数字经济、技术创新与产业结构升级动态关系研究——基于PVAR 模型

苏 颖，罗佳意

（宁波大学 商学院，浙江 宁波 315211）

一、引言

近年来，随着物联网、云计算和人工智能等数字新兴技术的快速发展，我国经济的内生动力已逐渐发生变化，由原来的投资、出口拉动经济逐渐转变为依靠重创新、调结构和扩内需等方式来驱动经济。而依靠创新和调整产业结构是中国经济步入高质量发展至关重要的一步。根据《中国数字经济发展报告（2022 年）》，数字经济前景持续向好，规模迅速扩张，GDP 占比逐年上升，至2021 年底，增长至45.5万亿元，是目前中国经济发展的重要战略领域。数字经济不惧重大事件的负面效应，在逆境中加速前进，为经济增长注入新动能。聚焦数字经济为高质量发展开辟了新途径，也为技术创新和产业结构升级注入了新鲜血液。我们需要紧紧抓住数字经济带来的契机，激发创新潜力，推进传统产业结构向中高端产业前进。因此现阶段，在数字经济时代背景下，探索发展数字经济、提高技术创新与优化产业结构的新路径，对中国实现经济高质量发展有重要的现实意义。

二、文献综述

随着时间的不断推进，数字经济在经济发展道路上的影响逐步加深。同时在学术界，数字经济领域也不断突破创新，目前数字经济与产业结构转型升级为该领域的研究重点。

（一）数字经济内涵

国家官方层面认为，数字经济主要通过数字产业化和产业数字化两种方式来发展。在2021 年，国家官方机构对数字经济进行了清晰的界定，数字经济是把大数据作为核心生产要素、把互联网作为传播载体、合理运用先进的信息通信技术，最终以实现提高生产效率和改进产业经济结构为目的的经济活动。然而，学术界还未对数字经济形成清晰的界定，丁志帆（2020）[1]认为数字经济是一种新经济形态，其核心内容是数字技术和创新。李英杰和韩平（2021）[2]将数字经济分为三个部分：数字基础建设、数字产业化、产业数字化。

（二）数字经济与产业结构升级关系研究

从现有研究发现，学者对于数字经济能否优化产业结构持有不同观点。王奕飞等（2022）[3]认为数字经济有利于提升产业结构高级化，但不利于结构合理化水平的提升。陈晓东和杨晓霞（2021）[4]对比数字产业化，认为产业数字化对产业结构转型的优化效应更加显著。秦建群等（2022）[5]认为与东部地区相比，我国西部地区数字经济推动产业结构升级的表现尤为明显。此外，也有学者通过内在机制研究数字经济与产业结构升级的关系。白雪洁等（2022）[6]认为数字经济通过创造新的需求和新的供给来优化产业结构。姚维瀚和姚战琪（2021）[7]引入研发投入力度作为数字经济和产业结构的中介变量。尹相森等（2022）[8]则认为数字经济能够通过促进技术创新影响产业结构转型。丁守海和徐政（2021）[9]认为数字经济是通过降低交易成本和改变国内需求的消费端，促进结构升级并且产生新业态。

（三）数字经济与技术创新关系研究

从现有研究发现，多数学者认为数字经济发展会作用于技术创新。数字经济的发展创造出新技术，Dunnewijk 和Hulten（2007）[10]、Thompson 等（2013）[11]认为数字技术通过提高企业生产效率和降低交易成本来激发企业的创新能力。郭丰等（2022）[12]认为数字经济能显著提高绿色技术创新水平。伦晓波和刘颜（2022）[13]研究得出数字政府能激发数字经济活力，进而促进绿色技术创新。但也有学者认为数字经济可能会带来负面影响。王伟玲和王晶（2019）[14]认为在互联网环境下，企业信息安全成为一大难题，在一定程度上会降低企业研发创新动力。

（四）技术创新与产业结构升级关系研究

产业结构的升级离不开新技术的涌现，从企业层面来看，产业结构的升级需要依靠企业内的技术进步，不断加快生产效率和提高产品品质，促进产品从低端向高端进步，从而推动产业升级。从产业层面看，利用数字技术的企业集聚形成新兴产业，通过竞争效应实现优胜劣汰效应，最终推动产业结构升级。由此，部分学者研究了技术创新对产业结构升级的影响，并持有不同观点。林春艳和孔凡超（2016）[15]认为自主创新和技术引进对产业结构合理化存在有利影响，但不利于产业结构高级化。杨兵等（2017）[16]则认为技术创新对产业结构优化存在长期阻碍作用。也有学者认为，产业结构能影响技术创新的发展。Ioeweth（2005）[17]认为造成各国间存在创新投入差异的重要原因之一是国家之间产业结构有所不同。刘志华等（2022）[18]认为从长期来看，产业结构升级速度与科技创新速度的不匹配会制约科技创新的发展。除以上研究之外，部分学者对于两者双向互动关系也展开研究。丁涵等（2022）[19]认为创新投入和产业结构高级化之间存在相互促进关系。而李政和杨思莹（2015）[20]认为各地区研发投入强度与产业结构高级化之间相互制约。范德成等（2020）[21]认为在短期内，创新投入的增加不利于产业结构的升级，产业结构合理化与合作创新相互制约。

