技術創(chuàng)新、產業(yè)結構變遷與金融發(fā)展的協(xié)同效應研究
——基于山東省17市的實證分析

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(1.青島大學 經濟學院，山東 青島 266071；2.青島科技大學 經濟與管理學院，山東 青島 266061)

技術創(chuàng)新、產業(yè)結構變遷與金融發(fā)展的協(xié)同效應研究
——基于山東省17市的實證分析

張竣喃1，陳陽2，逯進1

(1.青島大學 經濟學院，山東 青島 266071；2.青島科技大學 經濟與管理學院，山東 青島 266061)

基于山東省17市2003—2014年面板數據，運用三系統(tǒng)耦合模型，對山東省技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)之間的協(xié)同演化機制展開研究。結果表明，山東省三系統(tǒng)協(xié)同水平不斷提升，但當前仍屬于勉強協(xié)調發(fā)展類型，離優(yōu)質協(xié)調還有較大差距；三系統(tǒng)的協(xié)同發(fā)展與三類二系統(tǒng)的耦合程度密切相關，其中，產業(yè)結構與金融發(fā)展耦合度的提升是改善三系統(tǒng)協(xié)同關系的關鍵所在；此外，核心城市群與非核心城市群的技術創(chuàng)新和金融發(fā)展水平存在明顯的區(qū)域差異。因此，不同城市應結合自身特點，更有針對性地推動產業(yè)結構升級。

技術創(chuàng)新；產業(yè)結構；金融發(fā)展；耦合

改革開放以來，中國經濟經歷了30多年的高速增長，目前已進入轉型升級的“新常態(tài)”期。多年來以促增長為主要目標的粗放型發(fā)展模式始終無法擺脫產業(yè)結構失衡、技術創(chuàng)新水平不高、可持續(xù)發(fā)展能力不足等問題的困擾，經濟發(fā)展模式急需全面調整。在此背景下，“十三五”規(guī)劃拉開了全面深化改革的序幕，提出轉變經濟發(fā)展方式、調整優(yōu)化產業(yè)結構和推動創(chuàng)新驅動發(fā)展等十大目標。其中，調整產業(yè)結構是實現(xiàn)經濟發(fā)展方式轉變的戰(zhàn)略重點，金融發(fā)展和技術創(chuàng)新則是當前經濟轉型升級的重要手段。今后我國需要全面統(tǒng)籌技術自我創(chuàng)新、產業(yè)結構優(yōu)化與金融健康發(fā)展的協(xié)同共進，并借此促進經濟穩(wěn)步發(fā)展，為產業(yè)結構變遷提供新動力，以適應中國經濟新常態(tài)的發(fā)展要求。

由于技術創(chuàng)新、產業(yè)結構變遷與金融發(fā)展在理論上密切相關，且具有重要的現(xiàn)實意義，因此國內外學者對此展開了廣泛討論。如Rajan(1996)、Rioja等(2004)、邵宜航等(2015)、李苗苗等(2015)[1-4]的研究表明，金融發(fā)展對技術創(chuàng)新具有顯著的促進作用。Poon(2004)、林毅夫等(2006)、 鄭英隆(2010)和徐萍萍等(2015)[5-8]認為技術創(chuàng)新是產業(yè)升級的動力。 Michalopoulos(2013)、何劍(2015)和吳雨佳(2015)[9-11]提出金融發(fā)展和產業(yè)升級調整之間存在著顯著的正向相關關系。從即有文獻看，目前對于三者關系的綜合性討論并不多見。較有代表意義的研究(陶愛萍，2015)[12]認為，金融發(fā)展、技術創(chuàng)新對產業(yè)升級具有顯著的促進作用。這一研究聚焦產業(yè)結構變遷，但并未探討其對技術創(chuàng)新、金融發(fā)展可能存在的反作用，因而未形成有關三者綜合關系的結論。其他相關文獻亦如此?；诖耍疚臄M對技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)的關系研究做出進一步的深化與改善。一是從“協(xié)調”和“發(fā)展”兩個層面著眼，將技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展綜合于系統(tǒng)耦合分析框架下展開理論與實證分析，通過構建技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)耦合模型，對三者的耦合關系做出嘗試性地分析與解釋；二是將三者綜合關系的討論應用于市域發(fā)展差異層面，以此從空間層面探討三者關系的區(qū)域差異特征。

