引用格式：冯飞，吴明阳.科技创新与产业结构升级促进黄河流域经济高质量发展的内在机制研究［J］.人民黄河，2023，45（1）：13－18.
作者简介：冯飞（1972—），女，陕西子洲人，教授，研究方向为产业经济学
摘要：为了给黄河流域经济高质量发展及有关研究提供参考，建立经济高质量发展评价指标体系，基于2005—2020年黄河流域9个省份的面板数据，分别对黄河流域经济高质量发展综合指数、科技创新能力、产业结构升级水平进行测度，构建中介效应模型与面板门限效应模型对三者的内在传导机制进行了研究。结果显示：2005—2020年黄河流域经济高质量发展综合指数由0.401 7增大到0.603 0，表明经济高质量发展水平呈上升趋势，且仍有较大上升空间；科技创新和产业结构升级均能促进黄河流域经济高质量发展，但目前科技创新和产业结构升级对黄河流域经济高质量发展的直接促进效应较小，主要原因是目前科技创新能力较低、产业结构不合理等；产业结构升级在科技创新对黄河流域经济高质量发展的作用过程中发挥部分中介作用，且具有单门限效应，即产业结构升级达到一定水平时科技创新对经济高质量发展的促进效应明显增强。建议：进一步增强科技创新能力，构建现代化产业体系，有效发挥科技创新与产业结构升级的内在联动作用。
关键词：经济高质量发展；科技创新；产业结构升级；中介效应；面板门限效应；黄河流域
黄河流域是我国重要的生态安全屏障和经济发展的重要区域，目前存在高质量发展不充分、传统产业转型升级缓慢、民生发展不足等问题，贯彻落实创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念是黄河流域高质量发展的应有之意。科技创新和产业结构升级与经济高质量发展的关系受到许多学者的关注［1－5］，科技创新、产业结构升级、经济高质量发展三者关系的研究也是有关学者研究的热点［6－10］，但对黄河流域三者关系的研究较少。因此，笔者基于2005—2020年黄河流域9个省份的面板数据，对黄河流域经济高质量发展综合指数、科技创新能力、产业结构升级水平进行测度，分析了科技创新、产业结构升级对黄河流域经济高质量发展的影响及内在传导机制，以期为黄河流域经济高质量发展及有关研究提供参考。
1 科技创新、产业结构升级、经济高质量发展三者的相互关系
经济高质量发展是经济发展的高级状态，不但强调经济增长速度，而且更注重经济增长质量。现代经济增长理论认为科技创新可促进经济的持续增长［3，11］，主要原因是：第一，科技创新可以推动经济结构优化。一方面，创新可以提高生产效率、淘汰落后产业；另一方面，科技创新可以促进新产业的发展，实现新旧动能的转换。第二，科技创新有助于经济运行稳定。其一，创新能够为经济系统提供技术支持，从而缓解经济波动及其负面影响；其二，对科技人才的教育培训能够实现信息和知识的融合，新型创新技术可以破除人才的区域障碍，更快地实现信息传递、资源持久共享，从而有效改善创新环境。
科技创新是产业结构升级的催化剂［3，12］。其一，科技创新可以强化产业关联，科技水平的提高有利于促进产业间的联系、协作，从而实现产业结构升级；其二，科技创新可以促使产业融合，在创新水平提高的情况下，某些类似的产业会产生技术性融合，进而推动产业创新发展；其三，科技创新可促使新消费理念的形成，消费者对创新产品的需求会促使企业转型升级。
产业结构升级可推动科技创新［3］。其一，产业结构升级能够聚集资本、服务等要素，从而积累人才与技术；其二，产业结构升级有利于科技研发成果的产出，在产业结构升级的过程中，产业链和产业集群内众多创新资源的整合与有效利用可以提升创新成果的产出效率；其三，产业结构升级的过程中会产生对新工艺、新技术的创新需求，从而促使企业重新整合资源，加大对人力、物力及技术的投入力度。
在社会需求不断提高的情况下，为了满足经济社会发展的需要，产业结构须持续调整，最终实现经济快速增长和高质量发展［4－5］。其一，产业结构优化升级打破了城乡二元结构，促使人力、技术、资本等生产要素在城乡之间自由流动，促进城乡协调发展；其二，产业结构升级有利于共享经济发展成果，在产业结构升级过程中会发展新兴产业，为社会提供大量就业岗位，为低收入群体提供更多就业机会。
