江蘇省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的時空演化特征研究

趙夢姝，邰勇財，唐凌飛，周琪珺

(江蘇師范大學(xué) 地理測繪與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，江蘇 徐州 221009)

一、引言

黨的十九大報告提出“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力，要加快建設(shè)創(chuàng)新型國家、構(gòu)建國家創(chuàng)新體系①”。在知識經(jīng)濟(jì)時代的背景下，區(qū)域創(chuàng)新能力已成為推動國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升區(qū)域綜合競爭力和獲取國內(nèi)外競爭優(yōu)勢的重要決定性因素②。本文研究江蘇省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間結(jié)構(gòu)及時空演化特征，不但順應(yīng)當(dāng)前時代的背景，并對提升區(qū)域創(chuàng)新能力，發(fā)揮區(qū)域競爭優(yōu)勢具有相當(dāng)重要的現(xiàn)實(shí)意義。

區(qū)域創(chuàng)新的時空演化特征研究是經(jīng)濟(jì)地理學(xué)的研究熱點(diǎn)，主要集中在區(qū)域的創(chuàng)新能力評估、創(chuàng)新驅(qū)動力、空間相關(guān)性分析等方面，以及從省級、地市級尺度開展空間異質(zhì)性的實(shí)證研究③-⑤。在區(qū)域創(chuàng)新影響因素的研究方面，劉清春等認(rèn)為在地理空間屬性中存在第三本性，即人力資本要素和信息流動對經(jīng)濟(jì)活動的時空分異起重要作用⑥；岳鵠等認(rèn)為，我國省域創(chuàng)新面板數(shù)據(jù)探究區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境影響創(chuàng)新能力，并歸納存在差異的原因⑦。在創(chuàng)新能力區(qū)域差異的研究方面，曹勇等運(yùn)用Theil系數(shù)計算1990—2008年全國發(fā)明專利申請量和大中型工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品產(chǎn)值來測度全國區(qū)域創(chuàng)新能力的差異⑧。姜磊等計算基尼系數(shù)、變差系數(shù)、赫芬達(dá)爾系數(shù)，指出長三角地區(qū)的區(qū)域創(chuàng)新分布表現(xiàn)為分散均衡型⑨。在區(qū)域創(chuàng)新的空間溢出效應(yīng)的研究方面，孫建等利用知識生產(chǎn)函數(shù)探究得出中國區(qū)域創(chuàng)新存在顯著正負(fù)向的知識溢出⑩。張戰(zhàn)仁解釋了空間溢出對區(qū)域創(chuàng)新空間差異產(chǎn)生的作用機(jī)制?。在區(qū)域創(chuàng)新空間格局及演化研究方面，方遠(yuǎn)平等運(yùn)用Moran’s I指數(shù)分析發(fā)現(xiàn)中國不同省域的創(chuàng)新要素與區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出有著不同的空間集聚模式?。陳晶等發(fā)現(xiàn)我國區(qū)域創(chuàng)新活動演化特征從單極化的點(diǎn)狀發(fā)展逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚⒒木€面發(fā)展?。

論文分析江蘇創(chuàng)新的時空分異及演化格局，分析創(chuàng)新產(chǎn)出的空間關(guān)聯(lián)特征，對影響因素進(jìn)行研究。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一）研究方法

1.區(qū)位基尼系數(shù)。測度空間集聚常用的計量模型主要有變異系數(shù)、區(qū)位基尼系數(shù)、赫芬達(dá)爾指數(shù)等??。區(qū)位基尼系數(shù)計算簡易快捷，能運(yùn)用所得數(shù)據(jù)測度創(chuàng)新產(chǎn)出集聚程度?。公式如下：

2.空間自相關(guān)。全局Moran’s I指數(shù)度量創(chuàng)新產(chǎn)出的全局空間關(guān)聯(lián)特征，反映觀測地市與相鄰地市的相似度。公式如下：

Wij為空間權(quán)重矩陣，采用Queen鄰接權(quán)重矩陣。采用Local Moran’s I值來探究各地市與周邊地市間的局部空間差異。

（二）數(shù)據(jù)來源

對區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的度量，目前學(xué)術(shù)界尚未達(dá)成共識，許多學(xué)者較多地運(yùn)用專利作為創(chuàng)新產(chǎn)出的衡量指標(biāo)??。但將專利授權(quán)量作為創(chuàng)新產(chǎn)出的衡量指標(biāo)更具有科學(xué)性、合理性?。數(shù)據(jù)來源于《江蘇統(tǒng)計年鑒（2011—2020年）》。

