专利授权空间计量分析

一、引言

专利授权是衡量区域科技水平和创新能力的基本依据之一，也是培育区域可持续发展能力的重要基础。增加专利产出能力将会对经济增长产生显著的正面作用。作为产学研等机构的产出，专利涌现决定于多种因素，区域经济和社会生态的各个要素都能够对专利产生影响，不同区间内的知识流动和专利产出也会发生相互作用。本文尝试运用空间计量经济学工具对我国各省域专利分布进行探讨，以期为培育区域创新和持续发展能力提供有益的借鉴。

二、理论分析和假设

作为技术创新的重要成果的表现形式，区域专利产出数量直接决定于企业和科研院所等机构的产出，同时也离不开区域经济社会系统。基于生态学视角的技术创新研究表明，区域创新系统的能量流、物流和信息流等都会对创新行为产生深刻影响，制度、政策和其他基础条件也发挥着重要调节作用。从解构视角看，区域层面创新基本驱动因素包括区域经济基础、人才智力基础、资金保障和开放度等，这些因素将通过纳入企业和科研院所等微观创新主体的开放式创新系统对绩效产生影响。其中区域开放程度越高意味着域外资金和管理等知识向域内聚集得越充分，企业和科研院所越具有更大的潜在创新空间，先前学者也证实了区域FDI规模是创新产出空间分布特征的重要影响因素。社会经济特征能够对区域创新产出及其空间相关性产生影响。区域经济基础是进行技术创新的基础平台，技术创新和专利涌现所需要的高投入有赖于区域经济投入，同时创新成果的市场化和价值实现也需要相对丰裕的市场空间，这都离不开区域经济支撑。符淼（2008）利用省域专利面板数据的分析表明，区域GDP增长和专利增长的相关系数达到0.75以上。人才资源是实施区域创新的基础力量，人才智力基础越高一方面意味着企业等微观创新主体具有更多的隐性知识交流和共享的机会，另一方面创新主体所吸纳的知识也能够被快速地整合利用，提升创新效率。从国内专利申请和授予量来看，作为经济相对发达和人才聚集区的环渤海、长三角和广东等地区也领先于其他地区。区域研发经费支出是区域创新的直接驱动要素，无论是区域还是企业，研发经费支出对创新和专利都具有显著的影响。从创新主体分布情况看，大企业由于资源雄厚和较高的抗风险能力，往往能够成为区域创新的龙头和高地，并通过产业关联和辐射效应带动区域整体发展，因而能在区域创新中扮演重要角色。综上所述，我们假设：H1：各省域外资数量（H1a）、固定资产投资（H1b）、地区生产总值（H1c）、研发经费支出（H1d）、规模以上工业企业资产（H1e）和高学历人才数量（H1f）对区域专利授权具有显著的正向影响。空间计量经济学认为，特定区域空间等经济现象与其邻近空间存在相关关系。其模型具有多种形式，最为常见的是空间滞后模型（SLM）和空间误差模型（SEM）。空间滞后模型（SLM）的表达式为：y=α+ρWy+βX+ε其中，ρ是空间自我回归系数，ε是误差项，W是空间加权矩阵，模型通过观察ρ是否显著异于零判定是否具有空间相关关系。空间误差模型（SEM）则是在基本回归模型的残差项里增加残差项自身乘以空间邻近矩阵变量，表达式如下所示。y=α+βX+ε，其中，ε=λWε+μ作为对传统统计学的改进，空间经济计量学能够规避空间数据由于存在空间自相关和空间非均质性而导致的统计偏差问题。国内省域经济社会发展基础和路径存在差异，同时经济活动的开放性又会导致各地区之间产生交流，进而对区域发展带来复杂影响。学者们对国内诸多经济社会现象的空间计量分析都表明，各区域经济社会发展是非均质的，相邻区域间彼此影响。专利作为区域创新的表征，受到从区域宏观到微观各种因素的影响，这些影响因素在区间分布的不平衡性，使得专利产出在省域间存在显著差别。张玉明等（2007）基于1996—2005年的统计数据研究也表明，空间独立假设在国内区域创新研究是无效的，各省域区域创新之间有显著的相关关系。罗发友（2004）利用集中度和赫芬达尔指数研究也表明，国内创新产出区域集中程度已达较高水平，创新成果的67%以上集中在东部地区。此外，尽管区域知识溢出特别是隐性知识流动也是经济社会发展的常态现象，但这种溢出效应随着地理空间延伸存在衰减现象，这会进一步造成区域间发展不均衡现象。因此我们假设：H2：不同省域专利授权分布具有显著的空间相关性。

