中國新絲綢之路經(jīng)濟帶科技效率的測度及分解——基于DEA-Malmquist指數(shù)的方法

睢黨臣，董玉迪

(陜西師范大學國際商學院，西安710119)

0 引言

2013年9月7 日上午，中國國家主席習近平在哈薩克斯坦納扎爾巴耶夫大學作重要演講，提出共同建設“絲綢之路經(jīng)濟帶”，新絲綢之路經(jīng)濟帶的建設自此成為中國對外開放的重大戰(zhàn)略構想。2014年4月10日，李克強總理特別強調，要推動“絲綢之路經(jīng)濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”建設。自金融危機和歐債危機以來，中國對外貿(mào)易環(huán)境惡化，同時國內(nèi)經(jīng)濟也處在轉型攻堅的關鍵階段。新的經(jīng)濟形勢下，建設新絲綢之路經(jīng)濟帶，有利于充分利用沿線各國資源稟賦的互補性，拓展中國經(jīng)濟發(fā)展空間，改變外貿(mào)過度依賴歐美的局面，形成對外開放的新格局。王保忠等［1］提出“新絲綢之路經(jīng)濟帶”一體化的八大戰(zhàn)略路徑是交通、能源、產(chǎn)業(yè)、城市、貿(mào)易、金融、文化、生態(tài)一體化?？萍嘉幕惑w化是建設新絲綢之路經(jīng)濟帶的高級階段。新絲綢之路經(jīng)濟帶科技資源豐富，充分利用現(xiàn)有科技資源，提高科技投入產(chǎn)出效率，加強沿線科技資源的交流和共享，無疑具有重要的實踐意義?？蒲谢顒蛹捌涑晒鳛榧児参锲罚哂邢M的非競爭性、受益的非排他性，而且具有極強的正外部性。因此，研究現(xiàn)有科技資源的投入產(chǎn)出效率，對于新絲綢之路經(jīng)濟帶能源、金融、貿(mào)易等其他方面的發(fā)展具有積極的促進作用。

1 文獻綜述

現(xiàn)代經(jīng)濟增長模式中，科技進步的貢獻率越來越大，眾多西方經(jīng)濟學家都曾對技術進步與經(jīng)濟增長的關系進行研究，并提出了包含技術進步變量的經(jīng)濟增長模型。新古典增長理論的“外生技術進步論”指出了技術進步對于提高經(jīng)濟穩(wěn)態(tài)水平的重要性。R.M.Solow［2－3］在其著名的新古典經(jīng)濟增長模型中加入了技術進步變量，指出經(jīng)濟增長處在穩(wěn)態(tài)水平時，人均產(chǎn)出的增長率只由技術進步率決定。但是，他把技術進步導致的產(chǎn)出增加視為扣除資本份額和勞動份額之后的余量，即索洛余量，也就是將技術進步作為外生變量，并沒有解釋技術進步促進經(jīng)濟增長的機制。經(jīng)濟學家們對科技進步(人力資本)與經(jīng)濟增長的關系進行了系統(tǒng)分析，將技術進步作為經(jīng)濟增長的內(nèi)生因素，因而他們的理論稱為內(nèi)生經(jīng)濟增長理論。P.M.Romer［4］在1990年提出了新的內(nèi)生經(jīng)濟增長模型。在該模型中，他將生產(chǎn)投入分為4種:有形資本，非技術勞動，人力資本和技術。人力資本既可用于新知識的生產(chǎn)(研究部門)，又可用于最終產(chǎn)品的生產(chǎn)。不同于R.M.Solow［2－3］將技術進步作為經(jīng)濟增長的外生變量，他在其內(nèi)生經(jīng)濟增長模型中，將人力資本(包括用于生產(chǎn)部分和研究部分的人力資本)和技術進步一并視作經(jīng)濟增長的內(nèi)在動力，即將技術進步內(nèi)生化。P.M.Romer［4］認為技術進步及其外溢效應，可以避免邊際收益遞減的發(fā)生，甚至產(chǎn)生邊際收益遞增的狀態(tài)，而技術進步并非外在因素，恰恰是源于企業(yè)利潤最大化的投資決策。根據(jù)內(nèi)生經(jīng)濟增長理論，政府應加大科技投入，鼓勵和支持科技創(chuàng)新，以促進經(jīng)濟長期增長。因此，提高現(xiàn)有科技資源的投入產(chǎn)出效率，可以使模型中的A增大，從而增加產(chǎn)出。趙敏［5］構建了基于DEA方法的中國科技投入產(chǎn)出效率的評價指標體系，認為評價指標的建立應遵從“科學性”“可比性”和“可行性”等原則。劉鳳朝等［6］用Malmquist指數(shù)方法對中國科技創(chuàng)新效率進行了測算，發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新效率的提高主要是基于科技進步的推動。于靜霞等［7］基于C2R模型和超效率模型對中國各地區(qū)科技效率進行了測算，發(fā)現(xiàn)科技投入產(chǎn)出效率存在著明顯的地區(qū)差異:東部地區(qū)科技投入產(chǎn)出效率最高，但區(qū)域內(nèi)部各省份差異較大，西部地區(qū)科技效率最低，中部地區(qū)科技投入產(chǎn)出效率內(nèi)部差異最小。呂晨等［8］研究發(fā)現(xiàn)中國區(qū)域科技投入產(chǎn)出效率總體水平較高，DEA有效區(qū)域集中在東部沿海發(fā)達地區(qū)及個別欠發(fā)達地區(qū)。區(qū)域科技效率研究方面，袁國強等［9］、郭新和［10］研究認為提高科技創(chuàng)新是中原經(jīng)濟區(qū)科技創(chuàng)新體系建設的關鍵。徐小欽等［11］采用Malmquist指數(shù)方法對重慶市科技創(chuàng)新效率進行了評價，發(fā)現(xiàn)重慶市科技全要素生產(chǎn)率(TFP)的提高主要是由技術進步引起的。高原等［12］采用因子分析和聚類分析對河南省各市的科技競爭力進行了評價。

