中部六省知识空间扩散范围测度研究*

牛冲槐，李 烁

(太原理工大学 经济管理学院，山西 太原 030024)

一、引言

国外学者瑞典隆德大学教授哈格斯特朗[1]最早对空间扩散现象进行了开创性研究，奠定了空间扩散理论的基础。2002年Deroian[2]研究认为知识的扩散是每个潜在成员基于社会网络，从不平衡转向某种平衡状态的过程。由此可见，社会知识扩散的实质是一种社会交换，就是将嵌入性理论[3]深深地嵌入在社会成员的网络之中。随后Marilyn和Piergiuseppe利用网络研究了知识扩散的规律[4]。Jaffe进一步研究了Griliches所提出的知识生产函数，并由此计算了知识扩散的空间尺度，发现州的专利数增长与当地公共和私人促进知识发展的投入是正相关的，从而将研究的重心由传统的企业层面转到地理层面。Verspagen随后提出区域溢出具有扩散性质，并且运用中心地理理论来讨论区域知识扩散，从而把空间因素引入扩散理论。

有关这方面的研究，国内大体经历了以下过程。张黎、蓝峻首先通过运用现代通讯手段和数据处理技术对知识扩散场图进行了构建和分析[5]。随后郭将等从物理学角度分析了知识扩散场，对城市中的知识扩散进行了研究[6]，印证了美国社会学家Garnovetter提出的“弱连带优势”理论[7]，进一步解释了空间区域内知识扩散的结构和方式，对研究实际中企业和城市间的知识扩散效率具有重要意义。在空间扩散测度方面，康凯等通过总结过去的空间扩散成果，在技术创新扩散领域引入了系统论、场论的研究思路与方法，研究了技术创新空间扩散散度和梯度的规律性[8]。刘璇、邓向荣从经济学的视角出发，利用模型对我国四大直辖市技术空间扩散范围进行了测度[9]，为知识扩散范围的测度研究提供了新思路。

虽然在知识扩散方面的研究成果不少，但目前公开发表的以知识空间扩散的范围测度为主的研究成果尚少。因此本文以中部六省为例，以空间上知识扩散的天然标准——空间地理距离为测度标准，研究知识空间扩散的有效辐射范围，并在知识空间扩散能力和知识空间扩散范围方面对其进行排序。

二、知识空间扩散范围的测度

(一)相关概念及研究意义

知识空间扩散是指知识供体通过相关渠道(如发表论文、技术合作等)将其知识向外界进行空间传播和转移，使知识受体接收到其知识的过程。知识空间扩散是在多元素之间进行的，这些元素可以是地区、学科或者企业等，元素之间的知识扩散并不是固定的单一方向，而是受知识需求、知识层次等因素的影响，选择性地产生不同扩散程度的多方向的扩散。城市在知识扩散中既是吸收体又是扩散源，它从周围的地区吸收知识和信息流的同时又向周围的地区辐射知识和信息流。吸收和扩散相辅相成，只有自身汇集了足够的知识进行加工生产才能向周边的城市扩散能量，也只有通过扩散效应，才能继续从周边地区获得更多的知识资源，进一步促进周围地区的发展，提高其知识扩散能力。

目前，城市间的知识扩散对其知识进步及经济增长的作用已经为大多数学者所认可，但现有理论仍面临困难：知识空间扩散能否被测度?如何对其进行有效测度?在知识空间扩散研究的探索过程中，当认识到经验测度的无效性后，学者们开始运用相关模型对其进行研究。下面以中部六省为例，对其知识空间扩散的范围进行测度分析。

(二)模型与方法

威尔逊模型包含大量的物理学概念，本身较为复杂，所以本文对简化后的模型进行了进一步的研究，从物理学的角度出发，将知识空间扩散力运用在了引力模型之中。国内研究者通过研究将威尔逊模型简化为：rn=1/β×lnOn/θ.刘璇指出此公式中的lnOn/θ会极大弱化资源总量对辐射能力的影响，并对公式进行了简单修正[10]。因此，本文算出六省各自在知识资源总量中的权重λn，利用λn强化知识资源总量对扩散场半径的影响力，进一步加强最终结果的合理性，可得公式：

(1)

