區域科技創新與新型城鎮化協調發展研究
——以山西省為例

高楠，張旭紅，喬偉桐

山西財經大學文化旅游學院， 山西 太原 030031

作為我國一項至關重要的民生工程，城鎮化是我國開展并深化改革的一項重要舉措，具有極大的內部需求潛力.城鎮化進程需要科技創新的支撐，同時城鎮化的發展也會推動現代科技的創新與發展.2001年我國國務院出臺的《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十個五年計劃綱要》中指出：只有抓住時機并堅持實施城鎮化戰略，才能為建設現代化經濟體系奠定堅實基礎.自此，我國城鎮化發展與建設步伐不斷加快，已取得了較大水平的提升.但在城鎮化推進過程中也逐漸開始浮現出各種問題，因此為適應現今經濟高速發展以及結構高質量變革的需要，作為我國未來城鎮化可持續發展的主要驅動力的新型城鎮化建設模式必將替代傳統模式.科技創新作為支撐現代化經濟體系建設的基本動力源，大力提倡科技創新將成為推進新型城鎮化建設的重要手段之一.

作為新型城鎮化研究的基礎，早期城鎮化發展問題已受到學者的廣泛關注，國內外學者關于科技創新與城鎮化發展的研究主要集中在以下幾個方面.一是關注科技創新對城鎮化發展的影響.劉易斯最早認為，科技創新首先對工業化進程產生影響，進而推動城鎮化發展[1]；錢納里等人將劉易斯的理論觀點進一步進行完善，認為科技創新在提高農業生產效率的同時，也能夠促使剩余勞動力在工業生產領域的大量集聚，從而提高城鎮化發展水平[2]；王蘭英等以北京為例，論述了科技創新對產業結構、產業布局、通信技術、文化制度四方面的作用[3].二是城鎮化對科技創新作用的研究.一方面城鎮化過程加速了人力資本在城市空間的集聚，縮短了人們的交往距離，能夠產生知識外溢效應進而提高科技創新水平[4～6]；另一方面，城市空間的聚集有助于產生產業集聚效應，導致了技術的外溢效應從而提高科技創新水平[7～9].三是對科技創新與城鎮化兩者互動關系的研究.科技創新和城鎮化發展之間存在明顯的正向關聯和空間溢出效益[10]；科技創新創業是提升城鎮化發展質量的基本途徑，城鎮化是推進科技創新創業深入發展的重要依托[11]；以科技創新帶動產業升級，以城鎮化建設吸引科技型人才是未來促進二者協調發展的重要舉措[12].

從已有研究成果來看，盡管已有部分學者對科技創新與城鎮化之間的關系進行了一定探索，但研究多以兩者單向影響為主，近幾年學者對兩者互動發展的關注漸顯擴大趨勢，研究思路從定性分析逐漸轉向定性、定量相結合[11，13，14].但研究成果仍較為匱乏，且研究對象上多選擇經濟較發達的地區為案例地，缺乏中西部地區兩者互動關系的定量評價.鑒于此，文章借鑒物理學中的耦合模型，對2000年～2016年山西省11個地級市的科技創新與新型城鎮化之間耦合協調度及其影響因素進行實證分析，為促進山西省實現可持續發展提供一定的參考借鑒意義.

1 科技創新與新型城鎮化耦合發展作用機理分析

科技創新與新型城鎮化之間有著密不可分的互動發展關系，可將科技創新-新型城鎮化看作一個復雜的巨系統(圖1).一方面，科技創新會驅動新型城鎮化的高質量發展.首先，科技創新能夠促進地區產業結構的均衡發展，科技創新能夠促進現有主導產業的升級和轉變，并催生新業態，優化地區產業結構；其次，將科技創新部分成果，如生態環保技術、廢棄物處理技術、智能化技術運用到城鎮化建設中，對改善城鎮人居環境具有重要意義；最后，隨著信息化的發展，加速了城鎮文明和生活方式向鄉村的傳播，城鎮化進程加速，現代信息通訊技術加快了城鎮文明向郊區和鄉村傳播，推動了農村的價值觀念和生活方式的轉變，從而改善了城鎮居民的生活質量.另一方面，新型城鎮化也會對科技創新的發展做出響應.首先，新型城鎮化為科技創新提供必要的資源要素，城鎮化發展過程中人口向城市聚集為科技創新提供了人力資本，資源的有效配置和勞動生產率的提高為科技創新積累了一定的物質財富；其次，五大發展理念指導下的新型城鎮化進程也為科技創新的發展指明了前進方向；最后，新型城鎮化能夠為科技創新成果的使用提供廣闊的市場，提高了科技創新成果的轉化能力.