2 研究方法
（1）建立评价指标体系。根据黄河流域经济社会发展状况，借鉴有关学者的研究，构建由创新发展指数、协调发展指数、绿色发展指数、对外开放指数、民生共享指数等5个一级指标及23个二级指标组成的黄河流域经济高质量发展评价指标体系，见表1。其中：创新发展指数反映经济高质量发展动力状况，协调发展指数反映经济发展过程中的区域发展均衡状况，绿色发展指数反映人与自然和谐相处状况，对外开放指数反映对外贸易与外资利用状况，民生共享指数反映社会公平、人民共享发展成果状况。各指标数据来源于国家统计局和各省份统计年鉴及统计公报。
表1 黄河流域经济高质量发展评价指标体系
（2）指标数据处理。为了消除各指标数量级和量纲不一致对研究结果的影响，采用最大－最小归一化法对各项指标数据进行处理，正向指标归一化处理公式为
负向指标归一化处理公式为
式中：下标i、j分别为省份编号、指标编号；X′ij为第i个省份的第j项指标归一化值；Xij为第i个省份的第j项指标原值；min Xj、max Xj分别为第j项指标的最小值、最大值。
（3）确定指标权重。为避免主观赋权的随意性，本研究采用客观赋权的熵值法［13］来确定每项指标的权重。一级指标权重计算结果为：民生共享指数0.304 6，创新发展指数0.221 8，绿色发展指数0.194 6，对外开放指数0.157 3，协调发展指数0.121 7。其中：权重最大的是民生共享指数，表明近年来民生共享对黄河流域经济高质量发展的作用最大；协调发展指数权重最小，原因是黄河流域产业结构单一、经济基础薄弱，协调发展没有发挥有效的促进作用。
（4）计算经济高质量发展综合指数。本研究采用经济高质量发展综合指数表示经济高质量发展水平，其值越大表示经济高质量发展水平越高。首先逐省份、逐年份依据各二级指标权重和归一化指标值采用线性加权法计算一级指标值，再依据各省份一级指标权重和指标值采用加权平均法计算经济高质量发展综合指数，然后把各省份一级指标值和经济高质量发展综合指数的算术平均值作为黄河流域一级指标值和经济高质量发展综合指数。
为了分析黄河流域经济高质量发展的影响因素，在参考相关研究［2，5，14］的基础上，把黄河流域经济高质量发展指数作为被解释变量，除把科技创新能力、产业结构升级水平作为核心解释变量外，另设居民消费能力等5个控制变量，见表2。
表2 黄河流域经济高质量发展影响因素分析的变量设置
2.2.1 解释变量测度
（1）科技创新能力。参考相关研究［2，14］，设置科技创新能力评价指标，见表3，其中R＆D指在科学技术领域为增加知识总量（包括人类文化和社会知识总量）以及运用这些知识去创造新的应用进行的系统性和创造性的活动，包括基础研究、应用研究、试验推广3类活动。同样采用上述数据处理方法、权重计算方法测度科技创新能力，其中研发投入权重为0.480 2、研发成果权重为0.292 9、成果转化权重为0.226 9。
表3 黄河流域科技创新能力评价指标
（2）产业结构升级水平。在经济社会发展过程中，社会劳动力资源会从第一产业逐渐向第二产业和第三产业转移，即产业结构升级是一个动态的变化过程或趋势。借鉴徐敏等［15］的研究方法，采用产业结构升级系数表示产业结构升级水平，计算公式如下：
式中：upg为产业结构升级系数；q1、q2、q3分别为第一、第二、第三产业产值与GDP的比值。
2.2.2 控制变量测度
（1）居民消费能力。消费是拉动经济社会发展的“三驾马车”之一，以每万人消费品零售总额表示居民消费能力。
（2）金融业发展水平。金融业的发展与实体经济发展之间存在相互联动作用，以金融机构年末存、贷款余额的总和来表示金融业发展水平。
（3）人力资本水平。劳动力是经济社会发展的重要根基，以就业人数来衡量人力资本水平。
（4）环境规制强度。环境规制能够激励企业以更加低碳、高效的方式进行生产，从而有助于经济绿色发展，以工业污染治理完成投资额占GDP的比重来表示环境规制强度。
