湖南省區域創新能力與經濟發展水平的耦合協調分析

盧召艷 魏 曉 李 紅 彭 麗

(湖南財政經濟學院 經濟地理研究所，湖南 長沙 410205)

當前，新一輪科技革命和產業變革在全球孕育興起，國際競爭日益激烈，創新已經成為提升地區經濟發展的重要一環，是實現經濟快速發展的強勁動力。創新能力與經濟發展之間存在相互促進、協同發展的關系。探討創新能力與經濟發展水平之間的協調互動關系對于促進經濟高質量發展、調整產業結構和推動技術變革等都具有重要意義。

近年來，國內學者圍繞著區域創新和經濟發展開展了大量的研究，其中對區域創新的研究主要集中在區域創新能力的評價[1][2]、研究方法[3][4]、影響因素[5][6]、發展路徑[7][8]、空間分異及演進[9][10]等方面；對區域經濟的研究主要集中在區域經濟發展水平的綜合評價[11-13]、比較分析[14][15]、空間差異及影響因素[16][17]等方面，研究尺度從全國到市域甚至更小尺度[18]，也有一些學者對二者之間的關系進行了探討[19-22]。由此可見，創新對于經濟發展的意義已被廣泛認可。然而，對于區域創新與經濟發展之間的相互關聯程度及其空間差異還少有涉及，對創新能力與經濟發展水平的耦合協調關系也缺乏進一步的揭示。

目前，湖南正在加快建設創新型省份，探討其創新能力和經濟發展的耦合協調關系對于推動湖南省乃至中部地區發展具有重要的引領示范借鑒作用?；诖?，本文通過構建湖南省區域創新能力與經濟發展水平二者之間的綜合評價指標體系，運用熵值法、耦合協調模型及空間自相關模型等對湖南省創新能力與經濟發展水平之間的關系進行研究，以期為推動湖南省創新能力與經濟發展水平的耦合協調發展提供決策參考。

一、研究區域概況及數據來源

1.研究區域概況

湖南位于中國的中部，長江以南。當前，湖南省立足“一帶一部”的區位優勢[23]，加強與“一帶一路”倡議、中部崛起戰略、長江經濟帶發展戰略、粵港澳大灣區建設、長三角一體化等國家重大戰略結合，大力實施創新引領開放崛起戰略，取得了重大成就，自主創新長株潭現象備受矚目，湖南省也于2018年獲批建設創新型省份。為提高創新能力，加快創新型省份建設，湖南省確定“到2050年，創新綜合能力進入全國前列，全面建成科技強省”的戰略目標，如何提升區域創新水平，促進制造業邁向全球價值鏈中高端，實現創新驅動經濟高質量發展，是當前擺在湖南省面前的重要問題。

2.指標體系與數據來源

為避免單一指標的局限性，本文在借鑒相關文獻的基礎上[19-22]，遵循數據的可獲得性、科學性、可操作性和合理性等原則，結合湖南省14個市州的實際發展情況，基于創新投入、創新產出、創新環境3個維度構建區域創新能力綜合測度指標體系，從經濟規模、經濟結構和經濟質量3個維度構建經濟發展水平綜合測度指標體系(見表1)。本文以湖南省14個市州作為基本研究單元，研究數據主要來源于2019年《湖南科技年鑒》《湖南省省統計年鑒》等，部分涉及到的數據是在初始資料的基礎上計算或整合所得。

表1 湖南省創新能力與經濟發展水平綜合測度指標體系

二、研究方法

1.耦合協調度模型

本文在數據標準化處理的基礎上，運用熵值法確定各指標的權重，并借助物理學耦合概念和模型構建創新能力與經濟發展水平2個子系統的耦合協調度模型。

(1)綜合評價模型

(1)

式中：U1、U2分別為創新能力和經濟發展水平的綜合測度結果，wi、wj分、別為區域創新能力指標i和經濟發展水平指標j權重值，xi、yj分別為描述創新能力和經濟發展水平屬性的標準化數值，n、m分別為各子系統評價測度指標的個數。

(2)耦合協調度評價模型

耦合協調度評價模型，用以評價創新能力和經濟發展水平兩子系統之間的耦合協調度發展狀況，計算公式為:

(2)

T=αU1+βU2

(3)

(4)

