浙江省研發產業空間格局演變研究*

姜海寧,許喬波,陳秋羽

(浙江師范大學 地理與環境科學學院,浙江 金華 321004)

?

浙江省研發產業空間格局演變研究*

姜海寧,許喬波,陳秋羽

(浙江師范大學 地理與環境科學學院,浙江 金華 321004)

運用GIS-ESDA分析框架研究了浙江省研發產業空間格局的演變.結果表明：浙江研發產業呈弱集聚格局，且集聚度不斷減小；熱點區、次熱區數量逐漸減少，且逐漸由浙西南向浙東北轉移，而浙西南一直為冷點區；增長的集聚現象不顯著，其增長的熱點區分布與上述熱點區格局比較相似；研發產業總體空間差異不斷降低，且影響整個空間尺度因隨機因素引起的空間差異日益減小，空間連續性和自組織性逐漸增強；從各方向發展趨勢看，東南-西北、東-西方向維數較高且逐漸提升，而其他方向日益下降，其中東北-西南方向差異最大.最后從集聚效應、創新環境及技術勢差等3個方面分析其驅動力，并提出相應的對策.

研發產業；空間格局；半變異函數；浙江省

進入21世紀，隨著經濟全球化與知識經濟的發展，國家或地區之間綜合實力的競爭越來越依賴于其研發能力的強弱.在產品生命周期縮短及研發成本提高的背景下，研發活動于20世紀90年代開始呈現明顯外部化傾向[1]，研發產業由此產生.研發產業可以為各產業部門供給研發產品和相關服務[2]，因而有利于區域創新資源的集中，增強自主創新能力，促進產業結構升級，并成為發達國家和地區強力發展的新興高端產業[3].自“研發產業”概念[4]首次被提出以后，與之相關的研究成果也逐漸增多，涵蓋經濟學、管理學及地理學等.國外于20世紀70年代開始展開對研發產業的研究，具體集中于組織結構、空間分布及其影響因素等方面的分析[5].與之相比，國內對于研發產業的研究較晚，而且主要針對其概念與形成[6-8]、發展水平評價[9-10]、環境評價[11-12]、演化路徑[13-14]、主體[15]及與之關聯分析[16-18]等，其中基于地理學視角探討研發產業的空間分布或集聚方面的研究較少，并且其研究尺度主要集中于全國、都市圈、直轄市及省域范圍等，如王承云等對日本[19]、長三角[20]及京津滬渝[5]研發產業空間格局進行了深入的探討，隆宏賢等[21]則對珠三角研發產業空間集聚及其影響因素進行分析，而張仁開等[22]和覃成林[23]則基于中國范圍對研發產業空間差異問題進行分析，張建偉等[24]是基于省域范圍探討研發產業空間格局問題.由此不難發現，目前已有的研究空間尺度一般較大，而基于省域范圍的研發產業空間分布較少.不僅如此，已有的研究假設各空間單元是相互獨立的，而大多忽視其空間自相關性或空間依賴性對其空間分布的影響，而ESDA分析方法可以有效地彌補此不足.在此背景下，通過ESDA相關分析，探討2001—2013年以來浙江省研發產業空間分布演化規律及其影響因素，進而為優化浙江研發產業的布局提供一定的理論參考.

1 研究方法和數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 空間關聯分析

1)Moran′sI指數

該指數檢驗鄰近研究單元之間相似、相異或彼此獨立關系.其值接近1時表明具有相似屬性區域的集聚；值接近-1時表明具有相異屬性區域的集聚；值接近于0，則表示屬性是隨機分布或不存在空間相關性.對Moran′sI結果進行統計檢驗，我們采用Z檢驗，其中E(I)為數學期望.

2)Getis-OrdG*i指數

該指數主要用于識別區域要素的高值簇與低值簇，即熱點區與冷點區的空間格局.如果該指數為正且顯著，表明其屬于高值集聚熱點區；反之,則表明其屬于低值集聚冷點區.

