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河南省研发投入与产业结构的影响研究

作者:admin1 日期:2022-10-12 14:12:30 点击:90

摘要当前我国经济已由高速增长阶段进入高质量发展阶段,创新是各个产业发展的核心 动力,研发投入是创新的主要来源.剖析研发投入影响产业结构优化的作用机制,测算 研发投入对河南省三大产业的影响程度,有利于提升研发投入的使用效率,有助于推进 河南省产业结构优化升级的进程.

本文结合定性分析与定量分析两类研究方法,从理论逻辑和实证测算两个方面,分 析研发投入对河南省产业结构的影响.首先,基于内生经济增长理论,从经济增长和产 业关联两个角度,梳理研发投入对产业结构的作用机制.其次,采用描述性统计分析当 前河南省研发投入与产业结构的发展现状.再次,采用灰色关联度模型,从关联效应角 度,测算研发投入对河南省三大产业的灰色关联系数.最后,基于向量自回归模型,构 建研发投入与河南省三大产业的脉冲响应函数图,分析研发投入对产业结构的冲击效 应.主要研究结论显示:

一、近年来河南省研发投入和研发人员投入持续增长,研发投入强度不断提升,但 河南省各地区研发投入强度差距较大,存在研发经费投入不平衡问题.研发费用的资金 主要来源于企业资金,而研发类型主要是以实验发展为主.河南省三大产业生产总值稳 定上升,其中第三产业所占比重逐渐增大,三大产业就业人数变化不同,第二产业和第 三产业就业人数逐渐增加,而第一产业就业人数逐渐下降,表明河南省发展重心正在向 第三产业所偏移.

二、河南省研发投入与第三产业的灰色关联系数最高,具有显著的相关性.研发经 费支出与第一产业生产总值的灰色关联度为 0.7079,研发经费支出与第二产业生产总值 的灰色关联度为0.7783,而研发经费支出与第三产业生产总值的灰色关联度为0.7854.由 此可以看出,现代服务业、交通运输业以及信息技术等第三产业对技术创新的依赖性较 大,研发产业对第三产业发展有显著的推动作用.

三、河南省研发投入与三大产业都有长期稳定的关系并对其有一定的引领作用,但对 三大产业的冲击效应以及贡献程度不同.研发投入对河南省第一产业和第三产业的冲击 效应较为明显,而对第二产业有滞后效应,其中对第三产业的贡献程度最高,其次是第 二产业,最后是第一产业.河南省研发投入对第三产业的促进作用最显著,说明研发投入使河南省的发展中心不断向第三产业偏移,使河南省从劳动密集型产业向技术密集型 产业转变,进而促进了河南省产业结构的优化升级.

关键词:研发投入,产业结构,灰色关联度,向量自回归模型

ABSTRACT

At present, China's economy has entered the stage of high-quality development from the stage of rapid growth. Innovation is the core driving force for the development of various industries, and R&D investment is the main source of innovation Analyzing the mechanism of R&D investment affecting the optimization of industrial structure and calculating the impact of R&D investment on the three major industries in Henan Province is conducive to improving the use efficiency of R&D investment and promoting the process of optimization and upgrading of industrial structure in Henan Province.

Combined with qualitative analysis and quantitative analysis, this paper analyzes the impact of R&D investment on the industrial structure of Henan Province from two aspects of theoretical logic and empirical calculation Firstly, based on the endogenous economic growth theory, this paper combs the action mechanism of R&D investment on industrial structure from the perspectives of economic growth and industrial correlation Secondly, descriptive statistics is used to analyze the current development status of R&D investment and industrial structure in Henan Province Thirdly, the grey correlation degree model is used to calculate the grey correlation coefficient of R&D investment on the three major industries in Henan Province from the perspective of correlation effect Finally, based on the vector autoregressive model, this paper constructs the impulse response function diagram of R&D investment and the three major industries in Henan Province, and analyzes the impact effect of R&D investment on industrial structure The main research conclusions show that:

1.    In recent years, the R&D investment and R&D personnel investment in Henan Province have increased continuously, and the R&D investment intensity has increased continuously. However, there is a large gap in R&D investment intensity among various regions of Henan Province, and there is an imbalance in R&D investment R&D expenses mainly come from enterprise funds, and R&D types are mainly experimental development The GDP of the three major industries in Henan Province has increased steadily, among which the proportion of the tertiary industry has gradually increased, the employment of the three industries has changed differently, the employment of the secondary industry and the tertiary industry has gradually increased, while the employment of the primary industry has gradually decreased, indicating that the development focus of Henan Province is shifting to the tertiary industry.

2.       The grey correlation coefficient between R&D investment and tertiary industry in Henan Province is the highest, with significant correlation The grey correlation degree between R&D expenditure and GDP of primary industry is 0.7079, that between R&D expenditure and GDP of secondary industry is 0.7783, and that between R&D expenditure and GDP of tertiary industry is 0.7854 It can be seen that modern service industry, transportation industry, information technology and other tertiary industries are highly dependent on technological innovation, and R&D industry plays a significant role in promoting the development of tertiary industry.

3.     R&D investment in Henan Province has a long-term and stable relationship with the three industries and plays a leading role in them, but its impact effect and contribution to the three industries are different The impact effect of R&D investment on the primary industry and the tertiary industry in Henan Province is obvious, while it has a lag effect on the secondary industry. Among them, the contribution to the tertiary industry is the highest, followed by the secondary industry, and finally the primary industry R&D investment in Henan Province plays the most significant role in promoting the tertiary industry, indicating that R&D investment continuously shifts the development center of Henan Province to the tertiary industry, transforms Henan Province from labor-intensive industry to technology intensive industry, and then promotes the optimization and upgrading of industrial structure in Henan Province.

KEY WORDS: R&D investment, Industrial structure, Grey correlation, Vector autoregression model

摘 要 .................................................................... I

ABSTRACT ....................................................................  III

第一章 引言 ................................................................... 1

1.1 研究背景及意义 ....................................................................  1

1.1.1 研究背景 ....................................................................  1

1.1.2 研究意义 ....................................................................  2

1.2 研究内容与方法 ....................................................................  2

1.2.1 研究内容 ....................................................................  2

1.2.2 研究方法 ....................................................................  3

1.3 创新点 ....................................................................  3

1.4 研究路径 ....................................................................  4

第二章 相关理论和文献综述 ................................................................... 5

2.1      相关理论          5

2.1.1 内生经济增长理论 ....................................................................  5

2.1.2 研发投入对产业结构的作用机制 ....................................................................  6

2.2      文献综述          7

2.2.1 研发产业的产业特征以及现状研究 ....................................................................  7

2.2.2 产业结构影响因素分析研究 ....................................................................  8

2.2.3 研发投入对产业结构影响研究 ....................................................................  9

第三章 河南省研发投入与产业结构影响分析 .................................................................. 11

3.1 河南省研发投入与产业结构现状分析 .................................................................. 11

3.1.1 河南省研发投入现状分析 .................................................................. 11 

3.1.2      河南省产业结构发展现状及就业现状分析              19

3.2      河南省研发投入与产业结构的灰色关联度分析         23

3.2.1 灰色关联度模型的建立 ....................................................................  23

3.2.2      河南省研发投入与三大产业关联效应分析              24

3.3 河南省研发投入对产业结构的冲击效应 ....................................................................  27

3.3.1 向量自回归模型的建立 ....................................................................  28

3.3.2 研发投入对第一产业的冲击效应 .................................................................. 29

3.3.3 研发投入对第二产业的冲击效应 ....................................................................  34

3.3.4 研发投入对第三产业的冲击效应 .................................................................. 38

3.3.5 小结 ....................................................................  42

第四章 结论与建议 ....................................................................  45

4.1 结论 ....................................................................  45

4.2 建议 ....................................................................  46

第五章 研究展望 ....................................................................  47

参考文献 ....................................................................  49

致 谢 ....................................................................  53

攻读学位期间发表的学术论文目录 .................................................................. 55

第一章 引言

1.1  研究背景及意义

1.1.1  研究背景

自从改革开放以来,我国经济实力和质量不断提高,经济总量大幅增长,各方面的 发展都取得巨大成就,人民生活得到了极大改善.根据 2020 年我国经济数据显示,国 内生产总值已突破100 万亿元,占全球17%左右.相比于快速增长的经济,我国的研发 投入费用支出却一直处于较低水平,尽管目前我国已经逐步认识到科技创新的重要性, 持续加大我国的研发投入经费,但和发达国家比,研发投入占GDP的比重仍然较低.同 时党的十八大指出“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”.党的十九大再次强调,在我国经济发展由高速增长转向高质量 发展的转变中,科技创新是产业高质量发展的基础支撑,同时也是引领高质量发展的核 心动力.研发投入是创新的主要来源,加大研发投入才有可能增加创新.《河南省国民 经济和社会发展第十三个五年规划纲要》中明确提出要实现“转型升级”和“创新驱动 新突破”,并将研究与试验发展经费投入强度提升为 2%.为响应国家《建设创新型省 份工作指引》的要求,河南省在《河南省科技创新“十三五”规划》中,将研究与试验 发展经费投入强度提升至 2.5%.研发投入是将科学技术转化为物质形态来促进生产力 的发展,从而加快经济的发展.科技是第一生产力,促进发展必须要创新,也只有大力 发展科学技术才能满足人们对物质水平的要求,进一步的保持经济稳定.

产业结构是指在一个国家或地区经济体系中三大产业所占的比重,产业结构的变化 往往能反映国家或者地区的经济发展水平.我国的产业结构也发生过多次变化,在改革 开放之前我国主要是发展第一产业和第二产业,而在改革开放之后我国的产业结构发生 了明显改变,由原来的“二一三”转变为“二三一”,最后转变成目前的“三二一”结 构.但中国经济仍然处在一个结构调整的过渡时期,需要通过产业结构的优化来提升我 国经济的韧性和稳定性.

对于一个国家或者地区来说,研发产业的发展与产业结构优化都是十分重要的,而 研发投入能否对产业结构优化升级造成一定程度的影响?研发产业能否促进产业结构的调整?在目前亟需优化产业结构的情况下,分析研发投入在产业结构调整中的作用显 得尤为重要.

1.1.2   研究意义

随着国内经济发展方式转变,我国正处于调整产业结构、促进产业升级关键时期, 而科技创新对经济增长的贡献日益上升,科技进步和经济增长之间相互依赖、促进的关 系更加明显.科技创新主要靠研发活动,而研发活动产业化是研究与试验发展业.一个 国家或者地区的经济发展动力来源于科技创新水平的突破以及产业结构的合理,发展研 究与试验发展业,对国家或地区的科技进步和产业结构优化都具有重大战略作用.因此, 本文针对河南省研发投入与产业结构优化升级之间的关系以及影响机制进行研究,为河 南省产业结构优化提供针对性的方向,对河南省经济模式转变具有一定的指导意义.

目前国内外学者对产业结构优化升级和研究与试验发展业都已有广泛的研究,但是 对于研发投入与产业结构之间联系的探讨还比较少.本文在借鉴前人相关成果的基础之 上,深入研究研发投入与产业结构之间的关系,探究研发投入与三大产业的关联程度, 分析研发投入对三大产业的冲击效应,对于掌握目前河南省研发投入的现状以及研发产 业的发展具有重要帮助.也可以进一步了解河南省产业结构的发展状况同时加快产业结 构的优化升级,对稳定河南省经济健康发展具有较好的现实意义.

