赵文雅 唐承丽

摘要：科技创新是经济发展的动力源泉。城市群作为科技创新资源高度集聚的空间载体，是支撑我国经济发展的增长极，对城市群科技创新与经济的协调发展进行研究可为城市群创新高质量发展提供参考。以长江中游城市群为研究区域，基于耦合协调度模型，分析2008—2018年长江中游城市群28个地级市科技创新与经济发展耦合协调度的时空演变规律。结果表明：（1）长江中游城市群科技创新与经济发展两系统发展不同步，科技创新滞后于经济发展，但科技创新增长势头强劲；（2）科技创新与经济发展的耦合协调发展水平不断提升，两系统协同效应初显；（3）科技创新与经济发展耦合协调度存在明显的空间分异特征，形成以武汉、长沙、南昌为核心的“多中心”空间分布格局；（4）未来着力实施创新驱动发展战略，促进科技创新与经济发展深度融合；进一步提升并发挥区域协同效应，推动长江中游城市群一体化高质量发展迈向新境界。

关键词：科技创新；经济发展；耦合协调；长江中游城市群

中图分类号：F124文献标识码： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2021.02.003

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0引言

当前，我国正处在经济发展质量变革、效率变革、动力变革的关键时期，创新在我国现代化建设全局中居于核心地位。科技创新资源高度聚集的城市群正日益成为支撑我国经济增长的重要平台及创新高质量发展的主体形态[1-2]。作为我国重点建设的国家级城市群，长江中游城市群不仅支撑着长江经济带的发展，也是带动中部地区创新增长的重要引擎，在我国经济结构转型发展中具有举足轻重的战略地位[3-4]。2015年国务院批复的《长江中游城市群发展规划》提出，要着力实施创新驱动发展战略，将长江中游城市群培育成中国经济新增长极，但目前长江中游城市群科技成果转化率和科技进步贡献率还较低，科技创新与经济发展之间存在失衡现象，创新驱动尚未达到应有水平。因此，探究长江中游城市群科技创新与经济发展的耦合协调关系有利于形成以科技创新推动经济发展、以经济发展促进科技创新的良好局面，助推城市群经济高质量发展。

1912年，熊彼特首次将“创新”概念引入经济学，并运用技术创新理论来解释资本主义社会的非均衡和经济周期[5]，自此以后，国内外学者对科技创新与经济发展开始了深入研究，主要集中在三个方面。首先，在科技创新对经济发展影响的研究方面，Perroux[6]认为创新是经济长期稳定增长的源泉，王仁祥等[7]研究发现科技创新与金融创新的协调发展可以促进经济效率的提升，熊升银等[8]、宋周莺等[9]、Fagiolol等[10]则分别从技术进步、创新能力、金融创新的视角分析了两者之间的关联情况，进一步说明了科技创新对经济发展具有显著的正向作用，此外尚勇敏等[11]还研究了科技创新推动经济发展模式转型的作用机理。其次，关于经济发展对科技创新的影响，一些学者认为城市经济发展水平是影响科研投入、创新产出和科技创新能力的主要因素[12-14]，并利用空间计量模型分析了经济发展水平和科技创新能力的相关性[15-16]。第三，在科技创新与经济发展互动关系的研究方面，刘和东等[17]、赵传松等[18]对中国内地30个省域科技创新和经济的耦合协调度进行了测度，李二玲等[19]分析了创新能力与经济发展水平在不同空间尺度上的耦合协调的时空演变以及差异规律，姚建建等[20]、彭迪云等[21]、蒋天颖等[22]分析了长江经济带、长江三角洲科技创新与经济发展之间的协同关系。

分析已有研究，学者们从不同尺度和视角对科技创新与经济发展的相互作用关系做了诸多有价值的研究。从研究方法来看，多采用计量经济学的方法，较少运用空间统计工具对两者空间特征及区域差异进行研究；从研究尺度来看，大多以全国、流域、省域和东部发达地区为主，而对于城市群地区和中部地区的研究相对较少。鉴于此，本文运用耦合协调度模型、空间自相关分析和核密度估计方法，分析长江中游城市群28个地级市科技创新与经济发展的耦合演变特征，为城市群协调发展、高质量发展提供依据。

