集聚经济的六类模型_一个研究综述_陈良文

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1、经济科学 2006 年第 6 期 集聚经济的六类模型 一个研究综述 陈良文 杨开忠 北京大学政府管理学院 北京 100871 摘 要 导致经济活动空间集聚的机制是多种多样的 从经济活动不同的集聚机制 出发可以构建不同的集聚经济模型 本文根据不同模型建模的方法及其反映的集聚机 制的区别 将现有集聚经济模型划分为六类 即 将外部规模经济视为 黑匣子 的集聚 经济模型 基于知识外溢的集聚经济模型 基于消费者多样性偏好的集聚经济模型 基 于中间投入品的集聚经济模型 基于劳动力市场供需匹配的集聚经济模型 基于消费过 程中不完全信息的集聚经济模型 文章介绍各类模型的研究进展和模型的基本框架 反映了城市与区

2、域经济学及其相关学科对经济集聚问题的最新研究成果 关键词 集聚经济 知识外溢 劳动力池效应 新经济地理学 一 前 言 对经济活动空间集聚现象的解释长期以来一直是城市与区域经济学及其相关学科的核心 任务之一 实际上 早在亚当 斯密 1776 那里 产业的空间集聚行为便得到关注 许多类 型的产业 即使是最初级的那种 也必须布局在一个大的城市当中 比如说一名搬运工在其他 地方是找不到工作并获得工资收入的 亚当 斯密所提出的空间集聚机制实际上就是现在所 说的 劳动力池效应 对空间集聚现象的系统研究始于马歇尔 1890 马歇尔认为经济活动 的集聚从根本上而言是集聚所带来的外部经济 具体而言这种外部经济主

3、要包括三个方面的 内容 一是地方化的劳动力市场或劳动力池效应 二是专业化的投入产品 三是基于人力资本 积累和面对面交流的累积所引发的知识外溢 在马歇尔的基础上 Ohlin 1933 进一步对外 部经济的类型进行划分 并由 Hoover 1936 进行了标准化的分类 他将马歇尔外部经济分为 两类 一是地方化经济 即生产相似产品的相邻厂商相互之间所带来的收益 二是城市化经济 即不同产业部门的企业在空间上的集聚会导致生产成本的下降 但长期以来 受微观经济学工具 数值模拟 经济集聚现象与一般均衡分析框架互不相容 国家自然科学基金重点项目 我国区域城镇化管理的系统研究 项目资助号 70433002 作者

4、感谢张庆华博士对本文 的有益建议 感谢审稿人的修改建议 文责作者自负 107 等因素的限制 对经济集聚现象的解释一直没有很好的模型化 1970 年代以来 随着微观经 济学 公共经济学 计算机模拟技术 运筹学等的发展 城市与区域经济学领域涌现出了一大批 解释经济集聚现象的理论模型 由于导致经济空间集聚的机制是多种多样的 不同的理论模 型从不同的机制着手进行解释 但最终的结论都是即使是在均质空间下 经济自身的力量也会 导致经济活动空间分布的不均衡性 本文根据不同模型的建模方法及其背后的经济集聚机制 的不同 将 1970 年代特别是 1980 年代以来西方城市与区域经济学领域关于空间集聚现象的 理论

5、模型进行分类综述 同时涉及少量的相关实证研究 以反映该领域的最新进展 具体而言 根据建模的方法及其背后的经济集聚机制的不同 可以将现有模型分为以下六 类 一是将经济集聚带来的外部规模经济视为 黑匣子 将知识外溢 地方化劳动力市场 中间投 入品效应等各类不同的集聚效应统统纳入此 黑匣子 当中 以此为出发点分析经济活动的空间 分布规律 二是从知识外溢效应出发建立集聚经济模型 三是基于消费者多样性偏好的集聚经济 模型 四是从最终产品生产部门与中间产品生产部门之间的投入产出关系出发建立集聚经济模 型 五是劳动力市场的供需匹配模型 六是基于消费过程中不完全信息的集聚模型 二 将外部规模经济视为 黑匣子