三、江蘇省創(chuàng)新產(chǎn)出的時空演化特征分析

（一）創(chuàng)新產(chǎn)出的空間分布描述

隨著創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的深入實(shí)施，經(jīng)濟(jì)發(fā)展正在由主要依靠要素驅(qū)動向主要依靠創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變。江蘇省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出不斷提高，三種專利授權(quán)量不斷增多，成為江蘇省自主創(chuàng)新建設(shè)和經(jīng)濟(jì)增長的重要驅(qū)動力。

如表1所示，全省的專利授權(quán)量從2010—2019年整體上呈現(xiàn)增加趨勢。專利授權(quán)量較多的地級市分別是南京、蘇州、無錫、常州、南通，蘇州的專利授權(quán)量一直穩(wěn)居全省第一，處于相當(dāng)高的水平。而專利授權(quán)量一直處于較低水平的地級市主要有連云港、宿遷、淮安，三個地級市的年專利授權(quán)量均未過萬。其中，連云港從2010—2019年專利授權(quán)的年最高數(shù)量僅達(dá)6341件，且近十年均很難達(dá)到蘇州專利授權(quán)量的10%。其他地級市近十年的專利授權(quán)量較為適中，但也都存在一定差距。這說明江蘇省市域創(chuàng)新產(chǎn)出在總體空間上表現(xiàn)出明顯的不均衡特征。

分別選取2010、2013、2016、2019年作為4個時間點(diǎn)進(jìn)行創(chuàng)新空間分布模式分析（圖1），得出結(jié)果：第一，空間上呈明顯的集聚現(xiàn)象，蘇錫常地區(qū)存在明顯的高高集聚特征；而蘇北地區(qū)則存在低低集聚，如宿遷、淮安、連云港，整體上蘇南、蘇中地區(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)出明顯高于蘇北地區(qū)。第二，空間上呈現(xiàn)明顯的極化現(xiàn)象，創(chuàng)新產(chǎn)出高度集中在距離上海較近的蘇州、無錫、南通以及江蘇省的首都南京，特別是蘇州成為全省創(chuàng)新產(chǎn)出的增長極，并一直保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)。第三，高創(chuàng)新產(chǎn)出地區(qū)的擴(kuò)散效應(yīng)較弱，近十年來鹽城、揚(yáng)州、泰州、鎮(zhèn)江受到蘇州、無錫、南通這幾個地區(qū)知識溢出效應(yīng)的影響，雖然創(chuàng)新產(chǎn)出有所提高，但仍存在一定差距，并且在發(fā)展過程中極化效應(yīng)大于擴(kuò)散效應(yīng)。

圖1 江蘇省創(chuàng)新產(chǎn)出地理空間分布圖

（二）創(chuàng)新產(chǎn)出的總體差異分析

省轄市 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019南京市 9150 12404 18561 19484 22844 28104 28782 32073 44089 55004蘇州市 46109 77281 98430 81665 54709 62263 53528 53223 75837 81145無錫市 26448 34077 51442 39828 27937 34776 29865 28926 35256 38335常州市 9093 11390 15379 18207 18152 21585 17790 16423 23334 24858鎮(zhèn)江市 6562 7404 9235 9809 12707 14136 13836 14825 15348 12639泰州市 4198 5606 8414 8309 9118 13383 12489 9924 15633 14905南通市 22644 31335 36245 22086 12391 25970 24337 19057 24578 19637揚(yáng)州市 3790 5344 8091 11416 11843 13948 13253 14214 22804 18736徐州市 4928 6821 10000 10647 8468 8599 11458 10523 11247 12603鹽城市 2499 3234 4964 4718 4549 7840 8076 10017 15932 15713淮安市 1170 1984 3140 4573 6663 9365 8081 7311 9050 7676宿遷市 509 884 4380 4488 4306 5151 4910 4368 8488 7890連云港市 1274 2042 3940 4410 6341 5144 4599 6311 5790 5012

如圖2所示，江蘇省各地市創(chuàng)新產(chǎn)出的平均值呈現(xiàn)出“M”形的波動攀升，全省整體創(chuàng)新水平逐年提高，但區(qū)位基尼系數(shù)卻隨時間推移呈現(xiàn)緩慢下降的態(tài)勢。創(chuàng)新產(chǎn)出的平均值從2010年的19767.71波動增長到了2019年的44879，用了近十年間。雖然2012—2014年和2015—2017年有小幅度回調(diào)，但整體上全省增長了55.95%。2011年區(qū)位基尼系數(shù)達(dá)到最高值（0.599），表明在2011年江蘇省城市創(chuàng)新產(chǎn)出的地理集中度相對較大。在2017年降到最低值（0.374），表明在2017年江蘇省城市創(chuàng)新產(chǎn)出地理差異相對較小。總體上由2010年的0.576下降至2019年的0.426，年均下降幅度為1.50%。在2017年以前，區(qū)位基尼系數(shù)呈逐年下降趨勢；2017年以后，略微有所回升，但幅度不大。

