基于专利指标的中国区域创新趋同的时空演变特征分析_潘雄锋

基于专利指标的中国区域创新趋同的时空演变特征分析潘雄锋史晓辉（大连理工大学经济学院，大连116023）摘要：本文以中国31个省级行政区1990-2008年专利数据为资料，基于空间马尔可夫链方法，研究中国区域创新趋同的时空动态演变特征。

结果表明：（1）1990年以来中国区域创新一直存在“俱乐部趋同”现象，在2000-2008年期间更为显著。

（2）区域自身和周围邻居同时向上转移的区域基本集中于东南沿海地区，而区域自身或周围邻居有一方或双方均向下转移的区域绝大多数位于中西部。

（3）中国区域创新类型转移显著受到地理背景的制约，创新高水平的区域背景对区域转移起到了正面影响，而创新低水平的区域背景则产生了负面影响，进一步为中国区域创新“俱乐部趋同”现象的存在提供了空间上的解释。

关键词：区域创新趋同；时空演变特征；空间马尔可夫链；专利；中国引言自从美国经济学家威廉姆森于上世纪50年代提出趋同的概念之后，区域趋同或趋异假说便成为区域经济学和发展经济学界所讨论的一个重要议题。

然而，学者们主要从经济角度对该问题进行探讨[1-3]。

新经济增长理论的兴起奠定了技术创新在经济增长中的重要地位，因此区域间创新的趋同（趋异）很大程度决定了区域经济趋同（趋异）程度。

然而，目前关于区域创新趋同的研究还不多见，刘凤朝和沈能运用横截面分析法和时间序列分析对中国区域专利增长率的趋同情况进行了实证分析[4]，陈向东和王磊运用α收敛和β收敛对中国区域层面的创新活动的俱乐部收敛特征进行了分析[5]，白俊红等人运用α收敛和β收敛从创新效率角度对中国区域创新发展进行了收敛性检验[6]。

可以看出，目前关于区域创新趋同的研究主要采用α趋同和β趋同的方法进行检验，虽然这两种方法能有效对区域趋同（趋异）问题进行研究，但它们割裂了时间联系，不能揭示区域创新趋同的时间特征，并且将区域视为独立的个体，即假设区域之间相互独立，不存在任何相互作用，然而，在实际创新活动中，地区间的创新资源流动、技术信息交流等使得地区间尤其是相邻地区间的创新活动产生空间溢出和扩散效应，在地理上存在空间相关性[7]。

一个地区，如果与具有较高创新水平的地区为邻时，其创新水平提升的概率将会变大；相反，如果与较低创新水平的地区为邻，其创新水平提升的概率则会变小[8]。

由此可见，以往的相关研究因其忽视空间效应，难以真正反映区域创新收敛性的变动与生成机制，有可能导致错误的模型设定，从而得出有偏的分析结论。

基于此，本文将运用空间马尔可夫链方法，以专利为创新收稿日期：2009-11-11基金项目：教育部人文社会科学研究项目（10YJC630187）；中央高校基本科研业务费人文社科专题（DUT11RW304）；大连市科技计划项目（2010D13ZC119）。

作者简介：潘雄锋，大连理工大学经济学院副教授，博士；史晓辉，大连理工大学经济学院硕士研究生。

从而为中国对区域创新协调发展的相关对策措施制定提供依据。

本文的结构安排是：第二部分介绍本文的数据来源及研究方法，第三部分对中国区域创新趋同的时空演化进行实证分析，第四部分是本文的主要结论及相关政策建议。

数据和方法1、指标选择专利作为研发活动的结果，并且也是产业化的技术源头，因此它是反映区域创新水平的重要指标[9]。

但是利用专利数据进行创新分析有其天然的局限性，主要体现在：第一，不同产业、不同地区和不同时期的专利倾向不同，不同行业和公司最后是采取专利还是商业秘密来保护创新成果取决于哪一种方式更能保护创新成果免受竞争者的侵害并由此带来的利益更大；第二，不是所有的发明和创新都会申请专利并获得专利的；第三，不同的专利由于质量不同而最后产生的经济效益也存在很大的差异。

虽然存在这些问题，但由于专利数据容易获得以及和创新关系比较密切，并且长期以来专利标准客观、变化缓慢，所以专利仍然是衡量创新活动的比较好的指标[10]。

这里我们主要以专利申请量作为分析区域创新能力的基本变量，主要原因在于专利授权量需要一段时间的审批，因此相比专利申请量来说具有一定的时间滞后性，将其作为衡量指标，可能会导致一定的信息失真，并且专利授权量的信息基本都包含在专利申请量中[11]。

本文的区域主要选择全国31个省、自治区、直辖市（不包括港、澳、台），时间段主要以1990-2008年为分析区间，数据来自中国国家知识产权局网站上的国家知识产权局统计年报（1990-2008）。

在数据处理方面，主要依据世界银行关于对区域经济的划分标准，将中国各区域划分成以下四种类型：（1）低水平：专利申请量低于全国平均值的50%；（2）中低水平：专利申请量在全国平均值的50%至100%范围内；（3）中高水平：专利申请量在全国平均值的100%至150%范围内；（4）高水平：专利申请量高于全国平均值的150%[12]。

2、研究方法（1）马尔可夫链马尔可夫链是用来研究俱乐部趋同的有效工具，该方法首先将连续的区域专利申请量数据离散为k种类型，然后计算相应类型的概率分布及其年际变化，近似逼近区域演变的整个过程，将t年份区域创新类型的概率分布表示为一个1×k的状态概率向量Pt ，记为Pt=[P1，t，P2，t，…，P k，t]，而将不同年份区域创新类型之间的转移用k×k的马尔可夫转移概率矩阵M表示，如表1所示。

