城市創新能力與城市化耦合協調分析

馬小芳+梁凱豪+鄭偉

摘 要：采用耦合、協調模型對湖北省12個地級市進行了城市創新能力與城市化進程的分析，得出結論主要有：（1）湖北省城市創新能力和城市化的耦合度總體水平較高，以中、高度耦合城市類型為主。（2）湖北省城市創新能力和城市化的協調度總體水平一般，但時間序列上呈現提升的態勢，總體狀況趨于良性發展；可看出，協調度相對較高的城市主要在武漢市的東南和西北方向。

關鍵詞：城市創新能力；城市化；耦合度；協調度；湖北省

中圖分類號：F062.4 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2017）11-0087-03

引言

創新能力是促進區域經濟長期發展的重要因素，也是城市綜合競爭力的重要標志。Peter Hall（1998）通過研究活躍的大型貿易城市，得出創新是城市在經濟社會發展過程中表現出來的一種特質[1]。Simmie（2001）認為，城市具有的創新這一特質在經濟集聚和全球化的過程中會變為城市資產[2]。2016年8月8日，國務院正式發布《“十三五”國家科技創新規劃》。同時城市化發展為創新能力的提升提供載體。Jacobs（1961）認為城市化對創新產生和知識積累具有幫助，從而間接促進經濟增長[3]。Higgs（1991）研究發現，在1870—1920年間美國城市化水平與專利申請書之間具有密切聯系[4]。程開明（2010）研究發現城市化與技術創新高度正相關[5]。程海森、劉立軍（2014）研究表明，城市化與區域創新能力存在顯著的正向空間效應[6]。劉雷、喻忠磊等（2016）運用耦合模型以山東省為例分析了城市創新能力與城市化水平的關系[7]?？梢娊陙聿簧賹W者都對科技創新能力與城市化發展進行了不同層面的研究，也表明這兩者之間有聯系，同時各位學者的分析方法也有差異。本文主要借助耦合模型來分析湖北省城市創新能力與城市化水平之間的協調關系。湖北是教育大省，歷年來科技創新水平處于國家中上游水平，湖北省的整體城鎮化也在發展，所以研究城市創新能力與城市化水平之間的關系具備一定的實踐研究意義。

一、研究方法與數據處理

（一）研究區域概況

湖北省位于中部偏南、長江中游，占地面積18.59萬平方公里，占全國的1.93%。截至2014年，湖北省常住人口為5 799萬人，人均GDP為47 193元，居全國第13位?！笆濉睍r期，全省上下圍繞創新湖北建設，取得了一系列重大成就，科技創新綜合實力穩步提升。在鄂國家級科技創新平臺數量78家，在鄂兩院院士70人，國家“千人計劃”273人、國家“973”首席科學家70人、獲國家科技獎數量163項，繼續保持全國前列、中西部地區之首，萬人發明專利擁有量由“十一五”末的0.7件增長到4.28件。面對“十三五”的新形勢、新機遇和新挑戰，湖北省有待依靠科技創新抓住并用好新常態蘊涵的新機遇，在科技創新上實現新的突破。

（二）評價指標體系的建構

本文借鑒已有的研究成果[6，7]，基于科學性、可操作性和客觀性等原則，選取4個維度11項指標考察城市創新能力（見表1）。另外，從人口城市化、經濟城市化、社會城市化和空間城市化4個維度10項指標對城市化進行評價。

（三）數據來源與預處理

本文以湖北省12個地級市為研究對象，數據來源于2008年、2011年、2014年三個年份的《中國城市統計年鑒》、《湖北省科技統計年鑒》、《湖北省統計年鑒》等。為消除原始數據的量綱單位和指標屬性的不統一，并避免指標正負向的影響，需對指標進行標準化處理，具體公式如下：

（四）評價指標權重的確定

本文采用熵值法來確定各評價指標權重。層次分析法和德爾菲法在設定系統指標體系的權重中用的比較頻繁，但這兩種方法的主觀性較強，故本文未采用。熵權有其特殊意義，它不是在系統評價之前給出某指標的重要性系數，而是在評價系統的指標值確定的情況下計算各指標的相對重要程度。其計算步驟如下：

（五）研究方法

1.耦合度評價模型

由于城市化與創新能力是兩個相互作用而獨立的子系統，現引入“耦合”這個物理學概念，將城市創新能力和城市化水平的耦合度模型看作“城市化系統”和“城市化系統”和“城市創新系統”的耦合關系。其計算公式如下：

式中，Ui為各城市的綜合評價值，wij為各個評價指標的熵權。

城市創新能力與城市化的耦合度函數：

C的取值范圍在[0，1]，U1代表城市創新能力，U2代表城市化水平。根據城市創新能力和城市化耦合協調的發展演變，的取值可分為四個階段：0—0.3，低水平耦合；0.3—0.5系統耦合處于拮抗階段；0.5—0.8系統耦合進入磨合階段；0.8 —1系統處于高水平耦合階段。

2.協調度評價模型

協調度指系統演變過程中各子系統及其構成要素各種質的差異部分，可以判斷系統之間或要素之間耦合是否良性，其相較于耦合度模型，能夠更好的評判“城市創新系統”與“城市化系統”交互耦合的協調程度。具體計算公式如下：