圖1 科技創新與新型城鎮化耦合發展作用機理圖

2 材料與研究方法

2.1 研究區概況

山西省包括119個縣(市、區)，而近百分之八十縣域的經濟條件幾乎完全依賴于煤礦資源儲量.多年來，山西省主要憑借煤炭等礦產資源的開發利用帶動重工業發展從而拉動城鎮化進程.但山西省經濟發展得益于資源的同時也受制于資源，因過度依賴煤礦重工業的發展，造成了資源過度開發、生態環境惡化、產業結構失衡以及社會經濟粗放增長等一系列不利于山西省城鎮化建設的問題.為改善這一局面，山西省積極建立改革實驗區以期通過科技創新來實現山西省資源經濟轉型以及經濟的快速發展.綜上可知，山西省亟需借助科技創新理念開辟全新的基于科學發展觀指導、以人為本宗旨、以環保低碳及智能集約為發展目標方向的山西省特色城鎮化道路，實現二者的協調發展與互促共贏.

2.2 指標選取與數據來源

科技創新是將科學發現、技術發明運用到市場中的全過程，通常主要包含科技投入、產出以及市場三方面的要素.新型城鎮化與傳統城鎮化相比，則更加注重城鎮化發展的質量和內涵，是在五大發展理念約束下的高質量城鎮化.本文在借鑒楊曉龍、孫麗欣、王文寅、高楠等學者科技創新與新型城鎮化評價指標體系的基礎上[15～18]，遵循指標選取的科學性、普適性以及可操作性等原則，最終構建科技創新-新型城鎮化評價指標體系(見表1).

表1 科技創新-新型城鎮化耦合評價指標體系及權重

表1中科技創新與新型城鎮化兩大子系統中的各項指標數據主要源于2001年～2017年《中國城市統計年鑒》《山西統計年鑒》《山西省科技經費投入統計公報》以及山西省各地市的《國民經濟和社會發展統計公報》，對于少量無法獲取的數據，利用加權平均和趨勢外推等方法予以賦值.

2.3 研究方法

耦合是指兩個或兩個以上的物體或系統在運動的過程中彼此互相聯系與影響的一種現象[19].通過上述耦合機理的分析，可知科技創新與新型城鎮化兩系統之間有較明顯的耦合現象，在此理論前提下，對二者之間的耦合現象進行定量測評.其具體研究思路為：首先計算兩大子系統綜合發展水平，其次借助耦合評價模型對兩系統間的耦合協調度進行定量測評，接著運用聚類分析對兩者耦合協調度的時空分異規律進行評價，最后借助相關系數找出影響二者耦合協調度的主要因素.

2.3.1 兩系統綜合發展水平評價 在測度分析科技創新與新型城鎮化兩大子系統的耦合協調度之前，首先對其各自的綜合發展水平進行測算.在利用上述表1指標體系的基礎上，主要采用了線性加權平均法對山西省2000年～2016年科技創新與新型城鎮化兩子系統的綜合評價指數值進行測算.公式如下：

(1)

(1)式中，Ui為第i個系統的綜合發展水平評價指數；uij反映第i個子系統中的第j項指標對該系統的貢獻程度大小，稱之為功效系數；λij則表示第i系統中第j項指標的權重系數，權重越大，表示該項指標對系統發展越重要.文中對各指標權重λij的確定主要借鑒現使用較多的熵值法予以賦值[20].功效系數uij的確定主要采用無量綱化處理和極差標準化法.公式如下：

當uij為正向指標時：

(2)

當uij為負向指標時：

(3)

(2)、(3)式中，xij為第i個系統中的第j項指標的實際值(i=1，2；j=1，2，...，7)；max(xij)、min(xij)為指標實際值中的最大值、最小值.