其中，mij为在t年份为i类型的区域到t+1年份的时候变为j类型的概率，其计算公式为m ij=n ij/n i，其中，n ij为在t年份为i类型的区域到t+1年份的时候变为j类型的区域数目之和，ni则是i类型区域数目的总和[13]。

（2）空间马尔可夫链传统的马尔可夫链方法没有考虑空间效应，而是将区域视为独立的个体，相互之间不存在任何的联系，而空间马尔可夫链方法则能通过运用“空间滞后”有效解决这种不足。

空间马尔可夫转移概率矩阵以区域在初始年份的空间滞后类型为条件，将传统的k×k马尔可夫矩阵分解为k个k×k条件转移概率矩阵，如表2所示。

对第k个条件矩阵而言，mij（k）表示以区域在t年份的空间滞后类型k为条件，在下一年份从类型i变为类型j的转移概率[14]。

表1马尔可夫转移概率矩阵（k=4）t i/t i+112341m11m12m13m142m21m22m23m243m31m32m33m344m41m42m43m44表2空间马尔可夫转移概率矩阵（k=4）空间滞后t i/t i+11234 11m11/1m12/1m13/1m14/12m21/1m22/1m23/1m24/13m31/1m32/1m33/1m34/14m41/1m42/1m43/1m44/1 21m11/2m12/2m13/2m14/22m21/2m22/2m23/2m24/23m31/2m32/2m33/2m34/24m41/2m42/2m43/2m44/2 31m11/3m12/3m13/3m14/32m21/3m22/3m23/3m24/33m31/3m32/3m33/3m34/34m41/3m42/3m43/3m44/3 41m11/4m12/4m13/4m14/42m21/4m22/4m23/4m24/43m31/4m32/4m33/4m34/44m41/4m42/4m43/4m44/4通过比较马尔可夫矩阵元素（表1）和空间马尔可夫矩阵中的对应元素（表2），可以知道一个区域向上或向下转移的概率大小与周围邻居之间的关系，探讨区域背景对区域转移的总体影响。

实证分析区域科技发展策略直接影响区域创新趋同进程。

1985年，中共中央发布《关于科技体制改革的决定》，自此区域科技发展战略从之前注重区域均衡发展开始转向区域非均衡发展，随着改革的深化，区域科技政策的宏观背景也发生了变化，效率和公平成为制定区域科技政策目标的两大取向，改变了原来区域倾斜的做法，强调统筹发展，为此从1999年开始，中央相继提出了西部大开发、振兴东北等老工业基地、促进中部崛起的战略[15]。

—中国区域创新的“俱乐部趋同”1、时间特征——根据不同时期的科技发展战略，本文将整个研究区间划分为1990-2000年和2000-2008年两个时间段，分别对这两个时间段中国各省的马尔可夫转移概率矩阵进行计算，计算结果见表3。

在表3中对角线上的数值表示区域创新类型没有发生变化的概率，而非对角线上的数值则表示不同区域创新类型之间发生转移的概率。

表31990-2008年中国各地区创新类型的马尔可夫矩阵1990-2000年2000-2008年n1<50%2<100%3<150%4>150%n1<50%2<100%3<150%4>150% 1120.950.040.010.001220.980.020.000.00 630.110.840.050.00610.080.850.070.00 540.020.110.850.02120.000.250.750.00 710.000.000.030.97530.000.000.020.98由表3可知，中国各地区创新类型转移在这两个时间段表现出以下的共同点：（1）所有对角线上的数值均大于非对角线数值，对角线上最大值为0.98，最小值为0.75，说明不论在哪个时间段，一个区域在连续两年中创新类型不发生变化的概率至少为75%。

（2）非对角线上的数值都很小，最大值仅为0.25。

而且，大于0的数值基本上位于对角线两侧，表明在连续两年间，中国各区域实现跨越式发展的可能性并不大，大多数地区均在相邻的两种创新类型间变化。

（3）中国区域创新存在“俱乐部趋同”现象。

初期属于低水平的区域，在随后年份仍然为该类型的概率至少为95%，向上转移的概率则最大仅为4%，而初期属于高水平的区域，在随后年份仍然为该类型的概率至少为97%，向下转移的概率则最大仅为3%，说明创新低水平地区很可能陷入了“贫困陷阱”。

另外，中国各地区创新类型转移在这两个时间段也存在以下不同点：（1）整体来看，2000-2008年这一时间段各类型区域仍然保持原来状态的概率基本上要高于1990-2000年时间段，表明2000-2008年这个时间段中国区域创新的“俱乐部趋同”现象相比1990-2000年时间段要更加显著。

（2）初期属于“低水平”的区域在1990-2000年时间段向上转移的概率要大于2000-2008年时间段，而初期属于“中低水平”的区域在1990-2000年时间段向上转移的概率则要小于2000-2008年时间段，说明虽然中国在1999年之后实行的区域协调发展策略对于创新基础薄弱的地区效果并不明显，而具有一定创新基础的地区则依靠国家相关有力政策，创新能力得到了较快的提升。

（3）初期为“中高水平”的区域在1990-2000年时间段向上转移的概率大于2000-2008年时间段，这从一个侧面说明，区域科技非平衡发展策略对20世纪90年代的中国区域创新发展格局产生了深刻影响，那些具备较丰富的资金、设备、技术和人才的区域，在科技体制的市场化改革中创新能力得到不断提升。