潘捷　楚鹏飞　谢观霞　曾春燕

摘要：在创新周期的理论基础上，选取2009～2016年的相关数据构建粤港澳大湾区科技创新景气指数，采用主成分分析法，对粤港澳大湾区科技创新能力的景气状态进行研究。研究结果显示：粤港澳大湾区的科技创新景气状态可分为剧烈波动期（2009～2013年）和平稳振动期（2013～2016年），2015～2016年科技创新景气状态呈现下降趋势。根据一致指数组指标对粤港澳大湾区内部城市进行分析，各指标的增长率曲线均符合整体科技创新景气状态的周期特征，其中专利申请及授权量、高新区企业数量和人均GDP的增长率在2016年均有所回升，说明大湾区景气状态将度过低迷迎来新的繁荣期。为了促进粤港澳大湾区科技创新发展，应当扩大湾区科技创新带、加大金融支持力度、深化产学研融合、促进“9+2”市协同发展。

关键词：科技创新景气指数;粤港澳大湾区;主成分分析

DOI：10.3969/j.issn.1674-7739.2020.04.005

过去几十年，我国经济增长依靠着丰富的劳动力要素资源，在人口红利、制度改革双轮驱动的作用力下经济水平实现了质的飞跃。然而新时代背景下，传统经济增长中以要素驱动的模式不可持续，以生产率驱动成为重点，而提高要素生产率的重点之一即为科技创新。党的十八大提出实施创新驱动发展战略，强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置。党的十九大报告指出，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。

近年来，我国科技创新实力有了很大进步，截至2018年，我国的研发人员总量、发明专利申请量和授权量均位居世界第一，国家综合创新能力位列世界第17位。但当前阶段，我国的科技创新工作依然存在不少问题，习近平总书记指出“我们的关键核心技术创新能力依然不足”，李克强总理也强调“我国自主创新能力不强”。因此，提高科技创新能力依然是当前科技工作的重点。

粤港澳大湾区是习近平总书记亲自谋划、亲自部署、亲自推动的国家战略，是继纽约湾区、旧金山湾区和东京湾区三大湾区后，最有潜力跻身于世界一流湾区的城市群。作为我国首个国家层面确认的湾区城市群，粤港澳大湾区无论在政治或经济层面上都有着重大意义。在中央大力支持下，粤港澳三地将进一步完善创新合作体制机制，将自身打造成为世界一流的创新经济湾区和世界经济变革的领头羊。粤港澳大湾区的发展对珠三角地区、广东省甚至全国都有着重要意义，通过提高粤港澳区域科技创新水平有望带动珠三角地区甚至全国产业转型升级。

本文采用主成分分析法，构建粤港澳大湾区2009～2016年的科技创新发展景气指数并展开详细分析，有利于加深对粤港澳大湾区科技创新发展趋势的理解，从而采取进一步措施提高区域科技创新水平、促进经济的高质量发展。

一、文献综述

Schumpeter在1912年指出，科技创新是经济发展的主要驱动力，科技创新的周期性决定了经济发展的周期变动。[1]他认为，在经济处于均衡时或相对静止状态时，只有部分企业家敢于且有能力通过创新来打破僵局，进而产生新的行业，此时新的行業由少数刚进入的企业家掌控并处于垄断状态。这部分先占市场的企业家率先产生的创新成果会引起其他进入者的模仿，出现知识外溢，进而打破新行业内的垄断状况，刺激新一轮大规模的投资并引起经济繁荣。当新行业内的企业数量较多时，行业内部的利润会逐渐消失，经济开始衰退，从而期待新的创新行为出现。如此循环往复，整个经济体系不断在繁荣、衰退、萧条、复苏四个阶段构成的周期中呈现螺旋式上升。当经济周期循环到低谷时，缺乏创新能力的企业家只能选择退出行业，而具有创新能力的企业则选择以创新谋求更大的利润从而在行业中继续生存下去。当行业内部创新能力不足的企业被淘汰掉以后，或者行业内的创新能力重新迸发后，行业的创新景气状况变回重新上升、生产率提高。同时，在行业利润重新上升时，便会重新吸引部分企业重新进入该行业，然后带来利润衰减，回到之前的状态。

