區域創新韌性評價、時空分異及動態演進

王玉珊，劉道強，王光輝

（1.澳門科技大學 可持續發展研究所，澳門 999087；2.肇慶學院，廣東 肇慶 526061；3.澳門城市大學 教育學院，澳門 999087；4.中國科學院 地理科學與資源研究所，北京 100101）

0 引言

當前，我國正經受經濟轉型發展的內部環境變化和國際形勢緊張的外部不確定性的多重沖擊。黨的二十大報告指出，國家安全是民族復興的根基，并鄭重提出“推進國家安全體系和能力現代化，堅決維護國家安全和社會穩定”。韌性（resilience）研究為解決這一問題提供了新視角，強調系統在外部沖擊下維持自身穩定并恢復到原有狀態的能力[1]。在“雙循環”新發展格局和經濟高質量發展的現實需求下，需要以創新驅動作為區域提升核心競爭力的內在動力，以科技自立自強作為國民經濟在外部沖擊下持續發展的動力源泉[2]。然而，創新本身是一個高風險的過程，支撐創新可持續性的關鍵是在面臨風險和不確定性沖擊時，區域創新系統具備抵抗、恢復和演化的能力，這與韌性理論不謀而合，創新韌性的相關研究也引起學者們的關注。

現階段，國內外關于創新韌性的研究集中于內涵探析與韌性測度。胡甲濱和俞立平（2022）[3]將創新韌性定義為創新系統應對外部沖擊時的抵抗、維穩、恢復以及進化的能力。學者們運用指標體系法、韌性代理法和定性研究法[4]，實證探討韌性對企業創新風險防御力[5]和高技術產業創新[3]等的影響。另外，學者們對創新系統的風險抵抗力、恢復力等韌性特征較為重視[6]。然而，已有研究對于創新韌性暫未形成科學的研究范式，從空間角度展開的創新韌性時空規律和動態演進特征的研究相對缺乏。基于此，本文以我國31個省份為研究對象進行區域創新韌性水平的測度，并對其時空分異及差異來源、動態演進特征進行分析。

1 研究設計

1.1 指標體系構建

結合系統創新與區域韌性的內涵可知，創新韌性是創新系統在面對外部環境的沖擊和擾動時，通過自學習、自適應等方式快速預防、抵御、響應和適應外部環境的影響，從而恢復到初始狀態或轉換到更高功能狀態的能力。本文借鑒Zeller（2004）[7]與梁林等（2020）[8]的研究，將創新系統的韌性功能劃分為脆弱性、恢復性和演進性。創新系統的脆弱性是指受到外部沖擊后，系統表現出的創新活力下降、開放度下降、創新能力下降等特征。區域的創新依賴度和創新集中度可以表征區域創新脆弱性[9，10]。豐富的知識和技術資源是區域抵御外部沖擊的緩沖器[8]，有助于創新系統在遭受不確定性外部沖擊后，盡快恢復至原有水平。本文運用創新投入、創新資源和創新治理度衡量區域創新恢復性。創新系統的演進性表現為，在遭受沖擊后，系統需要通過重新配置創新生產要素、優化創新管理流程、改善創新環境等措施[11]，有效突破原有發展路徑，維持持續增長狀態的能力，可由系統自身的能力提升表示。創新產出和創新潛力可作為演進性維度指標[12，13]。

基于上述理論分析，本文從脆弱性、恢復性和演進性三個維度，選取19個具體指標測度區域創新韌性（見下頁表1）。選取熵權法作為區域創新韌性的評價方法[14]。

表1 區域創新韌性評價指標體系

1.2 研究方法

1.2.1 創新韌性的空間聚類分析方法

（1）莫蘭指數（Moran’s I）。Moran’s I可測度大區域范圍內全部小區域的整體關聯程度，以表明該區域內是否存在某種顯著的空間分布模式。

（2）莫蘭散點圖。莫蘭散點圖用于衡量區域間空間集聚的差異程度，可分為四個象限，以識別一個地區與鄰近地區的關系。第一象限（“H-H”）表示高水平區域集聚；第二象限（“L-H”）表示低水平的區域被高水平的區域包圍；第三象限（“L-L”）表示低水平區域集聚；第四象限（“H-L”）表示高水平的區域被低水平的區域包圍。

