多維距離下科創中心輻射效應對區域創新績效的影響
——以長三角地區為例

許學國，桂美增，張嘉琳

(1.上海大學 管理學院，上海 200444；2.上海飛機制造有限公司，上海 201324)

0 引言

在國家規劃引導下，我國目前已形成長三角、京津冀、粵港澳三大重點經濟發展區域。2019年，中央明確將長三角區域一體化上升為國家戰略，長三角區域整體發展具有不同于其它區域的特殊戰略地位。長三角作為全國經濟發展高地，于2014年率先提出建設上海科創中心的戰略計劃，通過為上海科創中心提供創新資本與創新要素集聚優勢，吸引各地創新資源流入，在政策扶持及良好的創新氛圍下，促使自身創新能力不斷提升[1]。在長三角一體化發展背景下，上海必將成為具有全球影響力的科創中心，以上海為龍頭的長三角地區高質量發展迫切需要提升區域科技創新能力。

研究表明，區域發展不僅取決于自身資源稟賦，還與周邊地區密切相關。區域協同創新有利于促進創新要素在地區間高效流動，進而提升區域創新績效[2]。上海科創中心作為長三角地區的創新引擎，憑借優越的地理位置、良好的創新環境、開放的創新理念吸引創新資本與創新要素集聚。相比之下，長三角地區其它城市因為自身經濟及科技水平受限，創新資源集聚效果不佳，導致區域協作與創新效率低下，阻礙長三角一體化發展。在區域協同創新視角下，每個區域的創新活動除利用自身擁有的創新要素外，還需要利用其它區域的創新要素[3]，空間輻射溢出效應對區域發展越來越重要[4]。輻射性是場源城市的重要特征，它以技術、資金、制度等優勢帶動周邊城市發展[5]。上海科創中心以豐富的創新資源、強大的技術優勢和創新能力為依托，為推動區域創新主體發展作出重要貢獻[6]。因此，在長三角區域一體化發展戰略背景下，探究上海科創中心輻射效應尤為重要。

目前，已有不少學者對科創中心輻射帶動力進行研究。陳搏[7]發現，科創中心建設能夠促進區域創新績效提升；王海蕓等(2017)以城市“五項責任”為維度構建科創中心評價模型。科創中心輻射效應是科創中心在空間視角下區域協同創新的新表現形式。對目前文獻進行梳理發現，大部分學者集中探討科創中心創新輻射力靜態評價指標體系構建，從空間視角測度科創中心創新輻射效應的研究較少。古典物理學認為，空間中的物理量通過“場”進行能量轉化和信息交換[8]。隨著“場”理論及研究方法的不斷拓展，逐漸有學者將場論應用于哲學、經濟、管理等學科領域，提出知識場、經濟場、物流場等概念，并結合電場、磁場、引力場等物理學理論研究主體間相互作用與空間聯系[9-10]。創新要素在時空中分布不均會產生場效應，促使創新要素在城市間流動。科創中心集聚了豐富的人力、財力資源，通過對原有資源的利用、轉化和創造，形成新的知識、信息、技術等資源，產生大量資源流動，并向周邊地區輻射。因此，場論對于研究科創中心空間輻射效應具有重要參考價值。

基于此，本研究首先借鑒古典物理學中的靜電場模型構建創新輻射場。以長三角地區為例，通過構建上海科創中心對長三角城市群的輻射效應模型，測量上海科創中心建設前后對長三角城市的輻射效應；其次，從多維距離視角分析科創中心輻射效應對區域創新績效的影響；最后，提出推動長三角一體化發展的對策建議，為促進長三角一體化高質量發展提供重要參考。

1 創新輻射效應測度

1.1 創新場模型構建

物質間通常以“場”為介質實現彼此間的聯系。任壽根[11]研究發現，城市之間也存在“場”，其性質與電場極為相似，并將其命名為城市場。正如電荷運動產生電場，城市間創新要素流動也會產生城市創新場[12]。創新場是創新要素存在與活動的空間環境，由于創新要素時空分布不均勻，因此城市間存在創新要素溢出與汲取效應。這種城市間彼此影響的關系與電場中電荷間的關系相似，不同之處在于創新場中各城市既是創新要素的接收者又是創新要素的發送者[13]。在創新場中，場源城市擁有較強的輻射力，通過輻射場源城市對存在于場中的場點城市產生影響，場點城市與場源城市相對靜止，這與靜電場中場源與電荷的關系相類似。因此，本文對物理學中的靜電場和城市間的創新場進行對比[14]，發現兩者具有很多相似性。