6、的集聚经济模型 建立集聚经济模型较为简单的方法就是将马歇尔的外部规模经济概念直接引入经济模型 当中 而不去区分外部规模经济这一概念之下不同的作用机制 Mills 1967 和 Henderson 1974 较早的将外部规模经济引入城市经济学领域 作为城市形成和发展的主要向心力来考 虑 构成了城市集聚经济研究的重要基础 为大量的后续研究所借鉴 如 Chipman 1970 Ab del Rahman 1990a Michael etc 1996 Black 和 Henderson 1999 Chun Chung Au 和 Henderson 2005 等的研究 将外部规模经济直接纳入模型框架之中

7、 其主要策略是在生产函数中增加外部规模经济 的因素 而根据不同模型的需要 在具体的建模过程中可以将外部规模经济效应局限于某 一个产业内 地方化经济 也可以反映到所有产业之间 城市化经济 一 地方化经济效应的模型设定 Henderson 1974 的研究 通过特殊的生产函数设定 将地方化经济效应纳入模型框架之 中 作为城市重要的集聚力量考虑 地方化集聚经济效应通过以下生产函数予以体现 X 1 p1 1 L 1 1K 1 1N 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 108 参见 Starrett 1978 的空间不可能定理 Spatial Impossibility Theorem 该定理证明了

8、考虑了运输问题的一般均衡分析 框架之中 均质区域假设条件下不存在地区间的贸易和专业化 也就不存在经济的集聚现象 需要指出的是 对集聚经济现象的研究并非仅仅局限于经济学领域 地理学 社会学 管理学等学科的理论与方法也在 集聚经济现象的研究中得到大量应用 当然 这些并不属本文综述的范围 除了此处总结的六类模型之外 Duranton and Puga 2004 的研究认为 不同企业之间分担风险也是导致经济集聚的重 要力量 并且构建了基于风险共担的经济集聚模型 此外 Stiglitz 1977 和 Wilson 1987 等认为地方公共物品 Local Public Goods 的共享也是导致经济活动

9、集聚的重要力量 并构建了基于此的集聚经济模型 但从总体上而言 这两类 模型的研究数量不多 故本文不再分别综述 除了在生产函数中引入外部规模经济因素 也可以在成本函数上引入外部规模经济效应 如 Abdel Rahman and Fuji ta 1993 其中 L1 K1和 N1分别表示场地投入 资本投入和劳动投入 1是衡量外部规模经济的 指标 0 1 1 意味着 1 1 1 1 1 1 即存在正的外部规模经济 显然 从模型的假 设可以看出 外部规模经济仅限于 X1产业内部 即仅考虑地方化经济效应 在模型当中 这 一正的外部规模经济是导致经济活动集聚的重要力量 除正的外部规模经济之外 模型还设 定

10、了经济中存在外部规模不经济效应 城市在外部规模经济和外部不经济两种效应的作用下 最终会形成均衡的城市规模 二 城市化经济效应的模型设定 除了考虑地方化经济效应之外 在模型之中还可以将城市化经济和地方化经济效应同时 加以考虑 如 A bdel Rahman 1990 通过设定不同产业的生产函数将城市化经济和地方化经 济效应同时纳入模型框架 Abdel Rahman 1990 模型中的城市化经济效应和地方化经济效应通过生产函数予以 体现 一个区域有两个同质的产业 其生产函数分别为 x1 f H1 H2 h1 withf1 f2 0 和 x2 g H2 h2 w ithg1 0 其中 x1 x2分别

11、为产业 1 和产业 2 中代表性企业的产出 h1 h2分别 表示产业 1 和产业 2 代表性企业的劳动投入 H1和 H2分别为产业 1 和产业 2 的总劳动投 入 显然 产业 1 和产业 2 的生产函数表明 产业 1 具有城市化经济效应 产业 1 和产业 2 对 产业 1 的产出都均有正向的外部规模经济效应 而产业 2 仅具有地方化经济效应 仅产业 2 自 身对本产业的产出具有正向的外部规模经济效应 三 Michael 等的基于外部规模经济的集聚模型 为了进一步说明通过外部规模经济效应如何导致经济活动的空间集聚 我们以 Michael Perrot 同时可以发现 土地租金函数也呈现钟形分布 即

