摘要：现有关于南北经济差距的研究大多从产业结构、发展环境等角度进行解释，而对科技创新的影响关注不多。基于2004-2019年282个地级市面板数据，采用双向固定效应模型进行了实证分析，研究发现：（1）科技创新差异是导致南北经济差距的主要原因；科技创新对经济发展的驱动作用在南方更强；（2）南北科技创新驱动作用差异并非由头部大城市发展差距导致，而是由地区整体发展差距导致；（3）无论是实质性创新还是策略性创新，南方的科技创新驱动作用都显著强于北方。

关键词：南北经济差距，科技创新，双向固定效应模型

0 引言

区域经济发展差距是各国区域发展过程中普遍面临的问题。我国幅员辽阔、人口众多、地理情况复杂，区域经济发展差距长期存在。以往对我国区域经济发展差距的研究多聚焦于“东—中—西”差距，但近年来，随着中国南方地区经济发展速度明显快于北方地区，“南—北”经济发展差距^①逐步扩大，引起了社会各界的广泛关注。总体来看，在“西部大开发”、“中部崛起”、“振兴东北老工业基地”等区域发展战略的指导下，中国“东—中—西”差距逐步趋向缩小，而“南—北”经济发展差距进一步扩大，将可能成为中国区域差距的新格局^[1]，给区域经济协调发展带来新的挑战。

自改革开放以来，南方地区GDP总量占全国的比重逐年上升，北方地区GDP总量的占比逐年下降。近年来，南北经济发展的差距进一步扩大。从GDP总量及其增速来看，2010年，南方地区名义GDP占全国名义GDP总量的比重约为60.46%，北方地区约为39.54%^②。2020年，南方地区名义GDP比重上升至64.78%，北方地区的比重下降至35.2%。2010年至2020年，南方地区GDP年均增速约为10.09%，而北方地区年均增速约为8.08%^③，南方地区经济增速明显高于北方，南北经济差距加速扩大。“千钧将一羽，轻重在平衡”，在当前以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局下，缩小区域经济发展差距、促进区域协调发展是推动实现高质量发展的重要内容。因此，对于南北经济差距及其原因作进一步的探讨，具有较强的现实意义。

本文通过计算Pearson相关系数等分析发现，科技创新与区域经济发展具有极强的相关性；南方科技创新的投入、产出均明显高于北方。实证结果显示：南方科技创新对经济增长的驱动作用显著强于北方；相比于现有文献关注的生产要素、产业结构、发展环境等影响因素，科技创新对南北经济差距的影响更大；南北科技创新驱动作用差异并不是由两地区头部大城市发展差距导致的，而是由整体发展差距导致，且这种差异在发达地区和欠发达地区内部均存在。进一步的，本文分别使用三种专利授权量来衡量科技创新，发现无论哪种专利类型，南方地区专利对经济的驱动作用都显著强于北方。本文的研究结果揭示了科技创新对经济的驱动作用存在南北差异，这种差异也是中国南北经济差距加速扩大的重要原因。

1 南北经济差距研究现状

现有研究大多认为南北经济差距值得关注，南北经济发展的规模、速度、结构、质量、效益差距逐步扩大^[2]，需要引起社会各界重视^[3]。南方地区在GDP总量和增速^[4]、工资收入^[5]、人均消费支出^[6]、人均财政收入^[7]、公共服务水平^[2]等方面均高于北方地区。2013年，南北经济差距进入加速扩大的关键时间点^[4]，目前呈现出地区生产总值“南多北少”，发展速度“南快北慢”，人均GDP水平“南高北低”^[2]的现象。

关于南北经济差距扩大的成因主要有四种观点：（1）南方产业结构升级转型领先于北方；南方率先淘汰低端产业^[4]，推进产业转型升级，而北方产业结构转型慢，阵痛期较长^[8-9]。（2）南方经济增长方式转型领先于北方，南北经济差距加速扩大的本质是南北经济增长方式转型的差异^[10]。（3）南方经济发展环境优于北方，南方在体制创新^[8]、市场开放程度^[11]、国际化程度^[2]、营商环境^[2]和金融环境^[2]等经济发展环境上优于北方。（4）南方气候环境优于北方，人口呈现出由北向南流动的趋势^[8]，人口流失成为北方经济发展落后于南方的重要原因^[12]。