首先，物理學中的靜電場具有場源，而在創新場中，創新要素聚集區域被視為場源。因此，無論是靜電場還是創新場，兩者均存在場源；其次，在靜電場中電場相互疊加，從而形成新電場。同時，創新場也具有相同特性，場源與場點城市間不同創新要素相互疊加，從而形成新創新場[15]；再次，電流是由于靜電場中電荷間存在電勢差所引致。而在創新場中，同樣由于場源與場點城市創新要素存在勢差，進而形成城市間的創新流[13]。通常情況下，城市間的創新要素勢差越大，產生的創新流也就越大；最后，靜電場中電場強度與電荷距離成反比。而在創新場中，場源城市對場點城市的輻射強度隨著距離的縮短，能夠降低人才、資金和技術等資源流動成本，從而促進場源城市產生更強的輻射效應[16]。因此，創新場中的輻射強度與電場強度相似，兩者均存在與距離成反比的特性。

(1)

(2)

表1 靜電場與創新場相似性特征

1.2 變量選取

1.2.1 科創中心評價指標體系構建

為計算創新場中場源與場點之間的輻射強度，首先需要計算創新場中場源的創新要素總量Q。本文創新場中的場源為上海科創中心，因此構建科創中心評價指標體系，對上海科創中心的創新要素進行計算，進而獲取場源創新要素總量。陳搏[7]對全球科創中心進行系統性研究，從資源投入、成果創新和資源環境等方面構建相應評價指標體系。本文在借鑒其研究成果的基礎上，結合創新場輻射過程，從資源、成果和環境3個方面構建科創中心評價指標體系(見表2)，從而更加全面、系統地測算場源創新要素總量。

為獲取創新場中場源創新要素總量，首先需要確定各指標權重，本文采用熵值法獲取各指標權重。由于面板數據無法通過傳統熵值法計算各指標權重，因此采用添加時間因素的改進熵值法進行權重計算，具體過程如下：

首先，對數據進行標準化處理，并對數據值進行平移。

(3)

(4)

其次，，計算第j項指標的熵值ej。

(5)

最后，得出第j項指標的權重wj。

(6)

各指標權重值如表2所示，通過公式Q=a1Q1+a2Q2+a3Q3可以獲取科創中心的創新資源總量。其中，Q1表示創新資源，Q2表示創新成果，Q3表示創新環境，ai(i=1,2,3)為各指標對應的權重。

1.2.2 創新要素吸收能力

在創新場中，場點城市所受輻射力與自身吸收能力相關。若場點城市的吸收能力較差，即使在創新場中存在較大的創新流，場點城市仍無法很好地消化吸收，由此產生較差的輻射效果。孫兆剛等[18]研究發現，城市之間創新要素差距(k1)和場點城市利用能力(k2)共同影響場點城市的創新吸收能力，且影響程度相同。因此有：

k=0.5k1+0.5k2

(7)

1.2.3 多維距離構建

創新場中場源創新要素輻射是一種空間行為，在輻射過程中受各種因素影響。通過分析創新場輻射強度公式發現，場源與場點間的距離能夠直接產生輻射作用。在實際分析過程中，可從多種維度對城市間的距離進行衡量，如地理距離、時間距離和經濟距離等。因此，本文從多維距離視角出發，測算不同維度下城市間的實際距離，從更加精細的角度分析不同距離場點城市所受的輻射效應。

(1)時間距離(GD)。本文采用城際間乘坐交通工具最快到達的時間對其進行度量。通過查閱城市間高鐵、鐵路、公路時間信息，最終獲得原始時間距離(D)。由于長三角地區包含一市三省眾多城市，不同城市間的交通便利程度存在較大差異，僅使用原始時間距離指標無法準確反映城市間的時間距離[19]。因此，本文選用城市客運量和貨運量兩個指標度量城市交通便利性，并對原始時間距離進行修正。首先，計算場源城市對場點城市交通便利性的比值并進行歸一化處理，通過專家意見賦予比值權重進而獲得各場點城市的交通便利度α，進而獲得修正后的時間距離GD。

