张睿 张军亮 雒曼 刘喜文

一、引言

在知识经济时代，创新能力已经成为一个国家和地区的核心竞争力，是经济社会发展的决定性因素。党的十八大以来，党中央高度重视创新驱动发展战略。2013年，习近平总书记在十八届中央政治局举行第九次集体学习时强调：“创新驱动是形势所迫……必须及早转入创新驱动发展轨道，把科技创新潜力更好释放出来。”[1]2015年，习近平总书记在华东七省市党委主要负责同志座谈会上指出：“综合国力竞争说到底是创新的竞争。要深入实施创新驱动发展战略。”[2]2016年，为了加快实施国家创新驱动发展战略，党中央和国务院颁布了《国家创新驱动发展战略纲要》。

河南省积极推动创新驱动发展战略，把创新作为提升区域竞争力的关键，提出了创新战略目标：“到2030年进入全国创新发展先进行列，到2050年建设成为在国内外具有影响力的创新型大省。”[3]为大力实施创新驱动发展战略，加快推动科技创新改革发展，切实提高科技供给质量和效率，引领支撑高质量发展，河南省人民政府发布了《关于实施创新驱动提速增效工程的意见》。

河南省的区域创新能力如何？学者从不同角度对河南省辖市的区域创新能力的差异性和空间分布进行了研究。例如，黄桂林等运用协同理论从区域创新投入与创新产出构建了创新能力评价体系，分析了河南省2004～2018年区域创新协同能力。[4]赵宏波等基于专利数量，运用耦合协调模型研究创新能力和经济发展耦合，揭示了河南省创新能力的时空格局演变规律。[5]李晓飞等从知识创新能力、企业创新能力、区域创新环境、区域创新绩效等维度构建创新能力评价指标，运用多层次因子分析法及K-means聚类分析法分析河南省区域创新能力。[6]本文在对区域创新能力相关研究成果进行梳理的基础上，根据科技进步奖奖励等级和区域或机构获奖地位不同构建区域创新能力计算模型，从不同维度分析河南省区域创新能力的差异和空间分布，并提出优化河南省区域创新整体水平、促进区域均衡协调发展的政策建议。

二、区域创新能力构建及研究方法

(一)区域创新能力

世界知识产权组织等机构从制度、人力资本与研究、基础设施、市场成熟度和商业成熟度等五个维度构建了全球创新指数(Global Innovation Index，GII)，并对世界上120多个国家和地区进行评价。[7]《2017欧盟创新记分牌》主要从框架条件(人力资源、吸引力的研究系统、创新友好的环境)、创新投资(财政与支持、企业投资)、创新活动(创新企业、联系、知识产权)、创新影响(就业影响、销售影响)等方面构建创新体系。[8]科技部和中国科技信息研究所从创新基础(创新生态、创新投入、创新产出)和创新特色(科教资源富集程度、产业技术创新能力、创新创业活跃程度、开放协同创新水平、支撑绿色发展能力)两个维度对我国的城市创新能力进行评价。[9]

本研究将科技进步奖作为区域创新能力的评价标准，对于奖励等级和参与单位赋予不同的创新能力评价值。由于科技进步奖在评选过程中依据创新程度来评定等级，因此将奖项的等级作为区域创新能力的评价指标是可行的。由于项目第一完成机构相较于参与单位在项目完成过程中具有相对较高的影响力，因此有必要对参与单位与第一完成机构所在区域的创新能力赋予不同权重。基于以上两个标准，本文将某一省辖市在某一项目中所反映出的创新能力的计算公式设定为：

(1)

(2)

其中，x表示河南省的某一省辖市，y表示河南省科技进步奖中的某一项目，grade(y)表示项目y的获奖等级，w(x，y)表示省辖市x在项目y中的参与程度。

将某一省辖市的区域创新能力表示为：

(3)

其中，num(x)表示省辖市x内机构数量。

(二)研究方法

运用泰尔指数分析河南省区域创新能力的差异性，利用全局空间相关分析和局部空间相关分析对河南省各省辖市区域创新能力进行空间分析。

1.泰尔指数

泰尔指数是20世纪60年代Theil(泰尔)为衡量区域收入分配差异，将信息熵理论引入区域收入差异中提出的[10]，其计算方法为:

(4)