12、中间地区的租金水平高 两端低 显然 这说 明企业为了追求与其他企业之间的交往 增强交流外部性 而形成了经济活动的分布不均衡状 况 形成了经济活动的中心和非中心 Ohara 1977 通过交流外部性推导出内生的城市中心 为知识外溢的集聚模型奠定了良好的基础 Fujita 和 Ogawa 1982 Imai 1982 H elsley 1990 Ota 和 Fujita 1993 的研究一定程度上是对 Ohara 模型的拓展 二 Jovanovic 等的知识扩散模型 与Ohara 1977 模型不同 Jovanovic 等 Jovanovic 和 Rob 1989 Jovanovic 和 Nyar

13、ko 1995 的模型着重于不同主体之间知识交流与扩散的过程 Glaeser 1999 的模型与此密切相关 Jovanovic 等的模型核心思想是在空间上接近知识和技术水平较高的个体 会有利于技术的 获得和知识的交流和扩散 其模型的基本策略是将工人的生命划分为年轻和老年两个周期 并 且将工人的技术类型划分为高技术类型和低技术类型两类 高技术工人从事生产的产量要高于 低技术工人 所有工人出生时都没有技术 但可以在年轻时期选择向老年的高技术工人学习技 术 而学习的前提条件是居住在高技术工人密集的城市当中 且低技术工人获取技术的概率与城 市内高技术工人的数量相关 其表达式为 N s i 其中 N s

14、 i表示城市 i 中高技术工人的数量 且 0 并且假定老年的高技术工人向低技术工人传授知识可以获取一定的报酬 所有工人可以选择居住于城市还是乡村 居住于城市当中必须支付通勤成本和住房成本 这 些成本与城市总的人口规模正相关 是城市的分散力量 城市的集聚力量则包括 年轻工人在城 市才能学习技术从而提高生产效率 老年高技术工人居住在城市可以向年轻工人传授技术从而 获取报酬 所有工人区位选择的均衡结果是在城市和乡村居住的预期效用相同 模型的结果表 明 当高技术工人生产率相对于低技术工人而言足够高 且学习技术的概率 Nsi 是关于城市高 技术工人数 N s i足够凹的函数时 经济存在均衡状态 所有城市

15、的规模以及高技术工人的数量将 会相同 且所有的年轻工人都将选择生活在城市中学习技术 所有的老年高技术工人都会选择生 活在城市中传授技术 显然 这表明在知识扩散效应作用下 人口会向城市地区集聚 三 Duranton 和 Puga 的知识生产模型 Duranton 和 Puga 2001 的模型着重于不同产业的空间集聚有利于新知识的创造和生产 多 样化可以促进创新的思想可以追溯到马歇尔 Marshall 1890 和雅各布斯 Jacobs 1969 但由 Duranton 和 Puga 2001 首次加以模型化 Duranton 和 Puga 2001 模型将产品生命周期理论引入集聚经济模型当中

16、将产品的生产划 分为实验阶段和大规模生产阶段 当一个厂商决定从事某一产品的生产时 会面临多种生产流程 的选择 厂商要通过多次实验才可以找到最优的生产流程 如果此厂商周边地区存在很多种可以 参考的生产流程 则此厂商可以逐一模仿这些生产流程从而节省实验的成本 显然 厂商可以参 考的生产流程种类越多 其实验的成本越低 因此不同种类产业的空间集聚有利于降低实验成 本 促进创新 而这种促进创新的多样化城市被 Duranton 和 Puga 称为 孵化 城市 Nursery Cit ies 虽然厂商在多样化的城市之中可以提高知识创造的效率 但大量厂商的集中会增加城市的 通勤成本和土地租金 带来外部不经济 因此 当厂商结束实验阶段 进入大规模生产阶段时 厂 111 商会面临重新选址的问题 由于模型假定大规模生产阶段的厂商可以分享多样化的中间投入 品 即存在地方化经济效应 因此大规模生产阶段的厂商倾向于集聚于专业化的城市 从Duranton 和 Puga 2001 模型的结论可以看出 该模型解释了现实世界当中多样化城市和 专业化城市并存的特征事实 是对传统的城市体系理论的重要发展 同时解释了产业的空间