城市創新能力的溢出效應與空間分布

摘 要：城市創新能力的溢出受地理距離的限制，形成以創新能力強的城市為中心、創新能力弱的城市在邊緣的“中心—邊緣”空間格局。利用新經濟地理學的空間自相關模型，分析江蘇省13城市創新能力的空間分布特征，結果表明：城市創新能力具有明顯的區域差異性，空間分布對創新型城市的發展有重要影響，城市之間呈現較強的空間依賴性和差異性，并初步形成了創新集群的“核心—邊緣”空間分布格局。要實現創新型城市的快速健康發展，應打破空間約束，增強城市間技術創新的溢出效應，進而促進自身創新能力的提高。

關鍵詞：創新型城市；城市創新能力；創新集群；空間自相關模型；“中心—邊緣”空間格局；空間依賴性；區域差異性

中圖分類號：F061.5；F12753 文獻標志碼：A 文章編號：1674-8131（2012）02-0088-07

The Spillover Effect and Spatial Distribution

of the Urban Innovation Capacity

—Empirical Analysis of 13 Cities of Jiangsu ProvinceSUN Ying

(Economics School， Xuzhou Institute of Technology， Jiangsu Xuzhou 221008， China)

Abstract: Urban innovation spillover is limited by geographic distance， as a result， “center-edge” spatial pattern by regarding the cities which have strong innovative capacity as centers and the cities which have weak innovative capacity as edges is formed. New economic-geography spatial auto-correlation model is used to analyze spatial distribution characteristics of innovative capacity in 13 cities of Jiangsu Province， the results show that urban innovative capacity has obvious regional difference， that spatial distribution has important influence on innovative cities development， that relatively strong spatial dependence and difference between cities is demonstrated and that “core-edge” spatial distribution pattern in innovative clusters is initially formed. In order to realize fast and healthy development of innovative cities， China should break spatial limitation， enhance technical spillover effect between cities and promote self-innovative capacity.

Key words: innovative city; urban innovative capacity; innovative cluster; spatial auto-correlation model; “center-edge” spatial pattern; spatial dependence; regional difference

一、引言

創新已經成為促進經濟增長的重要因素，創新能力的高低直接決定了一個國家或地區核心競爭力。而創新活動不具有絕對的排他性和競爭性，同時還受地理因素的影響。因此，人們開始越來越多地關注創新的空間集群現象和空間溢出效應。國內外有關創新溢出的文獻大多側重于創新溢出的內涵和測度，對創新空間溢出的研究側重于探討創新空間溢出的機制及創新空間溢出效應的影響等方面（Griffith，2000；吳玉鳴，2007；柴志賢，2010）。其中也有不少經濟學家研究區域內部的知識溢出情況，基于中心地理論來討論知識溢出，強調創新溢出具有擴散性質（Varga，2000）。

孫 穎：城市創新能力的溢出效應與空間分布從對我國的研究來看，大多數研究都集中于對省域創新溢出能力的分析，對于同一個省份或地區內部城市間的創新能力溢出機制研究并不多見。目前，東部沿海地區，如江蘇等省份大都在“十二五”規劃中提出了建設創新型省份，這也對省內城市創新能力的提高提出了新的要求。因此，研究城市層面的創新能力差異及空間溢出機制具有重要的現實意義和理論價值。江蘇省的區域創新能力位居全國之首，但它同時又是一個典型的區域內部經濟發展不平衡的省份，在其省內各城市的創新能力是否也和經濟一樣呈現不均衡的空間分布YING（2000）利用探索性空間數據分析（ESDA）中國1978—1994年省域空間經濟的擴散效應，從“中心—外圍”的視角進行了省域鄰接空間相關分析，結果表明中國大陸沿海與內陸省域之間增長的非均衡經濟溢出效應的假設不能被拒絕，證實了中國經濟實踐中存在弗里德曼的“中心—外圍”空間相互作用。 ？這種空間格局是否約束了城市創新能力的發展？應如何從空間布局角度提高城市的創新能力？本文將分析江蘇省13地市創新能力的空間分布特征，探討城市創新能力溢出的作用機制，進而提出打破空間約束、提高城市創新能力的路徑建議。