圖2 江蘇省創(chuàng)新產(chǎn)出基尼系數(shù)及平均值變化趨勢

（三）創(chuàng)新產(chǎn)出的空間關(guān)聯(lián)特征

1.全局空間關(guān)聯(lián)特征。為了研究江蘇省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間集聚格局及演化情況，運(yùn)用ArcGIS10.2軟件，計算出全局Moran’s I值，如圖3所示。Moran’s I值整體上表現(xiàn)出“S”型波動下降，空間分布未表現(xiàn)出十分顯著的集聚效應(yīng)，且隨時間推移，空間集聚分布呈現(xiàn)下降趨勢。2010—2014年Moran’s I值由0.390降至0.237，表明空間集聚效應(yīng)在減弱，2015、2016年Moran’s I值有所回升，表明集聚分布態(tài)勢有所增強(qiáng)。但到2019年下降至最低值0.162，空間集聚分布程度相對較低。總體上看，江蘇省創(chuàng)新產(chǎn)出在空間上是正相關(guān)的，存在一定的集聚效應(yīng)。

圖3 江蘇省創(chuàng)新產(chǎn)出Moran'I值變化趨勢

2.局部空間關(guān)聯(lián)特征。通過Moran’s I散點(diǎn)圖進(jìn)行LISA聚類分析，進(jìn)一步探討江蘇省創(chuàng)新產(chǎn)出空間關(guān)聯(lián)的局部特征。利用GeoDa做2010、2013、2016和2019這4個時間點(diǎn)的Moran’s I散點(diǎn)分布圖(圖略)。大多數(shù)地級市LISA值為正，在空間上存在正的空間關(guān)聯(lián)特征，得到表2。分析得出以下幾個特征：第一，近十年，61.54%的地級市仍保持在同一個象限，表明城市與相鄰近城市保持一定的空間依賴性，且集聚特征存在一定的穩(wěn)定性，各地市較難脫離原有城市集群。第二，江蘇省的高創(chuàng)新產(chǎn)出集聚特征并不顯著。第三，常州雖是江蘇省內(nèi)GDP較高的地市，卻未與蘇州、無錫、南通共同形成高創(chuàng)新產(chǎn)出集聚區(qū)，而且近十年并沒有新的地級市進(jìn)入HH象限，除了自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的原因以外，也意味著在該發(fā)展環(huán)境下空間知識溢出效應(yīng)并不明顯或者不存在。第四，第一、三象限市域創(chuàng)新產(chǎn)出局部的HH和LL分化，可認(rèn)為江蘇省市域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間分布有著較為顯著的相互依賴性，呈現(xiàn)出集聚效應(yīng)，而從全省來看，則顯示出以蘇南地區(qū)為強(qiáng)創(chuàng)新集聚，蘇北地區(qū)為弱創(chuàng)新集聚的空間分布格局。

四、結(jié)論

本研究結(jié)合專利授權(quán)量的面板數(shù)據(jù)，通過對2010—2019年江蘇省13個地市單元的研究，得出的主要結(jié)論如下：

第一，江蘇省城市創(chuàng)新產(chǎn)出的總體水平在逐年提高，而地理集中度呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢。創(chuàng)新產(chǎn)出值較高的地級市主要包括蘇州、南京、無錫、常州，而創(chuàng)新產(chǎn)出值一直處于較低水平的地級市主要有淮安、宿遷、連云港。隨著整體創(chuàng)新產(chǎn)出的持續(xù)增長和地理集中度下降，創(chuàng)新產(chǎn)出未來將由不均衡分布向逐漸趨于均衡分布演化。

第二，Moran’s I值的數(shù)據(jù)分析表明市域創(chuàng)新產(chǎn)出存在空間自相關(guān)，但相關(guān)性并不是很強(qiáng)，為創(chuàng)新產(chǎn)出相似值的集聚，表現(xiàn)為較高創(chuàng)新產(chǎn)出的地區(qū)相對趨于臨近較高創(chuàng)新產(chǎn)出的區(qū)域的地理空間格局。

