陈艺晏 任 华 杨小林

（河南理工大学安全与应急管理研究中心，河南 焦作 454000）

0 引言

科技创新是引领经济社会发展的第一动力，也是推动人类文明进步的根本动力。2016年，中共中央、国务院印发《国家创新驱动发展战略纲要》，并提出“三步走”战略［1］，以高效的创新体系来支撑高质量发展，建设创新型国家。作为实施中部崛起战略的六省之一，习近平总书记先后四次亲临河南省并发表重要讲话，作出“四张牌”等重要指示，强调要依靠科技创新来构建新的发展格局，推动经济高质量发展。河南省委、省政府更是把实施创新驱动、科教兴省、人才强省战略列为“十大战略”之首。“十三五”时期，河南省不断加快科技创新发展，科技创新能力也在不断提升。然而，作为我国人口大省、农业大省，受河南省各城市经济实力和自然环境等的影响，河南省的科技创新水平仅位居全国第17位，整体实力不强，严重影响河南省经济社会的高质量发展［2］。

长期以来，学者们针对河南省科技创新的有关问题展开一系列研究，利用层次分析法、模糊综合评价模型、泰尔指数法、DEA-Tobit模型等对河南省科技创新人才、创新能力和创新效率等进行分析和评价［3-6］。现有研究对河南省科技创新评价方法和创新人才、创新效率等方面进行有益的探索，但对河南省各地市的科技创新能力发展特征以及阻碍其能力提升的主要因素的研究较少，难以为河南省科技创新战略的实施提供针对性的参考依据。基于此，本研究从科技创新基础、科技创新投入和创新成果产出三方面来构建科技创新能力评价指标体系，并采用客观赋权法-熵权TOPSIS模型对河南省18个地市的科技创新能力进行评价，探究河南省城市科技创新能力的空间分布格局，并结合障碍度分析模型深入剖析影响不同城市科技创新能力提升的制约因素，从而为河南省科技创新协同发展提供参考依据。

1 评价指标体系、数据来源和研究方法

1.1 河南省科技创新能力评价指标体系的构建

笔者在参考《中国区域创新能力报告》及现有研究成果的基础上，建立包含科技创新基础、科技创新投入和创新成果产出3个二级指标和9个三级指标的科技创新能力评价指标体系（见表1）。其中，在科技创新基础方面，人均GDP可反映城市的基本发展水平，R&D活动单位数是创新人才发挥创新能力的重要平台，财政对科学技术和教育的支出是进行科技创新活动的基础保障，其支出占比能衡量政府资金的投入力度。在科技创新投入方面，R&D人员数反映出投入科技创新活动的人力规模，R&D经费占GDP比重能反映出R&D活动的规模和强度。在创新成果产出方面，专利申请量反映城市科技创新活动的活跃程度，发表科技论文数量反映城市基础研究领域的科技创新水平，有效专利发明数量反映城市科研产出的质量，企业是科技创新成果转化的重要载体，规模及以上工业企业新产品产值收入率反映创新成果转化的效率。

表1 科技创新能力评价指标体系

1.2 研究方法

1.2.1 熵权TOPSIS模型。熵权TOPSIS模型是一种充分利用原始数据信息，客观进行权重赋值，计算评价对象之间的差距，并进行排序的综合排序，以此作为评价各对象能力创新水平高低的依据的综合统计分析方法。本研究将采用2010—2020年河南省18个地市的相关数据对其科技创新能力进行评价研究。具体方法参考汤光华［7］提出的评价方法。

1.2.2 全局空间自相关。采用全局Moran′s I来衡量河南省科技创新能力的空间自相关性，计算公式见式（1）。

式中：i为河南省城市的数量；Wij为空间权重矩阵；xˉ为均值。全局Moran′s I的取值为［-1，1］，I＜0表示空间为负相关关系；I=0表示不相关；I＞0表示空间为正相关。

1.2.3 局部空间自相关。局部空间自相关可表示每个城市空间区域关联全局总趋势的依赖度，局部空间自相关的计算公式见式（2）。

式中：n为河南省城市的数量；xi、xj为空间上两个城市i和j的某项指标的参数；xˉ为河南省18个地级市某指标参数的均值；Wij为空间权重矩阵；Ii＞0表示城市i与河南省存在正空间相关关系，局部空间集聚；Ii＜0表示城市i与河南省存在负空间相关关系，呈局部空间离散。

1.2.4 障碍度模型。障碍度模型能理清科技创新发展过程中的主要障碍因素，为提升河南省各城市科技创新能力提供精准有效的对策建议。计算公式见式（3）。

式中：wi为第i项指标的权重，一般用(1 -x′ij)表示指标的偏离度，即Ei、Yi为指标对科技创新能力的影响程度，即障碍度得分。

1.3 数据来源

统计数据使用2010—2020年河南省18个地级市科技创新能力评价指标数据，来源于《河南省统计年鉴》。其中，2019年和2020年规模及以上工业企业新产品产值收入率指标相关计算数据缺失，相应时间未作考虑。其中所涉及的地图源数据均来自“国家地理信息局网站标准地图服务系统”（http://bzdt.nasg.gov.cn/）。