二、城市創新能力溢出的作用機制與空間計量方法

1.城市創新能力溢出的作用機制

創新過程是新知識和新技術產生的過程，而知識和技術不同于其他商品，很難完全競爭和完全排他，在使用和流動過程中難免會出現溢出現象。有學者將創新外溢分為企業、產業、區域及國際溢出四大空間尺度（竇雪霞，2009）。我們主要考察的是城市間的區域創新能力溢出，也就是區域間的溢出。區域間溢出表現為區域之間的創新活動相互影響：創新能力較強的區域與其他地區之間往往形成一定的創新位勢差，其知識創新有向其他地區流動和溢出的動力和訴求；而創新能力弱的地區也會積極模仿先進的技術創新，從而提升自己的綜合競爭力。城市間的這一互動過程就形成了城市創新溢出，一般來說，距離相近的城市之間的溢出成本較低當然還存在一些其他影響溢出的因素，如經濟水平、產業RD投入強度、公共科研機構知識溢出水平、技術差距、吸收能力等。 ，更容易發生知識溢出，隨著城市間技術差距的縮小，創新效率逐步接近。但如果落后城市不能自主創新，其與領先城市的差距縮小到一定水平后將不再繼續縮小，因此城市之間也就不可能達到創新水平的完全一致（王立平，2008；魏守華，2011）。由于創新溢出受到地理距離的限制，離創新城市越近的地區越容易分享其知識溢出，離得越遠的地區其受影響程度就越小;這樣，隨著創新效率逐步接近，就形成了以創新能力強的城市為中心、創新能力弱的城市在邊緣的“中心—邊緣”空間格局。

2.城市創新能力的空間計量方法

新經濟地理學認為創新溢出效應受到地理距離和創新能力的影響。創新區域對鄰近地區的溢出效應要大于對地理距離較遠的地區，如果該區域創新能力越強，那么其溢出效應就越大，影響的距離就越遠。因此，鄰近區域之間的創新能力必然存在空間自相關。對同一區域而言，如果區域內的城市間創新溢出效應明顯，那么就說明該區域內部存在較強的局部空間自相關。因此，利用空間自相關模型能夠有效地對區域間及區域內部的創新空間溢出效應進行實證檢驗?？臻g統計學一般使用Moran（1950）構建的Moran’s I指數衡量空間自相關，其公式形式如下：

n為地區總數。Wij為二進制的鄰接空間權值矩陣，表示其中的任一元素，采用鄰接標準或距離標準，其目的是定義空間對象的相互鄰接關系；一般的鄰接標準為兩個地區相鄰取值為1，否則為0。I可看作各地區觀測值的乘積和，其取值范圍為-1≤I≤1。若各地區間經濟行為為空間正相關，I的數值應當較大；負相關則較?。▍怯聒Q，2008）。

三、江蘇省13地市創新能力空間特征分析

1.江蘇省城市創新能力概況

2010年江蘇省科技進步貢獻率達54%，區域創新能力居全國第一，但江蘇省的南北區域經濟呈現典型的不平衡特征。為了測度13地市創新活動的地理集中情況，我們比較了專利申請和受理數的絕對數及其排序，結果表明江蘇省的創新活動在地理上高度集中于蘇南各地市。從圖1中可以看出，2006—2010年間，蘇中各市的創新活動雖然較蘇南各市在總量上還有很大差距，但增速有較大的提高；而蘇北城市的創新能力與蘇南各城市之間的差距有所拉大，增速也有所放緩，區域內部的差距變化不大。

圖1 “十一五”期間江蘇省13地市毎十萬人專利申請和受理數比較

2.江蘇省城市創新能力的空間計量分析

為了更直觀地觀察和描述創新行為在江蘇省內的空間格局和分布模式，我們以江蘇省13地市作為空間觀測單元，將2005—2010年每十萬人專利申請數的平均數（取對數）作為創新傾向的衡量指標，通過四分位圖對創新（PAT）集群的地理空間格局進行描述，然后采用空間自相關Moran’s I及局域Moran’s I散點圖來刻畫城市創新行為在空間上是否存在自相關及集群現象；最后通過城市創新行為的空間關聯局域指標LISA描述創新活動空間局域集群的現狀。