1.2.2 創新韌性的空間分布分析方法

（1）標準差橢圓。標準差橢圓是從重心、方位角、展布范圍、方向、扁率等多種角度精確揭示地理要素空間分布整體特征的空間統計方法。

（2）重心遷移。重心轉移分析能夠確定地理要素的重心區位及在研究時段內重心移動的距離和方向[15]，主要研究重心移動方向變化和重心移動距離。

1.2.3 創新韌性的空間差異分析方法

（1）Dagum基尼系數。Dagum基尼系數分解方法可用于研究區域創新韌性的地區差異，并可進一步分解為區域內差異、區域間差異和超變密度三個部分。

（2）Kernel 密度估計。Kernel 密度估計可用于研究全國和四大地區創新韌性水平的動態演進特征。

1.3 數據來源

本文研究數據來自歷年《中國統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國高科技產業統計年鑒》《中國區域創新能力報告》《中國政府透明度指數報告》、國家統計局官網、科學技術部官網以及各省份統計年鑒。對于缺失值，先找尋地區統計年鑒、統計公報進行數據填補，再采用線性插值法進行處理。考慮到數據的可獲得性，本文僅以2011—2020年中國31個省份（不含港澳臺）為主要研究樣本。

2 實證分析

2.1 區域創新韌性的時序分布特征

圖1 為2011—2020 年中國創新韌性整體水平和四大地區創新韌性水平的演變趨勢。根據測算結果，中國創新韌性水平存在以下幾個特征：第一，創新韌性水平較低，最高僅為2020年的0.18，說明我國整體創新韌性水平較低，應持續拓展創新系統安全穩定發展的深度和廣度。第二，創新韌性水平整體呈現增長態勢，由2011 年0.06 增長至2020年的0.18，年均增長率為20.51%。第三，四大地區創新韌性水平的走勢基本相同，除2020年東北地區下降外，2011—2020 年我國四大地區的創新韌性水平均呈現穩定的增長趨勢，由此說明我國四大地區的創新韌性水平逐年提高。第四，我國創新韌性水平存在明顯的空間差異，并呈現東部地區>中部地區>東北地區>西部地區的發展格局，東部地區、中部地區、西部地區和東北地區的年均增長率分別為20.38%、25.63%、23.67%、5.96%，說明中部、西部地區的增速快于東部地區，而東北地區存在減緩趨勢，說明我國創新韌性的區域差異雖然逐步擴大，但擴大的速度呈收縮趨勢。當前，我國進入建設創新型國家和世界科技強國的新時代，經濟發展動力基本完成向創新的轉變，科教資源成為區域崛起的第一要素，區域創新特色發展更加突出，創新環境持續優化，創新成效不斷增強，為創新韌性提升提供動力。同時，部分地區全面領先的絕對優勢有所弱化，創新高地與周邊腹地省份協同帶動國家區域創新韌性水平的整體提升仍任重道遠。

圖1 2011—2020年中國創新韌性水平演變趨勢

2.2 區域創新韌性的空間特征分析

從創新韌性的水平看（見下頁表2），不同區域的創新韌性均穩步提升。運用自然斷點法將其劃分為五類，2020年位于高水平區和中高水平區的共有6個省份，分別是廣東（0.844）、江蘇（0.699）、北京（0.506）、浙江（0.490）、山東（0.361）、上海（0.316），位于中水平區、中低水平區和低水平區的省份共有25 個。從創新韌性的空間分布來看，2020年，創新韌性水平相對較高的省份基本分布在“胡煥庸線”東側，而西側基本為創新韌性水平相對較低的省份。從城市群角度看，我國創新韌性水平最高的省份均位于東南沿海的京津冀、長三角和珠三角地區，如北京、上海、浙江、江蘇、廣東等，該地區高校、科研機構等科研資源集聚，擁有一批國際領先的大科學裝置和密集的高新技術企業，現代工業產業體系相對完善，具備優秀的科技成果轉化能力與服務承載力，因而創新韌性較強。位于我國中西部地區的長江中游城市群和成渝城市群的創新韌性水平次之，其創新基礎設施、創新環境與發達地區存在一定差距，創新資源相對有限，其創新韌性水平的提升更多依賴于創新效率的改善。西部內陸地區，如西藏、新疆、青海等省份創新韌性水平最低。

表2 2011年、2020年中國省域創新韌性水平（前10名）

2.3 創新韌性的空間集聚特征分析

2.3.1 全局空間聚類分析

通過分析表3可知，我國省域創新韌性水平在所有年份均通過顯著性檢驗，全局Moran’s I 均大于零且呈現先上升后下降的態勢，說明我國省域的創新韌性水平存在正的空間自相關性，即省份之間的創新是相互聯系的，創新韌性較高的省份會帶動周邊省份的韌性提升。究其原因：一是因為我國各省份科技創新能力持續提升，二是因為我國省份間創新合作強度不斷增加，高韌性區域對周邊區域的輻射帶動作用不斷凸顯。