在此之后，关于选择指标并依据不同的测度方法对不同区域的科技创新水平进行衡量成为热门研究方向。目前大部分研究都是以研发投入、专利申请与授权、新产品销售收入、劳动者学历、产业结构、产业国际竞争力、经济基础等指标构建科创新景气指数，但由于理论依据不同和地区数据缺失等原因，学者们分别采用不同测算方法进行弥补或修正，最终将一系列指标构建成评价体系。Azar & Ciabuschi（2017）通过结构方程模型检验组织结构、科技创新与企业出口绩效的关系。[2]陶雪飞（2013）以技术创新能力、知识创新能力、多元化创新投入能力、创新服务体系能力及政府科技管理能力构建“五位一体”的科技创新能力评价指标体系。[3]姜文仙（2016）、陈江涛（2018）等分别采用灰色关联度方法和熵值法，从科技开发能力、科技成果转化能力和科技支撑能力三个维度出发，构建了广东省区域科技创新能力评价指标体系，指出广东的科技创新能力稳步上升但是国际竞争力仍然不高。[4][5]陈国宏等（2015）综合评价了中国31个省区市的区域科技创新能力，并结合K-均值聚类分析方法对区域科技创新能力的发展变化进行比较分析。[6]

随着区域科技创新评价体系的逐渐丰富，越来越多的学者也开始对区域科技创新能力发展变化过程的周期性进行整体观测。Moore（1950）在此基础上指出景气变动存在扩散效应，构建出由先行、一致和滞后指数组成的监测系统。[7]随着景气指数从政府部门不断延伸，逐渐在众多行业都得到了广泛的应用，张炜等（2015）采用成熟景气指数法，对浙江4099家战略新兴企业开展景气指数调查;[8]孙延芳等（2015）利用合成指数法建立了中国建筑行业的景气指数并进行预测;[9]刘改芳等（2017）也运用合成指数法对山西2011～2015年的旅游业景气状况进行分析;[10]陈国政（2017）采用加权合成法构建了上市公司景气指数指标体系等。[11]

由于科技创新是促进区域经济增长和提高竞争力的决定性因素，应用景气指数观测区域科技创新水平的发展变化趋势并分析影响因素有着重大意义。何健文（2018）利用主成分分析法，研究中国高技术制造业近20年创新发展的周期波动态势;[12]杨武等（2015）根据深圳南山区的相关季度数据，建立了南山区科技创新景气指数;[13]杨武、杨淼（2017）基于经济周期理论，对中国科技创新驱动经济增长中的短周期波动性特征进行测度研究;[14]杨武等（2018）运用先行合成指数预测模型、预警信号灯系统等多种方法，规范了区域科技创新驱动经济增长预警研究方法体系。[15]申明浩和谢观霞（2018）通过主成分分析法，测算了香港近20年的科技创新景气指数的变动，指出香港经济的持续发展需要强化科技创新能力。[16]

综上所述，现有研究对区域科技创新水平的衡量及景气指数的构建和应用都有了较为完善和成熟的方法，但是仍存在以下两点缺憾：（1）运用景气指数分析科技创新产业景气状况的文献较少;（2）现有的科技创新景气指数研究中并没有涉及粤港澳大湾区。基于此，本文采用主成分分析法，对粤港澳大湾区2009～2016年的科技创新发展景气指数进行研究。研究结果表明，粤港澳大湾区的科技创新景气状况确实存在周期性波动，在此基础上，本文对相关特征展开进一步的解释分析。

二、指标体系的构建与测算方法

（一）指标选取

在构建科技创新景气指数时，不同专家学者对影响科技创新景气状况的因素观点不尽相同，本文根据何健文（2018）、[12]辜胜阻（2018）等[17]相关文献进行数据筛选并进行指标整合，所选指标可归纳为如下四个类型：区域科技投入水平、区域科技产出水平、科技创新环境和企业科技创新能力。

