长三角都市圈创新体系的运行机制研究

谢富纪

（上海交通大学 安泰经济与管理学院，上海 200052）

长三角都市圈创新体系的运行机制研究

谢富纪

（上海交通大学 安泰经济与管理学院，上海 200052）

在对长三角都市圈创新体系发展现状进行聚类分析的基础上，构建长三角都市圈创新体系系统动力学模型，仿真分析长三角都市圈创新体系的运行机制，指出长三角都市圈创新体系各子系统的运行表现。研究结果表明：长三角都市圈创新体系政府子系统的宏观管理效益具有不断提高的趋势；企业子系统目前经济增长的影响因素中依靠劳动力增长速度所占比重依然最大，具有明显的粗放型特征；高校和科研机构子系统在长三角都市圈创新体系运行中发挥了关键作用；企业创新投资总额、企业技术引进总额和年技术输出成交总额构成长三角都市圈创新体系技术市场发育的关键因素。

都市圈创新体系；运行机制；长三角

一、引言

纵览国际上的主要都市圈（纽约都市圈、东京都市圈、伦敦都市圈、巴黎都市圈和美加五大湖都市圈），它们无不代表着当今天世界经济发展的巅峰力量，不仅是国际经济、金融、商贸中心和控制中心，也是世界科学技术创新中心、国际文化艺术交流和国际信息制造加工传播中心。它们在国家和世界经济发展中具有枢纽作用，是连接国内国际的接点和产生新技术、新思想的“孵化器”，具有强大的国际辐射能力和“场效应”。从某种意义上讲，全球经济是由世界级城市所主宰的，中国要参与全球经济竞争并在国际经济中拥有发言权，就必须进入世界城市体系的顶级层次。因此，未来中国经济的发展需要世界级都市圈的支撑，而都市圈综合竞争力的形成主要取决于都市圈创新能力的提升，所以建设大都市圈创新体系将是21世纪我国城市和区域经济发展的重要战略任务。近几年，随着大都市圈在区域、国家创新体系中发挥着越来越重要的带动作用，在科学研究领域对于大都市圈的研究也逐步展开。由于大都市圈的范围通常包含了多个行政区域，以企业为主体的创新活动在大都市圈范围内进行与一般区域有着很大的差别，要求自然资源、政策资源、创新要素、经济行为主体以创新的方式在更大的区域空间内有效整合，充分利用更广阔的地理集中优势。因此，在大都市圈背景下的创新体系运行机制研究不论是从现实角度，还是从理论角度都具有重要的意义。

二、长三角都市圈创新体系运行的聚类分析

（一）聚类分析指标

长三角都市圈创新体系主要包括了政府、企业、高校和科研机构、中介机构等主体。因此，本文选取反映这四个主体的相关指标，同时考虑数据的可获得性因素，在系统性原则、协作性原则和科学性原则的指导下，构建如下聚类分析指标体系（表1）：

表1 聚类分析指标体系

（二）聚类分析结果

指标数据主要来源于《长三角都市圈统计年鉴2007》、《江苏统计年鉴 2007》、《浙江统计年鉴 2007》、《中国城市统计年鉴2007》、《长江和珠三角及港澳统计年鉴2007》、16城市统计年鉴、CNKI中国宏观统计数据挖掘分析系统及各类文献资料。聚类分析结果如图1所示：

图1 聚类分析谱系图

聚类分析结果表明，长三角都市圈16城市创新体系的发展现状大致可以分为三类。其中上海市以明显的优势居于第一类，南京、杭州、无锡、苏州、宁波5个城市居第二类，其余城市居第三类。

产生目前聚类差异的原因来自于多个方面。首先，与地区的经济发展状况有关。上海市经济发展一直处于都市圈首位，创新基础良好，聚集了很多大中型企业的研发机构及众多的科研教育机构，政府对于创新体系的建设也相当重视；处于二线的城市，随着近些年来经济的迅速发展，涌现出大量的高技术企业，政府对于创新体系的建设也日益重视；而处于三线的城市，在都市圈内经济发展相对薄弱，创新体系建设相对较差。

其次，与地区利用外资的程度有关。长三角都市圈、苏州等地近年来大量引入外资。随着外资在这些地区的投入加大和更多研发总部在这些地区的设立，地区产业体系日趋完备，外资企业的投资加快了当地高新技术产业的发展，而外资企业也带动了原有创新体系的完善与创新。