通过公式(1)可计算出每个省份的知识扩散半径r，从而对其知识空间扩散场的范围进行测度分析。本文把中部六省作为一个系统考虑，每个省又是一个子扩散场，地理距离作为因变量，每个省的知识总量水平(经济、技术、文教等)作为影响其扩散场的扩散能力的主要因素。一个省的知识扩散场的扩散范围是以该省会城市为圆心(把自身看为一个质点)，以地理扩散距离为半径的圆域。可以看出，扩散场的最终扩散效应的测度是以空间地理范围来衡量的，相比于其他的方法，这种方法使得知识空间扩散场范围的测度分析更直接化。

研究过程：(1)利用客观分析法，选取相关指标，计算出各省的知识空间扩散能力得分，并构造各省知识空间扩散的综合资源因子；(2)运用改进后的威尔逊模型，进行相关系数的计算，测算出各省的知识

空间扩散的半径；(3)利用相应的地图软件测算出它们的覆盖范围。

(三)指标和数据选取

本文在经济、科技和文教层面进行了代表性指标的选取。指标选取原则为：(1)简单性，(2)可测性，(3)获得性，(4)可靠性，(5)时效性。根据地理经济学和区域经济理论知识，经济聚集地区往往是区域知识和技术的中心，即区域经济的增长极就是知识和技术的扩散极，地区的经济、科技、文教发展水平无疑是影响地区知识扩散效应的重要因素，同时结合以往研究者的研究成果，本文共选取三大类共9个指标数据(见表1)，原始数据均来自《中国统计年鉴》(2001-2009)。

表1 三大类代表性指标选取

(四)研究结果

1.知识扩散能力的测定

采用因子分析法并考虑多种影响知识扩散能力因素来综合分析中部六省潜在知识扩散能力[注]KMO值：0.699>0.5 可以做因子分析。。运用SPSS软件将各指标数据进行无量纲化后，通过计算得出前两个公因子的累计贡献率为80.192%，故提取出前两个公因子，分别命名为知识扩散能力因子1和知识扩散能力因子2。然后根据得出的因子载荷矩阵，可算出两个公因子的表达式如下：

知识扩散能力因子1=地区生产总值×0.97+高新技术产业产值×0.904+研究与试验发展经费×0.845+科学研究和技术服务人员×0.855+三种专利申请授权数×0.926+技术市场成交额×0.46+教育支出经费×0.936+高等学校专科及以上毕业生人数×0.78+公共图书馆图书藏量×(-0.176).

(2)

知识扩散能力因子2=地区生产总值×(-0.24)+高新技术产业产值×(-0.375)+研究与试验发展经费×0.26+科学研究和技术服务人员×(-0.055)+三种专利申请授权数×0.141+技术市场成交额×0.73+教育支出经费×(-0.409)+高等学校专科及以上毕业生人数×0.227+公共图书馆图书藏量×0.493 .

(3)

然后，分别以各自公因子的贡献率Wi作为权重，以第i个主因子的标准化得分(Zscore)为Qi，其中i=1，2，运用公式：

F=W1Q1+W2Q2.

(4)

得出中部六省知识扩散能力综合得分及排名，结果见表2。

表2 中部六省知识扩散能力综合得分

本文认为综合得分大于0的省份不仅是区域知识扩散的中心，还具有全国性的知识扩散能力，知识扩散能力较强；而综合得分小于0的省份则被视为知识扩散能力较弱，知识扩散到全国的能力有限。

然后，根据前文的研究可知，要运用简化后的威尔逊模型测算出中部六省各自的知识扩散场的扩散半径，还需获得扩散主体城市的知识资源总量。因此，运用因子分析法综合得出各自的知识扩散资源总量，并把它作为模型中的On，以相应公因子的贡献率作为权重，其中i=1，2，运用公式：

知识扩散资源总量=0.643 51×知识扩散能力因子1+0.158 42×知识扩散能力因子2 .

(5)

得出中部六省综合知识资源总量及排名，结果见表3。

表3 中部六省综合知识扩散资源总量及排名

2.知识扩散场半径的确定

根据威尔逊模型，β值通过衰减公式计算：

(6)

式(6)中，T是扩散场中的扩散主体个数，用中部六省的数量表示，即T=6。D是扩散场中的域元范围，用中部六省的平均行政土地面积来表示，通过年鉴中的数据可计算出D=171 220.33 km[注]具体覆盖范围通过运用ARCGIS绘图工具测算而得。。tmax是系统中有明显扩散能力的主体的最大数量，本文认为知识扩散能力综合得分在0以上的都为有明显扩散能力的主体，由表2可得tmax==3.最后，通过公式(6)可得出β=0.004 8.由于排名第三的湖南省的综合得分为0.487，数量级为十分之一，所以设阀值θ=0.1，也就是说当某省的知识扩散能力在某处衰减到0.1以下时，就可以近似认为该省在此处没有扩散作用了。通过公式(1)可得中部六省的知识扩散半径，见表4。