2.3.2 系統耦合協調度的評價模型 將物理學中的耦合模型運用到本研究中，構造科技創新與新型城鎮化子系統間的耦合評價模型.公式如下：

(4)

(4)式中，U1為山西省科技創新子系統的綜合發展水平評價值，U2為山西省新型城鎮化綜合發展水平評價值.因耦合度僅能表示系統間存在相互作用，無法反映其協調發展質量的優劣.因此，文章引入耦合協調度指標加以說明子系統間的協調發展程度.公式如下：

(5)

(5)式中，D為兩系統的耦合協調度，具體劃分標準借鑒使用較多的廖重斌的研究成果，將耦合協調度劃分為十等級三類型[21].T為兩系統綜合發展指數，C為兩系統的耦合度，α、β為待定系數.由于科技創新與新型城鎮化重要程度相當，在借鑒以往文獻[22]和業內相關專家訪談的基礎上，確定待定系數α=β=0.5.

3 數據分析與結果

3.1 山西省科技創新與新型城鎮化綜合發展水平演化趨勢

3.1.1 山西省科技創新綜合發展水平演化趨勢 通過公式(1)～(3)分別計算2000年～2016年山西各市科技創新綜合發展水平指數，結果如表2所示.

表2 2000年～2016年山西各市科技創新綜合發展水平指數

從表2可知，山西省各地市2000年～2016年間的科技創新發展水平，除太原市科技創新綜合發展水平較高外，其余地市科技創新水平均不高，朔州、忻州、呂梁三市由于經濟不發達導致科技創新水平排名靠后.從時間維度來看，2002年除太原、長治、運城外其他地市的科技創新水平均處于0.2以下，在之后的發展中各地市科技創新水平整體上呈現出先上升后下降再上升的趨勢.與2000年相比，2016年晉城市在第三產業的帶動下，經濟發展水平有了較大提升，帶動了科技創新投入比率的加大(權重0.467)，成為科技創新綜合指數快速增長的重要內驅力.太原與其他地市相比科技創新能力最強，其主要原因在于太原作為山西省會城市，首先高校資源集中，為科技創新輸送了大量的高層次人才，其次太原作為山西省的重要樞紐，各優質資源聚集，使其擁有更高的科技創新能力.

通過SPSS22.0軟件對山西省各地市科技創新綜合發展指數均值進行聚類分析，結果表明：太原市由于經濟基礎較好，科技創新投入、產出能力均具有一定優勢，位于極其強勢的Ⅰ類區域；長治市積極完善全市技術交易平臺功能，依托市技術交易市場，加快線上線下技術交易信息服務，增設國有科技成果掛牌交易系統、科技成果項目精選庫等，科技創新綜合發展水平處于較強勢的Ⅱ類區域；大同、陽泉、晉城、晉中和運城五市則發展速度較緩，科技創新能力還有待于進一步加強，使得其科技創新綜合發展水平處于較不顯著的Ⅲ類區域；其余各市經濟基礎較薄弱，科技創新投入不足，導致其科技創新能力處于極不顯著的Ⅳ類區域.

3.1.2 山西省新型城鎮化綜合發展水平演化趨勢 同樣采用上述公式體系計算2000年～2016年山西各市新型城鎮化綜合發展水平指數.

