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摘要：本文通过构建理论模型和经验研究框架探究发展中国家实行植物新品种保护是否有利于收敛其与发达国家间的农业生产率差距。结果发现：发展中国家实行植物新品种保护有利于促进南北农业生产率差距收敛，这意味着植物新品种保护对农业技术转移的积极影响大于对技术溢出的抑制作用;发展中国家遵从UPOV法案、免除育种者特权、扩大专利保护范围对农业生产率追赶存在积极影响，而实行免除农民特权和提高植物品种保护周期会对农业生产率追赶产生一定抑制作用。进一步研究发现，发展中国家植物新品种保护与南北农业生产率差距收敛性之间存在非线性特征，更严格的保护强度会降低农业生产率追赶的边际增长效率。
关键词：植物新品种保护;农业技术转移;粮食安全;谷类作物;农业生产率;动态面板模型
文献标识码：A
文章编号：100228482021（03）005612
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一、引言
“民以食为天”，粮食安全自20世纪70年代提出以来，一直被认为是一国战略安全的重要组成部分。尽管在过去几十年里，世界农业经济和贸易的发展取得了重大进展，但仍有许多发展中国家正面临着严峻的粮食不安全问题。正如联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）的数据显示，世界粮食供需仍处于紧平衡状态且地域间的不平衡特征明显，目前仍有8亿多人口遭受长期饥饿和营养不良，尤其是南亚、中东和非洲撒哈拉以南等发展中国家，受制于农业技术落后和生产能力不足，粮食短缺现象十分严重[1]。因此，对于发展中国家而言，如何实施有效的农业发展政策促进其农业技术进步，并缩小与发达国家间的农业生产率差距，这对于消除饥饿和改善粮食安全十分关键[2]。
传统的农业生产大多集中于土地改良、机械化、化肥和农药投入等集约化生产改良办法，而忽视了生物创新的作用，这使得在19世纪末和20世纪初时，世界农作物的单位产量增长一直处于停滞状态。直到20世纪中后期，杂交、诱变、分子标记辅助和基因工程等现代生物技术的进步，使得农业生产率得到了大幅度的提高，这代表着农业生产从资源禀赋驱动向以生物创新技术为核心驱动要素的体系转换[3]。在植物育種创新相关激励因素的研究中，最初主要集中于探讨公共研发支出和推广系统的贡献[4-5]。但近30年来，随着私营育种行业的商业化发展，公共部门对植物育种创新的边际作用不断下降，尤其对于发展中国家而言，公共研发支出的产出效率相对较低[6-7]。不少学者对此提出，发展中国家的植物育种创新将更加依赖于私营部门的研发活动，这离不开知识产权保护制度对于研发创新活动的协调作用[8-10]。
随着《保护植物新品种国际公约》（International Union for The Protection of New Varieties of Plants，UPOV）和《与贸易有关的知识产权保护协定》（Agreement on Trade-Related Aspects of Intellectual Property Rights，TRIPS）的推行，世界各国农业领域内知识产权保护制度建设进程不断加快，尤其是中、低收入的发展中国家开始着手填补植物创新保护领域的制度空白，这在一定程度上推动着农业国际化进程的发展，使得全球农业研发的集结地从公共部门转移到了私营跨国企业[11-12]。发达国家农业技术累积和植物新品种保护制度建设起步早，因而掌握了全球农业育种领域内的大多数知识产权。例如，截止到2017年，美国、日本和欧盟就掌握了全球42.8%的种业专利申请量、64.7%的基因编辑技术专利以及近五成的植物新品种权。早在2009年，杜邦、孟山都和先正达等几家大型美国和欧洲跨国公司就已经控制了世界近一半的种子市场以及全球农作物转化体的八成以上[13]。反观发展中国家，受制于自主研发能力不足以及植物新品种保护制度建设落后，在育种研发、植物新品种权申请以及现代生物技术应用等多个领域与发达国家存在较大的差距，进而造成了南北国家在农业生产、贸易竞争体系中的实力分化悬殊，这使得发展中国家粮食安全形势不容乐观[14-15]。近年来，发达国家跨国公司凭借技术和资本优势对发展中国家的农业参与度不断提高，其通过FDI、贸易和专利许可转让等形式不断渗透到发展中国家的生产和研发体系，进而巩固了它们在全球种业研发领域内的主导和垄断地位。有数据显示，全球农业私营研发投入的95%来自于发达国家的跨国公司，它们通过在发展中国家设立子公司以及合资公司，运营和主导着全球种业研发网络[16]，虽然这弥补了发展中国家技术基础薄弱和自主研发能力不足的缺点，但也会因生物遗传资源垄断、技术壁垒限制而威胁发展中国家粮食安全[17]。那么，植物新品种保护作为规范和协调农业私营研发市场的制度因素，是否会促进处于劣势地位的发展中国家的农业技术追赶而缩小南北农业生产率差距，抑或是加强发达经济体的市场垄断势力而阻碍发展中国家农业生产率提高呢？
就文献而言，植物新品种保护对发展中国家农业生产率的影响存在较大争议。有研究显示，植物新品种保护可以激励农业研发投入和植物衍生品培育，不仅如此，还会促进种子贸易、技术转移以及遗传资源有效利用[18-19]。然而，部分研究对植物新品种保护造成的市场垄断势力表示担忧，认为其会阻碍植物遗传资源的分享，从而限制了发展中国家小型育种企业和农民获得改良和提高农业生产率的技术方案[20]。此外，还有研究指出，植物新品种保护对发展中国家的农业经济发展可能并不重要[21]。遗憾的是，目前植物新品种保护对发展中国家农业生产率影响的经验研究证据仍十分缺乏。早期关于植物新品种保护影响效应的研究大多集中于发达国家，而忽视了发展中国家的产权劣势和制度建设落后的发展困境。目前，国际植物新品种保护制度建设正在经历转型阶段，深入了解制度变迁轨迹以及潜在影响将有助于发展中国家制度建设的赶超进程。鉴于此，本文旨在克服现有研究的不足，以南北农业生产率差距收敛性为视角，通过构建理论模型、指标体系以及经验研究框架展开研究，探索发展中国家植物新品种保护与前沿农业生产率追赶之间的关系，进而为发展中国家植物新品种保护制度建设以及提高粮食安全水平提供借鉴。 二、理论分析
本文参考Yang等[22]的理论模型框架，假定世界存在北方和南方两个相互独立的经济体，且各有一家企业生产同质的农产品，分别为北方企业N和南方企业S，二者的竞争关系为古诺双寡头垄断竞争。假定北方和南方经济体的市场逆需求曲线为Pi=1-qi，其中，P为农产品价格，q为农产品总产出，i=N，S。北方企业N为行业技术领先者，假定其生产的边际成本为0。南方企业S为行业中的追随者，其农业育种研发技术水平落后，生产边际成本设定为c>0。假设企业N的先进农业育种技术存在部分“公共品”属性，这使得企业S可以通过模仿、复制和衍生培育等技术溢出的形式而从企业N中获利，其获利的经济效益大小取决于南方经济体的植物新品种保护强度。企业S在获得技术溢出后则以边际成本c-a（k）进行农业生产，其中，a（k）表示企业S从技术溢出中获得的经济效益，k∈[0，1]为南方植物新品种保护强度，并且满足a′（k）<0，即更强的植物新品种保护会限制技术溢出。
假设企业N除了向南方市场进行农产品出口贸易外，还可以通过FDI、订单农业、出售优质种子和专利技术转让等多种方式向企业S转移先进的农业技术，使得企业S在充分利用、学习先进农业技术后，能够以更低的边际成本从事农业生产活动。企业S在获得技术转移时的生产边际成本为c-a（k）-v（x），其中，x表示技术转移的质量等级，v（x）为技术转移时所降低的生产成本，并且满足v（x）/x>0。南北企业间技术转移会生成转移成本F（x，k），由两家企业共同承担。技术转移的质量等级越高，转移成本也会越高，但随着南方植物新品种保护k的加强，技术转移成本会呈现降低趋势[23]，因此2F（x，k）/xk<0。南北农业生产率差距收敛程度则取决于植物新品种保护对技术溢出a（k）和技术转移v（x）的影响大小，即生产边际成本降低幅度a（k）+v（x）越大，则越有利于生产率差距收敛。需要说明的是，在南方植物新品种保护对技术溢出产生抑制作用的情况下，技术转移有利于降低技术壁垒限制而激励南方研发创新活动的技术追赶，这是植物新品种保护收敛南北企业N和S间农业生产率差距最为有效的方式，尤其在南北农业育种技术实力差距悬殊的情况下[19]。因而，南方植物新品种保护对降低技术转移成本效果越明显，越有利于提高技术转移的质量等级，这意味着越有利于收敛南北农业生产率差距。
本文设定企业N对转让的农业技术收取固定的技术许可费L，即种子创新品、培育技术或转基因技术等知识产权费用。因此，企业N和S间农业技术转移的博弈可分为三个阶段：第一阶段，南方经济体设定了南方农业经济福利最大化的植物新品种保护强度;第二阶段，企业N决定是否将先进农业技术转移给企业S，如果决定进行技术转移，则进一步确定转移技术的质量等级，而固定的技术许可费是通过广义纳什均衡的讨价还价过程来确定的;第三阶段，企业N和S进行古诺双寡头垄断竞争，进而实现各自利润最大化。下文进一步通过逆向归纳法对博弈过程进行求解。