其中，n为所有的区域数量，yi为第i个区域收入，y表示所有地区收入的均值。T越小表明差异越小，本文运用泰尔指数来衡量区域间创新能力差异。

2.全局空间相关分析

Moran’s I是澳大利亚统计学家Moran在1950年提出的全局空间相关分析方法，它能够反映要素的空间聚集特征，是用来度量空间相关性的重要方法。[11]其计算方法为：

(5)

其中，n表示区域总数，xi表示区域i要素值，u为所有区域的要素值的均值。wi，j表示区域i和区域j之间的邻接矩阵，如果两区域相邻，那么wi,j为1；如果两区域不相邻，那么wi,j值为0。

I值在-1到1之间。如果I>0，表示空间各区域要素间具有空间正相关性，即呈聚集性格局；如果I<0，表示空间各区域要素间具有负相关性，即呈分散格局；如果I=0，表明空间区域要素不相关，即呈随机分布。

运用Z得分对Moran’s I进行显著性检验，Z得分计算方法[12]为：

(6)

其中，E[I]=-1/(n-1)，Var(1)=E[I2]-E[I]2。

若Z>1.65或Z<-1.65，其置信度大于90%(p<0.10)；若Z>1.96或Z<-1.96，其置信度大于95%(p<0.05)；若Z>2.58或Z<-2.58，其置信度大于99%(p<0.01)。

3.局部空间相关分析

尽管全局空间相关分析从整体上能够反映区域要素的聚集情况，但不能具体反映区域内空间异质性。1995年美国Anselin教授提出了局部Moran’s I，其计算方法为：

(7)

(8)

其中，zi是区域i要素值xi的标准化形式。如果Ii>0，表明区域要素与周边区域差异性较小；如果Ii<0，表明区域要素与周边区域差异性较大。

通过局部Moran’s I，可以生成Moran散点图和聚集图。Moran散点图以区域要素标准化值为横坐标，以相邻区域要素平均值(空间滞后变量)为纵坐标轴，构建四个象限，来表示不同类型空间相关关系；聚集图是在显著性p<0.5的水平下绘制的地图。[13]

4.数据来源及处理

本文以河南省的18个省辖市(以下简称“市”)的创新能力为研究对象，时间为2010～2017年。科技进步奖数据来源于河南科技奖励网，各市的机构数来自河南省统计局公布的统计年鉴中的法人单位数量。

数据预处理：首先，从河南科技奖励网收集2010～2017年年度获奖项目，抽取所有第一完成单位和参与单位信息。其次，利用网络搜索引擎查询所有单位所属的市，其中省直管县(市)的机构数计入其所在的省辖市。再次，综合建立河南省各省辖市获奖数据库。

三、结果及分析

基于自建的河南省各省辖市获奖数据库以及各省辖市的法人机构数量对18个省辖市的区域创新能力进行分析。在此基础上，分别运用泰尔指数和空间分析对河南省区域创新能力进行区域差异性和空间分析。

(一)河南省各省辖市的获奖机构数

本文统计了2010～2017年河南省4 452个获奖机构，依据机构所在地统计各个省辖市的获奖机构数量，如图1所示。

图1 2010～2017年河南省各省辖市获奖机构数量

统计结果显示郑州市的获奖数量远远多于其他省辖市，有2 481个，占总量的55.73%，位于第一等级；洛阳市有412个，新乡市有256个，两地共占15.22%，位于第二等级；南阳市、焦作市、许昌市、平顶山市和开封市都多于100个，位于第三等级；信阳市、安阳市、周口市、濮阳市、商丘市和驻马店市多于50个，位于第四等级；漯河市、鹤壁市、三门峡市和济源市少于50个，位于第五等级。

(二)河南省各省辖市区域整体创新能力

区域整体创新能力是公式(2)中不考虑区域内机构数量计算的区域创新能力。在河南省各省辖市获奖数据库的基础上，运用公式(3)综合计算河南省各省辖市2010～2017年的区域整体创新能力，详细计算结果如表1。

表1 河南省各省辖市2010～2017年区域整体创新能力

从全省来看，2010～2017年间，河南省各省辖市整体创新能力保持相对稳定，最小值为2014年的155.333，最大值为2010年、2011年的166.750。从各市看，郑州市的整体创新能力远远高于其他市，在所有年份中都占50%以上，洛阳市和新乡市的整体创新能力基本排在第2、第3位，漯河市、商丘市、驻马店市和济源市整体创新能力相对较低，整体创新能力基本都小于2。从时间维度看，开封市和许昌市的整体创新能力在此期间基本上呈上升趋势。

