河南省數字經濟與區域創新能力耦合協調分析測度

摘 要：本文以河南省17個地級市（不含省轄縣級市濟源市）2016—2021年數據為研究樣本，運用耦合協調度模型、Dagum基尼系數、數據地圖等實證分析了各地級市數字經濟和創新能力耦合協調發展水平以及空間分布演變特征。研究發現，河南省各地級市的數字經濟、創新能力與耦合協調度整體穩定增長，但是全省耦合協調水平普遍較低。從地區發展來看，鄭州市屬于高度協調的第一梯隊，洛陽市、南陽市屬于第二梯隊，分別在2018年和2021年達到高度磨合和低度磨合階段，其他地級市屬于第三梯隊，處于高度拮抗狀態。從區域聯動性來看，近幾年豫中、豫東、豫西、豫北和豫南幾個區域耦合度呈現一定的空間聚集與帶動效應，且區域間差異逐年減小，但是以鄭州市為核心的豫中地區耦合協調度綜合得分明顯高于其他區域，地區之間的發展差異仍需引起重視。

關鍵詞：河南省；數字經濟；創新能力；耦合協調度；區域經濟

中圖分類號：F061.5 文獻標識碼：A 文章編號：2096-0298（2024）08（b）--06

黨的十八大以來，我國不斷加緊布局數字經濟發展，先后實施網絡強國戰略、國家大數據戰略，數字經濟蓬勃發展。數字經濟的發展需要創新作為驅動力，國務院《“十四五”數字經濟發展規劃》基本原則第一點就提出要堅持創新引領，并給出到2025年數字化創新引領發展能力大幅提升的目標，可見推動數字創新，強化技術創新對數字經濟發展的重要性（胡增璽，2023）。

河南省作為傳統農業大省和制造業大省，數字經濟發展基礎較弱，雖然近幾年發展迅猛，數字經濟規模已經位居全國前十，但是相較于發達地區差距明顯。在科技創新方面，截至2023年1月，河南省已有11個地區列入智慧城市試點名單，同時依托鄭洛新國家自主創新示范區建設成為具有較強輻射能力和核心競爭力的創新高地。但是受地區資源分配、經濟差異等因素影響，河南省數字經濟與創新能力仍然存在耦合協調度不高、地區發展不均衡等問題。因此，如何利用河南省現有資源和產業發展推動區域創新，并推動實現資源有效配置，開發新業態、新模式等問題仍迫在眉睫。

梳理現有文獻，學術界針對數字經濟與區域創新能力的研究和探討從未停止，但是多停留在數字經濟對區域創新的單方面影響作用和機制上（韋琳，2022；李拓晨，2023；霍麗，2023），兩者之間的交互作用鮮有研究。然而在多維、復雜的社會生態系統中，兩系統之間存在多元內在的交互關系。一方面，創新作為第一驅動力可以促進數字經濟高質量發展；另一方面，創新成果和過程的數字化也擴大了已有的創新管理理論（Yoo et al.，2010；Nambisan et al.，2023），同時擴寬了產品和創新服務的內涵（Kallinikos et al.，2010）。其次，現有研究多以國家層面（丁煜，2023）或者發達地區為研究對象，研究結論對其他地區的適用性還有待商榷。基于此，本文嘗試厘清兩者的耦合協調機理，從創新平臺、創新管理、創新需求和制度環境幾方面揭示兩系統的交互關系，從而為引導中部省份實現資源有效分配，優化勞動力資源結構等提供啟示。

1 數字經濟與區域創新能力的耦合機理

耦合協調度主要研究兩個或者多個系統之間的相互作用，并通過耦合協調度進行兩系統空間分布的動態評估。本文嘗試厘清數字經濟與區域創新的耦合協調發展機理（見圖1）。

一方面，數字經濟可以促進區域創新效率提高。第一，數字經濟能夠加速打造高水平基礎設施平臺，實現創新輻射。數字經濟作為UKCGcR4+GFlyu+M2mQlFow==依托大數據實現并引導資源快速優化配置的一種經濟形態，可以加速建設基于移動互聯網、衛星互聯網等的數字化智慧平臺，為技術創新提供了良好的建設基礎。同時，信息化也加快了區域之間資金、人力等重要要素的流通，從而能夠促進資源配置結構的合理化（易恩文，2023），降低溝通成本，加強創新主體的輻射效應，實現地區間的良性協同發展。第二，數字經濟能夠推動創新主體良性競爭，優化經營管理模式。數字經濟作為區域間的溝通橋梁，能夠激發各創新主體良性互動（Yoo et al.，2010），形成創新能力培育基地，體現出數字經濟對區域創新能力的溢出效應。反過來，數字經濟發展本身也可以看作新型管理模式下技術創新的應用成果。第三，數字經濟有利于推動產品創新，刺激需求導向型創新。數字經濟發展可以很大程度上促進產業的升級轉型，從智能終端、物聯網等優勢產業到5G產業等新興產業，都是數字產業化下所產生的新業態，市場產品種類趨向于多樣化。同時，消費者可以低成本、高效率地搜尋到需求產品，提高資源利用效率，加快供貨端的創新成果轉化和推廣應用。