当不发生农业技术转移时，企业S以边际成本c-a（k）进行生产。此时，在古诺-纳什均衡条件下，可解出企业N和S的均衡利润为：
πNE=2[1+c-a（k）]29（1）
πSE=2[1-2（c-a（k））]29（2）
其中，πNE和πSE分别为企业N和S的均衡利润。为了确保企业N和S可以始终维持正向的平衡产出，则设定c<1/2。因此，在没有技术转移的情况下，整个行业的净利润可表示为：
πE=2[1+c-a（k）]29+2[1-2（c-a（k））]29（3）
由此，当发生农业技术转移时，则企业N和S的均衡利润分别为：
πNL=2[1+c-a（k）-v（x）]29+L（4）
πSL=2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-L（5）
其中，L为实现农业技术转移的固定费用。在技术转移下的行业净利润为：
πL=2[1+c-a（k）-v（x）]29+2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-F（x，k）（6）
因此，企业N和S从技术转移中获得的增益为：
（πL-πE）=G（x）-F（x，k）（7）
其中
G（x）=2[1+c-a（k）-v（x）]29+2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-2[1+c-a（k）]29-2[1-2（c-a（k））]29（8）
用τ和1-τ分別表示企业N和S的市场议价能力。企业N和S在技术许可固定费用的商议中的保底利润分别为πNE和πSE，则技术许可固定费用L取决于：
max2[1+c-a（k）-v（x）]29+L-πNEτ
2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-L-πSE1-τ（9）
可解出农业技术许可的固定费用的均衡值为：
L=2[1+c-a（k）]29-2[1+c-a（k）-v（x）]29+τ[G（x）-F（x，k）]（10）
企业N和S在技术转让后的均衡利润可表示为：
πNL=πNE+τ（πL-πE）（11）
πSL=πSE+（1-τ）（πL-πE）（12）
企业N通过技术转移后的总利润值最大化来决定技术转移的质量等级：
maxxπNL=πNE+τ[G（x）-F（x，k）]（13）
由此，可解出技术转移满足的条件为：
49-209（c-a（k）-v（x））v（x）x-F（x，k）x≡f（x，k）=0（14）
其中，x表示技术转移的质量等级。我们假设其满足最大化的二阶条件，即：
f（x，k）x=49-209（c-a（k）-v（x））d2v（x）dx2+ 209dv（x）dx2-2F（x，k）x2<0（15）
对式（14）中的k进行微分分解并重新排列，可以得到：
dxdk=
-209a（k）kv（x）x+2F（x，k）xk
f（x，k）x（16）
其中，f（x，k）x<0。可以看出，如果南方植物新品种保护对技术溢出的抑制作用大于对技术转移成本的影响，即
-209a（k）kv（x）x>-2F（x，k）xk，可得
dxdk<0，这意味着，南方植物新品种保护会限制技术溢出而降低技术引进的质量等级，造成南方农业生产的边际成本降低幅度a（k）+v（x）较小，即农业研发市场中技术壁垒限制的垄断低效率，这并不利于南北农业生产率差距收敛。反之，如果南方植物新品种保护对技术转移的积极影响大于对技术溢出的抑制作用，即
-209a（k）kv（x）x<-2F（x，k）xk，可得
dxdk>0，这意味着，南方植物新品种保护会更有利于提高技术转移的质量等级而有效促进a（k）+v（x）增长，这有利于南方对北方先进农业技术进行吸收、学习和再创新，通过激励南方农业研发创新活动而收敛南北农业生产率差距。
综合上述推论，可得如下命题：南方植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的影响存在“双刃剑”特征。如果南方植物新品种保护对技术溢出的抑制作用大于对技术转移的积极影响，则会降低技术转移的质量等级而形成技术壁垒限制，这不利于南北农业生产率差距收敛。反之，如果南方植物新品种保护对技术转移的积极影响要大于对技术溢出的限制作用，则会提高北方农业技术转移的步伐而激励南方育种行业研发创新活动，这有利于南北农业生产率差距收敛。
三、研究对象选择、模型构建与指标说明
（一）研究对象选择
目前的文献中，部分研究采用全要素生产率（Total Factor Productivity，TFP）等指标衡量一国农业生产率[24]。但该类型指标与投入产出的收益率关系更为密切，由于不同国家非同质农产品类别差异较大，以及受到资本和劳动等多种要素的交叉影响，无法在同一维度上有效衡量和比较各国农业生产水平。因此，本文参考Campi[25]的做法，选用单位产量进行替代衡量，即一年内总产量除以耕种面积。采取单位产量的优势主要在于以下两点：第一，与计算全要素生产率所需的大量投入和产出数据相比，采用单位产量的方法更为直观，可有效避免与农业相关的数据统计信息缺失严重、价格因素困扰以及潜在的计算误差;第二，与全要素生产率不同，单位产量并没有假设技术是同质性的，也无需采用统一的函数形式，而是认为在原有技术条件基础上，改进农业技术会提高农产品单位产出。因此，相比于全要素生产率，单位产量可以更好地反映农业生产率变化，即南北农业生产率收敛水平会反映到单位产量中。
为有效衡量和对比国家间的农业生产率水平，本文参考Spielman等[19]的做法，选取数据统计信息完备的典型谷类作物单位产量作为研究对象。所选取的粮食作物分别为谷类作物总体
谷类总体的生产率指标统计范围包括以下15类的集合，分别为：大麦、荞麦、草籽、谷类食品、杂粮、玉米、小米、燕麦、藜麦、稻谷、黑麦、高粱、小黑麦、小麦。以及大麦、玉米、小米、燕麦、大米、高粱、小麦7类分样本。本文选取的数据来源于FAO数据库。所选取的发展中国家（追随者）样本个数根据各粮食作物统计数据完备性进行筛选，分别在22～50个国家不等。特定粮食作物生产和研发的技术领先者是根据FAO[26]统计的行业内最高单位产量的国家组合（筛选出6个国家）。所筛选的粮食作物种类、发展中国家和领先国家相关统计信息如表1所示。可以看出，发展中国家粮食作物的平均单位产量都不及领先国家平均单位产量的一半。
（二）模型构建
为检验发展中国家（追随者）植物新品种保护是否有利于收敛其与发达国家（领先者）间的农业生产率差距，本文设定如下模型：
Gapi，t=ci+αGapi，t-1+χΔYi，0+βipri，t+∑4k=1γkControli，k，t+εi，t（17）
其中，Gapi，t为t时发展中国家i与领先国家农业生产率差距指标，计算方法为：
Gapi，t=Yt-Yt-1Yt-1-Yi，t-Yi，t-1Yi，t-1=Yi，tYi，t-1-Yi，tYi，t-1，
Yt为领先国家组合在t时的特定谷类作物平均单位产量，
Yi，t为追赶国家i在t时单位产量;
ΔYi，0为初始生产率差距，即样本第1期的单位产量差值，可表示为：
ΔYi，0=Y0-Y0;ipri，t为发展中国家i在t时的植物新品種保护强度（测度方法如下文所示），
ci为截距项，εi，t为随机扰动项，α、β、χ和γk为待估参数。
Controli，k，t为控制变量，本文参考了Spielman等[19]的模型设定，选取的控制变量为人力资本水平
（hci，t）、可灌溉用地面积（lnlandi，t）、人均GDP（lnpgdpi，t）、单位耕地施肥量（fertili，t）。
在模型系数含义的设定中，截距项ci能够捕捉发展中国家i随时间不变的结构性因素的影响。例如，农业用地和气候条件、传统的农业技术和管理方法以及其它造成南北农业生产率差距的先天性因素。系数α可以捕捉发展中国家与领先国家间农业生产率差距的收敛速度，可从侧面排除植物遗传资源特性、培育技术类型以及技术推广系统等产品特质因素对农业生产率差距的影响。α的系数值大小和方向是模型的基本要素：如果|α|<1，则表明南北农业生产率差距呈现收敛趋势;|α|越接近于0，则表明差距收敛速度越快;如果|α|>1，那么则表明农业生产率差距不断扩大。系数χ反映了南北农业生产率差距受初始状态的影响程度，可有效地检验“后发优势理论”的追赶效应，即一个国家在初始状态时离技术前沿越远，其模仿和学习成本则越低，越有利于快速实现技术追赶。系数β表示发展中国家植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的影响。如果β>0，则表明植物新品种保护扩大了南北农业生产率差距。如果β<0，则表明植物新品种保护有利于收敛南北农业生产率差距。系数γk表示发展中国家生产要素投入因素对南北农业生产率差距收敛的影响。如果γk≥0，则表明生产要素投入不利于收敛南北农业生产率差距。如果γk<0，则表明生产要素投入有利于收敛南北农业生产率差距。 在动态面板模型中加入了因变量滞后项Gapi，t-1，并不满足于最小二乘法和极大似然估计等传统计量方法中控制变量严格外生的假定，即误差项与解释变量存在相关性。为解决该问题，本文采用Arellano等[27]提出的广义矩估计方案（Generalized Method of Moments，GMM），将因变量滞后项Gapi，t-1视为内生变量，进一步采用滞后两阶及更高阶的滞后项作为工具变量，通过加权矩阵来解决误差项的相关性，从而得到稳定和可靠的结果[28]。广义矩估计方法可以采用差分GMM和系统GMM两种，但差分GMM易出现弱工具变量等问题。因此，本文选用系统性GMM估计方法，估计基于国家固定效应下的Arellano-Bond动态面板模型，既解决了滞后项的内生性问题，同时也可抵消无法观测的时不变截距项的干扰。