第三，与城市的科研实力及中介服务能力密切相关。长三角都市圈作为长三角都市圈的核心城市，高校科研机构及技术中介机构众多，集中了生产制造业、金融业、服务业等行业内顶尖的企业和人才，科技创新活动密集，引领圈内尖端技术发展方向，具有很强的号召力，从而吸引了更多科研机构和人才加入其城市创新体系建设中，形成了良性循环；而二线城市如南京、杭州等也由于其城市内的高校及科研机构相对较多，可以吸引众多科研人才，推动地区的技术活动，进而推动技术中介机构的发展，引发技术交易行为，从而推动了地方创新体系的建设。

三、长三角都市圈创新体系运行机制的系统动力学分析

（一）长三角都市圈创新体系运行机制的基本描述

都市圈创新体系中创新活动的行为主体主要是地方政府、企业、高校和科研机构以及中介机构。各行为主体间的相互合作构成体系的基础和决定着体系的运行，因此只有当四个主体之间具有良好的运行机制时，才能保证都市圈创新体系整体运行效率的提高。而都市圈创新体系在不断的发展过程中通过不断调节自身各主体的关系，逐步形成适合自身发展的运行机制。

图2 都市圈创新体系的运行机制

与其他区域创新体系类似，都市圈创新体系的运行机制也是由地方政府、企业、高校和科研机构以及中介机构之间的相互联系所构成的，但是与其他区域创新体系运行机制所不同的是，都市圈创新体系的主体内部也存在着相互影响的关系。例如在政府主体中，由于都市圈往往包含有多个地方政府，因此在形成一定的政策、制度的时候，往往需要地方政府之间相互协商交流，最终形成最适合都市圈发展的政策制度；而企业主体之间也会根据其他区域产业的不同，可以通过不断交流，在政府政策的引导下，结合自身特点，形成产业互补及规模效应等优势，从而更好地促进都市圈创新体系的完善。区域间的沟通，互补及所形成的协同效应正是都市圈创新体系运行机制的特点所在。

（二）涉及的基本变量

长三角都市圈创新体系本质上是在一定的外部环境下，政府、企业、高校和科研机构、创新服务机构等创新主体相互协调、相互作用，构建的具有一定环境空间的创新资源配置系统。而从组成要素和系统结构特征来看，长三角都市圈创新体系的运行机制具备了应用系统动力学方法的基本条件：

（1）都市圈创新体系以反馈环为基础，且系统内部存在多重反馈环，因此其结构具有系统复杂性。

（2）都市圈创新体系的四个主体之间具有复杂的相互依赖关系，其中许多关系具有明显的非线性特征。

（3）都市圈创新体系的输入与输出往往存在较强的延时性，且在空间上是分离的。

（4）作为社会系统，都市圈创新体系具有很大的惯性，对于政策的改变有一定的抵制性，且其长期效果往往与短期效益有所出入。

（5）都市圈创新体系的研究不适宜进行实际系统试验，且许多现象的出现都是一次性的。

从结构上来看，长三角都市圈创新体系包括政府行为子系统、企业行为子系统、高校与科研机构行为子系统和中介服务机构行为子系统等四个子系统。其中：政府行为子系统主要表现为制度创新，其代表地方政府在区域创新体系构建与运行方面的行为及其作用；企业创新子系统主要表现为技术创新，其代表企业的创新行为及相应的经济效益；高校与科研机构行为子系统主要表现为知识创新，其代表高校和科研机构在区域创新体系的产学研合作及创新方面，以及区域创新知识基础构建方面的行为及效果；中介服务机构行为子系统主要表现为服务创新，其代表中介服务机构在提供创新服务、促进区域创新方面的作用。各子系统之间的互动关系如图3：

图3 长三角都市圈创新体系结构

本文中，长三角都市圈创新体系运行机制的系统动力学分析涉及到的具体变量包括：

1.政府行为子系统

（1）政府管理效益 （management benefit of government,mbg）

（2） 人口总量（the population in the region,pr）

（3） 资金增长速度（increasing speed of capital,k）

（4） 劳动力增长速度（increasing speed of labor,l）

（5） 技术进步率（the progressing rate of technology improvement,a）

（6）实际GDP增长率 （the actual increasing rate of gross domestic product,y）

（7） GDP 年增长额（the annual increment of gross domestic product,igdp）

（8） GDP（gross domestic product,GDP）

（9）政府年度财政支出（government financial expenditure,gfe）

（10）政府年度财政支出变化额 （the changing value of the government financial expenditure,cvgf）