一、耦合機理解析

耦合(coupling)源自于物理學，是度量各系統(tǒng)之間相互依賴、相互作用程度的名詞?！榜詈稀睓C理包含了“協(xié)調”和“發(fā)展”兩層內容?！皡f(xié)調”是指各個系統(tǒng)之間相互配合的程度，即關聯(lián)性的大小；“發(fā)展”是指各系統(tǒng)作為一個整體共同促進、不斷演化的過程。耦合則是將上述兩層內容結合，整體協(xié)同促進的程度。[13]

(一)二系統(tǒng)耦合模型解析

在二系統(tǒng)模型中，協(xié)調度可以用偏離差系數Cv表示，[14]旨在考查在特定時點上，二系統(tǒng)之間的配合程度。

(1)

其中，Cv表示二系統(tǒng)X和Y的平均偏離程度，Cv越小則二系統(tǒng)的偏離程度越小。進一步將Cv化簡，即：

(2)

其中，

(3)

由(2)(3)兩式可知，Cv越小即C越大偏離程度越小，進而考慮到實證分析的便利可比性，本文用(3)式表示協(xié)調度。

在二系統(tǒng)模型中，綜合發(fā)展度用T表示[15]26:

T=αX+βY

(4)

其中，α、β為權重。以技術創(chuàng)新與金融發(fā)展二系統(tǒng)為例，本文認為兩者同等重要，所以可設α=β=1/2。

綜上協(xié)調度發(fā)展度模型可得，二系統(tǒng)耦合度為：

(5)

(二)三系統(tǒng)耦合模型解析

依據既有研究成果[15]23可將二系統(tǒng)耦合模型進行擴展得出三系統(tǒng)耦合模型。首先可設定偏離差系數Cv為：

(6)

化簡得：

(7)

因此可設定三系統(tǒng)協(xié)調度為：

(8)

同時，可設定三系統(tǒng)發(fā)展度為：

T=αX+βY+γZ

(9)

其中，X、Y、Z分別代表技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展。在征詢專家意見的基礎上，筆者認為技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展同等重要，因而取權重α=β=γ=1/3。由此可進一步得到三系統(tǒng)耦合度為：

(10)

圖1 三系統(tǒng)耦合機制的理論解析

利用Visio工具做出三系統(tǒng)耦合機理解析圖(如圖1)，在XYZ三維立體坐標系中，包含了XOY、XOZ和YOZ三個平面坐標系。這三個二維平面分別表示三類二系統(tǒng)的耦合狀態(tài)。而由三平面構成的正方體結構則形成三元系統(tǒng)耦合演化空間。首先，當三個二元系統(tǒng)的偏離差系數都為0時，即存在三系統(tǒng)的最優(yōu)協(xié)調線，即在圖中正方體空間上形成的OK線。OK線上的各點有X=Y=Z，此刻三系統(tǒng)的協(xié)調度C=1。其次，三系統(tǒng)的發(fā)展模式也由三個二元系統(tǒng)的發(fā)展水平共同決定，圖中表示為越靠近K點，三系統(tǒng)的發(fā)展水平就越高。最后，由三個二元系統(tǒng)的協(xié)調度與發(fā)展度綜合而成的耦合度，共同構成了三系統(tǒng)耦合度。如圖1所示，M、N兩點協(xié)調度相同都為1，而N點的發(fā)展度比M點更高，因此，在三系統(tǒng)中的耦合度N點大于M點；除最優(yōu)協(xié)調線以外，至少存在一個二元系統(tǒng)達不到最優(yōu)的耦合水平，如圖1中點A即未達到最優(yōu)耦合水平。

將上述三系統(tǒng)耦合機制理論引入本文，則可形成本文基本的研究思路。其中以XYZ坐標系分別表示技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展。在XOY平面坐標系中，OC線即為技術創(chuàng)新與產業(yè)結構的最優(yōu)協(xié)調線，在OC線上越靠近C點，二系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展水平就越高。同理，在三維坐標系中，空間對角線OK線即為技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展三系統(tǒng)的最優(yōu)協(xié)調線，越靠近K點，三系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展水平就越高。綜上可知，三類二系統(tǒng)的發(fā)展水平的高低將會對三系統(tǒng)的發(fā)展水平產生影響；換言之，要提高技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)的耦合協(xié)調度，可以從技術創(chuàng)新-產業(yè)結構、技術創(chuàng)新-金融發(fā)展和產業(yè)結構-金融發(fā)展三類二元系統(tǒng)出發(fā)，分別做出優(yōu)化調整，并盡可能實現(xiàn)三者之間的協(xié)調共進。而這一思路將有助于全面解析與理解技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展三者之間發(fā)展腳步一致性的重要性。

