海洋优势产业甄别的新结构经济学方法——基于Bootstrap,的投入产出弹性测算

于梦璇，孙苗 ，于清溪

（1.国家海洋局北海信息中心，山东 青岛 266000；
2.国家海洋信息中心，天津 300171；
3.自然资源部海洋信息技术创新中心，天津 300171）

通过海洋产业升级促进海洋经济增长一直是政策制定者的愿景，但是，海洋产业结构与海洋经济增长关系的实证研究似乎不支持该想法。于梦璇和安平[1]提出海洋产业结构调整是海洋经济增长的结果而非原因。王波和韩立民[2]发现海洋产业结构高度化对海洋经济增长具有负向效应，会制约海洋经济发展。这些发现到底是因为海洋产业政策无效？还是因为没有找到适合扶持的海洋产业？事实上，不仅是海洋产业政策，所有的产业政策都面临着类似的质疑。为此，林毅夫[3]提出了“新结构经济学”理论以解释和分析产业政策问题。他认为很多国家产业政策失败的根本原因是没有找到适合扶持的产业；
一个经济体只有甄别出那些具有比较优势的产业，并加以政策扶持才能够实现中长期的产业升级和经济发展。该理论很好地解释了于梦璇和安平[1]、王波和韩立民[2]的发现。

本文基于新结构经济学理论，首次提出一个具有经济理论基础的海洋优势产业甄别方法。并以山东省为例，用Bootstrap 方法克服我国省级海洋经济数据样本点过少的问题，进行了实证研究。选择山东省为例的原因是2018 年该省政府颁布了《山东省新旧动能转换重大工程实施规划》，将海洋优势产业、海洋高技术产业作为现代海洋产业的新动能进行培育。为提高产业政策效果和针对性，需要对上述产业内涵进行确认。

目前，识别海洋优势产业（亦有研究称为“海洋主导产业”或“海洋战略性新兴产业”）的定量研究主要使用模糊评价法、指标构建法、投入产出分析等方法[4]，以山东省为对象的研究主要使用前两类：模糊评价法包括模糊综合评价、灰色关联分析、相关性分析等。此类方法通过分析系统中各产业发展趋势的相似与关联程度来确认海洋优势产业。例如，邵桂兰等[5]运用模糊综合评价法甄别山东省海洋主导产业。于婧等[6]、马贝和高强[7]使用灰色关联分析法分别甄别了山东半岛蓝色经济区的新型海洋优势产业和“一带一路”背景下的山东省海洋主导产业。秦宏和谷佃军[8]通过对海洋产业与地区经济的相关性进行分析，甄别山东省海洋主导产业。指标构建法包括层次分析法、因子分析法、区位熵分析、麦肯锡矩阵法等。此类方法将海洋产业发展状况与指标设计原则相结合，选择相应指标，根据指标评价结果甄别海洋优势产业。郭晶和何广顺[9]、孙吉亭和孟庆武[10]、朱毓政[11]使用层次分析法构建主导产业选择指标体系甄别山东省海洋优势产业。孟菲[12]计算山东半岛海洋产业区位熵甄别海洋主导产业。杨林和曹梦[13]使用麦肯锡矩阵法甄别山东省海洋高技术主导产业。周德田和郭小军[14]使用因子分析法甄别山东省海洋主导产业。

本文针对上述研究存在的不足做了相应改进和创新：首先，上述海洋优势产业甄别方法缺乏经济理论基础。模糊评价法将优势产业概念简化为“与其他行业关联度高”，这显然没有抓住“优势”二字的经济内涵。指标构建法则是纯粹数据导向的方法，它关注的产业属性可能仅是因为数据可得，并非因为该属性确实反映了优势产业的经济特征。为此，本文根据林毅夫的“新结构经济学理论”提出了具有经济理论基础的甄别方法。其次，林毅夫[3]的甄别方法难以直接应用于国内不同省份间的海洋优势产业甄别。林毅夫从比较优势产业内在定义，即要素禀赋差异入手进行甄别。但是，一方面要素禀赋差异难以准确衡量；
另一方面，国内不同沿海省份之间的要素禀赋和产业结构差异很小，这限制了新结构经济学理论的可操作性。为此，本文从比较优势产业外在特征——技术优势和规模优势入手，并证明生产要素的投入产出弹性可以全面反映这些特征，从而通过估计不同海洋产业生产要素的投入产出弹性来甄别优势产业。最后是克服海洋经济数据样本点有限的问题。省级海洋经济统计，特别是海洋产业统计，自2006 年以来才有较为完整的年度数据，这严重影响了经典计量经济方法的使用。本文采用Bootstrap 方法解决数据样本点有限的问题，提高估计准确度。