(三)河南省各省辖市区域创新能力的差异性分析

运用泰尔指数对各省辖市2010～2017年的区域创新能力进行分析，以此来评价区域差异的变化。由于郑州市的区域创新能力明显高于其他市，因此本文分别分析了所有省辖市的泰尔指数变化和不包含郑州市的其他省辖市的泰尔指数变化。(图2)

图2 2010～2017年河南省各省辖市区域创新能力的泰尔指数

整体上看，在2010～2017年间，不包含郑州市的区域创新能力泰尔指数明显低于包含郑州市的区域创新能力的泰尔指数，这表明郑州市的区域创新能力和其他省辖市存在明显的差异。从时间维度看，在2010～2017年间，包含郑州市的所有省辖市的区域创新能力的泰尔指数整体上呈下降趋势，表明河南省创新能力的区域差异在减小，但是不包含郑州市的其他省辖市的区域创新能力的泰尔指数整体上呈上升趋势，表明除郑州外的其他各省辖市的区域创新能力差异在增大。

(四)河南省区域创新能力的空间分析

为进一步分析河南省各市科技创新能力的空间聚集状况，运用GeoDA中的分位数地图、Moran’s I、散点图以及聚集图来分析2010～2017年间河南省区域创新能力的空间分布，并进行可视化展现。

1.河南省各省辖市区域创新能力分位数地图

为了对河南省各省辖市2010～2017年间的区域创新能力有更加直观、清晰的认识，本文将这8年间的区域创新能力求和，并运用GeoDA中的“Quantile Map”，选择5为分位数，生成河南省各省辖市的区域创新能力分位数地图。(图3)

图3 河南省各省辖市区域创新能力分位数地图

图3相对清晰地反映了这8年间各省辖市的创新能力的聚类，郑州、洛阳、新乡和焦作的区域创新能力值在[0.002 12，0.007 96]，相对高，形成第一类；开封、济源和平顶山的区域创新能力值在[0.001 31，0.001 35]，形成第二类；濮阳、鹤壁、许昌和漯河的区域创新能力值在[0.001 06，0.001 25]，形成第三类；安阳、三门峡和南阳的区域创新能力值在[0.000 727，0.000 853]，形成第四类；商丘、周口、驻马店和信阳的区域创新能力值在[0.000 415，0.000 718]，形成第五类。从区域创新能力聚类的五个类别来看，呈现以郑州市为中心，向四周区域创新能力不断降低的状态。

2.河南省各省辖市区域创新能力全局空间相关分析

运用GeoDA计算Moran’s I，分析河南省区域创新能的空间相关性。为了使各省辖市的区域创新能力值变化相对平缓，本文在计算Moran’s I过程中，将相邻的两年进行求和，然后再进行Moran’s I计算，如表2。

表2 不同时间的Moran’s I

在表2中，所有的值Moran’s I均大于0，且所有z-value也都大于1.65，说明其通过显著性检验，表明河南省各省辖市科技创新能力在2010～2017年间存在正空间相关性，具有空间聚集性，即区域创新能力高的周边区域创新能力也相对较高。在2010～2017年间，Moran’s I不断增大，表明区域创新能力的聚集效应越来越明显。

3.散点图分析

为更清晰地分析河南省各省辖市区域创新能力的空间分布情况，运用GeoDA对2010～2017年间进行了Moran散点图分析(图4)，并将不同象限的市形成表3。

在图4中，2010～2017年间，H-H象限和L-L象限体现出河南省各省辖市区域创新能力的空间异质性；在四个散点图中都有一个比较突出的点，该点在横轴方向上的值很大，但是在纵轴方向上都比较接近于0，该点是郑州，表明郑州周边的市的创新能力都相对较高，同时郑州市的区域创新能力高于周边的地市。

