中國農業科技水平的時空演變、區域關聯及其經濟協同發展效應——以省域公立農業科研機構為例

岳慧麗，張昭，張蕙杰，劉升平，張杰

中國農業科技水平的時空演變、區域關聯及其經濟協同發展效應——以省域公立農業科研機構為例

岳慧麗1，張昭2，張蕙杰，劉升平1，張杰1

1中國農業科學院農業信息研究所，北京 100081；2農業農村部科技發展中心，北京 100122

【目的】長期來看，農業科技與農業經濟應保持一種動態互促的良性協同發展趨勢，才更有利于加快現代農業的發展。深入考察省域公立農業科研機構科技水平的時空演化和空間分布特征，及其與區域經濟的協同發展情況，有助于正確認識各省之間農業科技與農業經濟的協同發展機制并剖析導致農業科技與農業經濟協同發展程度弱的潛在原因，探索進一步提高省域農業科研機構科技水平，解決農業科技與農業經濟“兩張皮”問題的路徑。【方法】基于農業科研人員規模、專利授權量、論文發表數量3項指標，利用GIS空間分析、可視化技術和探索性空間數據分析方法研究2008—2018年我國省域農業科研機構科技產出的時空演化趨勢及空間分布特征，并揭示省域農業科技與農業經濟的協同發展情況。【結果】10年間我國省域公立農業科研機構的科技產出從中東部沿海省份向周圍逐漸降低，多數省份農業科研機構專利授權量增長趨勢顯著，論文發表數量和科研人員數量整體增長趨勢不明顯；從空間分布特征來看，省域農業科研機構的科技產出雖然呈現出局部空間自相關特征，但整體未形成規模化的空間集聚效應；省域農業科技與農業經濟協同發展程度方面，山東、江蘇、廣東、福建等東部沿海地區協同發展程度較好，中部地區協同發展程度一般，整個西北、西南及東北大部分省區農業科技與農業經濟協同發展程度較弱。據此，從提高農業科研機構科技創新水平，加強區域農業科技與經濟的協同發展方面提出了有關政策建議。【結論】省域農業科研機構的科技水平從中東部沿海向周圍省份逐漸降低，具有空間異質性,未形成規模化的空間集聚效應；省域農業科研機構的科技水平與省域農業經濟水平的協同發展程度整體偏低；需要加快構筑農業科技與農業經濟協同發展的空間集聚格局，為解決農業科技與經濟發展“兩張皮”問題提供支撐。

農業科研機構；省域；農業科技；探索性空間數據分析；協同發展

0 引言

【研究意義】農業是國民經濟的基礎產業。農業科技創新是推動現代農業發展的第一動力，對推動國家創新驅動戰略實施、促進農業高質量發展具有重要戰略意義；反之，農業經濟發展也為農業科技發展提供資金和人才保障。長期以來，科技與經濟發展“兩張皮”痼疾的存在，已成為影響建設創新型國家的痛點問題[1-2]。習近平總書記多次強調，農業現代化的關鍵是農業科技現代化，我們要牢牢掌握農業科技發展的主動權。“十三五”以來，我國農業科技進步貢獻率已突破60%，但與發達國家相比仍有一定差距，而且我國各省農業發展水平的絕對差異也在逐漸增大。現代農業發展的實質是通過科技改造傳統農業的過程，因此農業科技與農業經濟能否協同發展尤為重要。這種協同發展并不是指二者始終保持同步增長，短期內農業科技與農業經濟的發展可能并不協調甚至相悖；但長期來看，農業科技與農業經濟的發展應呈現出正向促進和良性互動的動態變化過程，二者之間的差距應控制在一個合理的范圍并保持動態收斂的趨勢。只有這樣才能實現現代農業的高質量、可持續發展。農業科技與經濟增長如果始終不能協同，則可能表明當前科技進步對經濟的帶動效應未有效發揮，或者存在經濟增長對農業科技進步的保障不足等問題。當前我國正處于鞏固拓展脫貧攻堅成果，全面推進鄉村振興的關鍵時期，區域間實現科技與經濟協同發展也是縮小區域發展差距的有效途徑。對我國區域間農業科技與農業經濟的協同發展問題加以厘清和解決，進一步優化農業科技資源的空間布局，更大限度地發揮農業科技與農業經濟的互促作用，建立農業科技與農業經濟協同發展的動態關聯機制，對于加快國家創新驅動戰略實施、推進農業農村現代化發展進程具有重要的理論和現實意義。【前人研究進展】近年來，學者們對農業科技與農業經濟的協同發展問題進行了大量研究并證明，科技進步對經濟增長的互促作用是明顯的，要實現高質量、集約型經濟增長，必須通過科技進步轉變增長方式，調整產業結構。隨著經濟地理學的發展，學者們已經意識到傳統的計量分析方法在分析區域發展問題時忽略了空間分析視角，開始采用空間分析手段揭示區域經濟或科技發展的時空演化規律和發展差異[3-8]，經濟地理學研究思想在農業經濟領域也得以體現，如姚成勝等[9]運用空間分析方法對不同時期我國農業經濟發展的時空演化和空間差異進行了分析，發現農業經濟發展存在明顯的空間依賴和外溢，何紅光等[10]運用空間統計技術對中國農業經濟增長質量的時空差異進行了研究，發現各省農業經濟增長質量的變化程度和發展均衡性均存在較大差異，農業經濟增長質量水平高的省份主要集中在東北、西北和東南沿海，而中南部省份增長質量水平相對較低。雷懷英等[11]利用空間分析技術對2009—2011年區域科技創新的空間集聚效應進行研究，發現全國科技創新投入存在空間自相關性。可看出多數研究往往單獨對區域農業經濟或者對區域科技的發展差異進行分析[12-15]，或者采用傳統的計量分析方法對農業經濟和農業科技的相互影響進行研究，如呂屹云、鄧翔等[16-17]分析了我國農業科技創新投入對農業經濟增長的影響，發現農業科技創新投入是影響農業經濟增長的決定性要素,同時也存在資源配置不合理、利用效率低等問題。也有少數學者分析了科技創新與經濟增長之間的空間作用機制，如楊義武等[18]發現農業科技創新對農民增收具有顯著的空間正向溢出，區域間經濟活動有助于強化這種溢出效應。【本研究切入點】區域間農業科技、農業經濟發展水平的時空差異分別有多大？區域間農業科技與農業經濟的協同發展狀態如何？這些問題是破解科技與經濟發展“兩張皮”難題之前應重點明確的問題。近年來，我國農業科研機構特別是公立農業科研機構的創新能力不斷提升[19-20]，已成為推動農業科技和產業發展的重要力量[21-22]，從對我國農業科研機構的相關研究來看，多數研究針對農業科研機構自身發展情況如創新的效率、體制機制等進行剖析[23-30]，或采用傳統計量模型分析農業科研機構對農業經濟增長的影響[31-32]。將空間分析和傳統經濟分析方法相結合對農業科研機構科技發展的時空演化、區域關聯以及與區域經濟的協同發展效應進行系統分析的研究較少。【擬解決的關鍵問題】 為深入考察省域公立農業科研機構的科技發展時空演化和空間關聯特征，及其正確認識省域農業科研機構的科技水平與省域農業經濟乃至省域經濟的協同發展情況，本文試圖運用探索性空間數據分析（簡稱ESDA）、地理信息技術（簡稱GIS）與傳統經濟分析相結合的研究方法，明確省域間農業科研機構科技水平的時空演化、區域關聯特征及其與省域農業經濟的協同發展情況，為從進一步優化我國農業科技資源的空間布局，實現省域農業科技與農業經濟統籌協調發展，縮小區域間發展差距提供參考依據。

