河南省创新联系区域差异研究

2018-09-13孟琳琳张建伟

创新科技 2018年4期

孟琳琳张建伟

摘要：本研究以河南省18个地市作为研究对象，采用引力模型等研究方法，对河南省城市2006年、2011年和2016年3个时间节点的创新能力和创新空间联系强度的时空演变、创新空间联系中心城市及辐射范围进行分析，最后针对河南省实际情况，提出了几点建议，以期为制定城市创新发展相关政策提供一定的理论支撑。

关键词：创新联系；引力模型；河南省；区域差异

中图分类号：F299.2 文献标识码：A 文章编号：1671-0037（2018）4-37-8

DOI：10.19345/j.cxkj.1671-0037.2018.04.008

Abstract： In this study， 18 cities of Henan Province were taken as the research objects， using the gravity model and other research methods， the space-time evolution of the contact strength between the innovation ability and the innovation space，innovation spatial contact center city and the scope of radiation of the cities in Henan Province at three time nodes of 2006， 2011 and 2016 were analyzed， and finally according to the actual situation in Henan Province， some suggestions were put forward， hoping to provide certain theoreticalsupport for formulating relevant policies of innovation city development.

Key words： innovation link； Gravity Model； Henan Province； regional differences

1 引言

隨着经济全球化和知识经济的深入发展，区域之间的竞争方式发生了很大变化，越来越多地表现为科学技术创新和应用等方面的竞争[1]。创新是引领发展的第一动力，正改变着区域经济发展格局，也是中国经济进入“新常态”发展的必然选择[2-3]。国家也越来越重视创新发展，党的十九大报告再次强调要把我国建设成为创新型国家，要坚持理论创新、制度创新、实践创新、文化创新以及其他各方面的创新。近些年来，关于创新的研究很多，综合来看，主要集中在以下几个方面：①创新理论及有关概念研究。熊彼特关于技术创新理论的解释是创新理论的基础[4-9]，之后学者从不同的角度对其进行丰富和拓展，如创新网络、创新能力、创新型城市、创新型人才等方面。②区域创新能力评价及空间差异、影响因素分析方面。相关研究学者主要通过构建区域创新能力评价指标体系，运用空间自相关、赛尔指数法等研究方法分析其空间差异，同时采用回归分析、主成分分析等方法分析影响区域创新能力的影响因素[10-14]。③区域创新水平与经济发展关系研究。通过建立创新与经济发展水平两个系统间的关系模型，如响应强度、ECM模型等，探究创新水平对经济发展的影响[15-17]。④创新效率研究。主要运用DEA模型、Super-SBM模型等方法，测度区域的创新效率，以此对区域创新更好发展提出建设性建议[18-21]。目前，关于创新联系的文章较少，而且研究区域主要是长三角、广东、浙江、山东等沿海地区[22-26]，对内陆地区的研究比较少。

2 数据来源及研究方法

2.1 研究区域与数据来源

为了探究河南省各地市的创新空间联系情况，将河南省18个地市作为研究对象，研究所用专利授权数据来自中国专利全文数据库（知网版），以公开日统计获得；科技论文数在中国知网上检索得出；研究所用距离数据通过百度地图查询地市间政府所在地的距离所得。其他数据均来自2007—2017年的《河南统计年鉴》。

2.2 研究方法

2.2.1 引力模型。本研究通过引力模型来反映河南省各地市的创新空间联系，首先需要确定各地市的创新能力，结合区域创新能力评价指标体系，运用因子分析方法得到表征各地市创新能力的创新综合得分；同时借鉴蒋天颖等学者的相关研究[23]，采用公路里程数作为一地区到另一地区的时间距离，由此，该研究确立的引力模型如公式（1）所示：

根据引力模型可得到两地区的创新空间联系强度，可根据公式（2）计算出每个地区的创新空间联系总量，

其中，[Ri]表示[ i]地区的创新空间联系总量。

2.2.2 最大引力线。在得到一区域与其他区域的创新空间联系强度[Rij]后，引入最大引力的概念，其表示该区域的最大创新空间联系值[Rmaxij]

式（3）中，[Rmaxi]表示[i]地区的最大引力，把相对应的两个地区相连，得到的连线就是[i]地区最大引力线。一般来讲，一个地区经过的最大引力线越多，那么该地区的引力强度就越大[23]。

2.2.3 断裂点公式。利用断裂点公式可计算出区域之间创新作用的平衡点[24]，即断裂点到城市[i]的距离[Di]，通过断裂点公式可用来确定中心区域的辐射范围[23]，因此，本研究利用断裂点公式来表示河南省中心城市的创新辐射范围。

