河南省創新效率市際差異研究

張建偉++王賢++孟琳琳++肖文杰

[摘 要] 采用DEA模型和ESDA分析方法對2006-2015年河南省18個地市的創新效率及時空變化特征進行分析。結果發現：1）2006-2010年河南省創新綜合效率相對偏低，規模效率對綜合效率的影響大于技術效率，表明河南省創新投入能力存在較大提升空間；2）與豫中、豫東、豫北、豫西相比，豫南地區創新綜合效率、純技術效率和規模效率最高；3）2006-2015年綜合效率沒有變化，規模效率呈微弱上升趨勢，技術效率和生產效率均呈下降趨勢，其中豫南地區下降最為明顯，其次是豫東和豫北；4）2006-2015年，技術進步變化和全要素生產率變化整體呈下降趨勢。

[關鍵詞] 創新效率；DEA模型；Malmquist生產率指數；時空演變；河南省

[中圖分類號] F127 [文獻標識碼] A [文章編號] 1671-0037（2017）8-31-6

Study on the Intercity Differences of Innovation Efficiency in Henan Province

Zhang Jianwei1，2 Wang Xian1 Meng Linlin1 Xiao Wenjie1

（1.School of Resources Environment and Tourism， Anyang Normal University， Anyang Henan 455000；

2.Center for Yellow River Civilization and Sustainable Development/School of Environment and Planing， Henan University， Kaifeng Henan 475001）

Abstract： DEA model and ESDA analysis are used to analyze the innovation efficiency and spatial-temporal change characteristics of 18 cities in Henan Province from 2006 to 2015. The results show that： 1） From 2006 to 2010， Henan Province's innovation comprehensive efficiency is relatively low， and the effect of scale efficiency on comprehensive efficiency is greater than that of technical efficiency， which indicates that there is a large room for improvement in innovation input capacity of Henan Province. 2） Compared with the centre， the east， the north and the west of Henan， the innovation comprehensive efficiency， pure technology efficiency and scale efficiency of southern Henan region are the highest. 3） The comprehensive efficiency during 2006-2015 has not changed， the scale efficiency has been in a weak upward trend， while the technical efficiency and production efficiency are both declining， among which the decline is most obvious in the southern Henan Province， followed by the eastern Henan and the northern Henan. 4） In 2006-2015， the changes of technological progress and total factor productivity show a downward trend.

Key words： Innovation efficiency； DEA model； Malmquist productivity index； spatial-temporal evolution； Henan Province

目前我國對效率的關注已成為經濟學界的一個重要問題，關于效率的研究越來越多，例如有關城市土地利用效率，高新技術產業效率，能源效率，資源效率以及旅游業發展效率等文章，均是從效率的角度來研究和解決現狀問題。為應對世界新一輪科技革命和產業革命帶來的挑戰，創新也成為各學者研究的重點。我國“十三五”規劃中也強調，供給側改革是我國今后經濟改革的重點和難點。要實現供給側結構性改革，就必須要轉變發展理念，調整經濟結構，其關鍵在于創新。因此，創新效率方面的研究也快速展開：邰鹿峰等基于DEA的效率評價方法研究了安徽省知識創新和技術創新效率，發現在2000-2014年期間，安徽省在知識創新階段研究經費投入過大，處于嚴重的無效率狀態，在技術創新領域處于規模收益遞增階段，并針對這種現象提出相應建議[1]；曹霞等以綠色低碳的視角研究了中國區域創新效率，對我國30個省市的創新效率進行了分析[2]；趙樹寬等也基于DEA，從效率、有效性、規模收益及投影分析四個方面對吉林省151家高技術企業創新活動和創新效率進行評價分析[3]。從創新效率研究的角度及范圍來看，大多研究是從在特定的年份內對省級以上單位進行研究或是對某省某一特定領域的創新效率進行研究[4-10]，較少在省內地市層面開展創先效率的研究。而本文是從河南省整體的創新效率出發，研究2006-2015年期間創新效率的變化，以分年份和分階段更為詳細的方法，分析河南省在創新方面的問題，期為河南省創新效率的提高提供一定的借鑒。endprint

1 研究對象、數據來源與指標體系

1.1 研究區域與數據來源

河南位于中國中東部、黃河中下游，北界山西、河北，東接山東、安徽，南臨湖北，西接陜西，介于北緯31°23′-36°22′、東經110°21′-116°39′之間，總人口10662萬人，常住人口9436萬人，是中國第一人口大省、第一農業大省、新興工業大省和勞動力輸出大省。一般而言，可將河南省劃分為豫北、豫南、豫東、豫西、豫中五個地區，其中豫北地區主要包括安陽市、新鄉市、濮陽市、鶴壁市、濟源市、焦作市，豫南地區主要包括信陽市、南陽市、駐馬店市，豫東地區主要包括商丘市、開封市、周口市，豫西地區主要包括洛陽市、三門峽市、平頂山市，豫中地區主要包括鄭州市、許昌市、漯河市。本研究數據均來源2007-2016年《河南統計年鑒》。