本文基于重要性、全面性、可靠性和可获得性等原则选取初始指标，并结合相关文献和粤港澳大湾区实际情况，最终收集了内地九市、香港地区在2009～2016年期间与科技创新活动相关的16个指标，并对数据中的异常值和缺失值进行修正。原始数据主要来源于：粤港澳大湾区内部11市的统计年鉴、统计年刊（2010～2017年），国家统计局，中国科技统计年鉴，专利统计年报和万得数据库。

（二）测算过程

景气指数分析主要通过先行指数、一致指数与滞后指数来判断社会经济现象发展状况及趋势，其中一致指数由一致指标构成，用以反映当前经济的运行状况，先行指数由一系列领先于一致指数的指标构成，用于预测经济现象的未来走向和变动趋势，用于对经济现象未来的发展趋势进行预测，滞后指数由滞后于一致指数的指标构成，主要是对经济发展周期变动中的已出现的高低值的确认。

由于专利申请总数在反映科技创新活动时具有足够的敏感性，因此本文采用专利申请总数作为本次分析的基准指标。鉴于粤港澳大湾区大多科技创新指标在绝对量上都是增长的，只是每年各指标增长的幅度有所差异，因此本文选取增长率循环法来构造景气指数。在采用均值插补法对原始数据的缺失值进行初步处理并剔除异常值之后，指标的量纲存在较大差异，因此有必要对指标进行无量纲化处理，本文采用极差法进行标准化，然后再求得指标增长率。

按照各项指标与基准指标的时差关系，可将其划分为先行指標、一致指标和滞后指标。本文选用K-L信息量法，通过变换备选指标与基准指标的时差计算相应的K-L信息量，数值越小，说明模型概率分布越接近真实值。

其中l表示时差的备选量，当l大于零时表示滞后，小于零时表示超前。L是最大时差量，由于现实中科技创新活动的超前量或者滞后量不会很大，本文取最大时差量为4。表示数据取齐后的个数。在最终求得2L+1个值后，从这值中选择最小值并记为，即为备选指标的K-L信息量。所对应的时差量l则表示是超前或滞后量。若时差量l为正，则该备选指标划分为滞后指标;若为0，则将其划分为一致指标;若为负，则为先行指标。结果见表1。

将景气指标分组后，本文采用主成分分析法构造粤港澳大湾区科技创新景气指数，具体过程如下：

（1）确定主成分个数。根据方差α大小，在全部（p个）主成分中分别求得每个主成分的方差贡献率为（1≤i≤p），也就是该主成分的权重;再按照累计方差贡献率（1≤i≤p）筛选出q个主成分，在此基础上完成最终的指数构建及相关分析。

（2）计算主成分系数得分。根据每个系数得分求相应主成分的线性加权值：

三、测算结果及特征分析

（一）测算结果

由于滞后指数的作用仅仅是对已经发生的现实状况进行说明和确认，无实际意义，因此本文只测算分析先行指数和一致指数。根据累计方差贡献率大于80%的原则，本文利用SPSS22.0提取先行指标组与一致指标组的主成分。对于先行指标组，本文提取了2个主成分，累计方差贡献率为92.262%，能很好地代表5个先行指标的总体情况;一致指标组提取1个主成分，累计方差贡献率为84.004%。再对两组指数进行测算，结果见表2与图1：

根据表2和图1可以看出先行指数和一致指数都呈现出明显的周期波动特征，其中先行指数周期浮动较大。通过比较曲线的峰点、谷点和转折点时间，先行指数的波峰、波谷出现时间均分别领先一致指数波峰和波谷大概一年，且先行指数和一致指数曲线的峰点和谷点出现的时间相差大概1～2年，这说明当科技创新景气进入了相对繁荣期后，在1～2年间将会进入萧条期。从2015～2016年的周期趋势看，粤港澳大湾区的先行曲线将继续上升并达到新的高峰期，一致曲线即将触谷点。