1数据来源与研究方法

1.1研究区域

长江中游城市群是由武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群组成的超大型城市群。2018年长江中游城市群的地区生产总值达到8.32万亿元，比2017年增长7.42%，专利申请量达到23万件，占全国的14.94%，高等院校数量占全国的11.30%。本文以《长江中游城市群发展规划》确定的范围为基础，基于数据可得性和完整性，剔除仙桃、天门、潜江，同时将江西省抚州市和吉安市整体纳入研究范围，最终确定28個地级市作为研究对象（图1）。

1.2数据来源

本文数据主要来源于2009—2019年《中国区域经济统计年鉴》《中国城市统计年鉴》《湖北统计年鉴》《湖南统计年鉴》《江西统计年鉴》、各地市的统计年鉴和统计公报。其中，个别年份专利申请量、发明专利授权量通过Soo PAT专利检索网站查询获得[19]，SCI收录论文数通过Web of Science数据库提供的高级检索方式获得[23]。个别缺失数据采用线性拟合法补齐。

1.3指标体系构建及权重确定

在刘和东等[17]、蔡冰冰等[24]学者研究的基础上，遵循科学性和代表性原则选取相应的指标。具体如下，科技创新主要从三个方面来衡量：创新投入、创新产出和创新环境。科技创新投入主要体现在人员投入和资金投入上；科技创新产出主要表现为科研成果产出、专利产出和技术创新产出；科技创新环境主要由文化环境、信息流通环境、技术创新环境、通信环境、交通环境等要素表征。经济发展主要从三个方面来衡量：经济规模、经济结构和经济效益。经济规模主要由生产规模、投资规模和进出口贸易规模等要素表征；经济结构主要表现为产业结构和就业结构；经济效益主要体现在居民生活水平、金融活跃程度等要素上。为了使指标之间具有可比性，采用极差法对原始数据进行标准化处理，并使用熵值法确定各指标权重（表1）。

1.4研究方法

1.4.1综合指标评价法

2结果分析

2.1科技创新与经济发展综合评价

采用综合指标评价方法，计算了2008—2018年长江中游城市群28个城市科技创新指数和经济发展指数。选取2008年、2013年、2018年3个时间节点来评价长江中游城市群科技创新、经济发展的综合水平。

2008—2018年长江中游城市群的科技创新水平稳步提升，科技创新平均指数从0.049提高到0.123，年均增长9.64%（表3）。子城市群视角下，武汉城市圈的科技创新指数高于环长株潭城市群和环鄱阳湖城市群，且武汉城市圈科技创新指数的增长幅度最大，由0.060增长至0.147，其次是环长株潭城市群，环鄱阳湖城市群的增长幅度最小，由0.032增长至0.086。城市视角下，一方面，各城市科技创新指数呈现增长趋势，发展态势良好。其中，武汉、长沙、南昌、九江、宜春、宜昌、株洲和衡阳8个城市科技创新上升态势明显，增长幅度均超过0.050，而景德镇、鹰潭、新余、鄂州、咸宁和娄底的科技创新指数上升缓慢，增长幅度均低于0.030；另一方面，科技创新水平呈现明显的省会城市集聚效应。2008—2018年科技创新指数最高的前三位一直是武汉、长沙、南昌，分别为湖北、湖南、江西的省会城市。究其原因，是省会城市拥有丰富的人才、知识、资本等创新资源，众多的科研机构和高等院校，良好的创新环境和雄厚的高新技术产业基础。由于科技资源相对匮乏，高新技术产业发展滞后，鹰潭、鄂州、萍乡、新余、景德镇等城市科技创新活跃程度相对低迷，成为长江中游城市群科技创新水平较低的地区。

2008—2018年长江中游城市群的经济发展水平逐年提高，经济发展平均指数从0.117增长到0.208，年均增长5.92%（表4）。子城市群视角下经济发展指数上升幅度依次是：环长株潭城市群、武汉城市圈、环鄱阳湖城市群。随着环长株潭城市群经济发展水平的不断提高，其经济发展指数在2018年超过武汉城市圈居长江中游城市群第一位。城市視角下，各城市之间经济发展水平相差悬殊，且差距呈扩大趋势。2008年经济发展指数最高的武汉与最低的咸宁之间的差距为0.571，2018年经济发展指数最高的武汉与最低的咸宁之间的差距为0.727。