1.1.2 半變異函數分析

半變異函數是描述區域化變量隨機性和結構性的基本手段，是描述樣本點變異值與樣本點間距離的函數[25].除距離外，方向也是半變異函數的重要特征量，即各向同性和各向異性.除此之外，半變異函數還有一個重要參數——分維數D，其值越大，表示由結構性因子引起的空間異質性越大；反之則是由隨機性因子導致的空間異質性就越高[26]，其值愈接近2，表示空間分布愈均衡.

1.2 數據來源

本文借鑒文獻[24]的研究成果，具體選擇專利授予數量來代表地區研發產業發展水平[24,27]，并以縣域尺度作為研究單元.此外，浙江省各縣域的專利數據通過在中華人民共和國知識產權局網站上進行逐一搜索而獲得，其中市區則首先通過分區進行查詢，然后再進行整理統計而得.

2 研發產業的空間特征演變

2.1 總體特征

2.1.1 全局自相關分析

通過測度分析發現，全局Moran′sI值全部為正但較小，變化起伏大且總體呈逐漸縮小趨勢，這說明浙江省研發產業總體呈弱集聚格局，且集聚程度隨著時間的推移而不斷減小.盡管上述4個年份全局Moran′sI的變化在一定程度上說明2001年以來浙江研發產業集聚區發生了一定的演化和遷移現象，但其基本格局總體較穩定，即研發產業在創新能力較強的浙東北地區高度集聚，而在創新能力滯后的浙西南地區，其集聚度較低的局面依然存在.

表1 浙江省研發產業的Moran′s I估計值

注：“***”表示0.01的顯著度；“**”表示0.05的顯著度；“*”表示0.1的顯著度.

2.1.2 局部自相關分析

上述全局Moran′sI指數分析主要針對總體空間特征的分析，因而,為了進一步分析其局部空間集聚情況，本文通過對Getis-OrdG*i測算來分析其集聚熱點區域的變化，并生成空間分布的熱點區演化圖，見圖1.

圖1 浙江省研發產業空間格局的熱點區演化

總體來說，浙江省研發產業熱點區主要集中于浙東北地區，而且隨著時間的推移，其熱點區、次熱區數量總體呈減少的趨勢，具體表現為浙中及浙江東南邊緣地帶的熱點區與次熱區逐漸轉變為次冷區.相對前3個年份來說，2013年發生最大的變化就是次熱區數量驟減，而原來的次熱區轉變成次冷區，并且不斷向寧波市區及其所轄周邊零星縣市、杭州市區等區域集聚，這說明由于杭州、寧波研發環境的不斷優化及集聚經濟效應等因素的影響，浙江研發產業逐漸呈現由浙西南地區向杭州灣沿岸地區轉移，且該趨勢日益顯著.與之相比，浙西南地區在此期間一直被冷點區所覆蓋，其研發產業發展提升幅度較小，在全省研發地位并沒有得到實質性的改變.

2.2 研發產業增長格局特征分析

2.2.1 全局自相關分析

在上述分析的基礎上，本文將上述4個時間斷面劃分為3個時段，對浙江研發產業增長量進行動態分析，具體依然利用Moran′sI指數對其進行測度(見表2)，結果表明，隨著時間的推移，浙江研發產業增長的全局Moran′sI值為正且較小，并呈現“先上升后下降”的變化態勢，而總體呈增大的趨勢，具體由2001—2005年時段的0.015增至2009—2013年時段的0.125，擴大8倍左右，這說明浙江研發產業相鄰空間單元呈弱正相關，但集聚度不斷升高，從趨于無規律的隨機分布向弱集聚格局轉變.

表2 浙江省研發產業增長變化的Moran′s I估計值

注：“***”表示0.001的顯著度；“**”表示0.01的顯著度；“*”表示0.05的顯著度.