根据科技创新景气指数曲线可知，先行指数具有较好的预测效果，从曲线趋势来看，粤港澳大湾区科技创新景气状态经历了以下2个阶段：

剧烈波动期（2009～2013年）。先行指数和一致曲线均在这期间达到了最高和最低点，先行指数曲线于2010年达到100.42最高，2013年触底达到最低99.43;一致指数曲线于2010年和2012年分别处于顶峰和最低谷。主要是因为刚经受经济危机的影响，前期的科技创新发展随经济衰退而陷入低迷，危机过后增长率快速提高，景气指数值屡创新高，但景气状况不太稳定，波动较大。

平稳振动期（2013～2016年）。2013年先行指数曲线触底后回升，后几年的波动幅度较小但均在100以下，增长率上升到了一定程度开始回落，科技创新景气状态进入短暂低迷期，前期投入力度不足但比较平稳，并且由于科技创新在经济中发挥的作用日益重要而又有重新上升的趋势。

（二）特征分析

根据指标的划分结果，粤港澳大湾区科技创新一致指数组中包括基准指标在内共有七个指标，它们代表着科技创新活动的核心环节，也反映出景气指数周期变化的波动特征，对粤港澳大湾区的科技创新水平发挥着不同程度的影响作用。大湾区内部各城市的发展水平不同，也各自对一致指标发挥着不一样的影响。

1.专利申请与专利授权

粤港澳大湾区整体以及除珠海外湾区内部其他各城市的专利授权的增长率图形几乎与一致曲线一致，2015年均达到峰值。除了澳门与肇庆的专利申请增长率在2016年有所下降，其他城市都是大幅上升，大湾区总体上的专利申请数2016年比2015年增长了24.7%，专利申请及专利申请中发明类数量的增长率变化预示着科技创新景气有回暖迹象，一致曲线图在触底后将重新上升。专利申请和专利授权代表着区域的科技创新参与程度与积极性，由于中美贸易战对我国低端制造业的大幅冲击，通过提升科技创新水平从而增加产品价值量、占据产业核心端已经成为各行业的共识。

2.大湾区R&D支出

研发投入是地区开展科技创新活动的源泉，粤港澳大湾区的研发投入总量逐年呈现上升趋势，从2009年的1 670.5亿元稳步增长至2016年的3 229亿元，但是增长率在2016年出现负数。湾区内11个城市的研发经费投入增长率在2015-2016年均为下降趋势，与一致曲线的方向相同，说明R&D支出增长率的减少是科技创新呈现不景气状态的重要原因。因此，相关的政策制定者需要重点关注该指标。研发投入的主要来源为政府和企业，一方面应当注重财政政策对科技创新产业的扶持力度，带头注入财政资金改善区域的科技创新景气状态;另一方面要鼓励企业增加研发支出，尽可能发挥企业在科技创新领域作为主体的能动性。

3.大湾区高新区企业数

高新技术开发区作为区域内知识密集的科技工业园区，有着政府的政策倾斜和高科技企业集聚效应，是将科技创新成果转化现实生产力的重要领域，高新区企业数量也是当地企业参与科技创新活动积极性的重要体现之一。粤港澳大湾区内除了拥有香港、深圳和广州三地作为金融、科技和行政中心，还拥有数个以科技创新为主要发展方向的高新技术开发区。广州高新区企业数增长率在2014～2015年出现了负值，但2016年比2015年增长了29%，实现了大幅反弹，企业数达到了2 868家。深圳高新区企业数为1 874家，居于第二，佛山高新区企业数增长最快，从2015年的747家增至2016年的995家。