綜上所述，內(nèi)生經(jīng)濟增長理論側重于科技進步與經(jīng)濟增長關系的研究，國內(nèi)學者對區(qū)域科技效率的研究主要集中在省際層面或東中西效率的差異。雖然中國新絲綢之路經(jīng)濟帶具有豐富的科技資源，但針對其科技效率的研究卻十分缺乏。只有孫海榮［13］對中國新絲綢之路經(jīng)濟帶9個省份的專利競爭力進行了測度。此外，新絲綢之路作為陸橋經(jīng)濟帶，屬于外向型經(jīng)濟，不僅需要研究其科技投入產(chǎn)出效率，而且需要從區(qū)域科技交流與合作的角度加以研究，而當前研究并沒有考慮到這一點。鑒于此，本研究首先采用DEA-Malmquist指數(shù)方法對中國新絲綢之路經(jīng)濟帶科技效率進行測度，然后以高技術產(chǎn)業(yè)出口交貨值作為單一產(chǎn)出指標對科技投入的出口效率進行分析，并試圖對提高其科技投入產(chǎn)出效率提出相應對策。

2 研究方法、指標選取和變量定義

2.1 研究方法

采用基于DEA模型的Malmquist指數(shù)方法進行研究。數(shù)據(jù)包絡分析(data envelopment analysis，DEA)是美國著名運籌學家A.Charnes等［14］提出的一種效率評價方法。該方法把單輸入、單輸出的工程效率概念推廣到多輸入、多輸出同類決策單元(decision making unit，DMU)的有效性評價中，極大地豐富了微觀經(jīng)濟中的生產(chǎn)函數(shù)理論及其應用技術，同時在避免主觀因素、簡化算法、減少誤差方面有著不可低估的優(yōu)越性［15］。A.Charnes等［14］提出了第一個DEA模型——C2R模型，該模型刻畫了生產(chǎn)的規(guī)模與技術有效性。R.D.Banker等［16］給出了BC2模型，主要是為了解決生產(chǎn)可能集中的錐性假設不成立問題。雖然C2R模型和BC2模型是評價決策單元(DMU)相對效率的有效工具，但C2R模型和BC2模型只適合樣本為橫截面的情況。一旦加入時間因素，進行效率的動態(tài)變化分析，便會導致生產(chǎn)前沿面出現(xiàn)時期差異，從而無法進行效率測度。Malmquist指數(shù)是解決DEA模型動態(tài)分析問題的優(yōu)良方法，該指數(shù)最初由經(jīng)濟學家Malmquist于1953年提出。之后，D.W.Caves等［17］、R.Fare等［18］將Malmquist指數(shù)和DEA結合，用來測算全要素生產(chǎn)率，使基于DEA模型的Malmquist指數(shù)方法得到廣泛應用。

基于不同的參照期，Malmquist指數(shù)具有不同的表達式，以t時期技術Tt為參照，Malmquist指數(shù)表達式為:

以(t+1)時期技術Tt+1為參照，Malmquist指數(shù)表達式為:

取2個時期的幾何均值構造Malmquist指數(shù):