另一方面，創新作為引領數字經濟發展的第一驅動力，不斷促進數字技術向社會和經濟發展的各個領域廣泛滲透。一般來講，創新包括技術創新和制度管理創新。從技術創新來看，加速數字技術創新是推動數字經濟高質量發展的必然要求（周浩，2023），數字經濟大力發展的背后是信息基礎設施的完善和技術創新能力的持續提高。因此，不斷推動技術創新，強化數字經濟發展基礎，才能帶動數字經濟和傳統經濟高水平融合，以創新驅動數字化轉型。從制度管理創新來看，科技創新最大的激勵來自制度健全的市場環境（胡增璽，2023），有效的制度環境在激發創新活力、保障信息化健康發展方面發揮著基礎作用。科技協同制度創新可以最大程度地提升數字資源共享效果，提升信息技術創新效率。

因此，數字經濟與區域創新兩者交互，不斷助推經濟高質量發展。本文從耦合協調度入手，分析評價兩系統協調發展狀態和關聯關系，展示兩系統耦合協調度的動態演進趨勢，發現現實問題，為兩系統協同發展提供思路。

2 數字經濟、區域創新能力的評價指標、數據處理和測度方法

2.1 區域創新能力的評價指標、數據處理和測度方法

本文結合區域發展實際情況以及實際數據的可獲得性，綜合借鑒劉思明（2023）的綜合測度法，從投入和產出的角度選取五個一級指標反映區域創新能力。本文采用熵權法測度河南省17個地級市2016—2021年的創新能力，計算權重如表1所示。

2.2 數字經濟的評價指標、數據處理和測度方法

本文借鑒代秀梅等（2023）關于數字經濟的度量，以數字基礎設施、數字金融指數和數字化服務業態作為一級指標構建數字經濟評價指標體系如表2所示，同時采用熵權法對數字經濟指標權重賦值，計算河南省17個地級市2016—2021年的數字經濟發展水平。

3 主要研究方法與模型

3.1 耦合協調度模型

耦合度指的是兩個或兩個以上系統之間相互作用的影響，可以反映系統之間的相互依賴和相互制約程度。兩個系統的耦合度越高代表系統間相互影響程度越大，相關關系越強。本文基于王淑佳（2021）等學者的研究，驗證兩個子系統的耦合協調度，定義模型如式（1）所示。

其中，X1表示河南省17個地級市數字經濟水平得分；X2表示河南省17個地級市創新能力水平得分。C表示耦合度，其區間為[0，1]，該值越大表示數字經濟發展水平與區域創新能力耦合程度越高。進一步引入協調度T，定義模型如式（2）所示。

其中a+b=1，a為數字經濟在綜合評分中所占的權重，b為區域創新能力在綜合評分中所占的權重，為方便進行比較設定a=b=0.5，由此進一步得到耦合度模型如式（3），其中D表示耦合協調度指標。

為研究數字經濟與區域創新相對發展程度，采用兩個子系統綜合發展指數的比值作為相對發展程度，具體公式如下：

其中，β表示相對發展度；X1和X2分別表示河南省17個地級市數字經濟水平得分和河南省17個地級市創新能力水平得分。

3.2 耦合協調度類型表

本文借鑒劉琳軻（2021）等的研究，將耦合協調度發展階段與對應類型劃分為拮抗、磨合和協調三個階段，同時結合相對發展度（數字經濟與區域創新能力之比）將兩系統耦合協調度劃分為9個類型（見表3）。拮抗階段表明數字經濟與區域創新兩系統間開始進行博弈；磨合階段表明兩系統之間相互作用加強，且當相對發展程度趨近于1時兩系統同步發展，處于高度磨合階段；協調階段表明數字經濟發展和區域創新效率開始平衡發展，尤其是當相對發展程度為1時體現兩系統之間開始相互制衡、配合，相互之間呈現良性促進狀態。

3.3 Dagum基尼系數模型

地區發展的不均衡性，各地經濟發展水平和程度不盡相同，因此可能導致河南省各地區之間耦合協調度存在差異。為檢驗這種差異的原因是區域內、區域間還是組間超密度，本文采用Dagum基尼系數從多方面衡量區域間差異程度。