1.2   研究内容与方法

1.2.1   研究内容

本文以内生经济增长理论为基础,采用灰色关联度模型和向量自回归模型,从理论 逻辑方面定性分析研发投入对河南省产业结构的作用机制,从实证分析角度测算研发投 入与河南省产业结构的关联效应以及冲击效应.

本文具体内容安排如下:

第一部分为引言.主要介绍文章的研究背景和意义,然后在此基础上引出文章的主 要研究问题.最后介绍本文的研究内容和研究方法.

第二部分是介绍研发投入影响产业结构的理论基础.从内生经济增长理论来剖析研 发投入影响研发产业的作用机制,并对关于研发投入对产业结构影响已有文献进行综述.

第三部分是河南省研发投入与产业结构现状的统计测度.该部分从描述性统计分析的角度分析近年来河南省研发投入以及三大产业发展情况.

第四部分是基于灰色关联度模型测算河南省研发投入经费与三大产业发展之间的 关联度,来探究研发投入与哪个产业的关系最为密切.

第五部分是通过建立向量自回归模型,来分析河南省研发投入对三大产业的影响, 从而进一步研究河南省研发投入对产业结构的冲击效应.

第六部分是结论与建议.

1.2.2   研究方法

1、理论分析与实证分析相结合.本文从内生经济增长理论的视角梳理研发投入对 经济发展的影响,从而构建研发投入影响河南省产业结构的理论框架,并在此基础上测 度研发活动对产业结构的关联效应以及冲击效应.

2、静态分析与动态分析相结合.研发投入和产业结构升级均一个动态的过程,为 全面分析研发投入对河南省产业结构的影响,本文利用静态分析与动态分析相结合的方 法展开分析.静态分析主要体现在基于 2021 年河南省统计年鉴,分析目前研发活动与 产业结构的发展现状;动态分析体现在采用河南省 2001-2020 年二十年的数据,通过灰 色关联度模型以及向量自回归模型,测算研发投入与三大产业的关联效应以及冲击效应, 从而研究研发投入对河南省产业结构优化升级的动态影响趋势.

3、定性分析与定量分析相结合.采用定性分析方法探讨研发投入对产业结构的作 用机制以及研发投入对其存在冲击效应的机制;采用定量分析方法测算研发投入与三大 产业的灰色关联系数以及脉冲响应函数图来反映研发投入对产业结构升级的影响.

1.3 创新点

本文结合定性分析与定量分析两类研究方法,从理论逻辑和实证测算两个方面,分 析研发投入对河南省产业结构的影响.首先,基于内生经济增长理论,梳理研发投入对 产业结构的作用机制.其次,采用描述性统计分析当前河南省研发投入与产业结构的发 展现状.再次,采用灰色关联度模型,从关联效应角度,测算研发投入对河南省三大产 业的灰色关联系数.最后,基于向量自回归模型,构建研发投入与河南省三大产业的脉 冲响应函数图以及方差分解表,分析研发投入对产业结构的冲击效应.

从研究角度来看,研究河南省研发投入与产业结构的影响有一定的针对性,可以解 决河南省经济从高速发展转变高质量发展时所面对的问题,所以,以研发投入与产业结构为研究视角具有一定的意义.

从研究方法来看,本文主要以灰色关联度模型以及向量自回归模型为主,不仅分析 研发投入与三大产业的关联效应,还分析了研发投入对产业结构的冲击效应,而其他文 献大多只分析了关联效应,而忽略了内部影响因素,所以,本文在方法上有一定创新性.

1.4 研究路径

本文的研究路径如图 1-1.

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        第二章 相关理论和文献综述

2.1  相关理论

2.1.1  内生经济增长理论

内生经济增长理论认为经济系统的内生变量决定经济增长,内生技术进步是经济持 续增长的决定性因素.保罗•罗默1986年提出知识溢出模型,指出内生技术进步是经济 增长的唯一源泉.他将知识分为专业知识和一般知识,专业化知识有利于提升个别厂商 的利润,一般知识会带来规模经济效应.罗默知识溢出模型研究了知识积累与技术进步 对经济增长的贡献,并专门强调了研发投入对经济增长的贡献,然而该模型的缺陷在于 将人口数量与人力资本混淆.

宇泽弘文和卢卡斯[1](1965)将人力资本内生化,他们认为人力资本的外部效应会 促进技术进步,并在人群中扩散,提升各生产要素的生产率.由此可知,罗默、宇泽弘 文和卢卡斯等人均强调研发投入、人力资本和外部性对经济增长的作用.因此,企业的 研发投入不仅能促进本企业的技术进步,还能对其他企业的发展具有正向技术溢出效应, 且随着行业技术和人力资本的积累,研发投入的溢出效应逐渐增大.即研发投入可以通 过提高企业生产管理技术、提升人力资本和技术溢出效应等路径提高经济发展水平.

研发投入加速技术创新,技术创新加速新产品和新工艺的出现.而作为消费者,为 了购买新产品或新工艺,会形成新的需求压力,进而改变原来的需求结构,而需求结构 的变化能够拉动产业产业结构向合理化的方向发展.当研发投入增加主要来源于技术创 新的贡献时,它引起的需求模式的变动与技术创新相关联,这种联系也是需求结构拉动 产业结构合理发展的前提条件,也是文章研究的基础理论.

本文通过研究三大产业就业人数来得到河南省劳动就业结构,再研究河南省三大产 业的发展现状来得到三大产业的发展趋势以及生产结构.根据内生经济增长理论,研发 投入对成本的作用主要体现在研发投入能改变各种生产要素,从而影响他们收益率之间 的平衡,这就说明在市场机制的作用下,会加速不同生产要素之间的代替和重组从而引 起产业结构变化.

2.1.2  研发投入对产业结构的作用机制

产业结构的变动是由多方面的因素共同影响的,而产业结构优化升级主要是依靠科 学技术水平以及科技创新能力.研发可以通过技术创新提高各个产业的生产效率,来促 进各个产业的发展,从而推动产业结构的转变.研发投入影响产业结构分为直接影响和 间接影响,直接影响是通过增加研发投入直接对产业结构产生影响,而间接影响是利用 知识与技术创新间接地推动产业结构的优化.

知识创新主要包含基础研究与应用研究,是指用原有的科学研究来得到新的科学技 术的过程.同时新的科学技术又为技术创新提供了新的方法和知识,知识创新是技术创 新的基础.技术创新对产业结构的影响有很多途径.首先,技术创新通过提高科学技术, 研究新生产方法,来降低成本消耗并提高产业的生产效率,使得产业向高技术转变,从 而促进产业结构的优化.其次,由于各个产业之间存在关联效应,技术创新也存在关联 效应,一个产业的高速发展会带动其关联产业的发展,从而加速产业结构的升级.最后, 技术创新可以淘汰落后的产能,一些技术水平的生产设备或者生产工艺会退出市场从而 改变市场的供求关系,进而对产业结构产生一定的影响.

知识创新和科技创新都能很大程度上对产业结构产生影响,而知识与技术的创新主 要依赖于研发投入,而研发投入不仅包括知识与技术创新,还包括研发经费投入、研发 人员投入以及相关的课题开发和科研机构建设等,所以研发投入对产业结构的影响更显 著.研发投入强度可以反应科研能力水平,研发投入强度越高,科研能力就会越强.科 研能力的提高可以不断完善生产技术水平,改变生产要素投入的比例,使产业内部技术 关系得到优化从而提高生产效率,实现技术创新.而新的技术不仅可以带动经济变化, 还可以促进产业之间的融合从而产生新的产业,最终使产业结构得到优化.研发投入还 可以改善我国的外贸结构,在目前世界经济一体化的背景下,各国之间竞争激烈,技术 含量低的产品会被取代,只有自主研发出高精尖产品才拥有较强的竞争力,不会被其他 产品所代替.研发投入可以通过加速技术创新来研发出高端技术产品,从而提升综合国 力,并在进出口贸易中取得优势,进而推动产业结构的优化升级.综上所述,研发投入 主要通过影响需求结构、生产结构、劳动力就业结构、外贸结构来影响产业结构.因此, 研发投入在产业结构调整和优化中具有重要意义.

本文根据研发投入对产业结构变动的影响机制,通过研究研发经费投入、研发人员 投入、研发投入强度以及研发经费来源来得到研发投入现状.文章将采用灰色关联度模 型,从关联效应角度,测算研发投入对河南省三大产业的灰色关联系数.在根据向量自 回归模型,构建研发投入与河南省三大产业的脉冲响应函数图,分析研发投入对产业结 构的冲击效应.从而分析研发投入对河南省产业结构的影响.

2.2  文献综述

2.2.1  研发产业的产业特征以及现状研究

研究和试验发展业又称为研发产业,是指为了增加自然、工程、人类、文化和社会 等领域的知识,以及运用知识创造新的应用而进行的活动,这类活动限于对新理论、新 发现的研究和新技术、新产品、新工艺的研究与试验发展,具体包括基础研究、应用研 究和试验发展.研发投入即全社会研究与试验发展经费(简称R&D),指社会用于基 础研究、应用研究和试验发展的经费支出.高汝熹[2](2001)认为研发产业是从事研发 活动的企业和组织的集合,并通过分析上海研发产业的现状,预测了上海研发产业发展 前景.方希桦[3]等(2004)基于修改的Cobb - Douglas模型,研究了G7国家研发投入与 我国经济的关系,得出了贸易国研发投入带动我国全要素生产率上升,促进了经济增长 的结论.赵红光[4](2007)认为研发产业是指从事研发活动并从研发活动产出中获取直 接经济利益的企业和机构的集合.沈炼[5](2008)指出中国各地区研发全要素生产率的 提高主要归功于技术进步.张士运[6](2009)指出研发产业是提供技术与知识来服务于 其他产业的生产性服务业.曹勇和苏凤娇[7] (2012)基于Pearson相关分析和逐步回归 等方法,分析了我国高技术产业的研发投入对创新绩效的影响,指出研发投入对创新绩 效有重要影响,但不同行业之间的研发投入对创新绩效的影响存在差异.陈建丽[8(] 2015) 基于面板门限回归模型,研究了企业绩效和研发强度的关系,指出企业绩效与研发投入 存在负相关关系且存在双门限效应.卢方元[9]( 2016)指出在制造业中,中国装备制造 业研发投入产出所占比重较大,并且增长速度较快.周代数和朱明亮[10](2017)基于我 国 30 个省份 1998-2012 年的数据指出,研发人员和研发投入强度能够提升我国的创新 能力,并且东部沿海地区的研发投入对创新绩效的作用明显.朱云章[11](2021)运用数 据包络分析的方法,分析了河南省“十三五”期间的研发投入水平以及研发投入强度, 得出了河南省研发产业地域发展不平衡以及主要产业紧密耦合等特征的结论.