（11）政府年度财政支出变化率 （the changing rate of the government financial expenditure,crgf）

（12）政府部门人数 （the number of staff in the government,nsg）

（13）政府部门人数变化额 （the increment of the staff number in the government,isng）

（14）政府部门人数变化率 （the changing rate of the government staff number,crgs）

（15）政府年度行政开支 （bureaucratic expenditure of government,beg）

（16）政府年度行政开支变化额（the changing value of the government bureaucratic expenditure,cgbe）

（17）政府年度行政开支变化率 （the changing rate of the government bureaucratic expenditure,rgbe）

（18）政府年度财政收入 （financial income of the government,fig）

（19）政府年度财政收入增长额（the increment of the government financial income,igfi）

（20）政府年度财政收入变化率 （the annual changing rate of the government financial income,rgfi）

（21）政府研发投入比例 （the proportion of the government R&D investment,pgi）

2.企业行为子系统

（1）企业技术引进投资比例（the proportion of enterprise investment for inducing advanced technologies,peit）

（2）企业创新投资总额（innovation investment of enterprise,iie）

（3）企业创新投资比例 （the proportion of enterprises innovation investment,peii）

（4）企业创新实践投资额 （enterprise’s implementary investment of innovation,eiii）

（5）企业创新实践投资比例（the proportion of enterprise’s implementary investment of innovation,piii）

（6）企业创新实践绩效（benefit of innovation implementary actions in enterprise,biie）

（7）企业新产品产值 （production of new product,pnp）

（8）企业新产品产值增长额 （the production increment of new product,pinp）

（9）企业新产品产值变化率（the annual changing rate of the production of new product,rpnp）

（10）企业资助科研机构研发资金比例（the proportion of money aided by enterprises to research organization,paer）

（11）研发投资（R&D investment,rdi）

（12）研发效益（efficient of R&D,erd）

（13）企业科研机构联合程度 （the coefficient of the relating degree from enterprises to research organizations,rder）

（14）研发投资需求 （the demand of R&D investment,dri）

（15）平均研发投资需求 （the average demand of R&D investment,adri）

（16）企业与科研机构合作研发课题比例（the proportion of research tasks cooperating by the enterprises and research organizations,pter）

（17）企业税前利润增长 （the increase of enterprises profit,iep）

（18）企业利润总额 （total amount of enterprises profit,taep）

3.高校和科研机构行为子系统

（1）科研机构研发投资额 （R&D investment of research organizations,riro）

（2）科研机构研发投资比例（the proportion of research organizations R&D investment,proi）

（3）科研机构年产出额 （the output of research organizations,oro）

（4）年 科 研 课 题 数 （the annual number ofresearch tasks,nrt）

（5）科研机构对企业联合程度 （the coefficient of the relating degree from research organizations to enterprises,rdre）

（6）高等教育投入资金总额 （investment of high education,ihe）

（7）年人均高等教育费用 （the average cost of high education per year,ache）

（8）高校年均入学人数 （the number of new students of high education,nns）

（9）高校在校学生数 （the number of high education students,nes）

（10）高校计划在校学生数（the available number of high education,anes）

（11）高校年毕业人数 （the number of the graduated people of high education,ngp）

（12）科技人才总数 （the number of the intelligence,ni）

（13）引进科技人才数 （the number of incoming intelligence,nii）

（14）培养科技人才数 （the number of cultivating intelligence,nci）

（15）流出科技人才数 （the number of flow-out intelligence,nfi）

4.中介机构行为子系统

（1）技术市场成交额 （the dealing amount in the technology market,datm）

（2）年技 术输出 成交 额 （the annual dealing amount of export technologies,daet）

（3）技术输出成交额年增加额 （the annual increment of the dealing amount of export technologies,idet）

（4）年技术输出成交额变化率（the changing rate of the annual dealing amount of export technologies,cret）

（5）中介机构服务水平影响系数 （the coefficient of the service level of the intermediaries,csli）

