 ，6 3) 1 4 0 ，F ，( 4 0 ，6 3) 一 1 4 4 ) ，因此应拒绝 H 。 与 H 选用变 系数模 型进 行面板数据模型的拟合 。由于本文设定 了估计模型 的固定效应 ，故选用 固定 效应 的变 系数模 型，即设 定 、 为变系数。计量结果如表 1 所示。 杨文 明等 ：对我 国 2 0城市科技投入产 出效率的分析研究 表 1 固定效应变 系数模型估计结果 注 ： 表 不 t 值 在 统 计 上 不 显 署( d=0 1 ) 结果表 明，模 型调整后 的决定 系数为 0 9 9 9 9 ， 拟合优 度 很 高 ，模 型 选 取 恰 当；D W检验 值 为 2 2 7 6 ，证明残差无序列 自相关 ，无需考虑模型的滞 后期 。 从全国角度考察 ，科技活动财力投入的产 出弹 性为 0 5 3 7 3 ，略 高 于科 技 活 动 人 力 投 入 的产 出 ( 0 4 6 3 3 ) ，且二者 皆与科技产出呈现正相关关系。 从城市角度考察 ，在 2 0个参评城市 中，分别有 8个城市 的科技活动财力投入或者人力投入 的产 出 弹性位 于全 国平均 水平 以上 ，占全 部参 评城 市 的 4 0 。长春 、成都 的科技活动财力投 入与科技产 出 呈现负相关 ，但估计值在统计上不显著 ；深圳 、广 州 、大连 的科技 活动 人力 投入 与科 技产 出呈 现负 相关 。 3 3 S P S S聚 类分析 总体来看 ，大部分城市 的科技活动财力投入 和 人力投入皆与科技产出呈现正相关 的趋势 ，但 由于 参评城市多 ，估计参数分布较为分散 ，各城市之 间 的关联性不甚明确 ，为此 ，运用 S P S S软件对 固定效 应变系数模型的估计参数进行聚类分析。结果表明： 北京 、沈 阳、长春 、哈 尔滨 、南 京 、苏州 、厦 门、 济南 、武汉 、重庆等 1 0个城 市及全 国水 平为第一 类 ；天津为第 二类 ；大连、宁波 、青 岛 、成都为第 三类 ；上海 、杭州 、西安为第四类 ；广州为第五类 ； 深圳为第六类。然后对 固定效应变系数模 型估计参 数按聚类层级进行描述统计 ，如表 2所示 。 表 2 固定效应变系数模型估计参数按聚类层级的描述统计 层 级 类别 个 数 最 小值 最 大 值 平 均 值 层 级 类 别 个 数 最小 值 最 大 值平 均 值 结果 显不 ： 第一类地区的北京 、沈阳等 1 0个城市，其科技 投入与科技产出呈正相关关 系，科 技活动财力投入 的产出弹性平均水平与人力投入的产出弹性平均水 平基本相同，且与全国水平基本趋同。 第二类城市天津市 的科技投入与科技产 出呈正 相关关系。其 中，天津市科技活动人力投入 的产 出 弹性很高，是其科技活动财力投入产 出弹性的 7 5 8 倍 、全 国科技活动人力投入产 出弹性的4 1 7倍 。 第三类城市包括 大连 、宁波、青岛三 个沿海 城 市 ( 成都市 的估计参数在统计上不显著 ) ，其科技 投入与科技产 出呈正相关关 系，其 中，科技活动财 力投人 的产出弹性平均水平 略高于人力投入的产 出 弹性平均水平。但横 向比较来看，此类城市的科 技 活动财力投入与人力投入 的产出弹性 皆较低 ，分别 相当于全国平均水平的 3 9 与 2 7 3 。 第 四类城市包括上海、杭州 、西安 ，其科技 投 入与科技产出亦呈现正相关关系。