2.2.2  产业结构影响因素分析研究

学术界对产业结构优化升级和其影响因素做了大量的研究.范方志和张立军[12] (2003)从理论上分析金融结构转变与产业结构升级之间的关联机制,并且实证分析了 中国东、中、西部地区的金融结构转变与产业结构升级的联系,最后提出相应的政策建 议来实现区域经济协调发展.姜泽华和白艳[13](2006)认为产业结构升级是一个复杂的 动态系统,产业结构升级就是经济社会化、工业化和现代化的过程,并指出社会需求是 产业结构升级的市场导向,科技进步是产业结构升级的直接动力,制度安排是产业结构 升级的体制保障.刘伟和张辉[14](2008)将技术进步和产业结构变迁从要素生产率中分 解出来,分析了产业结构变迁对中国经济增长的贡献,并与技术进步的贡献相比较,发 现产业结构变迁对中国经济增长的贡献十分显著,而随着市场化程度的提高,产业结构 变迁的市场化力量将逐渐低于技术进步的力量,说明我国仍需不断完善市场机制.付凌 晖[15](2010)基于协整关系模型,分析了我国产业结构与经济增长之间的关系,结果表 明我国经济总量增长带动了产业结构升级,但是产业结构高级化对经济增长没有明显的 促进作用.干春晖、郑若谷和余典范[16]等人(2011)在测度产业结构合理化以及产业结 构高级化的基础上,建立了产业结构变迁与经济增长的计量经济模型,从而分析两者对 经济波动的影响,研究结果表明产业结构合理化与经济增长之间具有比较强的稳定关系, 而产业结构高级化则表现出较大的不确定性,我国产业结构合理化对经济发展的贡献要 远远大于产业结构高级化.龚强和张一林[17]等人(2014)从金融结构和风险特征的角度 分析了产业结构的优化和升级.汪伟和刘玉飞[18]等人(2015)基于中介效应模型,分析 了人口老龄化与产业结构升级之间的关系,结果表明人口老龄化对中国产业结构升级的 净效应为正,人口老龄化不仅可以促进产业结构优化,还能推动制造业与服务业内部技 术结构的优化.高远东和张卫国[19]等人(2015)通过构建空间计量模型,分析了产业结 构高级化的影响因素,并指出社会需求对产业结构高级化影响最显著,是产业结构高级 化的决定性因素,消费需求对产业结构高级化的推动作用最大,但制度安排对产业结构 高级化有明显的负面影响,造成了产业结构升级的困难.于斌斌[20(] 2017)根据 2003-2012 年中国285 个城市的统计数据,通过构建空间面板模型检验了金融集聚对产业结构升级 的影响效应和空间溢出效应,研究结果表明金融产业集聚对于产业结构升级的影响受产 业发展阶段和城市规模的限制.赵云鹏和叶娇[21](2018)运用面板回归和空间计量等方 法分析了对外直接投资对产业结构升级的影响,并从对外直接投资角度为我国产业结构升级提供了政策建议.

2.2.3  研发投入对产业结构影响研究

唐德祥和孟卫东[22](2008)通过构建面板数据模型,分析了我国以研发为基础的技 术创新与产业结构优化升级之间关系,研究结果表明研发经费支出对产业结构优化升级 具有显著的促进作用,又进一步分析了研发投入对产业结构优化升级的作用机理,并提 出政策建议.谢兰云和曲永义[23](2010)根据 2000-2007 年我国 31 个省、市、自治区 的数据,运用灰色关联度模型,分析了研究与试验发展强度与三大产业和高科技产业之 间的关联度,并指出高科技产业对研究与实验发展强度影响最大,第一产业对研究与试 验发展强度的影响最小,各省的研究与试验发展强度受到其产业结构的限制.王淑荣[24] (2011)运用灰色关联度模型,分析了辽宁省研发投入对产业结构升级的影响,得出了 研发投入对产业结构优化升级具有显著作用的结论.甄程[25](2012)通过构建灰色关联 度模型,分析了陕西省研发投入与产业结构水平的灰色关联度,从而探究陕西省产业结 构优化升级的过程中各影响因素相对作用的大小,并对研发投入与产业结构升级进行了 格兰杰因果关系检验,研究结果表明研发投入与产业结构优化的关联度小于消费结构和 投资结构,而且二者之间的格兰杰因果关系不显著,研发投入对产业结构优化升级不明 显.徐晶[26](2019)基于向量自回归模型,从研发经费支出、三大产业增加值以及三大 产业就业人员的角度,分析了我国研发投入对三大产业的冲击效应,并指出我国研发投 入对三大产业的发展均有不同程度的影响,研发投入在短时间内对三大产业和就业人员 都有一定程度的冲击效应,其中对第三产业的解释能力最高,其次是第二产业,最后是 第一产业.刘树林和李可钦[27](2019)基于面板回归模型,研究了不同部门以及不同类 型的研发投入对产业结构升级的影响,并指出研发投入对产业结构高级化以及合理化都 有促进作用,大中型企业研发投入对产业结构高级化的影响最强,而高等学校研发投入 对产业结构合理化的影响最强.

综合以上文献研究结果,本文拟采用灰色关联度模型和向量自回归模型,分别从关 联效应和冲击效应角度,分析和测算河南省研发产业对三大产业的关联效应以及产业结 构的影响.首先,通过灰色关联度模型测算河南省研发投入与三大产业的灰色关联系数, 从而反映河南省研发投入对三大产业经济发展的动态变化趋势.其次,根据 2001-2020 年河南省研发经费支出以及三大产业生产总值的数据,构建向量自回归模型,来进一步分析河南省研发产业对产业结构的冲击效应.从而得出南省研发投入与三大产业都有长 期稳定的关系并对其有一定的引领作用,但对三大产业的冲击效应以及贡献程度不 同.研发投入对河南省第一产业和第三产业的冲击效应较为明显,而对第二产业有滞后 效应,其中对第三产业的贡献程度最高,其次是第二产业,最后是第一产业的结论,为 使河南省从劳动密集型产业向技术密集型产业转变,促进河南省产业结构的优化升级提 供意见和建议.

第三章 河南省研发投入与产业结构影响分析

3.1  河南省研发投入与产业结构现状分析

为更好地分析河南省研发投入对产业结构的影响,有必要先介绍近年来河南省研发 投入以及产业结构的情况.本文采用河南省历年统计年鉴中的研发投入数据以及三大产 业的数据,从研发人员投入、研发经费投入以及研发投入强度等角度来刻画河南省研发 投入的变化情况;从三大产业的生产总值以及三大产业就业人员的变化来反映河南省产 业结构的发展情况.

3.1.1   河南省研发投入现状分析

(1)研发人员投入

研发人员是实际进行研发活动的角色,也是科学技术的载体.研发人员的数量以及 质量决定着科学技术创新能力的高低.通过分析河南省对研发活动的人员投入情况,可 以了解河南省研发活动的概况.根据图3-1给出了2001-2020年河南省研发人员投入(人) 及其增长速度(%)数据,从绝对规模上看,2001-2020 年河南省研发人员投入有了显 著提升,从 2001年的 36138人/年增加至 2020年的 203080人/年;从研发人员投入增长 速度看,河南省研发人员投入的增长速度波动性较大,其中2005 年和2010 年的增长速 度较高,分别为 33.04%和 27.11%.而 2009-2017 年河南省研发人员投入的增长速度成 递减趋势,并且 2017年的增长速度最低为-6.21%,之后在 2017-2019年增长速度逐步上 升.

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图 3-1 河南省研发人员投入及其增长速度

(2)研发经费投入及投入强度

为了分析河南省研发投入的变化情况,本文搜集了 2001-2020年间河南省研发经费 内部支出、研发经费外部支出以及研发投入强度(研发投入强度=研发经费总支出/GDP) 等相关数据,数据均来源于2021 年河南省统计年鉴.由图3-2可知,近年来河南省研 发经费投入在绝对规模、结构比例和增长速度等方面都发生了较大变化,从绝对规模上 看,河南省研发经费投入有了显著提升,从2001年的307155万元增加至2020年9260798 万元;从研发经费投入的增长速度上看,河南省研发经费投入的增长速度具有较大波动 性,其中2002-2009年的研发经费投入的增长速度在波动中上升,其中2005年和 2009 年增长速度较高,分别为41.97%和 42.27%.而2009-2020年河南省研发经费投入的增 长速度整体呈下降趋势,在2015年增长速度较低,为8.59%.由此可知, 2001-2020年 河南省研发经费投入在绝对规模上处于不断上升的趋势,但是其增长速度在2009 年以 后有所减缓.

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图 3-2 河南省 R&D 经费支出

研发经费支出分为内部支出和外部支出,内部支出指研究机构开展研发活动实际用 于本单位的全部支出,外部支出指委托外单位开展研发活动实际支付费用.由表 3-1 可 知,河南省研发经费的内部支出和外部支出均都明显提升,其中研发经费内部支出由 2001 年的 283091 万元增加至 2020 年的 9012742 万元;研发经费外部支出由 2001 年的 24064 万元增加至 2020 年的 248056 万元.


表 3-1

2001-2020   年河南省研发经费支出

单位:(万元)

年份

R&D 经费内部支出

R&D经费外部支出

R&D 经费支出合计

2001

283091

24064

307155

2002

293151

31148

324299

2003

341910

24664

366574

2004

423560

24573

448133

2005

556090

39913

596003

2006

798414

47729

846143

2007

1011302

59761

1071063

2008

1240890

55061

1295951

2009

1747599

96107

1843706

2010

2113773

89253

2203026

2011

2644922

109950

2754872

2012

3107803

124399

3232202

2013

3553486

109470

3662956

2014

4000099

91021

4091120


 


年份

R&D 经费内部支出

R&D经费外部支出

R&D经费支出合计

 

2015

4350430

92040

4442470

2016

4941880

117270

5059150

2017

5820538

146023

5966561

2018

6715193

171764

6886957

2019

7930369

229987

8160356

2020

9012742

248056

9260798

数据来源:

2021年河南省统计年鉴



 

图3-3给出了 2001-2020年河南省R&D经费支出比例数据,从河南省研发经费的 投入结构来看,2001-2020 年间,河南省研发投入经费主要来源于内部支出,且所占比 例均高于 90%,从变化趋势来看,河南省研发经费内部支出比例总体呈日渐上升趋势, 2015-2020 年之间该比例出现小幅度回落.河南省研发投入经费的外部支出所占比例较 低,基本在10%以下,从变化趋势来看,河南省研发经费外部支出比例总体呈日渐下降 趋势,而从 2015 年开始该比例开始出现小幅上扬.这说明河南省研发经费投入结构开 始出现一定的变化,该变化与研发活动的不断产业化有关.

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图 3-3 河南省研发经费内部与外部支出比例变化趋势

研发投入强度是反映某一国家或地区自主创新水平的核心指标.近年来河南省不断加大对研发经费的投入.由图3-4可知, 2001-2020年河南省研发经费投入强度不断提 升,由2001年的0.56%提升至2020年的1.68%,增长了1.12个百分点,由此可见河南 省研发经费投入占GDP的比重不断上升,对研发活动的重视程度也越来越高,而2020年国家研发投入强度为2.40%,河南省研发投入强度比全国水平低 0.72 个百分点,说明与国家研发经费投入强度相比,河南省研发经费投入强度仍需进一步提高.

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图 3-4 研发经费投入强度变化趋势图

上文对河南省研发经费投入以及研发投入强度进行了纵向比较,下面本文通过收集 2020年河南省各个地区的研发经费支出以及研发投入强度,进行横向比较,来分析河南 省研发投入的分布情况.