GD=(1-α)D

(8)

(2)技術距離(TD)。通過研發費用、R&D人員數、專利數等指標對城市間的技術距離進行量度。其中，專利數最能直觀反映城市技術創新能力，因此本文采用城市間專利數量差距表征城市間的技術距離。

(9)

其中，ωi為場點城市專利數，ω為場源城市專利數。

(3)經濟距離(ED)。地區創新活動不僅受地理距離的影響，而且與地區間的經濟差距存在一定關系。地區之間若存在巨大的經濟差距，則會限制先進知識傳播。因此，本文采用城市間GDP差距表征城市間的經濟距離。

(10)

其中，φi為場點城市的GDP，φ為場源城市的GDP。

表2 科創中心評價指標權重

1.3 輻射效應測度

在本文構建的創新場中，場源為上海科創中心，場點為蘇浙皖3省26個城市。通過公式計算創新場中場源對場點的輻射強度，進而獲取上海科創中心對長三角城市群的輻射效應(見表3)。本文時間跨度為2011—2019年，數據來源于長三角地區2012—2020《中國城市統計年鑒》和《科技統計年鑒》。

由表3結果可知，2019年場源城市上海對場點城市的輻射效應較2011年明顯增強。這是因為，上海自2014年提出建立科創中心以來，政府不斷增加科技創新投入，實施促進高新技術企業發展的相關政策，有效提升了城市科技創新成果轉化能力。因此，上海科技創新要素總量整體有所增加。為詳細考察26個地級市輻射效應變化情況，本文將2011年和2019年各城市基于多維距離視角下的輻射強度值分別輸入ArcGIS10.6軟件，采用自然間斷點法進行分析，從時間、技術和經濟3個視角分析長三角城市群輻射效應演變情況，結果見表4～表6。

本文將輻射強度分為4類，分別為輻射強度強、較強、較弱和弱。由表4可以看出，基于時間距離的長三角城市輻射效應基本有所提升。輻射效應弱的城市由2011年的9個縮減為2019年的5個。其中，南通由2011年較弱變為弱，是由于近年來長三角地區城市間高鐵線路逐漸增多，而通滬高鐵仍未開通，從而影響時間距離下南通創新輻射強度。未來，隨著通滬高鐵的開通，將會極大地提升上海對南通的輻射強度。

由表5可知，與2011年相比，2019年上海對各城市的輻射強度值較強以上地區大幅增長，輻射強度較弱以下地區由18個降至11個。這表明，上海在2014年科創中心建成后，有效增強了對長三角各城市的創新輻射強度。

由表6可知，2019年各區域基于經濟距離輻射強度均有不同程度提升，輻射強度較強以上的城市由10個增至14個。此外，輻射強度弱的地區由2011年的7個縮減至4個。從省級視角看，上海科創中心對浙江各城市的輻射強度總體表現較好，浙江各城市受到的輻射強度基本處于較強以上。為剖析多維距離下輻射效應對區域創新績效的影響機理，本文采用回歸模型進行檢驗。

表3 2011年和2019年基于不同距離的城市創新輻射強度值

表4 基于時間距離的創新輻射強度地區劃分

表5 基于技術距離的創新輻射強度地區劃分

表6 基于經濟距離的創新輻射強度地區劃分

2 科創中心輻射效應對區域創新績效的影響

2.1 模型設定

本文采用Jaffe[20]的知識生產函數構建實證模型，檢驗科創中心輻射效應對區域創新績效的影響機理。該函數在對產業創新影響因素進行評價時，著重揭示供需匹配度在知識溢出中所發揮的作用。知識積累與創新是創新績效提升的重要來源[21]，因此創新績效提升過程類似于知識生產過程。此外，區域間多維距離也是雙方匹配的重要因素。基于此，采用該模型能夠更好地揭示科創中心輻射效應對區域創新績效的影響機理，模型設定如下：

(11)