2.2.2 局部自相關分析

依然通過對每個時段的Getis-OrdG*i進行測算來表征其空間增長格局，結果表明，浙江省研發產業增長的熱點區分布與上述熱點區格局比較相似，即研發產業集聚區同時也是研發產業增長的熱點區(見圖2).這與傳統認為“它們存在一定的相互關聯性”[25]的結論不同，即某個時段的研發產業冷點區(熱點區)往往會促使該時段研發產業增長的熱點區(冷點區)產生躍遷現象.具體來說，研發產業增長的熱點區數量較少但較穩定，集中于杭州市區與寧波市區2個地區，次熱區分布數量逐年遞減，由2001—2005年時段的8個下降到2005—2009年時段的7個,而后再下降至2009—2013年的2個，呈現由分散向集中的轉變態勢，具體從浙中、浙江東南沿海地帶向浙東北地區，尤其是寧波市區及其所轄部分縣市、杭州市區等地區集聚，而絕大部分浙西南地區主要被冷點區所覆蓋.這說明因集聚經濟效應及區域創新環境差異等因素影響，浙西南地區盡管近年來創新環境得到不斷優化，但研發產業無論是總量還是增長速度均處于劣勢，因而未來較長時間，以杭州市區與寧波市區為代表的浙東北地區研發產業發展仍處于全省的主導地位，與浙西南地區的差距依然會不斷擴大，亟待改善.

3 空間格局演化機理、驅動力及優化對策

3.1 格局演化機理

首先通過將專利授權量賦值至各研究單元幾何中心點，然后將采樣步長定為50 km，并對半變異函數及相關指標進行測度，最后對其Kriging 插值進行分析，見圖3及表3、表4.

1)塊金值、塊金系數和基臺值都出現了不同幅度的降低，這說明隨著時間的推移，其總體空間差異日益下降，并影響整個空間尺度因隨機因素導致的差異逐漸縮小，但由空間相關引起的結構化分異卻逐漸提升.2)研發產業在既定步長下的變程發生“上升→下降→上升”的變化，而整體呈現擴大的態勢，這說明浙江研發產業逐漸向熱點區集聚的同時，其空間關聯效應的影響范圍在不斷擴大.3)除了2009年選擇球形模型外，其他年份都是高斯模型，并且其擬合系數都至少為98%，擬合效果較好，這表示浙江研發產業發展盡管存在一定的隨機性，但其總體空間格局演變的連續性及空間的自組織性越來越強.4)全方向維數值隨著時間的推移而發生起伏，但整體呈減少態勢，不斷遠離均衡理想值，且擬合度較高，這表示其空間差異在逐漸增大；從各方向分維數看，東南-西北、東-西方向的維數值較高且逐漸上升，其中前者數值接近2，而后者數值僅次于前者，這說明東南-西北、東-西方向的均質性較高且不斷提升，尤其是前者均質性最高，趨于均質理想分布，而且提升速度更快.相比之下，東北-西南和南-北方向維數呈下降趨勢，其空間差異不斷擴大，其中東北-西南方向相對最小，差異最大.5)從Kriging插值3D擬合圖可知，隨著時間的推移，浙江省研發產業空間分布形態和內在結構演變具有一定的連續性和規律性.4個年份的圖形峰值主要分布在“杭—甬”沿線地區，成為研發產業的核心集聚區，而且隨著杭州與寧波創新環境不斷優化及集聚經濟效應等因素影響，研發產業有進一步向這兩大集聚中心集中的趨勢，而浙江西南地區一直相對處于凹陷地帶.總體來說，4個年份的圖形存在較大的相似性，均呈現出以浙東北地區隆起、但浙西南邊緣區域凹陷的格局形態隨著時間的推移而變化較小，這表示浙江研發產業已形成穩定的空間格局態勢.

圖2 浙江省研發產業增長格局的熱點區演變

圖3 浙江省研發產業半變異函數演化(左：同向方差擬合圖；右：Kriging 3D插值圖)

2001年2005年2009年2013年變程a3.83E+055.98E+054.16E+054.66E+05塊金值C01.6081.6800.7920.883基臺值C0+C3.9315.4073.3812.901塊金系數C0/(C0+C)0.4090.3110.2340.304擬合模型Model Gaussian Gaussian Spherical Gaussian 決定系數R20.9880.9910.9890.982