從表3可知，2000年至2016年山西省各市新型城鎮化綜合發展在空間上存在顯著的差異性，與經濟發展水平存在較強的相似性.整體均值來看，太原市新型城鎮化水平最高，均值為0.820，而朔州、忻州兩市由于經濟發展水平不高，其新型城鎮化水平也處于較低水平.從時間維度來看，2000年山西省新型城鎮化水平整體處于較低水平，除太原、晉城、大同外，其余地市均處于0.1～0.3之間，發展極不均衡.2012年山西省新型城鎮化水平達到一個較高水平，其中太原市新型城鎮化水平達到0.8以上，晉城、長治、大同、晉中、呂梁五市新型城鎮化水平均邁上0.3的臺階，其他地市新型城鎮化水平雖絕對值不高，但較2000年亦有了大幅度的提升.2012年之后，由于山西省經濟轉型發展，“一煤獨大”的資源優勢不再存在，部分以煤炭為主要經濟來源的地市新型城鎮化綜合發展指數出現下降趨勢，未來應多舉并措，以求其新型城鎮化水平的進一步提升.由上可知，2000年～2016年，山西省新型城鎮化水平整體上呈現出上升趨勢，但由于經濟基礎薄弱，各市發展水平差異較大，發展速度緩慢，因此整體來看，新型城鎮化綜合水平不高.

表3 2000年～2016年山西各市新型城鎮化綜合發展水平指數

通過SPSS22.0軟件對山西省各地市新型城鎮化綜合發展指數均值進行聚類分析，結果表明：太原市由于其城市化發展水平較高，城鎮化步伐也最快，其新型城鎮化水平位于極其顯著的Ⅰ類區域；晉城、大同、長治城鎮化發展水平次之，位于較顯著的Ⅱ類區域；臨汾、晉中、運城、陽泉和呂梁五市研究時段末期新型城鎮化水平均出現較強程度的下降，導致其整體均值不高，最終落在較不顯著的Ⅲ類區域；朔州、忻州兩市二三產業占比較小，服務業發展水平不高，相比其他各市發展速度最慢，導致其新型城鎮化處于極不顯著的Ⅳ類區域.

3.2 山西省科技創新-新型城鎮化協調度演化趨勢

根據耦合度和耦合協調度計算模型，分別測算山西省11個地市有2000年～2016年時段內科技創新與新型城鎮化兩系統間的耦合協調度變化情況，結果見圖2.

圖2 科技創新-新型城鎮化耦合協調度演變過程

2000年～2016年，山西省各市科技創新和新型城鎮化的耦合協調度整體上居于穩定水平，與兩系統綜合發展水平有較強一致性.除太原市耦合協調度水平值較高外，其余各市耦合協調度值處于0.3～0.6之間，變化幅度較小，地市間存在一定發展差異.其中，太原市耦合協調度明顯高于其他各地市，而朔州、忻州、呂梁三市由于兩系統發展動機不足，導致其耦合協調度值亦較低.從時間維度上來看，在2000年除朔州、忻州、呂梁三市協調度處于失調階段類型外，其余各市均達到過渡階段或者協調階段類型.到2013年，朔州市由嚴重失調上升至中度失調類型，忻州、呂梁兩市耦合協調度雖實現大幅度跨越，但數值均有一定程度的上升，而臨汾則由過渡階段下降至失調類型.2013年之后，山西省整體經濟下滑，導致兩系統綜合發展均出現不同程度的下降，未來亟需采取有效措施來進一步拉動兩系統耦合協調度的上升.

為進一步分析山西省各地市科技創新與新型城鎮化耦合協調度空間差異，通過SPSS22.0對各地市耦合協調度均值進行聚類分析，結果顯示：各地市聚類結果與科技創新和新型城鎮化綜合發展水平有較強關聯性，太原市憑兩系統的良性互動發展，其耦合協調度水平也最高，處于極其顯著的Ⅰ類區域；長治、晉城兩市協調發展水平次之，處于較顯著的Ⅱ類區域，前者主要來自科技創新的貢獻，而后者則主要為新型城鎮化，發展水平較高；晉中、運城、大同、陽泉四市由于科技創新和新型城鎮化二者發展均不強勁，其互動發展效果不顯著，其耦合協調度位于較不顯著的Ⅲ類區域；朔州、忻州、呂梁三市整體發展速度緩慢，基礎設施薄弱，科技創新能力和新型城鎮化發展受到限制，其耦合協調度均值也最低，最終處于極不顯著的Ⅳ類區域.