表4 中部六省知识扩散场半径

知识扩散活动很大程度上来源于省会城市，因此，本文在考察中部六省各自的知识扩散场时，以各省省会城市为原点，根据扩散场半径测度其覆盖范围，见表5。

表5 中部六省知识空间扩散场覆盖范围

三、结论与启示

由表5可见，河南的知识空间扩散能力在中部地区在处于领先地位，湖北、湖南和安徽次之，山西和江西则明显落后于它们。总体来看，中部地区知识扩散强度表现为扩散主体的知识扩散能力的大小，它主要取决于扩散主体的经济总量、高新技术产业发展状况、科技成果水平和教育事业投入等方面。

(1)河南具有大范围的知识扩散能力，其扩散范围能够覆盖到全国大部分省份的核心或非核心地区，对四大直辖市均存在知识扩散作用。安徽、湖南、湖北、江西四省的知识扩散范围则集中在了中东部地区。而山西则只能覆盖华北地区部分省份，对京津地区存在一定的知识扩散效应。根据所得结果，可将中部六省的知识扩散强度分为三级，河南处于第一级，湖南、湖北和安徽属于第二级，江西和山西则处于第三级。

(2)中部六省相互之间的知识扩散能力尚有不足，尤其是山西，仅仅受到了来自河南的知识扩散作用，正因为缺少有效的知识扩散来源而使得其自身技术进步缓慢导致经济发展落后。因此，一方面，中部地区应强化政府在科技资源配置中的作用，努力培育高新技术企业作为创新主体，提高自身对周边地区知识扩散的强度；另一方面，六省应努力提高自身的知识和技术的吸收和转化能力，加强相互之间产业、企业及相关部门的知识创新联系与合作，从而在整个区域内形成知识和技术的“扩散—吸收—扩散”的良性循环。

(3)河南和湖北在R&D投入经费方面都为山西和江西的2倍以上，科技成果产出方面则为3倍以上，可以看出R&D投入及其相应的科技产出对知识扩散能力的影响较大。各省份应当加强在R&D内涵型投资项目上的引进力度，保证政府、企业和科研机构的R&D投入强度，同时提高技术引进与消化及创新经费的投入比例，解决科技投入分散、分割，重复投资，重复立项等问题。构建多层次科技金融支持体系，搭建知识产权融资平台，创新知识产品品种，支持企业自主创新和高新技术成果产业化，提高专利和科技成果的利用率，进而提高本省的知识创新能力和知识扩散能力。

参考文献：

[1] Hagerstrand T.Innovation diffusion as a spatial process[M].Chicago：University of Chicago Press，1967：334，126-139.

[2] Deroian F.Formation of Social Networks and Diffusion of Innovations[J].Reasearch Policy，2002，31 (5)：230-245.

[3] Polanyi K.The Econom y as Instituted Process[C]//Po lany i K，A rensberg C M，Pearson HW (Eds).Trade and Markets in the Early Empires.FreePress，G lencoe，IL，1957：243-270.

[4] Marilyn Herie，Carth W Martin.Knowledge diffusion in social work：a new approach to bridging the gap[J].Social Work，2002(1)：85-96.

[5] 张 黎，蓝 峻.知识扩散场的构建、分析与应用[J].管理科学，2005，18(2)：21-26.

[6] 郭 将，张 黎.知识扩散场在城市知识扩散中的应用[J].工业工程与管理，2005(6)：89-95.

[7] 胡 峰，张 黎.知识扩散网络模型及其启示[J].情报学报，2006，25(1)：109-113.

[8] 康 凯，苏建旭，张会云.技术创新扩散场——技术创新空间扩散研究的一种新方法[J].河北工业大学学报，2000(2)：27-31.

[9] 刘 璇，邓向荣.技术空间扩散范围测度研究——以我国四大直辖市为例[J].科学学研究，2010(9)：1331-1337.

[10] 王 铮，邓 悦，葛照攀，等.理论经济地理学[M].北京：科学出版社，2002.