表3 2011—2020年中國創新韌性水平全局莫蘭指數

2.3.2 局部空間聚類分析

本文運用莫蘭散點圖來衡量省份間的創新韌性水平差異度（見圖2），圖2中橫軸表示創新韌性水平的離差值，縱軸表示創新韌性水平的空間滯后變量。位于第一、三象限的省份均多于位于第二、四象限的省份，總體呈現“高-高”集聚（“H-H”型）和“低-低”集聚（“L-L”型）的分布特征。相較于2011年，2020年的“H-H”型省份明顯增多，但仍存在大量“L-L”型省份。其中，“H-H”型省份多處于東部地區，例如上海、浙江、江蘇，該地區的省份創新韌性水平均較高，且彼此間的正向空間溢出效應明顯。在中西部地區，“L-L”型集聚最為突出，如新疆、西藏、青海，一方面，該地區由于資源環境限制，創新發展動力不足，馬太效應明顯；另一方面，該地區與發達地區的地理距離、制度距離均較遠，所受到的輻射帶動作用極為有限，因而創新韌性水平均較低。

圖2 中國創新韌性水平局部莫蘭散點圖

2.4 創新韌性的空間分布特征分析

2.4.1 空間分布的方向性分析

通過分析我國省域創新韌性水平的標準差橢圓形狀參數（見表4）可知：2011—2020 年，我國省域創新韌性水平標準差橢圓的角度集中于36°～42°，且沿順時針方向旋轉，即向東南方向偏轉；長軸呈現東北—西南方向的延展格局，短軸和長軸的軸長均有所上升，說明我國省域創新韌性水平在東西方向和南北方向均呈現分散趨勢，空間集聚態勢有所減弱；扁率即長軸與短軸的比值有所下降，說明我國省域創新韌性水平在南北方向的分散態勢要弱于東西方向。

表4 2011年、2020年中國創新韌性水平標準差橢圓形狀參數

2.4.2 空間分布的重心遷移分析

從創新韌性重心的空間演變看，2011—2020年我國省域創新韌性重心位于115.0°E—116.5°E 和31.0°N—32.5°N之間，重心擴散方向主要呈現東北—西南走向，且重心存在向西南方向移動的趨勢。以幾何中心為參照，創新韌性重心均圍繞幾何中心順時針移動。創新韌性重心先后經過安徽的六安市、河南的信陽市和湖北的黃岡市，最終重回安徽的六安市。由重心坐標散點圖（見下頁圖3）可知，創新韌性重心大體呈現“西南—東南—西南—東南—西南”的“E”型演變軌跡，2011—2017 年重心整體向西南方向演變，2018—2020 年短暫向東南位移后重新恢復向西南位移的走勢。重心的演變是區域發展格局變化的直觀體現，中國創新韌性重心向西南方向演變的原因可能為：一方面，我國南北差距逐漸擴大，創新韌性重心南移受經濟重心南移的影響，經過產業結構調整，南方省份在高新技術產業布局與發展方面均勢頭迅猛，位于南方的長三角、珠三角、成渝和長江中游城市群創新實力強勁、創新效率不斷提升；另一方面，國家對中西部地區的投入規模不斷擴大，數字時代、高鐵時代的到來拉近了東西部地區的距離，知識傳播的深度和廣度提升，促進了中西部地區創新發展。

圖3 2011—2020年中國省域創新韌性重心演變軌跡

2.5 創新韌性的空間差異及動態演進分析

2.5.1 空間差異分析

由表5可知，從全國層面看，總體基尼系數變動平緩，呈圍繞0.54波動向下的態勢，說明省域創新韌性的不均衡現象雖然有所緩解，但并沒有得到根本性扭轉，未來仍有差距擴大的風險。從區域內差異看，四大地區的基尼系數均小于全國總體水平，基尼系數的區域排序為：西部地區>東部地區>中部地區>東北地區。從演變趨勢看，東部、西部地區的基尼系數變動較為平緩，分別圍繞0.39、0.52 波動，說明東部、西部地區各省份間創新韌性差距沒有明顯改善；中部地區呈現明顯的下降趨勢，說明西部地區各省份間創新韌性差距具有縮小態勢；東北地區具有明顯的上升趨勢，說明東北地區各省份間的創新韌性差距日趨嚴峻。從區域間差異看，東部地區與其余三大地區的差異均較高，其中，東部與西部地區的差異最大，中部與東北地區的差異最小。從演變趨勢看，東部與中部、東部與西部、西部與東北地區的差異呈現明顯收縮的態勢，而東部與東北、中部與東北地區的差異明顯擴大，中部與西部地區的差異基本保持不變。

表5 2011—2020年全國及四大地區創新韌性基尼系數

由表6 可知，2011—2020 年，區域創新韌性的空間差異主要來源于區域間差異，其次為區域內差異，超變密度貢獻最低。其中，區域間差異和超變密度差異的貢獻度分別呈現圍繞69%、9%波動的態勢，而區域內差異貢獻度呈現上漲趨勢。由此說明，中國省域創新韌性的差異主要是由區域間的巨大差異導致的，但區域內差異的影響日漸增強，因此，未來在縮小區域間差異的同時，需加強對區域內差異的關注。