其中，C表示創新能力與經濟發展水平兩系統之間的耦合度，T為協調評價指數，用來反映系統發展水平對協調度的貢獻程度，D為創新能力與經濟發展水平兩系統的耦合協調度，α、β為待定系數[21]?；诳陀^實際和已有的研究成果，現將創新能力和經濟發展水平對耦合協調度的影響設定為同等重要，即α、β均取值為0.5。參考相關文獻，將湖南省創新能力與經濟發展水平耦合度和耦合協調度的等級劃分如表2、表3所示[23]。

表2 湖南省創新能力與經濟發展水平耦合度等級劃分

表3 湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調度等級劃分

2.空間自相關模型

(1)全局Moran′sI指數

計算公式為：

(5)

(2)局部

指數

局部

指數通過識別研究各行政單元與周圍研究區域單元之間是否存在高-高值集簇或低-低值集簇現象，探究熱點區(Hot Spots)或冷點區(Cold Spots)在空間上的分布模式。計算公式為：

(6)

式中：xj為第i個研究區域單元的周圍行政單元j的創新能力與經濟發展水平的耦合協調度。一般采用標準化Z值檢驗其可信度，其計算公式為：

(7)

三、結果與分析

1.湖南省創新能力與經濟發展水平空間格局分異特征

根據公式(1)分別計算出創新能力、經濟發展水平的綜合測度結果，運用ArcGIS10.2軟件的自然斷裂法將創新能力和經濟發展水平評價結果分別劃分為低、較低、中等、較高、高水平五種區域類型，并進行空間可視化。

(1)創新能力空間格局分異特征

湖南省創新能力綜合測度結果介于0.9879—0.0097之間，創新能力水平最高的為長沙市，最低的為張家界市(見圖1)。從創新能力綜合測度水平的空間分異格局來看(見圖2)，湖南省創新能力空間分異特征明顯，總體呈現出由核心區向外圍呈分異遞減。創新能力發展水平類型由高到低區域數量為依次為1個、4個、5個、2個、2個，分別占研究區域單元總數的7.14%、28.57%、35.71%、14.29%、14.29%。其中，長沙市處于創新能力高水平區域，長沙作為省會城市和長株潭自創區的核心引領區，集聚了全省一半以上的科研機構、創新創業平臺和高新技術企業，創新人才密集，虹吸效應明顯；株洲、湘潭、岳陽、衡陽屬于較高水平區域，株洲、湘潭屬于長株潭自創區，政策扶持力度大，岳陽、衡陽受自創區輻射帶動作用明顯，創新環境良好，創新能力較強；常德、邵陽、郴州、益陽、永州處于中等水平區域；處于較低水平區域的主要有婁底、懷化，由于受科技基礎、地理位置和政策環境的影響，創新能力不高；張家界、湘西2個區域屬于低水平區域，創新資源相對貧乏，創新投入和創新創業環境等綜合水平相對落后于其他區域，成為創新能力發展的低谷區域。

圖1 湖南省創新能力與經濟發展水平綜合指數及耦合協調指數

(2)經濟發展水平空間格局分異特征

湖南省經濟發展水平綜合測度結果0.9403-0.1043之間，區域間差異相對較小。經濟發展水平與創新能力發展水平呈現出較強的一致性，創新能力強的市州經濟發展水平相對也高。經濟發展水平五種類型區域數量由高到低的依次為1個、6個、2個、3個、2個，各占研究區域總數的7.14%、42.86%、14.29%、21.43%、14.29%，其中，高值區為長沙市，較高水平區域為常德、岳陽、湘潭、株洲、衡陽、郴州，中等水平區域為益陽、懷化，較低水平區域為張家界、邵陽、永州，低水平區域為婁底、湘西州。可見，省會城市經濟發展水平占據著絕對優勢，對比創新能力和經濟發展水平可以看出，除長沙外，其他13個市州創新能力均滯后于經濟發展水平，可見，湖南省創新能力和經濟發展水平存在著錯位和脫節現象，存在一定的滯后性和發展不均衡性。