其科技活动人 力 投入产 出弹性与财力投入的产 出弹性 皆高于全国水 平 ，尤其是人力投入 的产 出弹性十分 突出，是此 类 城市财力投入产出弹性 的 1 6 7倍 、全 国平均水平的 2 1 7倍 。 第五类城市广州市的科技活动财力投人与科 技 产 出呈正相关关 系，其 产出弹性是全 国平均水平 的 1 6 9倍 。但广州的科技活动人力投入 与科技产出呈 负相关关系 ，且产 出弹性较大 ，是全 国平均水平 的 2 1 6倍 。 第六类城市深圳市 的科技活动财力投入与科技 产 出呈正相关关系，其产 出弹性与全 国平均水平 基 本持平 。与此同时，深圳 的科技活动人力投入与科 技产出却呈负相关关系 ，而产 出弹性是全 国平 均水 平 的4 9 7倍。 4结论 ( 1 )从宏观角度看 ，全 国科技投人与科 技产 出 之间呈正相关关系，其 中科技活动财力投入与人 力 投入的产出弹性相近 ，全国科技活动财力投入与人 力投入对科技进步的贡献基本相当。 ( 2 )从区域角度看 ，各城市 间的科技活动财力 杨文明等：对我国2 0城市科技投入产出效率的分析研究 5 5 投入的产出弹性差距不 大，传统 区域科研与技术创 新中心城市的科技 活动财力投入产 出弹性略高于新 型创新城市 ，但不具有显著优势 。与此同时 ，传统 区域科研与技术创新 中心城市和新型创新城市在人 力投入产出弹性方面无明显差异及分布的规律性 。 ( 3 )各城市科技投入产 出弹性组合 结构 的差异 化明显。上海 、杭州、西安 的科技投入与科技产 出 呈正相关 ，且产 出弹性 皆较 大，表现 良好 ；北京市 科技投入的产出弹性 与全 国水平基本持 平 ，没有表 现出特别的优势与竞 争力 ；天津市科技活动人力投 入的产出弹性与财力投入 的产 出弹性失衡 比较 明显 ， 科技活动财力投入贡献过低 ，科技投入 的产 出结构 不尽合理 ；大连 、宁波、青 岛作为沿海新型创新城 市 ，科技投入的产 出弹性很低 ，表 明科技投入对科 技产 出的贡献有限，对城市科技进步与技术创新 的 带动作用有待 于提高 ；深 圳 、广州经济发展虽然快 速 ，但其科技活动人力投入却与科技产 出呈负相关 关系 ，且产出弹性较 大，意味着该类城市 的科技活 动人力投入量超过了促进科技发展 的最 优规模 ，应 更加注重科技活动人力投入的结构与使用效率。 ( 4 )启示 ：从微观配 置上 ，各城市在科技投入 时 ，不仅要关注科技投入 的数量 ，更要关注科技投 入的结构和资源配置效率 ，要针对 自身投入特点和 存在 问题采取措施 ，形成 自身的特色竞 争力 ；从宏 观管理上 ，有关部 门要优化 资源配置机 制 ，调整资 源投入结构 ，使科技 资源 向富有 活力 、效率和竞争 力的区域流动 ，提高科技 投入的使 用效 率 ，形成有 效的科技产出，促进我国经济和科学技术 的发展。 参考文献 ： 1 苏栋芳 ，胡 日东 ，衣 长军 中 国经济 增 长 与科 技 投 入 的关 系 基于协整与 V AR模型的实证 分 J 科 技管理研究 ，2 0 0 6 ( 9) ：2 6 2 9 2 刘亚旭 ，龚小军 ，高蓉 ，等科技投入产出评价方法探析 J 中国科技论坛 ，2 0 0 7 ( 4 ) ：3 6 4 1 3 许治 ，师 萍基 于 D E A 方 法 的 我 国科 技 投 入 相 对 效 率 评 价 J 科学学研究 ，2 0 0 7 ，2 3 ( 4 ) ：4 8 1 4 8 4 4 谢友才 ，张红辉 区域科技投入产 出效率 的视 窗分析 J 研 究 与发展管理 ，2 0 0 7