表6 2011—2020年創新韌性基尼系數分解

2.5.2 空間差異的動態演進分析

由圖4 可知，全國創新韌性水平的核密度曲線向右移動，意味著區域整體創新韌性水平呈上升態勢。核密度曲線呈現明顯的“右偏分布”，波形從“高而窄”向“扁而寬”轉變，即波峰垂直高度下降，水平寬度上升，具有明顯的右拖尾現象，且尾部的分布延展性存在逐年拓寬的趨勢，說明區域創新韌性水平的空間差異呈擴大態勢，高韌性區域集中于少數幾個省份，絕大部分區域創新韌性水平仍較低。核密度曲線呈現“多峰—雙峰”的趨勢，波峰減少說明多極分化現象逐漸減弱，并向兩極分化方向轉變。其中，左側主峰代表低水平區域集聚，右側次峰代表高水平區域集聚，主峰峰值較高但主峰垂直高度下降，說明區域創新韌性存在顯著的低水平“俱樂部”現象，但極低水平的區域數量逐漸減少。

圖4 全國創新韌性水平的分布動態

如下頁圖5所示，東部地區的核密度曲線主峰持續右移，波峰下降，寬度增加，右拖尾現象逐年加劇，說明東部地區整體創新韌性水平不斷提高，但區域內的絕對差異有所擴大，區域內創新韌性水平分布不均衡。中部地區整體逐漸右移，波峰右移態勢明顯且波峰高度逐年下降，說明中部地區整體創新韌性水平穩步上升，且部分省份的韌性水平提升顯著，逐漸形成高創新韌性水平的空間集聚現象。西部地區創新韌性水平分布的空間延展性逐年增強，呈現明顯的“右偏分布”，說明西部地區內部絕對差異呈擴大態勢，雖然整體創新韌性水平較低，但區域發展極不平衡。東北地區主峰呈現先右移后左移的走勢，波峰形態向“扁而寬”轉變，說明東北地區的創新韌性水平先上升后下降，且絕對差異具有擴大趨勢。

圖5 四大地區創新韌性水平的分布動態

3 結論與建議

3.1 結論

本文基于韌性理論，運用熵權法對我國省域創新韌性水平進行測度，運用莫蘭指數、標準差橢圓和重心遷移分析、Dagum 基尼系數和Kernel 密度估計方法，對我國省域創新韌性水平2011—2020年的時空分異特征和動態演進趨勢進行研究。主要結論如下：（1）2011—2020 年，從橫向維度看，我國省域創新韌性水平具有由東向西穩定遞減的態勢；從縱向維度看，創新韌性水平呈現逐年上升的趨勢；分區域看，創新韌性水平整體上呈現東部地區＞中部地區＞東北地區＞西部地區的格局。（2）我國省域創新韌性水平存在顯著的空間集聚性，莫蘭散點圖說明集聚方式以“高-高”集聚和“低-低”集聚為主。（3）我國省域創新韌性水平整體上存在“東北—西南”的主軸，重心呈現向西南位移的演變趨勢，且分布模式具有分散趨勢。（4）我國省域創新韌性水平存在明顯的空間差異，主要來源為區域間差異，東部與西部地區的區域間差異貢獻最大。（5）我國整體創新韌性水平的空間差異呈擴大態勢，存在顯著的低水平“俱樂部”現象。

3.2 建議

本文提出以下建議：第一，建設韌性化的創新體系。重視創新體系的生態屬性、內外環境協調性和主動適應性[15]，加強創新系統的風險識別、狀態評估和韌性響應能力，提高創新系統風險抵御性和創新功能的可持續性。第二，因地制宜制定韌性化創新發展戰略。一方面，持續優化東部地區的創新環境，完善市場運行與人才引進相關政策制度，鼓勵高技術產業集群式發展和高水平產學研合作，建設具備區域特征與競爭力的產業集群；另一方面，中西部地區由于外部環境相對較差，在持續改善交通、教育等基礎外部環境的同時，應利用區域比較優勢來發展適宜的創新活動，也可通過培育具備相對發展潛力的區域核心城市，以點帶面，實現創新韌性的提升，擺脫低效發展困境。第三，促進區域創新韌性的協調發展。在國家層面統籌發展戰略，加強地區間產業技術協作，縮小地區發展差異。鼓勵東部地區在大力開展自主創新的同時進行產業協作和技術轉讓，強化中部、西部地區與東部地區的協同合作，強化溢出效應，促進創新擴散，推進區域協調發展進程。