2 结果与分析

2.1 河南省不同城市科技创新能力变化特征

表2为2010、2015和2020年等不同时间截面的河南省18个地级市科技创新能力变化趋势。结果显示，2010—2020年除开封、平顶山、濮阳外，其他城市的科技创新能力均有所上升，河南省整体科技创新能力也在不断提高。郑州科技创新能力始终位居第一，洛阳、新乡、焦作、济源分别位居第二、第三、第四、第五。反之，驻马店、商丘、信阳、周口的科技创新能力较低，始终在后五名徘徊。从变化趋势来看，鹤壁、濮阳、南阳的排名波动明显。2010—2020年，南阳市科技创新能力排名直线上升，科技创新能力不断提高，从2010年的第十四名上升至2020年的第九名。鹤壁市科技创新能力排名波动趋势较为明显，由2010年第十名下降至2015年的第十四名，再升至2020年的第十名，但与2010年相比，鹤壁的科技创新能力的贴进度有所下降，表明2010—2020年鹤壁市科技创新能力提升缓慢。2010—2020年，濮阳科技创新能力排名下降明显，从2010年和2015年的第九名降至2020年的第十五名。其他城市的科技创新能力排名存在上下浮动，但相对稳定。

表2 河南省2010、2015、2020年科技创新能力贴进度及排名

借鉴王鸣涛等［8］的科技创新能力等级划分方法，以河南省18个城市科技创新能力贴进度Tj的均值为基准，取其50%、100%、150%、200%为分界值，将科技创新能力划分为强、较强、一般、较弱、弱五个等级。图1显示了2010年、2015年、2020年和2010—2020年等不同时间截面的河南省18个城市的科技创新能力等级的空间分布格局。由图1可以看出，2010—2020年河南省科技创新能力空间差异明显，总体上呈现以郑州为中心向外逐渐降低的趋势。

图1 不同时间截面的河南省科技创新能力等级空间分布

通过对2010、2015、2020年三个不同时间截面的河南省科技创新能力进一步分析可以发现：①2010年，河南省科技创新能力强的城市有2个，分别是郑州和洛阳；较强的城市有2个，分别是焦作和新乡；济源的科技创新能力一般；科技创新能力较弱和弱的城市分别有7个和6个，分布在豫北和豫南；②2015年，河南省科技创新能力强的城市有3个，分别是郑州、洛阳和新乡；较强的城市只有焦作，济源和许昌的科技创新能力一般；科技创新能力较弱和弱的城市均为6个，分布在豫北、豫南和豫东；③2020年，河南省科技创新能力强的城市有2个，分别是郑州和洛阳；无科技创新能力较强的城市；新乡、焦作和济源科技创新能力一般；科技创新能力较弱和弱的城市分别有8个和7个，分布在豫北和豫南。对2010、2015、2020年三个不同时间截面的河南省科技创新能力空间变异进行比较可以发现：河南省科技创新能力达到较强及以上的城市数量由2010、2015年的4个减少至2020年的2个；较弱及以上的城市比例由2010年的66.7%增加至2020年的72.2%，表明河南省科技创新能力的空间变异性在不断增强，整体能力差异不断扩大，朝着空间非均衡的方向不断发展。

2.2 河南省科技创新能力空间集聚特征

运用全局和局部Moran′s I方法得到2010、2015和2020年3个时段内的河南省科技创新能力的Moran′s I散点图和11年间的整体LISA集聚图（见图2）。结果显示，河南省各时段科技创新能力的Moran′s I指数值均大于0，且均通过1%的显著性水平检验，表明河南省科技创新能力呈现出一定程度的空间正相关，各城市科技创新能力存在一定的空间溢出效应。

图2 2010、2015和2020年河南省各城市科技创新能力Moran′s I散点图

局部空间自相关分析的LISA集聚图显示（见图3），2010—2020年河南省科技创新能力主要呈现“高-高”集聚和“低-低”集聚。其中，郑州、洛阳和焦作为“高-高”集聚区，这些城市及其周边城市的科技创新能力在整个河南省相对较高，区域科技创新能力空间差异较小；“低-低”集聚区在驻马店，其周边城市的科技创新能力呈低值关联。从时间上看，2010、2015、2020年“高-高”集聚的城市数量均为3个，表明河南省科技创新能力的空间均质性程度不变。2010、2015、2020年“低-低”集聚的城市数量分别为3个、2个、2个，以驻马店为主的“低-低”集聚区在逐渐缩小，信阳由“低-低”集聚变为不显著集聚，反映出河南省科技创新能力的空间变异性呈上升趋势，这也与Moran′s I指数由2010年的0.281降低至2020年的0.208的变化趋势一致。