综上所述，技术创新与产业结构升级之间有着密切联系，两者作用关系是一种相互影响、不断演变的动态过程。

（五）产业结构高级化与产业结构合理化关系研究

通过现有研究分析，产业结构高级化和合理化之间密不可分，且相互作用。李健等（2015）[22]提出产业结构高级化需建立在产业结构合理化之上，脱离合理化最终会导致“伪高级化”。苏宏伟（2017）[23]认为随着产业结构高级化的程度不断提高，其对合理化的要求也会越高，而在合理化程度不断提高的过程中，结构高级化也有可能在其他干扰因素的作用下逆转为虚。

通过上述文献梳理，大部分研究只是基于数字经济、技术创新和产业结构之间的单向影响假设研究，由此得出单向因果关系，对于在同一理论框架下考察三者间动态关联的文献较少。基于此，本文建立面板向量自回归（PVAR）模型，集中考察省级层面数字经济、技术创新和产业结构升级之间的复杂动态关系，并使用动态面板分析方法探究三者之间的内在作用机制，为三者间的作用机制提供新的视角，对形成数字经济、技术创新和产业结构升级联动发展机制也具有重要意义。

三、研究设计

（一）模型构建

本文主要研究数字经济、技术创新与产业结构升级相互作用关系，考虑到彼此可能存在复杂的动态联系，即变量序列间的相关性和内生性问题，因此构建个体固定效应的PVAR 模型和运用GMM 估计方法。面板向量自回归模型集合了面板模型和向量自回归模型的特点，可将数字经济、技术创新和产业结构升级看作内生变量，分析各变量间的动态互动关系。构建PVAR 模型如下：

式（1）中，Yit={lnDGTlnRD1 lnRISlnAIS}，α0为常数向量，Al为系数矩阵，l为滞后阶数，Yi，t-l为yit的l阶滞后项，fi为个体效应向量，γt为时间效应向量，μi，t为白噪音。

（二）变量选取

数字经济综合发展指数（DGT）：由于数字经济核算层面尚未形成统一标准，因此本文借鉴赵涛等（2020）[24]、汪文雅（2022）[25]的核算标准，再综合国家官方对数字经济的界定，选取互联网基础设施建设、互联网相关产业就业人数、互联网相关产出、移动互联网用户数和数字金融普惠发展这五个代表性指标，运用熵值法计算数字经济综合发展，具体三级指标如表1 所示。

表1 变量测算指标

技术创新（RD1）：技术创新指标通常由两种方式表示：技术创新的投入和产出，本文选用研究与试验（R&D）经费支出与地区生产总值之比测度技术创新，该数值越大，说明地区技术创新能力越高。

产业结构升级（UIS）：产业结构升级不是纯粹追求第三产业比重的过程，还必须综合考虑产业内部生产要素投入产出效率以及产业间资源合理配置问题，它是一个复杂的动态升级过程。在理论和实践中，产业结构是否得到优化升级的关键点在于其是否存在高级化与合理化水平的提升。

产业结构高级化（AIS）：高级化是产业结构升级（UIS）的基本点。产业结构高级化的表现在于知识密集型的高技术产业逐渐替代要素资本投入产业效率低的低端工业。由于学术界对该指标没有清晰的界定，因此在实际研究过程中，学者对于产业结构高级化评判标准持有不同的见解。最终选择第三产业增加值占第二产业比重测度该指标，该数值越大，说明地区产业结构越趋于高级化。

产业结构合理化（RIS）：合理化是产业结构升级（UIS）的另一个基本点。常用的测量指标有泰尔指数，泰尔指数越趋于0，说明产业结构越合理。因此，为了后续计量方便分析，合理化程度由泰尔指数的倒数来衡量。计算公式为：

式（2）中，TL为泰尔指数，Yi为一、二、三产增加值，Y为三产总值，Li为一、二、三产就业人数，L为就业总人数。

（三）变量描述与数据来源

1.变量描述

表2 为各个变量描述性统计：

表2 变量描述性统计

2.数据来源

考虑到数据可得性，因此选取了时间区间为2011—2020 年，除西藏、港澳台地区外30 个省市的数据，建立省级面板数据。本文选择各变量的三级指标原始数据来源如表3 所示。

