唐娟莉 倪永良 张云燕
摘要：利用中国2011—2017年31个省份的面板数据，通过构建随机效应模型和中介效应模型，实证研究了城市化对中国区域技术创新能力的影响，并探讨了其创新机制的可能性。研究表明：城市化是促进中国区域技术创新能力提升的一个重要因素，人力资本的集聚刺激创新的产生与溢出，政府的“政策红利效应”显着；城市化通过人力资本的集聚和科教资源的集中来促进技术创新能力提升；人力资本和科教事业政策的中介效应存在且显着，表明城市化水平不仅直接影响技术创新产出，而且通过人力资本集聚和科教事业发展对区域技术创新能力产生了间接的正向影响。
关键词：技术创新能力；城市化；中介效应
中图分类号：F224；F127文献标识码： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2020.03.003
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
基金项目：陕西省社会科学基金年度项目（2019D002）；西安石油大学青年科研创新团队建设计划（2019QNKY‐CXTD21）
0引言
技术创新是经济持续增长的动力，是国家抢占经济发展制高点的关键。党的十八大和十八届五中全会明确指出“科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置”。近年来，中国创新实力实现整体跃升，科技成果硕果累累。2017年我国研究与试验发展（R&D）经费支出和研究与试验发展人员全时当量分别为17606.13亿元和403.36万人，分别较2012年增长70.96%和24.23%；2017年研发投入强度（研发经费支出占GDP的比重）为2.13%，超过了国际上普遍认可的创新型国家的标准（2%），较2012年研发投入强度增加了0.22个百分点；2017年专利申请授权数183.64万项，其中发明专利申请授权数42万项，分别较2012年增长46.31%和93.52%。创新投入（研发经费和研发人员）和创新产出（专利）的快速增长反映出近年来中国的创新能力得到稳步提升的事实，然而这与中国是世界经济大国的经济地位并不相符，中国大部分城市距离创新型城市的标准甚远，显现出中国的创新水平仍然比较低下的事实。那么，如何提高中国的创新能力及水平使其与经济总量保持一致就成为关键，因为创新能力和创新效率的提升有利于中国经济在新常态下保持中高速增长[1]。而研究创新必须考虑影响创新能力的关键因素有哪些？孙玉涛等[2]实证研究了经济发展水平、FDI、科教政策、地理位置等关键因素对企业技术创新能力培育的影响。徐辉等[3]研究发现，技术创新过程中，异质性人力资本之间的相互匹配、作用、学习，有利于效益的创造。周柯等[4]研究认为，FDI、基础设施、地理区位等是影响区域创新驱动发展能力的重要因素。李苗苗等[5]研究了财政政策、企业R&D投入与技术创新能力之间的关系。程曦等[6]研究了税收政策对企业技术创新的激励效应。张彩云等[7]实证研究了绿色生产规制对企业研发创新的影响。郭婷等[8]研究了OFDI对中国区域创新效率的空间溢出效应。以往研究事实说明，经济发展水平、人力资本、科教政策、FDI、基础设施等都是影响一国或地区创新能力的重要因素，然而学者们研究的关注点和聚焦点有所不同。已有研究表明，创新是城市现象，人力资本、教育资源等要素在城市高度集聚，有利于创新的产生[1，9]。随着中国城市化进程的不断推进，城市化对创新的影响日益受到学者们的关注和重视。
近年来，中国的城市化进程加快推进，对经济各个方面和社会各个领域产生了深刻影响，而城市具有经济集聚、人力资本集聚、教育资源集聚等优势，使得城市就成为了技术创新的理想之地。相关研究表明，城市化水平与专利数量之间具有正相关关系[10-11]，即城市化能够促进技术创新[12]，主要是因为城市化可以为创新的产生提供人力资本、信息、多样化等优势[13]。既然城市化可以促进技术创新，那么其影响机制是什么？Jaffe等[14]、Feldman等[15]研究认为，各创新主体能够通过相互激励提高创新能力。已有研究表明，城市化通过吸引创新投入[16]、人才集聚、知识基础设施优势和复合功能等[17]提高创新效率。Glaeser[18]研究发现，城市化发展过程中形成的工业集聚促进了企业之间的知识溢出效应从而促进了创新。鲁元平等[9]基于空间计量模型，研究了城市化对技术创新的影响。研究表明，城市化对技术创新有显着的促进作用；创新的空间溢出效应存在，其内在机理是知识溢出效应和要素流动效应。然而，也有研究发现，城市化对创新效率的影响存在阶段异质性，具体而言，城市化抑制了技术开发效率，却促进了技术转化效率；城市化与技术开发效率之间具有U型非线性关系[1]。