从表3-2可知,河南省各个地区的研发经费支出以及投入强度差距较大,其中研发 经费支出最高的五个地区分别为郑州市、洛阳市、新乡市、许昌市以及南阳市,研发经 费支出分别为2834851万元、 1479400万元、 676954万元、 532602万元以及455741万 元,而研发经费支出最低的三个地区分别为鹤壁市、济源市以及信阳市,研发经费支出 分别为100163万元、 146244万元以及163129万元.对于研发投入强度来说,洛阳市、 郑州市、新乡市、济源市以及焦作市的研发投入强度最高,分别为2.88%、2.36%、2.25%、 2.08%以及1.93%,而周口市的研发投入强度最低,仅有0.52%.

表 3-2 河南省各地区研发经费支出以及投入强度 单位:(万元)

地区

研发内部支出

研发外部支出

研发经费支出

投入强度

洛阳市

1434731

44669

1479400

2.88%

郑州市

2766726

68125

2834851

2.36%

新乡市

669128

7826

676954

2.25%

济源市

145177

1067

146244

2.08%

  


地区       研发内部支出    研发外部支出    研发经费支出      投入强度

 

焦作市

405480

5194

410674

1.93%

三门峡市

262872

5135

268007

1.85%

平顶山市

431127

16943

448070

1.82%

许昌市

525536

7066

532602

1.54%

安阳市

344310

5069

349379

1.52%

开封市

279668

37747

317415

1.34%

濮阳市

192948

5107

198055

1.20%

南阳市

446102

9639

455741

1.16%

漯河市

179254

674

179928

1.14%

鹤壁市

86099

14064

100163

1.02%

商丘市

268387

3585

271972

0.93%

驻马店市

252964

5412

258376

0.90%

信阳市

157553

5576

163129

0.58%

周口市

164681

5157

169838

0.52%

 

结合表3-2的数据可知,无论是研发经费支出还是研发投入强度,河南省各地区有 着显著的差距.研发产业发展较快的地区是郑州、洛阳以及新乡等地区,而鹤壁、漯河 以及驻马店的研发投入较低,研发产业发展较慢.其中,济源市的研发经费支出较低, 但研发投入强度却较高,说明济源的研发产业发展较快,而研发经费却不足.研发经费 投入不平衡可能会导致河南省经济发展的不稳定,因此平衡各个地区的研发经费投入将 会是政府的一个重大难题.

(3 )研发投入资金来源

上文主要从宏观的角度介绍了河南省研发人员投入的增长情况以及河南省研发经 费投入和研发投入强度横向和纵向的发展.下面从微观的角度来分析河南省研发投入的 结构特点.

研发费用的资金主要来源于政府资金、企业资金以及其他资金三方面组成.不同的 资金来源代表河南省研发产业发展过程中的经费渠道,分析资金来源可以帮助河南省对 研发经费进行合理的分配.其中企业资金具有一定的利益性,企业通过加大研发经费的 投入来提升在同行之间的竞争力.而政府资金则有一定的向导性,主要资助大型的研发 活动,比如高校以及科研机构的研究活动.本文选取了2005-2020年河南省研发投入资 金来源的数据,来分析三种资金来源的发展情况,如表3-3 所示.



表 3-3 河南省研发投入资金来源

单位:(万元)

时间

政府资金

企业资金

其他资金

2005

259370

887156

33919

2006

298722

1300821

69104

2007

350774

1751665

68266

2008

362552

2107336

77737

2009

277610

1438947

65472

2010

317162

1726944

68347

2011

339417

2214143

89565

2012

427074

2541871

135138

2013

432970

2999190

113027

2014

454974

3416270

123582

2015

483254

3719668

145384

2016

493898

4292055

155891

2017

527681

5088790

203580

2018

604031

5763715

323839

2019

780117

6867595

277773

2020

794756

7877309

257847

 

根据表 3-3,河南省研发投入资金在 2005-2020 年之间稳定上升.从绝对规模上来看,政府资金由2005年的259370万元增长到2020年的794756万元,企业资金由2005年的887156万元增长到2020年的7877309万元,而其他资金则由2005年的33919

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图 3-5 河南省三种资金来源占比

根据图3-5可知,企业资金所占比例由2005年的75.15%提高到2020年的88.21%, 而政府资金所占比例由2005 年的21.97%下降到2020年的8.90%,其他资金所占比例一 直较低,甚至未达到 5%.说明河南省研发经费主要来源于企业资金,其次是政府资金, 并且企业资金占比正在逐渐扩大,而政府资金占比有缩小的趋势.

(4)研发投入结构

研发投入可以分为基础研究、应用研究以及实验发展三种类型.其中基础研究是关 于基础科学理论的研究,短期内效果不显著,但对长期发展有一定的意义;应用研究是 根据基础研究的知识对某些项目进行研究,是研究与实验发展的过度形态;而试验发展 则是应用于生产生活中的技术研究,在短时间内就能体现出显著效果.本文选取了河南 省2005-2020年间三种研发类型的经费,如表3-4所示.


表 3-4 河南省研发投入结构

单位:(万元)

时间

基础研究

应用研究

实验发展

2005

11866

56859

461332

2006

17017

101685

615290

2007

14836

71001

872892

2008

14289

75037

1112128

2009

24980

85935

1636684

2010

31000

94108

1988665

2011

45773

107101

2492048

2012

75662

116552

2915589

2013

81826

166073

3305587

2014

76770

177064

3746265

2015

80500

218183

4051746

2016

107583

294916

4539381

2017

105606

400063

5314870

2018

128167

711029

5875998

2019

191391

722441

7016537

2020

209860

798947

8003934

 

根据表3-4可知,河南省三种研发类型在2005-2020年之间稳定增长.其中基础研 究由2005 年的11866万元增长到2020年209860万元,应用研究由2005年的56859万 元增长到2020年798947万元,而实验发展由2005 年的461332万元增长到2020年的 8003934 万元.由此可以说明河南省投入了大量资源来发展研发产业.进一步分析三种 研发类型的占比如图3-6所示.

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图 3-6 河南省三种研发类型占比

从图3-6可以看出,河南省每年对实验发展的投入最多,其占比每年都在85%以上, 但在2017年之后,实验发展的占比有缩小的趋势.应用研究在2007-2017年之间占比 都不到 10%,之后逐渐有上升趋势,而基础研究每年仅占 2%左右.三种研发类型的占 比与自身的特点有关,实验发展主要是应用于生产生活中的技术研究,在短期内就有显 著效果,是河南省重点发展的对象,而应用研究和基础研究在短期内的效果不明显,因 此河南省对其投入的资金较低,但是河南省不能忽视应用研究和基础研究的发展,因为 这两种研究类型是实验发展的基础,只有牢固根基,在实际应用上才能有更好的效果.

综上所述,从河南省研发投入体系和结构来看,研发投入资金来源以及研发类型都 有显著的增长趋势,其中资金来源主要是以企业资金为主,而研发类型则是以实验发展 为主.

3.1.2  河南省产业结构发展现状及就业现状分析

(1 )河南省三大产业现状

产业结构能直接反映一个地区的发展状况以及经济形态,其中第一产业是指生产食 物以及其他生物材料的产业,主要包括农业和林业等产业,第二产业主要是由工业以及 手工制造业等类型的产业组成,而第三产业则是除了第一产业和第二产业以外的其他行 业,范围广泛,主要包括服务业和金融业等非物质生产部门.对于河南省产业结构现状 将从三大产业的发展情况、在GDP中所占的比重以及三大产业的就业情况进行分析• 19

本文收集了2001-2020年河南省三大产业总值以及在生产总值中的占比情况,如表3-5 所示.

表 3-5 河南省三大产业的生产总值           单位:(亿元)

时间

生产总值亿元

第一产业

第二产业

第三产业

2001

5533.01

1195.39

2497.71

1839.91

2002

6035.48

1207.11

2881.60

1946.77

2003

6942.41

1198.70

3348.63

2395.08

2004

8411.19

1647.57

4080.74

2682.88

2005

10243.47

1844.04

5202.27

3197.16

2006

11977.87

1869.82

6316.19

3791.86

2007

14824.49

2156.69

7904.01

4763.80

2008

17735.93

2575.81

9713.40

5446.72

2009

19181.00

2665.66

10324.57

6190.77

2010

22655.02

3127.14

12173.51

7354.38

2011

26318.68

3349.25

14021.59

8947.84

2012

28961.92

3577.15

15042.55

10342.21

2013

31632.50

3827.20

15995.37

11809.92

2014

34574.76

3988.22

17139.61

13446.93

2015

37084.10

4015.56

17947.86

15120.68

2016

40249.34

4063.64

18986.89

17198.81

2017

44824.92

4139.29

20940.33

19745.30

2018

49935.90

4311.12

22038.56

23586.21

2019

53717.75

4635.70

23035.56

26046.49

2020

54997.07

5353.74

22875.33

26768.01

 

根据表3-5可知,河南省发展迅速,从绝对规模上来看,生产总值由2001年的5533.01 亿元增长到 2020 年的 54997.07 亿元,增长了约 10.7 倍.其中第一产业由 2001 年的 1195.39亿元增长到2020年5353.74亿元,第二产业由2001 年的2497.71 亿元增长到2020 年的22875.33 亿元,第三产业由2001 年的1839.91 亿元增长到2020 年的26768.01 亿 元.从增长速度来看,三大产业的生产总值增长速度如图3-7所示.从图3-7可以看出, 第一产业增长速度波动最大,在 2003 年增长速度为-0.7%,而 2004 年增长速度增加到 37%,而第二产业和第三产业的增长趋势相似,总体来看都是先增再减.值得注意的是, 在2019 年三大产业的增长速度均较低,其中第二产业的增长速度为10%,而第一产业 以及第二产业增长速度仅 7%,由此可以看出河南省三大产业发展的后劲不足,增速有 所放缓,这也是由于我国经济正在从高速增长阶段转变为高质量发展阶段.

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从图 3-8 可以看出,河南省第一产业占生产总值的比重呈下降趋势,由 2001 年的 21.60%减小到2020年的 9.73%,第三产业占生产总值的比重呈上升趋势,由2001年的 33.25%增长到 2020 年的 48.67%,而第二产业占生产总值的比重先增后减,先从 2001 年的45.14%增加到2008年的54.77%,然后减小到2020的41.59%.从产业结构的角度来看,河南省在2001-2017年之间均是第二产业所占生产总值的比重最高,是典型的“二三一”结构,说明这些年工业以及手工制造业等产业对河南省经济贡献最大.而从2018 开始,河南省第三产业所占比重第一次超过了第二产业,产业结构也从原来的“二三一” 结构调整为“三二一”结构,并且第三产业比重仍在持续上涨,说明河南省已经转变为 由第三产业来带动经济增长的体系.

(2 )河南省三大产业就业现状

河南省三大产业的就业人数可以反映该产业的发展状况,产业就业人数越多,说明 该产业的发展越好,是河南省重点发展的产业,相反产业就业人数越少,该产业的发展 就比较落后.为了分析河南省三大产业近年来的发展情况,本文选取了2001-2020年河 南省三大产业的就业人数,如表3-6所示.