（6）年引 进技术 成交 额 （the annual dealing amount of inducing advanced technologies,dait）

（7）引进技术成交额年增加额 （the increment of dealing amount of inducing advanced technologies,idit）

（8）年引进技术成交额变化率（the changing rate of dealing amount of inducing advanced technologies,rdit）

（三）都市圈创新体系的系统动力学模型涉及的主要公式

1.长三角创新体系系统动力学模型建立在如下假设之上：

（1）区域创新体系的建设与运行是一个连续、渐进的行为过程。

（2）不考虑因为非正常原因如战争等因素导致的系统状态突变。

2.长三角都市圈创新体系系统动力学模型涉及的主要公式

（1）政府管理效益（mbg）

在区域创新体系中，政府的作用主要体现在通过制定各项政策法规，来引导和管理区域创新体系的建设和运行，因此其职能的实现与其管理效益密切相关，为了实现国民经济总产出的增加和资源利用效益的合理化，政府在实施其管理职能的过程中要消耗一定的人力、物力和财力等资源，因此本文通过采用政府活动所消耗与配置的资源数量指标来反映政府管理的效益。

式中：mbg——政府管理效益

nsg——政府部门人数

pr——区域人口总量

GDP——国内生产总值（units/year）

beg——政府年度行政开支（units/year）

fig——政府年度财政收入（units/year）

gfe——政府年度财政支出（units/year）

mbg的数值越小则越表明政府管理效益较高；反之，则表示政府管理效益较低。

（2）国内生产总值（GDP）

式中：igdp——GDP年增长额（units/year）

y——实际GDP增长率

（3）技术进步率（a）

美国经济学家索洛提出，在决定一个国家的经济增长能力方面，技术进步的重要性超过了资本的投入。在他提出的余值法中认为，产出增长速度的获得，是由资金投入、劳动投入和技术进步三者共同作用而实现的，因而在产出的总增长中，扣除由于资金投入量的增加和劳动投入量的增加对产出所作的贡献，剩下的“余值”便是技术进步对产出所作的贡献，表示为：

式中：k——资金增长速度

l——劳动力增长速度

α——资金产出弹性系数

β——劳动产出弹性系数

（4） 企业利润增长（iep）

式中：iep——企业利润增长（units/year）

taep——企业利润总额（units/year）

erd——研发效益

biie——企业创新实践绩效

（5）企业创新实践绩效（biie）

企业创新实践绩效是指企业在将新产品、新工艺、新技术、新设备等应用于企业生产实践、产生新产品过程中的效益，可用企业新产品产值与企业创新实践投资额的比值来表示：

式中：pnp——企业新产品产值（units/year）

eiii——企业创新实践投资额（units/year）

（6） 研发投资（rdi）

这里的研发投资指的是产学研合作的技术创新研发资金，其来源主要是研究机构和企业，其投入的额度主要取决于研究机构与企业之间的联合程度。

式中：riro——科研机构研发投资额（units/year）

iie——企业创新投资额（units/year）

rdre——科研机构对企业联合程度

rder——企业对科研机构联合程度

（7） 研发投资需求（dri）

式中：nrt——年科研课题数

adri——平均研发投资需求（units/number）

pter——企业与科研机构合作研发课题比例

（8） 研发投资需求（dri）

式中：dri——研发投资需求（units/year）

adri——平均研发投资需求（units/number）

pter——企业与科研机构合作研发课题比例

（9） 研发效益（erd）

式中：erd——研发效益

a——技术进步率

rdi——研发投资（units/year）

（10）科研机构研发投资额（riro）

科研机构的研发资金主要来源于三个渠道：一是研究机构将其科研成果转化获得经济利益后，以其自身积累的资金投入研发；其次是各级政府的投入；最后是企业对专业研发机构的资助。

式中：pgi——政府研发投入比例

paer——企业资助科研机构研发资金比例

oro——科研机构年产出额（units/year）

proi——科研机构研发投资比例

（11）科研机构年产出额（oro）

式中：datm——技术市场成交额（units/year）

dait——年引进技术成交额（units/year）

csli——中介机构服务水平影响系数

（12）科技人才总数（ni）

式中：nii——引进科技人才数（peoples/year）

nci——人才培养数（peoples/year）

nfi——流出人才数（peoples/year）

（13）技术市场成交额（datm）

式中：iie——企业创新投资总额

peit——企业技术引进投资比例

daet——年技术输出成交额（units/year）

（四）基本结论

1.政府行为子系统仿真结果分析

在政府行为子系统中最重要的衡量指标是政府管理效益，该指标是通过对政府宏观经济政策、事务管理、人事分配、资源分配与合理利用、工作效率和效益等方面综合评估获得的，直接反映了都市圈创新体系运行机制中政府创新主体的管理水平。其影响因素如图4：