上述观点能够部分解释某一时期或某些程度上的南北经济发展差异，但并不能很好地解释2013年后南北经济差距加速扩大的现象。黄少安认为^[13]，产业结构不是南北经济差距扩大的根本原因，南方中心城市具有更高的创新力是核心成因。也有学者认为，北方人力资本流失^[14]、地方政府对创新的重视不足^[15]是南北经济差距扩大的主要原因。但总体来看，从科技创新角度解释南北经济差距的研究还比较少，基于地级市数据进行的实证分析更为少见，这正是本文拟进一步探索的目的及创新所在。

2 南北经济差距表现及其成因的初步分析

2.1 南北经济差距的表现

本文从地区GDP总量、增速和人均水平的变化来描述南北经济差距的演变过程。如图1所示，南北经济差距的扩大过程可以划分为四个阶段。第一阶段为1952-1977年，南北经济差距并不明显。第二阶段为1978-1991年，南北经济差距开始显现。第三阶段为1992-2012年，南北经济差距明显扩大。2012年，南方地区GDP占全国比重从1992年的57%上升至60.46%，北方则从43%下降至39.53%。这一阶段，南北经济差距以年均4.3%的速度扩大了150%。第四阶段为2013年至今，南方经济增长速度持续高于北方，南北经济差距加速扩大（图2）。南方GDP总量在2013-2019年间增长了73.62%，而北方仅增长了49.58%，增幅相差24个百分点。从图3可以进一步看出，在当前所处的第四阶段，地区人均GDP以及其增长率也出现了“南多北少”和“南高北低”的现象。2013年，南方人均GDP高出北方5763元^④，2020年，南方人均GDP增长40%达到78272元，北方人均GDP增长34.5%达到62313元，南方人均GDP高出北方15959元，与2013年相比，南北人均GDP差距扩大了1.77倍。

2.2 南北经济差距成因的初步分析

区域经济发展受到要素投入、政策制度、产业结构和技术进步等多种因素共同作用的影响，但在不同时期，各因素的重要程度有所不同^[16]。改革开放前（南北经济比重相当阶段）以及全面建设社会主义市场经济时期（南北经济差距显现阶段）要素的投入质量和配置效率是主要的影响因素^[16]。1992年至2004年（南北经济差距明显扩大阶段），市场化程度^[16]和产业结构变迁^[17]的重要性上升。2013年中国经济进入新常态，经济增长动力向科技创新转变^[18]，科技创新成为推动区域经济高质量发展的重要驱动力^[19-20]。这一时期南北经济差距加速扩大，科技创新也呈现出较大的南北差异。如图4所示，2013年南方的专利授权量占全国比重达到了74.86%，R&D（Research and Development）支出和R&D人员占全国的比重达到58.48%和62.16%。在此之后南北地区科技创新投入和产出的差距不断扩大，在经济发展动力向科技创新转变的背景下，南北科技创新也呈现出较大差异，这就有必要进一步探讨：科技创新差异是否成为南北经济差距加速扩大的重要原因？

2.3 相关性分析

本文使用Pearson相关系数^⑥衡量因素间的线性相关性，以进一步探究南北科技创新差异是否是南北经济差距产生的重要因素。Pearson相关系数计算公式如式（1）所示：

ρ的取值范围为（-1，1），ρ的绝对值越接近1表示相关性越强，越接近0则表示相关性越弱^⑦。参与相关性分析的因素包括地区GDP、南北地区、以及影响经济发展的主要因素，包括人口、固定资本存量、科技创新产出和投入、产业结构、对外开放程度、市场化程度、政府支出、金融环境和基础设施。

本文选择2004-2019年282个地级市（156个南方城市和126个北方城市）作为研究样本。专利数据来自CNRDS^⑧，科技创新投入数据来自《中国科技统计年鉴》，城市数据来自《中国城市统计年鉴》和各省统计年鉴。

图5将相关性计算结果以热图形式展示，颜色越深代表因素间的相关性越强。热图第二行（或第二列）展示了各因素与南北地区GDP之间的相关性，结果显示相较于其他因素，专利授权量（ρ=0.86）与地区GDP相关性最强。热图第一行（或第一列）展示了各因素与南北地区的相关性，反映因素是否存在南北差异。专利与南北地区相关性系数为0.12，大于资本（ρ=0）及人口（ρ=0.05）与南北地区相关性系数，表明相比于资本和人口，专利授权量存在较明显的南北差异。根据相关性系数分析可知，相较于其他因素，科技创新与地区GDP相关性最强，且可能存在明显的南北差异。