图3 2010—2020年河南省城市平均科技创新能力LISA集聚图

2.3 河南省科技创新能力障碍因素分析

为进一步分析造成各城市科技创新能力差异的原因，采用障碍度模型计算出2020年影响河南省各城市科技创新能力提升二、三级指标的障碍度。从二级指标障碍度来看（见表3），科技创新基础障碍度排名前五的城市分别是济源、焦作、新乡、洛阳和安阳；科技创新投入障碍度排名前五的城市分别是郑州、信阳、周口、南阳和驻马店；创新成果产出障碍度排名前五的城市分别是洛阳、驻马店、平顶山、三门峡和南阳。郑州和洛阳作为科技创新能力强和较强的城市，科技创新优势十分明显，但郑州在科技创新投入方面障碍度为83.41%，是阻碍郑州科技创新能力提升的主要指标；洛阳创新成果产出不足，障碍度为55.28%；科技创新能力一般的城市有焦作、新乡和济源，3个城市在科技创新基础方面还有所欠缺，是河南省科技创新基础障碍度排名前三的城市，在未来发展中应加强对科技创新基础的建设，优化创新环境；在科技创新能力较弱的城市中，平顶山和三门峡在创新成果的产出效果不明显，障碍度分别为57.31%和57.21%，南阳的科技创新投入和产出均有欠缺，安阳和鹤壁的科技创新基础障碍度排名相较于创新成果产出更靠前，是其科技创新能力提升的最大阻碍，许昌、开封和漯河科技创新能力处于中等偏下，有着较大的上升空间；创新能力弱的城市3个指标的障碍度在河南省各城市排序中，濮阳、信阳和周口在科技创新投入方面更欠缺，商丘和驻马店的投入和产出均有不足。经济发展及地方人力资本的提高会对该地区的科研创新效率起到促进作用［9］。因此，要提高创新成果的产出更重要的是要营造良好的科研环境和优化创新资源的投入。

表3 河南省各城市科技创新能力二级指标障碍度

从三级指标障碍度排序来看，各城市进一步提升科技创新能力要考虑的前5个指标见表4。由此可知，除郑州提升科技创新能力要着重加强政府相关经费投入外，R&D活动单位数、专利和论文产出、人才数量是影响其他城市科技创新能力提升的主要因素，也是未来科技创新能力提升的重要抓手。

表4 河南省城市科技创新能力提升障碍因素

3 结论和建议

本研究从科技创新基础、科技创新投入和创新成果产出3方面来构建城市科技创新能力评价指标体系，并采用熵权TOPSIS模型和障碍度分析模型对河南省18个地级市的科技创新能力的时空分布格局及主要影响因素进行分析。主要结论有以下3点。一是2010—2020年郑州、洛阳的科技创新能力始终位居河南省第一位和第二位，鹤壁、濮阳、南阳的排名波动较为明显，其他城市的科技创新能力排名存在上下浮动，但相对稳定；二是河南省科技创新能力空间差异明显，并呈现以郑州和洛阳为中心向外逐渐降低的态势。科技创新能力“高-高”空间集聚存在于郑州和洛阳，“低-低”空间集聚存在于驻马店；三是科研经费投入不足成为限制郑州科技创新能力提升的主要障碍因素，其他城市优化科技创新环境和提升创新成果的产出及转化是提高其科技创新能力的重要途径。

为进一步提升河南省各地市及整体的科技创新能力，提出以下四点建议。

①完善科技创新基础。R&D活动单位是从事科研活动、实现科技创新成果产出的重要平台，而R&D活动单位数量不足是阻碍河南省各地市提升科技创新能力的最主要因素。因此，河南省各级政府可鼓励更多的机构和企业建设从事科研活动的平台，并引导其进行科技创新活动，加大重大关键技术研发经费的投入，促进高质量创新成果的产出。积极推进产学研一体化，加强市域内产业间的合作，加快创新成果的转化与应用，实现区域经济和科技创新协同发展。

②加强科技创新投入。当前，在我国科技创新投入中，科技人才结构存在明显的短板，缺乏高层次人才［10］。从河南各城市科技创新障碍因素来看，提升科技人才综合素质，增加人才数量必不可少。首先政府应当出台相关的人才引进政策，在扩大科研人才数量的同时，减少原有人才的流失。除此之外，还要优化科技创新的社会环境，为科研人员提供适宜的科研环境；其次各地方高校应加强人才队伍建设，建立和完善科技创新激励机制，使高校中科研人员的积极性和主动性得到充分发挥。

③推动创新成果产出。河南省除郑州市外，其他城市的创新成果产出较低，要加强省内各类科技资源整合，制定综合解决方案，打破创新成果产出低的困境；还应改善科技创新条件，包括优化科技创新环境，加大科研经费投入，培养高层次、综合的科技创新人才等，从而促进科技创新成果的产出及转化应用。

④实现资源共享，建立跨区域科技创新合作协调机制。郑州和洛阳具有良好的科技创新的经济支撑和发展能力，并取得良好的科技创新成果，这对其他城市也会形成良好的辐射带动作用。因此，实现科技创新资源共享能有效缓解不同地市创新资源短缺的问题，同时也能促进各市创新合作，提升河南省综合科技创新能力。