表 3-6 河南省三大产业就业人数 单位:(万人)

时间

第一产业就业人数

第二产业就业人数

第三产业就业人数

2001

3478

997

1042

2002

3398

1038

1086

2003

3332

1084

1120

2004

3246

1142

1200

2005

3139

1251

1272

2006

3050

1351

1318

2007

2920

1487

1366

2008

2847

1564

1424

2009

2765

1675

1509

2010

2314

1496

1346

2011

2210

1533

1386

2012

2136

1560

1414

2013

2044

1623

1427

2014

1897

1518

1667

2015

1719

1517

1839

2016

1546

1512

1994

2017

1375

1506

2148

2018

1303

1502

2187

2019

1251

1469

2214

2020

1223

1443

2218

 

根据表 3-6 可知,2001-2020 年河南省三大产业就业人数变化不同,其中第一产业 就业人数由2001年的3478万人下降到2020年的1223万人,而第二产业就业人数由2001 年的977万人增长到2020年的1443 万人,第三产业就业人数由2001 年的1042万人增 长到2020年的2218万人.进一步计算三大产业就业人数的比例,如图3-9所示.

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图 3-9 河南省三大产业就业人员占比

根据图3-9可知,河南省第一产业就业人数占比由2001年的63.04%下降到2020年 的25.04%,降低了38.0个百分点,第二产业就业人数占比由2001年的18.07%增加到 2020年的29.55%,增加了11.48个百分点,第三产业就业人数占比由2001年的18.89% 增加到2020年的45.41%,增加了26.52个百分点.

从就业人数的变化我们可以看出,早期河南省主要是以发展农业、林业以及畜牧业 等第一产业为主,因此第一产业的就业人数远远高于第二产业和第三产业.随着河南省 发展重心的偏移,第一产业就业人数逐渐下降,而第二产业和第三产业的就业人数逐渐 增加,到 2015 年河南省第三产业就业人数首次超过第一产业,说明河南省产业结构正 在逐步调整和优化.

3.2   河南省研发投入与产业结构的灰色关联度分析

上文分别对河南省研发投入和产业结构近几年的发展进行了描述性分析,为了更好 的了解河南省研发投入与三大产业之间的关联效应,本文将采用灰色关联度模型,来测 算研发投入与三大产业之间的灰色关联系数,进而分析研发投入对产业结构的影响.

3.2.1   灰色关联度模型的建立

灰色关联分析[28-31]方法是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度,作为衡量因素 间关联程度的一种动态定量分析方法.该方法将研究对象及影响因素的因子值视为一条 23

线上的点,比较待识别对象及影响因素的因子值所绘制的曲线与它的贴近度,量化出研究对象与待识别对象各影响因素之间贴近程度的关联度,并通过关联度的大小判断待识 别对象对研究对象的影响程度.其具体计算步骤如下:

首先确定参考数列,记参考数列为%0,

Xo = {X0(1),x o( 2),・・・XoO),・・・,Xo(m)},                                            (3-1)

其中Xo(j-),(j- = 1,2…,m )是参考序列中第丿个指标值.

其次确定比较数列.记比较数列为竝,

xt = {竝(1),竝(2),…,i = 1,2,…,九,                                            (3-2)

其中xt(m)是第i个比较数列的第m个指标值.

再次计算比较数列竝对与参考数列X。在第丿•个指标上的关联系数•记二者的关联系数 为购)(i = 1,2, — ,n;j = 1,2,…,m),则

文本框: 3-3)min min|%o(/)-x;(/)|+p max max|%o(/)-x;(/)|
f.(j) = L_2          _        .            i 2         _       -

1尤0(/)-衍(/)l+pmQxmQx|xo(/)-衍(/)|

i 丿

其中P为分辨系数,一般地P e [0,1],分辨系数p的取值与分辨率成反比,分辨系数越大,

分辨率越低,分辨系数越小,分辨率越高.

最后计算比较数据列竝与参考数据列X。的灰色关联度•记二者的灰色关联度为农, 则

兀=+》律1§心).                               (3-4)

其中农的值越接近1,则比较数据列与参考数据列的变化趋势越相似,这意味着比较数 列对参考数列的影响越大.

3.2.2   河南省研发投入与三大产业关联效应分析

本文以2001-2020年河南省研发经费投入作为河南省研发投入水平的数据序列,采 用2001-2020年河南省三大产业的生产总值作为河南省产业结构的数据序列,来研究研 发投入与河南省产业结构之间的关联程度.

本文将河南省研发经费投入作为参考序列,记为X。;河南省第一产业生产总值作为 比较序列X1,第二产业生产总值作为比较序列X2,第三产业生产总值作为比较序列X3 •根 据上述灰色关联度模型,测算出研发投入与河南省产业结构的灰色关联度.

首先,对原始数据序列采用初值法方法标准化处理,得到初值矩阵,如表3-7所示.


表 3-7 初值矩阵表

年份

X。

Xi

X2

X3

2001

1.0000

1.0000

1.0000

1.0000

2002

1.0558

1.0098

1.1537

1.0581

2003

1.1934

1.0028

1.3407

1.3017

2004

1.4590

1.3783

1.6338

1.4582

2005

1.9404

1.5426

2.0828

1.7377

2006

2.7548

1.5642

2.5288

2.0609

2007

3.4870

1.8042

3.1645

2.5891

2008

4.2192

2.1548

3.8889

2.9603

2009

6.0025

2.2300

4.1336

3.3647

2010

7.1724

2.6160

4.8739

3.9971

2011

8.9690

2.8018

5.6138

4.8632

2012

10.5230

2.9925

6.0225

5.6210

2013

11.9254

3.2016

6.4040

6.4187

2014

13.3194

3.3363

6.8621

7.3085

2015

14.4633

3.3592

7.1857

8.2182

2016

16.4710

3.3994

7.6017

9.3476

2017

19.4252

3.4627

8.3838

10.7317

2018

22.4218

3.6065

8.8235

12.8192

2019

26.5676

3.8780

9.2227

14.1564

2020

30.1502

4.4787

9.1585

14.5485

 

对初值表进行差值运算,|山| = % — X」,血1 = |Xo — X2I,匹1 = % — X3I,进 一步得到差序列矩阵,如表3-8所示.

表 3-8 差值矩阵表

年份

|Ail

血|

匹|

2001

0.0000

0.0000

0.0000

2002

0.0460

0.0979

0.0023

2003

0.1907

0.1472

0.1083

2004

0.0807

0.1748

0.0008

2005

0.3978

0.1424

0.2027

2006

1.1906

0.2260

0.6939

2007

1.6829

0.3225

0.8979

2008

2.0644

0.3303

1.2589

2009

3.7726

1.8689

2.6378

2010

4.5564

2.2985

3.1752

2011

6.1672

3.3552

4.1058

2012

7.5306

4.5005

4.9020

2013

8.7238

5.5214

5.5067

2014

9.9831

6.4573

6.0109

2015

11.1041

7.2776

6.2451

2016

13.0716

8.8693

7.1234

2017

15.9625

11.0414

8.6936


 

年份

|Ai|

血|

匹|

2018

18.8153

13.5983

9.6025

2019

22.6896

17.3449

12.4112

2020

25.6716

20.9917

15.6017

 

从表 3-8 可 以 看 出 , minmin|x0(j) — xt(j)| = 0, maxmax|x0(j) — xi(j)| =

i J                                                                                                  i J

25.6716.本文分辨系数取值为p = 0.5,根据式(3-3)可以计算关联系数如表3-9所示.

表 3-9 关联系数表

年份

§1

§2                                           §3

2001

1.0000

1.0000

1.0000

2002

0.9964

0.9924

0.9998

2003

0.9854

0.9887

0.9916

2004

0.9938

0.9866

0.9999

2005

0.9699

0.9890

0.9845

2006

0.9151

0.9827

0.9487

2007

0.8841

0.9755

0.9346

2008

0.8615

0.9749

0.9107

2009

0.7729

0.8729

0.8295

2010

0.7380

0.8481

0.8017

2011

0.6755

0.7928

0.7576

2012

0.6302

0.7404

0.7236

2013

0.5954

0.6992

0.6998

2014

0.5625

0.6653

0.6811

2015

0.5362

0.6382

0.6727

2016

0.4954

0.5914

0.6431

2017

0.4457

0.5376

0.5962

2018

0.4055

0.4856

0.5720

2019

0.3613

0.4253

0.5084

2020

0.3333

0.3794

0.4514

 

最后根据式(3-4)进一步计算灰色关联系数如表3-10所示.河南省研发经费投入与第一产业生产总值、第二产业生产总值以及第三产业生产总值的灰色关联系数分别为,71 = 0.7079r2 = 0.7783r3 = 0.7854结果显示r3 > r2 > r1.

表 3-10 灰色关联系数表


厂2                                                                            厂3

0.7079

0.7783

0.7854

 

从表 3-10 可以看出,河南省研发经费支出与河南省第一产业生产总值的灰色关联系数为0.7079,虽然具有一定的关联性,但其灰色关联系数是三大产业中最低的,说明研发投入对河南省第一产业的发展有一定的推动作用,但无法成为带动河南省经济的主 要动力.从河南省研发投入与第二产业生产总值的关联性来看,其灰色关联系数达到了 0.7783,说明研发投入与第二产业的发展存在显著关联性,由于工业和手工制造业等第 二产业仍然在河南省经济发展过程中占主要地位,而技术创新是第二产业发展的重要因 素,因此研发投入对第二产业影响十分明显.河南省研发投入与大三产业生产总值的灰 色关联系数最高,达到 0.7854,可以看出现代服务业、交通运输业以及信息技术等第三 产业对技术创新的依赖性较大,研发产业对第三产业的发展有显著的推动作用.

从不同时期来看,河南省研发投入与三大产业生产总值的关联系数存在下降趋 势.根据图 3-10 显示,河南省研发投入与第一产业生产总值的灰色关联系数始终低于 第二产业和第三产业,在2001-2013 年之间,河南省研发投入与第二产业生产总值的灰 色关联系数高于其他两大产业,说明研发投入对第二产业的影响大于第一产业和第三产 业,而在2014-2020年,河南省研发投入与第三产业生产总值的灰色关联系数最高,这 意味着与第二产业相比,研发投入对河南省第三产业发展的影响较大,同时也说明了河 南省产业结构正在进行优化和调整.

1665556289681.png

图 3-10 研发投入与河南省经济高质量发展灰色关联系数

3.3   河南省研发投入对产业结构的冲击效应

上文对河南省研发投入与三大产业之间的灰色关联度进行了测算,为了更好的分析 河南省研发投入对三大产业的冲击效应,本文将采用向量自回归模型,通过构建脉冲响 应函数图以及方差分解表,来分析研发投入对产业结构的冲击效应.

3.3.1  向量自回归模型的建立

向量自回归模型[32-34]也称为WR模型,是由克里斯托弗在1980年提出的,也是4R模 型的一种推广.U4R模型是一种计量经济学模型,一般通过数据的统计性质建立模型, 来研究估计联合内生变量之间的动态关系.U4R模型就是将单变量的自回归模型拓展到 多元时间序列变量组成的向量自回归模型.该模型的优点是不对参数施加约束,也没有 严格的经济理论作为依据,而近期预测却十分准确.U4R模型的缺点是有大量的参数需 要去估计,会导致估计量的误差变大,并且这些参数的经济意义很难解释,因此在实际 操作中,主要采用脉冲响应图和方差分解来分析某个变量受到外部冲击时,其他变量受 到的动态影响.所以本文利用U4R模型来研究河南省研发投入对三大产业的冲击效应非 常合适.

U4R模型的表达式为:

血=c + 01^-1 + 02^-2 + —+ 0p4t-p + .                                                                                               (3-5)

其中,p是滞后阶数,仏为k维内生变量向量,c为九维常数向量,0是九阶参数矩阵,q是 向量白噪声序列.

