中心城市科技資源集聚輻射力評價

焦繼文，郭寶潔

(山東大學 管理學院，濟南 250100）

0 引言

科技資源集聚作為一種重要的要素集聚，產生明顯的社會經濟效益，已為各國所關注。我國以長江三角洲經濟圈、環渤海經濟圈和珠江三角洲經濟圈為首的東部地區聚集了大量的科技資源，成為經濟資源和科技資源互相促進的最有活力的集聚區和增長極。通過分析中心城市的科技資源集聚情況與科技資源集聚輻射格局，有利于實現國家范圍內科技發展結構的優化，促進區域科技與經濟的協調可持續發展。

從廣義的角度，科技資源主要包括四個方面，即科技人力資源、科技財力資源、科技物力資源和科技信息資源。而科技資源集聚就是構成科技資源的各類要素通過人類活動集聚在一起，在特定地區內產生集聚效應，其最終價值主要體現在推動經濟發展和生產力的進步，共同增進科技實力與經濟實力。基于此，本文通過建立較全面的科技資源集聚衡量指標體系，利用因子分析法測量主要科技城市的科技資源集聚度，引入區域理論中威爾遜模型計算具有科技輻射能力城市的輻射半徑，分析了不同區域的輻射格局，為我國區域間協調可持續發展提供參考。

1 科技資源集聚度的度量

1.1 構建科技資源集聚度的衡量指標體系

影響科技資源集聚的因素主要包括經濟發展水平，基礎設施，高校、科研院所、企業等科技資源集聚載體。科技資源主要包括科技人力資源、科技財力資源、科技物力資源和科技信息資源四個方面。為增加指標的可比性，采用人均和地均指標來進行衡量。根據影響科技資源集聚的因素，選取八個指標來衡量科技資源集聚度，包括各城市GDP、固定資產投資、R&D人員全時當量、R&D經費、專利申請量、專利授權量、技術合同額和高等學校在校生人數。

由于所評價的是科技資源集聚度，集聚可以理解為地域和人口的集中，同時人是附著在土地表面生存，地均指標和人均指標也有一定的共通性，所以選擇土地和人口兩個維度來構建指標體系。

1.2 樣本城市和數據來源

基于城市經濟及科技發展程度的分析和2011年度中國城市科學發展指數排名，同時考慮三大經濟圈和四大經濟地帶的區域代表性，選擇經濟及科技發展水平較高的28個城市來進行分析，它們是北京、石家莊、天津、濟南、青島、大連、沈陽、上海、杭州、蘇州、南京、無錫、溫州、寧波、福州、廈門、廣州、深圳、合肥、南昌、鄭州、長沙、重慶、成都、武漢、西安、哈爾濱和長春。數據來源于《中國科技統計年鑒2011》、《中國統計年鑒2011》以及二十八個城市的城市統計年鑒與國民經濟和社會發展統計公報。

表1 科技資源集聚度衡量指標體系

1.3 城市科技資源集聚度的測定

通過因子分析法對28個城市科技資源集聚度進行計算和分析。具體計算過程如下。

表2 方差貢獻分析表

表2中旋轉后前四個公共因子特征值大于1，累計方差貢獻率為87.13%，故提取前四個因子做進一步分析。通過對公共因子進行方差最大化正交旋轉，得到旋轉后的因子載荷矩陣，各因子的系數向量（x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x8,x9,x10,x11,x12,x13,x14,x15,x16）分別為：

（.953,.458,.810,-.325,.949,.578,.921,.423,.861,.202,.84 0,.205,.369,-.031,.296,-.194,），

（.160,.147,.176,-.170,.211,.546,.339,.791,.121,.09 7,.089,.045,.876,.974,.261,052），

（.203,.736,.281,.270,.071,.113,.081,.177,.428,.901,.456,.898,.032,.051,-.226,-.375），

（-.085,.266,.271,.667,-.103,.216,-.083,.250,-.205,-.16 9,-.226,-.203,-.088,-.017,.704,.781）

可見，第一主因子在指標X1、X3、X5、X6、X7、X9和X11有較大載荷，可以歸為一類。第二、三和四主因子分別在指標X8、X13、X14，X2、X10、X12及X4、X15、X16上有較大載荷。

各因子得分同樣使用行向量表示為：

（.214,-.003,.168,-.087,.224,.060,.192,-.038,.154,-.109,.148,-.100,-.057,-.192,.099,.020）

（-.085,-.027,-.083,-.078,-.061,.133,.002,.272,-.0 72,.038,-.081,.016,.350,.461,.001,-.018）