4.大湾区生产总值

生产总值代表着区域经济规模的大小，通过分析2009～2016年粤港澳大湾区各城市GDP可知：粤港澳大湾区的11个城市GDP逐年稳步上升，从2009年的5万亿元增至2016年9万亿元，年均增长速度超过9.8%，GDP总值占全国的12%以上。其中，香港2.13万亿元，广州1.9547万亿元，深圳以越来越小的差距接近广州，达到1.9493万亿元，这三个城市远远超过湾区内其他城市的经济规模水平。佛山（0.86万亿元）和东莞（0.68万亿元）的经济水平仅次于三大城市，而差距明显说明大湾区内部城市发展空间广阔。但是从GDP增长率可见，深圳（11.4%），香港（10.6%），珠海（10%）和东莞（9%）的增长率上升幅度较大，其余城市的增长率并不显著，其中澳门的增长率为负值（-2%）。虽然生产总值的增长率对一致曲线的增长做出了贡献，但是不足以改变整体科技创新景气状态，为尽快度过不景气时期，粤港澳大湾区内部各城市仍应该着重发展各地经济，为科技创新活动提供良好的发展环境。

5.人均生产总值

人均生产总值直接关乎消费和投资能力，进一步影响着科技创新发展的动力。通过分析大湾区“9+2”各城市人均GDP可发现，澳门的经济体量虽然不大，GDP仅为0.14万亿元，但是人均GDP却位于湾区首位，高达44万元，香港居于第二，为29万元。其余内地9市的人均GDP相差悬殊，说明粤港澳大湾区内部贫富差距较大。人均GDP增长率在2014年及以前的曲线变化与一致曲线相同，都在2012年处于波谷，2013年走向波峰后又有所回落，但是一致曲线在2015年重新达到波峰期，而人均GDP仍未走出波谷，直至2016年开始回升。人均生产总值增长率的走势与生产总值的走势大体一致，因此也将是粤港澳大湾区科技创新景气状态重新走向繁荣重要推动力。

四、研究结论及对策建议

申明浩等（2019）梳理了粤港澳大湾区发展的现实历程和理论变动，指出大湾区内部的科技创新能力的整合将决定大湾区的发展速度。基于创新周期理论，本文采用主成分分析法，对粤港澳大湾区2009～2016年的科技创新发展景气指数进行研究，分析了粤港澳大湾区景气状况的周期性特征，并从湾区内部各个城市的一致指标出发，探讨各地对整体科技创新景气状态周期波动的贡献与阻碍，基于此提出以下几点对策建议：

（一）深化粤港澳大湾区政策改革创新，促进“9+2”市协同发展

粤港澳大湾区内部各城市间的合作历史已久，但是在两种制度、三个关税区、三个法律體系的异质城市群中进行湾区规建与统一治理，仍然存在着较大挑战。目前仍存在许多不利于粤港澳大湾区发展的阻碍，如经济主体空间活动的交易成本较大，部分地方法规政策成为科技创新要素的体制障碍，湾区内部各城市间发展水平差距较大，经济联系不够紧密等。因此在营造粤港澳大湾区科技创新环境时，必须加强九市与港澳在政策、人才、资本等创新要素方面的对接，通过大数据手段让各地区信息资源得以快速传播。深化九市与港澳在人事流动、民生保障、商事经营等相关政策法规改革，形成有利于科技创新要素自由流动的体系，促进创新主体信息交流共享。同时各市应当抓住粤港澳大湾区平台，积极发展自身，缩小湾区内部经济差距，实现协同发展。

（二）打造湾区科技创新带，发挥“港深广”龙头作用

粤港澳大湾区在打造成为全球科技创新中心的过程中，应构建以“港深广”为主轴的湾区科技创新带，发挥三地的龙头作用。在大湾区城市群中，香港的科技创新资源丰富，拥有4所“世界100强大学”，国际化创新人才众多，科技服务业高度发达;深圳是我国首个国家创新型城市，有上万家高新技术企业及近400家上市公司，是全球科技创新产业的引领者;广州高校云集，高层次人才和高端创新载体丰富，有着区域行政中心与制造业基地的优势。积极搭建科技创新平台，引入国家重点科学工程落户，扩大“深港创新圈”与“广深科技创新走廊”的合作范围。