表3 数据来源

四、PVAR 模型实证分析

（一）变量平稳性检验

如果数据存在单位根，那么会出现模型伪回归现象，造成回归估计和统计量结果错误，实际研究得出的结论也会失去参考价值。由于面板数据均存在时序的基本属性，因此在模型回归之前，需要保证各变量数据都是平稳的。本文选择LLC 检验和IPS检验，结果如表4 所示，lnDGT和lnAIS均通过LLC和IPS 检验，为平稳时间序列；而lnRD1 和lnRIS没有通过检验，为非平稳时间序列，因此lnRD1 和lnRIS需进行一阶差分，经修正后，lnRD1 和lnRIS均通过单位根检验，并且其余两个变量也进行一阶差分，同样呈平稳状态，即在5%的显著性水平下，lnDGT、lnRD1、lnRIS和lnAIS都是一阶单整I（1）。

表4 变量平稳性检验

（二）最优滞后阶数确定

本文利用AIC、BIC和HQIC准则来判断最优滞后阶数，具体标准是各统计量最小值所对应的阶数，结果如表5 所示。

表5 最优滞后阶数确定

由表5 可知，以上统计最小值所对应的阶数均为1 阶，因此，PVAR 模型确定的最优滞后阶数为1。

（三）GMM 面板回归估计

与传统计量模型不同，由于PVAR 模型是一种乏理论（A-theoretic）模型，不是建立在传统经济理论体系之上，其估计结果涉及的参数估计值的正负、大小以及方程显著性一般没有参考价值，所以本文不检验某个变量对另一个变量的经济意义和显著性。因此本文的分析重点不在于面板回归分析，重点在于分析脉冲响应函数结果和方差分解部分（见表6）。

表6 GMM 回归估计结果

（四）脉冲响应分析

图1、图2、图3 和图4 分别是数字经济、技术创新、产业结构合理化和产业结构高级化作为响应变量的脉冲响应结果。脉冲响应的分析重点是中间的实线，该线条表示某一响应变量对于冲击变量所作出的反应，横轴和纵轴分别表示滞后期和响应程度。各变量的具体响应结果通过蒙特卡洛法（Monte-Carlo）模拟200 次得到。

图1 dlnRD1、dlnRIS 和dlnAIS 对dlnDGT 的脉冲响应结果

图2 dlnDGT、dlnRIS 和dlnAIS 对dlnRD1 的脉冲响应结果

图3 dlnDGT、dlnRD1 和dlnAIS 对dlnRIS 的脉冲响应结果

图4 dlnDGT、dlnRD1 和dlnRIS 对dlnAIS 的脉冲响应结果

如图1 中a1 所示，数字经济发展作为响应变量，当数字经济受到自身冲击时，对自身影响均为正，并且当期响应为最大值，随后逐期下降收敛于0 值。由b1 可以看出，当数字经济受到技术创新冲击时，在当期未作出响应，随后一期作出正向响应，且逐渐上升至第二期达到最大值，随后逐期下降直至收敛于0值，说明技术创新对数字经济发展存在促进作用，且存在滞后性。由c1 和d1 可以看出，当数字经济受到产业结构升级冲击时，数字经济当期没有产生响应，但后期产生了持续的负面影响，说明现阶段的产业结构合理化和高级化水平没能有效带动数字经济发展，这可能是因为产业结构升级在不断发展和优化。现阶段，由于近几年中国运用政策导向大力发展第三产业，没有合理分配三产间的生产要素投入，因此阻碍了结构合理化发展进程，影响产业结构趋于为“伪高级化”。

如图2 中b2 所示，技术创新作为响应变量，当技术创新受到自身冲击时，对其自身影响当期为正向影响，随后收敛于0 值。从a2 可以看出，当技术创新受到数字经济发展冲击时，当期随即产生正向影响，而后期持续产生负向影响，说明数字经济对技术创新的促进作用不稳定。从c2 和d2 可以看出，当技术创新受到产业结构升级冲击时，技术创新先是产生负向响应而后转变为正向，但正向影响很微弱。根据创新理论，产业结构的升级意味着经济增长，从而有利于技术的进步，但就中国产业结构现状而言，近几年在发展第三产业过程中，政策导向起了决定性作用，而不是由市场决定的，政府为提高第三产业的增加值，为地方政府制定硬性指标，因此高技术的第三产业仍然发展滞后，低附加值的三产规模极速扩张，因此无法促进技术进步。