式中:(xt+1，yt+1)和(xt，yt)分別為(t+1)時期和t時期的投入產(chǎn)出向量;d和分別為t時期和(t+1)時期的距離函數(shù)。

Malmquist指數(shù)可以分解為綜合技術效率指數(shù)(EFFC，以Ceff表示)和技術進步指數(shù)(TEC，以Cte表示)，EFFC表示自身效率或組織管理水平的改進，是決策單元t時期到(t+1)時期的“追趕效應”，TEC代表了技術的進步，從t時期到(t+1)時期，生產(chǎn)前沿面的移動即“增長效應”。分解過程如下:

其中，綜合技術效率變化指數(shù)(EFFC)還可進一步分解為純技術效率指數(shù)(PTEC，以Cpte表示)和規(guī)模效率指數(shù)(SEC，以Cse表示)，分解過程如下:

即，Ctfp=Ceff×Cte=Cpte×Cse×Cte。式中:Ctfp為全要素生產(chǎn)率指數(shù)(TFPC)。

2.2 指標選取

同類型的DMU是具有相同目標和任務、相同外部環(huán)境以及相同輸入輸出指標的決策單元，DEA方法只適用于評價同類決策單元的相對有效性。鑒于此，科技投入主要包括人力和財力兩方面。選取研究與試驗發(fā)展(R＆D)人員全時當量作為人力投入的測度指標，選取研究與試驗發(fā)展(R＆D)經(jīng)費內(nèi)部支出作為財力投入的測度指標。科技投入的產(chǎn)出可以從兩方面理解，一是科技投入的直接產(chǎn)出，如發(fā)表的論文數(shù)，專利申請授權量等;二是科技投入的間接產(chǎn)出，即科研成果的轉化，如高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況，科研成果最終要體現(xiàn)在對生產(chǎn)力的促進上，這也是科研成果的最終意義。因此，選取國內(nèi)3種專利申請授權數(shù)和國外三大檢索工具收錄中國科技論文數(shù)作為科技直接產(chǎn)出的測度指標，選取技術市場成交合同金額、高技術產(chǎn)業(yè)主營業(yè)務收入和高技術產(chǎn)業(yè)出口交貨值作為科技間接產(chǎn)出的測度指標(表1)。

表1 各指標及其含義Tab.1 Definition and meaning of indexes

2.3 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)均來源于2003—2014年的《中國科技統(tǒng)計年鑒》和《中國高技術產(chǎn)業(yè)年鑒》。由于國外三大檢索工具收錄中國科技論文數(shù)滯后2年公布，因此，最新年鑒數(shù)據(jù)截至2012年。

3 實證分析

3.1 新絲綢之路經(jīng)濟帶整體指數(shù)及其分解

采用Deap 2.1軟件進行數(shù)據(jù)處理，計算出新絲綢之路經(jīng)濟帶整體及各省份科技效率的Malmquist指數(shù)，并對指數(shù)進行分解(表2)。

表2 2002—2012年新絲綢之路經(jīng)濟帶Malmquist指數(shù)及分解Tab.2 Malmquist index and analysis of the New Silk Road Economic Zone during 2002—2012

2002—2012年，新絲綢之路經(jīng)濟帶科技的全要素生產(chǎn)率指數(shù)(TFPC)年均增長了3.9%，表明新絲綢之路經(jīng)濟帶整體的科技投入產(chǎn)出效率是顯著提高的。對Malmquist指數(shù)分解發(fā)現(xiàn)，綜合技術效率指數(shù)年均下降了0.8%，技術進步指數(shù)增長了4.8%。由此，技術進步是新絲綢之路經(jīng)濟帶科技效率改善的主要因素。技術進步指數(shù)的增長表明2個時期之間生產(chǎn)前沿面的前移，即“前沿面移動效應”或“增長效應”。因此，技術進步指數(shù)的增長，也即既定投入水平下最大化產(chǎn)出的提高，是新絲綢之路經(jīng)濟帶科技效率提高的首要因素。綜合技術效率指數(shù)的下降，意味著現(xiàn)有的科技投入并沒有得到充分有效的利用，存在資源配置效率損失。其中，規(guī)模效率指數(shù)增長了1.5%，存在規(guī)模效益，但變化幅度較小，因而對全要素生產(chǎn)率指數(shù)影響不顯著;純技術效率指數(shù)下降了2.3%，即現(xiàn)有科技管理體制存在改進的空間，已經(jīng)成為科技效率提高的阻礙因素?？v向看，新絲綢之路經(jīng)濟帶的科技效率與科技進步指數(shù)的變化具有高度一致性，二者在7個年度內(nèi)的變動方向是相同的，這也印證了科技進步對于全要素生產(chǎn)率提高的貢獻。