(三)耦合度判斷標準及劃分類型

參考相關研究[16]，本文將耦合度劃分成十個類別，其中0～0.50為失調衰退類型，0.50～1為協(xié)調發(fā)展類型，具體劃分類型見表1。

表1 耦合度的判別標準及劃分類型

二、指標體系與數據處理

(一)指標體系

金融發(fā)展包括金融主體的發(fā)展和金融環(huán)境的發(fā)展，借鑒于平(2013)[17]、王文波(2016)[18]的指標體系，本文確定以五個層次對金融發(fā)展進行較為全面的刻畫，分別為：金融機構、經濟基礎、政策環(huán)境、社會誠信以及社會保障。其中，金融機構包括銀行業(yè)和保險業(yè)；經濟基礎包括活躍程度、開放程度、市場化水平和增長水平；社會誠信包括人口素質和生活水平。依據上述分類標準和數據可得性，設定如表2所示指標體系。該指標體系包括三大約束層，分別用XYZ表示技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展。

表2 山東省技術創(chuàng)新-產業(yè)結構-金融發(fā)展指標體系

(二)數據說明

本文研究的時序為2003—2014年，研究對象為山東省17個地級市。為更深入地研究區(qū)域差異，本文將研究對象按照核心區(qū)域和非核心區(qū)域進行劃分*本文遵循山東半島城市群整體規(guī)劃(2006-2020)，劃分兩大區(qū)域為：核心區(qū)域包括濟南、青島、淄博、東營、煙臺、濰坊、威海和日照8個城市；非核心區(qū)域包括棗莊、濟寧、泰安、萊蕪、臨沂、德州、聊城、濱州和菏澤9個城市。。數據源自歷年《山東省統(tǒng)計年鑒》和《中國城市統(tǒng)計年鑒》，部分缺失數據均采用線性擬合法估算。

(三)實證步驟簡述

1.指標數據標準化。鑒于三系統(tǒng)中各指標值的量級和量綱都存在較大差異，因此要將指標值進行標準化處理。本文采用組間極值法對數據進行標準化。首先找出各項指標數據中的最大值maxPij與最小值minPij，然后按式(11)計算求得各指標的標準化值Pij。

(11)

2.指標權重的確定。完成數據的標準化處理后，為避免主觀因素導致的偏差，本文采用熵權法計算確定各指標因子權重。限于篇幅，權重值不再列出。

3.綜合指數的核算。綜合指數表明單個子系統(tǒng)自身整體的發(fā)展水平，計算公式如下：

(12)

上式中Xn、Yn、Zn分別為技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展三系統(tǒng)的綜合指數；Wi、Wj、Wk分別表示各因子的指標權重；Iin、Ijn、Ikn分別表示各因子的標準化數值。以此為基礎，即可計算得出二元和三元系統(tǒng)耦合度。

三、實證分析

(一)綜合指數分析

基于標準化以后的指標數據和權重可以求得各市技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展三個系統(tǒng)的綜合指數，相關年度具體數值見表3。

表3 各年份各市區(qū)技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展綜合指數

1.分別計算山東省的三個指標歷年總體均值可得，分析期內，技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展的綜合指數分別由2003年的0.04、0.31和0.13變化至2014年的0.33、0.33和0.51。其中技術創(chuàng)新和金融發(fā)展實現(xiàn)了較快的發(fā)展，但不容樂觀的是產業(yè)結構綜合發(fā)展指數上升極為緩慢。

2.分區(qū)域來看，由各市及核心與非核心兩大區(qū)域三指數的均值可知，各地市技術創(chuàng)新綜合指數和金融發(fā)展綜合指數均呈增長態(tài)勢，并且核心區(qū)域的技術創(chuàng)新和金融發(fā)展水平均高于非核心區(qū)域，即技術創(chuàng)新與金融發(fā)展的區(qū)域優(yōu)勢較為明顯，而產業(yè)結構則沒有較為明顯的區(qū)域差異。

綜上可知，2003—2014年，全省三大系統(tǒng)的發(fā)展水平總體都保持上升態(tài)勢，其中技術創(chuàng)新和金融發(fā)展的上升態(tài)勢更為突出，產業(yè)結構也得到了一定程度的優(yōu)化升級。此外，核心區(qū)域的技術創(chuàng)新和金融發(fā)展綜合指數較非核心區(qū)域有明顯的優(yōu)勢，具體見圖2。