（1）江蘇省城市創新活動的空間分布描述

圖2是江蘇省13個城市創新在地理空間上的四分位分布圖，城市創新活動按照其活躍程度分為四個級別，其中無錫、常州、蘇州、鎮江位于第四級排列（4th range），它們是創新活動最活躍的地區；位于第三級（3rd range）的是南京、揚州、南通3個城市；徐州、淮安和泰州位于第二級，屬于創新活動不太活躍的區域；而處于第一級的3個城市分別是連云港、宿遷、鹽城，其創新能力最差。從圖2的分布中，我們也可以直觀地看出，與蘇北中心城市徐州市毗鄰的是創新能力最差的3個城市，造成了徐州與創新能力較強的其他城市的分割，這不利于徐州分享發達城市的知識和技術溢出，對其創新城市的發展造成了一定的制約。

圖2 2005—2010年江蘇省13地市創新行為地理分布的四分位圖

（2）江蘇省城市創新行為的空間依賴性及集群檢測

利用2005—2010年江蘇省13個地市的城市創新數據，通過Geodata軟件的空間自相關指數計算功能，計算出其Moran’s I；對13個地市的創新進行全域相關性分析發現，Moran’s I為 0.4924，正態統計量Z值大于正態分布函數0.05水平下的數值（1.65）。這說明，江蘇省的13地市在地理空間上存在顯著的正相關關系，也就是彼此之間有一定的空間依賴性，創新行為在空間分布上并不是隨機分布的，具有一定的規律。較高創新能力的城市相對地趨于與較高創新能力的城市相靠近，而較低創新能力的城市相對地趨于與較低創新能力的城市相靠近。因此，從整體上講，城市創新行為在空間上表現出一定程度的創新集群。

圖3顯示出了江蘇省13地市的創新行為位于四個象限內城市空間Moran’s I散點分布格局圖。可以看出，這些城市表現的共同特征是在地理空間上顯示了正的空間自相關。南京、鎮江、無錫、常州、蘇州、南通城市位于第一象限，是正自相關關系的集群（HH），表現為強強相連，創新活動多的城市被創新活動多的其他城市所包圍，是創新能力較強的區域，主要集中于蘇南；第三象限為宿遷、徐州、連云港和淮安，也為正的空間自相關的關系（LL），但是表現為弱弱相連，創新活動不活躍的城市被其他同樣不活躍的城市所包圍；揚州位于第四象限，表現為負的空間自相關關系（HL），說明其為創新活躍的城市，但是被創新活動較弱的其他城市所包圍。而泰州市和鹽城比較特殊，泰州位于第一象限和第二象限的交界處，鹽城位于第二和第三交界處，其空間相關關系不明顯。

從圖中我們可以看出，江蘇省13地市中有10個城市位于第一和第三象限內，且位于第一象限（HH）聯合的城市數目（6個）要多于第三象限（LL）的城市數目（4個），這說明江蘇省的城市創新行為在地理空間的分布上存在著較強的依賴性和差異性，初步形成了創新集群的“核心—邊緣”空間分布格局。

圖3 2005—2010年江蘇省13地市城市創新行為的Moran’s I散點圖

（3）城市創新行為的局域空間自相關指標LISA分析

由于Moran’s I散點圖沒有給出城市創新局域顯著性水平的具體數值，因此，需要進一步測算局域空間自相關LISA顯著性水平和局域統計值，以深入研究13地市創新行為空間分布的格局及其成因。江蘇省13地市城市2004—2010年創新行為的局域空間自相關LISA顯著性水平圖和LISA集群圖如圖4和圖5所示。

圖4顯示了2005到2010年江蘇省13個地市創新行為的局域空間自相關LISA顯著性水平?？臻g自相關檢驗表現為顯著性的LISA城市用不同顏色標注，對應于Moran’s I散點圖不同象限的城市。結果發現，徐州、連云港和蘇州的創新行為通過了1%水平的顯著性檢驗，而無錫、淮安和宿遷的創新行為通過了5%的顯著性檢驗。