（-.066,.287,.023,.230,-.127,-.016,-.114,.046,.041,.367,.055,.361,-.039,.042,-.087,-.073）

（-.013,.207,.180,.388,-.038,.095,-.039,.091,-.058,-.017,-.065,-.031,-.113,-.095,.346,.379）

由因子得分向量和原始數據，算出28個城市的主因子得分，再以各因子方差貢獻率占四個因子總方差貢獻率之比作為權重進行加權匯總，得出各城市綜合因子得分F。

F=（37.094*F1+18.826*F2+18.724*F3+12.486*F4）/87.13

表3 各城市科技資源集聚度得分

由表3可知，28個城市中，深圳、上海、南京、北京、無錫、廣州、蘇州、武漢、天津、廈門、杭州、西安等12個城市的綜合因子得分大于零，具有科技輻射功能。其中，深圳市排名遙遙領先于其他各省，主要是因為深圳土地面積小，地均指標數據較高，導致得分較高。

2 中心城市科技資源輻射力評價

2.1 輻射半徑的計算

科技輻射力常表示各個城市科技資源對周邊其他地區的溢出效應。區域理論中的威爾遜模型可以為科技輻射力問題的解決提供參考。通過威爾遜模型的運用，測算出具有重要科技影響力城市的科技輻射半徑。

威爾遜模型認為，a區域對b區域的資源吸引能力可以表示為：

Tab表示區域a吸引的來自區域b的資源量，Oa表示區域a的資源強度，Db表示區域b的資源總量，rab表示兩區域之間的距離，β表示衰退因子，反應區域影響力的衰減速度。β值越小，衰減速度越慢，當接近于零時，區域的輻射力趨于無窮大。β值越大，衰減速度越快，當接近于無窮大時，區域基本沒有輻射能力。K是歸一化因子，為常數，大多數情況下令K=1。由（1）可見，影響區域資源流動和輻射力的主要因素是衰減因子和距離。

王錚等（2002）在研究人口問題過程中簡化了威爾遜模型，表達式為：

由（2）可知，區域科技資源的吸引能力隨距離的擴大而逐漸變小。θ是一個取定的閥值，當區域對其他地區的科技輻射能力小于此閥值時，可以認為該區域對其他地區失去輻射作用。θ一般是單位數量級的值，由各個城市科技資源集聚度綜合因子最小值決定。比如最小因子得分為0.016，數量級是百分之一，所以0.01為科技資源集聚度綜合因子的閥值。當城市的科技資源集聚度小于0.01時，該城市的科技輻射能力達到極限。

王錚、鄧悅（2002）在研究城市的交通吸引能力及人口流動問題時，發現了β的計算公式：

D為相互作用域的域元尺度，tmax是有輻射能力的最大個數，T為傳遞因子在域元內的平均個數。

對公式（2）兩邊同時取對數，得到

由（4）可知，輻射半徑取決于三個因素：閥值θ、衰退因子β及區域Db的資源量。

本文在研究科技資源輻射強度時，用28個城市的行政土地面積平均數來表示域元面積D，即14531.58平方公里；用城市的個數來表示T，即28；從表5中綜合因子得分F可知有12個城市的因子得分大于零，具有科技資源輻射能力，即tmax為12。將數據代入公式（3），可以得到衰減因子β=0.01792。表5中排名第12位的西安綜合因子得分為0.02486，數量級在百分之一，所以假設科技資源集聚綜合因子的閥值為0.01。城市科技資源集聚強度Db用綜合因子得分來表示。將以上數據代入（4）式可以得到各個城市的科技資源輻射半徑。

表4 各城市科技資源輻射半徑 （單位：公里）及科技資源輻射半徑圖上距離

2.2 輻射域

根據表4，借助Photoshop軟件來直觀描繪綜合因子得分大于零的各個城市的科技輻射域。所選百度地圖的比例尺為1.5:100公里，計算得到圖上距離。

圖1 長江三角洲經濟圈的科技資源輻射域

由圖1可知，長江三角洲經濟圈主要城市的科技資源輻射范圍互相覆蓋，形成了多中心的輻射模式，各輻射區域之間環環相扣，互相影響，中心地帶可以接受來自多個城市的科技資源輻射，基本上形成了一個科技資源共享的網絡。上海市輻射范圍最廣，半徑為245.23公里，可以覆蓋江蘇南部、浙江北部及安徽東部的部分地區。南京、無錫和蘇州是江蘇省的重要輻射中心。蘇州的輻射域包含在上海輻射域內，主要影響江蘇南部、上海和浙江北部地區。南京輻射范圍廣泛，半徑為233.91公里，輻射江蘇省大部分、浙江北部地區，對安徽省東部也有重要影響。杭州的科技輻射域不大，僅局限在浙江省。