表4 浙江省研發產業格局半變異函數分維數

3.2 驅動力分析

3.2.1 集聚效應驅動

與其他產業一樣，研發產業的空間集聚有利于實現資源共享，降低投資風險與研發成本，通過發揮外部規模經濟效益而得到不斷加強，而且以其成功的示范效應來促進當地研發產業的發展.寧波市區、杭州市區始終是浙江經濟最發達、創新能力最強的地區，最早進行研發活動的企業或科研機構等行為主體，通過成功示范效應對該地區潛在的研發機構的孵化與成長起到很大的推動作用，從而形成一定的循環累積效應，進而對跨國研發機構也具有一定的吸引作用.正因為如此，杭州市區與寧波市區的研發產業始終是浙江研發活動最活躍的地區，具體可通過測度各研究單元新授權專利的授權量與原專利授權存量的相關性來證實，結果表明，2001—2005年、2005—2009年及2009—2013年3個時段的新入專利授權量分別與2001年、2005年和2009年的專利授權量均呈線性正相關，其相關性系數R2分別為0.36,0.67和0.77，其數值逐漸上升，這說明浙江各研究單元原專利授權量分布特征對新專利授權量的區位選擇具有顯著影響，即集聚效應是新專利授權量空間分布的重要驅動力.

3.2.2 創新環境驅動

研發創新是企業發展的活力源泉，其過程離不開良好的創新環境條件.創新環境包括硬環境與軟環境，其中前者包括交通基礎設施、通信基礎設施、生產服務設施及創新資金等，而后者則指人口素質、政府政策、市場環境和制度等.相對于麗水、衢州等浙江西南地區來說，以杭州、寧波為中心的浙江東北地區無論是創新硬環境還是軟環境均具有明顯優勢，這也為其自主創新提供良好的溫床，從而成為推動其研發產業快速發展的重要力量.

3.2.3 技術勢差驅動

技術勢差是指不同國家或地區的企業技術水平存在差距.通過諸多研究證實，東道國企業與投資國之間的技術勢差過大，其承接與吸收相關跨國投資企業的能力較低，而只有與之技術勢差較小的東道國或地區才能更加吸引跨國企業的投資.因此，與浙西南相比，以杭州市區、寧波市區及所轄部分縣市為代表的浙東北地區與西方發達國家研發產業的技術勢差相對較小，其對跨國研發產業的承載與吸收能力相對較強，加之外商為了降低投資風險，提高經濟效益，均使得浙東北地區更加傾向于成為跨國研發產業優先選擇的投資區位.

3.3 對策建議

由上述分析知，在未來較長時間內，寧波市區及其所轄部分縣市、杭州市區等研發產業熱點區在浙江省的優勢地位無法動搖，因而,在繼續保持與推進浙東北研發產業的同時，還應當考慮如何提升浙西南地區研發產業的冷點區，進而縮小與上述熱點區間的差距，具體從如下4個方面來展開分析.

3.3.1 加強政策支持與資金投入

如果本土企業在第1期研發競爭中失利的話，那么在第2期研發競爭中更加困難，且要持續投入更多的研發資金，進而造成惡性循環，因此，本土企業初期研發階段往往通過加大資金投入來爭取可能的研發成功[28]，而資金短缺卻成為浙西南本土企業進行研發活動最大的障礙之一.基于此，浙江省政府及當地政府應加大對浙西南本土企業研發政策和資金支持的力度，具體可通過設立專項資金對當地重點產業與重點領域的技術改造和創新進行補助和獎勵，支撐和促進浙西南地區研發產業的跨越式發展.

3.3.2 增強自主創新能力，吸引跨國公司研發投資

隨著經濟全球化與知識經濟的不斷推進，越來越多的跨國研發機構或研發中心開始到浙江進行投資，進而成為全球技術擴散的重要渠道.基于此，浙江省，尤其是浙西南地區應當充分利用世界先進的科技資源，從而更好地增強自主創新能力，縮小與跨國企業之間的技術勢差，進一步吸引跨國研發中心或機構在該地區的投資.

3.3.3 優化企業創新環境

創新環境是各類創新活動生存發展的土壤，而好的創新環境有利于創新思想的孕育和創新成果的形成.相對于浙東北來說，浙西南地區在產業結構、市場機制和居民素質等創新環境指標上明顯處于全省的劣勢，因而應努力優化創新環境，進而為跨國企業研發投資和本土企業研發提供強有力的支撐，同時還應當積極培養和引進高級人才，構建吸納人才的激勵機制，從而為浙西南本土企業及跨國公司的研發活動提供人才資源，進而增強該地區對跨國研發機構的吸引力,并促進本土企業研發產業的發展.