圖2 山東省技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展綜合指數動態(tài)演化趨勢圖

(二)三系統(tǒng)耦合分析

基于公式(8)(9)(10)，結合上述綜合指數求得三系統(tǒng)的耦合發(fā)展度(見表4)。

1.就山東省整體而言，其耦合均值呈上升態(tài)勢，三系統(tǒng)耦合的總體均值從2003年0.32的中度失調，變動到2014年0.59的勉強協(xié)調。進一步分析可知，該上升態(tài)勢主要源于發(fā)展度和協(xié)調度的共同促進作用，其中發(fā)展度由0.16上升到0.39，增幅141%。而協(xié)調度由0.63變動到0.98，增幅較小。因此可以推斷，三系統(tǒng)綜合發(fā)展水平的提高顯著改善了技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)的耦合度。

2.分區(qū)域看，核心區(qū)與非核心區(qū)的耦合均值呈現(xiàn)相同的增長態(tài)勢，且核心區(qū)域的耦合度均值高于非核心區(qū)域。具體而言，核心區(qū)域的耦合度均值從0.35的輕度失調提高到0.50的勉強協(xié)調，其中濟南和青島的耦合度發(fā)展最佳，2014年已成為良好協(xié)調發(fā)展類；而非核心區(qū)域耦合度均值則僅從0.29中度失調變化到0.39的輕度失調。

綜上可知，我省市域技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展的耦合水平不斷提升，但當前協(xié)調發(fā)展程度仍欠佳，還擁有較大的上升空間。同時，各市存在明顯的區(qū)域差異，核心區(qū)域三系統(tǒng)協(xié)同態(tài)勢較優(yōu)。

(三)耦合比較分析

為進一步分析三系統(tǒng)耦合的內在作用機制，根據公式(3)(4)(5)對技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展之間的三類二系統(tǒng)耦合度進行計算，限于篇幅，三類二系統(tǒng)耦合度數據未列出，相應的趨勢見圖3。同時，圖4分別列示了2003年與2014年兩大區(qū)域各城市的三類二系統(tǒng)耦合度與三系統(tǒng)耦合度的散點圖，進而可以得出二系統(tǒng)耦合與三系統(tǒng)耦合的關聯(lián)性及其時序特征。分析所得結論如下：

表4 山東省各市技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展三系統(tǒng)耦合度

圖3 山東省二系統(tǒng)與三系統(tǒng)耦合度均值趨勢圖

1.由圖3可知，全省整體耦合度呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢。具體來看，技術創(chuàng)新與產業(yè)結構、技術創(chuàng)新與金融發(fā)展以及產業(yè)結構與金融發(fā)展三類二系統(tǒng)耦合度與三系統(tǒng)耦合度整體增長態(tài)勢趨同。其中，產業(yè)結構與金融發(fā)展的二系統(tǒng)耦合度高于三系統(tǒng)的耦合度，表明產業(yè)結構與金融發(fā)展的協(xié)同對三系統(tǒng)的促進作用較大。從總體趨勢中可以看出，全省的技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展兩兩協(xié)同，不斷優(yōu)化。

2.從圖4擬合趨勢看，二系統(tǒng)耦合度與三系統(tǒng)耦合度的擬合趨勢均呈斜率為正的線性變動模式，三類二系統(tǒng)耦合度對三系統(tǒng)耦合度具有顯著的正向促進作用。同時，三類二系統(tǒng)耦合度與三系統(tǒng)耦合度擬合線的回歸系數分別由2003年的0.7679、0.6696和0.9333變動為2014年0.8383、0.6646和1.1301。這進一步驗證了產業(yè)結構—金融發(fā)展二系統(tǒng)耦合對三系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展的影響最大，而技術創(chuàng)新—金融發(fā)展耦合度對三系統(tǒng)耦合度的正向關聯(lián)有所減弱。這意味著，本省產業(yè)結構與金融發(fā)展的協(xié)調態(tài)勢較為理想，并對三系統(tǒng)協(xié)調發(fā)展產生了較強的促進作用；而技術創(chuàng)新與金融發(fā)展之間并未形成長期有效的互促局面，這提示本省科技與金融的結合相對滯后，但后續(xù)亦有較大發(fā)展空間，即科技與金融的有效結合未來可能將對本省三系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展產生后發(fā)動力。

3.從圖4各城市散點分布位置來看，首先，無論是核心城市還是非核心城市，2003—2014年間二系統(tǒng)耦合和三系統(tǒng)耦合都有所上升(表現(xiàn)為各散點均向右上方移動)。其次，核心城市和非核心城市的相對位置未發(fā)生實質改變，即區(qū)域間差異沒有根本性轉變，具體表現(xiàn)為核心城市主要位于擬合線的右上方區(qū)域，非核心城市則主要位于擬合線的左下方區(qū)域。因此可知兩大區(qū)域的二系統(tǒng)及三系統(tǒng)耦合度都存在著明顯的區(qū)域差異，呈現(xiàn)出核心-外圍的梯度發(fā)展模式非常明顯。

