黃河流域城市群區域創新與區域經濟耦合協調探析

張曉昱 李玉璞

(鄭州大學商學院，河南 鄭州 450001)

0 引言

習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上強調，要完善全流域管理體制，完善跨區域協調機制[1]黃河流域生態保護和高質量發展上升為國家戰略。黃河流域作為我國農產品和基礎工業基地，正處于區域經濟發展的關鍵時期，既面臨著高質量發展的良好機遇，又面臨著發展壓力：貧困人口集中，全國14個集中連片特困地區有5個涉及黃河流域；上下游差距明顯，源頭玉樹州與入海口東營市人均地區生產總值相差超過10倍；對外開放程度低，全流域進出口總額僅占全國12.3%。因此，探討黃河流域區域創新與區域經濟兩系統耦合協調關系，對經濟發展向高質量方式轉變具有重要的現實意義，有助于黃河流域城市群形成以創新推動經濟發展、以經濟發展促進創新的聯動機制。

1 區域創新與區域經濟耦合關系機理

黨的十九大報告指出，創新是引領發展的第一動力，是建設現代化經濟體系的戰略支撐。作為兩個復雜的社會系統，區域創新與區域經濟存在著耦合協調關系。區域創新對區域經濟的影響主要體現在經濟規模、經濟結構和社會經濟方面。著眼于經濟規模，創新視角為經濟發展提供新的理論指導。在經濟結構方面，由高速增長向高質量增長轉變，首先是經濟結構的轉型升級，從“要素、投資”驅動到“創新”驅動；在社會經濟方面，經濟學意義上的質量應該具有更高性價比，能更有效滿足需求的合意性[2]。

目前對區域創新的研究主要集中在區域創新能力及其影響因素測評及區域創新與產業集群的關系方面。有學者指出，區域創新與經濟增長關系不確定，甚至于科技創新對其集約化水平呈現負相關關系[3]。也有學者運用面板數據建模實證科技創新推動全國31個省(市)實現經濟顯著增長[4]。進一步發現在社會效用動態最優和靜態最優條件下科技創新和經濟發展具有協同發展關系[5]。有學者從不同企業的微觀層面解讀，區域經濟開放水平高于企業創新水平，且兩者整體耦合度不高[6]。此外，在宏觀層面，R&D經費投入顯著影響總效率，科技服務水平與高質量發展階段的效率呈顯著正相關[7]，總體來看，中國各區域經濟增長模式正在向創新驅動型轉變[8]。對區域經濟的研究主要集中在區域經濟協調發展與時空分異。國外學者對這一問題的探討起步較早，集中探討創新對經濟增長的推動作用上，最早提出創新發展理論和經濟增長極理論，認為創新帶來的技術進步是經濟發展的基本動力[9]。

在對黃河流域的研究上，有學者強調獨特富集的文化和旅游資源使流域內旅游及相關產業能取得高質量發展[10]；有學者提出把金融引入生態保護和精準扶貧領域，針對貧困人口集中現狀，助力脫貧攻堅[11]；此外，生態保護也是研究重點，發展灌區節水農業，提高農業發展的現代化水平[12]，并探索流域內的水資源空間分異[13]。

綜上，針對區域經濟與區域創新，已有研究主要從技術創新、服務創新等入手，重點探究區域創新對區域經濟增長的影響，而對區域創新與區域經濟雙向互動耦合協調關系研究不足。而對于黃河流域的研究主要集中在文化、生態兩方面，而對全流域經濟測評較少。因此，選取黃河流域42個城市為樣本區域，基于兩系統耦合協調機理的探討，構建區域創新與區域經濟耦合協調測評指標體系，根據熵值法計算2013-2018年的區域創新與區域經濟綜合發展水平，運用耦合協調模型測度兩系統耦合協調關系。提出促進黃河流域城市群區域創新與區域經濟協調發展的政策建議，為黃河流域實施創新驅動發展戰略、實現高質量發展提供參考。

2 黃河流域城市群區域創新和區域經濟綜合水平評價

2.1 黃河流域城市群分類

數據主要來源于2013—2019年《中國統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》，各省域統計年鑒以及各地市國民經濟與社會發展統計公報。

選取黃河流域城市群是流域內的城市市區。黃河流域劃分和上中下游分區均以市域尺度上自然流域為標準，并基于研究需要進行空間上的拓展，加入引黃灌溉的受水區(如臨沂、濰坊、淄博等)，但不包括沒有享受到實質收益的城市(如青島市和天津市)。黃河流域的自然特征通過各種途徑影響流域內城市群的經濟空間分異。因此，選擇黃河流域自然分界作為分區依據，研究從自然優勢和集聚經濟角度解釋經濟空間分異[14](見表1)。