构建U4R模型的前提条件是序列平稳且同阶单整,非平稳序列会出现伪回归的问题, 所以首先要对数据序列进行平稳性检验,如果时间序列平稳则可以进行建模,之后可以 进行格兰杰因果检验来确定变量将的因果关系;如果时间序列不平稳,则可以通过对数 据序列进行协整检验,来分析数据序列是否存在长期稳定关系,如果通过协整检验,说 明数据间存在长期稳定关系,依旧可以进行建模,如果没有通过协整检验则可以对数据 序列进行差分,之后继续进行平稳性检验.最后进行4R根检验来检验模型的平稳性, 通过检验的模型可以进行脉冲响应函数法以及方差分解法来分析模型中各变量间的动 态关系.

为了分析河南省研发投入对产业结构的冲击效应,本文选取2001-2020年河南省研 发经费支出作为衡量研发投入的指标,选取2001-2020年河南省第一产业、第二产业以 及第三产业占生产总值的比重作为衡量产业结构发展的指标.为了消除物价因素的影响, 将2001年的GDP指数作为基期算出各个年份的GDP指数,再用2001年的数据乘以各个 年份的GDP指数,就可得到消除物价因素的数据.本文将研发经费支出记为X。,将第一 产业占生产总值比重记为Xi,将第二产业占生产总值比重记为X2,将第三产业占生产总 值比重记为X3,并且将所有数据取对数来消除异方差性•本文均采用统计软件Euiews8.0进行结果分析.

3.3.2   研发投入对第一产业的冲击效应

(1)    单位根检验

大部分时间序列数据都有很强的趋势特征,这种趋势会造成伪回归,使研究变得毫 无意义,所以对时间序列数据进行单位根检验,检验变量是否平稳,是正确分析问题的 前提.若时间序列不存在单位根,则序列是平稳的;而时间序列存在单位根,则说明序 列是不平稳的.对于非平稳时间序列,一般采用变量差分法将其变为平稳序列来进行研 究.

建立U4R模型的前提条件就是时间序列平稳,检验时间序列平稳性有很多方法,本 文采用4DF方法对加X。、加Xi进行单位根检验输出结果如表3-11和表3-12.

表3-11对饥X。进行4DF单位根检验

变量

变量差分阶数

4DF统计量

P值

In X。

0

0.081446

0.6960

In X。

1

-3.927148

0.0343

 

根据表3-11可以看出,变量加X。在差分阶数为0的情况下,4DF统计量的P值为 0.6960,大于0.05,因此在5%的显著性水平下不能拒绝原假设,认为序列是非平稳的; 而在差分阶数为1时,4DF统计量的P值为0.0343,小于0.05,因此在5%的显著性水平 下拒绝原假设,说明变量加X。的一阶差分序列是平稳序列,即变量加X。是一阶单整序列.

表3-12对进行4DF单位根检验

变量

变量差分阶数

4DF统计量

P值

Zn Xi

0

-0.515880

0.4759

Zn Xi

1

-4.562374

0.0049

 

如表3-12所示,变量加Xi在差分阶数为0时,4DF统计量的P值为0.4759,大于 0.05,因此在 5%的显著性水平下不能拒绝原假设,认为序列是非平稳的;而在差分阶 数为1时,4DF统计量的P值为0.0049,小于0.05,因此在5%的显著性水平下拒绝原假 设,说明变量加Xi的一阶差分序列是平稳序列,即变量加Xi是一阶单整序列.

(2)    最优滞后阶数确定

由于U4R模型中包含大量的变量,同时需要更多的参数估计,较小的滞后阶数会导 致模型过于简洁,而较大的滞后阶数会导致模型损失较多的样本信息,因此,进行最优 滞后阶数检验是十分必要的.

表3-13 最优滞后阶数表

滞后阶数厶ag似然函数

加准则

FPE准则

4/C准则

sc准则

HQ准则

0

28.87458


0.000145

-3.161716

-3.063691

-3.151972

1

97.73424

113.4159

7.10e-08

-10.79226

-10.49819

-10.76303

2

106.9235

12.97312*

3.97e-08*

-11.40277*

-10.91264*

-11.35405*

3

108.6077

1.981349

5.58e-08

-11.13032

-10.44414

-11.06211

 

根据表3-13所示,加准则、FPE准则、4/C准则、SC准则以及HQ准则均认为最优 滞后阶数为2,因此最优滞后阶数定为2阶.

(3)    变量的协整关系检验

协整检验[35-37]就是检验变量之间是否存在长期稳定的均衡关系.协整检验也可以避 免伪回归的问题,因为互不相干的非协整变量在统计检验上常常变现为显著相关,进行 协整检验,能够建立正确的计量模型.

协整检验一般有恩格尔-格兰杰检验(EG检验)以及/ohansen协整检验,恩格尔和 格兰杰提出单整阶数相同的非平稳变量之间的线性组合可能是平稳变量.EG检验的基 本思想是线性投影原理,主要用于两个变量之间的检验,对于分析多个变量间的协整关 系并不适用,而/oh^sen协整检验可以用于多变量之间的检验,通过分析多个非平稳时 间序列的共同趋势,来得到全部的协整关系.

本文采用EG检验来分析河南省研发投入与第一产业之间是否存在长期稳定关 系.首先对两个变量进行最小二乘回归,在对得到的残差序列进行单位根检验,如果残 差序列存在单位根,说明残差序列不平稳,即变量之间没有协整关系;如果残差序列不 存在单位根,则残差序列平稳,说明两个变量之间存在协整关系.

记加X。与加X]回归方程的残差序列为e1,对e1进行单位根检验结果如表3-14.

表3-14 ei的4DF单位根检验结果

变量

1%临界值

5%临界值

10%临界值

4DF统计量

P值

ei

-2.728252

-1.966270

-1.605026

-6.370899

0.0000

30


 

根据表3-14可以看出,残差序列ei的4DF统计量为-6.370899,小于5%临界值水平, 并且P值为0.0000也小于0.05,因此在5%的显著性水平下拒绝原假设,即残差序列ei是 平稳序列.则进一步可以说明变量加X。与加Xi之间存在协整关系,也证明了河南省研发 投入与第一产业生产总值之间存在长期稳定的均衡关系.

(4)    格兰杰因果关系检验

因果关系是指变量间的相互依赖性,即作为结果的变量是由作为原因的变量所决定 的,原因变量的变化对导致结果变量的变化.格兰杰因果检验[38-40]的实质是检验一个变 量是否可以被其他变量的滞后变量所解释,即加入其他变量的滞后变量是否可以提高对 该变量的解释程度,它反映的是时间的先后,也就是利用时间序列来鉴定的因果关系.通 过格兰杰因果检验可以确定两个变量的因果性.

因为格兰杰因果检验前提是时间序列平稳,因此对变量加X。与加Xi的一阶差分序列 D加X。与D加Xi进行格兰杰因果关系检验如表3-15所示.

表 3-15 格兰杰因果检验结果

原假设

F统计量

P值

D加Xi不是D加X。的格兰杰原因

0.25415

0.6215

D加X。不是D加Xi的格兰杰原因

4.73240

0.0460

 

根据表3-15可得,在5%的置信水平下,D加Xi不是D加X。的格兰杰原因,而D加X。 是D加Xi的格兰杰原因,说明河南省研发投入的变动是第一产业生产总值变动的原因, 而第一产业生产总值的变动不是研发投入变动的原因.

(5)  V4R模型的建立

在通过平稳性检验、协整关系检验、格兰杰因果关系检验之后,对变量加X。和加Xi 两个序列建立U4R模型,模型的参数估计如表3-16所示.

表3-16变量饥X。和饥Xi的卩4R模型参数估计


In X。

Zn Xi

加x°(—1)

1.7557

-0.5219

加 Xo(—2)

-0.8138

0.0083

ZnXi (—1)

0.0123

0.1267

ZnXi(—2)

-0.0910

-0.0747

c

0.6451

4.9273


 

根据表3-16可知,K4R模型的表达式为:

加X。= 0.6451 + 1.7557 加Xo(—1)— 0.8138 加X。(一2) + 0.0123 ZnXi (—1) —0.0910 ZnXi (—2),

ZnXi = 4.9273 — 0.5219 加X。(—1) + 0.0083 加 X。(—2) + 0.1267 ZnXi (—1) —0.0747 ZnXi (—2).

由方程可以看出河南省研发投入与第一产业生产总值之间的关系,即滞后 1 期的第 一产业生产总值变动对研发投入变动的影响是正向的,但滞后2期的影响是负向的;而 滞后1 期的研发投入变动对第一产业生产总值变动的影响是负向的,滞后 2期的影响是 正向的.

(6)  V4R模型的稳定性检验

U4R模型通常不看重参数估计,并且对方程的参数进行经济解释也比较困难,一般 是利用脉冲响应函数和方差分解法来对U4R模型进行分析.为了保证脉冲响应函数和方 差分解的有效性,必须对U4R模型进行稳定性检验,只有模型是稳定的,脉冲响应分析 和方差分解分析才有意义.本文采用4R根检验法,即4R特征根的倒数都小于1位于单 位圆内,则说明U4R模型是稳定的.

对U4R模型进行4R根检验如图3-11所示.

 1665556344816.png

根据图3-11可以看出,MR模型的所有特征根的倒数都位于单位圆内,说明4R特征根的倒数都是小于1,即U4R系统是稳定的.因此可以进行脉冲响应分析以及方差分解分析.

(7)     脉冲响应分析

在构建U4R模型时,由于需要估计的参数较多,并且很难去进行经济解释,一般不 分析一个变量的变化对另一个变量的影响如何,而是分析面对随机扰动项的标准差冲击, 其他变量当前以及未来取值的变动轨迹,或者模型受到某种随机冲击时对系统的动态影 响,这就是脉冲响应分析[41-43].而脉冲响应函数图可以更直观地刻画变量之间的动态交 互作用以及效应.在脉冲响应图中,横轴代表预测区间,纵轴代表变量受到各个因素冲 击的响应值,蓝色实线代表在某个时刻某个变量对其他变量冲击的响应估计值,而两条 红色虚线分别代表估计值的两个标准误差.

对U4R模型进行脉冲响应分析如图3-12所示.

图3-12饥X。对饥X]的脉冲响应图

图 3-12 所显示的是河南省研发投入对第一产业生产总值的动态响应过程,横坐标 表示波动持续时间,纵坐标表示单位冲击引起的波动.在给第一产业生产总值1 个单位 的正向冲击后,第一产业生产总值在第1期就达到峰值,然后开始迅速下降,在第3期 达到最低并产生负向的响应,之后这个负向的响应在第 4 期趋近于 0,并最终达到稳 定.从这个过程我们可以了解到,研发投入对第一产业生产总值的响应非常迅速,在第 1 期就已经出现并且达到最大,之后又迅速出现反弹,说明在前期研发投入对第一产业 的影响较大,作用最突出,随后这个影响出现下降并最后趋于平缓. 

( 8 )方差分解分析

在对U4R模型进行脉冲响应分析后,为了分析每一个结构冲击对变量变化的影响比 重,以及在这个过程中各个变量的重要程度,通过对变量进行方差分解来进一步评价不 同结构冲击的重要性.

对U4R模型进行方差分解如表3-17.

表3-17变量饥Xi的方差分解表

Period

S.E.