3.3.4 強化跨區域創新合作

因以寧波市區及其所轄部分縣市、杭州市區等為代表的浙東北地區為浙江研發產業最重要的集聚區，因此,浙西南地區應當主動與浙東北地區進行跨區域創新合作，具體是后者通過技術交易、產品和服務示范應用、設立分支機構、跨區域并購、共建園區和創新協作等方式促進自身做大做強的同時，還帶動浙西南地區創新能力的提升.

4 結 論

運用GIS-ESDA空間分析框架，選取2001年、2005年、2009年和2013年4個年份的研發產業為研究指標，具體結合Moran′sI和Getis-OrdG*i、空間變差函數等方法分析浙江省研發產業空間格局演化狀況，結果表明：研發產業分布總體呈弱集聚格局，而且其集聚程度隨著時間的推移而不斷減小，熱點區、次熱區數量逐漸減少，呈現由浙西南地區向寧波市區及其所轄部分縣市、杭州市區等浙東北地區轉移，而廣大的浙西南地區一直被冷點區所覆蓋；研發產業增長格局集聚程度較弱，其熱點區數量較少但相對穩定，主要分布于杭州市區與寧波市區，次熱區則總體呈現由分散布局向浙東北地區集中的轉變態勢，且絕大部分浙西南地區主要被冷點區所覆蓋；研發產業整體空間差異不斷降低，并且影響整個空間尺度由于隨機因素導致的差異在日益縮小，其空間連續性和自組織性都比較好.對各方向發展來說，東南-西北、東-西方向維數較高且逐漸提升，尤其前者趨于均質分布理想值，而其他方向維數值均不斷下降，其中東北-西南方向空間差異度相對最大.最后將其空間格局演化的驅動力歸結為集聚效應、創新環境和技術勢差3個方面，并提出相應的對策建議.盡管如此，與綜合性指標相比，本文的研究指標過于單一，難免會影響對浙江省研發產業的空間格局演變規律的揭示，這也是以后進一步研究的方向.

[1]黃魯成,陳曦.國外研發產業主體運行機制分析[J].科學學與科學技術管理,2006(5):9-13.

[2]張戰仁,杜德斌.上海研發產業發展環境優化潛力及現實挑戰研究[J].中國科技論壇,2010(6):87-93.

[3]鄒文杰.研發產業及其組織形式：日本的實踐與啟示[J].中國經濟問題,2012(7):103-108.

[4]Luger M I,Feller I,Renault C S.Evaluation of maine’s public investment in research & development[M].Chapel Hill:Office of Economics Development University of North Carolina,2001.

[5]王承云,秦健,楊隨.京津滬渝創新型城區研發產業集群研究[J].地理學報,2013,68(8):1097-1109.

[6]高汝熹,張國安,謝曙光.上海R&D產業發展前景[J].上海經濟研究,2001(9):22-28.

[7]杜德斌,周天瑜,王勇,等.世界R&D產業的發展現狀及趨勢[J].世界地理研究,2007(1):1-7.

[8]趙紅光.R&D產業內涵及其形成的動力機制分析[J].中國軟科學,2007(2):66-71.

[9]任偉宏,黃魯成.研發產業發展水平評價研究[J].科學管理研究,2008,26(3):43-46.

[10]夏海力,賈海成,黃瑩.基于因子分析的長三角主要城市研發產業發展綜合評價與分析[J].科技進步與對策,2012,29(21):109-112.

[11]韓霞.北京和上海研發產業發展環境比較研究[J].當代經濟研究,2009(6):44-47.

[12]張戰仁,黃亮,杜德斌.研發產業發展的環境評價及我國重點區域環境比較研究[J].中國科技論壇,2011(9):43-49.

[13]鄒文杰.基于Logistic模型的我國研發產業演化路徑實證研究[J].經濟研究參考,2013(53):82-86.