1.2 創新投入產出效率測度指標體系

從已有研究可看出，大多學者有關區域創新效率的投入指標基本一致，即研發人員和科研經費兩方面。同時本文引入創新環境變量，從人力、資金和創新環境3個方面分析創新投入。因此，本文的創新效率投入指標為科技活動人員數、R&D經費、互聯網用戶數。關于區域創新效率的產出指標，學術界存在很多爭議。毛良虎等從科技成果、經濟效益、環境效益三方面測度一個地區創新產出能力[11]。蔣天穎認為將專利作為指標以反映區域創新產出水平具有較強的合理性和科學性[12]。李婧等則認為專利能只代表創新效率產出的一部分，科技論文數以及技術市場成交額都是測度創新效率的產出指標[13]。杜志威等從新產品和專利授權兩方面分別考察城市工業創新產出情況[14]。綜上所述，本文選用發明專利授權數（件）、科技論文數量（篇）、規模以上工業企業新產品產值（萬元）、技術市場合同交易額（萬元）四個指標表征區域創新效率的產出。因此，區域創新投入與產出共有七項指標。（表1）。

2 研究模型與方法

數據包絡分析（DEA）是根據已知數據，利用數據包絡分析模型得到對應的生產前緣，以此用來評價具有多種投入和產出的決策單元之間相對有效性的措施[15]。最早的DEA模型CCR的基礎是規模報酬不變，它是一個分式規劃。之后在1984年Banker，Cooper提出BCC模型[16]。DEA模型中不用提前設定投入與產出的權重，因此也就不受人為主觀因素的影響，能夠更科學地評價工業生態效率自身的信息和特點。

為了評析中原城市群30個地級市的工業生態效率，假設評價工業生態效率指標體系的投入指標是N種，其產出指標是C種。設xmn（xmn>0）代表第m個城市的第N種環境和能源消耗的投入量，ymc（ymc>0）代表第m個城市的第C種環境和經濟效益的產出量。對于第m個城市而言，Φ（0<Φ≤1）代表工業生態能源資源消耗投入產出效率綜合指數，即為綜合效率指數；ε則表示非阿基米德無窮小量；Wm（Wm≥0）為權重變量，用來判斷城市工業生態的規模收益情況；e-（e-≥0）為松弛變量，表示工業生態達到DEA有效需要減少的投入量；e+（e+≥0）為剩余變量，表示工業生態達到DEA有效需要增加的產出量。公式如下：

[minΦ-εn=1Ne+c=1Ce+e.tm=1Mxmn Wm+e=Φxmn n=1.2….Nm=1Mymc Wm-e+=ymc c=1.2….CWm≥0 m=1.2….M （1） ]

公式（1）是基于規模報酬不變（CRS）的DEA模型。當存在最優解Φm=1時，表示第m個城市工業生態效率運行在最優生產前沿面上。該地級市的工業生態效率產出相對于投入來說達到了綜合效率最優；當Φm<1時，表明第m個地級市工業生態效率無效，當Φm的值相距1越近，就表示第m個地級市的工業生態效率越接近有效狀態，反之效率越低[17]。

引進約束條件[m=1Mλm=1]于公式（1）中，將其轉變為規模報酬可變的DEA模型即VRS模型，選擇投入主導型（Input orientated），其內部算法選擇多階段（multi-stage method）算法。

利用VRS模型可將中綜合效率（中原城市群工業生態效率）分解為純技術效率與規模效率的乘積?；赩RS模型得到的Φm為第m個地級市綜合效率（中原城市群工業生態效率）；ΦTE為對應地級市的純技術效率（Technical Efficiency），取值范圍是0<ΦTE≤ 1并且ΦTE≥Φm；ΦSE是規模效率（Scale Efficiency），取值范圍是0<ΦSE≤1且ΦSE≥Φm。當ΦTE、ΦSE的值越接近于1，表示該地級市的工業生態的純技術效率、規模效率就越高。當ΦSE=1或ΦTE=1時，表示該地級市工業生態分別為規模效率最優或純技術效率最優[18]。

3 河南省各地市創新效率及其分解特征

3.1 創新效率及其分解分析

以河南省18個地市的創新投入-產出數據為基礎，求解DEA模型，分別計算出2006年、2010年及2015年河南省18個地市效率，并對其進行效率有效分解。結果顯示，創新綜合效率、純技術效率與規模效率呈現以下特征：