（三）加大湾区金融服务力度，完善“正金字塔型”资本市场

粤港澳大湾区拥有港交所和深交所两大证券交易所，聚集了全球众多的金融巨头，未来大湾区内金融服务应向科技创新企业倾斜，打造粤港澳大湾区“科技+金融”生态圈。要打造粤港澳大湾区“创新高地”，必须加强金融对科技创新的支持力度。依托香港“世界窗口”的优势，缩小内地与境外金融市场在监督管理理念、方式等方面的差距，加快内地科技创新企业的跨境融资;充分发挥澳门自由港的作用，培育“一带一路”沿线国家的融资平台;扩大粤港澳大湾区内金融市场要素双向开放，实现粤港澳金融竞合有序、互联互通。从科技创新产业发展的各个环节进行规划，发挥市场与政府的双方面作用，加快建设风险投资活跃、金融银行支撑、社会资本充足的多层次、多渠道、多元化的投融资体系，完善面向科技创新的“正金字塔型”资本市场。

（四）推进高新技术区建设，加快“产学研”深度融合

为提高粤港澳大湾区科技创新效率，粤港澳三地应充分发挥各自优势，完善各地分工合作机制，促进资源互补，构建以市场为导向、企业为主体、产学研深度融合的科技创新合作体系。聚集科技创新生产要素，构建开放型创新合作机制体系，加强国内外自主创新示范区合作，推进湾区内高新技术园区建设，抢占产业 “智高点”，促进高校、科研机构与企业在平台内共享创新资源。在前期科技研发中，要充分发挥香港和广州丰富的高校资源与人才优势，为区域内传统产业转型升级提供技术与人才支持;在中期成果转化时，充分利用香港金融服务业和深圳科技创新企业，加强高校与企业的联系，提高大湾区内的科技成果转化率;在后期成果产业化时，要集中利用以广州为首，东莞、珠海、佛山等城市为辅的发达制造业的优势，孵化科技成果，将具有市场竞争力的科技创新产品投入实际的生产过程中。

（五）建立科技创新资源流动共享机制

当前，粤港澳大湾区里各城市的科技创新资源十分丰富，尤其是广州、深圳、香港三大中心城市拥有更多的科技创新资源。但是，各地拥有的科技创新资源分布不平衡、不合理，资源流动共享不畅顺，特别是大湾区“一国两制”“三种关税”的制度性障碍使得部分科技创新资源呈现单向流动，没有惠及湾区内发展较弱的地区。未来需要进一步完善粤港澳大湾区的高层协作沟通决策机制，提高各城市之间的互联互通水平，使各类创新要素资源的流动更加自由、便捷、高效。

说明：本文系广州市哲学社会科学“十三五”规划课题（2020GZJD01）的阶段性研究成果。

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Abstract：Based on the theory of innovation cycle， this paper adopts principal component analysis method， selects the relevant data from 2009 to 2016 to construct the science and technology innovation prosperity index of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area， and to study the prosperity status of science and technology innovation capability.The results of this paper show that the state of science and technology innovation in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area can be divided into severe fluctuation period （2009-2013） and stationary vibration period （2013-2016）， and the booming state in 2015-2016 shows a downward trend. According to the consistent index group figures， the internal cities of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area are analyzed. The growth rate curves of each index are consistent with the cyclical characteristics of the overall science and technology innovation boom status， the patent application and authorization amount， the number of enterprises in the high-tech zone and the growth rate of per capita GDP have seen a rebound in 2016， indicating the prosperity of the Greater Bay Area will pass the downturn and usher in a new boom period. In order to promote the scientific and technological innovation development of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area， it is necessary to expand the scientific and technological innovation zone of the Bay Area， increase financial support， deepen the integration of production， study and research， and promote the coordinated development of the “9+2” cities.

Key words：Science and Technology Innovation Prosperity Index; Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area; Principal Component Analysis.

責任编辑：王明洲