協(xié)同發(fā)展背景下京津冀科技投入產出均衡性探析

張新寧，劉 娜，賈文學，張子清

（1.石家莊鐵道大學經濟與法律學院，河北石家莊 050043；2.河北中興會計師事務所有限公司，河北石家莊 050011）

京津冀協(xié)同發(fā)展是我國當前的三大國家戰(zhàn)略之一。京津冀是國家經濟發(fā)展重點地區(qū)，也是國家科技資源密集區(qū)，三地協(xié)同發(fā)展是全方位的協(xié)同發(fā)展，而科技創(chuàng)新能力作為經濟發(fā)展的驅動力對區(qū)域協(xié)同發(fā)展起著至關重要的作用。目前京津冀科技創(chuàng)新能力已形成了多層次的合作機制及協(xié)同模式，但仍存在北京輻射帶動作用不明顯、三地科技投入產出不均衡等問題，改善三地科技投入產出差距，可以有效促進京津冀科技投入產出均衡發(fā)展，從而推動三地科技協(xié)同發(fā)展并向更高水平邁進。

1 文獻綜述

目前，在協(xié)同發(fā)展背景下京津冀科技協(xié)同發(fā)展方面的有關研究主要聚焦于以下幾個角度：

第一，京津冀科技創(chuàng)新能力分析與評價。如李香霞［1］以京津冀2009—2016 年的數據為樣本，運用熵權分析法對京津冀科技創(chuàng)新能力進行分析；童愛香等［2］系統(tǒng)梳理了京津冀地區(qū)在科技創(chuàng)新投入與產出兩方面的數據，對京津冀科技創(chuàng)新能力進行了客觀、全面評價；王楠楠［3］利用全局熵值法測算了京津冀2009—2018 年科技創(chuàng)新能力和區(qū)域經濟發(fā)展水平，指出京津冀科技創(chuàng)新與經濟發(fā)展水平呈上升趨勢，但區(qū)域差距較大；王蒙蒙等［4］分析了京津冀科技創(chuàng)新的現狀及科技創(chuàng)新對經濟增長的影響，并提出相關建議；李素梅等［5］基于復合系統(tǒng)協(xié)調度模型對京津冀地區(qū)金融結構和技術創(chuàng)新的協(xié)調發(fā)展狀況進行實證研究和理論解釋，并提出相應對策。

第二，京津冀科技協(xié)同發(fā)展所面臨的障礙研究。如呂曉靜等［6］利用改進熵權TOPSIS 模型和障礙度模型計算京津冀地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)活力指數，識別障礙因子，得到北京創(chuàng)新活力處于絕對主導位置、天津副中心主導明顯等結論；趙濱元［7］深入剖析京津冀協(xié)同創(chuàng)新的影響因素，并從企業(yè)、人才及科研投入等方面對推進三地協(xié)同創(chuàng)新共同體建設提出建議；孫瑜康等［8］認為北京自身創(chuàng)新發(fā)展成果顯著，但帶動聯(lián)動效果不明顯；劉智［9］利用京津冀創(chuàng)新產出數據，分析了三地科技協(xié)同發(fā)展存在的問題并給出了對策建議；孫瑜康等［8］認為京津冀協(xié)同創(chuàng)新的關鍵在于充分發(fā)揮北京科技創(chuàng)新對京津冀城市群的輻射帶動作用；李梅等［10］在主體、空間、環(huán)境、市場、服務等維度構建科技資源優(yōu)化配置機制，并結合京津冀科技資源配置中存在的問題提出對策建議。

第三，京津冀科技投入產出效果分析。如蔡征超等［11］利用數據包絡分析法（DEA）及Malmquist指數模型對京津冀科技投入產出效率進行了評價，結果顯示北京科技投入產出相對有效，而另外兩地相對無效；沈曉平等［12］運用DEA 方法對2013—2014 年京津冀科技投入產出效率進行研究，結果表明三地科技投入產出效率的差距明顯；劉兵等［13］選取京津冀科技創(chuàng)新人才集聚、科技創(chuàng)業(yè)人才集聚、經濟發(fā)展的相關數據，分析三者之間關系，結果顯示北京的科技創(chuàng)業(yè)資源明顯優(yōu)于天津與河北，但對區(qū)域經濟的促進作用卻弱于津冀；張藝［14］利用多種分析方法對京津冀科技投入產出效率進行分析，發(fā)現三地科技投入不均衡。