（三）植物新品种保护强度指标测算
如何有效衡量各国植物新品种保护强度是本文进行经验研究的关键。本文参考Campi等[11]的指标构建方案，通过检索国家农业领域内植物新品种保护的立法信息进行指标量化（如表2所示），主要包括五项保护内容，测度标准为：
（1）遵从UPOV法案类型（upov）：根据国家遵从“1961/1972法案”“1978法案”和“1991法案”的类型进行得分，遵从新法案默认遵从之前所有法案，例如，若国家遵从“1991法案”，则得3分。
（2）“免除农民特权”（farmers）：国家是否立法支持“免除农民特权”，即农民不可私自将受保护的种子等植物品种的种植收获品进行二次繁衍或商业用途，完全支持免除得2分，实行不完全限制措施得1分，允许特权存在则为0分。
（3）“免除育种者特权”（breaders）：国家立法是否支持“免除育种者特权”，即其他育种者不可在无授权情况下对受保护植物品种进行试验和改良，支持免除得1分，否则为0分。
（4）植物品种保护周期（duration）：根据各国植物新品种保护的时间年限进行得分，保护周期在15～35年之间。
（5）专利保护范围（scope）：国家是否对食品、动植物、微生物、药物、特定植物品种五方面实行专利保护，专利保护每覆盖一项得1分。
最后，对各项子指标得分进行标准化处理，计算公式为：
Ki，t=[ki，t-min（ki）]/[max（ki）-min（ki）]，其中，
ki，t为各项子指标的历年分值，
Ki，t为标准化后的分值（0到1之间）。在此基础上，对五项子指标的分值进行加总，可得出样本国家历年的植物新品种保护强度（0到5之间）。
本文依据上述指标构建方案测度了50个发展中国家1961—2017年的植物新品种保护强度，进一步绘制箱型变化图进行分析（如图1）。可以看出，发展中国家植物新品种保护强度总体呈现出稳定增长的趋势。在1990年之前，发展中国家植物新品种保护制度的普及程度和建设水平相对较低，但在1990年之后的TRIPS协定生效后，发展中国家植物新品种保护强度得到明显提升。
（四）数据信息来源
本文选取的样本范围为50个典型发展中国家
样本国家包括：阿尔巴尼亚、阿根廷、亚美尼亚、巴巴多斯、玻利维亚（多民族国）、巴西、伯利兹、文莱达鲁萨兰国、缅甸、柬埔寨、智利、中国、哥伦比亚、哥斯达黎加、克罗地亚、多米尼加共和国、厄瓜多尔、印度尼西亚、以色列、哈萨克斯坦、约旦、肯尼亚、吉尔吉斯斯坦、老挝、马来西亚、墨西哥、摩尔多瓦、摩洛哥、尼加拉瓜、巴基斯坦、巴拿马、巴拉圭、秘魯、菲律宾、俄罗斯、卢旺达、沙特阿拉伯、印度、越南、南非、津巴布韦、塔吉克斯坦、泰国、特立尼达和多巴哥、突尼斯、土耳其、乌克兰、坦桑尼亚、乌拉圭、赞比亚。1961—2017年的面板数据。由于部分国家特定农作物的单位产量数据在1961—1992年存在不同程度的缺失，在无法很好补全数据的情况下，最终采用非平衡面板数据。本文选取数据集的时间跨度较长，为消除短期周期性波动对估计结果造成的误差，采取样本分期的方法，对各指标每三年取平均值处理，即1961、1962、1963三年取平均记作第1期t1，1964、1965、1966三年记作第2期t2，以此类推，共计19期。
本文选取变量的数据来源：谷类作物单位产量、可耕地面积、可灌溉耕地面积数据来源于FAO数据库（faostat.fao.org/）;
有关植物新品种保护各项立法信息数据来源于UPOV网站（upov.int/upovlex/en/notifications.jsp）、
农民权利数据库（www.farmersrights.org/database）、
知识产权法律和条约数据库（www.wipo.int/wipolex）、
世界法律指南（www.lexadin.nl/wlg/）;
人力资本水平、人均GDP数据来源于佩恩世界表（www.rug.nl/ggdc/productivity/pwt/）;
氮、磷、钾肥料投入总量数据来源于国际化肥产业协会（www.ifastat.org）。
四、实证估计和结果分析
（一）基准回归检验
表3报告了基准模型的系统GMM回归结果，各个回归均通过了残差序列相关性检验和Sargan检验，表明模型中误差项不存在序列相关性，保证了工具变量的有效性。在谷类作物总体以及各分类样本中，Gapi，t-1的系数值α均显著为负，这表明在过去的60年间，发展中国家与领先国家间的谷类农作物生产率差距不断降低。其中，燕麦和大米的降低趋势较快，尤其是燕麦的系数值更贴近于0。相对而言，大麦、小麦、高粱和玉米的生产率差距的降低速度相对较慢。初始差距ΔYi，0的系数值χ大多显著为负，验证了发展中国家“后发优势”的追赶效应显著存在，即南北初始农业生产率差距越大，越有利于发展中国家技术追赶，但也存在小麦、燕麦和玉米等大田类农作物，并不存在显著的后发追赶效应，这可能是由于不同农作物的农业技术推广和技术替代障碍有关。发展中国家的农作物生产大多以传统耕作模式为主，这使得跨国公司的现代生产技术转移会造成其传统部门的“不适应性”，尤其是在发展中国家农业资本和基础设施建设不足的条件下，使得部分农作物很难发挥出“后发优势”的追赶效应。 核心解释变量ipri，t的系数值β大多显著为负值，表明发展中国家植物新品种保护有利于缩小南北谷类作物的生产率差距。可见，发展中国家植物新品种保护的提高虽然在一定程度上会限制种子复制、技术模仿和衍生品培育等技术溢出行为，但更有利于降低技术壁垒限制而促进技术转移，这有助于收敛与发达国家间的农业生产率差距。通过对比不同谷类作物回归样本中ipri，t的系数值大小和显著性可看出，植物新品种保护对不同农作物的生产率差距收敛效果存在产品异质性特征。受生物遗传资源特性、生产条件门槛以及农业技术适应性等因素的影响，不同农作物的育种研发创新活动对植物新品种保护的敏感程度不同，使得其受技术溢出和技术转移影响效果存在较大差距[29]。例如，易受模仿威胁的农作物对植物新品种保护制度更为敏感，像小米、大麦和小麦等公开授粉的非杂交谷类作物，不需要“反向工程”，可直接被其他生产者和育种者进行二次复制。植物新品种保护则有利于保护该类农作物的产权利益，降低了领先国家技术转移活动的市场监管成本，促进其通过FDI、专利转让或出售种子等形式向追随国家开展技术转移活动。而对于像燕麦、高粱、玉米和大米等，受杂交技术、转基因技术应用等限制，其受到的模仿威胁通常较弱，这使得植物新品种保护制度对该类农作物的农业技术转移的影响贡献相对较小[30]。从回归结果也可看出，ipri，t在玉米和大米样本中的影响贡献值较低，在高粱和燕麦中不仅贡献值低，还表现出非显著性。
农业生产要素投入有关的控制变量大多为国家层面的总体平均指标，而并非是针对某类作物的特定生产要素投入。因此，其估计系数可能无法准确反映对某类作物的影响水平，但在一定程度上有效控制了发展中国家生产资料投入对南北农业生产率差距收敛性的影响。hci，t的系数值γ1大多显著为正，这表明发展中国家人力资本水平的提高并没有缩小南北农业生产率差距，主要原因在于，相比发达国家而言，发展中国家对农业自主研发投入力度和激励机制不足，造成了人力资本水平与农业生产率增长不成正比。lnlandi，t的系数值γ2在谷类作物总体和各分类样本中基本表现为正向和不显著状态，这表明了发展中国家土地面积的扩张并没有显著改善农业生产率差距状态。发展中国家会迫于人口高速增长和土地质量退化等压力，选择不断扩张农业用地规模来应对粮食供应不足，但由于其对提高农业生产技术的重视不足以及土地盲目扩张造成的生态环境破坏等问题，这使得农业用地扩张并未有效改善发展中国家的粮食安全水平。lnpgdpi，t和fertili，t的系数值γ3、γ4大多显示为负值，这表明发展中国家提高经济发展水平和肥料等生产要素投入，有利于缩小南北农业生产率差距。
（二）植物新品种保护体系各项子指标检验