如图3 的c3 所示，产业结构合理化作为响应变量，当受到自身冲击时，会产生持续的正向影响，但该影响逐期减弱。从a3 可以看出，当产业结构合理化受到数字经济的冲击时，当期立即产生正向响应，但第一期极速下降为负向响应，并逐期减弱，短期看，数字经济对于产业结构合理化影响具有立竿见影的效果，但不可持续，不具有稳定性，这说明现阶段数字经济发展仍然处于成长阶段。从b3 可以看出，当产业结构合理化受到技术创新的冲击时，在当期迅速作出正向响应并且达到最大值。由d3 可以看出，当受到产业结构高级化的冲击时，当期未作出响应，随后持续呈现负向作用至期末，出现这种现象可能是因为中国目前的产业结构高级化是基于高技术产业发展水平较低的情况下，由政策因素主导、加快第三产业发展使之成为主导产业的过程，因此对产业结构合理化不能起到理论上的促进作用。

如图4 的d4 所示，产业结构高级化作为响应变量，当受到自身冲击时，会产生持续的正向影响，并且该影响逐期减弱。由a4 可以看出，当结构高级化受到数字经济的冲击时，随即产生负向响应，第一期开始转化为正向影响，说明数字经济发展对产业结构的正向影响存在滞后性，但不显著。由b4 可以看出，当响应变量受到技术创新的冲击时，将持续产生负向影响并逐期减弱，说明地区创新驱动作用对第二产业更明显，出现此种现象的原因可能是技术创新投入结构不合理或者第三产业本身的产出效率较低。从c4 可以看出，当响应变量受到结构合理化的冲击时，当期作出正向响应，随后持续呈现负向作用至期末，说明现阶段各地区的合理化水平并不能持续地促进高级化发展；由于高级化水平的持续提升，其对合理化的要求也会不断更新发展，可能会出现两者发展速度不匹配的情况，因此要不断优化资源配置，保证产业结构的合理化程度能够长期促进高级化水平的提升。

（五）方差分解分析

为了更准确考察三者之间的互相作用程度，运用方差分解法，得到各个冲击变量对某一变量变化的贡献程度。由于从第五期开始，各变量的贡献率基本稳定，因此只对1-5 期进行分析，如表7 所示。

表7 方差分解结果

对于数字经济的变动而言，主要来源于其自身的发展和产业结构高级化水平的变动，第一期数字经济对自身方差贡献率为100%，之后逐期下降至75%。同时，随着时间推移，产业结构高级化和产业结构合理化对其贡献度分别显著增长至17%和7.77%；而技术创新的变动对数字经济发展的贡献度极低，为0.3%，说明数字经济的变动更依赖于产业结构优化。

对于技术创新能力的变动而言，主要来源于其自身的影响，第一期技术创新对自身方差贡献率为99.6%，之后逐期下降，并稳定在85.7%，表明技术创新存在自我增长机制。其次是来自产业结构高级化，对其贡献度逐期提高至7.8%；数字经济和产业结构合理化对其变动的贡献率同样也有所提高，分别从0.4%、0 提升至3.36%、3%，但仍处于较低水平。因此相比之下，技术创新变动更依赖于产业结构高级化。

对于产业结构合理化的变动而言，主要来源于自身的影响，其自身贡献率第一期为91.3%，之后逐期下降至76.5%；其次是来自产业结构高级化的影响，其贡献率从0%逐期提高至11.6%；而技术创新对其贡献率有小幅下降，从7.8%下降至6.3%；数字经济对合理化变动的贡献率从0.9%上升至5.6%。相比之下，产业结构合理化的变动更依赖于结构的高级化，但不可忽视技术创新和数字经济发展的作用。

对于产业结构高级化的变动而言，主要来源于其自身的影响，其自身贡献率至第五期稳定在92.4%，说明结构高级化存在自我增强机制。技术创新和数字经济对其贡献率轻微提升，第五期分别为4%和3%；而产业结构的合理化变动对其贡献率几乎为0。说明产业结构高级化的变动更依赖于技术创新。理论上，产业结构高级化的实现需建立在合理化的基础之上；在提升高级化水平的过程中，一旦脱离合理化就可能会出现“虚高级化”的现象；有研究认为产业结构越高级，其对合理化程度的要求也就越高，可能现阶段产业发展的合理化程度不足以影响产业结构高级化的变动。

五、结论与政策建议

（一）研究结论

本文致力于研究数字经济、技术创新与产业结构三者间动态关系，构建省级PVAR 模型，选取2011—2020 年中国30 个省（自治区、直辖市）的相关数据，采用熵值法测度数字经济发展水平，选择研究试验经费投入占比地区生产总值作为技术创新指标，运用产业结构合理化和高级化代表产业结构的升级，重点分析三者的脉冲响应结果和方差分解，由此得出：