表1 黃河流域城市及分類

2.2 黃河流域城市群區域創新和區域經濟指標體系

參考蔡冰冰等[15]、馬向平等[16]研究，從創新投入和產出、創新環境兩個層面選取五個指標測度區域創新綜合水平；從經濟規模、經濟結構、社會經濟三個層面選取七個指標測度區域經濟綜合水平(見表2)。

表2 區域創新與區域經濟綜合評價指標體系

根據流域內城市群區域創新與區域經濟綜合評價指標體系得到樣本區域兩系統綜合水平值，總體來看，多數樣本區域創新與區域經濟水平呈上升態勢，省域間創新水差距不斷擴大，而區域經濟差異有所下降，具體來看：

在區域創新方面，除鄭州、太原、定西外，其他區域創新綜合水平均不斷上升。2013年的區域創新水平，三門峽居榜首，緊隨其后的是位于流域上游的鄂爾多斯；2018年，鄂爾多斯的創新綜合水平值以年均增長4.19%的速度爬升至首位，而三門峽和鄭州分別退居第2位和第16位。此外，在這5個時間節點上，鄭州、洛陽、鄂爾多斯的區域創新水平始終較高；而定西、渭南、武威始終處于較低水平，其區域創新綜合水平值均低于0.28。此外，城市群的創新水平差距在不斷加大：2013年，區域創新水平最高值與最低值間差距僅為0.1023；2018年，創新水平居于末位的定西綜合水平值僅為0.2804，與居于首位的鄭州相差0.1699。

在區域經濟上，除太原、蘭州、定西外，其他城市經濟綜合水平均呈穩步上升態勢。2013年，區域經濟水平最高的城市為鄭州，其經濟綜合水平值為0.3605；2018年，鄭州仍為經濟水平最高的城市，持續高居榜首。總體來看，鄭州、西安、濰坊始終處于區域經濟較高水平，延安、銅川、定西始終處于較低水平。此外，經濟水平的區域差距有所縮小。2013年，區域經濟綜合水平居于末位的蘭州與鄭州相差0.1183；2018年，居于末位的定西與居于首位的鄭州之間的差距上升到0.1004。

2.3 區域創新和區域經濟耦合協調及黃河流域城市群聚類分析

為探索黃河流域42城市經濟與創新協調發展水平，計算樣本區域的經濟與創新兩系統耦合協調度。得到2013—2015年耦合協調度最高的城市為鄭州，2016—2018年耦合協調度最高的城為鄂爾多斯，兩者經濟與創新的協調水平遠高于黃河流域其它城市。此外，耦合協調度相對較高的城市主要是黃河流域各省會城市，如鄭州、西安、太原，且省域間耦合協調度差異較大，內蒙古及河南各城市整體耦合協調水平較高，甘肅及山西各城市耦合協調水平較低。全國范圍來看，2013—2018年黃河流域城市群創新與經濟耦合協調度全部處于低度、中度耦合協調階段，始終未能達到優質協調狀態，反映出黃河流域區域創新與區域經濟協調發展水平較低，未形成良性互動耦合機制。

根據聚類結果并結合各市耦合協調度將黃河流域42市分為四個層級，如表3所示。

表3 黃河流域42市耦合協調度分類

具體來看，中高耦合層級僅包含鄂爾多斯，說明現階段鄂爾多斯經濟與創新協調發展水平遠超過黃河流域其他城市。鄂爾多斯經濟與創新水平的快速發展主要得益于鄂爾多斯在經濟迅猛發展的黃金時期，以壯士斷腕的決心控制煤炭產能，發展非資源型產業和高新技術產業，加快推進結構轉型和經濟發展方式轉變，全面推動高質量發展，使得鄂爾多斯在煤炭產能大幅增長、國際煤價下跌、國內經濟放緩等不利因素條件下，不論是經濟發展速度還是經濟規模都遠超過周邊城市，處于全國城市經濟發展的前列水平；在經濟高質量發展的同時，鄂爾多斯市著力實施“人才鄂爾多斯”戰略，與北京大學、北京理工大學等多所高等院校共建產業園，推進自治區人才改革試驗區建設，為高質量發展不斷引才聚才。在經濟結構轉型和人才的雙重驅動下，鄂爾多斯發展的質量顯著提升，這對黃河流域其它城市的經濟高質量發展、創新能力提高及經濟與創新協調發展具有重要借鑒意義。

