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1、我国区域R&D强度与产业结构的灰色关联分析摘要: 在对我国各省份研究与发展强度现状进行分析的基础上,指出我国各省份之间的研究与发展强度具有很大的差异,然后利用灰色系统理论中的灰色关联模型分析了2000-2007年间我国31个省、市、自治区研究与发展强度与其第一产业、第二产业、第三产业和高科技产业之间的关联度。根据其关联度的大小,本文得到这样的结论,即我国各省份研究与发展强度的差异与其产业结构之间存在着密切的联系,其中高科技产业对研究与发展强度影响最大,第一产业对研究与发展强度的影响最小,各省的研究与发展强度受到其产业结构的限制。在此基础上,本文提出各省份在提高研究与发展强度的同时,我国各省份在
2、制定科技研发政策的时候,必须立足于本省的产业结构,要具体情况具体分析,要将提高研究与发展强度与调整产业结构相结合,只有这样研究与发展资源才能够得到更好地利用,才能够真正提高各省份的科技创新能力。 关键词 :区域;研究与发展强度;产业结构;灰色关联内生经济增长理论认为创新是经济发展的引擎,相关研究表明R&D(研究与发展Research and Development)强度与人均GDP增长之间存在显著的正相关关系1,2。一个地区的创新能力在很大程度上取决于其R&D活动能力的强弱。从世界各国的研究与发展来看,我们可以看到这样一个现象,即研究与发展经费投入多少的地理分布与世界经济实力强弱的地理分布具有
3、密切的关系,越是经济实力强的发达国家,其在科技研发方面的投入就越多,反之亦然。一般来说考察一个国家或地区对科学创造与创新能力给予资金支持的程度用R&D强度这个指标来衡量,R&D强度是指R&D投入占GDP的比例。我国的R&D强度很低,2007年美国的R&D强度为2.68%,日本为3.39%,德国为2.53%,韩国为3.47%,而我国仅为1.49%,所以几乎在所有研究我国R&D强度与经济发展问题的文献中提出的建议都是要通过提高R&D强度,来提高科技创新能力,进而促进经济发展。事实上,R&D强度受到很多因素的影响,如产业结构。Scherer在1967年最早通过实证分析研究了R&D强度与产业结构的关系
4、,研究结果表明产业结构的差异可以解释R&D强度的差异3;Cohen和Levin指出R&D强度约50%的差异可以从产业结构层面上得到解释4。因此,一个国家三次产业的分布格局对R&D强度有直接的影响;Iorweth运用R&D强度差异分解的方法分析了加拿大与美国R&D强度差异,其基本结论是R&D强度差别的1/41/3可以由产业结构的差异加以解释5;Griffith和Harrison认为英美之间几乎所有的R&D强度差别都可以由部门的差异来解释6。所以产业结构与R&D强度之间存在着密切的联系。我国地域广阔,由于地理位置、社会文化、风俗习惯等各种原因,各省份在经济发展和R&D强度方面都存在着巨大的差异。根
5、据上面的分析,单纯强调加大各省份的R&D投入力度,来提高各省份的经济发展水平是不科学的。周彩霞利用我国除北京和西藏以外的29个省市2000-2003年截面数据进行回归分析显示,各地产业结构差异与R&D强度差异之间存在着较显著的正相关关系,同时使用我国2000年截面数据以上海R&D强度差异的产业结构影响为基准,利用Bennet分解法将其它省市的R&D强度差异的产业结构影响与上海进行对比分析,得出了省际产业结构差异在一定程度上决定了R&D强度差异的结论7。对我国各省份的R&D强度与产业结构的关系研究目前还很少,所以本文使用我国各省份2000-2007年的相关数据,利用灰色系统理论详细研究了我国各省