三、数据分析

（一）数据来源本研究以2007—2009年3年间31个省、自治区和直辖市（不含港澳台）统计数据进行分析。在被解释变量专利申请授权数中，我们除了考察授权总数之外，还将对国内发明专利授权数、国内实用新型专利发明授权数、国内外观设计专利授权数三种类别分别进行分析，以更好地理解我国专利授权的空间分布机制。本研究解释变量依次用各地区外商投资企业中的外方资本数量（fc，亿美元）、各地区全社会固定资产投资规模（ifa，亿元）、地区生产总值（gdp，亿元）、各地区全社会研发经费支出（R&D，亿元）、各地区规模以上工业企业资产（le，亿元）和每十万人中的大学生数量（co，人）衡量，全部数据均取自《中国统计年鉴》。为消除数据的波动性，我们对上述数据都进行取对数处理。本研究构建的基本模型如下所示，采用Geoda软件进行分析，并在基本模型选取的变量基础上引入空间权重，衡量各省域2007—2009年专利授权分布的空间效应。Ln_pait=β0+β1Ln_fcit+β2Ln_ifait+β3Ln_gdpit+β4Ln_R&Dit+β5Ln_leit+β6Ln_coit+ξit其中，i代指不同省域，t代指不同年份。

（二）空间自相关检验在进行回归分析之前需要检验变量的空间相关性，若存在显著的空间相关，最小二乘估计（OLS）将出现明显偏差。空间计量经济学用于空间相关性检验的指标是Moran’sI值，该值介于-1和1之间，正负符号表示相关方向。本文在计算了各省域空间邻接矩阵的基础上得出各省域专利授权数量在值，结果表明该数值均值为0.27，且都通过了5%显著性水平检验。这表明各省域的专利授权数量具有空间相关性，H2得以证实。通过进一步观察省域专利授权分布年为例，处于高—高聚集区的省份包括北京、上海、江苏、浙江、安徽、福建、山东、河南、湖北和湖南；处于低—高聚集区的省份包括黑龙江、吉林、江西、广西和海南；处于低—低聚集区的省份包括贵州、云南、、甘肃、青海、宁夏和新疆；处于高—低聚集区的省份包括辽宁、广东、重庆和四川；天津和河北位于高—高聚集区和高—低聚集区结合处，山西和内蒙位于低—高聚集区和低—低聚集区结合处，陕西位于高—低聚集区和低—低聚集区结合处。其中处于高—高聚集区和低—低聚集区的省份共17个，这些省份表现出正的空间自相关关系。