長江三角洲地區是中國最大的綜合性工業區，也是我國經濟發展水平最高的區域。相對于其他區域而言，新材料、電子信息制造業、生物工程、光纖通訊等高新技術產業更加突出。2011年，上海高新技術產業工業總產值為7060.047億元，占全市工業總產值比重的21.8%。根據上海市建設國際性大都市的目標和城市總體規劃的要求，需要調整升級部分功能，將一部分功能退出或轉移，這就為長江三角洲其他城市帶來了部分產業替代效應，提供了良好的發展機會。同時，由于長三角多個中心城市與上海區位緊密聯系，在交通、城市服務功能等方面實現對接，增加了城市之間的帶動作用，為科技資源的相互影響提供基礎。

圖2 環渤海經濟圈的科技資源輻射域

由圖2可知，北京市的科技資源輻射半徑為227.31公里，以北京為中心，覆蓋天津全部、河北省大部分及山西小部分地區。天津的科技資源輻射半徑為163.23公里，基本上包含于北京的科技資源輻射域內，影響北京、河北的大部分地區和山東的小部分地區。

環渤海地區包含三省兩市，土地面積廣闊，經濟和科技發達城市分布較為分散，發展水平存在較大差異，資源主要集中在北京和天津，科技資源互動能力較差，還沒有形成像長江三角洲這樣的科技資源共享格局。科技資源總量豐富，但是人均值和地均值不高，科技集聚能力較長三角和珠三角相對較低。

圖3 珠江三角洲經濟圈的科技資源輻射域

由圖3可知，深圳市和廣州市地理位置較接近，均屬珠三角經濟圈。深圳市和廣州市的科技資源輻射半徑分別為289.65公里和180.97公里，其科技資源輻射力基本上可以覆蓋整個廣東省，囊括珠三角經濟圈的所有城市，在區域發展中占有重要位置。廣州市的科技資源輻射域完全被深圳市覆蓋，受深圳的帶動作用明顯。珠三角經濟圈地理位置優越，位于我國東南角，毗鄰香港和澳門，土地面積有限，人口較少，科技資源豐富，人均及地均水平較高，科技資源集聚特點明顯。深圳和廣州的經濟科技發展水平遙遙領先，推動著珠三角地區的經濟增長，但與該區域內其他城市差距較大，其科技資源影響能力也僅局限在本區域，廣東省西部部分地區仍被邊緣化。所以，要利用深圳市和廣州市的龍頭地位，發揮中心城市帶動作用，加強區域間科技資源的互動和共享，提高區域整體的科技資源水平和輻射能力。

廈門作為我國最早實行對外開放的經濟特區之一、兩岸金融服務中心及東南國際航運中心，擁有優越的地理位置，科技輻射半徑為123.02公里，向北覆蓋泉州市，向南覆蓋漳州市，輻射范圍僅局限于福建省東南部，對北部地區影響范圍有限。

圖4 武漢市科技資源輻射域

圖5 西安市科技資源輻射域

從圖4和圖5可以看出，內陸地區的武漢和西安也擁有科技資源輻射能力。武漢的科技資源輻射范圍相對較廣，可影響到臨近的湖南、安徽、河南和江西省。武漢市高等學校眾多，擁有武漢大學、華中科技大學、中國地質大學等著名理工類學校，為科技發展提供了重要載體。西安作為古都，也擁有眾多科研院所和高等學校，科研力量雄厚，但其科技資源輻射半徑有限，僅能輻射到城市周邊區域。

3 結論及建議

通過上述分析，不難得出：

從總體來看，長江三角洲、環渤海及珠江三角洲經濟圈之間的科技資源輻射互動能力較差，科技資源輻射影響范圍只是停留在本區域內，對其他地區基本沒有影響，三大區域之間也存在科技資源的較大競爭。其次，長江三角洲經濟圈地區已經形成了多中心的輻射模式，各輻射區域之間環環相扣。環渤海經濟圈和珠江三角洲經濟圈還沒有在區域范圍內形成科技資源共享的格局，主要依托重點城市的輻射和帶動。

為此，我們認為，應加強區域之間科技資源的良性互動，探索適宜的合作發展模式，從根本上發揮增長極的作用，為帶動其他區域的科技發展提供借鑒和參考。其次，參考長江三角洲經濟圈的多中心科技資源輻射模式，在小區域范圍內，要重點扶持具有科技發展實力和潛力的城市，提高經濟科技發展水平，在區域范圍內形成多個城市科技資源共享及互相影響的格局，促進區域整體科技影響力的提高。

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