综上，已有的研究成果为本文研究奠定了坚实的基础，但其研究成果尚未形成一致的结论。相关研究已表明，城市化有利于创新水平的提升，而有关其影响机制或中介效应的相关文献尚不多见。鉴于此，本文利用中国2011—2017年31个省份的面板数据，将城市化视为引起中国区域技术创新能力变化的一个重要影响因素并加以考察，并证明城市化影响技术创新机制的存在性，以期为经济新常态下推动城市化进程与提升创新能力的“双赢”局面提供政策参考和依据。
1变量选择与模型设定
1.1变量选择及说明
（1）因变量是区域技术创新能力（Patent）。技术创新能力本应从投入（R&D经费、R&D人员等）或产出（专利申请量、国外三大主要检索工具收录中国科技论文数、新产品销售收入、技术市场成交额）角度用一个综合指标来表示，但因部分指标部分年份的数据无法获取，同时借鉴了学者们相关研究成果，本文用专利申请量作为技术创新能力的代理指标。
（2）核心自变量是城市化水平（Urban）。相关研究表明，城市化能够促进技术创新。城市化主要是通过空间经济结构的集聚而使人力资本、科教资源等向城市化集聚，从而促进技术创新能力的提升。本文将城市化水平定义为各地区年末城市人口数占总人口数的比重。
（3）中介变量是人力资本（HC）和科教事业政策（Sci-Edu）。人力资本作为一种重要的生产要素，是技术创新的基础和必要条件，异质性人力资本之间的相互匹配、作用、学习，能促进创新效益的创造[3]。创新能力的提高不仅需要创新环境，更需要大量的高素质人力资本优势。科教事业政策主要是通过地方政府财政拨款来推动区域科学、教育事业发展，促进创新主体从外部获取先进知识与技术的机会、速度和质量，进而促进区域技术创新能力的提升[2]。本文研究中人力资本①采用每十万人口高等学校平均在校生数表示，科教事业政策利用地方财政科学技术和教育支出占地方财政一般预算支出的比重表示。
（4）控制变量。技术创新能力除了受城市化水平、人力资本、科教事业政策的影响之外，还可能受到经济发展水平（Agdp）、对外开放水平（FDI）、R&D经费投入（R&D）、信息化水平（Infr）、产业结构（Pgdp、Tgdp）等因素的影响。表1提供了相关变量的定义及测算方法。
研究数据来自2012—2018年《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》，2016—2017年各省（市、自治区）国民经济和社会发展统计公报，2017年全国科技经费投入统计公报。选取2011—2017年31个省（市、自治区）作为研究对象。
1.2模型设定
（1）基准模型。本文主要目的是考察城市化对中国区域技术创新能力的影响，同时数据类型为平衡面板数据，于是，首先运用Hausman检验判断是选用固定效应模型还是随机效应模型，Hausman检验结果显示拒绝了固定效应模型，即接受了随机效应模型，因此构建随机效应模型，以此作为估计与检验的基础。
其中，Patentit代表第i个省份在第t年的专利申请量；Urbanit代表第i个省份在第t年的城市化水平；HCit代表第i个省份在第t年的人力资本，Sci - Eduit代表第i个省份在第t年的科教事业政策；Xit代表控制性变量，如经济发展水平、对外开放水平等；α0是截距项，α1、α2、α3是待估参数，γ是待估参数向量；μi是随个体变化而变化、但不随时间而变化并和解释变量不相关的随机变量，εit是随个体与时间独立变化的随机变量。
（2）城市化中介效应模型。城市化对技术创新投入和技术创新产出的影响机制有所差异，具体而言，城市化对技术创新投入的影响是直接的，而城市化对技术创新产出的影响是间接的，主要通过人力资本的积累和科教支出的变化进而对技术创新造成影响。本文在此通过构建中介效应模型主要探讨城市化是如何通过人力资本和科教支出的变化进而影响技术创新产出，这有助于全面评估城市化对技术创新能力的影响。本文所构建的城市化中介效应模型包括三个基本部分：（1）因变量（专利申请量）是关于核心自变量（城市化水平）的回归模型；（2）中介变量（人力资本和科教事业政策）是关于核心自变量的回归模型；（3）因变量同时是关于核心自变量和中介变量的回归模型。据此，本文所建立的中介效应模型如下：
2实证研究结果与分析
2.1变量描述性统计分析
各变量描述性统计结果如表2所示，2011—2017年，中国专利申请量平均值为79116项，城市化水平为55.58%，每十万人口高等学校平均在校生数为2504人，地方财政科学技术和教育支出占地方财政一般预算支出比重平均约为18.42%；人均GDP约为50306.93元/人，外商直接投资占GDP比重为2.02%左右，R&D经费内部支出平均为406.04亿元，人均邮电通信业务量大约为2172.36元/人，第一产业和第三产业增加值比重分别约为10.01%和45.02%。