2.2.4 最小-最大规范法。由于利用引力模型计算创新空间联系时，所用数据一般为正值，而经过因子分析后得到的创新综合得分会存在一些负值，通过借鉴相关的研究，本文采用最小-最大规范法，将因子分析后的创新综合得分转换到[0.0001，0.9999]。计算公式如下：

式（5）中，Y为规范化处理后的数据，X为原数据，[maxA]为原数据的最大值，minA为原数据的最小值，[new_maxA]和[new_minA]分别为新数据的最大值和最小值，即[new_maxA]为0.999 9，[new_minA]为0.000 1。利用公式（5）分别将2006年、2011年和2016年3个年份创新能力综合得分进行规范化处理。

2.3 创新能力评价指标体系的构建

采用引力模型来测算城市创新空间联系强度，首先需要确定表征城市创新能力的指标，参考蒋天颖、吕拉昌等学者[23-24]的研究成果，构建了包括创新投入、创新产出、创新环境3个一级指标，14个二级指标来表征河南省各地市的创新能力。如表1所示：

3 河南省各地市创新能力時空演变

为探究河南省各地市的创新水平时空差异，本研究选取了2006年、2011年和2016年3个时间节点的数据，运用SPSS.17.0软件，得出河南省各地市的创新综合得分，以此来表示各地市创新水平。首先，为消除数据量纲的差异，对数据进行了标准化处理，然后对数据进行降维处理。分析结果表明：根据因子分析中主成分均应大于1的原则，3个时间截面的数据均是从14个因子中提取出2个主因子，同时2006年、2011年和2016年根据KMO和Bartlett的值分别为0.754和0，0.811和0，0.839和0，满足因子分析的条件，方差解释的累计百分比分别为88.875%、87.658%和86.096%，表明2个主成分较好地保存了原始变量信息，数据信息丢失较少。通过计算，得到表示河南省各地市创新能力水平的综合得分，如表2所示。

由表2可知，2006年、2011年、2016年，河南省创新综合得分排在前3位的地市分别为郑州市、洛阳市、焦作市，郑州市、南阳市、洛阳市，郑州市、洛阳市、南阳市。可发现2006—2016年，河南省创新综合得分排在前3位的地市差别不大，仅有焦作市被南阳市所替代，截止到2017年底，南阳市的研究机构有279个，R&D;人员数为1.94万人，R&D;经费支出为33.1亿元，南阳市建立了高新技术产业带，可以加强企业之间信息技术交流，节省企业成本，获得较好的集聚规模效益。另外，南阳市拥有的国家级和省级企业技术中心分别为10个和51个，2017年获得的省级科技进步奖共计12项，此外，南阳市的对外开放水平高，吸引大量的外商来此投资，截止到2017年年底，南阳市的实际利用外资额达5.87亿美元，南阳市正是依靠其科研资金、人员、技术等方面的优势，发展其创新高新技术产业，创新能力不断增强。

2006年、2011年、2016年，河南省创新综合得分排后3位的地市分别为信阳市、周口市、驻马店市，鹤壁市、三门峡市、济源市，三门峡市、鹤壁市和济源市。可发现，2006—2011年，创新综合得分排在后3位的地市变化较大，信阳市、周口市和驻马店市的创新综合实力发展较快，这与当地的创新环境较好有一定的关系，如交通、通信等设施便利。与2011年相比，2016年的创新综合得分排后3位的地市没有变化，表明在2011—2016年，创新综合得分排在后3位的地市几乎没有变化，鹤壁市、三门峡市和济源市地处河南省西部边缘地区，与河南省其他地市交流相对较少，受省会郑州市的辐射带动作用也较小，因此近些年来的创新实力弱。

总之，在2006—2016年，郑州市的创新综合得分最高，大部分地市的创新综合得分均有不同程度提高，特别是洛阳市、新乡市以及南阳市、周口市、驻马店市等地市发展速度较快，表明与其他地市相比，郑州市的创新综合能力最强，各地市的创新实力也在不断增强。

4 河南省各地市创新联系时空演化

4.1 河南省各地市创新联系强度演变

为探讨河南省各地市创新联系的引力强度及变化趋势，本文选取了2006年、2011年和2016年3个时间节点，根据引力模型，分别计算出河南省18个地市3年的创新空间联系总量情况，结果如表3所示。