2.2耦合协调度的时间维度变化特征

计算2008—2018年长江中游城市群的耦合协调度，并绘制成曲线（图2）。在研究期间，长江中游城市群耦合协调发展状况得到较大改善，但区域差异显著。长江中游城市群整体的耦合协调平均值由2008年的0.246增长为2018年的0.364。子城市群视角下，一方面，环长株潭城市群的耦合协调度一直居长江中游城市群首位，武汉城市圈居第二位，末位为环鄱阳湖城市群。另一方面，三大子城市群耦合协调度均有不同程度的提高。2008—2018年，环长株潭城市群的耦合协调度增长幅度最为显著，从0.273增长到0.395，环鄱阳湖城市群、武汉城市圈提升相对缓慢。城市视角下，各城市耦合协调度均有明显提高，虽然研究期间各城市略有波动，但总体上实现了向更高耦合协调的良性转变。2008年协调类型以严重失调和濒临失调为主，多数城市科技创新能力薄弱，严重滞后于经济的发展。到2018年，虽仍有近90%的城市处于濒临失调和勉强协调状态，但已无严重失调的城市，协调总体情况趋向良好。其中，武汉、长沙、南昌的耦合协调水平相对较高，其他城市耦合协调水平远落后于这三个省会城市。由此可见，研究期间，长江中游城市群科技创新与经济发展相互促进并不断协调发展，已得到了一定程度的优化，但区域一体化以及协同发展仍任重道远。

2.3耦合协调度的空间维度变化特征

本文选取2008年、2013年和2018年，在GeoDa平台中计算出科技创新与经济发展耦合协调度的Morans I值，如表5所示，Morans I<0，说明耦合协调度的分布存在空间差异性，Morans I未通过5%的显著性检验，表明空间差异性不显著，但研究期间城市群整体呈“多中心”的空间分布格局。且Morans I值没有显示出明显的下降趋势，这表明随着时间的推移，城市群的空间差异性并未减小。

为进一步分析长江中游城市群科技创新与经济发展耦合协调度的空间差异特征，对2008、2013和2018年的耦合协调度进行空间可视化表达（图3）。整体上，耦合协调度趋势向好，呈现以武汉、长沙、南昌为核心的“多中心”空间分布格局。子城市群视角下，武汉、宜昌、襄阳、荆州等城市在武汉城市圈内耦合协调等级较高，与湖北省“一主（武汉）两副（宜昌、襄阳）”的区域发展格局基本一致；长沙、株洲、湘潭、岳阳、衡阳等城市在环长株潭城市群内耦合协调等级较高，与湖南省“一核（长株潭核心区）两副（岳阳、衡阳）”的区域发展格局基本一致；南昌、九江、上饶、宜春等城市在环鄱阳湖城市群内耦合协调等级较高，与江西省的“昌九走廊”的区域发展格局基本一致。城市视角下，2008年城市群的科技创新与经济耦合协调发展以武汉、长沙、南昌为核心，严重失调和濒临失调的城市块状分布在城市群边缘。2013年仍然以武汉、长沙、南昌为核心，但省会城市周边严重失调的城市大部分升级为濒临失调，濒临失调的城市个数增加并趋于连续分布。2018年濒临失调的城市大部分跃升为勉强协调，濒临失调城市点状零星分布。

2.4耦合协调度的动态演化分析

为了更直观的看清长江中游城市群科技创新与经济发展耦合协调度的空间分布，分析2008年、2013年和2018年耦合协调度的动态演化特征，具体见图4。

（1）从形状上来看，研究期间核密度曲线呈非严格的单峰形状，高值区域出现微小的“凸起”，表明长江中游城市群科技创新与经济发展耦合协调度出现微弱的多级分化。2008—2018年波峰变化平缓并不断向右移，出现耦合协调状态由低级向中级再向高级演变的趋势，中高值聚集地区逐渐增多，但区域间差距仍然存在。

（2）从位置上看，研究期间核密度曲线呈整体向右移的趋势，说明长江中游城市群科技创新与经济发展耦合协调度在不断提高。其中，2008—2013年右移幅度小于2013—2018年，说明长江中游城市群科技创新与经济发展的耦合协调度先稳定发展后快速增长。

（3）从峰度上看，研究期间核密度曲线逐渐向宽峰形发展，波峰垂直高度下降，水平宽度增加，说明协调指数不断上升，区域差异变大。微小的“凸起”一直存在，说明区域间耦合协调度的“多中心”现象一直存在。右拖尾明显变长，相比较左锋尾部，2008—2018年右峰尾部向右移动幅度更大，说明高耦合协调水平的城市耦合协调度的进步速度要快于中低水平城市。