为进一步检验植物新品种保护体系的各项子指标对南北农业生产率差距收敛的影响效果，本文将遵从UPOV法案、免除农民特权、免除育种者特权、扩大植物品种保护周期和专利保护范围五项指标代入模型进行回归检验，结果如表4所示。upovi，t的系数值在谷类总体样本中并不显著，但在大麦、玉米、高粱和小麦样本中显著为负，可看出，发展中国家遵从UPOV法案有利于促进部分谷类作物的生产率差距追赶，这意味着发展中国家加入UPOV在一定程度上有助于农业技术合作和交流活动，进而改善其粮食安全水平。farmersi，t和durationi，t的系数值在谷类总体和部分子样本中显著为正，可见发展中国家实行免除农民特权和提高植物品种保护周期对农业技术溢出的限制作用更大，通过提高农户、育种企业获取种质资源和生物技术改进方案的外部成本，进而限制了遗传资源分享和衍生品培育等技術转移活动，这并不利于南北农业生产率差距收敛，该结果意味着发展中国家对于实行免除农民特权政策和提高植物品种保护周期时要谨慎对待。breadersi，t和scopei，t的系数值在谷类总体样本中显著为负，这表明了发展中国家实行免除育种者特权和提高专利保护范围通过保护育种创新利益而有利于促进农业技术转移，进而收敛了南北谷类作物总体的生产率差距，但受不同植物的生物特性和技术转移限制等产品异质性影响特征，其在各分类样本中的影响程度和显著性还存在一定差异。
（三）进一步检验：非线性关系
上述研究均为发展中国家植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的平均影响效应，却忽视了知识产权保护与研发创新活动间的非线性关系特征[31-32]。更强的植物新品种保护会提高发达经济体收取知识产权租金的能力，其对技术溢出的抑制效应可能更为明显，进而阻碍了技术转移步伐而加深发达经济体的种业市场垄断地位，这会阻碍发展中国家私营部门的育种研发活动的开展。因此，发展中国家较高的植物新品种保护强度可能并不利于南北农业生产率差距收敛。鉴于此，本文采用了两种方法进行验证：首先，同时将
ipri，t和ipr2i，t代入模型，如果
ipri，t<0且ipr2i，t>0，则证明非线性关系显著存在;其次，通过构造虚拟变量来表示植物新品种保护强度的低、中和高三个层次，分别为
dum0_ipri，t（ipri，t≤1）、
dum1_ipri，t（1<ipri，t≤3）和
dum2_ipri，t（ipri，t>3），进一步将
dum0_ipri，t作为基准，将
dum1_ipri，t和
dum2_ipri，t代入模型进行回归估计。
本文分别对谷类作物总体以及七类农作物集合的多维面板数据进行实证检验和系数对比，回归结果如表5所示。可以看出，在谷类总体和各分类作物集合面板中，ipri，t的系数值均显著为负，而ipr2i，t的系数值则均显著为正，这表明发展中国家植物新品种保护与南北农业生产率差距收敛的非线性关系显著存在，更严格的植物新品种保护强度更易阻碍南方农业技术追赶的边际增长效率。通过观察中、高水平的植物新品种保护强度虚拟变量的系数，dum2_ipri，t的系数绝对值低于dum1_ipri，t，这进一步验证了非线性影响关系的存在性。发展中国家更强的植物新品种保护对技术溢出的抑制效应会更大，进而通过限制技术转移活动而形成技术壁垒限制，所造成的市场垄断势力会减弱南方农业生产率追赶水平。总之，这些结果证明了发展中国家更强的植物新品种保护会降低农业技术追赶的边际增长效率。 五、結论与展望
本文通过构建理论模型和经验研究框架，尝试解析植物新品种保护是否有利于南北农业生产率差距收敛，进而有助于了解发展中国家实行植物新品种保护对其粮食安全水平的影响。理论研究表明：发展中国家植物新品种保护是否有利于促进南北农业生产率差距收敛取决于对技术溢出和技术转移的影响程度大小，如果植物新品种保护对农业技术转移的积极影响大于对技术溢出的抑制作用，则有利于降低技术壁垒限制而收敛南北农业生产率差距。在理论研究基础上，本文以1961—2017年50个发展中国家的谷类作物生产率为研究对象，利用系统GMM计量方法检验植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的影响。经验研究结果表明：发展中国家植物新品种保护有利于南北谷类作物生产率差距收敛，这意味着改善了发展中国家粮食安全水平;发展中国家遵循UPOV法案、免除育种者特权和扩大专利保护范围有利于缩小南北农业生产率差距，而免除农民特权和提高植物新品种保护周期在一定程度上会限制农业技术追赶;发展中国家植物新品种保护强度与南北农业生产率差距收敛性之间存在非线性特征，更强的保护强度会限制技术溢出而降低技术转移步伐，减缓发展中国家农业生产率追赶的边际增长效应。
对于发展中国家而言，如何根据自身农业发展特点建立合理的植物新品种保护强度，摆脱外部技术壁垒限制和内部创新激励不足，进而提升国内农业研发体系的创新绩效，这对于解决粮食安全问题和农业经济可持续发展十分关键。发展中国家应积极规范和健全植物新品种保护制度体系建设，改变“被迫”提供保护的局面，需要注意的是，要合理规划制度建设的步伐，而不是盲目提升保护强度，通过不断开展国内种业市场调研以及借鉴发达国家的成功经验，制定符合市场规律的知识产权发展战略。还要加强与UPOV成员国间的技术合作交流，尤其是要建立国家和区域间的产业联动以及双边和多边惠益分享机制，通过技术专利许可、外资引进等手段合理利用并发挥遗传资源优势，摆脱国外发达经济体农业技术的垄断和壁垒限制，提升国内种业研发体系的创新绩效和技术追赶。当然，本文的研究也存在一定局限性。由于发展中国家农业经济发展的相关数据信息统计不足，本文只针对于南北农业生产率差距趋同性展开研究，这并不是对发展中国家农业经济发展影响的全貌。农业经济的发展体现在许多方面，还包括农业自主研发能力、农产品贸易以及农业金融发展等。因此，如何更好地权衡发展中国家植物新品种保护对改善粮食安全的影响，还有待于进一步研究和探索。
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責任编辑、校对： 李再扬
Does the Protection of New Plant Varieties Promote Convergence of Agricultural Productivity Gap Between North and South？
ZHANG Linchen， DONG Yinguo
（School of Business， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China）
Abstract： By constructing theoretical model and empirical research framework， this paper explores whether the implementation of protection of new plant varieties in developing countries is conducive to the convergence of agricultural productivity gap between them and developed countries. The results show that： the protection of new plant varieties in developing countries is conducive to the convergence of agricultural productivity gap between the North and the South， which means that the positive impact of protection of new plant varieties on technology transfer is greater than the inhibition on technology spillover. In the developing countries， complying with the UPOV act， exempting breeders’ privileges and expanding the scope of patent protection have a positive impact on agricultural productivity catch-up， while exempting farmers’ privileges and improving the protection cycle of plant varieties have a certain inhibitory effect on agricultural productivity catch-up. This paper further studies and finds that there is a non-linear characteristic between the protection of new plant varieties and the catch-up of agricultural productivity in the developing countries， and stricter protection intensity will reduce the marginal growth efficiency of agricultural technology catch-up.