3.2 新絲綢之路經(jīng)濟帶各省份指數(shù)及其分解

由表3可知，各省份的科技效率存在明顯差異。青海省的科技效率排名第一，主要得益于純技術效率指數(shù)和規(guī)模效率指數(shù)領先沿線其他省份，雖然青海科技資源并不特別豐富，但對現(xiàn)有科技資源的利用效率非常高。陜西省的科技效率位居第二，年均增長15.4%，其中科技進步指數(shù)增長11.5%，科技進步仍然是陜西科技效率提升的首要因素，規(guī)模效率指數(shù)增長了3.5%，表明存在著規(guī)模效益，加大科技投入是提升該省科技效率的有效途經(jīng)。因此，陜西省科技效率的提升是科技進步與資源配置效率改善共同作用的結果。江蘇省的科技效率排在第三位，且完全取決于科技進步，其純技術效率指數(shù)和規(guī)模效率指數(shù)都沒有發(fā)生變化。通過Malmquist指數(shù)分析可以發(fā)現(xiàn)，陜西和江蘇兩省不僅擁有豐富的科技資源(僅高校方面，陜西省就擁有3所985高校和8所211高校，江蘇省擁有2所985高校和11所211高校)，其科技效率也是新絲綢之路經(jīng)濟帶的前三強。甘肅省的科技全要素生產(chǎn)率排在第四位，年均增長5.8%，該省科技資源配置效率和規(guī)模效益在研究期間內(nèi)維持了穩(wěn)態(tài)水平，和江蘇省的情況相同，完全依賴于科技進步。安徽省的科技全要素生產(chǎn)率排在第五位，年均增長4.6%，雖然安徽科技進步明顯，指數(shù)增長7.1%，但綜合技術效率指數(shù)出現(xiàn)下降，其中純技術效率指數(shù)下降2.2%，規(guī)模效率指數(shù)下降0.2%，說明安徽科技的資源配置效率存在問題。河南省的科技全要素生產(chǎn)率排在第六位，其規(guī)模效率指數(shù)增長了4.0%，僅次于青海省，科技進步指數(shù)也增長0.5%，但純技術效率指數(shù)下降3.2%，表明“追趕效應”并沒有加強，沒有在靠近當期生產(chǎn)前沿面進行生產(chǎn)，受制于管理的滯后，現(xiàn)有科技資源沒有達到產(chǎn)出最大化。山西省的純技術效率指數(shù)下降5.2%，僅次于寧夏，表明山西科技管理水平存在問題，比如體制漏洞或管理不善等，管理水平的嚴重滯后導致了TFPC的下降。寧夏TFPC下降在于規(guī)模不經(jīng)濟和科技管理無效率，規(guī)模效率指數(shù)下降2.9%，下降幅度為各省最大，表明科技投入嚴重偏離了最優(yōu)規(guī)模，科技管理也亟需優(yōu)化。新疆的科技全要素生產(chǎn)率排名末位，下降8.5%，科技進步和科技資源配置效率都出現(xiàn)了退化，科技進步指數(shù)下降3.6%，是唯一出現(xiàn)下降的省份，而科技的資源配置效率也不容樂觀，下降3.5%，科技管理效率和規(guī)模效益都存在問題。

表3 2002—2012年新絲綢之路經(jīng)濟帶各省份Malmquist指數(shù)及分解Tab.3 Malmquist index and analysis of provinces during 2002—2012

3.3 新絲綢之路經(jīng)濟帶科技出口效率分析

以高技術產(chǎn)業(yè)出口交貨值作為單一產(chǎn)出指標可以更好地考察中國新絲綢之路經(jīng)濟帶科技投入的出口效率(表4)。由表4可知，中國新絲綢之路經(jīng)濟帶基于出口的科技TFPC年均增長了6.2%，表明該區(qū)域的科技轉化成果正逐步產(chǎn)生國際競爭力。從時間進程來看，2002—2004年，科技出口效率保持增長的態(tài)勢，但2004—2005年的科技出口效率下降了7.7%，原因在于2003年發(fā)生了“非典”事件，對中國餐飲、旅游以及進出口貿(mào)易產(chǎn)生了沖擊，由于沖擊的時滯效應，導致2004—2005年度的科技出口效率才開始出現(xiàn)下降，“非典”過后，中國新絲綢之路經(jīng)濟帶科技出口效率恢復了增長。2007—2008，2008—2009年度，該區(qū)域科技出口效率又出現(xiàn)了嚴重下降，原因在于2008年金融危機席卷全球，全球經(jīng)濟增長乏力甚至陷入衰退，作為中國主要出口目標市場的歐美日經(jīng)濟體總需求銳減，高技術產(chǎn)業(yè)的出口也無法幸免。這也反映出新絲綢之路經(jīng)濟帶建設的重要性，此舉有助于拓寬出口市場，優(yōu)化對外貿(mào)易格局，減緩經(jīng)濟危機的沖擊。金融危機后，受益于4萬億元的經(jīng)濟刺激計劃，科技出口效率才恢復了增長。