第四，對河北科技投入產出的研究。如張金龍等［15］通過分析河北科技投入、R&D 經費數據，指出科技投入存在的問題；郭麗華等［16］從全要素生產率視角測算河北各地市財政科技投入的經濟轉化力度及差異，并提出相關建議；李冰［17］對河北科技投入與經濟增長的關系進行了分析，認為科技投入只是影響經濟增長的一項非直觀因素；李春林等［18］等運用因子分析法對河北本科高校科技創(chuàng)新能力進行總體評價，并提出提升河北高校科技創(chuàng)新能力的建議。

綜上所述，關于協(xié)同發(fā)展背景下京津冀科技創(chuàng)新能力的研究成果層出不窮，主要是從京津冀科技創(chuàng)新能力分析與評價、京津冀科技協(xié)同發(fā)展所面臨的問題及解決方法、京津冀科技投入產出效果及效率、京津冀局部地區(qū)等視角分析三地科學科技協(xié)同發(fā)展以及科技投入失衡問題，但鮮有研究從京津冀科技投入產出綜合角度分析三地差距并從經濟較為落后的河北出發(fā)對其科技投入產出進行橫向對比分析，以從中尋求科技創(chuàng)新發(fā)展的方向，進而促進京津冀科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展。“十四五”時期是我國全面建設社會主義現代化強國新征程的重要開端，也是京津冀協(xié)同發(fā)展“三步走”的第一個5 年規(guī)劃［19］，而京津冀協(xié)同發(fā)展離不開河北乃至省內各地的支撐，因此，研究探討京津冀科技投入產出差距，分析其失衡表現及原因，進而分析短板地區(qū)內部區(qū)域間的科技投入產出均衡狀態(tài)，有助于區(qū)域科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略的實施，對京津冀協(xié)同發(fā)展具有重要意義。

2 京津冀科技投入產出對比分析

2.1 科技投入對比分析

科技投入是影響科技創(chuàng)新能力的決定性因素，本研究分別從R&D 經費投入和R&D 人員情況對京津冀科技創(chuàng)新發(fā)展情況進行對比分析。

（1）R&D 經費投入均衡性分析。2020 年，全國（未含港澳臺地區(qū)。下同）R&D 經費支出共24 393.1 億元，比上年增加2 249.5 億元，增長10.2%［20］，投入絕對數額持續(xù)提升，但受新冠肺炎疫情等因素影響，增速比上年回落2.3 個百分點。如表1 所示，2016—2020 年，京津地區(qū)的R&D 經費投入強度遠高于全國R&D 經費投入強度；北京的R&D 經費投入強度一直為河北的4倍左右，天津約為河北的2倍，差距明顯。

表1 全國和京津冀R&D 經費投入強度

（2）R&D 人員投入均衡性分析。京津冀研究與開發(fā)機構R&D 人員情況對比如表2 所示。其中，X表示R&D 人員總數，D為R&D 人員占地區(qū)常住人口比重。從R&D 人員占比情況來看，2016—2020年，北京約為河北的8 倍、天津的2 倍，天津約為河北的4 倍。另外，從京津冀R&D 人員全時當量投入占比情況來看（見表3），津冀地區(qū)在實驗發(fā)展方面投入的R&D 人員較多，在基礎研究領域投入較少；天津近年來基礎研究領域R&D 人員投入增長迅速，河北增長緩慢；2019—2020 年北京的基礎研究人員投入約為天津的2 倍、河北的3 倍。由此可見，北京在科技創(chuàng)新上投入力度遠高于天津、河北，天津、河北的科技人力資源相對不足，河北尤其落后。