4 實證分析

4.1 數據來源

考慮到2022年數據有大量缺失，為了研究的嚴謹性和準確性，本文選取2016—2021年的地級市數據作為研究樣本。同時考慮濟源市數據的不可獲取性，本文選擇河南省除省轄縣級市濟源市外的17個地級市作為研究對象。對于缺失數據，本文采用插值法進行了補充。表1中數據來源于河南省歷年統計年鑒、中國城市統計年鑒、EPS數據平臺、國家統計局、金融運行報告；表2數據來源于河南省歷年統計年鑒、EPS數據平臺以及北京大學數字金融研究中心提供的2016—2021年數字金融指數。

4.2 實證結果分析

4.2.1 河南省地級市創新能力水平比較

通過熵值法測算出權重，同時結合歸一化處理后的面板數據整理計算河南省17個地級市2016—2021年創新能力分項得分。通過創新水平對比可知，（1）2016—2021年，河南省17個地級市創新能力水平整體呈上升趨勢，區域間差距較為顯著，2018年后差距逐漸拉大。其中，2016—2021年鄭州市創新能力評分平均達到0.64，位于河南首位，主要是鄭州市作為河南省省會城市，其經濟水平和資源條件豐厚，全省形成以鄭州為中心的中原經濟區。（2）洛陽市在全省排名第二，其他城市中除南陽市、新鄉市創新能力評分處于0.1以上，其余城市創新能力評分均在0.1以下，地區差異明顯。這也和事實情況相符，洛陽市、新鄉市作為鄭洛新國家自主創新示范區的依托城市，經過9年的積累和沉淀，已逐步打造為具有較強輻射能力和核心競爭力的創新高地。南陽市與洛陽毗鄰，能更好地接收周邊地區的輻射，發展速度較快。（3）從空間分布來看，以鄭州為中心、鄭洛新引領發展的態勢依舊明顯，南陽作為新晉的副中心城市，在豫南地區科技創新發展方面能夠發揮一定作用。

4.2.2 河南省地級市數字經濟發展水平比較

根據前述熵權法計算得出的數字經濟發展水平基礎指標權重，本文對2016—2021年河南省地級市數字經濟矩陣進行處理和計算，得到17個地級市數字經濟發展水平測評結果。結果顯示，河南省17個地級市數字經濟發展水平在2016—2021年波動上升，除鄭州市增勢強勁外，其他城市波動幅度較小，發展穩定。實際上，2017年世界互聯網大會倡導發展數字經濟以來，數字經濟作為新型的經濟形態不斷推動我國經濟增長。2019年開始到2020年經歷了小幅下降后在2021年數字經濟指數再次上升，主要是2019年開始受到第一波新冠疫情影響，主要的經濟活動停滯，數字化發展力度降低。從省域來看，鄭州數字經濟發展迅猛，發揮“主核”作用引領全省數字經濟發展。洛陽、商丘、南陽3個地市數字經濟核心產業發展勢頭強勁。而其他地級市數字經濟發展落后于河南省平均水平，差距明顯。

5 河南省數字經濟與區域創新能力耦合協調分析

5.1 耦合協調測度結果

根據地形、河流等地理因素，將河南省劃分為豫北、豫西、豫南、豫東和豫中五個區域。測算五個區域耦合協調度值并根據表3劃分標準，得出河南省五個區域的耦合協調度所處階段（表4）。

（1）按照年份取均值可以發現，耦合協調值呈現平緩上升趨勢，2016年最低值為0.294，到2021年達到0.438，可以看出河南省數字經濟和區域創新能力耦合協調度整體小于0.5，依靠粗放式發展方式成為河南省創新能力發展的桎梏，同時河南省近幾年大力發展大數據綜合試驗區，推進數字化轉型。因此，數字經濟發展迅猛但創新能力不足，導致兩系統耦合協調度處于高度拮抗狀態。

（2）分市域來看，按照河南省17個地級市取均值，可以發現鄭州市位列第一，耦合協調度均值達到0.813，2016—2019年，鄭州市數字經濟與區域創新經歷了從低度磨合到低度協調階段，從2020年開始鄭州市兩系統基本同步發展，兩系統處于高度協調階段。洛陽市排名僅次鄭州，均值為0.523。洛陽市的耦合協調度也經歷了不斷磨合的過程，從2016—2017年實現數字經濟超前于區域創新發展，兩系統由低度拮抗發展到高度拮抗。從2018年開始兩系統實現同步發展，耦合協調度從0.532上升到2021年的0.617，達到高度磨合階段。此外，南陽市大力發展數字化，數字經濟水平在2021年實現突破，達到全省第三，數字經濟發展超前，兩系統由高度拮抗發展到低度磨合階段。排名后四位的城市分別是濮陽市、漯河市、三門峽市和鶴壁市，耦合協調度均值分別為：0.273、0.230、0.229和0.177，屬于高度拮抗狀態。