（三）回归分析依据空间计量分析的常见做法，在回归分析中，我们将同时列出传统回归模型（OLS）、空间滞后模型（SLM）和空间误差模型（SEM）分析，再通过对比模型指标选取最优模型。其中OLS并不考虑空间因素的影响，SLM和SEM则将空间因素的影响包括在内。计算结果如表1所示。上述Moran’sI值的分析表明，各省域间2007—2009年专利授权数量分布存在空间相关现象，因此空间回归模型具有更好的解释力。在SLM和SEM模型比较分析中，由于LMlag、R_LMlag、LMerr和R_LMerr等指标均未通过显著性检验，因此我们从赤池信息准则（AIC）和施瓦茨准则（SC）等入手，结果发现空间误差模型（SEM）的AIC和SC指标值最小，因此我们选取SEM模型为最适合模型。在SEM模型中我们能够看到，各地区外商投资企业中的外方资本数量、各地区全社会固定资产投资规模和地区全社会研发经费支出各指标通过了5%水平的显著性检验。其中外商投资企业中的外方资本数量和全社会研发经费支出具有显著的正向影响。这既从区域层面证实了R&D投入对技术创新的基础性作用，也能够说明外资进入对技术创新和专利授权的促进效应。地区生产总值的影响也通过了10%水平的显著水平检验，这说明了技术创新生态环境的作用：生产总值高的区域能够提供更多的创新资源和创新机会，从而保证专利等创新成果的涌现。但意外的是各地区全社会固定资产投资规模和每十万人中的大学生数量两个指标对专利授权数量影响没有支持原假设。前者可能的原因一是区域投向固定资产的资金对研发资金存在挤占效应；二是观察各省区2007—2009年固定资产投资规模数据能够看出，由于经济发展周期等原因的作用，经济相对发达区域并没有表现出相对大投资的现象，这在京津等地区表现明显。王家庭等（2009）的研究表明高学历人才比重并不能有效地提升区域创新能力，这说明我国人力资本利用等方面存在问题。规模以上工业企业的影响也没有通过检验，这意味着中小企业在省域专利申请和授权中发挥了重要作用。为更好地分析各省域专利授权数的空间分布情况，我们分别以发明专利、实用新型专利和外观设计专利为因变量，利用空间误差模型对各省域间2007—2009年授权数量分布进行分析，结果如表2所示。其中，固定资产投资、地区生产总值、全社会投入对发明专利和实用新型专利的影响通过显著性检验，发明专利的空间相关系数也通过检验，这表明各省域发明专利之间存在显著的空间相关性，考虑到发明专利在区域创新中的重要地位，这也意味国内专利构成和整体质量存在显著的非均衡性，此外值得注意的是外方资本数量对国内发明专利的影响没有通过显著性检验，国内企业技术引进和消化能力还有待提升。外方资本数量和全社会研发投入对外观设计专利的影响通过显著性检验，区域高学历人才比重对发明和实用新型专利影响没有通过显著性检验，对外观设计专利影响却为负，这进一步证实了我们的上述结论。

四、结论和讨论

本文针对国内省域专利授权的空间计量研究表明，2007—2009年国内各省域专利授权量存在显著的空间相关关系，这在发明专利中表现得尤其明显。此外结合李志刚等的研究发现，国内省域专利授权的Moran’sI值存在缩小的趋势，但变化缓慢，这意味着空间视角下强者越强弱者越弱的格局并没有发生根本变化，这与潘雄锋等（2008）的研究结论相似。进一步解读省域专利授权其他影响因素能够看出，经济基础、研发经费投入和开放度对专利授权具有显著的影响，这也部分揭示区域创新发展的基本经济社会空间和发展路径。先前研究也证实，国内省级区域创新度存在空间正相关性，考虑到现有资源禀赋的布局和知识溢出的规律，区域间的差异性还具有自我强化的趋势。换言之，不同区域间的创新差距和技术鸿沟存在扩大化的内在力，从而加大区域间发展的不平衡，这在某些驱动要素中表现显著。例如张宗益等（2011）以国家自然科学基金的研究视角分析了我国省域基础科学研究的空间相关性，结果表明国内基础研究将在4年后由非均衡多点式分布变为非均衡单点式分布。这种集聚特点更为明显的倾向将对省域创新产生深远的影响。因此一方面在国家西部大开发和中部崛起的整体框架下需要增加对中西部基础条件和创新驱动要素的倾斜度，特别是针对整体处于低—低聚集区的西部省份实施创新系统提升；另一方面，区域自身发展需要打破行政壁垒，强化区域间合作，通过人员交流和产业对接等方式主动接受周边技术高位势地区的辐射，这对于处于低—高聚集区的省份具有特别重要的意义。本研究对国内各省域专利授权进行了空间计量分析，未来研究包括：保持对各地区专利分布的动态追踪研究，分析其中的趋势；将研究视角深入省域内部，为区域科技和创新政策提供支撑；将更多的专利分布影响因素纳入分析，全面了解专利分布的影响机理。