2.2基本估计结果分析
在随机效应模型中，本文采用逐步回归的方法，对基准模型进行估计，其城市化对中国区域技术创新能力影响的基本模型回归结果如表3所示。表3中的模型1～模型5的回归结果显示，在5%的显着水平上城市化水平对中国区域技术创新能力产生了显着的正向影响，而且其结果较为稳健。这表明，城市化水平有助于提升区域技术创新能力。
在模型1中，城市化水平在1%水平上具有统计上的显着性，其系数为0.0999；在模型2中，控制了人力资本自然对数后，城市化水平仍通过了1%显着性水平的检验，但是其系数却下降为0.0598；在模型4中，进一步控制科教事业政策后，城市化水平的回归系数继续下降为0.0508。在控制人力资本和科教事业政策的基础上，为了分析城市化水平对区域技术创新能力的溢出效应，根据“渠道效应”的思路，将模型1中城市化水平的估计系数记为θ？1，在加入渠道变量（即人力资本和科教事业政策）后的模型2、模型3和模型4中城市化水平的估计系数记为θ？i（i = 2，3，4），按照公式1 -θ？iθ？1，可计算得到人力资本和科教事业政策在解释城市化水平对区域技术创新能力影响的贡献大小。由表3中的计算结果可知，人力资本解释了城市化水平对区域技术创新能力影响的40.14%，科教事业政策解释了城市化水平对区域技术创新能力影响的15.42%，人力资本和科教事业政策共同解释了城市化水平对区域技术创新能力影响的49.15%。这表明，城市化水平通过人力资本、科教支出的变动进而促进了技术创新能力的提升。城市化主要是通过空间经济结构的集聚而使人力资本、科教资源等向城市集聚，从而促进技术创新能力的提升。因此，提高区域技术创新能力应重视大量高素质人力资本优势和科教资源优势等促进技术创新。
在模型2、模型4和模型5中，人力资本在5%的水平上通过了显着性检验，且系数符号为正，表明人力资本在一定程度上促进了区域技术创新能力的提高。人力资本作为技术创新一种重要的生产要素，是区域技术创新的基础和必要条件，对创新数量和质量的提高具有重要作用，同时异质性人力资本之间的相互匹配、作用、学习，能促进创新效益的创造。在模型3～模型5中，科教事业政策变量均在5%水平上对区域技术创新能力具有显着的正向影响，表明科教事业政策在一定程度上促进了区域技术创新能力的提高。区域科教事业的发展主要依靠地方政府财政拨款来推动，进而通过科教事业的发展来推进区域技术创新能力的发展及提升。也就是说，科教事业发展的溢出效应具有显着性，即政府的“政策红利效应”显着。
另外，经济发展水平、R&D经费投入、信息化水平均对区域技术创新能力的影响显着为正，说明经济发达地区可以为区域技术创新提供较好的技术创新条件和创造良好的技术创新环境，更为重要的是经济发达地区内的技术与知识溢出效应、规模经济效应等较为明显，有助于区域内企业进行消化吸收再创新或集成创新；R&D经费投入为区域技术创新提供了前提基础和持续动力，是提高区域技术创新能力的关键；信息化水平越高，可以为知识、信息等传递提供更加畅通的渠道，也可以为高技术的引进、创新成果的转化提供更加可靠的信息保障。对外开放水平对技术创新能力的正向影响不显着，这可能一方面是因为我国企业与跨国企业之间的合作与竞争并未得到明显加强，创新资源未得到合理的调整与优化，价值链水平方向效果的凸显不明显；另一方面，对外开放水平对区域技术创新能力的“挤入效应”不显着。这两方面同时作用导致对外开放水平对技术创新能力的影响不显着。第一产业增加值比重同样对技术创新能力的影响不显着，说明农业在我国的基础性地位并不能有效地促进区域技术创新能力的提高。第三产业增加值比重对技术创新能力的影响不显着为负，说明处于转轨期中国第三产业的发展在一定程度上挤占了科技创新投入，进而使其对区域技术创新能力产生消极影响。
2.3影响机制一：人力资本和科教事业政策
表3中，已证实人力资本和科教事业政策均能促进区域技术创新能力的提高。在基准模型检验的基础上，本文试图验证人力资本和科教事业政策是否为城市化水平影响区域技术创新能力的机制？于是，在此将人力资本和科教事业政策作为被解释变量，主要探讨城市化对其的影响，同时将其他变量（如经济发展水平、对外开放水平、R&D经费投入等）进行控制，其具体的回归结果见表4。由表4可知，模型6中，城市化水平在1%的显着性水平上对人力资本产生了正向影响，城市化水平系数为0.0178，说明城市化水平对人力资本具有显着的促进作用；模型7中，城市化水平系数为0.2654，且在1%水平上具有统计显着性，表明城市化水平能够显着促进科教事业的发展和科教支出水平的提高。