Keywords： protection of new plant varieties; agricultural technology transfer; food security; cereal crops; agricultural productivity; dynamic panel model
关键词：植物新品种保护;农业技术转移;粮食安全;谷类作物;农业生产率;动态面板模型
文献标识码：A
文章编号：100228482021（03）005612
开放科学（资源服务）标识码（OSID）：
一、引言
“民以食为天”，粮食安全自20世纪70年代提出以来，一直被认为是一国战略安全的重要组成部分。尽管在过去几十年里，世界农业经济和贸易的发展取得了重大进展，但仍有许多发展中国家正面临着严峻的粮食不安全问题。正如联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）的数据显示，世界粮食供需仍处于紧平衡状态且地域间的不平衡特征明显，目前仍有8亿多人口遭受长期饥饿和营养不良，尤其是南亚、中东和非洲撒哈拉以南等发展中国家，受制于农业技术落后和生产能力不足，粮食短缺现象十分严重[1]。因此，对于发展中国家而言，如何实施有效的农业发展政策促进其农业技术进步，并缩小与发达国家间的农业生产率差距，这对于消除饥饿和改善粮食安全十分关键[2]。
传统的农业生产大多集中于土地改良、机械化、化肥和农药投入等集约化生产改良办法，而忽视了生物创新的作用，这使得在19世纪末和20世纪初时，世界农作物的单位产量增长一直处于停滞状态。直到20世纪中后期，杂交、诱变、分子标记辅助和基因工程等现代生物技术的进步，使得农业生产率得到了大幅度的提高，这代表着农业生产从资源禀赋驱动向以生物创新技术为核心驱动要素的体系转换[3]。在植物育種创新相关激励因素的研究中，最初主要集中于探讨公共研发支出和推广系统的贡献[4-5]。但近30年来，随着私营育种行业的商业化发展，公共部门对植物育种创新的边际作用不断下降，尤其对于发展中国家而言，公共研发支出的产出效率相对较低[6-7]。不少学者对此提出，发展中国家的植物育种创新将更加依赖于私营部门的研发活动，这离不开知识产权保护制度对于研发创新活动的协调作用[8-10]。
随着《保护植物新品种国际公约》（International Union for The Protection of New Varieties of Plants，UPOV）和《与贸易有关的知识产权保护协定》（Agreement on Trade-Related Aspects of Intellectual Property Rights，TRIPS）的推行，世界各国农业领域内知识产权保护制度建设进程不断加快，尤其是中、低收入的发展中国家开始着手填补植物创新保护领域的制度空白，这在一定程度上推动着农业国际化进程的发展，使得全球农业研发的集结地从公共部门转移到了私营跨国企业[11-12]。发达国家农业技术累积和植物新品种保护制度建设起步早，因而掌握了全球农业育种领域内的大多数知识产权。例如，截止到2017年，美国、日本和欧盟就掌握了全球42.8%的种业专利申请量、64.7%的基因编辑技术专利以及近五成的植物新品种权。早在2009年，杜邦、孟山都和先正达等几家大型美国和欧洲跨国公司就已经控制了世界近一半的种子市场以及全球农作物转化体的八成以上[13]。反观发展中国家，受制于自主研发能力不足以及植物新品种保护制度建设落后，在育种研发、植物新品种权申请以及现代生物技术应用等多个领域与发达国家存在较大的差距，进而造成了南北国家在农业生产、贸易竞争体系中的实力分化悬殊，这使得发展中国家粮食安全形势不容乐观[14-15]。近年来，发达国家跨国公司凭借技术和资本优势对发展中国家的农业参与度不断提高，其通过FDI、贸易和专利许可转让等形式不断渗透到发展中国家的生产和研发体系，进而巩固了它们在全球种业研发领域内的主导和垄断地位。有数据显示，全球农业私营研发投入的95%来自于发达国家的跨国公司，它们通过在发展中国家设立子公司以及合资公司，运营和主导着全球种业研发网络[16]，虽然这弥补了发展中国家技术基础薄弱和自主研发能力不足的缺点，但也会因生物遗传资源垄断、技术壁垒限制而威胁发展中国家粮食安全[17]。那么，植物新品种保护作为规范和协调农业私营研发市场的制度因素，是否会促进处于劣势地位的发展中国家的农业技术追赶而缩小南北农业生产率差距，抑或是加强发达经济体的市场垄断势力而阻碍发展中国家农业生产率提高呢？
就文献而言，植物新品种保护对发展中国家农业生产率的影响存在较大争议。有研究显示，植物新品种保护可以激励农业研发投入和植物衍生品培育，不仅如此，还会促进种子贸易、技术转移以及遗传资源有效利用[18-19]。然而，部分研究对植物新品种保护造成的市场垄断势力表示担忧，认为其会阻碍植物遗传资源的分享，从而限制了发展中国家小型育种企业和农民获得改良和提高农业生产率的技术方案[20]。此外，还有研究指出，植物新品种保护对发展中国家的农业经济发展可能并不重要[21]。遗憾的是，目前植物新品种保护对发展中国家农业生产率影响的经验研究证据仍十分缺乏。早期关于植物新品种保护影响效应的研究大多集中于发达国家，而忽视了发展中国家的产权劣势和制度建设落后的发展困境。目前，国际植物新品种保护制度建设正在经历转型阶段，深入了解制度变迁轨迹以及潜在影响将有助于发展中国家制度建设的赶超进程。鉴于此，本文旨在克服现有研究的不足，以南北农业生产率差距收敛性为视角，通过构建理论模型、指标体系以及经验研究框架展开研究，探索发展中国家植物新品种保护与前沿农业生产率追赶之间的关系，进而为发展中国家植物新品种保护制度建设以及提高粮食安全水平提供借鉴。 二、理论分析
本文参考Yang等[22]的理论模型框架，假定世界存在北方和南方两个相互独立的经济体，且各有一家企业生产同质的农产品，分别为北方企业N和南方企业S，二者的竞争关系为古诺双寡头垄断竞争。假定北方和南方经济体的市场逆需求曲线为Pi=1-qi，其中，P为农产品价格，q为农产品总产出，i=N，S。北方企业N为行业技术领先者，假定其生产的边际成本为0。南方企业S为行业中的追随者，其农业育种研发技术水平落后，生产边际成本设定为c>0。假设企业N的先进农业育种技术存在部分“公共品”属性，这使得企业S可以通过模仿、复制和衍生培育等技术溢出的形式而从企业N中获利，其获利的经济效益大小取决于南方经济体的植物新品种保护强度。企业S在获得技术溢出后则以边际成本c-a（k）进行农业生产，其中，a（k）表示企业S从技术溢出中获得的经济效益，k∈[0，1]为南方植物新品种保护强度，并且满足a′（k）<0，即更强的植物新品种保护会限制技术溢出。
假设企业N除了向南方市场进行农产品出口贸易外，还可以通过FDI、订单农业、出售优质种子和专利技术转让等多种方式向企业S转移先进的农业技术，使得企业S在充分利用、学习先进农业技术后，能够以更低的边际成本从事农业生产活动。企业S在获得技术转移时的生产边际成本为c-a（k）-v（x），其中，x表示技术转移的质量等级，v（x）为技术转移时所降低的生产成本，并且满足v（x）/x>0。南北企业间技术转移会生成转移成本F（x，k），由两家企业共同承担。技术转移的质量等级越高，转移成本也会越高，但随着南方植物新品种保护k的加强，技术转移成本会呈现降低趋势[23]，因此2F（x，k）/xk<0。南北农业生产率差距收敛程度则取决于植物新品种保护对技术溢出a（k）和技术转移v（x）的影响大小，即生产边际成本降低幅度a（k）+v（x）越大，则越有利于生产率差距收敛。需要说明的是，在南方植物新品种保护对技术溢出产生抑制作用的情况下，技术转移有利于降低技术壁垒限制而激励南方研发创新活动的技术追赶，这是植物新品种保护收敛南北企业N和S间农业生产率差距最为有效的方式，尤其在南北农业育种技术实力差距悬殊的情况下[19]。因而，南方植物新品种保护对降低技术转移成本效果越明显，越有利于提高技术转移的质量等级，这意味着越有利于收敛南北农业生产率差距。
本文设定企业N对转让的农业技术收取固定的技术许可费L，即种子创新品、培育技术或转基因技术等知识产权费用。因此，企业N和S间农业技术转移的博弈可分为三个阶段：第一阶段，南方经济体设定了南方农业经济福利最大化的植物新品种保护强度;第二阶段，企业N决定是否将先进农业技术转移给企业S，如果决定进行技术转移，则进一步确定转移技术的质量等级，而固定的技术许可费是通过广义纳什均衡的讨价还价过程来确定的;第三阶段，企业N和S进行古诺双寡头垄断竞争，进而实现各自利润最大化。下文进一步通过逆向归纳法对博弈过程进行求解。
当不发生农业技术转移时，企业S以边际成本c-a（k）进行生产。此时，在古诺-纳什均衡条件下，可解出企业N和S的均衡利润为：
πNE=2[1+c-a（k）]29（1）
πSE=2[1-2（c-a（k））]29（2）
其中，πNE和πSE分别为企业N和S的均衡利润。为了确保企业N和S可以始终维持正向的平衡产出，则设定c<1/2。因此，在没有技术转移的情况下，整个行业的净利润可表示为：
