我国科教投入对经济增长贡献率实证分析：1979-2006 (2)

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我国科教投入对经济增长贡献率实证分析：1979-2006(2)1我国科教投入对经济增长贡献率实证分析1979-2006刘拓哈尔滨工程大学经济管理学院，哈尔滨（150001）摘要：基于互谱分析方法，分别计算了改革开放以来（1979年-2006年）中国国家财政科技投入与教育投入对我国经济增长贡献率。研究结果表明：改革开放以来，中国国家科技投入与教育投入对我国经济增长的贡献率分别为121>.66%和12.97%。关键词:互谱分析；科教投入；经济增长；贡献率中图分类号：F224.9文献标识码：A随着经济全球化的发展和知识经济的到来，知识在经济社会发展中的作用日益突出。科技和教育成为知识创新、传播和应用中的两个核心，对经济和社会发展的贡献作用正在逐步加大。科技是第一生产力，科技投入是科技进步的物质基础和前提，是经济增长的原动力。教育投入是人力资本投资的主渠道，能够提高资本的利用效率，是经济增长的动力源。如何科学测算科技投入和教育投入对我国经济增长的贡献率一直是经济学研究的重要课题。国内学者多采用时间序列的时域分析方法，如格兰杰因果检验、协整、广义差分回归分析、误差修正模型等。由于研究角度、方法和对象以及研究时间跨度的不同，因而相关研[1-2]究得出的结论也不尽相同，这些成果为本文研究提供了良好的基础。时间序列谱分析方法从频域角度提供了另外一种研究科教投入对我国经济增长贡献率的有力工具。与时域分析方法相比，时间序列谱分析方法具有以下优点：（1）谱分析方法具有深厚理论基础和严密逻辑，其计算、判断过程具有具体标准，可减少分析者的判断的主观性；（2）谱分析方法不损失样本点，所有数据都参与方程估计，包含了时间序列特征的全部[3]信息。因此在时间序列分析与贡献率测量方面，具有其他方法所无法替代的优势。 本文根据互谱分析原理，采用时间序列谱分析中的互谱分析方法，计算改革开放以来（1979年-2006年）国家财政科技投入和教育投入对中国经济增长的贡献率。1．互谱分析原理根据谱分析理论，二元平稳序列{X}和{Y}（t=0,±1,±2,…）之间的相关结构在时域tt[4]中可以用互协方差函数R(k)来描述。互协方差函数R(k)的傅立叶变换XYXY∞1??i2πfkh(f)=R(k)ef≤XY∑XY2k=??∞（1）称为{X}和{Y}的互谱密度函数或简称互谱。如果R(k)是绝对可和的（即ttXY∞R(k)<∞），则h(f)在f∈[??1/2,1/2]上处处存在。∑XYXYk=??∞根据复数的极坐标表示法，如果c(f)和q(f)分别是h(f)的实部与虚部，则互XYXYXY谱h(f)可以写成下面的形式：XYh(f)=a(f)exp{2πΘ(f)}XYXYXY（2）1本课题得到国防软科学课题（编号：Z05003）的资助。-1-//.paper.edu.cn其中22a(f)=h(f)=c(f)+q(f)（3）XYXYXYXY??q??(f)XYΘ(f)=arctan??XY????c(f)??XY??（4）称a(f)为互振幅谱（cross-amplitude），Θ(f)为相位谱（phasespectrum）。XYXY互振幅谱是两个序列中频率为f的分量的振幅乘积的均值，它反应了两个序列间各频率成分在振幅上的相互关系。对互振幅谱进行如下标准化处理，得到为相干谱（coherency）w(f)：XY22h(f)c(f)+q(f)a(f)XYXYXYXYw(f)===XYh(f)h(f)h(f)h(f)h(f)h(f)XYXYXY（5）其中，h(f)和h(f)分别是序列{X}和{Y}的谱密度函数。相干谱实际上是两个序XYtt列中频率为f的分量的振幅成绩的标准化均值，其取值区间为[0,1]。相干谱愈接近1，表示两序列在频率f处愈相关。本文取相干谱的平方来衡量两个序列的相关程度。相位谱则表示两个序列中频率为f的分量相位变化的均值，它反应了两个序列间各频率上的相位差，即超前、滞后或者同步关系。通常相位谱被限定在某一区间内，如[??π,π]。若Θ(f)<0，表示{Y}在频率f上的相位大于{X}的相位，即{X}的波动落后于{Y}有XYttttΘ (f)个相位，反之亦然。由于相位谱所具有的这一重要特性，使我们可根据对观测序列XY相位谱的估计值及相应的谱图，来确定两个指标在时间上的超前滞后关系。增益谱函数反映了序列{Y}在频率f处的分量对{X}的依赖关系，定义如下：tt2g(f)=h(f)w(f)/h(f)=h(f)/h(f)XYYXYXXYX（6）互谱分析即这些谱函数进行分析，通常只需以频率f∈[0,1/2]为横坐标，画出相干谱函数曲线，简称为谱曲线或谱图。通过对这些谱图形状和特征的分析可以更直观地揭示二元序列的频谱结构及相互影响。由相干谱曲线观察序列之间在频域上的相关性，由相位谱判断序列之间时差，由增益谱探寻序列之间的比例增益关系。互谱分析得到的是相对于整个序列波动过程而言的，因而能从整体上更好地把握序列之间的结构关系。2．指标选取和数据预处理从系统论角度看，科技、教育和经济是社会经济这个复杂巨系统的子系统，之间存在复杂的耦合关系。科技投入和教育投入分别是指投入到科技系统和教育系统运行过程中投入的一切人力、物力和财力资源的总和，其中的财力是人力和物力的货币表现形式。