表2 京津冀研究與開發(fā)機構R&D 人員主要指標比較

表3 京津冀R&D 人員全時當量投入占比結構分布

2.2 科技產出差距分析

由表4 可以看出，2016—2020 年國內3 種專利（發(fā)明、實用新型、外觀設計，以下簡稱“專利”），北京的申請數量分別為天津的1.78 倍、2.14 倍、2.13倍、2.35 倍、2.28 倍，分別為河北的3.45 倍、3.03 倍、2.52 倍、2.23 倍、2.02 倍；授權數量分別為天津的2.53倍、2.57 倍、2.26 倍、2.28 倍、2.16 倍，分別為河北 的3.16 倍、3.03 倍、2.38 倍、2.28 倍、1.77 倍；有效數量分別為天津的3.36 倍、3.42 倍、3.37 倍、3.28 倍、3.13 倍，分別為河北的3.96 倍、3.86 倍、3.56倍、3.34 倍、2.89 倍。可見，北京與天津的差距明顯且歷年差距比較穩(wěn)定，而與河北的差距明顯但歷年差距有縮小趨勢，說明河北雖然科技產出效果與北京差距較大，但近年來科技產出水平有明顯提高；天津與河北相比的絕對數值趨同，差距不大。

表4 京津冀專利數量統(tǒng)計 單位：件

表4 （續(xù)）

如表5 所示，2016—2020 年，北京每年每萬人擁有專利申請數量大致均為天津的1.50 倍，分別是河北的11.86 倍、10.51 倍、8.84 倍、7.87 倍和6.89 倍；授權數量大致均為天津的1.50 倍，分別是河北的10.87 倍、10.48 倍、8.34 倍、8.04 倍 和6.02 倍；有效數量大致均為天津的2 倍多，分別是河北的13.61倍、13.37 倍、12.50 倍、11.79 倍和9.84 倍，差距十分明顯。

表5 京津冀常住人口每萬人擁有專利數量統(tǒng)計

以2020 年技術市場技術流出和輸入合同金額來觀測區(qū)域科技成果轉化程度，京津冀三地技術市場技術輸出合同金額分別為6 316 億元、1 090 億元和555 億元，技術輸入合同金額分別為3 129 億元、617 億元和707 億元［21］，三地差距明顯。由于北京擁有眾多高新技術企業(yè)，而津冀地區(qū)以傳統(tǒng)重工業(yè)企業(yè)為主，兩者產業(yè)結構差距巨大，北京的創(chuàng)新成果向津冀地區(qū)流動明顯不足，京津冀科技成果的轉化體系不夠健全。

2.3 小結

綜合以上分析發(fā)現，京津冀科技投入產出的區(qū)域差距明顯，其中河北科技投入產出排名最低，對京津冀科技協(xié)同發(fā)展影響最大。因此，河北迫切需要提高科技創(chuàng)新能力，加大科技投入強度，促進產業(yè)升級，更好地接受北京科技成果的流入，實現聯(lián)動發(fā)展。不同于京津地區(qū)，河北占地面積廣、所涉區(qū)域多、可發(fā)展性較強、發(fā)展?jié)摿^大，根據木桶效應理論，本研究將著重分析河北內部科技投入產出均衡狀況，探究其與京津科技投入產出差距過大的原因，提出改善建議、補齊短板，助力京津冀科技協(xié)同發(fā)展。

3 基于主成分分析法的河北省科技投入產出均衡性探析

3.1 指標的選取

以科學性、系統(tǒng)性、可比較性、全面性為標準，從科技投入、科技產出兩個角度對河北省各地區(qū)的科技投入產出均衡性進行分析。根據數據的可得性及適用性，選用R&D 經費投入強度、專利申請數、專利授權數來綜合反映地方科技投入產出狀況，選用地方財政科技支出占財政支出總額比重來反映地方財政對科技投入的支持力度，同時考慮到規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)在國民經濟及科技發(fā)展中的重要作用，選用規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)R&D 經費投入和專利申請量反映代表性行業(yè)科技投入產出狀況。為剔除掉人口數、企業(yè)數及地區(qū)生產總值（GDP）等總量指標的影響，采用相對指標以增強相關數據的可比性。評價指標體系具體如表6 所示。