（5）政府支出水平。政府在经济社会发展的过程中起着重要的支持与引导作用，以财政支出来表示政府支出水平。
2.3.1 中介效应模型
基于上述科技创新、产业结构升级与经济高质量发展的关系，分别构建如下中介效应模型，对上述被解释变量与解释变量和控制变量进行逐步回归分析：
式中：下标i和t分别为省份序号和时间（年份）；control为选取的控制变量；β1、γ1、α1为截面系数（常量）；β2、α2分别为科技创新对经济高质量发展的总效应、直接效应；γ2为科技创新对产业结构升级的直接效应；α3为产业结构升级对经济高质量发展的直接效应；β3、γ3、α4为控制变量的系数；εit为随机误差项。
把式（4）、式（5）、式（6）分别记为模型①、模型②、模型③。根据逐步回归分析结果，检验各变量变化对黄河流域经济高质量发展的效应［12］，其中：γ2×α3为 产业结构升级的中介效应；γ2×α3／β2为中介效应占比，衡量中介效应的作用程度。
2.3.2 面板门限效应模型
构建如下面板门限效应模型以进一步分析在不同的产业结构升级水平情况下科技创新与黄河流域经济高质量发展之间的非线性关系：
式中：θ0为常数；θ1、θ2、…、θn为受门限变量影响的系数；ln stiit为解释变 量；I（）为示性函数；ln upgit为门限变量；μ1、μ2、…、μn分别为ln upgit的第1、2、…、n个门限值；ω为控制变量的系数。
3 实证结果分析
2005—2020年黄河流域经济高质量发展评价一级指标值和综合指数计算结果见表4。
表4 2005—2020年黄河流域经济高质量发展一级指标和综合指数计算结果
由表4可知：2005—2020年黄河流域经济高质量发展综合指数总体呈增大趋势，由0.401 7增大到0.603 0，表明经济高质量发展水平有所提高，但2020年综合指数仅为0.603 0，仍然有较大上升空间。从一级指标看，绿色发展指数由0.106 0增大到0.235 8，起点较高且增幅较大（增幅为0.129 8），表明随着国家对绿色发展的重视，黄河流域在减少环境破坏、降低能源消耗等方面取得了较好的成效；权重最大的民生共享指数仅增长了0.014 5，说明黄河流域经济发展在福利共享方面虽取得了一些成效，但基础设施不完善、社会福利分配不均衡等导致该指数的增长情况不理想；创新发展指数增长了0.032 8，表明黄河流域在国家创新战略的推动下，经济发展创新水平得到了一定的提高，但与绿色发展指数相比，创新发展指数相对较小（流域内部分省份经济发展水平低下以至于不能吸引人才、高校及科研院所数量较少、研发投入力度较小等是创新发展指数整体偏小的主要原因），仍有较大的提升空间；协调发展指数较小，主要原因是流域内众多重要的能源基地导致传统的资源消耗型产业依旧占有较大比重，产业结构存在明显的重工化特征，高原山区省份自然地理条件复杂及交通不便等导致城乡差距明显；对外开放指数与其他指标相比也较小，是黄河流域高质量发展的薄弱环节。
以黄河流域9个省份2005—2020年逐年经济高质量发展综合指数及其解释变量和控制变量为样本数据（共144个样本），其描述性统计见表5。由表5中各变量描述性统计指标可知，黄河流域各省份经济发展不均衡，科技创新能力差距较大，环境规制强度、金融业发展水平、居民消费能力、政府支出水平、人力资本水平都存在明显的差距，产业结构升级水平差别较小、整体上都不高。
表5 各变量的描述性统计结果
按照上述3个中介效应模型进行逐步回归分析和检验，结果（见表6）表明科技创新与产业结构升级均能推动黄河流域经济高质量发展。
表6 中介效应模型检验结果
注：∗∗∗、∗∗、∗分别表示显著性水平达到0.01、0.05、0.1；F为置信度，其值越大置信度越高；R2为模型拟合的确定性系数，其值越大表示模型拟合得越好