中低耦合層級包括鄭州、西安、鶴壁等城市，除西安與濰坊外，其它城市均位于河南省，反映河南省各市的經濟與創新協調發展水平在黃河流域均處于中高水平，這主要得益于近年來河南省不斷發揮產業基礎優勢，統籌改造傳統產業培育新興產業，大力發展先進制造業，同時全省工業企業全力向智能化、綠色化、高端化升級，實現高質量發展，使得大多數城市尤其是鄭州市的經濟與創新水平不斷提高[17]。現階段仍不能忽視其各市之間的發展差距，雖然鄭州、洛陽等城市發展向好，但安陽、開封等城市經濟與創新協調發展水平較低，要想取得全面高質量發展，河南省還需重視城市之間的發展差異，不斷提高安陽、開封等城市經濟與創新協調發展水平，并散發自身輻射作用，在自身經濟與創新進一步發展的同時，拉動周邊黃河流域中下游城市發展。

低高耦合層級包括聊城、菏澤、淄博等城市，大多數城市均位于山東省及山西省，此類別城市經濟與創新的耦合發展水平較低，結合各市經濟發展綜合水平及創新發展綜合水平來看，山東省各市經濟綜合發展水平較高但創新發展水平較低，山西省各市經濟發展水平較低但創新發展水平較高，為進一步推進黃河流域高質量發展，山東和山西各省市還需重視自身經濟與創新發展的差異，促進地區經濟與創新協調發展。

低低耦合層級包括蘭州、萊蕪、榆林等城市，大多數城市均位于陜西、甘肅、寧夏，此級別各城市經濟與創新的耦合協調發展水平很低，與黃河流域其他省份城市存在較大差異，陜西省重工業太重、輕工業太輕的格局沒有改變，經濟結構問題突出，雖科技、教育優勢明顯，但科研轉化率低，創新水平不高；甘肅和寧夏的自然稟賦不具優勢，距離中國的經濟核心地帶偏遠，經濟和創新水平也都較低。要想實現黃河流域的全面發展，還需大力推進此類城市的經濟和創新發展。

綜合來看，黃河流域各市經濟與創新的耦合協調水平均不高，其中上游內蒙古的經濟與創新發展協調水平相對高，其他城市創新與發展協調水平低；中游各市經濟與發展協調水平低；下游河南省各市經濟與創新協調水平相對較高但城市之間差距較大，山東省各市經濟發展水平較高但創新發展水平較低。

3 黃河流域城市群區域創新與區域經濟協調發展面臨的問題

基于科技創新影響黃河流域城市群經濟高質量發展的空間差異性，在探討兩系統耦合機理的基礎上構建區域創新與區域經濟綜合評價指標體系：計算區域創新與區域經濟綜合水平和兩系統的耦合協調度，對42個城市耦合協調度進行聚類，觀察其分布格局。結果顯示，黃河流域城市群在科技創新與經濟高質量發展互動中存在以下問題。

3.1 城鄉經濟總體差距較明顯

由區域經濟綜合評價體系得出，國家貧困縣多數分布在黃河中上游地區，其發展速度和開發程度遠落后于東部沿海地區。從全國來看2018年，城市居民人均可支配收入29 558元，同比增長8.54%，同期農村居民人均可支配收入12 719元，同比增長8.74%，其絕對差距高達16 839元，而黃河流域面積745 100平方公里，全長5 464公里，共涉及69個地區(州、盟、市)、329個縣(旗、市)，全國14個集中連片特困地區半數以上在黃河流域，成為我國城鄉差距問題的顯著縮影。黃河流域城市群的綜合開發，有利于帶動中西部地區經濟快速發展，鞏固脫貧攻堅成果。

3.2 經濟空間分異程度偏高

在經濟空間格局上具體體現為：東部增長水平較高，山東各省呈現多核心模式，即一定程度上的均衡化趨勢；而中西部經濟增長水平總體較低，經濟空間中僅有少量增長軸和增長極，多分布于河南、山西和內蒙古[17]。鄭州、西安作為中游城市群兩大核心，逐步成為經濟發展的新引擎，而與中西部其他城市的經濟發展水平差距日益拉大，與長江經濟帶發展相比，黃河流域高質量發展在縮小東西部區域經濟差距上能夠發揮更大作用，這是因為位于黃河流域西部省份經濟發展水平更低。以2018年為例，在當年全國省份GDP低于1萬億元的5個省份中，有3個位于黃河流域，分別是8 246億元的甘肅省、3 705億元的寧夏回族自治區和2 865億元的青海省，與同處黃河流域的GDP排名全國第三的山東省和第五的河南省相比，上述三省存在較大的提升空間和合作潛力。