式中，D為耦合協調度，T為兩者的綜合協調指數，U1和U2分別為城市創新能力和城市化的綜合序參數，α，β為待定系數。通常，α+β=1，本文取α=β=0.5。一般地，協調度可劃分為七個階段：0

二、結果分析

通過公式（5）和（6）分別計算得出湖北省12個地級市的城市創新能力與城市化兩者之間的耦合度與協調度，具體結果見表2。

（一）耦合度分析

從表2可看出，湖北省3個時間節點的城市創新能力與城市化的耦合度均處于拮抗階段，按照耦合度進行類型劃分：（1）低強度耦合城市（0.40—0.45），此類型的城市個數在3個時間節點分別為：0、2、0，所占比例分別為：0、8.3%、0；（2）中等強度耦合城市（0.45—0.49），此類型的城市個數在3個時間節點分別為：8、5、6，所占比例分別為：66.67%、41.67%、50%；（3）高強度耦合城市（0.49—0.50）此類型的城市個數在3個時間節點分別為：4、7、6，所占比例分別為：33.33%、58.33%、50%。由此看出兩點，其一，在每個時間節點上，湖北省城市創新能力和城市化的耦合度總體較高，以中高度耦合城市為主；其二，從時間序列來看，湖北省城市創新能力和城市化的耦合度有顯著提升，2011年和2014年高強度耦合城市個數均占到1/2以上。

（二）協調度分析

從表2中可以看出，湖北省12個地級市的城市創新能力與城市化的協調度，其類型以中度協調、勉強協調和瀕臨失調為主，3種類型總占比在3個時間節點分別為13.89%、36.11%、25%。這里顯現出兩個特征，其一，每個時間節點上，湖北省城市創新能力和城市化的協調度總體水平較好，達到高協調階段的城市有武漢、黃石、宜昌和襄陽四市；其二，從時間序列來看，湖北省城市創新能力和城市化的協調度得到顯著提升，2008年未出現瀕臨失調類型的城市，荊門市和孝感市等城市已轉變為勉強協調，總體狀況趨于良性發展。

三、結論與政策建議

本文以湖北省為例，綜合運用熵值法、耦合度模型和協調度模型，分析了湖北省12個地級市的城市創新能力和城市化的綜合評價指數、耦合度和協調度，并對耦合度和協調度進行分級，得出如下結論。

第一，湖北省17個地級市的城市創新能力和城市化綜合指數有較好的等同，以較高的發展狀態為主，此類型的城市個數在3個時間節點均占到1/2以上；而超前型城市數量變化的原因在于城市發展模式的改變，同時政府及社會各界開始重視創新起到關鍵作用。

第二，湖北省城市創新能力和城市化的耦合度總體較高，城市類型以中、高度耦合城市為主，且時間序列上表現出顯著提升。

第三，湖北省城市創新能力和城市化的協調度總體水平一般，但時間序列上呈現提升的態勢，總體狀況趨于良性發展。協調度相對較高的城市主要圍繞在武漢市的北邊和東南方向。

全球新一輪科技革命和產業變革正在加速孕育興起。湖北經濟加速競進提質對科技創新的需求更加迫切，而“十三五”將是湖北實現跨越式發展的黃金機遇期。對于如何促進湖北省區域創新與城市化的齊頭并進，本文提出如下建議。

針對創新能力建設稍滯后于城市化建設的現實情況，湖北省各地市應制定相應的政策來保障創新戰略的實施。一方面，加強創新平臺建設，強化創新條件支撐。調整優化重點實驗室、產業技術研究院、工程技術研究中心、校企共建研發中心的科技創新平臺布局，夯實服務全省的科技基礎設施。另一方面，加強湖北省各地市間的企業研究合作，由創新水平高的城市帶動落后城市發展。同時，加快創新人才隊伍建設，不斷優化引進人才創新創業環境；堅持人才以用為本，鼓勵高校組織科技人才服務科技創業與產業發展。

參考文獻：

[1] Peter Hall.Cities in civilization[M].New York：Harper Collins Press，1998.

[2] Simmie.Innovative cities[M].London & New York：Spon Press，2001.

[3] Jacobs J.The Economy of Cities.New York：Radom House，1969：116-127.

[4] Higgs R.American Inventiveness：1870-1920.Journal of Political Economy，1971，（79）：661-667.

[5] 程開明.城市化促進技術創新的機制及證據[J].科研管理，2010，（2）：26-34.

[6] 程海森，劉立軍.基于空間面板模型的城市化與區域創新能力實證研究[J].現代管理科學，2014，（8）：75-77.

[7] 劉雷，喻忠磊，等.城市創新能力與城市化水平的耦合協調分析——以山東省為例[J].經濟地理，2016，（6）：59-66.

Abstract：The coupling coordination model of city innovation ability and the process of the city of 12 prefecture level cities in Hubei Province，the main conclusions are：（1） Hubei province city of city innovation ability and the coupling degree of the overall level is higher，in highly coupled type. The main city （2） Hubei City innovation ability and the coordination degree of city overall level，but the time series shows the increasing trend，the overall situation tends to be benign development；it can be seen that the coordination degree of the relatively high city the main city of Wuhan in the southeast and northwest.

Key words：urban innovation capability；urbanization；coupling degree；coordination degree；Hubei Province

[責任編輯 柯 黎]