由表3可知：①2006年河南省创新空间联系总量位于前5位的地市分别为郑州市、焦作市、洛阳市、新乡市和许昌市，所占比重分别为32.139%、12.657%、11.103%、10.957%和8.837%，5个地市合计占比75.693%，占河南省创新空间联系总量的绝大部分，因此河南省创新空间联系主要集中在这5个地市。其余13个地市中，只有济源市的创新空间联系总量所占比重超过5%，三门峡市、商丘市等5个地市所占比重均未达到1%。因此，2006年河南省的创新联系总量空间分布呈现出严重的不均衡状态。②2011年的河南省创新空间联系总量为1116.228，比2006年高729.235，与2006年相比，2011年河南省各地市创新空间联系总量均增长较快。2011年河南省创新空间联系总量位于前5位的地市分别是郑州市、新乡市、许昌市、开封市和洛阳市，所占比重分别为21.571%、9.086%、8.204%、6.515%和5.963%，之和达51.339%，占河南省创新空间联系总量的一半左右，可见，2011年创新空间联系总量位于前5位的地市所占比重之和较2006年有所下降，只有郑州市占比达到10%以上，仍居于河南省第1位，2011年新乡市的创新联系总量与2006年相比，增长幅度较大，超过焦作市和洛阳市，居于第2位，许昌市和开封市占比大幅度提高，居河南省创新联系总量的第3位和第4位。而洛阳市的创新联系总量占比有所下降，从11.103%下降到5.963%，居第5位，表明洛阳市的创新联系总量增幅较慢。其余13个地市中，占比超过5%的有4个，分别为周口市、驻马店市、焦作市和平顶山市，由此可见，2011年焦作市创新联系总量占比大幅度下降，从12.657%下降到5.357%，居第8位。2011年的创新联系总量只有三门峡市和济源市占比小于1%。综合来看，2011年河南省各地市的创新联系总量空间分布情况较2006年有明显的差异，各地市创新联系总量不均衡程度有所缓解。③2016年河南省各地市创新空间联系总量均大幅度增加，创新空间联系总量平均值达1592.492，比2011年高出476.264。2016年河南省创新空间联系总量位于前5位的地市分别为郑州市、新乡市、周口市、许昌市和驻马店市，所占比重分别为18.330%、8.771%、7.020%、6.858%和6.850%，相加为47.829%，表明2016年创新空间联系总量位于前5位的地市所占比重较2006年和2011年有所下降，仍只有郑州市占比在10%以上，居于河南省第1位，但占比呈现出下降的趋势。与2011年相比，新乡市占比变化不大，仍居第2位，许昌市占比有微小下降，从8.204%下降到6.858%，居第4位，周口市和驻马店市的创新空间联系总量增长较快，所占比重提高，分别居第3位和第5位。其余13个地市中，占比超过5%的有4个，分别为洛阳市、漯河市、平顶山市和开封市，洛阳市虽然占比6.770%，比2011年高0.807%，但与其他地市相比，增长速度较慢，居于第6位，开封市的创新空间联系总量占比呈较小下降趋势，从2011年的6.515%下降至2016年5.618%，漯河市和平顶山市占比呈不断上升的趋势。三门峡市和济源市创新空间联系总量较小，占比仍小于1%。因此，2016年河南省各地市的创新联系总量空间分布情况与2011年相比差异不大，总体上，各地市创新联系总量分布趋向均衡。

通过以上分析可知：2006—2016年，河南省各地市的创新空间联系总量不断增长，各地市创新空间联系总量趋向均衡发展。

4.2 河南省各地市创新空间联系聚类演变

为了更加直观地反映河南省创新空间联系强度，基于其18个地市2006年、2011年和2016年3年的创新空间联系总量数据，并将其导入SPSS软件中，根据系统聚类的方法，四类效果最佳，因此，将河南省创新空间联系强度分为4个等级，即引力强、引力较强、引力一般和引力弱，然后利用ArcGIS10.1软件，做出2006年、2011年和2016年3年的创新联系总量空间分布图，如图1所示。