πE=2[1+c-a（k）]29+2[1-2（c-a（k））]29（3）
由此，当发生农业技术转移时，则企业N和S的均衡利润分别为：
πNL=2[1+c-a（k）-v（x）]29+L（4）
πSL=2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-L（5）
其中，L为实现农业技术转移的固定费用。在技术转移下的行业净利润为：
πL=2[1+c-a（k）-v（x）]29+2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-F（x，k）（6）
因此，企业N和S从技术转移中获得的增益为：
（πL-πE）=G（x）-F（x，k）（7）
其中
G（x）=2[1+c-a（k）-v（x）]29+2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-2[1+c-a（k）]29-2[1-2（c-a（k））]29（8）
用τ和1-τ分別表示企业N和S的市场议价能力。企业N和S在技术许可固定费用的商议中的保底利润分别为πNE和πSE，则技术许可固定费用L取决于：
max2[1+c-a（k）-v（x）]29+L-πNEτ
2[1-2（c-a（k）-v（x））]29-L-πSE1-τ（9）
可解出农业技术许可的固定费用的均衡值为：
L=2[1+c-a（k）]29-2[1+c-a（k）-v（x）]29+τ[G（x）-F（x，k）]（10）
企业N和S在技术转让后的均衡利润可表示为：
πNL=πNE+τ（πL-πE）（11）
πSL=πSE+（1-τ）（πL-πE）（12）
企业N通过技术转移后的总利润值最大化来决定技术转移的质量等级：
maxxπNL=πNE+τ[G（x）-F（x，k）]（13）
由此，可解出技术转移满足的条件为：
49-209（c-a（k）-v（x））v（x）x-F（x，k）x≡f（x，k）=0（14）
其中，x表示技术转移的质量等级。我们假设其满足最大化的二阶条件，即：
f（x，k）x=49-209（c-a（k）-v（x））d2v（x）dx2+ 209dv（x）dx2-2F（x，k）x2<0（15）
对式（14）中的k进行微分分解并重新排列，可以得到：
dxdk=
-209a（k）kv（x）x+2F（x，k）xk
f（x，k）x（16）
其中，f（x，k）x<0。可以看出，如果南方植物新品种保护对技术溢出的抑制作用大于对技术转移成本的影响，即
-209a（k）kv（x）x>-2F（x，k）xk，可得
dxdk<0，这意味着，南方植物新品种保护会限制技术溢出而降低技术引进的质量等级，造成南方农业生产的边际成本降低幅度a（k）+v（x）较小，即农业研发市场中技术壁垒限制的垄断低效率，这并不利于南北农业生产率差距收敛。反之，如果南方植物新品种保护对技术转移的积极影响大于对技术溢出的抑制作用，即
-209a（k）kv（x）x<-2F（x，k）xk，可得
dxdk>0，这意味着，南方植物新品种保护会更有利于提高技术转移的质量等级而有效促进a（k）+v（x）增长，这有利于南方对北方先进农业技术进行吸收、学习和再创新，通过激励南方农业研发创新活动而收敛南北农业生产率差距。
综合上述推论，可得如下命题：南方植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的影响存在“双刃剑”特征。如果南方植物新品种保护对技术溢出的抑制作用大于对技术转移的积极影响，则会降低技术转移的质量等级而形成技术壁垒限制，这不利于南北农业生产率差距收敛。反之，如果南方植物新品种保护对技术转移的积极影响要大于对技术溢出的限制作用，则会提高北方农业技术转移的步伐而激励南方育种行业研发创新活动，这有利于南北农业生产率差距收敛。
三、研究对象选择、模型构建与指标说明
（一）研究对象选择
目前的文献中，部分研究采用全要素生产率（Total Factor Productivity，TFP）等指标衡量一国农业生产率[24]。但该类型指标与投入产出的收益率关系更为密切，由于不同国家非同质农产品类别差异较大，以及受到资本和劳动等多种要素的交叉影响，无法在同一维度上有效衡量和比较各国农业生产水平。因此，本文参考Campi[25]的做法，选用单位产量进行替代衡量，即一年内总产量除以耕种面积。采取单位产量的优势主要在于以下两点：第一，与计算全要素生产率所需的大量投入和产出数据相比，采用单位产量的方法更为直观，可有效避免与农业相关的数据统计信息缺失严重、价格因素困扰以及潜在的计算误差;第二，与全要素生产率不同，单位产量并没有假设技术是同质性的，也无需采用统一的函数形式，而是认为在原有技术条件基础上，改进农业技术会提高农产品单位产出。因此，相比于全要素生产率，单位产量可以更好地反映农业生产率变化，即南北农业生产率收敛水平会反映到单位产量中。
为有效衡量和对比国家间的农业生产率水平，本文参考Spielman等[19]的做法，选取数据统计信息完备的典型谷类作物单位产量作为研究对象。所选取的粮食作物分别为谷类作物总体
谷类总体的生产率指标统计范围包括以下15类的集合，分别为：大麦、荞麦、草籽、谷类食品、杂粮、玉米、小米、燕麦、藜麦、稻谷、黑麦、高粱、小黑麦、小麦。以及大麦、玉米、小米、燕麦、大米、高粱、小麦7类分样本。本文选取的数据来源于FAO数据库。所选取的发展中国家（追随者）样本个数根据各粮食作物统计数据完备性进行筛选，分别在22～50个国家不等。特定粮食作物生产和研发的技术领先者是根据FAO[26]统计的行业内最高单位产量的国家组合（筛选出6个国家）。所筛选的粮食作物种类、发展中国家和领先国家相关统计信息如表1所示。可以看出，发展中国家粮食作物的平均单位产量都不及领先国家平均单位产量的一半。
（二）模型构建
为检验发展中国家（追随者）植物新品种保护是否有利于收敛其与发达国家（领先者）间的农业生产率差距，本文设定如下模型：
Gapi，t=ci+αGapi，t-1+χΔYi，0+βipri，t+∑4k=1γkControli，k，t+εi，t（17）
其中，Gapi，t为t时发展中国家i与领先国家农业生产率差距指标，计算方法为：
Gapi，t=Yt-Yt-1Yt-1-Yi，t-Yi，t-1Yi，t-1=Yi，tYi，t-1-Yi，tYi，t-1，
Yt为领先国家组合在t时的特定谷类作物平均单位产量，
Yi，t为追赶国家i在t时单位产量;
ΔYi，0为初始生产率差距，即样本第1期的单位产量差值，可表示为：
ΔYi，0=Y0-Y0;ipri，t为发展中国家i在t时的植物新品種保护强度（测度方法如下文所示），
ci为截距项，εi，t为随机扰动项，α、β、χ和γk为待估参数。
Controli，k，t为控制变量，本文参考了Spielman等[19]的模型设定，选取的控制变量为人力资本水平
（hci，t）、可灌溉用地面积（lnlandi，t）、人均GDP（lnpgdpi，t）、单位耕地施肥量（fertili，t）。
在模型系数含义的设定中，截距项ci能够捕捉发展中国家i随时间不变的结构性因素的影响。例如，农业用地和气候条件、传统的农业技术和管理方法以及其它造成南北农业生产率差距的先天性因素。系数α可以捕捉发展中国家与领先国家间农业生产率差距的收敛速度，可从侧面排除植物遗传资源特性、培育技术类型以及技术推广系统等产品特质因素对农业生产率差距的影响。α的系数值大小和方向是模型的基本要素：如果|α|<1，则表明南北农业生产率差距呈现收敛趋势;|α|越接近于0，则表明差距收敛速度越快;如果|α|>1，那么则表明农业生产率差距不断扩大。系数χ反映了南北农业生产率差距受初始状态的影响程度，可有效地检验“后发优势理论”的追赶效应，即一个国家在初始状态时离技术前沿越远，其模仿和学习成本则越低，越有利于快速实现技术追赶。系数β表示发展中国家植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的影响。如果β>0，则表明植物新品种保护扩大了南北农业生产率差距。如果β<0，则表明植物新品种保护有利于收敛南北农业生产率差距。系数γk表示发展中国家生产要素投入因素对南北农业生产率差距收敛的影响。如果γk≥0，则表明生产要素投入不利于收敛南北农业生产率差距。如果γk<0，则表明生产要素投入有利于收敛南北农业生产率差距。 在动态面板模型中加入了因变量滞后项Gapi，t-1，并不满足于最小二乘法和极大似然估计等传统计量方法中控制变量严格外生的假定，即误差项与解释变量存在相关性。为解决该问题，本文采用Arellano等[27]提出的广义矩估计方案（Generalized Method of Moments，GMM），将因变量滞后项Gapi，t-1视为内生变量，进一步采用滞后两阶及更高阶的滞后项作为工具变量，通过加权矩阵来解决误差项的相关性，从而得到稳定和可靠的结果[28]。广义矩估计方法可以采用差分GMM和系统GMM两种，但差分GMM易出现弱工具变量等问题。因此，本文选用系统性GMM估计方法，估计基于国家固定效应下的Arellano-Bond动态面板模型，既解决了滞后项的内生性问题，同时也可抵消无法观测的时不变截距项的干扰。