2.湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調發展的空間格局分異特征

根據公式(2)-(4)分別計算出湖南省創新能力與經濟發展水平兩子系統耦合度及耦合協調度的值(圖1)。從計算結果得出，湖南省創新能力和經濟發展水平耦合度不高，平均值0.4570，處于(0.3，0.5]的拮抗耦合階段。其中，僅長沙市和衡陽市的耦合度大于0.5，處于磨合階段，張家界市創新能力和經濟發展水平耦合度(0.2221)最低，其創新能力嚴重滯后于經濟發展水平，未來應加大創新投入，激發創新活力。從耦合協調度的測度值來看(圖3)，湖南省創新能力與經濟發展水平二者的耦合協調度介于0.1435—0.6942之間，平均值為0.2996，處于(0.3，0.39]的輕度失調階段。其中，長沙市創新能力和經濟發展水平耦合協調度最高為0.6942，張家界市創新能力和經濟發展水平耦合協調度最低為0.1435，具體看來，湖南省14個市州的耦合協調度包括四個不同等級類型。其中初級協調型城市1個，為省會長沙，耦合協調度為0.6942，占全部城市數量的7.14%，其經濟發展水平與創新能力均比較高，較其他市州相比有較大優勢；輕度失調型城市6個，分別為株洲市、衡陽市、岳陽市、湘潭市、常德市、郴州市，耦合協調度依次為0.3527、0.3326、0.3283、0.3227、0.3174、0.3025，占全部城市數量的比重最高，達42.86%；中度失調型城市5個，分別為益陽市、永州市、邵陽市、懷化市、婁底市，耦合協調度依次為0.2664、0.2589、0.2565、0.2350和0.2277，占全部城市數量的35.71%；嚴重失調型城市2個，占全部城市數量的14.29%，這些地區創新能力與經濟發展水平存在一定差距，未來要不斷提升創新在經濟發展中的地位，力爭在經濟發展的質量、效率和動力上實現突破，走上高質量發展之路。

圖2 湖南省創新能力與經濟發展水平空間分異

圖3 湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調度空間表征

3.湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調度的空間集聚性特征

運用ArcGIS10.2軟件計算出創新能力與經濟發展水平耦合協調度的全局Moran′sI指數(表4)，從而揭示湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調度的全局空間集聚特征。從表4可得，Moran′sI指數為0.24279，Z值為2.1052，P值為0.0353，可見Moran′sI指數顯著為正，且通過顯著性檢驗，表明湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調度呈現出正向空間自相關性，空間集聚特征明顯。

局部空間自相關可以反映出研究區域內各研究單元之間局部的空間格局分布特征。根據公式(6)計算值，運用ArcGIS10.2的熱點分析工具對創新能力與經濟發展水平耦合協調度的局部空間特征進行可視化，并利用自然斷裂法將其劃分為冷點區、次冷點區、過渡區、次熱點區、熱點區5種類型，得到湖南省區域創新能力與經濟發展水平二者耦合協調度的冷熱點空間格局分布圖(圖4)。從“冷熱點”區域分布格局來看，“熱點區”主要分布在湘東地區，長沙、株洲、岳陽等地逐漸形成了較為穩定的增長極，較好地發揮了正向輻射作用，帶動了東部地區的穩步增長?！按螣狳c區”主要為緊鄰熱點區的益陽、湘潭，較易受到“熱點區”的正向輻射的作用，存在著空間近鄰效應?！斑^渡區”主要分布在湘南的衡陽、永州、郴州等地，其耦合協調水平遠高于湘西其他地區，對周邊地區起到了一定的拉動作用，但并未形成以其為中心的高值集聚區，其自身發展也存在一定的瓶頸?！按卫潼c”區域主要分布在常德、婁底、邵陽，這些區域創新能力較“熱點區”“次熱點區”要低?！袄潼c區”則主要分布在湘西地區，其創新能力和經濟發展都須重點扶持和建設。總體來看，湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調形成了以熱點區為核心向外圍冷點區依次逐漸過渡的“東熱西冷”核心邊緣性特征突顯的整體分布格局。