6、份产业结构与R&D强度之间关联程度,并详细分析了目前各地产业结构与R&D强度之间存在的问题,提出了各地如何在加大科技投入力度的同时根据自身的情况提高科技经济的利用效率问题,以期为各地制定合理的科技政策提供实证依据。1 我国区域R&D强度现状分析我国各省份2000-2007年R&D强度数据如表1所示。谢兰云等:我国区域R&D强度与产业结构的灰色关联分析中国人口资源与环境 2010年 第1期根据发达国家的经验,一个国家在发展初期R&D强度一般在0.5%0.7%左右,国际公认的经济起飞阶段R&D强度为1.5%8。从表1中的数据可以看出我国有些省市的R&D强度已经超过了经济起飞阶段的水平,如北京的R&
7、D强度已经超过了世界发达国家的R&D强度水平,但有的省份仅达到了经济发展初期R&D水平,还有相当一部分省份的R&D强度低于经济发展初期的水平,由此可见我国省际之间的R&D强度差异非常大。2007年R&D强度最高的北京市,其强度为5.4%,最低的西藏自治区,其R&D强度仅为0.2%,两者相差巨大。虽然各省份的R&D强度每年都有提高,但除北京、陕西和上海外,其它各省的R&D强度水平普遍较低,而且从2003年开始,高于全国平均R&D强度水平省份的数量在逐年减少,如2002年在全国平均R&D强度水平以上的省份为10个,到2003年降为9个,2004年和2005年则只有6个,2006年和2007年都为7
8、个。一方面我国各省份的R&D强度在逐年上升,另一方面高于全国平均R&D强度水平的省份数量却在逐年减少,这一现象反映了我国R&D投入的地区结构差异非常大,而且有两极分化的趋势,科技经费的投入更趋于向某些经济发达的省市集中。联合国教科文组织在1971年出版的科学应用与发展通过对多个国家的R&D投资规模进行比较研究,结果表明,处于工业化初期阶段的国家,R&D强度一般小于1.0%;工业化中期阶段国家的R&D强度一般在1.5%以上,产业结构也迅速向技术密集和资本密集的方向调整,并对先进技术有较强的消化与吸收能力;进入工业化后期的发达国家,其R&D强度一般都在2.0%以上,第三产业成为国民经济的主导产业9
9、。也就是说R&D强度与当地的产业结构存在着密切的联系,产业结构化程度越高,研发强度也越大。那么我国各省份之间的R&D差异是与其产业结构之间到底存在多大的关联性呢,下面本文利用灰色关联模型对这一问题进行详细的研究。2 区域R&D与产业结构的灰色关联分析2.1 灰色系统理论10灰色系统理论是1982年邓聚龙教授创立的,该理论以“部分信息已知,部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象,主要通过对“部分”已知信息的生成、开发,提取有价值的信息,实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。该方法适用于研究机制复杂、层次较多、难以建立精确模型进行定量测度的系统,由于该理论使用的数
10、学方法非统计方法,在系统数据较少或条件不满足统计要求的情况下该方法更具实用性。我国各地区R&D强度与产业结构的相关性问题涉及很多方面,机制较复杂,相关数据较少,所以在此采用灰色关联分析的方法进行研究。灰色关联分析的基本思想是根据序列曲线几何相关的相似程度来判断其联系是否紧密。曲线越接近,相应序列之间关联度就越大,反之就越小。因此,利用灰色关联分析可判别系统的主要因子和次要因子。2.2 区域R&D与产业结构的灰色关联分析利用灰色关联分析模型进行区域R&D强度与产业结构分析的基本步骤如下:2.2.1 系统特征序列和相关因素序列由于要研究各省份三大产业份额与R&D强度的关系,根据数据的可得性,本文选
11、取的样本区间为2000-2007年,以各省份的R&D强度序列为特征序列,记为X0,各省份第一、二、三产业产值占其国内生产总值的份额分别代表各省份的产业结构作为相关因素序列,分别记为X1、X2和X3。考虑到大多数研究结果都表明,高科技产业比非高科技产业具有更高的产出弹性11-12,为了考察在区域经济中是否高科技产业比例越大,其R&D强度也会越大,本文选取了各省份规模以上工业企业增加值中高技术产业份额作为第四组相关因素序列,记为X4。以上数据均来源于中国科技统计网(http:/www.省略.cn)。在此以北京为例进行详细说明,其各序列分别为: X0=(4.93,4.61,5.07,5.1,5.24