3.3 山西省科技創新與新型城鎮化耦合協調度影響因素分析

科技創新與新型城鎮化耦合協調度的變化過程是多種因素共同作用的結果，因此有必要對影響二者耦合協調度的因素進行深層次分析.結合文中所構建指標體系以及前期相關學者的研究成果，將影響山西省不同地市科技創新與新型城鎮化的因素總結為科技創新環境、科技創新投入、科技創新產出、人口城鎮化、經濟城鎮化、社會城鎮化以及空間城鎮化七個維度，分別用科學技術支出占財政支出比重、R&D經費強度、每10萬人申請專利數、非農業人口比重、第三產業占GDP比重、每百人公共圖書館藏書冊、人均公共綠地面積表征七個方面，得出科技創新-新型城鎮化耦合協調度指數與各指標之間的關系(圖3).

圖3 各影響因素與耦合協調度指數擬合結果

由圖3可知，山西省科技創新-新型城鎮化耦合協調度水平受到科技創新環境、創新投入、創新產出、新型人口、經濟、社會以及空間城鎮化水平的綜合影響，且均存在較顯著的正向相關性.具體來看，兩系統各指標與耦合協調度的相關系數由大到小依次為：R&D經費強度(R=0.986 2)>科學技術支出占財政支出比重(R=0.966 3)>每10萬人申請專利數(R=0.954 3)第三產業占GDP比重(R=0.941 6)>每百人公共圖書館藏書冊(R=0.913 1)>非農業人口比重(R=0.912 5)>人均公共綠地面積(R=0.720 9)，對科技創新與新型城鎮化耦合協調指數影響最大的均為科技創新相關指標，表明科技創新能力的強弱對兩系統的協調發展水平做出了巨大貢獻.而新型城鎮化子系統中，表征經濟發展水平的“第三產業占GDP比重”這一指標對兩系統的耦合協調度影響最大，表明經濟發展程度越高，一方面能夠間接促進科技創新的投入，另一方面第一產業所占比重也會相應較小，新型城鎮化水平越高，區域科技創新-新型城鎮化協調發展水平也越好.

4 結論、建議與討論

通過對山西省11個地市科技創新與新型城鎮化協調發展狀況進行測算以及耦合協調度差異影響因素的分析，可得出以下結論：

(1)2000年～2016年山西省各市科技創新和新型城鎮化綜合發展水平整體上以緩慢上升和維持穩定為主，少數地市后期出現下降趨勢，各地市兩系統間發展不均衡，差異較大.

(2)2000年～2016年山西省各市科技創新和新型城鎮化耦合協調度大致處于穩定水平，與兩系統發展具有較強一致性，除太原市外，其余各市協調發展程度均不高.

(3)從影響因素看，山西省各市科技創新和新型城鎮化耦合協調度受到科技創新環境、創新投入、創新產出、新型人口、經濟、社會以及空間城鎮化水平的綜合影響.與新型城鎮化水平相比，科技創新綜合發展水平對兩者耦合協調度影響顯著較強.

隨著國家“科技創新”戰略的實施以及城鎮化進程的不斷推進，山西省整體經濟發展迎來重大機遇.但由于山西省前期多依靠煤炭產業帶動地區經濟發展，在經濟下行壓力日益增大的背景下，以科技創新為內生力帶動新型城鎮化建設的道路顯得更加艱難.通過相關性分析可知，各影響因素與兩者耦合協調度均呈正相關關系，尤其是其中的科技創新因素影響較大，該結論為實現山西省科技創新與新型城鎮化的協調發展提供了一定的理論依據.山西省科技創新與新型城鎮化協調發展的關鍵在于，構建良好的科技創新氛圍，加大資金投入，保證科技成果數量的同時，提高科技成果轉化能力.

本文為山西省科技創新與新型城鎮化的協調發展提供了一定的理論依據，同時僅選擇了山西省的11個地市作為研究對象，研究地域具有一定的局限性，在后續研究中，可將該研究設計延伸至中國31個省市此類較大空間進行對比研究，不斷深化研究成果.另外，在指標選取上，雖借鑒了專家意見，但指標選取上仍存在一定的主觀性，且由于數據的可獲得性，其指標體系在未來仍具有一定的補充和完善空間.