（三）植物新品种保护强度指标测算
如何有效衡量各国植物新品种保护强度是本文进行经验研究的关键。本文参考Campi等[11]的指标构建方案，通过检索国家农业领域内植物新品种保护的立法信息进行指标量化（如表2所示），主要包括五项保护内容，测度标准为：
（1）遵从UPOV法案类型（upov）：根据国家遵从“1961/1972法案”“1978法案”和“1991法案”的类型进行得分，遵从新法案默认遵从之前所有法案，例如，若国家遵从“1991法案”，则得3分。
（2）“免除农民特权”（farmers）：国家是否立法支持“免除农民特权”，即农民不可私自将受保护的种子等植物品种的种植收获品进行二次繁衍或商业用途，完全支持免除得2分，实行不完全限制措施得1分，允许特权存在则为0分。
（3）“免除育种者特权”（breaders）：国家立法是否支持“免除育种者特权”，即其他育种者不可在无授权情况下对受保护植物品种进行试验和改良，支持免除得1分，否则为0分。
（4）植物品种保护周期（duration）：根据各国植物新品种保护的时间年限进行得分，保护周期在15～35年之间。
（5）专利保护范围（scope）：国家是否对食品、动植物、微生物、药物、特定植物品种五方面实行专利保护，专利保护每覆盖一项得1分。
最后，对各项子指标得分进行标准化处理，计算公式为：
Ki，t=[ki，t-min（ki）]/[max（ki）-min（ki）]，其中，
ki，t为各项子指标的历年分值，
Ki，t为标准化后的分值（0到1之间）。在此基础上，对五项子指标的分值进行加总，可得出样本国家历年的植物新品种保护强度（0到5之间）。
本文依据上述指标构建方案测度了50个发展中国家1961—2017年的植物新品种保护强度，进一步绘制箱型变化图进行分析（如图1）。可以看出，发展中国家植物新品种保护强度总体呈现出稳定增长的趋势。在1990年之前，发展中国家植物新品种保护制度的普及程度和建设水平相对较低，但在1990年之后的TRIPS协定生效后，发展中国家植物新品种保护强度得到明显提升。
（四）数据信息来源
本文选取的样本范围为50个典型发展中国家
样本国家包括：阿尔巴尼亚、阿根廷、亚美尼亚、巴巴多斯、玻利维亚（多民族国）、巴西、伯利兹、文莱达鲁萨兰国、缅甸、柬埔寨、智利、中国、哥伦比亚、哥斯达黎加、克罗地亚、多米尼加共和国、厄瓜多尔、印度尼西亚、以色列、哈萨克斯坦、约旦、肯尼亚、吉尔吉斯斯坦、老挝、马来西亚、墨西哥、摩尔多瓦、摩洛哥、尼加拉瓜、巴基斯坦、巴拿马、巴拉圭、秘魯、菲律宾、俄罗斯、卢旺达、沙特阿拉伯、印度、越南、南非、津巴布韦、塔吉克斯坦、泰国、特立尼达和多巴哥、突尼斯、土耳其、乌克兰、坦桑尼亚、乌拉圭、赞比亚。1961—2017年的面板数据。由于部分国家特定农作物的单位产量数据在1961—1992年存在不同程度的缺失，在无法很好补全数据的情况下，最终采用非平衡面板数据。本文选取数据集的时间跨度较长，为消除短期周期性波动对估计结果造成的误差，采取样本分期的方法，对各指标每三年取平均值处理，即1961、1962、1963三年取平均记作第1期t1，1964、1965、1966三年记作第2期t2，以此类推，共计19期。
本文选取变量的数据来源：谷类作物单位产量、可耕地面积、可灌溉耕地面积数据来源于FAO数据库（faostat.fao.org/）;
有关植物新品种保护各项立法信息数据来源于UPOV网站（upov.int/upovlex/en/notifications.jsp）、
农民权利数据库（www.farmersrights.org/database）、
知识产权法律和条约数据库（www.wipo.int/wipolex）、
世界法律指南（www.lexadin.nl/wlg/）;
人力资本水平、人均GDP数据来源于佩恩世界表（www.rug.nl/ggdc/productivity/pwt/）;
氮、磷、钾肥料投入总量数据来源于国际化肥产业协会（www.ifastat.org）。
四、实证估计和结果分析
（一）基准回归检验
表3报告了基准模型的系统GMM回归结果，各个回归均通过了残差序列相关性检验和Sargan检验，表明模型中误差项不存在序列相关性，保证了工具变量的有效性。在谷类作物总体以及各分类样本中，Gapi，t-1的系数值α均显著为负，这表明在过去的60年间，发展中国家与领先国家间的谷类农作物生产率差距不断降低。其中，燕麦和大米的降低趋势较快，尤其是燕麦的系数值更贴近于0。相对而言，大麦、小麦、高粱和玉米的生产率差距的降低速度相对较慢。初始差距ΔYi，0的系数值χ大多显著为负，验证了发展中国家“后发优势”的追赶效应显著存在，即南北初始农业生产率差距越大，越有利于发展中国家技术追赶，但也存在小麦、燕麦和玉米等大田类农作物，并不存在显著的后发追赶效应，这可能是由于不同农作物的农业技术推广和技术替代障碍有关。发展中国家的农作物生产大多以传统耕作模式为主，这使得跨国公司的现代生产技术转移会造成其传统部门的“不适应性”，尤其是在发展中国家农业资本和基础设施建设不足的条件下，使得部分农作物很难发挥出“后发优势”的追赶效应。 核心解释变量ipri，t的系数值β大多显著为负值，表明发展中国家植物新品种保护有利于缩小南北谷类作物的生产率差距。可见，发展中国家植物新品种保护的提高虽然在一定程度上会限制种子复制、技术模仿和衍生品培育等技术溢出行为，但更有利于降低技术壁垒限制而促进技术转移，这有助于收敛与发达国家间的农业生产率差距。通过对比不同谷类作物回归样本中ipri，t的系数值大小和显著性可看出，植物新品种保护对不同农作物的生产率差距收敛效果存在产品异质性特征。受生物遗传资源特性、生产条件门槛以及农业技术适应性等因素的影响，不同农作物的育种研发创新活动对植物新品种保护的敏感程度不同，使得其受技术溢出和技术转移影响效果存在较大差距[29]。例如，易受模仿威胁的农作物对植物新品种保护制度更为敏感，像小米、大麦和小麦等公开授粉的非杂交谷类作物，不需要“反向工程”，可直接被其他生产者和育种者进行二次复制。植物新品种保护则有利于保护该类农作物的产权利益，降低了领先国家技术转移活动的市场监管成本，促进其通过FDI、专利转让或出售种子等形式向追随国家开展技术转移活动。而对于像燕麦、高粱、玉米和大米等，受杂交技术、转基因技术应用等限制，其受到的模仿威胁通常较弱，这使得植物新品种保护制度对该类农作物的农业技术转移的影响贡献相对较小[30]。从回归结果也可看出，ipri，t在玉米和大米样本中的影响贡献值较低，在高粱和燕麦中不仅贡献值低，还表现出非显著性。
农业生产要素投入有关的控制变量大多为国家层面的总体平均指标，而并非是针对某类作物的特定生产要素投入。因此，其估计系数可能无法准确反映对某类作物的影响水平，但在一定程度上有效控制了发展中国家生产资料投入对南北农业生产率差距收敛性的影响。hci，t的系数值γ1大多显著为正，这表明发展中国家人力资本水平的提高并没有缩小南北农业生产率差距，主要原因在于，相比发达国家而言，发展中国家对农业自主研发投入力度和激励机制不足，造成了人力资本水平与农业生产率增长不成正比。lnlandi，t的系数值γ2在谷类作物总体和各分类样本中基本表现为正向和不显著状态，这表明了发展中国家土地面积的扩张并没有显著改善农业生产率差距状态。发展中国家会迫于人口高速增长和土地质量退化等压力，选择不断扩张农业用地规模来应对粮食供应不足，但由于其对提高农业生产技术的重视不足以及土地盲目扩张造成的生态环境破坏等问题，这使得农业用地扩张并未有效改善发展中国家的粮食安全水平。lnpgdpi，t和fertili，t的系数值γ3、γ4大多显示为负值，这表明发展中国家提高经济发展水平和肥料等生产要素投入，有利于缩小南北农业生产率差距。
（二）植物新品种保护体系各项子指标检验
为进一步检验植物新品种保护体系的各项子指标对南北农业生产率差距收敛的影响效果，本文将遵从UPOV法案、免除农民特权、免除育种者特权、扩大植物品种保护周期和专利保护范围五项指标代入模型进行回归检验，结果如表4所示。upovi，t的系数值在谷类总体样本中并不显著，但在大麦、玉米、高粱和小麦样本中显著为负，可看出，发展中国家遵从UPOV法案有利于促进部分谷类作物的生产率差距追赶，这意味着发展中国家加入UPOV在一定程度上有助于农业技术合作和交流活动，进而改善其粮食安全水平。farmersi，t和durationi，t的系数值在谷类总体和部分子样本中显著为正，可见发展中国家实行免除农民特权和提高植物品种保护周期对农业技术溢出的限制作用更大，通过提高农户、育种企业获取种质资源和生物技术改进方案的外部成本，进而限制了遗传资源分享和衍生品培育等技術转移活动，这并不利于南北农业生产率差距收敛，该结果意味着发展中国家对于实行免除农民特权政策和提高植物品种保护周期时要谨慎对待。breadersi，t和scopei，t的系数值在谷类总体样本中显著为负，这表明了发展中国家实行免除育种者特权和提高专利保护范围通过保护育种创新利益而有利于促进农业技术转移，进而收敛了南北谷类作物总体的生产率差距，但受不同植物的生物特性和技术转移限制等产品异质性影响特征，其在各分类样本中的影响程度和显著性还存在一定差异。