12、,5.55.5.5,5.4)X1=(0.04,0.03,0.02,0.02,0.02,0.01,0.01,0.01)X2=(0.38,0.28,0.26,0.26,0.27,0.29,0.28,0.27)X3=(0.58,0.46,0.46,0.45,0.42,0.69,0.71,0.72)X4=(0.34,0.31,0.29,0.29,0.25,0.24,0.27,0.26)2.2.2 初值化各原始序列在对原序列进行初值化时,主要可以采用初值化算子、均值化算子和区间值化算子,其目的是使系统行为序列无量纲化,且在数量上归一。在此采用初值像,公式为:Xi=Xi/xi(1)=(xi(1),xi(2
13、),xi(n)i=0, 1, 2, m (1)2.2.3 求差序列计算相关序列与特征序列的距离,其计算公式为:i(k)=|x0(k)-xi(k)|(2)2.2.4 求两极最大差与最小差计算两极最大差与最小差,分别记为M和m,公式为:M=maxi maxk i(k)(3)m=mini minki(k)(4)其中i=1,2,m;k=1,2,n。利用公式(3)和公式(4)分别计算得到两极差为:M=0.80,m=02.2.5 求关联系数计算关联系数的公式为:0i(x0(k),xi(k)=m+Mi(K)+M (0,1)(5)其中称为分辨系数,取=0.5。2.2.6 计算X0与Xi的灰色关联度X0与Xi的
14、灰色关联度的计算公式为:?0i =1nnk=10i(k) i=1,2, m (6)?利用公式(6)计算得到北京市R&D强度序列与其第一、二、三和高新产业的灰色关联度分别为:01=0.5,02=0.60,03=0.74,04=0.80于是针对北京市可以得出这样的结论,即对北京市R&D强度影响最大的是高新产业,其次是第三产业,然后是第二产业,影响最小的是第一产业。采用以上方法计算出全国各省份R&D强度与第一、二、三产业及高新产业所占比例之间的灰色关联度,如表2所示。数据来源:根据中国科技统计年鉴计算得到。3 实证结果分析对全国各省份R&D强度与第一、二、三和高新产业灰色关联度的实证研究结果(见表2
15、)的数据进行分析,本文得出如下结论:3.1 高技术产业对R&D强度的影响最大全国31个省市自治区中有17个地区的规模以上工业企业增加值中高技术产业份额对该地区的R&D强度影响最大,占到了总数的55%,它们分别是:北京、天津、辽宁、吉林、黑龙江、上海、江苏、浙江、福建、江西、山东、湖北、湖南、广东、重庆、云南和西藏。表3给出了根据2000-2007年各省份一、二、三和高新产业占国内生产总值比例的平均值计算得到的各省份产业的分布情况及各省份高技术产业规模以上企业产值占全国比例的平均值。结合表3来分析表2的计算结果可以看出,除云南和西藏的高技术产业几乎在全国没有什么份额外,其它高技术产业对R&D影响
16、最大的省份,其高技术产业都在全国占有一定的份额,在国民经济中所占比例较大。其原因在于高新技术产业变革速度较快,研发强度强,所以R&D投入对高技术产业比对非高技术产业具有更高的产出弹性,如果一省高技术产业在国民经济中占有较大的份额,必然会有较高的R&D强度。3.2 第一产业对R&D强度的影响最小研究结果表明,在31个省份中有24个省份的第一产业对R&D强度的影响最小,这一比例达到了77%。个别第一产业对R&D强度影响不是最小的省份包括辽宁、黑龙江、江苏、浙江、广西、青海和新疆。新疆和黑龙江从历史上看就是我国的粮食和各种经济作物的主产区,为了保持第一产业的优势和发展特色产业其在第一产业的R&D投入相对较多,同时国家也对这两个省的第一产业的研