3 实证检验与分析

3.1 模型设定

本文选择使用双向固定效应模型进行实证分析。基本模型设定如下：

lnY_pt=β₀+β₁lnI+βX+μ_p+η_t+ε_pt（2）

lnY_pt=β₀+β₁lnI+β₂N+β₃lnI*N+βX+μ_p+η_t+ε_pt（3）

lnY_pt=β₀+β₁lnI+β₂N+β₃T+β₄lnI*N+β₅lnI*N*T+βX+μ_p+η_t+ε_pt（4）

Y为地区生产总值，p与t分别表示城市和时间，核心解释变量I为地区科技创新水平，以地区专利授权量（auth_patent）衡量。X为控制变量，包括固定资本存量（K）、人口（population）、产业结构（industry）、对外开放水平（FT）、市场化程度（M）、人均道路面积（rode）、金融环境（finance）、政府支出（gov_expend）。μ_p为地区固定效应，η_t为时间固定效应，ε_pt为误差项。为降低异方差，除比值类变量外其余变量均取对数形式。对于专利授权量为0的情况，用加1取对数的方法处理。科技创新产出对经济增长的促进作用具有滞后效应，受篇幅所限，本文仅考虑当期和滞后1期的情况。模型（3）加入了地区虚拟变量N（北方取0，南方取1），模型（4）加入了时间虚拟变量T（2004-2012年取0，2013-2019年取1）。变量的描述性统计见表2。

3.2 结果分析

表3报告了基本模型的回归的结果，专利授权量对地区GDP增长在当期和滞后1期均具有显著的正向促进作用，两期累计总效应为0.2114。第（3）列和第（4）列显示交互项系数显著为正，表明南方科技创新的驱动作用显著强于北方。南北科技创新差异是南北经济差距不断扩大的重要原因。第（5）列显示了加入时间虚拟变量后的结果，三项交互项系数显著为正，表明进入经济新常态后，科技创新对经济发展驱动作用的南北差异相较于前期进一步扩大。

为进一步量化各项因素对经济发展的贡献度，本文参考了冯根福等^[21]所构建的变量贡献度指标MQ计算各变量对经济发展的贡献度。MQ指标仅考虑在自变量系数不为零且统计性显著的情况下，不同变量的贡献度，计算公式为：

其中，QV显示自变量x_i所引起因变量变异在总变异中的比例，QS显示自变量x_i的回归系数乘以均值的绝对值在所有自变量与其均值乘积的比重。其计算公式分别为：

第1列显示了基于全国层面的计算结果，科技创新其贡献度为11.006%，远高于产业结构（0.284%）、金融环境（0.875%）、政府支出（1.416%）和人均道路面积（1.594%）的贡献度。第2列和第3列分别为北方地区和南方地区各因素对经济发展贡献度。在北方地区，科技创新的贡献度（8.847%）低于全国水平（11.006%），人口的贡献度是科技创新的两倍有余。与之相反，在南方地区，科技创新贡献度（12.789%）高于全国水平（11.006%），已经超过了人口的贡献度，处于第二高的水平。这意味着相较于北方地区，南方地区的科技创新对经济发展的贡献度更高。

3.3 内生性问题

本文选用知识产权保护力度作为工具变量来缓解内生性。知识产权保护与科技创新具有明显相关性但与经济增长没有直接相关性，而是通过促进科技创新发挥作用。这与现有研究的结论也大致相符。2013年中国进入经济发展新常态，中国与发达国家的技术差距缩小^[22]；而在技术差距缩小的情况下，完善合理的知识产权保护制度通过促进科技创新来推动经济增长^[23]。数据来自国家知识产权局发布的2013-2019年《中国知识产权发展状况评价报告》。本文采用两阶段最小二乘法进行回归，一阶段回归报告的F值为727，远大于10，表明该工具变量并非弱工具变量，专利授权量的系数为0.201，并在5%的显著水平下显著为正。