第一，綜合效率：河南省各地市平均綜合效率相對偏低（0.870），2006年-2015年有22.22%的地市綜合效率均達到了最優，分別為鄭州市、信陽市、駐馬店市、濟源市4個地市。橫向時間比較發現，2006年、2010年和2015年平均綜合效率分別為0.866、0.883、0.860，達到實際最優水平的86%-88%，且隨時間推移呈現先增高后遞減的趨勢。2006年、2010年和2015年河南省各地市創新投入產出綜合效率分別有10個、8個、7個地市達到了DEA效率最優，分別占河南省地市數量的55.56%，44.44%和38.89%。另外，2006年河南省創新投入產出綜合效率都達到了有效性50%以上，其中80%以上的有11個，占總數的61%，60%-80%之間的有4個，占總數22%；2010年河南省創新投入產出綜合效率都達到了有效性54%以上，其中80%以上的有14個，占總數的78%，60%-80%之間的有3個，占總數的17%；2015年河南省創新投入產出綜合效率都達到了有效性47%以上，其中80%以上的有13個，占總數的72%，60%-80%之間的有2個，占總數的11%，另外，還有3個地市低于DEA有效性60%，占總數的17%。這體現出河南省各地市投入產出效率總體上未達到理想狀態，且10年呈現出先升高后下降態勢。endprint

第二，純技術效率：2006年-2015年純技術效率相對較高（0.906）。2006年-2015年有27.78%的地市綜合效率均達到了最優，分別為鄭州市、鶴壁市、信陽市、駐馬店市、濟源市5個地市，相比綜合效率和規模效率均多出1地市。2006年、2010年和2015年平均純技術效率分別為0.926、0.904、0.889，2006年、2010年和2015年河南省各地市創新投入產出純技術效率分別有12個、10個、9個地市達到了DEA效率最優，均高出綜合效率最優的城市數2個。另外，2006年河南省創新投入產出純技術效率都達到了有效性54%以上，其中80%以上的有14個，占總數的78%，60%-80%之間的有3個，占總數17%。

第三，規模效率：2006年-2015年規模效率較高（0.958）。2006年-2015年有22.22%的地市綜合效率均達到了最優，分別為鄭州市、信陽市、駐馬店市、濟源市4個地市。2006年、2010年和2015年平均純技術效率分別為0.931、0.980、0.962，比同時期綜合效率和純技術效率均較高。2006年、2010年和2015年河南省各地市創新投入產出純技術效率分別有10個、10個、7個地市達到了DEA效率最優，分別占河南省地市數量的55.56%，55.56%和38.89%。另外，2006年河南省創新投入產出規模效率都達到了有效性61%以上，其中80%以上的有16個，占總數的89%，60%-80%之間的有2個，占總數11.11%；2010年河南省創新投入產出規模效率都達到了有效性83%以上；2015年河南省創新投入產出規模效率都達到了有效性76%以上，其中80%以上的有17個，占總數的94%，60%-80%之間的只有1個，占總數5.56%。

3.2 創新效率的空間特征

河南省各地市創新效率存在不均衡特征，考慮到河南省行政區空間完整性，將其劃分為豫北、豫南、豫東、豫西、豫中5個地區，。通過表2比較發現，河南省創新效率具有以下特征：

第一，與豫中、豫東、豫北、豫西相比，豫南地區創新綜合效率、純技術效率和規模效率最高，2006年、2010年和2015年，創新綜合效率、純技術效率和規模效率，都為1.000；豫中和豫西地區2006年的綜合效率、純技術效率和規模效率，分別達到有效性的0.827、1.000、0.827和0.942、0.982、0.958，2010年和2015年豫中和豫西地區的綜合效率、純技術效率和規模效率都為1.000；豫東地區2006年的綜合效率、純技術效率和規模效率分別達到有效性的0.975、1.000、0.975，2010年分別達到有效性的0.932、1.000、1.000，2015年綜合效率、純技術效率和規模效率都為1.000；豫北地區2006年、2010年、2015年的綜合效率、純技術效率和規模效率分別達到有效性的0.967、1.000、0.967，0.983、1.000、0.983，0.954、0.963、0.989。與其他4個地區相比，2015年豫北地區綜合效率、純技術效率和規模效率最低，說明，近年來，豫北地區的創新效率仍然不高，應繼續提高創新能力。

第二，2006-2015年，河南省創新平均綜合效率整體呈現先升高后下降的趨勢，平均綜合效率從2006年的0.866上升到2010年的0.883，到2015年又下降到0.860。而豫中、豫西地區創新綜合效率呈不斷上升趨勢，豫南地區創新綜合效率均為1.000，其創新綜合效率最高；豫北則呈北現先增后減特征，豫東地區創新綜合效率呈先減后增的趨勢。