经济增长是指经济系统最终产出的货币表现形式的增加。科技投入、教育投入和经济增长之间存在复杂的投入产出关系。中国科技投入、教育投入与经济增长之间存在十分密切的正向格兰杰因果[5-6]关系,科技投入和教育投入的增加会推动经济增长。考虑到国家财政拨款的主体性和导向性，以及数据的准确性和权威性，本文选取改革开-2-//.paper.edu.cn放以来（1979年-2006年）国家财政科技投入（主要包括科学事业费、科技三项费和科研基建费和其他）和国家财政教育投入作为科技系统和教育系统的投入指标，并选取GDP来表征经济系统的产出，用GDP变化来衡量经济增长，所有数据均来源于《新中国50年统计资料汇编》和《中国统计年鉴2007》，见表1。根据谱分析原理，对表1中数据取自然对数以消除异方差，再进行连续两次差分，得到平稳序列。GDP、科技投入和教育投入经过预处理后的序列，以下分别简称为GDP序列、科技投入序列和教育投入序列。表1 中国财政科技投入、教育投入与国内生产总值原始数据GDP科技投入教育投入GDP科技投入教育投入年份年份（亿元）（亿元）（亿元）（亿元）（亿元）（亿元）19794062.57962.2993.16199335333.92225.61754.919804545.62464.59114.15199448197.86268.251018.7819814891.56161.58122.79199560793.73302.361196.6519825323.35165.29137.61199671176.59348.631415.7119835962.65279.1155.24199778973.03408.861545.8219847208.05294.72180.88199884402.28438.61726.319859016.037102.59226.83199989677.05543.851927.32198610275.18112.57274.72200099214.55575.622179.52198712058.62113.79293.932001109655.2703.262636.84198815042.82121.12356.662002120332.7816.223105.99198916992.32127.87412.392003135822.8975.543351.32199018667.82139.12462.452004159878.31095.344027.82199121781.5160.69532.392005183867.91334.915162.99199226923.48189.26621.712006210871.01688.56347.223．中国科技投入对经济增长贡献的实证分析根据上文所述的互谱分析原理，采用MATLAB7.0软件编程，对表2中科技投入序列和GDP序列进行互谱分析，输出图形如图1所示。图1中上、中、下三个图形中曲线依次为相干谱曲线、相位谱曲线和增益谱曲线，横轴表示时间，纵坐标分别表示相干程度、相位差（年）、增益系数。从图1中的相干谱图形看，相干谱曲线存在三个明显的波峰，峰值点横坐标分别为2.167，3.25和6.5年，相干谱函数值分别为0.2108，0.6496和1。这表明科技投入序列与GDP序列主要在2.167，3.25和6.5年这三个周期分量上存在较强的相干性。-3-//.paper.edu.cn图1科技投入序列与GDP序列的互谱分析 从相位谱图形看，在2.167，3.25和6.5年这三个周期分量上，科技投入序列与GDP序列的相位差分别为0.9553，1.402和-0.6971年，即科技投入序列在这2.167和3.25年这两个周期分量上分别领先GDP序列0.9553年和1.402年，而在6.5年周期分量上则落后于GDP序列0.6971年。这表明，短期内（五年内）科技投入序列变化超前于GDP序列，而从长期（大于五年）来看，科技投入序列变化却滞后于GDP序列。也就是说，国家财政科技投入在短期内超前于经济增长，对经济增长具有引领作用，而从长期看，国家财政科技投入还落后于经济增长变化。从图1中的增益谱图形来看，科技投入序列在以上三个周期分量上对GDP序列的增益系数分别为0.01696，0.1188和0.1547。根据互谱分析原理，并考虑相干性作用的强弱，本文以三个周期份量上的相干谱函数值为权重对增益系数计算加权平均值，得到加权增益系数为0.1266。这表明：（1）国家财政科技投入对经济增长的贡献率为12.66%；（2）国家财政科技投入每增加1%，经济增长将相应增加0.1266%。“科技是第一生产力”的著名论断由此得到进一步印证。4．中国教育投入对经济增长贡献的实证分析图2中横轴和纵轴的含义与图1相同。从图2中的相干谱图形看，相干谱曲线存在四个明显的波峰，峰值点横坐标分别为2.167，2.889，5.2和8.667年，相干谱函数值分别为0.4063，0.1598，0.0482和0.1133。这表明教育投入序列与GDP序列主要在2.909，5.333和8年这三个周期分量上存在较强的相干性。从相位谱图形看，在2.167，2.889，5.2和8.667年这四个周期分量上，教育投入序列与GDP序列的相位差分别为0.4108，1.168，-0.3923和-0.4486年，即教育投入序列变化在2.167和2.889年这两个周期分量上分别领先GDP序列0.4108年和1.168年，而在5.2和8.667年这两个周期分量上则分别落后于GDP序列0.3923和0.4486年。