1 數據來源與研究方法

1.1 數據來源

本研究從省域角度對我國公立農業科研機構的科技發展時空演化、區域關聯以及與經濟的協同發展情況進行分析。研究時段為2008—2018年，研究空間對象為我國31個省、自治區、直轄市，香港、澳門、臺灣除外。相關數據分別來自國家統計局網站以及《中國農業統計年鑒》《中國農業科技統計年鑒》以及來自農業農村部有關農業科技統計數據。地圖數據采用中國省級行政區劃shp格式地圖。

在基礎指標選取上，省域農業科研機構的科技產出選取《中國農業科技統計年鑒》中各省（市）農業科研機構的專利授權數、論文發表數量、農業科研人員數量3個絕對指標；分析空間集聚特征時以專利授權量環比增長率為基礎指標進行空間分析；分析省域農業經濟發展水平以國家統計局數據中各省的農林牧漁總產值為分析指標；分析省域經濟發展水平以國家統計局數據中各省的地區生產總值為分析指標。

1.2 研究方法

1.2.1 農業科技水平的時空演化分析 為了科學評估省域農業科研機構的科技水平的發展趨勢以及省域間農業科技水平發展差異，需要對2008—2018年間省域農業科研機構科技發展的時空演化趨勢進行系統分析。

利用ArcGIS軟件分別對2008—2018年省域農業科技產出指標的時空演化趨勢及空間差異進行可視化呈現及分析。首先從時間維度縱向分析各省農業科技水平的發展趨勢，在分析指標選取上，為獲取較直觀的分析結果，將專利授權數、論文發表數量、農業科研人員數量3個絕對指標，作為各省公立農業科研機構的科技產出指標；然后從空間維度橫向分析省域間農業科技發展差異以及這種差異隨時間的演化趨勢，利用ArcGIS軟件自然斷點分類法將農業科技產出指標按由高到低的順序劃分為4個梯隊，分別分析2008、2013、2018年3個時間點各省所處梯隊位置及變化情況；最后，通過分析各年農業科技產出指標的絕對差異、相對差異判斷省域間科技差異的演化趨勢。其中絕對差異指標采用極差，即一組數據中最大值和最小值的差，極差越大，表明該組數據之間的絕對差異越大；相對差異指標采用變異系數，即標準差除以平均值，能更加客觀地反映數據內部的相對離散程度。變異系數越大，表明數據之間的離散程度或相對差異就越大。

變異系數計算公式為：

需要說明的是，在以往多數研究中，農業科研人員多被作為農業科技創新的投入要素，本文將其作為農業科研機構科研產出指標的考慮是：從國家層面來講，農業科研人員是通過消耗一定的社會資源培養而成的，屬于高素質人才，它既可作為一種要素投入，也可作為一種人才產出。農業科研機構的科研人員數量的多少一定程度上代表了該機構對農業科研人才的吸引能力或產出能力，映射出對農業科研人才的重視程度，而論文發表數量和專利授權量代表著科研機構的創新成果產出能力。

1.2.2 農業科技水平的空間集聚性分析 為探討省域間農業科技發展是否存在空間上的關聯或依賴關系，即一個省農業科技發展是否同周圍省域農業科技水平產生相互影響，為縮小省域間農業科技水平差距提供理論支撐，需分析省域間農業科技是否存在空間自相關特征。在進行空間自相關分析時，采用較成熟的ESDA方法。通過計算空間對象某一屬性值的空間自相關系數來判斷其是高高或低低集聚分布還是高低交錯分布。ESDA方法包含全局自相關分析與局部自相關分析。全局自相關分析只能反映屬性在整個區域的整體自相關特征，無法了解區域內各地區間的空間相關性；而局部自相關反應則可識別出局部地區與其相鄰區域的空間相關性，因此需要綜合使用這兩種方法[33]。

全局空間自相關分析指標包含Moran 指數I和Geary指數C，這里主要采用Moran 指數I分析，計算公式為：

式中，為研究地區的總數，w是空間權重。x和x分別代表區域和區域的觀測值。

Moran取值在-1—1。當Moran指數大于零時表示正相關，即存在空間集聚性，高值與高值相鄰或低值與低值相鄰；反之表示負相關，即高值和低值相鄰；越接近0，表示不具有空間相關性，在空間上為隨機分布。