图4 政府宏观管理效益影响因素

长三角都市圈创新体系的政府子系统的宏观管理效益具有不断提高的趋势，说明近些年来政府工作效率更高，人员冗余度更低；政府年度行政开支所占政府年度财政支出比例变小，说明近十年来，政府用于市政建设、教育科研等方面的资金比例变大，资金利用效率变高；政府年度财政收入所占GDP总量比例变大，说明政府财政收入增速不断提高，经济效益不断加大。由上可以看出最近十年来政府的体制改革与制度创新取得了一定的成效。

2.企业行为子系统仿真结果分析

本文通过企业利润总额这一输出指标来评价都市圈创新体系运行中企业行为子系统的效率，影响企业利润的因素如图5所示。仿真结果表明，企业利润的增长由长三角都市圈创新体系的研发效益、资金增长速度和劳动力增长速度三方面共同决定，其中研发效益由都市圈创新体系的技术进步率和研发需求及其满足程度共同决定。因此，技术进步率、资金增长速度和劳动力增长速度三者是影响企业利润的主要因素，进而影响都市圈总体经济的增长，而根据这三个影响因子在影响企业利润增长中所占的比重，又可以判断长三角都市圈创新体系的经济增长方式是粗放型的还是集约型的。

图5 企业利润影响因素

对已经获得的数据和模型的仿真结果进行分析表明，在企业利润的增加过程中，由企业创新实践绩效、研发效益、资金增长速度和劳动力增长速度所带来的影响分别为15.90%、17.02%，31.73%和35.35%。

长三角都市圈创新体系运行机制的企业子系统目前的经济增长的影响因素中依靠劳动力增长速度所占比重依然最大，因此还具有明显的粗放型特征；同时依靠资金增长速度所占比重也反映了都市圈创新体系对于外来资金的依赖程度较大；而与以上两个因素相比，企业利润的增长由创新活动带来的增长百分比为15.90%，由研发活动带来的增长百分比为17.02%，合计比例还不足1/3，因此增强研发力度、提高研发效益、提升企业创新实践能力是改变长三角都市圈创新体系经济增长方式，完善企业行为子系统的重要手段。

3.高校和科研机构行为子系统仿真结果分析

（1）研发效益分析

在都市圈创新体系的技术创新和经济发展的过程中，高校和科研机构的研发能力起到了最直接的影响作用，因此，作为企业利润和国内生产总值的重要因素之一，研发效益不但是促进创新体系内部政府子系统与企业子系统不断进步的关键因素，更是衡量高校和科研机构行为子系统的重要指标之一。在都市圈创新体系中研究机构及其与企业主体联合研发的效益是由研发投资、研发投资需求和技术进步率三个主要因素共同决定的，如下图6：

图6 研发效益影响因素

从图中可以看出，除技术进步率外，对研究效益起主要影响作用的即是研发投资与研发需求两个指标。

首先，从研发投资的角度来看，长三角都市圈创新体系中的产学研合作研发其资金主要来源于企业和研究机构的直接投资，并受这两类创新主体间的合作程度的影响。其次，从研发需求的角度来看，其一方面取决于课题的总数，这主要取决于长三角都市圈创新体系中创新活动的活跃程度，科研机构及创新人才数量和质量；另一方面，研发需求还受单个课题的平均研发投资的影响，这主要取决于科研机构的创新能力和效率以及企业对于创新活动的重视程度。

（2）创新人才资源分析

人才资源是长三角都市圈创新体系中最重要的资源，也是衡量高校及科研机构子系统的一个重要指标。在长三角都市圈创新体系中，反映创新人力资源的核心变量是科技人才总数。影响长三角都市圈创新体系创新人才资源形成的因素主要有三个，即通过创新体系内高等教育培育的人才、创新体系的外部引进人才以及创新体系的流出人才。其具体影响因素框架如图7：