由图1可发现：①2006—2016年，郑州市的创新联系总量均第一，引力强度强，这与郑州市便利的交通、市场等方面的优越性密切相关。郑州市作为河南省的省会城市、中原经济区的核心城市，交通条件便捷，位于陇海铁路和京广铁路的交汇处，京港澳和连霍高速公路经过，公路客运量为11 007万人，公路货运量19 269万吨，新郑机场开通客运航线162条，客运通航城市86个，交通条件便利，截至2016年年底，郑州市科技活动人员数达114 570人，R&D;经费内部支出达1 419 500元，专利授权数23195件，财政科学支出占地方财政预算支出比重为1.644%，人均GDP达84 113元，同时，郑州市位于河南省的中部，与河南省其他地市联系方便，其创新联系总量居第一位，引力强度强。②2006年引力较强的地市有4个，分别为焦作市、洛阳市、新乡市和许昌市；引力一般的地市为济源市；其余12个地市均引力弱，占河南省地市的66.67%，表明河南省总体创新空间联系总量较低，创新空间联系主要集中在郑州市的周边地区，郑州市对周围地区的创新辐射带动作用较明显。③2011年引力较强的地市有2个，分别是新乡市和许昌市；引力一般的地市有开封市、焦作市、洛阳市、周口市、驻马店市等11个；引力弱的地市有信阳市、濮阳市、三门峡市和济源市4个，引力弱的地市占河南省的22.22%。④2016年引力较强的地市有8个，分别是新乡市、周口市、许昌市、驻马店市、洛阳市、漯河市、平顶山市和开封市，占河南省的44.44%；引力一般的地市为安阳市、焦作市、商丘市、南阳市等7个地市；仅三门峡市和济源市引力弱，占河南省的11.11%。⑤整体来看，2006—2016年，河南省整体的创新空间联系总量不断提高，且呈现出以郑州市为核心，向四周呈圈层结构发展的趋势，随着郑州市对周围地区的辐射带动作用的发挥，周围地区的创新空间联系总量不断增长，引力弱的城市不断减少，引力较强的地市不断增多，各地市的创新空间联系总量的差异不断减小，创新联系总量发展表现出均衡的趋势。

5 河南省创新空间联系中心城市及辐射范围

5.1 创新空间联系中心城市的确定

通过公式（3），得到河南省各地市的最大引力线数量（[Nmax]），同时结合各地市的创新空间联系总量及河南省的实际情况，本文按以下标准对节点城市进行分类：[Nmax]>3且[Ri]>[Ri]為一级节点城市，也为中心城市；2≤[Nmax]≤3且[Ri]>[Ri]为二级节点城市；[Nmax]﹤2且[Ri]>[Ri]为三级节点城市，分别得到2006年、2011年、2016年创新空间联系节点城市的分类等级，如图2所示。

由图2可发现：①2006年、2011年和2016年，郑州市始终是河南省的一级节点城市。2006年、2011年、2016年郑州市的创新联系总量是河南省平均水平的6倍、4倍和3倍左右，最大引力线数量分别为14、8、7，表明2006年以来，郑州市的创新联系中心性地位较高，成为全省的创新联系中心地。②二级节点城市数量不断增多。2006年的二级节点城市为洛阳市，2011年是洛阳市、新乡市和驻马店3个城市，2016年为洛阳市、新乡市、平顶山市、驻马店市、周口市和漯河市6个城市。洛阳市和新乡市因其高校和科研机构聚集，科技人才多，特别是2016年以来，郑洛新国家自主创新示范区的建立，3个城市的创新联系更加密切，成为带动全省科技发展的增长极，因此，洛阳市和新乡市的对外创新联系水平较高，成为周边地市创新要素的吸引地。驻马店市、周口市、漯河市虽然创新投入和创新产出方面不如郑州市、洛阳市和新乡市，但其创新环境方面较好。驻马店市有“中国最具有投资竞争力金融服务城市、国家园林城市”等称号，此外，驻马店市的交通条件比较优越，有“豫州之腹地，天下之最中”的美称；漯河市有“国家园林城市”“全国绿化模范城市”“国家森林城市”等称号，进行科技创新的自然环境较好；周口市因其城市规模较大，互联网用户数、公路客运量和货运量以及外商投资相对较多，创新环境较好。③三级节点城市数量变化较小。2006年，新乡市、焦作市和许昌市3个城市是三级节点城市，2011年三级节点城市为周口市、许昌市和开封市，2016年有许昌市和开封市两个城市。可发现，焦作市在2006年是三级节点城市，2011年和2016年成为非节点城市，这主要是因为焦作市的煤炭等重工业发达，虽然近些年来，工业在产业发展方面比重有所下降，但由于其之前的重工业所占比重较大，一时很难改变这种产业格局；新乡市因其科技水平的提高，成为二级节点城市；开封市因受郑州市辐射带动作用的增强，从非节点城市转变为三级节点城市。

5.2 创新联系中心城市辐射范围分析

通过利用公式（4）断裂点公式，计算出2006年、2011年和2016年3个时间节点河南省中心城市即一级节点城市与二、三级节点城市的断裂点距离，从而可了解河南省创新空间联系中心城市的创新辐射范围的演变情况，从创新空间联系中心城市即郑州市对二、三级节点城市的创新辐射范围情况。