科技出口效率存在顯著的東強西弱，這和科技效率的格局完全不同(圖1)。西北五省中科技出口TFPC最高的是陜西省，增長了1.4%，但仍低于新絲綢之路經(jīng)濟帶東段最低的江蘇省(6.3%)，甘肅、青海和寧夏甚至出現(xiàn)了出口效率下降。原因在于西北五省地處內(nèi)陸，經(jīng)濟的外向型較差，制約了高技術產(chǎn)業(yè)的出口，更深層次的原因在于中國對外開放的格局不合理，長期以來，中國沿海地區(qū)進出口貿(mào)易規(guī)模及開放水平不斷提升，而西北等內(nèi)陸地區(qū)與新絲綢之路經(jīng)濟帶其他地區(qū)的經(jīng)濟交流雖然有了一定發(fā)展，但仍處于較低水平，中國西北地區(qū)與新絲綢之路經(jīng)濟帶各地區(qū)的地緣優(yōu)勢和歷史交往優(yōu)勢并沒有得到充分發(fā)揮。陜西省、青海省和甘肅省的科技全要素生產(chǎn)率排在前五位，但科技的出口TFPC卻排名較低，反映出應該加強對新絲綢之路經(jīng)濟帶其他地區(qū)的高技術產(chǎn)業(yè)出口貿(mào)易。

表4 基于單一產(chǎn)出指標——高技術產(chǎn)業(yè)出口交貨值的整體Malmquist指數(shù)及分解Tab.4 Malmquist based on single indicator ofthe high-tech industries delivery value during 2002—2012

圖1 基于高技術產(chǎn)業(yè)出口交貨值的各省份Malmquist指數(shù)Fig.1 Malmquist on the high-tech industries delivery value of provinces

4 結論與建議

首先，提高科技管理水平和效率，是提高新絲綢之路經(jīng)濟帶科技效率的關鍵?；贒EA-Malmquist指數(shù)的分析發(fā)現(xiàn)，中國新絲綢之路經(jīng)濟帶的純技術效率指數(shù)出現(xiàn)了下降，即現(xiàn)有科技投入并沒有在靠近生產(chǎn)前沿面的地方進行生產(chǎn)，該指數(shù)代表著經(jīng)營管理的水平，其下降表明該區(qū)域的科技管理水平存在不足。因此，新絲綢之路經(jīng)濟帶在科技資源的管理方面，要創(chuàng)新科技管理體制，減少制度性阻礙，加強科技宏觀管理與協(xié)調，完善科技政策法規(guī)體系，建立有利于區(qū)域內(nèi)科技交流與合作的新型機制，提高科技資源的配置和運行效率。

其次，針對新絲綢之路經(jīng)濟帶各省的科技效率差異，采取不同的對策。陜西、河南、山西和青海等省份的規(guī)模效率指數(shù)＞1，存在規(guī)模效益，應該對這些省份加大科技投入規(guī)模。安徽、山西、河南、寧夏和新疆等省區(qū)應側重于改善科技管理體制，提高現(xiàn)有科技資源的利用效率。新疆的技術進步指數(shù)＜1，該區(qū)要提高科技投入的質量，比如引進高層次人才，改善科技硬件設施，以提高生產(chǎn)前沿面。

最后，要加強新絲綢之路經(jīng)濟帶各地區(qū)之間的進出口貿(mào)易，尤其是高技術產(chǎn)業(yè)的出口，充分發(fā)揮中國科技的比較優(yōu)勢。新絲綢之路經(jīng)濟帶的中國西段即西北五省地區(qū)，歷史上同中亞及中東各國經(jīng)貿(mào)交往密切，具有獨特的地緣優(yōu)勢，尤其是科技實力雄厚的陜西省更要加強高技術產(chǎn)業(yè)的出口貿(mào)易，為中國高技術產(chǎn)業(yè)出口開拓新的市場。這也是改善中國對外貿(mào)易環(huán)境、提高對外貿(mào)易的質量和效益、優(yōu)化對外開放格局的重要途徑。

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