局部空間自相關選取局部Moran指數度量。具體包括Moran散點圖、LISA顯著性水平圖。Moran散點圖能夠反映出局部區域的空間穩定性，通過觀察區域與其相鄰地區所處的象限位置來判斷其空間相關特征。Moran散點圖的4個象限，分別對應于研究區域與相鄰區域間的4種空間聯系類型：高-高相鄰（H-H）、低-低相鄰（L-L）、高-低相鄰（H-L）和低-高相鄰（L-H）。落入高-高與低-低兩個象限的空間單元證明存在較強的空間正相關，即存在空間集聚；落入高-低與低-高兩個象限的空間單元表明存在較強的空間負相關，即存在空間異質性。落入高-高或低-低象限的為熱點，落入高-低或低-高象限的被稱為冷點。

LISA顯著性水平圖，也稱LISA集聚圖，用于測度某區域和其鄰域之間的空間關聯程度，檢驗局部地區是否存在相似或者相異的觀察值聚集在一起。由于Moran散點圖無法獲得局部空間自相關的顯著性指標，因此，需將LISA集聚圖和Moran散點圖結合使用來分析區域間的局部空間關聯特征。

進行空間相關分析之前，需首先構建空間權重矩陣對區域間的鄰接關系進行量化。本研究采用比較常用的queen鄰近（共邊或共點鄰接）規則，利用GIS和Geoda軟件創建省域空間權重矩陣。

1.2.3 農業科技與農業經濟的協同發展分析 為了分析省域農業科技與經濟的協同發展程度，選取省域農業科研機構的專利授權量、論文發表數量、農業科研人員數量這些絕對指標代表省域農業科研機構的科技發展水平，以各省農林牧漁總產值指標代表省域農業經濟發展水平，以各省GDP代表地區經濟發展水平，將這5個指標分別進行標準化消除量綱影響后，利用GIS技術在地圖上以統計專題圖形式分別呈現2008、2013、2018年各省的農業科技與經濟動態發展情況，通過分析對比省域間農業科技與經濟的動態協同狀態，判斷一定時期內省域內農業科技與經濟的協同發展程度，同時觀察這種協同發展程度的時空演化趨勢。

2 結果

2.1 農業科技水平的時空間演化分析

利用GIS技術分別構建2008—2018年省域農業科研機構的專利授權量、論文發表數量以及農業科研人員數量的時間演化專題圖（圖1—3），分析各省農業科技水平的時間演化趨勢；此外為了直觀分析各年各省科技水平的空間布局，利用ArcGIS自然斷點分類法對2008、2013、2018年間各省農業科研機構的科研人員、專利授權量與論文發表數量進行空間分級聚類，構建相應的空間統計專題圖，由于數量較多，鑒于篇幅關系不一一展示；通過觀察3個時間點各省農業科技產出所處梯隊的位置以及變動情況，來分析各省農業科研機構之間的科技產出的空間差異以及空間演化趨勢。

2.1.1 專利授權量的時空演化特征 圖1顯示，從絕對規模來看，省域農業科研機構的專利授權量水平從中東部沿海省份向周圍逐漸降低，北京、山東、江蘇、浙江、廣東、黑龍江等省（市）的專利授權量均處于較高水平，其次是上海、福建、四川、甘肅、海南、湖北、河南等中部省（市）以及新疆、甘肅，西部及北部大多數省份的農業科研機構專利授權量整體偏低。

從增長趨勢來看，10年間大多數省域農業科研機構專利授權量增長顯著，東部省份增長較快，西部、北部及中部部分省份增長緩慢。其中北京、山東、江蘇、浙江、廣東、黑龍江、河南、山西、四川等省（市）專利授權量增長較快，其次是新疆、甘肅、湖北、海南、云南等省份，增長較慢的省份為吉林、遼寧、內蒙古、青海、西藏、寧夏、陜西、安徽、湖南、江西、貴州等。

2.1.2 論文發表數量的時空演化特征 圖2顯示，從絕對規模來看，各省農業科研機構論文發表數量仍是由中東部沿海向周圍梯度遞減。北京、山東、江蘇、浙江、廣東、黑龍江等省（市）的論文發表數量整體較高，其次是河南、湖北、湖南、福建、廣西、四川、云南、新疆等省份，西部多數省份的論文發表數量整體較低。

從增長趨勢來看，除個別省份論文發表數量增長顯著以外，大多數省份增長趨勢整體較慢，呈波動變化趨勢。北京、山東、廣東、河南、湖北省（市）增長較為顯著，山西、四川、湖南、甘肅省份呈現緩慢增長趨勢，而內蒙古、吉林、遼寧、寧夏、河北、陜西、重慶、貴州、廣西、青海等省（市）波動較大甚至出現了下降趨勢。

2.1.3 農業科研人員數量的時空演化特征 從絕對規模來看（圖3），除了河北、安徽、江西、天津、上海以外，中東部大多數省份農業科研機構的科研人員數量較多；西部地區除了四川、云南、新疆、甘肅、廣西科研人員數量較多外，其他省份科研人員整體較少。

從增長趨勢來看，10年間各省農業科研人員數量變化各異，僅北京、山東、浙江、河南少數省（市）呈上升趨勢，江蘇、內蒙古、安徽、寧夏呈波動中緩慢增加趨勢，大多數省份農業科研機構科研人員數量在波動中呈逐漸減少趨勢。

2.1.4 農業科技水平整體時空演化及差異分析

（1）整體時空演化趨勢 利用ArcGIS對2008、2013、2018年省域農業科研機構科技產出制作空間聚類專題圖（因篇幅關系，不一一展示）進行分析來看，中東部沿海省份農業科研機構的科技產出較高，與其相鄰的中部省份相對次之，東北、西北、西南地區大多數省份科技產出整體較低，與圖1—3得出的結論一致；經分析發現，僅1/3省份的專利授權量和論文發表數量高于當年全國的平均值，半數省份的農業科研人員數量高于平均值，說明10年來省域農業科研機構的科技整體水平仍然偏低。