4 創新效率時空變化趨勢及分類特征

為了更加準確的反映河南省各地市2006-2015年創新效率的時空格局變化，現利用Malmquist-DEA生產率指數模型分別計算了2006-2010年、2011-2015年以及2006-2015河南省18個地市創新效率變化、技術變化、純技術效率變化、規模效率變化和生產率變化指數。

4.1 創新效率時間變化趨勢

第一，2006-2015年河南省僅有綜合效率變化指數（1.000）和規模效率變化指數（1.005）稍大于等于1，而技術變化指數（0.894）、純技術效率變化（0.996）和生產率變化指數（0.895）均小于1，即在這段時期，技術效率和生產效率均呈下降趨勢，說明這段時期河南省全要素生產率指數的下降的主要原因是技術退步，而創新投入產出綜合效率呈下降趨勢，主要由純技術效率下降所致。由此可見，技術進步在城市創新發展中的貢獻呈減弱趨勢。

第二，2006-2010年，技術效率和全要素生產率呈現出下降趨勢，其中技術效率下降最為顯著。2006-2010年綜合效率變化（1.013）、技術進步變化（0.787）、純技術效率變化（0.997）、規模效率變化（1.016）和生產率變化（0.797），其中技術效率和生產率均小于1，呈現微弱的下降趨勢，在一定程度上影響省內綜合效率快速提升。綜合效率變化和規模效率變化均大于1，呈整體上升趨勢。

第三，2011-2015年，綜合效率，技術進步，純技術效率，規模效率和全要素生產率均呈下降趨勢。在2011-2015年間，技術進步變化（0.996）、純技術效率變化（0.994）和規模效率變化（0.994）下降的趨勢相對緩慢，基本接近于1，即五年間，河南省在創新技術和規模上沒有太大變化。綜合效率變化（0.988）和全要素生產率變化（0.984）相比之下，下降速度快，也可以看出，技術、規模和要素的發展制約了創新綜合效率的發展，以及一些地區發展的滯后性也會影響整體的發展狀況。

4.2 創新效率變化的空間特征

第一，2006-2015年，技術進步變化和全要素生產率變化整體呈下降趨勢，其中豫南地區下降最為明顯，其次是豫東和豫北。這三個地區的發展也對河南省在技術和生產率發面產生了嚴重的阻礙作用。豫北地區綜合效率下降的主因是技術進步下降和規模效率及生產率的下降。endprint

第二，2006-2010年，河南省綜合效率和規模效率有明顯的提高，其中豫北地區綜合生產效率（0.999）呈下降趨勢，豫中、豫南和豫東綜合效率沒有發生變化，豫西地區綜合效率加速發展。豫西的綜合效率提高得益于規模效率的提高。在技術進步和全要素生產效率中，河南省各地區均處于0.7-0.9之間，在這五年間，因為經濟危機等影響，各地區對技術創新和規模擴大方面都有所限制，這在一定程度上消弱了技術的創新進步。

第三，2011-2015年，河南省五大地區在綜合效率、純技術效率和規模效率方面呈現不變的趨勢，其中豫北的綜合效率（1.007）有改善的趨勢，這得益于規模效率的提高。技術進步變化和全要素生產率變化中，除豫中地區有提高的趨勢外，其他地區均呈下降趨勢，這主要是豫中地區鄭州市的快速發展。

5 結論

本文通過構建河南省各地市創新效率評價指標體系，以18個地級市作為研究對象，通過對18個地級市2006年以來的創新效率及其變化特征分析，得到以下結論：

第一，2006-2010年河南省創新綜合效率相對偏低，流域內超過22%的地市創新綜合效率、純技術效率和規模效率連續達到最優，分別是鄭州市、信陽市、駐馬店市、濟源市，狀態穩定。綜合效率分解分析發現，總體上，規模效率對綜合效率的影響大于技術效率，表明河南省創新投入能力存在較大提升空間。

第二，河南省創新效率空間分析表明，與豫中、豫東、豫北、豫西相比，豫南地區創新綜合效率、純技術效率和規模效率最高，2006年、2010年和2015年，創新綜合效率、純技術效率和規模效率，都為1.000。

第三，河南省創新效率變化的時間分析表明：2006-2015年綜合效率沒有變化，規模效率呈微弱上升趨勢，技術效率和生產效率均呈下降趨勢。其中，2006-2010年，技術效率和全要素生產率呈現出下降趨勢，其中技術效率下降最為顯著；2011-2015年，綜合效率，技術進步，純技術效率，規模效率和全要素生產率均呈下降趨勢，技術進步變化、純技術效率變化和規模效率變化下降的趨勢相對緩慢。表明，近年來河南省科技創新水平有一定提高。

第四，河南省創新效率變化空間分析表明：2006-2015年，技術進步變化和全要素生產率變化整體呈下降趨勢，其中豫南地區下降最為明顯，其次是豫東和豫北。

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