由模型①、模型②、模型③检验结果可知：ln sti、ln upg的回归系数均为正且达到0.01的显著性水平，即产业结构升级在科技创新推动黄河流域经济高质量发展的过程中起到一定中介作用（科技创新可以通过促进产业结构升级进而促进黄河流域经济高质量发展）；从直接效应来看，ln sti的回归系数即科技创新的直接效应为0.106 0，ln upg的回归系数即产业结构升级直接效应为0.183 0，表明目前科技创新和产业结构升级对黄河流域经济高质量发展的直接促进效应较小；产业结构升级的中介效应（γ2×α3）为0.018 106，中介效应占比（γ2×α3／β2）为14.57%，即科技创新在推动黄河流域实现经济高质量发展的过程中有14.57%是通过产业结构升级实现的，中介效应占比较小（可能主要原因是：黄河流域大部分省份位于我国西北部，目前对能源的依赖度较高、仍以资源消耗型产业为主，产业层次较低、缺乏附加值高的新型产业；科技创新能力较低，R＆D经费投入、人力投入与长江经济带存在明显差距，高校及科研院所数量不多以至于其科研成果较少，且科研成果转化效率不高等）。
中介效应模型逐步回归分析和检验结果表明：在控制变量中，政府支出水平、金融业发展水平与人力资本水平对黄河流域经济高质量发展产生负向影响（可能原因是：部分政府作为不到位、没有真正发挥引导带领作用；因经济发展相对落后而不能吸引人才，人力投入发挥的作用有限；受资源禀赋和地理位置限制金融结构与产业结构不匹配，以至于金融业发展的引领作用有限）；环境规制强度和居民消费能力对黄河流域经济高质量发展具有促进作用（主要原因是：黄河流域存在的生态脆弱、水土流失严重等问题得到有效治理，促进了经济高质量发展；居民消费能力逐步提高会产生对新产品的需求，进而推动经济高质量发展）。
按照上述门限效应模型进行回归分析和检验，结果（见表7）表明：ln upg具有单门限效应（门限值为3.278），当ln upg＞3.278时ln hqe较ln upg≤3.278时提高了226%，即在产业结构升级达到一定水平后，科技创新对黄河流域经济高质量发展的促进效果明显增强。
表7 门限效应模型检验结果
为了确定上述检验结果的准确性，更换被解释变量（用人均GDP来衡量黄河流域经济高质量发展水平）并增加每年固定资产投资额、城镇化率两个控制变量，采用上述模型重新进行回归分析，进行稳健性检验。稳健性检验结果与上述结果基本一致，表明所采用的模型及变量设置合理、回归分析结果具有较好的稳定性。
4 结论与建议
（1）2005—2020年黄河流域经济高质量发展综合指数由0.401 7增大到0.603 0，表明经济高质量发展水平呈上升趋势，且仍有较大上升空间。
（2）科技创新和产业结构升级均能促进黄河流域经济高质量发展，但目前科技创新和产业结构升级对黄河流域经济高质量发展的直接促进效应较小，主要原因是目前科技创新能力较低、产业结构不合理等。
（3）产业结构升级在科技创新对黄河流域经济高质量发展的作用过程中发挥部分中介作用，且具有单门限效应，即产业结构升级达到一定水平时科技创新对经济高质量发展的促进效应明显增强。
（1）进一步增强科技创新能力。继续加大政府对科技创新的投入，加强政府、企业、高校、科研机构的合作，形成科技研发资源开放共享机制，引进各类科技创新人才，大力发展科技创新服务机构，提升科技创新成果转化率。
（2）构建现代化产业体系，实现产业结构升级。抛弃过去倚能倚重、低质低效的生产方式，积极发展科技服务、现代物流、金融、保险等产业附加值高的现代生产性服务业，促使产业结构向“服务化”转变；同时，构建完善的收入分配、社会保障制度，制定消费优惠政策、进一步激活消费市场、提高消费需求，使产业由“生产导向”转变为“消费导向”，进而实现产业结构升级。
（3）有效发挥科技创新与产业结构升级的内在联动作用。高效挖掘、利用科技创新与产业结构升级之间的内在联动关系，利用5G通信技术、大数据、物联网、云计算等现代高新技术以实现价值链的不断再造和提升，有效促进传统产业与新型技术的深度融合，构建创新与特色经济发展战略，有效推动黄河流域经济高质量发展。
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