10年中省域農業科技產出的空間布局并非十分穩定，部分省域由于發展較快，所處的象限位置有所變化，如河南、山西、甘肅、湖北、湖南、廣西農業科研機構的專利水平所處象限位置均有所躍升；河南、湖北、湖南、海南、山西、甘肅農業科研機構的論文發表水平所處象限位置有所躍升；浙江、甘肅、河南農業科研機構的科研人員數量所處梯隊有所躍升，等等。通過分析空間梯隊布局的動態變化情況發現，省域農業科研機構農業科研人員數量較高的省份向東南部和中部地區集中，專利授權量較高的省份由中東部向中部有所擴散，而論文發表數量較高的省份由中東部省份向東南沿海地區集中。

（2）農業科技水平的絕對差異和相對差異 分別計算2008—2018年全國各省的農業科研機構的專利授權量、論文發表數量及農業科研人員數量的極差和變異系數見表1。

3項科技產出變異系數的變化趨勢如圖4所示。

根據表1及圖4得出，2008—2018年各省農業科研機構的科技產出極差整體呈現不斷增大趨勢，專利授權量極差從2008年的60項上升到2018年的922項；論文發表數量極差從2008年的1 379篇增加到2018年的4 210篇，農業科研人員數量極差從2008年的4 249人上升到2018年的6 922人，說明各省農業科研機構科技水平的絕對差異逐步增大。

2008—2017年省域農業科研機構科技產出的變異系數整體發展趨勢有所不同，其中專利授權量的變異系數較大，農業科研人員數量變異系數相對較小，說明各省農業科研機構的專利授權量的相對差異大于科研人員和論文發表數量的差異程度。10年間專利授權量的相對差異除了在2011和2013年有明顯增大外，整體呈逐漸減小趨勢；論文發表數量的相對差異呈逐漸增大趨勢；而農業科研人員數量的相對差異在2016年以前變化不顯著，到2017年逐漸增大。

表1 2008—2018年各省的農業科研機構科技產出極差及變異系數

圖4 2008—2018年省域農業科研機構科技產出變異系數

2.2 農業科技水平的空間自相關分析

鑒于上述分析主要基于各省農業科研機構科技產出的絕對指標，沒有考慮各省人口、環境等其他因素導致的區域差異，容易引起方差過大導致分析結果不符合實際的情況，因此在研究農業科技產出的空間自相關性時以更能反映各省農業科技增長潛力的專利授權量增長率指標為代表，分析省域農業科研機構的科技水平的空間集聚特征。

2.2.1 全局自相關分析 表2列出了全國31個省2008—2018年的專利授權量增長率全局空間自相關結果Moran值。

表2 2008—2018年專利授權量增長率Moran值及Z統計量

可以看出，專利授權量增長率全局自相關指數波動性較大，呈正負交錯變化，說明各省農業科研機構的專利產出水平的空間正相關與負相關現象交錯存在，2008—2014年以空間正相關為主，2010、2012、2015—2017年以空間負相關為主，而且大多數未通過顯著性檢驗，說明各省農業科研機構的專利授權量增長水平的空間自相關特征不顯著，具備較強的空間異質性。

2.2.2 局部空間自相關分析 為了進一步分析局部區域農業科研機構的專利水平的空間分布特征，繪制2008、2013、2018年專利授權增長率的Moran散點圖（圖5）和LISA集聚圖（因篇幅關系未展示）。

圖5 2008、2013、2018年各省農業科研機構的專利授權量增長率Moran散點圖

根據2008、2013、2018年間農業專利授權量增長率的LISA集聚分析結果整理出省域農業科技水平的空間集聚和關聯情況（表3）。

結合圖5和表3可看出，3個年份中，全國各省農業科研機構的專利產出指標具有一定的局部空間相關性，而非完全隨機分布；此外呈現顯著自相關特征的區域主要在西部省份和中部少數省份，且空間正相關與負相關現象交錯存在。專利授權量增長水平的空間特征波動較大，多數省份農業科研機構的專利授權量增長率在2008、2013年呈現明顯的低-低集聚特征為主的空間正相關；到2018年，只有甘肅和山西省呈現低-高相鄰的空間負相關，幾乎沒有一個省所處象限位置始終固定，可見各省農業科研機構的科技產出增長波動較大而且發展態勢很不穩定，空間異質性明顯。

表3 各省農業科研機構專利授權增長率的LISA集聚情況

★為通過5%顯著性水平統計檢驗的省★ Mean that provinces that pass 5 % significance level statistical tests

從前面的分析可看出，長期以來，我國華東、華北、中南地區農業科技創新表現突出，而東北、西北、西南多數地區表現偏弱，2000—2010年，我國農業科技體制改革進入創新與發展時期，2012年以來國家進一步深化科技體制改革，加快國家創新體系建設的調控力度，農業科技體制改革也進入新時代下的改革發展時期，注重加強中西部農業科技力量建設，通過農業行政與科技對接、農業科研與推廣對接等一系列舉措，西部地區的農業經濟和農業科技發展雖然相對落后，但是也取得了一定的進步，增長速度顯著提高。

2.3 農業科技與經濟發展的協同分析

為了分析省域農業科技與農業經濟、省域經濟的協同發展情況及空間分布特點，對各省農業科研機構的科研人員、論文發表數量、專利授權量、農林牧漁總產值、各省地區生產總值5項指標分別進行標準化處理后，繪制2008、2013、2018年的5項指標的整體空間分布圖（圖6）。

由圖6可看出，從省域農業科研機構的空間布局來看，我國農業科研機構的空間布局與農業經濟的協同發展程度不是很高，說明在農業領域，農業科技與農業經濟發展“兩張皮”問題也依然存在且形勢嚴峻。根據省域農業科技與經濟發展的協同程度不同將這些省域分為三類：

農業科技與經濟協同發展較好的地區包括：中東部沿海少數地區如北京、山東、江蘇、福建、浙江、廣東等省（市），農業科技產出、農業經濟以及省域經濟整體發展相對統一且水平較高。可看出，這些地區是我國經濟和科技水平都比較高的省（市），農業科技產出和經濟發展的協同性較好。