3结论与讨论

基于2008—2018年长江中游城市群科技创新与经济发展面板数据，借助耦合协调度模型，从“城市群-子城市群-城市”多重视角对耦合协调发展水平进行分析，主要结论包括：

（1）长江中游城市群科技创新与经济发展两系统发展不同步，科技创新滞后于经济发展，但科技创新在促进经济发展中的作用逐渐增强。在今后的发展中，仍需坚持创新驱动发展战略，以产业为载体，促进科技创新能力与经济效益双提升。子城市群视角下，武汉城市圈的科技创新水平最高，且增长速度较快，未来应坚持把更多创新成果应用于促进经济发展，提升产业基础高级化、产业链现代化水平；环长株潭城市群的经济发展水平最高，但科技创新水平落后于武汉城市圈，亟须优化科技创新资源配置，提升科技创新能力；环鄱阳湖城市群的科技创新水平和经济发展水平相对落后，应强化南昌创新“头雁”地位，同时注重提高科技创新在经济发展中的支撑作用。城市视角下，28个城市之间的科技创新水平和經济发展水平相差悬殊，呈明显的省会城市集聚效应，且空间差异呈逐渐扩大趋势。因此，长江中游城市群一体化发展需要最大限度地提升并发挥区域协同效应，以子城市群为主体，对内提高中心城市的辐射带动作用，对外促进子城市群间的协调与合作，推动城市群整体科技创新与经济发展质量的提升，从而形成良好的协同发展态势。

（2）长江中游城市群科技创新与经济发展的耦合协调度呈上升趋势，协调等级从濒临失调（0.231）提升为勉强协调（0.369），但其协调发展还有很大的提升空间。城市群要保持稳定的科技创新投入，优化科技创新环境，培育高新技术企业，实现科技经济“双轮驱动”。子城市群视角下，环长株潭城市群耦合协调度高于武汉城市圈和环鄱阳湖城市群。三大子城市群应加强跨区域合作，充分发挥武汉东湖、长株潭和鄱阳湖三大国家自主创新示范区的示范作用，以区域内国家创新型城市和国家级、省级高新技术产业开发区为重点，加强创新驱动，实施产业转型升级，打造区域科技创新高地和产业发展高地。城市视角下，各城市的耦合协调度由严重失调和濒临失调转换为濒临失调和勉强协调，其中，武汉、长沙、南昌在城市群中耦合协调度较高，处于核心地位，其他城市则处于边缘地位。未来应着力提升武汉、长沙、南昌作为长江中游城市群中心城市的辐射带动作用，培育城市群副中心城市，构建多点式网络状发展形式，以散发式为主促进周边城市发展，进而带动长江中游城市群的一体化发展。

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Coupling Coordination Degree Analysis Between Scientific and Technological Innovation and Economic Development of the Middle Reaches Yangtze River Urban Agglomeration

ZHAO Wenya，TANG Chengli（College of Resources and Environmental Sciences， Hunan Normal University， Changsha 410081，China）

Abstract： Scientific and technological innovation is the source of power for economic development.Urban agglomeration， as the spatial carrier of highly concentrated scientific and technological innovation resources， is the growth pole supporting Chinas economic development. Research on the coordinated development of scientific and technological innovation and economy in urban agglomeration can provide reference for the innovative and high-quality development of urban agglomeration.Based on the model of coupling coordination degree， the temporal and spatial evolution law of coupling coordination degree of scientific and technological innovation and economicdevelopment of 28 prefecture-level cities in the middle reaches of the Yangtze River from 2008 to 2018 was analyzed. The results show that： （1） The development of scien？ tific and technological innovation and economic development in the urban agglomeration in the middle reaches of the Yang？ tze River is not synchronized， scientific and technological innovation lags behind economic development， but the growth momentum of scientific and technological innovation is strong； （2） The level of coupling and coordinated development of sci？ entific and technological innovation and economic development has been continuously raised， The synergy effect of the two systems is beginning to appear； （3） The degree of coupling and coordination between scientific and technological innovation and economic development has obvious spatial differentiation characteristics， forming a "multi-center" spatial distribution pattern with Wuhan， Changsha， and Nanchang as the core； （4） Focusing on implementing the innovation-driven develop？ ment strategy in the future and promote the deep integration of scientific and technological innovation and economic devel？ opment； further enhance and give play to the regional synergy， and promote the integrated high-quality development of the middle reaches of the Yangtze River to a new level.

Keywords： scientific and technological innovation；economic development；coupling and coordination；urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River