新结构经济学是林毅夫对其近20 年（1994—2011年）关于发展经济学所做研究的总结。从有为政府角度提出筛选一国（地区）比较优势产业的理论可能性，并建立以市场力量为主，政府扶持政策为辅，加大对一国（地区）比较优势产业的支持力度，从而实现该国（地区）的经济增长。

新结构经济学认为，分析经济发展的起点是经济体的禀赋特征，一个经济体的禀赋特征在任何给定时间是给定的，但会随着时间推移而变化。处于不同发展阶段的经济体，由于要素禀赋结构不同也会有不同的经济结构。例如，处于初级发展阶段的经济体，其要素禀赋结构一般会呈现劳动力或自然资源相对丰裕、资本相对稀缺的特点；
而高收入经济体的要素禀赋中相对丰裕的恰好是资本。要实现产业升级，首先需要升级其禀赋结构，这就要求资本积累速度高于劳动力增长速度。当一个经济体中的企业所选择的产业和技术都与该经济体要素禀赋结构所决定的比较优势相符时，企业将会最有竞争力。随着这些具有竞争力的企业和产业不断成长，它们将最大限度地创造经济剩余。如果把这些经济剩余重新投资，其回报也将最大，各类实物和人力资本也将以最快的速度积累。随着资本积累超过劳动力增速，该经济体的要素禀赋结构会逐渐变化，原有的产业结构也不再合适，新的适应当前要素禀赋的最优产业结构会逐渐出现，从而完成产业升级，实现经济发展的终极目标。

新结构经济学的一个重要推论是，技术优势和规模优势是比较优势产业的外在表现。因为经济发展一方面要求在现有产业中不断引入新的、更好的技术。例如，农业技术的改进对于增加低收入经济体的农民收入和减贫是必不可少的。另一方面，也要求经济不断地从现有产业向新的、资本密集度更高的产业扩展，从而实现产业多样化和产业升级。当一个经济体在经济发展过程中顺着产业阶梯拾级而上时，由于资本设备的不可分性，该经济体生产的规模效应也在扩大。

林毅夫认为产业政策失败更可能源于产业甄别中决策者的失误：或者扶持了偏离当前要素禀赋过远的先进产业，或者扶持了已失去比较优势的陈旧产业，从而不能带动产业升级和经济发展。为此，他提出了甄别优势产业和制订产业政策的“六步法”①林毅夫以一国产业政策为例提出“六步法”。事实上，如其书中所讲，该方法也适用于某一地区、某一经济体的产业政策分析。。该方法的第一步是甄别发展中国家比较优势产业。这些产业应满足：在具有与本国相似的要素禀赋结构且人均收入高于本国100%～200%的高速增长国家中，这些商品和服务的生产已超过20 年。甄别出符合要素禀赋的比较优势产业然后加以政策扶持，并逐步升级，这是新结构经济学的精髓。

如前文所述，理论上，新结构经济学认为符合经济体要素禀赋结构的产业属于比较优势产业；
但实证上，“六步法”在用于甄别沿海省份海洋优势产业时会面临两个困难：一方面，国内不同沿海省份的生产要素禀赋结构基本一致，即便有微弱差异，也很难利用这种微弱的数量差异甄别出海洋优势产业[15]；
另一方面，国内沿海省份的海洋经济发展水平趋同，难以按照“六步法”中第一步的要求，找到人均海洋经济收入高于山东省100%～200%的高速海洋经济增长省份。而且，第一步的要求依赖主观判断，如“人均收入高于本国100%～200%”“商品和服务的生产已超过20 年”等。为此，本文对“六步法”中甄别比较优势产业的第一步做了改进。

一方面，新结构经济学提出比较优势产业在内涵上是符合经济体要素禀赋结构的产业；
其外在表现，如林毅夫所言，或者表现为技术进步，或者表现为生产具有规模效应。所以，本文从这两个外在表现入手，甄别海洋优势产业。认为海洋优势产业是因技术效应或规模效应而具备了比较优势的海洋产业。另一方面，生产要素的投入产出弹性，可以全面反映产业的技术效应和规模效应，从而可以衡量一个产业是否具有比较优势。现结合引入人力资本要素的柯布—道格拉斯生产函数[16]加以说明：