表6 河北省科技投入產出評價指標體系

3.2 數據來源及說明

從《河北統(tǒng)計年鑒2020》《2019 年河北省科技經費投入統(tǒng)計公報》《2010 京津冀科技統(tǒng)計年鑒》以及河北省各地市的統(tǒng)計公報中獲取相關數據。如表7 所示，其中石家莊市數據含辛集市數據；保定市數據含定州市數據；不含雄安新區(qū)，因其正處于建設階段且主要為國家投資，目前科技投入產出效果還不太明顯。

表7 2019 年河北省各地市科技投入產出指標統(tǒng)計

3.3 科技投入產出評價

為克服其他方法多重共線性的問題，使用主成分分析綜合評價法將上述6 個指標綜合成盡可能少的綜合性指標，使得既能充分反映原來6 個指標的信息，又能達到綜合評價目的。

3.3.1 主成分分析

在多指標評價體系中，各評價指標由于性質不同，通常具有不同的量綱和數量級，當指標間水平相差很大時，如果直接用原始指標值進行分析就會突出數值較高的指標在綜合分析中的作用，相對削弱數值水平較低指標的作用，因此，為了保證分析結果的可靠性，對以上原始指標數據進行標準化處理（見表8）和主成分分析（見表9），標準化處理后的指標X1～X3、Y1～Y3分別表示為ZX1～ZX3、ZY1～ZY3。為直觀地反映出各個特征值的大小，基于主成分分析結果繪制如圖1 所示的碎石圖。

圖1 河北省各地級市科技資源特征值分布

表8 河北省各地級市科技投入產出標準化數據

表9 河北省各地級市科技資源特征值及貢獻率

一般來說，主成分的累計方差貢獻率達到80%以上的前幾個主成分都可以選作最后的主成分，但特征值小于1 時不宜選作主成分。從上述分析結果可以看出，第1 個主成分累計貢獻率接近80%，特征值遠大于1，第2 個主成分的累計貢獻率約為78%，但是特征值小于1，因此，對第1 個主成分計算相應的特征向量，結果如表10 所示，可見ZX2、ZY1和ZY2的系數較大，在第一主成分中起主要作用。考慮到科技投入及產出綜合影響，因此把第一主成分看成是以地方財政科技支出占地方財政支出總額比重和每萬人專利申請數為特征的科技資源投入產出綜合指標。

表10 河北省各地級市科技資源特征向量系數

為驗證主成分分析方法是否適用，進行了KMO檢驗和巴特利特球形度檢驗（見表11），結果顯示KMO 檢驗的數值為0.657，表明采用主成分分析方法進行分析基本可行。

表11 變量的KMO 檢驗和巴特利特球形度檢驗結果

3.3.2 建立主成分綜合模型

根據上述分析結果，可得到主成分的表達式如下：

基于式（1）可以計算得到河北省各地級市科技投入產出綜合得分最終排名，如表12 所示。可見河北省各地級市科技投入產出差距與經濟發(fā)展差距基本相同，即投入產出強度大致以石家莊市為核心逐漸向冀南冀北減少，而臨近京津地區(qū)的廊坊市、唐山市和秦皇島市的科技投入產出強度較強。石家莊市作為河北省會和我國特大城市之一，集全省政治、經濟、科技、金融、文化和信息于一體，無論科技人力、財力還是物力投入以及產出效果都遠高于省內其他地市；圍繞著京津地區(qū)的廊坊市、唐山市、秦皇島市則分列第2、第3和第4位，部分得益于京津的輻射；冀北的張家口市和承德市等地區(qū)的地理環(huán)境較差、經濟發(fā)展較為落后，科技投入及產出各項指標水平還有待提升。

表12 河北省各地級市科技投入產出綜合得分及排名

4 結論及建議

4.1 研究結論

4.1.1 京津冀地區(qū)間科技投入產出差距明顯

在京津冀協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略背景下，無論是R&D 經費投入強度、研究與開發(fā)機構R&D 人員投入或是相應的科技產出，相對北京市而言，河北省都較為落后，而科技投入產出是決定科技創(chuàng)新能力的重要因素，因此三地之間科技投入產出的明顯差距直接導致科技創(chuàng)新能力失衡，對京津冀科技協(xié)調發(fā)展產生阻礙。

