张司飞，李时起

（武汉大学中国中部发展研究院，湖北武汉 430073）

创新理论表明，创新是经济增长的基本动力［1］。随着我国经济进入高质量发展阶段，创新开始成为我国经济发展和现代化建设的核心力量。党的十九大报告指出，创新是引领发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战略支撑。同时，我国的2035 年远景目标也表明，我国要在2035 年前达成进入创新型国家前列的目标。由此观之，创新已经成为发展的主旋律。我国的行政区划是由绝大多数地级市组成，因此，创新驱动发展离不开地级市创新能力的提升。如何以创新为引擎，实现地级市经济的转型升级，不仅事关地级市经济竞争力的提升，也关系到国民经济整体发展水平。那么，地级市的创新能力受到什么因素制约呢？地级市与对应的省份之间该如何协同创新呢？

1 文献回顾

关于地级市创新能力的研究，目前多集中于将地级市看成一个区域，进而研究区域创新能力及其影响因素。因此，本文对于地级市创新能力的定义与区域创新能力的定义相似，即一个地级市将知识转化为新产品、新工艺、新服务的能力［2］。针对区域创新能力，学界主流研究方向有两个：

一是如何较为全面地评价区域创新能力，如范斐等［3］从知识创新能力、技术创新能力、产业创新能力、服务创新能力和创新环境能力5 个方面构建区域协同创新能力的评价指标体系；姜文仙等［4］构建包含5 个一级指标，18 个二级指标的区域创新评价体系，并测度了2010 至2015 年间珠三角九座城市的区域创新能力；贾春光等［5］以山东省17 个地级市为研究对象，构建起包含科技创新发起能力、科技创新实现能力、科技创新转化能力及科技创新支持能力四个维度的山东省区域科技创新能力指标评价体系；贝淑华等人［6］以江苏省为例，从技术投入、技术产出、技术发展环境3 个角度构建江苏省区域创新能力评价体系，并利用因子分析法进行分析评价。

二是关注有哪些因素会影响区域创新能力，如赵青霞等［7］认为产业结构优化可以为科技人才提供更好的发展平台，从而能吸引更多人才流入该区域，提高区域创新能力；党文娟等［8］发现环境规制和知识产权保护同时实施对区域创新能力具有显著的促进作用，且具有区域异质性；李凤娇等［9］发现地方财政分权可以促进区域创新，而要发挥财政分权的作用需要将地方政府效率保持在合理区间；何舜辉等人［10］则发现经济发展水平、人力资本、教育水平、FDI、制度因素和基础设施等6 个方面的因素在不同程度上对城市的创新能力产生影响。

相关学者已经对区域创新能力的评价体系和影响因素进行了深入的研究，并且成果颇丰，但往往将地级市当作一个单独的区域，忽略了实际存在的省域和地级市的层次嵌套关系以及较为宏观的省域层面的政策对微观层面地级市的影响；再从研究方法来看，多数学者采用的是不分层次的计量模型，可能会忽略层次之间的交互作用。基于此，本文构建省域层面和地级市层面两个层次的分层线性模型，对影响地级市创新能力的因素进行分析。

2 变量选取和数据来源

2.1 变量选取

各层变量具体含义如下：

被解释变量，即地级市创新能力（zlsq）。借鉴已有文献的做法［11-12］，本文使用地级市的专利申请数来衡量该市的创新能力。

地级市层次解释变量，应该反映出地级市的微观主体特征，因此选择以下三个解释变量：

（1）国内生产总值（gdp）：地级市在开展科技创新活动时需要依托一定的经济基础，同时经济发展又能为科技创新活动提供良好的外部环境。在一般情况下，经济发展水平较高的地区，往往拥有丰富的创新资源、良好的创新环境和完善的市场机制和知识产权保护机制［13］。本文采用地级市GDP来衡量其经济发展水平；

（2）产业结构（cyjg）：地级市经济结构的不断优化和调整往往有利于科技创新环境的改善，特别是第三产业的发展，进一步提升对科技创新活动的需求［14］。本文采用第三产业产值占该地级市国内生产总值的比例来衡量产业结构。

（3）R&D 经费支出（rdzc）：内生增长理论认为，创新源自于R&D 活动以及R&D 活动对知识存量的有效利用［15］。因此，R&D 投入可以视为科技创新活动的直接来源。本文采用地级市R&D 经费支出来测度地级市R&D 投入对其创新能力的影响。

省域层次解释变量，应该考虑到省域的宏观层面的因素，具有全局性的特点。这些因素中，科技直接投入、财政科技支出代表省域创新投入水平，法制建设环境、外商投资环境则表征省域创新政策环境。具体指标如下：