一方面，在城市化推进的过程中，城市集聚了大量的优势，通过其外部性，吸引了大量的创新投入，集聚了各行各业的技术人才和信息，为区域技术创新供给能力提供了必要条件。各行各业技术人才的集聚使其能够产生思维的碰撞、激发灵感、形成技术的交流和融合[19]；同时，城市化发展过程中，能够形成产业集聚和工业集聚，进而促进企业之间知识溢出效应和空间溢出效应的产生，刺激创新的产生和溢出。另一方面，城市化的快速发展，促进和加强了各类技术人才的交流与合作。众所周知，教育是提升人力资本的根本途径，而教育资源的集中程度主要和城市化的发展程度密切相关。城市化的发展为创新提供了更加细致的专业化分工、多样化优势及信息优势[13]，也为创新带来了人力资本的集聚，使教育资源及政府的科教支出不断向城市集中，以满足创新和社会不断增长的需求。
2.4影响机制二：城市化的中介效应
城市化对技术创新产出可能产生间接影响。表5是根据前述所建立的中介效应模型估计的回归结果。首先，在人力资本中介效应模型估计结果中，β1= 0.1062，且在10%的水平上显着，说明中介效应存在；同时，β2= 0.0178，β4= 1.2195，且分别在1%和5%的水平上具有统计显着性，说明间接效应或中介效应是显着的。于是，β2×β4的系数为正，表明城市化水平通过人力资本对区域技术创新能力产生了正向影响。β2×β4和β3的符号同为正，表明是部分中介效应。其次，在科教事业政策中介效应模型估计结果中，β1= 0.1062，且在10%的水平上显着，说明中介效应存在；同时，β2= 0.2654，β4= 0.1287，且均在1%的水平上具有统计显着性，说明间接效应或中介效应是显着的。于是，β2×β4的系数为正，表明城市化水平通过科教事业政策对区域技术创新能力产生了正向影响。β2×β4和β3的符号同为正，表明是部分中介效应②。
进一步，有必要在此检验人力资本和科教事业政策是否能成为城市化的中介变量。为了确认这一问题，选用两种方法进行检验：其一，借鉴许家云等[21]的研究成果，原假设H0：β2= 0，H0：β4= 0，如果拒绝原假设，说明中介效应显着；如果接受原假设，说明中介效应不显着。对于人力资本而言，β2和β4均显着不为0，说明人力资本中介效应显着；对于科教事业政策，β2和β4也均显着不为0，说明科教事业政策中介效应显着。其二，借鉴Sobel[22]的研究成果，原假设H0：β2×β4= 0，如果原假设被拒绝，则中介效应显着；如果原假设被接受，则中介效应不显着。通过计算可得人力资本的统计量β2×β4= 0.02171，原假设被拒绝，说明人力资本的中介效应显着；科教事业政策的统计量β2×β4= 0.03416，原假设被拒绝，说明科教事业政策的中介效应显着。总之，以上两种检验方法均说明人力资本和科教事业政策的中介效应显着。
综上，城市化水平不仅直接影响技术创新产出，而且通过人力资本集聚和科教事业发展对其产生间接的正向影响。
2.5稳健性检验
为了检验城市化对中国区域技术创新能力的稳健性，从样本稳定性和各省份城市化水平差异性两个角度考虑，考察在控制其他变量的基础上，城市化水平对区域技术创新能力的影响是否稳健，其具体结果如表6所示。
一方面，中国直辖市的技术创新能力与城市化水平相对于其他省（自治区）明显较高，由于区域的巨大差异性，可能会使本文的基本结论发生变化。鉴于此，在剔除北京、天津、上海、重庆四个直辖市的影响后，对剩余27个省（自治区）的189个样本进行回归。由表6（1）可知，城市化水平的系数为0.1254，且在1%的水平上具有统计显着性，说明城市化水平对区域技术创新能力的影响稳健。
另一方面，中国区域之间差异明显，比如上海的城市化水平约为88.72%，而西藏的城市化水平大约为26.18%，于是为有效防止由于样本之间的差异而对本文基本结论产生影响，考虑剔除城市化水平较高（北京、天津、上海）和较低（西藏、贵州、甘肃）的六个省份，对剩余25个省份的175个样本进行回归。由表6（2）可知，城市化水平的系数为0.1006，且在1%的水平上具有统计显着性，说明城市化水平对区域技术创新能力的影响稳健。
3结论与启示
本文以全国31个省（市、自治区）作为研究对象，利用2011—2017年的面板数据，研究城市化与区域技术创新能力之间的关系，通过构建随机效应模型和中介效应模型，将城市化视为引起中国区域技术创新能力变化的一个重要影响因素并加以考察，并探讨城市化影响技术创新机制的可能性。研究表明：（1）城市化水平有助于提升区域技术创新能力，人力资本的集聚刺激创新的产生与溢出，政府的“政策红利效应”显着。城市化主要是通过空间经济结构的集聚而使人力资本、科教资源等向城市化集聚，从而促进技术创新能力的提升。（2）通过城市化中介效应的分析发现，人力资本和科教事业政策的中介效应存在，且中介效应显着。表明城市化水平不仅直接影响技术创新产出，而且通过人力资本集聚和科教事业发展对区域技术创新能力产生了间接的正向影响。本文的研究有助于理解城市化与技术创新能力之间的关系，并为其提供了经验证据。