3.4 稳健性检验

本节采用替换样本和替换变量两种方法来进行稳健性检验。表5的第（1）列显示了去除南北地区头部城市（北京、上海、广州和深圳）后的回归结果。结果显示交互项系数显著为正，表明科技创新对经济发展的驱动作用存在南北差异，也正因如此才造成了南北经济差距。而并非如相关文献所言^⑨头部城市的发展差距才是南北经济差距的主因。第（2）列和第（3）列分别显示了中国发达地区（共120个地级市，包括58个南方城市和62个北方城市）和欠发达地区（共162个地级市，包括98个南方城市和64个北方城市）^⑩的回归结果。结果显示科技创新对经济发展驱动作用的南北差异在发达地区和欠发达地区内部均存在，只是在发达地区，这种差异更大也更显著。表5的第（4）列通过替换变量的方式考察结果的稳健性，将专利授权量替换为专利申请量与授权量的比值，结果显示交互项系数依然显著为正，表明本文结论具有稳健性。

3.5 异质性分析

不同类别的专利对经济的驱动作用可能存在差异，实质性创新是推动技术进步的高水平创新，而策略性创新可能出现为了迎合政策目标而滥竽充数的现象。本文分别用三种专利授权量衡量科技创新水平，并具体根据黎文靖和郑曼妮^[24]的划分，用发明专利衡量实质性创新，用非发明专利衡量策略性创新（lnauth_UD）。表6的结果显示，三种专利的授权量与地区虚拟变量的交互项系数均显著为正，表明在南方，实质性创新和策略性创新对经济的驱动作用均强于北方。目前，实用新型专利对经济的驱动作用强于发明专利，表明在地级市层面，提高实用新型专利数量依然有利于经济增长。但值得注意的是，外观设计专利对经济的驱动作用在北方已表现为负，表明策略性创新对经济的驱动作用有限。城市过度依赖策略性创新，可能陷入“策略性创新陷阱”，不利于长期经济增长。

4 结论

无论是从描述性分析还是从实证分析来看，南方科技创新对经济发展的驱动作用均高于北方，在进入经济新常态后，这种驱动作用的南北差异进一步增大。同时，科技创新驱动作用的南北差异并非由两地区头部城市的发展差距导致，而是整体发展差距导致。即使在我国发达地区和欠发达地区内部，科技创新对经济发展的驱动作用都存在南北差异。从地级市层面来看，虽然策略性创新数量的增加能够在一定程度上推动经济增长，但不能形成持久的推动力，切实促进实质性创新才是提高区域科技创新水平的关键。

本文的研究结果也进一步验证了“科技是第一生产力”，各地尤其是北方地区在经济发展中应当更加注重科技创新的驱动作用，通过进一步增加科技创新投入，重视吸引和培育科技创新人才，高效配置科技创新资源并提升专利的产业化水平，促进高新技术行业发展等举措，达到提高科技创新水平的目的，实现高水平科技创新支撑区域高质量发展。

注释：

①根据多数文献的划分标准，本文所指的北方地区包括北京、天津、河北、山西、内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江、山东、河南、陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆。本文所指的南方地区（不含港澳台）包括上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、湖北、湖南、广东、广西、海南、重庆、四川、贵州、云南、西藏。

②数据来源于《中国统计年鉴》。

③GDP平均增速采用几何平均法计算得出。

④南方（北方）人均GDP计算方法为南方（北方）GDP总量除以南方（北方）人口总量。

⑤《中国科技统计年鉴》从2010年明确了R&D人员的解释指标，因此R&D人员数量从2010年统计。

⑥Pearson相关系数是统计研究中常见的用于分析两个变量间线性相关的方法。

⑦Pearson系数绝对值取值在0～0.2表示极弱相关；取值在0.2～0.4表示弱相关；取值在0.4～0.6表示中等程度相关；取值在0.6～0.8表示强相关；取值在0.8～1表示极强相关。

⑧CNRDS为中国研究数据服务平台。

⑨邹松霖.专访学者陆铭：不要过度解读南北差距[N].中国经济周刊，2021-01-15。

⑩发达地区包括北京、天津、河北、山东、辽宁、吉林、黑龙江、上海、浙江、江苏、福建、广东、海南。欠发达地区包括内蒙古、河南、安徽、湖北、湖南、江西、广西、云南、四川、陕西、山西、宁夏、甘肃、西藏、新疆、青海、重庆、贵州。

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作者简介：戴宏伟（1967-），男，博士，中央财经大学经济学院，教授、博士生导师，研究方向为城市创新与区域发展。

通讯作者：赵洋（1993-），女，中央财经大学经济学院，博士研究生，研究方向为城市创新与区域发展。Email：catherine524@163.com。