（3）分區域來看，五個區域耦合協調度值從2016—2021年大幅度上升，比例均在50%左右，但除豫中和豫西兩地之外，其他地區均屬于高度拮抗狀態，數字經濟發展與區域創新能力不協調。整體來看，河南省發展程度呈現西強東弱，中心強四周弱的特點，未來需要繼續推動各地區域創新能力和數字經濟發展的相互作用，促進兩者的共同提升。

5.2 數字經濟與區域創新能力耦合度區域差異分析

5.2.1 總體差異分析

通過前述對河南省不同區域數字經濟及區域創新耦合協調度分析可知，耦合協調度存在顯著的地區差異。因此，使用Dagum基尼系數對差異來源進行拆解和分析。

河南省整體基尼系數走勢從2016—2021年波動下降，兩系統耦合協調度差異逐漸減小。從地區差異的貢獻率來看，河南省五個區域兩系統耦合度差異主要來源于地區間差異，組間差異貢獻率達到50%左右，2021年達到51%；組內貢獻率保持在20%左右；超變密度貢獻率穩定在30%，2021年降低到29%，變化幅度小，較為平穩，同時也證實區域間差異是影響地區創新能力和數字經濟協同發展的重要因素。

5.2.2 區域內差異分析

本文進一步運用Dagum基尼系數分析河南省五個區域內數字經濟與創新能力耦合度差異。

圖2展示了豫東、豫中、豫西、豫南和豫北五個區域耦合度的區域內差異，從圖2可以看出，五個區域基尼系數整體呈現平緩降低趨勢，表明五個區域內部發展不平衡問題逐漸得到緩解。具體來看，豫中地區數字經濟發展水平和區域創新能力耦合度基尼系數普遍高于其他四個地區，介于0.4～0.5，表明豫中地區內部差距較大，而豫西和豫北地區基尼系數介于0.2～0.4，區域內差距較為合理。豫南和豫東地區基尼系數小于0.2，但兩系統發展水平整體居于全省靠后，區域內兩系統耦合協調度分布過于平均，如何促進地區整體高質量、高效率發展的問題仍需重視。

5.2.3 耦合協調度空間格局特征

為更加清楚、直觀的展示河南省17個地級市兩系統耦合協調度空間分布狀態，本文使用DataMap工具繪制耦合協調度數據地圖，動態展示其耦合協調度的演進過程，如圖3所示。

在數據地圖中，為便于分區域分年份比較，按照各個區域耦合協調值的差異，以0.3、0.5和0.8為分界點，將河南省17個地級市2016—2021年耦合協調度分為三個顏色標注，由深到淺代表耦合協調度逐漸減弱。從圖3可以看出，河南省各地級市之間具有一定的空間集聚與聯動特征。2016年，鄭州市已經屬于磨合階段，除洛陽、新鄉和南陽外，其他地區耦合協調值較低。2017年開始，鄭州市達到低度協調階段，平頂山市、焦作市、許昌市、周口市、商丘市、安陽市耦合協調度上升趨勢明顯，豫中地區在鄭州市的帶動下發展迅速。2018年洛陽市轉化為高度磨合階段，同時駐馬店和信陽市在周邊城市的聯動下耦合協調度達到0.308和0.332。2020年，鄭州市達到高度協調狀態，濮陽市耦合協調程度上升，達到0.319，直至2021年南陽市也發展到磨合狀態。從空間分布上來看，形成了較為明顯的毗鄰區域聯動效應，耦合協調等級高的地區逐漸輻射到周邊地區，呈現豫中向豫南、豫東等周邊散射的狀態。

6 結語

第一，河南省各區域之間創新能力和數字經濟發展水平之間差異較大，尤其是豫中、豫西與其他地區分化差距明顯，應引起重視；第二，河南省數字經濟和區域創新能力耦合協調度整體上處于拮抗狀態。雖然各個區域之間具有空間聚集和聯動效應，但是豫北、豫南和豫東三個區域仍處于拮抗階段，鄭州和洛陽市的輻射效應未充分發揮。因此，要通過產業共鏈、合作共享和市圈“團戰”等方式打造發展新動能；第三，數字經濟作為一種新的經濟業態，對促進經濟高質量發展具有重要意義。但是從目前實證結果來看，除鄭州市外，其他區域城市仍然存在過于依賴傳統產業的問題，兩系統耦合協調度較弱，因此應通過借鑒先進發展經驗，引進先進科學技術，進而實現產業創新和經濟高質量發展。同時，充分利用本地傳統行業的優勢，實現傳統經濟轉型，建立創新能力和新經濟形式發展互為促進的良性循環。

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