[14]代明,韓啟鈺,劉俊杰.研發產業演化動力、發展障礙及路徑研究[J].科技進步與對策,2013,30(12):57-62.

[15]黃魯成,陳曦.國外研發產業主體運行機制分析[J].科學學與科學技術管理,2006(5):9-13.

[16]張建偉,杜德斌,張戰仁.研發產業與城市化互動視角下研發城市的構建[J].科學學與科學技術管理,2011,32(5):102-107.

[17]曾琎.研發產業與城市科技競爭力關聯分析[J].科技進步與對策,2013,30(15):80-82.

[18] 張戰仁,杜德斌.研發產業與上海經濟增長的協整與因果互動機制研究[J].軟科學,2009,23(10):91-94.

[19]王承云.日本研發產業的空間集聚與影響因素分析[J].地理學報,2010,65(4):387-396.

[20]王承云,張婷婷.長三角地區研發產業的空間結構演化[J].地理科學進展,2012,31(8):989-996.

[21]隆宏賢,姚楚君.珠三角區域研發產業空間集聚及影響因素研究[J].科技管理研究,2014(7):185-190.

[22]張仁開,杜德斌.中國R&D產業發展的空間差異及地域分類研究[J].地域研究與開發,2006,25(4):20-24.

[23]覃成林.區域R&D產業發展差異分析[J].中國軟科學,2002(7):95-97.

[24]張建偉,趙建吉,張戰仁.江蘇省研發產業空間差異演變研究[J].世界地理研究,2013,22(2):123-130;175.

[25]靳誠,陸玉麒.基于縣域單元的江蘇省經濟空間格局演化[J].地理學報,2009,64(6):713-724.

[26]張雪艷,胡云鋒,莊大方,等.蒙古高原NDVI的空間格局及空間分異[J].地理研究,2009,28(1):10-18．

[27]張建偉,杜德斌,張戰仁.技術學習通道與上海研發產業因果關聯機制分析[J].中國科技論壇,2011(4):56-61.

[28]韓偉杰.跨國公司在華研發特點與國內企業研發的對策[D].成都:電子科技大學,2006.

(責任編輯 杜利民)

Research on spatial pattern evolution of R&D industry in Zhejiang province

JIANG Haining,XU Qiaobo,CHEN Qiuyu

(CollegeofGeographyandEnvironmentSciences,ZhejiangNormalUniversity,Jinhua321004,China)

Based on analysis with ESDA-GIS framework， the spatial pattern evolution of R&D industry at county level in Zhejiang province was studied.The results showed that the overall agglomeration degree of R&D industry was quite low and seemed continue to drop.The number of hotspot regions and sub-hot regions transfer from southwest of Zhejiang to the northeast and gradually dwindle down,while the vast south-west regions of Zhejiang were always cold spot regions.As to the growth framework,the agglomeration phenomenon of R&D industry was not obvious at all,and the growth pattern of hotspot regions was very similar to the spatial pattern of the analysis about hotspot regions.The overall spatial difference of R&D industry tended to be slight,in addition， the spatial framework of R&D industry tended to be more continuous and self-organized， and the spatial variability was contributed to the influencing of the correlation rather than of the random gradually.The homogeneousness of R&D industry in the directions of southeast-northwest and east-west was typical and increased,while the value of fractional dimension in the other direction continued to fall,moreover,the spatial difference in the direction of northeast-southwest was the greatest of all.Furthermore,the driving forces of the spatial pattern of R&D industry in Zhejiang were analyzed,such as the agglomeration effect,innovation environment,technical potential difference and so on.Several corresponding countermeasures were put finally forward.

R&D industry； spatial pattern； semi-variogram function； Zhejiang province

10.16218/j.issn.1001-5051.2016.01.016

??2015-10-16；

2015-10-22

國家自然科學基金資助項目(41501119)；浙江省教育廳一般科研項目(KYZSKY14043)；浙江省社科聯重點項目(2015Z025)；中國博士后科學基金項目(2015M571105)

姜海寧(1982-)，男，江蘇徐州人，講師，博士.主要研究方向:經濟地理.

F301.24

A

1001-5051(2016)01-087-09