图7 科技人才总数影响因素

可以看出，都市圈创新体系中创新人才总量，主要取决于以下三个方面：长三角都市圈创新体系创新人才的数量现状；政府相关政策的支持力度与管理效率，包括吸引优秀人才的政策和培育人才的教育制度；人才外流程度。其中，教育尤其是高等教育，是获得人才的最重要的途径之一。

长三角都市圈创新体系的科技人才总数近十年来保持不断增长，一方面是因为最近几年来都市圈内部高校毕业人数不断增加，都市圈内部人才培养能力不断增强；另一方面也说明长三角都市圈近些年来在引进及保持人才方面效果明显，对于人才的吸引力度不断加大。

4.中介服务机构行为子系统仿真结果分析

技术市场作为创新体系中介服务子系统中最重要的一个环节，其发展状况往往能够反映中介服务机构的活跃程度和成熟度。而影响长三角都市圈创新体系技术市场成交总额的因素主要有以下三个：企业创新投资总额、企业技术引进总额和年技术输出成交总额。其具体影响因素框架如图8：

图8 技术市场成交总额影响因素

因此，都市圈创新体系中的技术市场成交总额主要取决于以下几个方面：长三角都市圈内企业行为子系统现状、企业对于创新的支持力度以及技术市场的活跃开放程度。所以，政府如何制定政策法规来引导技术市场健康发展，创新体系内部企业对于创新的重视程度是带动技术市场不断完善的关键因素。最近十年来，长三角都市圈创新体系内部技术市场成交额总量持续增长，表明近些年来，政府在制定政策法规上的有效性不断增强，企业对于创新的重视程度不断加大，而技术市场整体开放程度也在不断提高。

[1]Freeman,C.Japan:a new national system of innovation.In:Dosi,et al.(Eds.),Technical change and economic theory[M].Francis Pinter,London,1988.

[2]Jeffrey L.Furman，Michael E.Porter,Scott Stern.The determinants of national innovative capacity.Research Policy[J].2002,(31).

[3]Freeman,C.The greening of technology and models of innovation[J].Technological Forecasting and Social Change,1996,(53).

[4]Fuji Xie，Hongwei Du，Innovation System of Metropolitan Region:A Case Study of Yangtze River Delta [J].International Journal of Innovation and Learning,2008,(5).

[5]Gerstlberger,W.Regional innovation systems and sustainabilityselected examples of international discussion [J].Technovation,2004,(24).

[6]刘顺忠,官建成.区域创新体系创新绩效的评价 [J].中国管理科学,2002,(10).

[7]唐厚兴,梁威.区域创新体系创新绩效分析与评价 [J].科技和产业,2005,(5).

[8]杜德斌,宁越敏.论长三角都市圈与长江三角洲城市带的协调发展[J].华东师范大学学报(哲学社会科学版),1999,(4).

[9]谢富纪.技术进步及其评价[M].上海：上海科技教育出版社,2004.

[10]田育飞．区域创新体系理论研究评述[J].合作经济与科技，2007,（6）．

[11]王其藩.系统动力学[M].北京：清华大学出版社,1988.

[12]朱苑秋，谢富纪.长三角都市圈创新要素整合[J].科学学与科学技术管理，2007,(1).

[责任编辑 闫明]

Study on Operation Mechanism of Yangtze River Delta Metropolitan Region Innovation System

XIE Fu-ji
（Antai College of Economics and Management，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200052，China）

Based on the cluster analysis on the development situation of Yangtze River Delta Metropolitan Region innovation system,this paper builds up systematic dynamics model of the Yangtze River Metropolitan Region innovation system and analyzes its operation mechanism by simulation.The simulating conclusions show that macro management efficiency for sub-system of government increasing constantly;growth for sub-system of business mainly relying on labor and investment so as to having obvious extensive features;sub-system of college and research institution playing an important role in the development of Yangtze River Metropolitan Region innovation system;innovation investment,technology introducing and technology export forming key factors for technology market development of the metropolitan region innovation system.

metropolitan region innovation system;operation mechanism;Yangtze River Delta

F127

A

1674-0955（2010）02-0021-09

2009-12-20

谢富纪（1962-），男，山东日照人，上海交通大学安泰经济与管理学院教授，博士生导师。