图4 2010～2017年河南省各省辖市区域创新能力Moran散点图

2010～2017年间，在H-H象限中，郑州、洛阳、新乡和焦作4个市基本不变；2014～2015年(5个)，增加济源市；2016～2017年，增加平顶山和开封。在L-L象限中，南阳、信阳、驻马店、周口和商丘5个市基本不变；2012～2013年(8个)，增加安阳、鹤壁和濮阳，2014～2015年(7个)，增加鹤壁和濮阳；2016～2017年(7个)，增加漯河和安阳。在H-L象限中，除了2012～2013年漯河，没有其他省辖市。在L-H象限中，三门峡和许昌2个市基本不变。整体表明，尽管四个象限的省辖市有变化，但61.1%的市(11个)保持不变，其中H-H象限和L-L象限占50%(9个)；H-H象限的几个市都在郑州的周边(表3)。

表3 河南省各省辖市区域创新能力的象限分布

4.聚集图分析

运用GeoDA聚集图对河南省区域创新能力局部相关类型及其5%的显著性水平检验聚集区的省辖市进行呈现，如图5所示。

在图5中，2010～2017年河南省区域创新能力差异的空间格局及其发展演化格局能够被呈现出来，显著的H-H聚集区域的演化格局为“(郑州、焦作)—(郑州、焦作)—(郑州、焦作、新乡、洛阳)—(郑州、焦作、新乡)”；显著的L-L聚集区域的演化格局为“(周口、信阳)—(信阳)—(驻马店、信阳)—(无)”。整体上看，区域创新能力显著的H-H聚集区以郑州和焦作为中心，且区域不断扩大；区域创新能力显著的L-L聚集区以信阳为中心，且区域不断缩小。

图5 2010～2017年河南省各省辖市区域创新能力聚集图

四、研究结论与建议

(一)研究结论

以2010～2017年间河南省科技进步奖为数据源分析河南省各省辖市的创新能力差异性和空间分布，结果表明：(1)从获奖机构数量和整体创新能力上看，郑州市远远高于其他省辖市，洛阳市和新乡市位于第二和第三。(2)泰尔指数表明，郑州市的区域创新能力和其他省辖市，存在明显的差异，郑州市是河南省的创新中心。从时间维度看，整体区域创新能力差异在减小，但是不包含郑州的其他省辖市的差异呈现增大趋势。(3)分位数地图表明河南省区域创新呈现以郑州市为中心，向四周不断降低的态势；Moran’s I不断增大，表明区域创新能力的聚集效应越来越明显；散点图显示，2010～2017年间，河南省大部分省辖市的空间分布没有变化；聚集图显示，郑州市和焦作市为显著H-H聚集区的中心，该区域不断扩大；信阳市为显著L-L聚集区的中心，该区域不断减小。

(二)政策建议

针对河南省区域创新能力的差异和空间分布情况，可以考虑采取以下措施促进河南省创新能力提高，实现河南省区域创新的均衡和协调发展。

第一，加强郑州市和郑洛新国家自主创新示范区的创新辐射带动作用。创新要素在空间上具有明显的空间聚集效应，政府要通过空间的辐射效应来提升周边地区乃至整个区域的创新能力。国家自主创新示范区对促进我国的创新驱动战略的实施起到了积极作用，创新辐射带动作用明显。郑州市作为河南省创新中心城市，要充分发挥其引领和带动作用，提高全省创新能力。同时，郑洛新国家自主创新示范区作为国家级的创新示范区，也需要进一步发挥其区位优势，形成具有国际竞争力的中原创新创业中心，并辐射带动中原地区的创新能力提升，从而实现河南省创新能力在空间上的均衡、协调发展。

第二，结合区位优势，促进空间相邻的跨区域创新协同合作。从河南省区域创新能力的空间分布可知，区域创新能力存在L-H聚集区域。各区域要素禀赋不同是跨区域合作的前提，跨区域合作可以有效实现要素在不同区域的重新组合，激发创新活力，从而促进区域创新能力的协调发展。针对河南省创新能力L-H聚集区域，应该积极加强创新能力较强地区同周边创新能力较弱地区的创新要素重组，进而实现区域创新能力的共同提高。

第三，针对创新能力较弱地区，应积极发掘其自身创新优势和推动全区域创新帮扶机制。创新能力较低的省辖市应结合地区实际情况，多维度、全方位挖掘自身的创新要素。河南省政府应集中全省的创新资源实现对其进行精准的创新帮扶，进而实现全省创新能力的提升。