式中：Y表示海洋产业产出，A表示生产技术要素，K表示固定资产投资，L表示劳动力投入，H表示人力资本，αi(i=1,…,4)分别表示海洋产业技术、资本、劳动和人力资本的投入产出弹性。

将式（1）两边取对数得到：

则技术要素的投入产出弹性为系数α1。因为对式（2）取全微分有：

所以，α1反映了技术的投入产出弹性，即技术投入提高1%，产出将提高α1%。

现在，证明要素投入产出弹性可以反映技术、规模效应的比较优势：第一，技术要素A的投入产出弹性α1可以反映该产业的技术效应。如果山东省某海洋产业技术要素的投入产出弹性的估计结果显著，且高于全国水平说明相对全国而言，山东省该海洋产业具有技术优势。第二，四类要素的投入产出弹性和与1 的相对大小，可以衡量海洋产业的规模效应。在规模报酬递增的情况下，即时，若山东省某海洋产业的四类要素投入产出弹性和高于全国该海洋产业四类要素的投入产出弹性和（），则山东省该海洋产业具有规模优势。对山东省而言，若某海洋产业满足上述两个条件的任何一个，则该产业就是山东省的海洋优势产业。进一步，对技术要素的投入产出弹性高于全国水平的海洋产业，也可称为高技术海洋产业。因此，甄别出海洋优势产业和高技术海洋产业，也就明确了山东省“海洋经济新动能”的内涵。

综上所述，本文采用“三步法”进行优势产业甄别：首先，仅利用山东省的海洋产业时间序列数据估计该省的12 个海洋产业的四类生产要素的投入产出弹性；
其次，利用除山东省以外的其他沿海省份的面板数据集估计全国12 个海洋产业的四类生产要素的投入产出弹性；
最后，对同一海洋产业，分别计算山东省、全国的四类要素投入产出弹性和，并加以比较。

3.1 数据与方法

本文使用2006—2015 年全国11 个沿海省份的数据，包括辽宁、河北、天津、山东、江苏、浙江、上海、福建、广东、广西、海南。全部数据来自《中国海洋统计年鉴》和Wind 数据库，部分不能直接获取的数据使用比例折算法计算得到。

对全国进行计量分析时使用剔除山东省的面板数据，对山东省进行计量分析则仅用该省的时序数据。计量模型是在考虑人力资本要素生产函数，即式（2）的基础上增加反映全球金融危机影响的2008—2009 年度虚拟变量：

用面板数据估计全国海洋产业的要素投入产出弹性，要考虑不同省份同一海洋产业间可能存在的截面相关[17]。所以，本文运用考虑截面相关的面板计量方法进行更加准确的估计。考虑模型其中，i表示省份，t表示年份。下面，考虑扰动项εit存在组间异方差、组内自相关、组间同期相关的三种问题：记省份i的扰动项方差为则称扰动项εit存在组间异方差；
若Cov(εit,εis)≠0(t≠s)，则称扰动项εit存在组内自相关；
若Cov(εit,εjt)≠0(i≠j,∀t)，则称扰动项εit存在组间同期相关或者截面相关。

对于扰动项可能存在的组间异方差、组内自相关、组间同期相关，主要有两类处理方法。第一种方法是继续使用普通最小二乘法（OLS）估计系数，辅以“面板校正标准误差（PCSE）”即可进行更加准确的统计推断。第二种方法是对异方差或者自相关的具体形式进行假设，然后使用可行广义最小二乘法（FGLS）进行估计。使用FGLS 的优点是，如果对组内自相关系数估计较准确，并且满足严格外生性的假定，它将比OLS 更有效。所以，本文实证分析将集中于FGLS 估计，将辅以PCSE 的OLS 估计作为稳健性对照。同样出于稳健性考虑，虽然本文既在“截面相关”假设下，又在“截面不相关”假设下进行FGLS 估计，但是结论分析以“截面相关”的估计结果为主。

用于估计山东省海洋产业要素的投入产出弹性的样本点过少，仅有10 个样本点。为提高估计准确度，本文采用Bootstrap 方法。该方法基本思想是按照某一规则对原始样本进行有放回随机抽样，并不断重复这一过程以生成更多的“伪样本点”，以弥补原始样本点的不足，提高估计精度。使用该方法的好处在于可以对任何分布的样本统计量进行估计，且对估计值的统计推断（即置信区间、标准误差和偏差等）有效。考虑到本文面临的是一个省的年度时序数据，因此使用时间序列中常用的基于回归残差的Bootstrap 方法[18]。