表4 創新能力與經濟發展水平耦合協調度的全局Moran′s I指數

四、結論與建議

1.結論

基于湖南省14個市州，通過構建區域創新能力與經濟發展水平綜合測度指標體系，綜合運用熵值法、耦合協調度模型、空間自相關模型等方法對全省14個市州的區域創新能力與經濟發展水平的耦合協調性進行分析。結果表明：第一，湖南省區域創新能力與經濟發展水平呈現出明顯的空間分異特征，創新能力與經濟發展水平空間分異特征相對一致，總體呈現由核心區向外圍呈分異遞減。除長沙外，其他13個市州創新能力均滯后于經濟發展水平發展，湖南省創新能力和經濟發展水平存在著錯位和脫節現象。第二，湖南省經濟發展水平和創新能力耦合度整體較低，處于拮抗耦合階段。省內全部城市經濟發展水平和創新能力的耦合度包括磨合階段、拮抗階段和低水平階段三個等級類型，長沙市耦合度最高，張家界市耦合度最低。第三，湖南省經濟發展水平和創新能力耦合協調度相對不高，以輕度失調類型為主，呈現由東向西漸次遞減態勢。耦合協調度最高與最低市州分別為長沙市和張家界市，前者屬初級協調型，后者屬嚴重失調型，湖南省內全部城市經濟發展水平和創新能力的耦合協調度包括初級協調、輕度失調、中度失調、嚴重失調四個等級類型。湖南應依托現有的經濟發展水平，積極采取措施提高創新能力。第四，湖南省經濟發展水平和創新能力耦合協調度Moran′sI指數顯著為正，表明湖南省創新能力與經濟發展水平二者的耦合協調度呈現出正向的空間自相關性；冷熱點格局形成了以熱點區為核心向外圍冷點區依次逐漸過渡的“東熱西冷”核心邊緣性特征突顯的整體分布格局。

圖4 湖南省創新能力與經濟發展水平耦合協調度的冷熱點格局分布

2. 政策建議

當前湖南正處于轉方式、調結構的關鍵時期，而“十四五”將是湖南實現跨越式發展的機遇期，要實現經濟高質量的目標，必須努力提升創新能力，搶抓全球第四次技術革命戰略機遇，積極對接國家科技創新重大項目。在國家重大戰略的背景下，針對創新能力滯后于經濟發展水平的現實情況，湖南省要突出不同城市的區位特色和職能分工，結合自身資源優勢和比較優勢，找到一條適合自身發展的路徑。對于如何促進湖南省區域創新與經濟發展的齊頭并進，本文提出如下建議：

(1)因地制宜的制定區域創新發展策略

長株潭地區加快建設自主創新示范區、軍民融合示范區、岳麓山國家大學科技城等重大科技創新示范區和創新平臺。常德市、岳陽市、益陽市等環洞庭湖區域加快融入長江經濟帶，衡陽市、郴州市、永州市等湘南地區加快對接粵港澳大灣區，邵陽市、懷化市、張家界市、湘西州等大湘西地區提高承接產業轉移能力，促進東中西部合作共贏、優勢互補。

(2)提高長株潭自主創新示范區的輻射帶動作用

結合地方特色傳統產業轉型升級和扶貧攻堅工作，通過建立“飛地”園區、托管或建立分園等方式，將長株潭區域以外，特別是湘西、張家界、懷化等邊遠貧困地區，納入自創區政策輻射范圍，逐步將自創區發展空間向全省輻射，為建設創新型省份、推動高質量發展提供重要戰略載體和有力支撐。

(3)實行差異化的人才政策

深入實施“芙蓉人才行動計劃”“長株潭百萬人才計劃”等，聚焦高校畢業生與創業群體、創新領軍人才、新型產業工人等三類人才，實行差異化政策配套，對于高校畢業生與創業群體，在落戶定居、就業引導、創業啟動扶持等方面制定相關政策；對于創新領軍人才、行業專家及國際人才，在家屬隨遷、貢獻獎補、發展平臺等方面制定相關政策；對于新型產業工人，在低成本安居、社會融入、收入提升、技能拓展等制定相關政策。

(4)強化重點保障

一是政策保障。全面完善創新政策體系，梳理軍民融合、科技金融等專項政策和生物醫藥與健康、節能環保、移動互聯網等產業政策，發揮政策引導作用。二是資金保障。加大財稅支持力度，財稅部門積極落實各項政策，助力經濟轉型升級，支持創新創業。三是要素保障。搶抓新一輪城市建設和國土空間規劃的機遇，重點協調產業優化布局、基礎設施銜接、空間和土地資源利用，提升區域建設承載能力。