從圖5顯示的LISA分析結果可以看出，南京、無錫、蘇州3個城市的創新行為顯示出了顯著的HH集群，反映了正的空間關聯的全域性趨勢，而徐州、宿遷和連云港表現出顯著的LL集群，創新行為弱化；其他大多數城市處于LH或HL集群，處于負的空間自相關關系創新行為過程中。圖4 江蘇省13地市城市創新行為的局域空間自相關LISA顯著性水平圖圖5 江蘇省13地市城市創新行為的局域空間自相關LISA分析結果

四、打破空間束縛，提高城市創新能力的路徑建議

從以上的分析中我們可以看出，江蘇省的城市創新能力受到地理因素的影響，創新活動具有典型的地理溢出效應。因此，要想提高城市創新能力，可以從以下幾個方面入手：

1.政府應充當“搭橋拆墻”的角色，鼓勵“跨界”的研發行為

政府需要提高自身的創新能力、學習的主觀能動性和分享知識的能力，重視創新活動中的知識分享互動的過程。政府應當充當“搭橋拆墻”的角色，通過多開展協作項目，鼓勵研發活動的“跨界行為”，尤其是加強區域間創新能力強的城市的合作。要想取得跨界合作的成功，就必須加強政府、企業之間的聯合能力，要重塑政府、企業研發機構之間的信任，尤其是跨區域的信任（鐘堅，2009）。江蘇省蘇北與蘇南各城市之間地理位置相隔較遠，且企業文化理念存在差異，因此，加強溝通和交流，建立信任基礎尤為重要。政府要利用自身的優勢資源，通過法律、經濟等各種手段，積極引導大學、科研院所與企業之間的聯合，尤其是與發達城市的聯合，進行更多的研發“跨界”行為。

2.建立基于產業集群的區域創新系統

產業集群會影響區域創新的績效，而且產業集群強調產業間和產業內部的合作與交流，具有打破地理空間界限束縛的動力。例如，徐州市是一個重要的機械產業基地，擁有眾多具有特色的產業集群。因此，在發展創新型城市過程中，可基于產業集群形成區域創新系統，實施集群導向戰略，引導各類產業集群良性發展，并推進優勢產業集群與本地區技術系統有效融合（于建平，2005）。以集群為基礎，發展區域創新共生環境，推進區域創新系統逐漸形成和完善，提高區域創新能力。以集群導向為原則建設創新型城市，還需要為產業集群創建行業技術平臺，提高行業共性創新技術的供給能力；同時，還需理順投融資體系，以壯大發展區域產業集群。

3.推動產業聯系，搭建產學研之間的共生界面

政府可以借助國家和省市各級科技計劃和科研項目基金等平臺，鼓勵產學研相結合，鼓勵跨區域研發合作，并采取一些鼓勵措施促使高校和研究機構積極地去尋求面向企業生產實際的科研課題。此外，還可以通過構筑社會化的科技服務網絡，促進技術和人員的流動，消除地理空間界限對知識創新及其溢出的約束，幫助企業建立依靠科技推動發展的動力機制；同時，充分利用網絡機制發揮中介作用，疏通人才、成果與信息的引入、應用渠道。

4.創新制度，興建基礎設施，構建開放式的產業自主創新平臺

政府需高度重視制度創新，營造適宜的制度環境驅動技術創新，通過外引內聯等多種方式改善基礎設施與創業、創新環境。此外，在加強與外界聯系、打破空間束縛的同時，各城市還要注重自身自主創新能力的提高，構筑有效的產業自主創新平臺，將引進與創新相結合，更突出自主原則，以創新為主，引進為輔，以引進推進創新進程，以創新提高效率（鐘堅，2009）。創新離不開開放，封閉式的創新平臺的構建非但不能強化其產業自主性，反而會因為信息、技術等多方面要素的不流動而形成運行上的障礙。

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（責任編校：南 北）