这表明，从短期（五年内）变化来看，教育投入序列变化超前于GDP序列，而从长期（大于五年）来看，教育投入序列变化却滞后于GDP序列。也就是说，国家财政教育投入在短期内超前于经济增长波动，而从长期看，国家财政教育投入落后于经济增长变化。-4- //.paper.edu.cn图2教育投入序列与GDP序列的互谱分析从增益谱图形来看，教育投入序列在以上四个周期分量上对GDP序列的增益系数分别为0.1378，0.1105，0.06494和0.1551。在8.667年周期分量上的增益系数最大。这表明，国家财政教育投入对经济增长影响作用更主要的表现在较长期影响。与上文计算科技投入对GDP的加权增益系数相同，得到教育投入对GDP序列的加权增益系数为0.1297。这表明：（1）国家财政教育投入对经济增长的贡献率为12.97%；（2）国家财政科技投入每增加1%，经济增长将相应增加0.1297%。由上文分析可知，国家财政教育投入对经济增长的平均贡献率大于国家财政科技投入。这充分证实了教育在国民经济发展的基础性和全局性地位，以及教育优先发展的必要性和重要性。5．结论本文运用时间序列互谱分析方法，实证分析了改革开放以来（1979-2006）中国财政科技投入和教育投入对经济增长贡献率。实证分析结果表明：（1）1979-2006年间，中国国家财政科技投入对经济增长的平均贡献率为12.66%；（2）国家财政科技投入在短期内超前于经济增长，对经济增长具有引领作用，而从长期看，国家财政科技投入还落后于经济增长变化；（3）国家财政教育投入对经济增长的长期影响作用更明显，平均贡献率为12.97%；（4）国家财政教育投入在短期超前于经济增长，而从长期看，经济增长变化超前于国家财政科技投入。 综上，自改革开放以来，随着科技管理体制和教育事业改革的不断深入，科教资源配置效率得到不断提高，国家财政科技投入和教育投入在推动经济增长和发展方面发挥了十分重要的作用。但与党的十七大精神和科教兴国战略实施目标相比，发展中的我国科教事业还存在一些阶段性的问题，如从长期来看国家财政科技投入与教育投入滞后于国民经济影响。因此，应进一步加大国家财政科技投入与教育投入的力度，不断优化科技投入和教育投入的比例结构和使用方式，全面提高科教资源配置和使用效率。在国家财政教育投入方面应将国家财政教育投入的重点放到进一步促进教育公平上来，进一步发挥国家财政教育投入的引导性影响，不断完善现代国民教育体系和终身教育体系，不断优化教育结构和扩大教育机会，努力建设全民学习、终身学习的学习型社会，全面提升国民素质，以期对国民经济又好又快发展起到更加深远的影响。在国家财政科技投入方面应充分发挥国家财政的导向性作用，促进中央与地方科技力量的有机结合，引导社会资源继续加大对自主创新的支持力度，进一步增强对基础研究和前沿技术研究的投入，提升科技持续创新能力，不断提升科技创新人才队伍-5-//.paper.edu.cn的自主创新能力，不断创新国家财政资金的使用方式，推动国民经济又好又快发展参考文献[1]单红梅,李芸.1991-2003年间中国科技投入经济效果的实证分析[J].系统工程.2006(9):88-92[2]范柏乃,江蕾,罗佳明.中国经济增长与科技投入关系的实证研究[J].科研管理.2004(9):104-109[3]陈磊.中国经济周期波动的测定和理论研究[M].大连:东北财经大学出版社.2005[4]安新莉,李宝慧等.经济、环境等非线性系统的预测与调控[M].北京:中国统计出版社.2001[5]王海鹏,田澎,靳萍.中国科技投入与经济增长的Granger因果关系分析[J].系统工程.2005(7):85-88[6]杨逄民,曹萍.教育投入与经济增长的实证研究[J].华东理工大学学报(社会科学版).2006(4):34-37StudyOntheDevotionofScience&EducationtoEconomicGrowthBasingonCross-spectrumAnalysis:1979-2006LIUTuoSchoolofEconomic&Management,HarbinengineeringUniversity,Harbin（150001）AbstractBasingonthecross-spectrumanalysis,thisarticlecalculatedthedevotionofscience&educationinvestmenttoeconomicgrowthinChinafrom1979to2006separately.Thefindingsindicatedthatbetween1979and2006,therespectivedevotionoftheChinanationalscienceandeducationinvestmenttoeconomicgrowthis12.66%and12.97%.Keywords:Cross-spectrumAnalysis;ScienceandEducationInvestment;EconomicGrowth;TotalFactorProductivity作者简介：刘拓（1983— ），男，山东庆云人，博士研究生，研究方向：现代管理理论与方法。-6-