農業科技與經濟協同發展程度一般的地區包括：黑龍江、河北、河南、湖北、湖南、廣西、四川、云南、海南等中部省份。河北、河南、湖北、湖南、四川農業經濟和地區經濟發展相對較好，農業科研人員較多，但是農業科研機構的科技產出同本省農業經濟與省域經濟發展水平相比仍顯落后；而黑龍江、廣西、云南、海南等省域經濟普遍較低，農業科技與農業經濟呈現此消彼長的發展特征。

農業科技與經濟協同發展程度欠佳的地區包括：吉林、遼寧、內蒙古、山西、江西、安徽、陜西、重慶、貴州、寧夏、新疆、青海、西藏。可看出這些省（市）多為西部和北部邊疆地區，區位條件不佳，除了部分省份農業經濟發展尚可，大多數省份農業科技水平和省域經濟發展水平普遍偏低，尤其農業科研人員數量相對較少且有逐年減少趨勢，經濟乏力加上人才短缺可能導致這些省份的農業科技發展相對滯后，農業科技對農業經濟的帶動作用更加有限。

從時間演化趨勢來看，部分省份的協同發展情況發生較大改變，如中部地區科技產出與經濟協同發展發生明顯變化，山西、河南、湖北、四川等省發展較快，主要是農業科技發展水平較快，這些發展和國家的宏觀調控政策有關，2010年以來，國家對科技創新戰略日益重視并出臺相應政策進行扶持，加之中部省份與沿海科技發達省份相鄰，農業科技水平容易受到知識溢出效應影響而有所發展和提高。

3 討論

應用GIS技術與ESDA分析相結合的方法研究我國省域農業科研機構科技發展的時空演化、空間關聯以及與區域經濟的協同發展情況，具有以下優點：（1）同傳統經濟分析方法相比，本研究基于GIS技術的空間分析以及可視化技術分析省域科技與經濟協同發展問題，更加生動、直觀地揭示了各省農業科研機構的農業科技與經濟發展的時空演化、協同發展及空間分布特征，便于研究人員和管理部門快速了解各省農業科技與農業經濟乃至省域經濟的協同發展情況。（2）應用ESDA空間分析方法開展農業科技問題研究有助于科學評價省域農業科技發展是否存在空間自相關以及局部自相關特征，否定了省域農業科技發展不存在空間自相關的假設，揭示了省域農業科技發展的空間作用機制，為管理決策部門從加強區域宏觀調控、統籌部署，下好農業科技“全國一盤棋”提供輔助決策支撐。

此外，分別對各省10年間農林牧漁總產值、農林牧漁總產值增長率以及農林牧漁總產值占該省地區生產總值的比重的演化趨勢進行動態分析發現，雖然多數省份的農業經濟比重在不斷下降，但是農業的絕對產出在不斷增加，增長速度也呈波動性變化，說明了在農業小部門化發展背景下，農業的發展并沒有萎縮，而是通過制度創新、技術創新和結構改革等不斷的調整而向前發展；而且農業科技增長較快的省農業經濟增長也比較明顯，農業科技落后的地區往往經濟發展也相對緩慢，這一點驗證了農業科技與農業經濟的協同發展有利于促進區域科技與經濟的共同發展。

黃季焜研究發現，未來我國農業將逐漸向綠色高效的高產值農業產業（又稱高值農業，如蔬菜、果業、畜牧業、漁業等）與可持續發展方向轉型[34]，高值農業占比越高，農民經濟收入也越高。其中農業科技進步對農業高值產業經濟的發展發揮著極其關鍵的作用。

分析發現，像江蘇、浙江、廣東等科技、經濟發達省份的農業科技與農業經濟發展也較好，這些地區歷來高度重視農業的綠色可持續發展并積極發揮科技對現代農業的支撐作用，農業科技進步貢獻率均在60%以上，近10年這些省高值農業占農林牧漁總產值的比重高達70%以上。其中江蘇省自“十五”以來農業科技進步貢獻率穩居全國第一，現代農業的發展水平始終保持領先優勢；浙江省人均耕地較少，雖不是農業大省，卻很早就開始重視科技創新和結構改革，積極建成高效生態農業強省，科技與經濟的互促效應得到充分體現。

對于農業科技產出與經濟發展協同發展程度一般的省份多處于與東部相鄰的中部地區，如湖北、湖南、河南、河北等省，這些地區農業科技產出水平、高值農業的比重（60%—70%）以及農業經濟發展明顯較東部地區有所降低，省域經濟發展相對東部省份也有所降低，但是相對于西部省份，無論是高值農業的比重還是省域經濟發展水平均較高。

至于農業科技與經濟發展協同發展程度相對較弱的西北、東北、西南地區，高值農業占農林牧漁總產值比重相對于中東部地區普遍較低，例如黑龍江和吉林高值農業比重均在60%以下，一方面說明盡管中西部地區農業科技與經濟的協同發展相對東部地區較低，但高值農業占比也在不斷增加，而且西部部分農業科技產出略高的省份的農業經濟和省域經濟相對發展也較好；另一方面，也有部分省份如新疆、甘肅存在農業科技強而農業經濟較弱，或者陜西、遼寧這種農業經濟相對較強但是農業科技發展較弱，說明了從動態發展的角度來說，農業科技與農業經濟如果不能協同發展對整個地區經濟的發展始終是不利的。

此外，局部省域農業科技存在顯著空間自相關特征，一方面驗證了經濟對農業科技發展具有有效支撐，另一方面說明通過農業科技發達省份輻射帶動周邊省份農業科技發展是可行的。我國農業科研機構科技產出未形成規模化、顯著的空間自相關特征，說明我國農業科技發達省份對落后省份的溢出和輻射效應不顯著，只在部分地區形成了空間集聚效應，這可能也是導致各省之間的農業經濟絕對差異和相對差異加大的原因之一。據此提出以下政策建議。

（1）進一步提升各省農業科研機構的科技創新水平，充分發揮公立農業科研機構對推動省域農業科技發展的重要作用。強化江蘇、浙江、山東、廣東等農業科研機構科技水平較高地區的輻射效應，帶動河北、河南、湖北、湖南、江西、安徽等周邊省份提升農業科研機構科技發展水平；對于西部省份要進一步加大農業科研機構人才、資金等投入與扶持力度，優化區域創新環境，提升各省農業科技創新水平；對于具備較好發展基礎但是發展水平較低的區域，要深入分析其農業科技發展落后的原因并從提升科技創新治理體系和治理能力，集聚創新要素，加快科技成果轉化等方面采取相關措施突破發展瓶頸。