3.3 流域整體創新與經濟耦合協調度不高

黃河流域高質量發展問題的關鍵是產業轉型，產業轉型依靠創新驅動。從區域創新與區域經濟耦合協調度來看，全部位于中、低耦合度，創新與經濟互動不夠良性。在創新水平的評價上，出現整體水平較低，河南與內蒙古境內各城市異軍突起，其中三門峽、鄭州、鄂爾多斯等城市對于R&D經費投入較充分，文化、通信等創新基礎設施建設完成度較高，積極建設自由貿易區、航空港區，利用“一帶一路”契機擴大對外開放，營造良好創新環境，進而高新技術產業高速發展。然而，縱觀流域內大多城市多年來形成的粗放型農、工業生產模式，造成流域產業質量較低、資源趨向枯竭。由此，黃河流域城市群經濟結構亟待調整[18]。

目前，黃河流域城市群R&D經費投入有限，產業層次和產業集聚均有待提高。此外，沒有充分利用技術支持和產業環境，流域內城市群農業與生態觀光業、水資源治理與現代農業、礦產采掘業與設備制造業之間尚未形成良性互動。

4 黃河流域城市群創新驅動經濟高質量發展建議

城市群作為創新資源集聚空間，是帶動區域經濟高質量發展的核心引擎，可看出黃河流域城市群以其地域的復雜性和廣闊性影響創新和經濟空間的異質性，為整體創新能力和經濟的耦合協調發展進行探討。因此，依據耦合協調的聚類結果，將黃河流域劃分為三個城市群：黃河上游城市群、黃河上中游城市群、黃河中下游城市群來進行討論。

4.1 黃河上游城市群——蘭西銀城市群

蘭西銀城市群以青海東部的西寧為起點，經甘肅中部的蘭州到寧夏北部的銀川，貫穿黃河上游沿線經濟帶，呈三角型鼎立之勢。在交通上分布有包蘭線、蘭青線、蘭新線等鐵路干線。以“一帶一路”對外開放平臺為契機，青海在參與建設“一帶一路”中發揮文化特色和區位優勢，甘肅位于絲綢之路經濟帶溝通中亞各國的“鎖匙之地”，以銀川為核心的寧夏都市經濟圈被國家劃定建設內陸經濟開放型試驗區，可以看出目前蘭西銀城市群在區域創新與經濟協調發展的客觀條件較為合適，但地域內各城市創新能力與經濟狀況均處于較低水平，并且兩指標的協調耦合均處于較初級階段，產業結構上以農牧業和初級產品加工業為主導產業，創新能力與經濟狀況的相似性為城市群的分工協作提供前提。

基于此，黃河上游城市群的發展以整合創新資源為起點，傳統農業現代化和資源型工業轉型為核心進行構建。首先，創新環境上有中科院研究所7家，大學近30所，其中以蘭州地區創新投入最多，提高創新投入產出比，因地制宜改進傳統農業灌溉、綠色養殖等技術，發揮工業熟練技能人員創新主體作用，構建從原材料的獲取，到加工，再到成品出廠間的一體化產業鏈；其次，甘肅、青海、寧夏傳統產業轉型可通過以點帶線、由線到面的方式，拓展區域發展新空間，構建“一帶雙圈多節點”的空間格局，注重城市群中的資源共享及利用：蘭西銀城市群礦產資源、有色金屬、天然氣、石油、草原資源均位居全國前列，是我國糧食、畜牧品、中藥材等的重要生產基地，蘭州都市圈將以蘭州、白銀為主體，重點推動石油化工、有色冶金等傳統優勢產業升級；西寧都市圈以西寧、海東為主體，重點發展新能源、新材料、生物醫藥等產業；銀川都市圈以銀川、吳忠為主體，以裝備制造、信息技術等產業為主導。利用科技創新成果在城市群間建立資源共享網絡平臺，通過互聯網媒介，獲取各城市間的資源集聚，加快合作積極探索出口貿易的合作；第三，青海、甘肅、寧夏作為古絲綢之路的重鎮和多民族聚居區域具有極為豐富的的旅游和文化資源，在旅游文化中融入科技創新成果，規劃建設魯沙爾民族文化旅游產業園區、南川工業園區等千億元省級產業基地，實現城市群間的旅游文化融合發展。黃河上游的區域創新和區域經濟的良性互動為西部大開發和西北部地區的脫貧攻堅提供經濟基礎。