時間 HH LL LH HL 跨象限2010 蘇州、無錫、南通 南京、鎮(zhèn)江、鹽城、揚(yáng)州、宿遷、淮安、連云港、徐州 常州、泰州 — —2013 蘇州、無錫、南通 鎮(zhèn)江、揚(yáng)州、徐州、鹽城、宿遷、淮安、連云港 泰州 南京 常州（一、二象限）2016 蘇州、無錫、南通 揚(yáng)州、鹽城、淮安、徐州、宿遷、連云港 泰州 南京 常州（一、二象限）、鎮(zhèn)江（二、三象限）2019 無錫 揚(yáng)州、鹽城、徐州、淮安、宿遷、連云港 南通、泰州、鎮(zhèn)江 南京 蘇州（一、四象限）、常州（一、二象限）

第三，Moran’s I散點(diǎn)分布圖表明集聚特征存在一定的穩(wěn)定性，呈現(xiàn)出以蘇南地區(qū)為強(qiáng)創(chuàng)新集聚，蘇北地區(qū)為弱創(chuàng)新集聚的空間分布格局。同時，在一定程度上表明了區(qū)域知識溢出的空間局限性，創(chuàng)新產(chǎn)出相對落后的地市與較強(qiáng)地市之間存在地理空間距離的阻隔，區(qū)域之間創(chuàng)新交流聯(lián)系較少且較難受益于知識溢出效應(yīng)，未來較難脫離原有的落后集群。

注釋：

①王紀(jì)武,劉妮娜.杭州市9區(qū)創(chuàng)新發(fā)展?jié)摿υu價研究[J].經(jīng)濟(jì)地理,2020,40(11):130-137.

②何舜輝,杜德斌,焦美琪等.中國地級以上城市創(chuàng)新能力的時空格局演變及影響因素分析[J].地理科學(xué),2017,37(7):1015-1022.

③車湘輝.基于ELECTRE的區(qū)域創(chuàng)新能力綜合評價方法[J].統(tǒng)計與決策,2014(10):78-81.

④李恒.區(qū)域創(chuàng)新能力的空間特征及其對經(jīng)濟(jì)增長的作用[J].河南大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版),2012,52(4):73-79.

⑤李國平,王春楊.我國省域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間特征和時空演化——基于探索性空間數(shù)據(jù)分析的實(shí)證[J].地理研究,2012,31(1):95-106.

⑥劉清春,王錚.中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)差異形成的三次地理要素[J].地理研究,2009,28(2):430–440.

⑦王春楊,張超.中國地級區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的時空模式研究——基于ESDA的實(shí)證[J].地理科學(xué),2015,34(12):1438-1444.

⑧曹勇,秦以旭.中國區(qū)域創(chuàng)新能力差異變動實(shí)證分析[J].中國人口·資源與環(huán)境,2012,22(3):164-169.

⑨姜磊,戈冬梅,季民河.長三角區(qū)域創(chuàng)新差異和位序規(guī)模體系研究[J].經(jīng)濟(jì)地理,2011,31(7):1101-1106.

⑩孫建,齊建國.中國區(qū)域知識溢出空間距離研究[J].科學(xué)學(xué)研究,2011,29(11):1643-1650.

?張戰(zhàn)仁.中國創(chuàng)新發(fā)展的區(qū)域關(guān)聯(lián)及空間溢出效應(yīng)研究:基于中國經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新轉(zhuǎn)型視角的實(shí)證分析[J].科學(xué)學(xué)研究,2013(9):1391-1398.

?方遠(yuǎn)平,謝蔓.創(chuàng)新要素的空間分布及其對區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的影響:基于中國省域的ESDA-GWR分析[J].經(jīng)濟(jì)地理,2012,32(9):8-14.

?陳晶,陳寧.我國專利分布的空間特征與區(qū)域創(chuàng)新能力影響因素分析[J].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2012,42(3):252-258.

?蔣天穎.浙江省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出空間分異特征及成因[J].地理研究,2014,33(10):1825-1836.

?何鍵芳,張虹鷗,葉玉瑤等.廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間相關(guān)性研究[J].經(jīng)濟(jì)地理,2013,33(2):117-122.

?蔣天穎.我國區(qū)域創(chuàng)新差異時空格局演化及其影響因素分析[J].經(jīng)濟(jì)地理,2013,33(6):22-29.

?張玉明,李凱.省際區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間相關(guān)性研究[J].科學(xué)學(xué)研究,20108,26(3):659-665.

?楊凡,杜德斌,林曉.中國省域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間格局與空間溢出效應(yīng)研究[J].軟科學(xué),2016,30(10):6-10.

?李志剛,湯書昆,梁曉艷等.我國創(chuàng)新產(chǎn)出的空間分布特征研究——基于省際專利統(tǒng)計數(shù)據(jù)的空間計量分析[J].科學(xué)與科學(xué)技術(shù)管理,2006,27(8):64-71.