（2）以全面推進鄉村振興戰略為總抓手，加強統籌規劃，貫徹創新、協調、綠色、開放、共享的全面發展理念，解決農業科技與農業經濟發展“兩張皮”問題。一方面以農業科技與經濟協調發展程度高的省份為樣板，積極借鑒其在優化創新組織體系、完善治理機制等方面的經驗做法，提高各省農業科技與經濟的協調發展水平；另一方面，對山西、甘肅等具有顯著空間自相關特征的省份，要筑牢基礎建設，在提升自身創新能力的同時加大與周邊發達省份的融合發展力度，彌補科技創新的先天不足；第三，對于不具備顯著空間自相關特征的省份，應進一步分析原因采取措施促進科技與產業互融共促，構筑科技與經濟協同發展的空間集聚格局，推進區域農業經濟與農業科技的協同發展。

（3）進一步加強東西部省份農業科研機構在農業科技領域的全方位協作，優化東西部地區農業科研機構的空間布局，推動東西部地區農業科技與農業經濟的融合發展。充分發揮國家農業科技創新聯盟、現代農業產業技術體系對推動區域農業科技與經濟發展的支撐作用，加強地區聯動，協作推進精準扶貧；特別強化山西、河南、湖北、湖南、江西、安徽等中部省份作為連接東西部省份的橋梁和紐帶作用，充分發揮農業科技或經濟發達地區對落后地區的帶動作用和輻射作用，實現東西部省份農業農村現代化的全面協調和高質量發展。

當然，本研究在空間分析方法方面還有待進一步優化深入。目前僅分析了省域農業科研機構科技發展和經濟發展的演化趨勢和空間差異，以及基于空間鄰接關系建立空間權重矩陣進行空間自相關性特征分析，建立空間權重矩陣的方法單一，可能會影響空間自相關分析結果，將來考慮采用其他方法構建空間權重矩陣進行分析和結果對比；此外，本研究已證實省域農業科技存在局部空間自相關特征，將考慮根據自相關分析結果進一步建立空間計量分析模型進行更為深入和具體的研究，例如采用空間面板數據回歸模型分析影響區域農業科技創新效率的要素（內外部環境、投入要素、體制機制等），可得出更具體和實用的結論。

4 結論

4.1 我國省域農業科研機構的科技發展水平的時空演化及空間差異分析表明：2008—2018年間，省域農業科研機構科技發展水平從中東部沿海向周圍逐漸降低，中東部沿海及其相鄰省份的水平較高，東北、西北、西南等省份的農業科研機構科技水平相對較低。總體來講，專利授權量增長較為顯著，論文發表數量增長相對緩慢，科研人員數量有下降趨勢；各省農業科研機構科技水平很不均衡，具有空間異質性。

4.2 我國省域農業科研機構的農業科技發展與省域農業經濟、省域經濟的協同發展程度整體偏低。只有中東部沿海少數省份協同發展程度較高，中部省份次之，整個西北、西南及東北大部分省份協同發展水平較低；在農業領域，科技與經濟發展“兩張皮”的問題依然存在，而且長期來看，這種不均衡發展不利于區域的整體發展。

4.3 空間自相關分析結果表明，10年間只有少數省域農業科研機構的科技發展水平存在空間自相關，未形成規模化以及顯著有效的空間集聚效應，省域間農業科研機構科技發展的空間集聚效應未得到有效發揮，說明需要加快構筑農業科技與經濟協同發展的空間集聚格局。

[1] 吳宗杰, 李建民. 中國科技與經濟協調發展的約束條件分析. 科學管理研究, 2007(5): 43-46.

WU Z J, LI J M. Analyzing the restraint condition of the coordinated development between science and technology and economy in China. Science and Technology Management Research, 2007(5): 43-46. (in Chinese)

[2] 陳子韜, 孟凡, 袁夢. 科技經濟融合水平對經濟增長的影響研究——基于科技資源、科技創新、經濟增長的耦合視角. 軟科學, 2020, 34(11): 7-13.

CHEN Z T, MENG F, YUAN M. Research on the impact of the integration of economy and S＆T on economic growth. Soft Science, 2020, 34(11): 7-13. (in Chinese)

[3] GERNOT G. Yet another turn? The evolutionary project in economic geography. Economic Geography, 2009(2): 119-127.

[4] MACKINNON D, CUMBERS A, PIKE A, BIRCH K, MCMASTER R. Evolution in economic geography: institutions, political economy, and adaptation. Economic Geography, 2015, 85(2): 129-150.

[5] 賀燦飛, 郭琪, 馬妍, 范帥邦, 趙瑜嘉. 西方經濟地理學研究進展. 地理學報, 2014, 69(8): 1207-1223.

HE C F, GUO Q, MA Y, FAN S B, ZHAO Y J. Progress of economic geography in the West: A literature review. Acta Geographica Sinica, 2014, 69(8): 1207-1223. (in Chinese)

[6] 陸大道. 50年來我國經濟地理學的發展. 經濟地理, 2000, 20(1): 2-6.

LU D D. The development of China's economic geography in the past 50 years. Economic Geography, 2000, 20(1): 2-6. (in Chinese)

[7] 陸大道, 劉彥隨,方創琳, 陳明星, 王姣娥, 席建超. 人文與經濟地理學的發展和展望.地理學報, 2020, 75(12): 2570-2592.

LU D D, LIU Y S, FANG C L, CHEN M X, WANG J E, XI J C. Development and prospect of human-economic geography. Acta Geographica Sinica, 2020, 75(12): 2570-2592. (in Chinese)

[8] ROBERT J B, Xavier S. Technological diffusion, convergence, and growth. Journal of Economic Growth, 1997(2): 1-26.

[9] 姚成勝, 朱偉華, 黃琳. 中國農業經濟發展的區域差異、時空格局演變及其驅動機制分析. 農業現代化研究, 2019(4): 537-546.