假设时序数据有T个样本点，若使用OLS 估计线性方程其中et是回归残差。由于T很小，这导致回归残差不是近似服从正态分布，因此对系数估计值使用t检验是不准确的。现考虑构建一个涉及和统计特征的蒙特卡洛试验，具体步骤如下：

第四步，重复第二步和第三步N次，可得到N个α0和α的估计值。用这些估计值分布去近似真实值α0和α的分布，并据此进行统计推断。

3.2 计量结果分析

使用Bootstrap 方法估计的山东省各海洋产业生产要素的投入产出弹性如表1 所示。表2、表3 分别给出了全国海洋渔业、海洋船舶制造业生产要素的投入产出弹性估计结果。为节省篇幅，此处仅以海洋渔业和海洋船舶制造业为例，说明本文的优势产业甄别方法。

首先，由表1 可知，山东省海洋渔业的技术、人力资本、固定资产投资和劳动力投入的投入产出弹性分别为0.106、0.119、0.458、1.273，且分别在10%、5%、1%、1%的显著性水平上通过检验。其次，由表2 可知，全国海洋渔业的技术、人力资本、固定资产投资和劳动力投入的投入产出弹性分别为0.083、0.346、0.301 和0.691，均在1%的显著性水平上通过检验；
四种方法的估计结果差异不大，也说明模型的稳健性较好。由于山东省海洋渔业的技术要素投入产出弹性为0.106，高于全国水平0.083，所以山东省海洋渔业可被视为海洋高技术产业。计算山东省、全国的海洋渔业全部生产要素的投入产出弹性之和分别为1.956 和1.421。

表1 山东省各海洋产业生产要素的投入产出弹性

表2 全国海洋渔业生产要素的投入产出弹性

显然，海洋渔业在全国和山东省层面都属于规模报酬递增行业，而且由1.956 ＞1.421 可知，山东省海洋渔业的规模效应高于全国。综上，鉴于山东省海洋渔业既有技术优势也有规模优势，所以该产业属于海洋优势产业。

对于山东省船舶制造业，由表1 可知，其技术、人力资本、固定资产投资和劳动力投入的投入产出弹性分别为0.195、-0.478、0.687 和1.544，但只有固定资产投资通过1%的显著性检验，其余均未通过显著性检验。由表3 可知，全国船舶制造业的技术、人力资本、固定资产投资和劳动力投入的估计系数分别为0.107、0.299、0.398 和0.642，且均通过1%的显著性检验。由于山东省船舶制造业技术要素的投入产出弹性未通过显著性检验，所以山东省船舶制造业不具备技术优势。此外，计算山东省、全国的海洋船舶制造业的全部生产要素的投入产出弹性之和分别是0.687 和1.446。所以，尽管海洋船舶制造业在全国层面属于规模报酬递增行业，但在山东省属于规模报酬递减行业。综上，鉴于山东省海洋船舶制造业既无技术优势也无规模优势，所以该产业不是海洋优势产业。

表3 全国海洋船舶工业生产要素的投入产出弹性

运用上述方法分析其他海洋产业，得到的最终结果总结为表4。其中，海洋渔业、海水发电业既有技术优势，又有规模优势；
海洋工程建筑业仅有技术优势；
海洋生物医药业、海洋运输业仅有规模优势。因此，山东省上述5 个产业都属于海洋优势产业，都属于新动能。而且，海洋渔业和海水发电业还可被称为海洋高技术产业。海洋盐业虽然属于规模报酬递增行业，但与全国比较并不具备优势。海洋化工业、海洋船舶制造业、海洋矿业、海水利用业、滨海旅游业和海洋油气业既无技术优势也无规模优势，因此都不是海洋优势产业。

表4 山东省海洋优势产业甄别结果

为验证本文方法的准确性，表5 汇总了已有的关于山东省海洋优势产业的研究结果。由于缺乏权威结论作为准确性参考，本文以“与已有研究结论的一致性”作为甄别准确性的度量指标：若一个研究方法得到的结论与其他大多数研究的结论相一致，即认为其结论是准确的。进一步，为定量衡量各种研究方法的一致性，本文定义研究结果“一致”为某研究认定的（不）属于海洋优势产业的某产业，有多于50%的其他研究也认为某产业（不）属于海洋优势产业；
“较为一致”为某研究认定的（不）属于海洋优势产业的某产业，恰有50%的其他研究也认为某产业（不）属于海洋优势产业；
“不一致”为某研究认定的（不）属于海洋优势产业的某产业，只有少于50%的其他研究认为某产业（不）属于海洋优势产业，并将研究结果的“简单一致率”定义为：