其中，INPit為i城市第t年的區域創新績效，REi,j,t-1為場源城市j對場點城市i在t-1年的輻射效應。GDi,j,t-1、TDi,j,t-1、EDi,j,t-1分別表示t-1年地區i與地區j間的時間、技術和經濟距離。為描述時間、技術、經濟距離下輻射效應對區域創新績效的影響，采用REi,j,t-1×GDi,j,t-1、REi,j,t-1×TDi,j,t-1、REi,j,t-1×EDi,j,t-1分別表示輻射效應與不同距離的交互項。若該交互項系數顯著為負，則說明相應距離越小，輻射力對區域創新績效提升的作用越大。Zi,t-1為控制變量，λ為常數項，ε為隨機誤差項。

由于交通便利程度提高，城市間的時空距離不斷壓縮。為在時空壓縮背景下分析技術距離與經濟距離輻射效應對區域創新績效的影響，本文在公式(11)的基礎上添加輻射效應以及時間距離與技術距離、時間距離與經濟距離的交互項，從而對多維距離交互作用下科創中心輻射效應影響區域創新績效的作用機理進行探析。具體模型設定如下：

(12)

2.2 變量設定

(1)被解釋變量。區域創新績效(INP)反映一個區域知識與技術的發展狀況[22]。現階段，學者通過創新投入和創新產出兩方面進行衡量[23-24]，常采用專利數和新產品收入作為衡量指標[25-26]。由于專利申請到專利授權存在較長的時間差，部分學者認為專利數不能準確反映區域創新績效(張玉臣等，2013)。因此，本文借鑒其研究成果，采用新產品收入指標對區域創新績效進行測量。

(2)解釋變量。創新輻射效應(REi,j,t-1)依據高德地圖獲取城市i與城市j之間的直線距離(SDi,j)[27]，通過公式(2)計算獲得。時間距離、技術距離、經濟距離通過公式(8)～(10)計算得到。

(3)控制變量。①基礎設施建設水平、區域建設水平差異影響區域創新績效，交通設施完備性影響區域創新能力，因此本文采用城市人均道路面積(INF)表征基礎設施建設水平(孫曉華等，2013)；②經濟發展水平。經濟發展為區域創新提供資金支撐，是影響區域創新的重要因素。因此，本文采用人均地區生產總值(PGDP)對其進行衡量[28]；③財力投入影響區域創新績效，故本文采用R&D內部經費投入(CP)(張曉華等，2013)對其進行衡量；④科技創新人員是創新主體及創新的驅動力，故本文采用高等教育教師數(HC)表征人力資本投入[29]；⑤對外開放程度采用外商直接投資(FDI)進行衡量，因為FDI通過資本流入對區域創新績效產生影響[30]；⑥技術市場作為技術商品交易的平臺，對區域創新發展至關重要，因此本文采用技術合同成交額(INN)衡量技術市場活躍度[28]。本文涉及的變量名稱、符號及含義見表7。

表7 變量說明

2.3 實證結果分析

由于科創中心輻射效應對區域創新績效的影響存在滯后性，因此解釋變量均采用滯后一期數據，各變量描述性統計結果見表8。

為避免模型存在異方差及共線性問題，對所有變量采用取對數處理。檢驗結果顯示，變量VIF值均小于5，說明基本可以忽略多重共線問題。本文運用Stata16.0軟件對式(12)和式(13)進行回歸分析，結果見表9和表10。

由表9中模型(1)～(5)結果可知，統計量Adj.R2均高于0.7，表明模型擬合度較好。從回歸結果(1)中可以看出，輻射效應(RE)的回歸系數顯著為正，表明科創中心輻射效應能夠顯著正向影響區域創新績效。為分析多維距離輻射效應對區域創新績效的影響，本文逐步加入距離變量，結果如模型(2)～(4)所示。3種距離與輻射效應交互項的p值均小于0.01且符號為負，表明區域創新績效受時間距離、技術距離和經濟距離的顯著負向影響。通過觀測系數大小可以發現，經濟距離下科創中心輻射效應對區域創新績效的影響最大，表明隨著場源城市與場點城市經濟差距的不斷縮小，場點城市接收消化場源城市輻射創新要素的能力更強。模型(5)結果顯示，輻射效應與時間距離交互項(RE×GD)系數的絕對值小于輻射效應與技術距離交互項(RE×TD)及輻射效應與經濟距離交互項(RE×ED)系數的絕對值，說明時間距離下輻射效應的作用低于技術距離與經濟距離。這表明，隨著經濟與技術的飛速發展，區域間要素流動越發便利，時間距離對創新要素的溢出效應逐步衰減。