由图3可以看出：2006—2016年，中心城市郑州市的辐射范围逐渐变大，向其南部城市的辐射带动比较明显。2006年郑州市的辐射范围较小，仅涉及洛阳市、新乡市、焦作市、许昌市4个地市，创新空间联系呈现出以郑州市为核心，向四周呈圈层结构发展的趋势，从而对其他地市的创新发展产生影响；2011年郑州市的创新辐射范围变大，主要涉及开封市、洛阳市、新乡市、许昌市、周口市和驻马店市。与2006年相比，其辐射范围扩大至开封市、周口市和驻马店市，呈现出向东南辐射的趋势；2016年，郑州市的创新辐射范围更大，主要辐射到开封市、新乡市、洛阳市、许昌市、漯河市、平顶山市、周口市和驻马店市等8个地市，向其南部城市的辐射带动作用比较明显。

6 结论与讨论

该研究以2006年、2011年和2016年作为3个时间节点，通过构建河南省城市创新能力评价指标体系，运用因子分析得到反映河南省各地市创新水平的综合得分，利用引力模型、最大引力线、断裂点公式等研究方法，对河南省18个地级市的创新能力、创新空间联系强度、创新空间联系中心城市及辐射范围进行分析，得到以下结论：

第一，近些年来，河南省各地市的创新能力地位变化小。在2006年、2011年和2016年，郑州市的创新能力最强。与其他地市相比，洛阳市和南阳市的创新综合能力较强，三门峡市、鹤壁市和济源市的创新综合能力较小。

第二，河南省各地市的创新空间联系总量不断增长，引力弱的城市不断减少，引力较强的地市不断增多，创新空间总量呈现出以郑州市为核心，向四周呈圈层结构发展的趋势，郑州市对周围地区的创新发展发挥着巨大作用，引力强度强，各地市的创新空间联系总量的差异不断减小，创新联系总量发展表现出均衡的趋势。

第三，2006—2016年，郑州市一直是河南省的一级节点城市。二级节点城市数量不断增多，从2006年的1个增长到2016年的6个城市，洛阳市始终是二级节点城市。三级节点城市数量变化较小。2006年，三级节点城市为新乡市、焦作市和许昌市，2011年三级节点城市为周口市、许昌市和开封市，2016年有许昌市和开封市两个地市。

第四，2006—2016年，中心城市郑州市的辐射范围逐渐变大，其中向其南部城市的辐射带动比较明显。

根据以上研究结果并结合河南省各地市的实际情况，为加强河南省各地区的创新空间联系，可以从以下3个方面着手：第一，培育和形成多个创新核心城市。2006—2016年，河南省的创新联系总量不断提高，始终保持着以郑州市为中心的发展格局，今后在河南省的创新空间联系发展格局中，应在发挥郑州市创新联系中心的同时，逐步培育和形成多个创新核心城市，推进河南省创新空间联系向网络化方向发展。郑州、洛阳、新乡要紧紧抓住设立郑洛新国家自主创新示范区的发展机遇，不断依托科技资源、人才、政府政策等方面的优势，发展成为河南省的创新高地，从而增强对其他区域的创新辐射带动作用，尤其要注重对安阳市、濮阳市、鹤壁市、三门峡市、济源市等河南省的边缘城市辐射带动作用，同时，这些城市也要不断发掘自身发展优势，承接高新技术产业和科技人才转移，紧跟郑州市、洛阳市、南阳市等创新水平较高城市的发展步伐，加强与其他地市的创新联系，从而促进河南省城市间创新联系总量的整体提高。第二，不断完善交通、信息网络基础设施的建设。便利的交通条件是加强地区间的创新联系的基础，连霍高速公路和京港澳高速公路构成了河南省的高速“十字架”，2005年，河南省已经实现了高速公路“市市通”，缩短了河南省很多地区间的运行时间。此外，城际铁路的建设将会加强城市间的联系，因此要加快河南省城际铁路的建设，河南省将着手打造“米字形”城际铁路，目前已开通了郑州到开封、新郑机场、焦作三条城际铁路。在今天的信息网络时代，信息网络基础设施对加强城市间联系的作用不亚于交通网络，因此，河南省要不断完善地区间的信息网络基础设施建设，加强地区间对信息网络的协作和管理。第三，政府要鼓励发展区域间的创新联系。政府可以通过制定相关的优惠政策和法律法规，为当地引入高新技术产业提供良好的优惠政策和竞争环境。政府引导城市间的创新联系，一方面可以减少地方保护主义的阻碍，深化区域间的创新合作；另一方面，可以减少因对产业投入地信息不了解而带来的风险，可以根据城市规模、发展情况等多方面的考虑，引入適合当地的产业，从而实现城市间的双赢。

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