基于以上结论，得到几点启示：（1）城市化水平与区域技术创新能力之间关系的协调，事关我国新型城镇化的发展和“大众创业、万众创新”政策的实施。研究表明，城市化通过其外部性，为区域技术创新提供所需的资金、人才、信息等，形成产业集聚和工业集聚，产生人力资本的集聚及其促使科教资源与支出水平的提高，于是城市化水平对区域技术创新能力提升发挥了积极的推动作用。因此，在城市化发展过程中，要注重人力资本的积累与开发。（2）中国各地区城市化程度、经济发展水平、地理区位、资源禀赋、产业基础等的差异，导致各地区在人力资本和科教资源等方面差异明显。研究发现，城市化通过人力资本的集聚和科教资源的集中促进技术创新能力的提升。教育是提升人力资本的根本途径，而教育资源的集中程度主要和城市化的发展程度密切相关。因此，在城市化推进过程中，要注意不同区域、不同城市的协同创新，达到共同创新，实现中国整体技术创新能力的提升。
注释：
①人力资本考虑用R&D人员全时当量和每十万人口高等学校平均在校生数的综合指标来衡量。鉴于2017年R&D人员全时当量指标未搜集到，因此，本文选择用每十万人口高等学校平均在校生数作为人力资本的代理指标.
②中介效应的检验参考文献[20]的成果，采用逐步回归法.
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The Influence of Urbanization on Chinas Regional Technological Innovation Ability
TANG Juanli，NI Yongliang，ZHANG Yunyan
（School of Economics and Management， Xian Shiyou University， Xian 710065， China）
Abstract： In this paper， based on random effect model and intermediary effect model， using the 31 Chinese provincial panel data from 2011 to 2017， studies the influence of urbanization on Chinas regional technological innovation ability， and explores the innovation mechanism of possibility. The results show that urbanization is an important factor in promoting the improvement of regional technological innovation ability in China. The agglomeration of human capital stimulates the creation and spillover of innovation， and the "policy dividend effect" of the government is significant. Urbanization promotes the improvement of technological innovation ability through the agglomeration of human capital and the concentration of science and education resources. The intermediary effect of human capital and science and education policy is significant， which indicates that urbanization level not only directly affects the output of technological innovation， Moreover， the agglomeration of human capital and the development of science and education have an indirect positive effect on the regional technological innovation ability.
Keywords： technological innovation capability；urbanization；intermediary effect