表8 變量描述性統計結果

表9 多維距離輻射效應對區域創新績效影響的估計結果

場點城市受到的創新輻射效應與多維距離有關，同時不同類型距離對科創中心輻射效應的影響呈現出一種復合作用特征。目前，隨著交通工具的日益便利，時空壓縮已成為地區空間變化的典型特征。那么，空間距離變化是否會重塑科創中心輻射效應作用機制？為此，需要進一步探討時空壓縮下多維距離對科創中心輻射效應的影響。根據公式(12)構建實證模型，結果如表10所示。

由表10模型(6)～(8)結果可知，統計量Adj.R2均高于0.7，表明模型擬合度較好。由模型(6)和(7)結果可知，輻射效應、時間距離和技術距離的交互項(RE×GD×TD)系數以及輻射效應、時間距離和經濟距離的交互項(RE×GD×ED)系數均顯著為正，說明時間距離變化對技術距離和經濟距離的輻射效應具有顯著調節作用。這表明，時空壓縮降低了地區間由于技術距離和經濟距離過高所造成的輻射效應限制作用[31]。

表10 多維距離交互下輻射效應對區域創新績效影響的估計結果

3 結語

3.1 研究結論

本文通過梳理國內外科創中心、創新空間理論和輻射理論相關文獻，結合長三角一體化發展，研究上海科創中心輻射效應對區域創新績效的影響。首先，分析科創中心創新輻射原理，構建創新場；其次，構建科創中心評價指標體系，對上海科創中心創新要素總量進行衡量；再次，對長三角城市群輻射強度進行測算；最后，基于多維距離復合作用機制，探討城市間多維距離輻射效應對區域創新績效的影響。結果表明，長三角城市群2019年受到的創新輻射強度較2011年有大幅提升。這是因為，上海自2014年提出建設科創中心以來，政府不斷增加科技創新投入，實施促進高新技術企業發展的相關政策，有效提升了城市科技創新成果轉化能力。另外，上海在科技創新方面的創新要素總量在整體上有所增加。

同時，根據面板數據回歸分析結果發現，區域創新績效受科創中心輻射效應的正向影響，影響程度因地區時間距離、技術距離和經濟距離的不同而不同，具體表現為城市間多維距離與區域創新績效負相關。其中，經濟距離是影響科創中心輻射效應的首要因素，其次是技術距離。在時空壓縮視角下，時間距離變化對技術距離和經濟距離的輻射效應具有顯著調節作用，其有助于緩解地區間由于技術距離和經濟距離過大而造成輻射效應受限的問題。

3.2 對策建議

(1)重視多維距離影響因素，發揮創新要素空間輻射效應，提升科技創新欠發達地區創新能力。科技創新發達地區的輻射效應具有顯著的路徑依賴特征，對與自身空間距離較近的地區輻射效應較強。因此，長三角地區應注重多維距離影響因素所發揮的作用，縮短時空距離，減小技術、經濟水平差距，加強科技創新交流與合作，充分發揮空間輻射效應。

(2)構建區域“科創走廊”，提升區域創新效率。為更好地發揮上海科創中心的輻射帶動作用，長三角各地區應，借鑒美國128號公路地區、硅谷和日本筑波科學城的成功經驗，依托科創中心構建區域“科創走廊”，使創新主體實現跨區域溝通協作，帶動區域創新發展，建設“一核多廊”的區域“科創走廊”。

3.3 不足與展望

本文存在以下不足：①由于數據可獲取性有限，本文構建的科創中心評價指標體系仍不完善，未來將進一步完善科創中心評價指標體系，對科創中心進行科學、全面的評價；②本文借鑒經典電場理論構建科創中心輻射量場模型，僅對科創中心輻射強度進行衡量，未對科創中心輻射效率進行探討。未來將借鑒磁場理論構建科創中心輻射質場模型，對科創中心輻射質量進行研究；③本文僅探討時間距離、技術距離和經濟距離下科創中心輻射效應對區域創新績效的影響，未來將進一步借鑒經濟地理學中的多維鄰近概念，對文化距離、社會距離和產業結構距離等維度進行討論。