表5 山东省海洋优势产业甄别结果对比

对比已有研究结果，本文方法的简单一致率为83%。海洋渔业、海洋生物医药业、海洋运输业、海洋盐业、海洋矿业、海洋油气业、海洋工程建筑业、海洋化工业、海洋船舶制造业、海水利用业的甄别结果与已有研究基本一致。

按照式（5），本文将其他甄别方法的简单一致率列在表6 中。由表6 可以看出，模糊综合评价法、灰色系统类方法、相关性分析、区位熵分析的简单一致率都低于本文方法；
麦肯锡矩阵法和因子分析法与本文方法的准确性相当；
部分层次分析法的表现似乎优于本文方法，但是表现不稳定，因为也有分析结果的准确性劣于本文方法。

表6 海洋优势产业甄别方法的一致率对比

需要注意的是表5 还展示出已有的关于海洋优势产业的研究结果存在两个问题：一是许多研究只分析了部分海洋产业；
二是有些研究没有严格根据定量方法的结果去选择优势产业，而是在定量方法结果的基础上加入了研究者的主观判断①以孙吉亭和孟庆武[10]为例，作者写道：“山东半岛蓝色经济区主要海洋产业得分排在前6 位的依次是海洋渔业、滨海旅游业、海洋交通运输业、海洋生物医药业、海洋船舶工业、海洋矿产业。其中……海洋船舶工业目前主要集中在渔船修造上，但存在着产业规模普遍较小，并且较为分散，各自为战，龙头带动能力差，产业升级慢，链条比较短等问题。因此，短期内不适宜做蓝色经济区的海洋主导产业……山东省海洋矿产业主要以建筑矿砂开采为主，尽管各种矿类储量、种类比较丰富，但在开采利用过程中科技含量较低，对环境影响较大，不建议作为蓝色经济区的海洋主导产业发展。”朱毓政[11]的研究存在同样问题，限于篇幅不再摘录原文。。“简单一致率”没有考虑这些问题，所以它对各方法准确性的对比是粗略的。为更准确地对比各方法的准确性，本文提出“调整一致率”以剔除上述问题影响：将式（5）分母调整为12，即全部海洋产业总数；
并从分子中减去“主观判断产业数量”，从而得到式（6）。

各甄别方法的调整一致率也列在表6 中。根据调整一致率准则，仅有因子分析法与本文方法准确性依旧相当，其余方法的准确性均低于本文方法。综上所述，本文基于新结构经济学理论提出的海洋优势产业甄别方法不仅具有经济理论上的优点，而且实证结果的准确性表现优于目前研究使用的方法。

本文基于新结构经济学理论，提出了一个具有坚实经济理论基础的海洋优势产业甄别方法。并以山东省为例，用Bootstrap 方法克服我国省级海洋经济数据样本点过少的问题，进行实证研究。甄别方法分三步进行：（1）仅利用山东省的海洋产业数据估计该省海洋产业生产要素的投入产出弹性；
（2）利用除山东省以外的其他沿海省份数据，估计全国海洋产业生产要素的投入产出弹性；
（3）对同一海洋产业，分别计算山东省、全国的生产要素投入产出弹性和，并加以比较。如果山东省某海洋产业的技术要素投入产出弹性的估计结果显著，且高于全国水平，则山东省该海洋产业具有技术优势。如果山东省某海洋产业规模报酬递增，且各要素的投入产出弹性和高于全国该海洋产业各要素的投入产出弹性和，则山东省该海洋产业具有规模优势。若某海洋产业满足上述两个条件的任何一个，则该产业就是山东省的海洋优势产业。

本文发现，与已有研究方法甄别结果的准确性相比，在“简单一致率”准则下，模糊综合评价法、灰色系统类方法、相关性分析、区位熵分析的准确性都低于本文方法；
麦肯锡矩阵法和因子分析法与本文方法相当；
部分层次分析结果的表现似乎优于本文方法，但是表现不稳定；
在考虑更全面的“调整一致率”准则下，仅有因子分析法准确性与本文方法相当，其余方法准确性都低于本文方法。最后，对山东省海洋产业的实证研究显示，该省的海洋渔业、海水发电业既有技术优势，又有规模优势；
海洋工程建筑业仅有技术优势；
海洋生物医药业、海洋运输业仅有规模优势。因此，上述产业都属于山东省海洋优势产业，都属于新动能。

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