圖4 全省兩大區(qū)域各市三類二系統(tǒng)耦合度與三系統(tǒng)耦合度發(fā)展趨勢圖(MATLAB成圖)

四、結論與政策建議

本文采用三系統(tǒng)耦合模型，通過測度山東省技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)之間的耦合度來評價三系統(tǒng)的協(xié)同效應。研究結果表明：

第一，山東省技術創(chuàng)新、產業(yè)結構與金融發(fā)展三系統(tǒng)耦合度呈逐漸上升的態(tài)勢，且該趨勢主要源于三系統(tǒng)綜合發(fā)展水平的提高。但當前三系統(tǒng)協(xié)調水平欠佳，當前屬于勉強協(xié)調發(fā)展類，離優(yōu)質協(xié)調還有較大差距。

第二，山東省三系統(tǒng)的耦合水平與三類二元系統(tǒng)的耦合發(fā)展程度密切相關，其中，產業(yè)結構與金融發(fā)展的協(xié)同對整體發(fā)揮最為明顯的影響，但產業(yè)結構變遷相對緩慢。因此，當前產業(yè)結構是山東省發(fā)展的短板，故需大力推動產業(yè)結構升級，才能促進三系統(tǒng)協(xié)同水平的不斷上升。

第三，山東省核心城市群與非核心城市群的二系統(tǒng)及三系統(tǒng)耦合度都存在著明顯的差異，呈現(xiàn)核心-外圍的梯度遞減模式。這表明本省的區(qū)域差異仍舊明顯，而關注于此，將會更為有效地協(xié)調區(qū)域發(fā)展。

第四，目前山東省的金融發(fā)展較穩(wěn)定，且金融發(fā)展水平高于技術創(chuàng)新水平。因此可以考慮加大金融對科技創(chuàng)新的支撐力度，以此最大限度地激發(fā)本省的創(chuàng)新潛力，并以此有效推動產業(yè)結構的升級。

總體看，要提高山東省技術創(chuàng)新、產業(yè)結構和金融發(fā)展三系統(tǒng)的耦合協(xié)調度，需要分別從技術創(chuàng)新-產業(yè)結構、技術創(chuàng)新-金融發(fā)展和產業(yè)結構-金融發(fā)展三類二元系統(tǒng)出發(fā)，強化金融發(fā)展的引領作用，實施創(chuàng)新驅動戰(zhàn)略，不斷地改善和優(yōu)化產業(yè)結構。今后，應充分挖掘技術創(chuàng)新—產業(yè)結構以及技術創(chuàng)新—金融發(fā)展兩類二系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展?jié)摿?，進一步推動技術創(chuàng)新、產業(yè)結構優(yōu)化與金融發(fā)展的協(xié)調共進，并借此促進經濟持續(xù)發(fā)展。

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SynergisticEffectofTechnologicalInnovation,IndustrialStructureandFinancialdevelopment——Based on the Empirical Analysis of 17 cities in Shandong Province

ZHANG Junnan1，CHEN Yang2，LU Jin1

(1.SchoolofEconomics,QingdaoUniversity2.CollegeofEconomicsandManagement,QingdaoUniversityofScienceandTechnology,Qingdao266071,China)

By employing the coupling model of three systems, the synergetic evolution of coupled coordination relationship about technological innovation, industrial structure, and financial development are studied, based on the panel data of 17 cities of Shandong province from 2003 to 2014. Results show that, the coordination level of the three systems is increasing in Shandong Province, but it is in the stage of bare coordination with relatively lower coupling degree, and there is a large gap related to quality coordination. And then the coordinated development of three systems is closely related to the coupling degree of three systems. Among these, the improvement of the coupling degree of industrial structure and financial development is the key to improving the coordination between the three systems. In addition, there is an obvious regional difference between technological innovation and financial development level of the core cities and non-core cities. Therefore, different cities should combine their own characteristics and target to promote the upgrading of industrial structure.

technological innovation; industrial structure; financial development; coupling

F831.0

A

1008-7699(2017)05-0068-10

(責任編輯魏霄)

2017-01-06

張竣喃(1993—)，女，山東煙臺人，青島大學經濟學院碩士研究生；逯 進(1974—)，男，甘肅天水人，青島大學經濟學院教授，博士生導師，本文通信作者.