In X。

Zn Xi

1

0.019503

13.56428

86.43572

2

0.028792

12.94768

87.05232

3

0.032296

10.65574

89.34426

4

0.037139

11.62471

88.37529

5

0.040122

11.19609

88.80391

6

0.043114

11.31587

88.68413

7

0.045521

11.34190

88.65810

8

0.047662

11.43033

88.56967

9

0.049507

11.52930

88.47070

10

0.051114

11.63042

88.36958

 

从表3-17可看出,在第一产业生产总值的贡献中,第1期研发投入所占比重为14%左 右,受自身影响的比重达到86%左右.随着期数推移,研发投入对第一产业的影响比重 逐渐降低,并最终稳定在12%左右,而受自身影响比重逐渐上升,最终稳定在88%左右.

3.3.3   研发投入对第二产业的冲击效应

( 1 )单位根检验

采用4DF方法对加X2进行单位根检验输出结果如表3-18.

表3-18 4DF单位根检验结果

变量

变量差分阶数

4DF统计量

P值

Zn X2

0

0.150460

0.7162

Zn X2

1

-1.868931

0.0603

 

根据表3-18可得,变量和加X2在差分阶数为0的情况下MDF统计量的P值为0.7162, 大于 0.1,因此 10%的显著性水平下不能拒绝原假设,认为序列是非平稳的;而在差分 阶数为1时,4DF统计量的P值为0.0603,小于0.1,因此在10%的显著性水平下拒绝原 假设,说明变量加X2的一阶差分序列是平稳序列,即变量加X2是一阶单整序列.

(2)最优滞后阶数确定

对U4R模型进行最优滞后阶数检验如表3-19所示.

表3-19 最优滞后阶数表

滞后阶数厶ag似然函数

加准则

FPE准则

4/C准则

sc准则

HQ准则

0

27.57851


0.000169

-3.009237

-2.911212

-2.999493

1

111.8958

138.8755

1.34e-08

-12.45833

-12.16425

-12.42910

2

125.3042

18.92946*

4.56e-09

-13.95479*

-13.26861*

-13.51648

3

132.6157

&601828

3.31e-09*

-13.56520

-13.07507

-13.88658*

 

根据表3-19所示,FPE准则和HQ准则认为最优滞后阶数为3阶,而皿准则、4/C准 则和SC准则认为最优滞后阶数为2阶,由于较大的滞后阶数会导致模型损失较多的样本 容量,因此最优滞后阶数定为 2 阶.

(3)变量的协整关系检验

记加X。与加X2回归方程的残差序列为e2,对e2进行单位根检验结果如表3-20.

表3-20 e2的4DF单位根检验结果

变量

1%临界值

5%临界值

10%临界值

4DF统计量

P值

e2

-2.728252

-1.966270

-1.605026

-2.745062

0.0096

 

根据表3-20可以看出,残差序列e2的4DF统计量为-2.745062,小于5%临界值水平, 并且P值为0.0096也小于0.05,因此在5%的显著性水平下拒绝原假设,即残差序列e2是 平稳序列.则进一步可以说明变量加X。与加X2之间存在协整关系,也证明了河南省研发 投入与第二产业生产总值之间存在长期稳定的均衡关系.

(4)格兰杰因果关系检验

格兰杰因果检验前提是时间序列平稳,因此对变量加X。与加X2的一阶差分序列 D加X。与D加X?进行格兰杰因果关系检验如表3-21所示.

表 3-21 格兰杰因果检验结果

原假设

F统计量

P值

D加X2不是D加X。的格兰杰原因

10.4334

0.0072

D加X。不是D加X2的格兰杰原因

2.06676

0.2037

根据表3-21可得,在5%的置信水平下,D加X2是D加X。的格兰杰原因,而D加X。 

不是D加X2的格兰杰原因,说明河南省研发投入的变动不是第二产业生产总值变动的原 因,而第二产业生产总值的变动是研发投入变动的原因.

(5)  V4R模型的建立

在通过平稳性检验、协整关系检验、格兰杰因果关系检验之后,对变量加X。和加X2 两个序列建立U4R模型,模型的参数估计如表3-22所示.

表3-22变量饥X。和饥X2的卩4R模型参数估计


In X。

Zn X?.

加X°(—1)

1.6144

0.1871

加 Xo(—2)

-0.6425

-0.1793

加X2( — 1)

0.0170

0.7010

加X2(—2)

0.0636

0.0398

C

0.4628

-0.2631

 

根据表3-22可知,U4R模型表达式为:

加X。= 0.4628 + 1.6144 加X°(—1) — 0.6425 加X。(—2) + 0.0170 加X2(—1) +0.0636 加X2 (—2),

加X2 = —0.2631 + 0.1871 加X。(—1) — 0.1793 加X。(—2) + 0.7010 加X2 (—1) +0.0398 加X2 (—2).

由方程可以看出河南省研发投入与第二产业生产总值之间的关系,即滞后1期的第 二产业生产总值变动对研发投入变动的影响是正向的,滞后2期的影响也是正向的;而 滞后1期的研发投入变动对第二产业生产总值变动的影响是正向的,滞后2期的影响是 负向的.

(6)  V4R模型的稳定性检验

对U4R模型进行4R根检验如图3-13所示.

1665556396603.png

图3-13 4R根检验

根据图3-13可以看出,MR模型的所有特征根的倒数都位于单位圆内,说明4R特 征根的倒数都是小于1,即U4R系统是稳定的,因此可以进行脉冲响应分析以及方差分 解分析.

(7)脉冲响应分析

对U4R模型进行脉冲响应分析如图3-14所示.

1665556418937.png

图3-14饥X。对饥X2的脉冲响应图

图 3-14 所显示的是河南省研发投入对第二产业的冲击的动态响应过程,横坐标表 示波动持续时间,纵坐标表示单位冲击引起的波动.在当期施加一个单位冲击后,会对 第二产业产生正向效应,并且这个正向效应逐渐上升,到第6期达到最大,之后开始缓 慢下降,最后趋于平稳.从这个过程我们可以看出,研发投入对第二产业的脉冲响应函 数图呈现“倒U形”,即1-6期缓慢增长,之后开始下降并最终趋于平稳,但是依然保持了正的响应,说明河南省研发投入对第二产业的影响具有滞后效应,并且这种促进作用 具有持续性.

(8)方差分解分析

对U4R模型进行方差分解如表3-23.

表3-23变量饥X2的方差分解表

Period

S.E.

In X。

Zn X?.

1

0.008810

6.338688

93.66131

2

0.016688

9.172331

90.82767

3

0.023857

16.07129

83.92871

4

0.030169

24.93095

75.06905

5

0.035656

25.94612

74.05388

6

0.040398

26.71066

73.28934

7

0.044485

27.29925

72.70075

8

0.048000

27.76429

72.23571

9

0.051014

28.14112

71.85888

10

0.053593

28.45261

71.54739

 

从表3-23可以看出,在第二产业生产总值的贡献中,第1期研发投入所占的比重仅 有6%,而受自身影响的比重达到94%.随着期数的推移,研发投入对第二产业的影响比 重逐渐上升,并最终稳定在28%左右,而受自身的影响比重逐渐下降,最终稳定在72% 左右.

3.3.4   研发投入对第三产业的冲击效应

(1)单位根检验

采用4DF方法对加X3进行单位根检验输出结果如表3-24.

表3-24 4DF单位根检验结果

变量

变量差分阶数

4DF统计量

P值

Zn X3

0

-0.361177

0.5402

Zn X3

1

-4.257744

0.0044

 

根据表3-24可以看出,变量加X3在差分阶数为0的情况下,4DF统计量的P值为 0.5402,大于0.05,因此在5%的显著性水平下不能拒绝原假设,认为序列是非平稳的; 而在差分阶数为1时,4DF统计量的P值为0.0044,小于0.05,因此在5%的显著性水平 下拒绝原假设,说明变量加X3的一阶差分序列是平稳序列,即变量加X3是一阶单整序列.

( 2 )最优滞后阶数确定

对U4R模型进行最优滞后阶数检验如表3-25所示.

表3-25 最优滞后阶数表

滞后阶数厶ag似然函数

加准则

FPE准则

4/C准则

SC准则

HQ准则

0

24.65685


0.000239

-2.665512

-2.567487

-2.655768

1

112.9374

145.4033

1.19e-08

-12.58087

-12.28680

-12.55164

2

124.3052

16.04869*

5.13e-09*

-13.44768

-12.95755*

-13.39896

3

128.6548

5.117113

5.27e-09

-13.48880*

-12.80262

-13.42059*

 

根据表3-25所示,4/C准则和HQ准则认为最优滞后阶数为3阶,而厶R准则、FPE准 则和SC准则认为最优滞后阶数为2阶,由于较大的滞后阶数会导致模型损失较多的样本 容量,因此最优滞后阶数定为2阶.

( 3 )变量的协整关系检验

记加X。与加X3回归方程的残差序列为63,对e3进行单位根检验结果如表3-26.

表3-26 e3的4DF单位根检验结果

变量

1%临界值

5%临界值

10%临界值

4DF统计量

P值

e3

-2.728252

-1.966270

-1.605026

-2.170899

0.0383

 

根据表3-26可以看出,残差序列e3的4DF统计量为-2.170899,小于5%临界值水平, 并且P值为0.0383也小于0.05,因此在5%的显著性水平下拒绝原假设,即残差序列e3是 平稳序列.则进一步可以说明变量加X。与加X3之间存在协整关系,也证明了河南省研发 投入与第三产业生产总值之间存在长期稳定的均衡关系.

( 4 )格兰杰因果关系检验

格兰杰因果检验前提是时间序列平稳,因此对变量加X。与加X3的一阶差分序列 D加X。与D加X3进行格兰杰因果关系检验如3-27所示.

表 3-27 格兰杰因果检验结果

原假设

F统计量

P值

D加X3不是D加X。的格兰杰原因

2.02168

0.1751

D加X。不是D加X3的格兰杰原因

4.86864

0.0283

 

根据表3-27可得,在5%的置信水平下,D加X3不是D加X。的格兰杰原因,而D加X。 是D加X3的格兰杰原因,说明河南省研发投入的变动是第三产业生产总值变动的原因, 

而第三产业生产总值的变动不是研发投入变动的原因.

(5)  V4R模型的建立

在通过平稳性检验、协整关系检验、格兰杰因果关系检验之后,对变量加X。和加X3 两个序列建立U4R模型,模型的参数估计如表3-28所示.

表3-28变量饥X。和饥X3的卩4R模型参数估计


In X。

Zn X3

加x°(—1)

1.6746

-0.0547

加 Xo(—2)

-0.6893

0.0921

加Xs(—1)

-0.0319

0.3184

加Xs(—2)

-0.0053

0.4710

C

0.1857

-0.7379

 

根据表3-28可知,U4R模型表达式为:

加 X。= 0.1857 + 1.6746 加X。(—1) — 0.6893 加 X。(—2) — 0.0319 加 X3 (-1) —0.0053^X3(—2),

加 X3 = —0.7379 — 0.0547 加 X。(—1) + 0.0921 加 X。(—2) + 0.3184 加X3 (—1) +0.4710^X3(—2).

由方程可以看出河南省研发投入与第三产业生产总值之间的关系,即滞后 1 期的第 三产业生产总值变动对研发投入变动的影响是负向的,滞后2期的影响也是负向的;而 滞后1 期的研发投入变动对第一产业生产总值变动的影响是负向的,而滞后 2期的影响 是正向的.