（1）科技直接投入：该指标与地级市层面相对应，使用全省R&D 经费支出占GDP 的比例（rdtr）［16］，来衡量对应省份科技创新活动的直接投入力度；

（2）财政科技支出：根据Czarnitzki等［17］的研究，由于与创新有关的研发活动具有部分公共物品的属性，为促进相关研发活动，政府常常通过直接资金资助或税收杠杆的方式对创新活动加以支持。本文使用全省财政预算科技支出（kjtr），衡量财政资金对创新的支持力度；

（3）法制建设环境（fzjs）：企业是创新的主体，而公平完善的法制环境对企业的创新活动有十分重要的影响，特别是在知识产权保护方面［18］。本文使用每万人口中的执业律师人数，衡量该地级市法制建设情况；

（4）外商投资环境（wstz）：外资的流入，可以给地级市带来先进的技术和管理经验［19］，从而提升地级市的创新能力。本文使用外商在该地级市的直接投资占该市GDP 的比例［20］，度量外商投资环境。

在实际回归时，对被解释变量区域创新能力（zlsq）、解释变量国内生产总值（gdp）和R&D 经费支出（rdzc）取自然对数。各具体变量解释如表1所示。

表1 变量选择与描述

2.2 数据来源

考虑数据可得性，本文研究对象是我国不包含西藏自治区和港澳台地区的30 个省份以及其下辖的280 个地级市，数据主要来源于2018 年《中国科技统计年鉴》《中国城市统计年鉴》，部分缺失值参考各地级市统计公报手动补充。

3 模型构建

分层线性模型（HLM）最早是由Lindley 等［21］提出的，Raudenbush 等［22］对分层线性模型进行推广并成功运用于教育领域的研究。目前分层线性模型在人文地理、教育心理以及社会经济等领域也获得广泛应用。分层线性模型可以用于研究同时受到宏观要素和微观要素影响的个体，且微观要素必须嵌套于宏观要素。本文构建的分层线性模型如下文。

3.1 空模型

空模型在每一层中都不加入解释变量。该模型旨在把地级市创新能力差异分解为省域层面的差异和地级市层面的差异。

3.2 组内相关系数

定义组内相关系数ρ：

ρ用于衡量区域创新能力各影响因素中省域层面差异性所占的比例。

3.3 随机截距模型

随机截距模型第一层仍然不加入任何解释变量，在第二层加入省域层次解释变量。该模型旨在探究省域层面因素对地级市创新能力的影响，同时进一步解释由省域层面造成的地级市创新能力差异。

3.4 随机系数模型

随机系数模型在第一层加入地级市层面的解释变量，在第二层不加入任何变量。该模型旨在控制省域层面的随机误差项，研究地级市层面的因素对自身创新能力的影响。

3.5 全模型

全模型将第一层和第二层的解释变量都纳入各自回归模型之中，该模型旨在反映出地级市创新能力差异是怎样受省域层面和地级市层面的因素影响的，同时解释跨层级变量的交互效果。

4 实证结果分析

4.1 空模型分析

使用SPSS 软件和HLM 软件，将30 个省份以及其下辖地级市的数据代入空模型中，得到检验结果如表2 所示。随机效应的卡方检验表明，地级市域层面和省域层面的方差分别为1.020 和1.388，得到组内相关系数ρ=0.576，这表明地级市创新能力的差异有57.6%来源于省域层面的差异，省域层面的差异能够在较大程度上解释地级市创新能力差异。因此在分析各地级市创新能力时，不能忽略省域层面和市域层面的嵌套关系，应结合省域和市域两个层面，利用分层线性模型分析二者的交互作用对地级市创新能力的影响。

表2 空模型检验结果

4.2 随机截距模型和随机系数模型分析

将样本省域层面和市域层面的数据代入随机截距模型和随机系数模型，得到如表3 和表4 所示的回归结果。随机截距模型显示，省域层面的R&D 经费投入(rdtr)、财政科技支出(kjtr)以及外商投资环境都有利于市域创新能力的提升，其中R&D 经费投入(rdtr)、财政科技支出(kjtr)两项显著性P值小于0.01，表现出较强的显著性。此外，将省域层面的指标纳入模型后，计算得到的组内相关系数为0.396，表明在考虑省域层面的影响因素后，省域层面因素对地级市创新能力差异的影响降到了39.6%，与未纳入省域因素之前相比降低了18%。

表3 随机截距模型回归结果

随机系数模型的回归结果如表4 所示，回归结果表明，地级市创新能力与地级市GDP(gdp)、产业结构(cyjg)、R&D 经费支出(rdzc)密切相关，并且，这三者都对地级市的创新能力有正向影响。同时，随机效应中系数表现出较强的显著性，说明亟需引入省域层面的因素来进一步解释市域创新能力差异。