YAO C S, ZHU W H, HUANG L. The regional differences, the evolution of spatial-temporal patterns and the driving mechanism of agricultural economic development in China. Research of Agricultural Modernization, 2019(4): 537-546. (in Chinese)

[10] 何紅光, 宋林, 李光勤. 中國農業經濟增長質量的時空差異研究. 經濟學家, 2017(7): 87-97.

HE H G, SONG L, LI G Q. Study on the temporal and spatial differences of the quality of agricultural economic growth in China. Economist, 2017(7): 87-97. (in Chinese)

[11] 雷懷英, 靳辰璐. 基于GIS的區域科技創新空間聚集效應評價. 山西大學學報(哲學社會科學版), 2014, 37(3): 134-139, 10.

LEI H Y, JIN C L. Evaluation of spatial agglomeration effect of regional scientific and technological innovation based on GIS. Journal of Shanxi University (Philosophy ＆ Social Science), 2014, 37(3): 134-139, 10. (in Chinese)

[12] EASTWOOD C, KLERKX L, NETTLE R. Dynamics and distribution of public and private research and extension roles for technological innovation and diffusion：case studies of the implementation and adaptation of precision farming technologies. Journal of Rural Studies, 2017(49): 1-12.

[13] FUGLIE K O, TOOLE A A. The evolving institutional structure of public and private agricultural research. American Journal of Agricultural Economics, 2015 96(3): 862-883.

[14] MUGUNIERI G L, OMAMO S W, OBARE G A. Agricultural science and technology policy system institutions and their impact on efficiency and technical progress in Kenya and Uganda. Journal of Agricultural Science and Technology, 2011, 13(1): 1-15.

[15] 陳琪琪. 中國農業科技創新能力:空間差異、影響因素與提升策略——以植物新品種為例[D]. 武漢: 華中農業大學, 2016.

CHEN Q Q. The innovation ability of China’s agricultural science and technology: spatial difference, influencing factors and upgrade strategies: illustrated by new varieties of plants[D]. Wuhan: Huazhong Agricultural University, 2016. (in Chinese)

[16] 呂屹云, 蔡曉琳. 農業科技投入、區域經濟增長與農民收入關系研究——以廣東省4個區域為例. 農業技術經濟, 2020(4): 127-132.

Lü Y Y, CAI X L. Research on the Relation between agricultural science and technology investment, regional economic growth and farmers' income in Guangdong Province. Journal of Agrotechnical Economics, 2020(4): 127-132. (in Chinese)

[17] 鄧翔, 王仕忠. 農業科技創新投入對農業經濟增長影響研究. 東岳論叢, 2020, 41(12): 109-120, 192.

DENG X, WANG S Z. Research on the impact of investment in agricultural science and technology innovation on agricultural economic growth. Dongyue Tribune, 2020, 41(12): 109-120, 192. (in Chinese)

[18] 楊義武, 林萬龍. 農業科技創新、空間關聯與農民增收. 財經科學, 2018(7): 70-82.

YANG Y W, LIN W L. Agricultural science and technology innovation, spatial correlation and increase in farm incomes. Finance & Economics, 2018(7): 70-82. (in Chinese)

[19] 郭海紅. 2019改革開放四十年的農業科技體制改革. 農業經濟問題, 2019(1): 86-98 .

GUO H H. The Significance and the next step of the reform of agricultural science and technology system during forty years of reform and opening up. Issues in Agricultural Economy, 2019(1): 86-98. (in Chinese)

[20] 朱世桂. 中國農業科技體制百年變遷研究[D]. 南京: 南京農業大學, 2012.

ZHU S G. On the development of Chinese agricultural science and technology institution during the 20th century[D]. Nanjing: Nanjing Agricultural University, 2012. (in Chinese)

[21] 韓長賦. 新中國農業發展70年(科學技術卷). 北京: 中國農業出版社, 2019: 517-521.

HAN C F. Science and Technology Volume of 70 Years of Agricultural Development in New China. Bejing: China Agriculture Press, 2019: 517-521. (in Chinese)

[22] 農業農村部科技發展中心, 江蘇省農科院. 公益性農業科研機構科技創新與支撐產業發展報告. 中國農業農村科技發展高峰論壇, 2019: 1-4.

Development Center for Science and Technology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Jiangsu Academy of Agricultural Science. Report on scientific and technological innovation and supporting industry development of public agricultural research institutions. China Agricultural and rural science and Technology Development Summit Forum, 2019: 1-4. (in Chinese)

[23] 陸建中, 李思經. 農業科研機構自主創新能力評價指標體系研究. 中國農業科技導報, 2011, 13(4): 1-6.

LU J Z, LI S J. Study on evaluation index system of independent innovation capability for agricultural research institutions. Journal of Agricultural Science and Technology, 2011, 13(4): 1-6. (in Chinese)

[24] 陳建偉. 我國農業科技創新效率研究[D]. 保定: 河北農業大學,2010.

CHEN J W. Study on the innovation efficiency of agricultural science and technology in China[D]. Baoding: Hebei Agricultural University, 2010. (in Chinese)

[25] 陳耀, 趙芝俊, 高蕓. 中國省域農業科研機構科技創新效率及影響因素分析. 浙江農業學報, 2020, 32(4): 731-741.

CHEN Y, ZHAO Z J, GAO Y. Research on regional scientific and technological innovation efficiency and its influencing factors of agricultural research institution in China. Acta Agriculturae Zhejiangensis, 2020, 32(4): 731-741. (in Chinese)

[26] 劉敏, 萬麗娟. 中國農業科技創新績效的地區差異研究——對農業科研機構創新績效的實證分析.重慶大學學報(社會科學版), 2019, 25(2): 28-35.

LIU M, WAN L J. A study on the regional differences of agricultural science and technology innovation performance in China—An Empirical analysis of the innovation performance of agricultural research institutions. Journal of Chongqing University (Social Science Edition). 2019, 25(2): 28-35. (in Chinese)

[27] 胡瑞法, 黃季焜. 中國農業科研體系發展與改革: 政策評估與建議. 科學與社會, 2011(3): 34-40, 16.