(6)  V4R模型的稳定性检验

对U4R模型进行4R根检验如图3-15所示.

根据图3-15可以看出,MR模型的所有特征根的倒数都位于单位圆内,说明4R特 征根倒数都是小于1,即MR系统稳定,因此可以进行脉冲响应分析以及方差分解分析.

( 7 )脉冲响应分析

对U4R模型进行脉冲响应分析如图3-16所示.

图 3-16 所显示的是河南省研发投入对第三产业生产总值的动态响应过程,横坐标表示波动持续时间,纵坐标表示单位冲击引起的波动.在给第三产业生产总值1 个单位的正向冲击后,第三产业生产总值在第1期就产生了正向效应,并达到最大,之后开始震荡下降并最终趋近于 0.从这个过程我们可以了解到,研发投入对第三产业生产总值的响应非常迅速,在第 1 期就已经出现并且达到最大,之后开始震荡下降,说明河南省 研发投入对第三产业有短期的促进作用,作用最突出,并且这种促进作用具有持续性.

( 8 )方差分解分析

对U4R模型进行方差分解如表3-29.

表3-29变量饥X3的方差分解表

Period

S.E.

In X。

Zn X3

1

0.008939

19.81036

80.18964

2

0.017283

24.03716

75.96284

3

0.025351

35.79407

64.20593

4

0.032773

39.12989

60.87011

5

0.039437

43.05171

56.94829

6

0.045326

44.07955

55.92045

7

0.050480

48.85755

51.14245

8

0.054957

49.06389

50.93611

9

0.058825

49.23326

50.76674

10

0.062151

49.37121

50.62879

 

从表3-29可以看出,在第三产业生产总值的贡献中,第1期研发投入所占的比重为 20%,而受自身影响的比重达到80%.随着期数的推移,研发投入对第三产业的影响比 重逐渐上升,并最终稳定在49%左右,而受自身的影响比重逐渐下降,最终稳定在51% 左右.

3.3.5   小结

上文主要分析了河南省研发投入对产业结构所造成的影响.根据2001-2020年河南 省研发投入以及三大产业生产总值的数据构建了 模型,采用协整关系检验、 因果关系 检验、脉冲响应函数以及方差分解等方法进行了计量分析.研究结果表明:河南省研发 投入与三大产业生产总值都有长期稳定的关系,但是对各个产业的影响程度不同.

对于第一产业来说,河南省研发投入是第一产业生产总值的格兰杰原因,也就是说 研发投入可以引领第一产业的发展.根据脉冲响应函数图可以看出研发投入对第一产业 的冲击效应比较明显,但是对第一产业生产总值进行方差分解可以得出,第一产业主要 是依靠自身的发展,研发投入对第一产业发展的贡献率仅有 12%.从实际来看,河南省 农业人口众多,而农村的基础建筑较为落后,研发投入虽然可以改善农业设施,但由于 地区发展不平衡,无法在各个地区进行推广,并且农村在投资环境上没有优势,无法获得更多的科研经费,因此,研发投入的变动对第一产业影响较大,但是对其发展却没有 明显的贡献.

对于第二产业来说,河南省研发投入也是第二产业生产总值的格兰杰原因,可以对 第二产业发展起到引领作用.但是根据脉冲响应函数图显示,河南省研发投入对第二产 业的冲击效应存在滞后效应,研发投入对第二产业发展的贡献率在第一期仅有 6%,而 随着时间的推移贡献率稳定在28%.从实际来看,河南省工业以及手工制造业等第二产 业的基础设备发展一般,亟需技术升级改造,研发投入可以加速技术创新升级,而技术 升级需要一定的时间,所以研发投入对第二产业的影响以及对其发展的贡献率都是一个 逐渐升高的过程.

对于第三产业来说,河南省研发投入同样是第三产业的格兰杰原因,可以引领第三 产业的发展.根据脉冲响应函数图可以发现研发投入对第三产业有比较明显的冲击效应, 并且通过方差分解分析可以看出,河南省研发投入对第三产业发展的贡献率较高,第一 期为 20%,之后迅速增长到 49%.从实际来看,河南省服务业、交通运输业以及信息技 术等第三产业对技术创新的依赖性较大,技术创新对其作用效果显著,研发投入可以提 高科技创新水平,加速技术创新,从而促进第三产业的发展,因此,研发投入的变动对 第三产业的影响较为显著,并且对其发展的贡献率也较高.

总的来说,河南省研发投入都能引领三大产业的发展,而研发投入对第三产业发展 的贡献程度最高,其次是第二产业,最后是第一产业.随着河南省研发投入的不断增长, 三大产业的经济也都有明显的增长,而从结构上来看,研发产业的发展可以促进第三产 业的发展,使经济重心向第三产业转移,从而促进河南省产业结构的优化升级,对河南 省经济增长具有重要意义.

第四章 结论与建议

4.1  结论

本文以内生经济增长理论为基础,采用灰色关联度模型和向量自回归模型,从理论 逻辑方面定性分析研发投入对河南省产业结构的作用机制,从实证分析角度测算研发投 入与河南省产业结构的关联效应以及冲击效应.由此本文得到以下结论.

第一,对于河南省研发投入来说,从整体上看,河南省研发经费支出以及研发投入 强度都在稳定上涨,并且研发人员投入的增速近些年增长较快.从地区上看,郑州市、 洛阳市、新乡市、许昌市以及南阳市是研发经费支出最高的五个地区,而鹤壁市、济源 市以及信阳市的研发经费投入最低,河南省研发经费投入以及投入强度差距较大,说明 河南省存在研发经费投入不平衡的问题.从结构上看,研发费用的资金主要是来源于企 业资金,而且研发类型主要是以实验发展为主.对于河南省产业结构来说,从生产总值 上看,河南省三大产业的生产总值稳定增长,并且产业结构也从“二三一”结构转变为 了“三二一”结构.从就业角度上看,三大产业就业人数变化不同,其中第一产业就业 人数逐渐下降,而第二产业和第三产业的就业人数则缓慢增加,三大产业的就业人数比 例也从原来的“一三二”转变为了“三一二”,说明河南省的发展重心正在向第三产业 偏移,产业结构也正在逐步调整和优化.

第二,河南省研发投入与第三产业具有较高的灰色关联度.研发经费支出与第一产 业生产总值的灰色关联度为0.7079,研发经费支出与第二产业生产总值的灰色关联度为 0.7783,而研发经费支出与第三产业生产总值的灰色关联度为 0.7854.由此可以看出, 现代服务业、交通运输业以及信息技术等第三产业对技术创新的依赖性较大,研发产业 对第三产业的发展有显著的推动作用.

第三,河南省研发投入与三大产业都有长期稳定的关系并且有一定的引领作用,但 对三大产业的冲击效应以及贡献程度不同.研发投入对河南省第一产业和第三产业的冲 击效应较为明显,而对第二产业有滞后效应,其中对第三产业的贡献程度最高,其次是 第二产业,最后是第一产业.河南省研发投入在一定程度上促进了三大产业的发展,其 中对第三产业的促进作用最显著,说明研发投入使河南省的发展中心不断向第三产业偏移,可以促进河南省技术水平的提升,也提高了河南省研发资源利用率,使河南省从劳 动密集型产业向技术密集型产业转变,同时第三产业不断发展和提升,可以吸引更多研 发经费的投入,进而促进了河南省产业结构的优化升级.

因此,研发产业的发展可以促进河南省产业结构的转变,对推动河南省产业结构优 化升级具有重要意义.

4.2  建议

为进一步促进河南省产业结构的转变,有效利用研发投入资源,提升河南省创新驱 动能力,加快河南省三大产业的发展速度,相关部门可以从以下几方面加以改进.

1.     加大研发投入力度,完善投入体系.近年来河南省研发经费投入强度不断提升, 2020年河南省研发投入强度提升至 1.68%,然而与国家研发投入强度相比,河南省研发 投入强度仍然偏低.因此,河南省应持续推进创新驱动战略,培养多元化的研发投入主 体,进一步提升研发投入强度,并选择重点产业和重点领域集中投入,并引导社会资本 增加研发投入,完善研发投入的体系,形成良好的科技创新环境.

2.     优化研发资金来源,提升投入效率.河南省研发投入的使用效率存在很大的提升 空间并且研发资金来源主要是以企业为主.因此,政府要制定鼓励企业发展创新的政策, 更好的发挥企业在科技创新的主体地位,来带动高等院校以及其他科研结构的创新活动, 同时要不断加快产、学、研合作,加快专利等技术转化为生产力的速度,提高研发投入 的使用效率,逐步提升研发产业对三大产业发展的支撑作用,促进河南省产业结构优化.

3.     优化研发投入制度环境,合理分配资源.为使研发投入更好地促进河南省产业结 构的优化,应从财政、税收、金融等方面提供支持,构建有利于研发活动开展的生态环 境.一、可建立专项资金,为研发企业提供补贴,并为中小研发单位提供经费支持;二、 为企业研发投入提供贷款优惠以及相应的信用担保;三、为研发企业提供一定的税收优 惠政策,激发企业开展研发活动的积极性.同时要合理的分配研发资源,河南省存在地 区发展不平衡的问题,这可能会限制河南省各个产业的发展,所以要合理分配资源,使 各地区的发展逐渐缩小,平衡各个地区的发展,来保证河南省经济稳定的发展.

第五章 研究展望

本文结合定性分析与定量分析两类研究方法,从理论逻辑和实证测算两个方面,通 过收集 2021 年河南省统计年鉴,分析研发投入对河南省产业结构的影响.首先,基于 内生经济增长理论,从经济增长和产业关联两个角度,梳理研发投入对产业结构的作用 机制.其次,采用描述性统计分析当前河南省研发投入与产业结构的发展现状.再次, 采用灰色关联度模型,从关联效应角度,测算研发投入对河南省三大产业的灰色关联系 数.最后,基于向量自回归模型,构建研发投入与河南省三大产业的脉冲响应函数图, 分析研发投入对产业结构的冲击效应.

在本文的研究中,河南省研发投入在各个方面都有一定的体现,而本文仅仅选择了 代表整体的研发经费支出作为研究对象,无法对研发投入内部因素进行研究,同时产业 结构是一个非常复杂的系统,要想进行全面以及综合的评价是很困难的,所以本文仅仅 用三大产业的占比来反映产业结构略有不足.另外,在数据收集方面,因为河南省 2001 年之前的研发投入相关数据难以获取,所以本文的样本容量具有一定的局限性.以上是 本文研究的不足之处,还需在今后的学习过程中逐步加以完善和改进.

未来的研究可以从以下几方面继续深入:

第一,增加样本容量.未来随着数据可获得性的增强,可以进一步扩大时间跨度, 归纳总结研发投入与产业结构的影响,从而得出更具有代表性的结果.

第二,切换研究角度.本文的研究对象仅仅是河南省,未来可以研究多个省份并进 行对比比较,来找出不同地区研发投入对产业结构的影响差异,从而深入的分析研发投 入与产业结构之间的关系.

第三,构建评价体系.由于本文没有涉及研发投入与产业结构的指标评价体系,未 来可以针对研发投入与产业结构的评价系统进行更深入的研究,综合考虑研发产业的发 展阶段、经济体制以及三大产业的发展阶段等多种因素,选取科学全面可靠的指标体系 进行研究,从而更加准确的反映研发投入对产业结构的影响.

参考文献

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