4.1.2 京津冀地區(qū)間科技成果轉化率較低

北京的科研機構密集、人才濟濟，因此高科技產業(yè)發(fā)達，科技產出成果較多；而河北缺乏先進的科研機構和高校，高層次人才不足，以鋼鐵等傳統(tǒng)重工業(yè)為主。北京與河北產業(yè)結構差距明顯，導致北京的許多科技創(chuàng)新成果未能在河北落地生產，降低了北京對河北的輻射帶動作用。因此，加大河北科技投入、促進產業(yè)轉型、成果引進及轉化迫在眉睫。

4.1.3 河北省內區(qū)域科技投入產出不均衡

河北省會石家莊市及環(huán)京津地區(qū)的唐山市、保定市、廊坊市的科技投入和科技產出均排在省內前列，而石家莊市附近的邯鄲、衡水等地科技發(fā)展相對落后，冀南冀北的張家口市、邢臺市的科技發(fā)展落后尤其明顯，科技輻射的區(qū)域遞減效果明顯。

4.2 促進京津冀科技協(xié)同發(fā)展的建議

4.2.1 加強北京輻射帶動作用

北京科技創(chuàng)新要素優(yōu)勢明顯，首都的政治地位為其創(chuàng)新發(fā)展注入源源不斷的活力，科研機構密集、高層次人才集中、科技創(chuàng)新資金充裕；天津緊臨渤海、港口眾多，裝備制造業(yè)優(yōu)勢鮮明；相對于京津地區(qū)，河北吸引人才及高科技企業(yè)的能力先天不足，但是河北地域遼闊，勞動力充足，距離北京較近，因此，充分利用北京的科技創(chuàng)新資源發(fā)揮河北優(yōu)勢是實現京津冀科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展的必經之路。應進一步加強北京的輻射帶動作用，加快雄安新區(qū)、石家莊、廊坊等地科技產業(yè)的發(fā)展，推動河北產業(yè)結構升級和科技成果轉化能力，促進北京科技創(chuàng)新成果在天津、河北生根發(fā)芽，推動區(qū)域內產業(yè)鏈向高價值、高技術環(huán)節(jié)攀升。

4.2.2 促進河北各地市科技投入產出均衡發(fā)展

河北各地級市的科技投入和產出存在較大梯度差、發(fā)展不均衡，石家莊、唐山等發(fā)展較快的地區(qū)尚未對其周圍城市形成足夠的輻射帶動作用，科技投入仍不同程度地向經濟強市聚集。為促進省內各地區(qū)實現協(xié)同發(fā)展，河北省首先應該加強政策引導，實現經濟落后地區(qū)的政策幫扶。政府部門應充分發(fā)揮宏觀調控功能，加強先進地區(qū)對落后地區(qū)的幫扶，落實對落后地區(qū)科技創(chuàng)新企業(yè)的支持，如對落后地區(qū)的科技人才引進及待遇等政策給予更大的自主權，以實現全省科技投入齊頭并進的高質量發(fā)展。其次，努力打造科技協(xié)同創(chuàng)新平臺，促進各地市科技投入協(xié)同發(fā)展。從科技發(fā)展環(huán)境角度來看，需重視雄安科技自由港建設，以雄安的高質量發(fā)展帶動周圍區(qū)域聯(lián)動發(fā)展。最后，努力提升企業(yè)技術創(chuàng)新能力，加強企業(yè)創(chuàng)新主體地位。進一步完善企業(yè)技術創(chuàng)新的鼓勵政策，推動各類創(chuàng)新要素在企業(yè)中集聚，促進企業(yè)間高新技術的大規(guī)模應用、共享交流和交替升級；全力發(fā)展科技型中小企業(yè)和高新技術企業(yè)，支持創(chuàng)新型中小企業(yè)成為主要創(chuàng)新研發(fā)地，促進中小企業(yè)產業(yè)鏈融合與革新發(fā)展。