4.2 黃河中游城市群——關中城市群

位于渭河平原的關中城市群是西安為核心，以寶雞、銅川、渭南、商洛、天水以及楊凌農業示范區為次核心，以山西、甘肅為兩翼的城市密集區。區域內創新投入不足，FDI實際利用額較低，創新產出呈現西安高于周邊各市的“中高周低”模式，R&D研發人員數量匱乏，在人力資本和資金投入要素均不足的情況下經濟發展缺乏內生動力。

關中城市群經濟高質量發展需要加大要素投入，發展高質量實體經濟，主要包括以下3個方面：

(1)以西安的高校及科研院所為中心，打造大數據平臺、云計算平臺、金融服務平臺、貿易投資平臺，便利外來資本的進入和運作，以優厚的落戶政策吸引高技術人才、企業管理人才、熟練技術操作人才等各級各類專業人才，煥發創新活力。

(2)現代化經濟體系的構建為關中城市群的發展提出了綠色產業的新要求。在傳統產業升級方面，黃河中游作為中國重要的能源生產區，其所經區域是我國一次能源(煤炭)與二次能源(電力)最主要的生產基地與供應基地。其煤炭產量仍然占全國煤炭總產量的70%，約占我國一次能源生產量的40%。如能源開采受制于技術落后、地域分散，處于粗放型階段，則造成極大資源浪費。在山西大同等資源枯竭城市，淘汰落后產能，產業結構向生產性服務業傾斜，應實現能源、技術的結構升級，通過新技術的開發利用提高清潔能源的利用效率，同時深入實施創新驅動發展戰略，通過新技術、新能源的利用加快黃河流域傳統產業的轉型升級[19]。

(3)發展高質量實體經濟，在培育壯大節能環保制造業基礎上，通過產業融合、產業集群、產業創新來構建現代化的關中產業鏈，努力實現生態環境高水平保護和經濟高質量發展戰略目標。

4.3 黃河中下游城市群——中原城市群和山東半島城市群

以鄭州、濟南聯動的的中下游城市群在黃河流域中創新產出較多和經濟發展程度較高，地區生產總值占流域內總值的56%，山東半島、鄭洛新兩大自主創新示范區發展最為顯著。但存在區域內中小型城市與兩大中心城市相比創新產出和經濟狀況分異顯著的問題。因此，中下游城市群發展的戰略重點是提高經濟和人口承載能力，發揮區域中心城市在政治、經濟、文化、科學教育等方面對流域其他地區的輻射、帶動作用。實現鄭州、濟南兩大中心城市引領下的協同發展，需要打造數字化路空聯運系統和實施全流域戰略規劃并行。

(1)富集的創新產出需要基礎設施建設與完善作為支撐，黃河中下游地區同樣需要通過大通道建設實現黃河流域城市群的高質量發展。在利用沿海、沿鐵路干線的基礎上，綜合運用航空運輸網絡體系，通過運輸樞紐等基礎設施的完善實現物流的高效率配送，進而實現中心城市與周邊城市的有機銜接，推動流域內河南、山東各省資源要素的優勢互補與協同發展[20]。同時，要推動基礎設施建設的轉型，從公路、鐵路、地鐵等傳統技術設施建設轉向數字化的基礎設施建設。縱觀長江沿岸城市群的發展經驗發現，對外開放是實現經濟發展的重要動力。對黃河流域中下游城市群而言，既要充分利用黃河山東超過3000公里的海岸線和擁有多個優良港口的優勢，也要發揮全國第一家臨空經濟示范區——鄭州航空港經濟綜合實驗區的核心帶動作用，不斷吸引全國乃至全世界先進的要素、企業與產業，大力培育外向型產業，形成產業集群，提高發展質量。

(2)解決中下游城市群空間分異問題的主要方案是要求各城市以協調發展為核心要義，遵循互惠互利、優勢互補、共同發展的區域經濟合作理念。在中原城市群和山東半島城市群的戰略規劃中，牢固樹立“一盤棋”的思想，加強省區之間的溝通合作，注重保護和治理的可持續性、系統性、整體性、協同性，通過完善黃河中下游城市群的戰略支撐，開創黃河流域生態保護和高質量發展新局面。