HU R F, HUANG J K. Development and reform of agricultural scientific research system: policy evaluation and suggestions. Science and Society, 2011 (3): 34-40, 16. (in Chinese)

[28] 毛世平, 楊艷麗, 林青寧. 改革開放以來我國農業科技創新政策的演變及效果評價. 農業經濟問題, 2019(1): 73-85.

MAO S P, YANG Y L, LIN Q N. The evolution and effect of chinese agricultural science and technology innovation policies since reform and opening up: Empirical data analysis from chinese agricultural research institutions. Issues in Agricultural Economy,2019(1): 73-85.(in Chinese)

[29] 王安寧, 鄭龍, 朱安紅, 周楷博, 林海鵬. 農業科研機構體制機制改革若干問題分析. 農業科技管理, 2019, 38(4): 1-5.

WANG A N, ZHENG L, ZHU A H, ZHOU K B, LIN H P. Analysis of several problems in institutional reform of agricultural scientific research institutions. Management of Agricultural Science and Technology, 2019, 38(4): 1-5. (in Chinese)

[30] ADRIANA B，MARíA G C, JEANNE VMP, THAíS R C, LUIZ SFS, MARIA C L. Organization of research and innovation: a comparative study of public agricultural research institutions. Journal of technology management & innovation, 2013(8): 209-218.

[31] 孫勝元. 中國公立農業科研機構省域分布與農業經濟發展水平相關性研究. 科學管理研究, 2015, 33(6): 64-68.

SUN S Y. Relationships between public agricultural S &T institutions and provincial economic development in China. Scientific Management Research, 2015, 33(6):64-68. (in Chinese)

[32] 吳雪蓮, 張俊飚, 豐軍輝. 農業科研機構科技創新、空間外溢與農業經濟增長. 科技管理研究, 2016, 36(17): 79-86.

WU X L, ZHANG J B, FENG J H. Technological innovation, spillover and agricultural economic growth of agricultural scientific institution technological innovation of agricultural scientific institutions, spillover and agricultural economic growth. Science and Technology Management Research, 2016, 36(17): 79-86. (in Chinese)

[33] 岳慧麗. 基于GIS的縣域農業技術效率分析方法研究[D]. 北京: 中國農業科學院, 2014.

YUE H L. Study on analysis method of county agricultural technical efficiency based on GIS[D]. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2014. (in Chinese)

[34] 黃季焜. 四十年中國農業發展改革和未來政策選擇. 農業技術經濟, 2018(3): 4-15.

HUANG J K. Forty years of China's agricultural development and reform and the way forward in the future. Journal of Agrotechnical Economics, 2018(3): 4-15. (in Chinese)

The Spatial and Temporal Evolution, Regional Correlations and Economic Coordinated Development Effect for Chinese Agricultural Science and Technology Level: Taking Provincial Public Agriculture Research Institutions as an Example

YUE HuiLi1, ZHANG Zhao2, ZHANG HuiJie1, LIU ShengPing1, ZHANG Jie1

1Agricultural Information Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijng 100081;2Development Center for Science and Technology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100122

【Objective】In the long run, agricultural science & technology and agricultural economics should show a dynamic and mutually beneficial collaborative development trend, which is more conducive to accelerating the development of modern agriculture. To study further the spatial and temporal evolution trends and spatial distribution characteristics of science and technology development of pubic agriculture research institutions, and the coordinated development condition between agricultural science & technology and regional economics, contributes to correctly understand the coordinated development mechanism of agricultural science & technology innovation and regional economy among provinces, and analyze the potential reasons for the poor coordinated development degree of agricultural science & technology and agricultural economy, and explore to find the way to improve the agricultural science & technology innovation level and resolve the problem of “wide gap between agriculture S&T and agriculture economy”.【Method】Based on numbers of agricultural researchers, the patent grants and numbers of published papers, the GIS technology and ESDA methods are applied for the study of spatial and temporal evolution trends and spatial distribution characteristics of science and technology output by provincial public agriculture research institutions, and coordinated development condition between agricultural science & technology and agricultural economics is revealed. 【Result】The results show that: During ten years, the science and technology output of provincial public agriculture research institutions are decreasing gradually from the eastern coastal areas to the surroundings; the patent grants are increasing obviously for most provincial agriculture research institutions, while the quantity growth of publication of papers and the agricultural researchers are indistinctive.From the perspective of spatial distribution characteristics, notwithstanding the science and technology output of provincial public agriculture research institutions present the characteristics of local spatial autocorrelation, large-scaled spatial agglomeration effects are not formed. From the perspective of coordinated development condition between agricultural science & technology and agricultural economics, the Eastern cities by Shandong, Jiangsu, Guangdong, Fujian etc. had good performance, the central regions is average and the coordinated development condition between agricultural technology and agricultural economics for the most provinces in Northwest, Southwest and Northeast China are weak. Hereby some policy proposals are put forwarded in aspect of improving the level of science and technology of provincial public agriculture research institutions, and promoting the coordinated development condition between agricultural science & technology and agricultural economics.【Conclusion】During 2008-2018, the science & technology level of provincial public agriculture research institutions gradually decreased from the eastern coastal areas to the surroundings, showing the features of spatial heterogeneity, and large-scaled spatial agglomeration effects has not been formed. The coordinated development degree between agricultural science & technology level of provincial public agriculture research institutions and provincial agricultural economics is lower, consequently, it is necessary to accelerate the construction of the spatial agglomeration pattern of the coordinated development of agricultural science & technology and agricultural economics, which provides support for solving the problem of “wide gap between agriculture S&T and agriculture economics”.

public agriculture research institution; province area; agricultural science and technology; ESDA; coordinated development

2021-03-17；

2021-06-15

國家現代農業產業技術體系建設專項（CARS-08）

岳慧麗，E-mail：yuehuili@caas.cn。通信作者張蕙杰，E-mail：zhanghuijie@caas.cn。通信作者張昭，E-mail：okagri@163.com

（責任編輯 李云霞）