4.3 全模型分析

在空模型、随机截距模型和随机系数模型的基础上，本文将市域层面的影响因素和省域层面的影响因素同时考虑，得到如表5 所示的全模型回归结果，其中代表在固定地级市GDP 水平时，省域影响因素的差异对地级市创新能力影响，其余变量同理。全模型的回归结果分析如下：

表5 全模型回归结果

（1）在保持地级市GDP 水平一定的情况下，省域层面的科技直接投入、财政科技支出对地级市创新能力有正向影响。也就是，地级市GDP 与省级科技直接投入、财政科技支出存在协同作用。这表明，在经济发展水平相当的城市，对应省份为提高其创新能力，加大对科技活动的支持力度特别是经费支出尤为关键，经费支持往往也是提升创新能力的重要支撑。

（2）在保持地级市产业结构一定的情况下，省域层面的财政科技支出、法制建设环境对地级市创新能力有正向影响，外商投资环境则对地级市创新能力有消极作用。也就是，地级市产业结构与省级财政科技支出、法制建设环境有协同作用，与外商投资环境存在拮抗作用。这表明，在产业结构相似的地级市，对应省份适当提升财政对科技活动的支持力度，同时大力推动法制建设，营造良好的法制环境，可以在一定程度上改善地级市创新能力。外商投资环境表现出消极作用的原因可能有两个方面，一方面对于创新资源和创新环境较好的地区，取得技术进步的方式渐渐由依赖外资的二次创新转变为原始创新，另一方面对于创新基础薄弱的地区，进入的外资企业通常为劳动密集型企业，FDI 的溢出效应无法发挥［23］。

（3）在保持地级市R&D 经费支出一定的情况下，省域层面的财政科技支出对地级市创新能力有正向影响，外商投资环境则对地级市创新能力有负面影响。也就是，地级市R&D 经费支出与省级财政科技支出存在协同作用，与外商投资环境存在拮抗作用。这表明，在地级市科技投入力度一定的情况下，对应省份可以适当提高财政科技支出来鼓励和支持科技创新活动，在直接提供经费支持的同时也能发挥财政科技支出的杠杆效应，撬动社会资本流向创新活动。外商投资环境表现出消极作用的原因可能是地级市R&D 经费支出和财政科技支出在一定程度上挤出部分外商投资。

5 结论与对策建议

本文基于我国30 个省份的280 个地级市2018年的数据，利用分层线性模型对地级市创新能力的影响因素进行研究，并分析省域层面和地级市层面的交互作用。结论如下：（1）省域层面的影响因素和地级市域层面的影响因素都能解释地级市创新能力的差异，其中，地级市创新能力的差异中有57.6%是由省域层面的影响因素的不同造成的。（2）地级市层面的GDP、产业结构、R&D 经费支出都对其创新能力的提升有促进作用。（3）在地级市GDP一定的情况下，省域层面增加科技直接投入、财政科技支出可以提升地级市的创新能力；在地级市产业结构一定的情况下，省域层面的财政科技支出、法制建设环境对地级市创新能力有促进作用，外商投资环境则在一定程度上抑制地级市的创新能力；在地级市R&D 经费支出一定的情况下，省域层面的财政科技支出可以增强地级市创新能力，外商投资环境则对地级市创新能力有一定的抑制作用。

根据研究结论，为进一步提升全国地级市水平的创新能力，本文提出下列建议：

（1）重视省域层面创新政策对地级市创新能力的影响。地级市的创新能力往往不仅受到自身经济质量、创新政策的影响，也会受到相应省份创新政策的约束。因此，从省域视角来看，制定相应的创新政策时，需要统筹兼顾到地级市的具体情况，考虑到省域层面和市域层面的政策交互作用。

（2）优化地级市创新资源配置。地级市自身所拥有的创新资源也在提升其创新能力的过程中扮演了重要角色，其中，地级市的GDP、产业结构、R&D 经费支出都能提升地级市的创新能力。因此，从地级市自身的视角出发，在注重经济发展的同时也应补齐创新资源的短板，以优化产业结构、提高研发投入为着力点，培育、鼓励和支持创新质量和创新水平较高的高新技术产业，从而提升地级市的内在创新动力和创新竞争力。

（3）因地制宜制定区域差异化的创新政策。对于存在经济状况差异较大的地级市的省份，通过实施区域差异化的创新政策来有效发挥省（自治区）市之间的协同作用。相关省份可以在省（自治区）内按照地级市自身的经济特征和创新政策特点来划分出一些区域，然后针对相应的区域实行差异化的区域创新政策。例如，对于存在的一些产业结构相似的地级市，可以在一定程度上优化省级财政科技支出，集中力量改善法制建设环境来发挥这些地级市产业结构升级与省域创新政策的协同效果。