（1）数字经济的发展更依赖于产业结构优化，而相比数字经济发展，产业结构合理化更依赖于产业结构高级化和技术创新，产业结构高级化与技术创新之间相互依赖。所以，各地区要坚持实施创新驱动战略，不断提高创新投入强度，保证技术进步成为三者联动发展的主要驱动力；（2）数字经济与技术创新相互促进，相比之下，技术创新对数字经济发展的促进作用更稳定，而现阶段双方的贡献度均处于较弱的水平；（3）数字经济有利于产业结构转型，将为经济增长提供有利条件；（4）技术进步不一定能促进产业结构转型，技术创新有利于提升产业结构合理化程度，但不利于高级化水平的提升；（5）产业结构升级不利于提升数字经济和技术创新水平，说明目前产业结构的发展水平不足以刺激数字经济和技术进步，并且产业结构可能存在“伪高级化”；（6）产业结构合理化在短期内有利于产业结构往高级化发展，反之，产业结构高级化不利于合理化水平的提升。

（二）政策建议

综上所述，中国数字经济发展、技术创新和产业结构升级还未形成畅通的联动机制，基于上述结论，提出以下建议：

第一，以科技创新为核心，推动数字经济发展和产业结构升级。虽然现阶段的科技创新水平对于数字经济和产业结构合理化贡献度比较低，但科技创新对两者均存在促进作用。当科技创新水平达到一定程度，可以通过发挥自我增长机制来提高自身的创新能力，以此促进数字经济的发展和产业结构的升级。首先坚持创新驱动战略是至关重要的，要继续加大科技研发的资金力度，完善科研设备，突破关键核心技术，并在数字经济领域大力发展数字技术，推动新产品和新方式的开发。同时也应注意仅仅增加创新投入不一定能优化产业结构，需要合理配置资金，并结合人力资本来实现预期的产出。因此需要优化创新投入结构，并且培养高水平研发人员，提高整体人力资本水平，形成数字经济和技术创新更有力的双向促进作用，助力产业结构优化升级。通过以上做法，增加科技研发的资金投入，完善科研设备，培养高水平研发人员，优化创新投入结构，可以实现科技创新与数字经济、产业结构的良性互动。

第二，以产业结构升级为基础。首先，政府应积极推动高技术产业发展，包括大数据、人工智能等新兴技术的基础建设和应用推广，与数字产业深度融合，进而提高产业的附加值和技术含量。但产业结构高级化不仅仅是提高第三产业产值的总量，还要综合考虑高附加值服务产业和高端制造业的发展。“虚高级化”的出现一部分原因正是第三产业规模迅速扩张，而缺少高技术产业的支撑，导致其发展稳定性降低，因此需要减少“虚高级化”的程度，为数字经济、技术创新营造良好的发展环境，提高第三产业的发展稳定性。其次，政府和企业需要合理配置资源，避免第三产业规模迅速扩张而缺少高技术产业支撑的问题，应合理分配资本、人力和创新研发投入，避免对第三产业过度投资并根据不同产业的需求和实际情况，合理分配一、二、三产业之间的技术创新投入，推动各个产业的协同发展，保障产业结构合理化，推动产业结构的升级和高级化。

第三，以数字经济发展为抓手，加快数字经济发展，促进技术创新和产业升级。首先，数字经济可以渗透于众多产业，数字经济与各产业尤其是制造业和服务业深度融合，通过数字技术的应用和数字化转型，可以提高产业的效率、创新能力和竞争力，能够为产业结构转型升级提供不竭动力。其次，政府应积极顺应数字经济时代，利用互联网等技术为社会公众和企业提供更加快速、有效且便捷的服务，积极构建大数据平台，充分发挥数据资源优势，加强数据要素与实体经济的融合；同时完善数字经济治理体系，搭建一个公平、公正且合理的营商环境和制度体系，打破垄断，进一步激发科研人员的科技创新热情，为技术创新和产业升级提供强有力的支持和保障。最后，加强数字技术研发。由于数字技术是数字经济的重要组成部分，需要不断开发新技术、不断进行精准创新，提升数字经济核心技术。政府和企业可以加大投入，支持数字技术的研发和应用，培养数字经济领域的专业人才，推动技术创新和产业升级，为实现产业结构升级赋能。通过以上做法，可以加快数字经济的发展，促进技术创新和产业升级，进而为产业结构转型提供动力，推动经济朝着高质量发展的方向迈进。