（三）进一步检验：非线性关系
上述研究均为发展中国家植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的平均影响效应，却忽视了知识产权保护与研发创新活动间的非线性关系特征[31-32]。更强的植物新品种保护会提高发达经济体收取知识产权租金的能力，其对技术溢出的抑制效应可能更为明显，进而阻碍了技术转移步伐而加深发达经济体的种业市场垄断地位，这会阻碍发展中国家私营部门的育种研发活动的开展。因此，发展中国家较高的植物新品种保护强度可能并不利于南北农业生产率差距收敛。鉴于此，本文采用了两种方法进行验证：首先，同时将
ipri，t和ipr2i，t代入模型，如果
ipri，t<0且ipr2i，t>0，则证明非线性关系显著存在;其次，通过构造虚拟变量来表示植物新品种保护强度的低、中和高三个层次，分别为
dum0_ipri，t（ipri，t≤1）、
dum1_ipri，t（1<ipri，t≤3）和
dum2_ipri，t（ipri，t>3），进一步将
dum0_ipri，t作为基准，将
dum1_ipri，t和
dum2_ipri，t代入模型进行回归估计。
本文分别对谷类作物总体以及七类农作物集合的多维面板数据进行实证检验和系数对比，回归结果如表5所示。可以看出，在谷类总体和各分类作物集合面板中，ipri，t的系数值均显著为负，而ipr2i，t的系数值则均显著为正，这表明发展中国家植物新品种保护与南北农业生产率差距收敛的非线性关系显著存在，更严格的植物新品种保护强度更易阻碍南方农业技术追赶的边际增长效率。通过观察中、高水平的植物新品种保护强度虚拟变量的系数，dum2_ipri，t的系数绝对值低于dum1_ipri，t，这进一步验证了非线性影响关系的存在性。发展中国家更强的植物新品种保护对技术溢出的抑制效应会更大，进而通过限制技术转移活动而形成技术壁垒限制，所造成的市场垄断势力会减弱南方农业生产率追赶水平。总之，这些结果证明了发展中国家更强的植物新品种保护会降低农业技术追赶的边际增长效率。 五、結论与展望
本文通过构建理论模型和经验研究框架，尝试解析植物新品种保护是否有利于南北农业生产率差距收敛，进而有助于了解发展中国家实行植物新品种保护对其粮食安全水平的影响。理论研究表明：发展中国家植物新品种保护是否有利于促进南北农业生产率差距收敛取决于对技术溢出和技术转移的影响程度大小，如果植物新品种保护对农业技术转移的积极影响大于对技术溢出的抑制作用，则有利于降低技术壁垒限制而收敛南北农业生产率差距。在理论研究基础上，本文以1961—2017年50个发展中国家的谷类作物生产率为研究对象，利用系统GMM计量方法检验植物新品种保护对南北农业生产率差距收敛的影响。经验研究结果表明：发展中国家植物新品种保护有利于南北谷类作物生产率差距收敛，这意味着改善了发展中国家粮食安全水平;发展中国家遵循UPOV法案、免除育种者特权和扩大专利保护范围有利于缩小南北农业生产率差距，而免除农民特权和提高植物新品种保护周期在一定程度上会限制农业技术追赶;发展中国家植物新品种保护强度与南北农业生产率差距收敛性之间存在非线性特征，更强的保护强度会限制技术溢出而降低技术转移步伐，减缓发展中国家农业生产率追赶的边际增长效应。
对于发展中国家而言，如何根据自身农业发展特点建立合理的植物新品种保护强度，摆脱外部技术壁垒限制和内部创新激励不足，进而提升国内农业研发体系的创新绩效，这对于解决粮食安全问题和农业经济可持续发展十分关键。发展中国家应积极规范和健全植物新品种保护制度体系建设，改变“被迫”提供保护的局面，需要注意的是，要合理规划制度建设的步伐，而不是盲目提升保护强度，通过不断开展国内种业市场调研以及借鉴发达国家的成功经验，制定符合市场规律的知识产权发展战略。还要加强与UPOV成员国间的技术合作交流，尤其是要建立国家和区域间的产业联动以及双边和多边惠益分享机制，通过技术专利许可、外资引进等手段合理利用并发挥遗传资源优势，摆脱国外发达经济体农业技术的垄断和壁垒限制，提升国内种业研发体系的创新绩效和技术追赶。当然，本文的研究也存在一定局限性。由于发展中国家农业经济发展的相关数据信息统计不足，本文只针对于南北农业生产率差距趋同性展开研究，这并不是对发展中国家农业经济发展影响的全貌。农业经济的发展体现在许多方面，还包括农业自主研发能力、农产品贸易以及农业金融发展等。因此，如何更好地权衡发展中国家植物新品种保护对改善粮食安全的影响，还有待于进一步研究和探索。
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責任编辑、校对： 李再扬
Does the Protection of New Plant Varieties Promote Convergence of Agricultural Productivity Gap Between North and South？
ZHANG Linchen， DONG Yinguo
（School of Business， East China University of Science and Technology， Shanghai 200237， China）
Abstract： By constructing theoretical model and empirical research framework， this paper explores whether the implementation of protection of new plant varieties in developing countries is conducive to the convergence of agricultural productivity gap between them and developed countries. The results show that： the protection of new plant varieties in developing countries is conducive to the convergence of agricultural productivity gap between the North and the South， which means that the positive impact of protection of new plant varieties on technology transfer is greater than the inhibition on technology spillover. In the developing countries， complying with the UPOV act， exempting breeders’ privileges and expanding the scope of patent protection have a positive impact on agricultural productivity catch-up， while exempting farmers’ privileges and improving the protection cycle of plant varieties have a certain inhibitory effect on agricultural productivity catch-up. This paper further studies and finds that there is a non-linear characteristic between the protection of new plant varieties and the catch-up of agricultural productivity in the developing countries， and stricter protection intensity will reduce the marginal growth efficiency of agricultural technology catch-up.
Keywords： protection of new plant varieties; agricultural technology transfer; food security; cereal crops; agricultural productivity; dynamic panel model