科技创新与新型城镇化协同发展研究——基于西北地区省际面板数据的分析

单蕾娜，宋香荣

(新疆财经大学 统计与数据科学学院，新疆 乌鲁木齐 830012)

一、引言

改革开放以来，我国城镇化的水平有了很大的提升，但是由于传统城镇化忽视了科技创新在城镇化发展中的作用，在追求城镇化速度的同时忽略了对环境的破坏和资源的浪费。尤其是西北地区，由于技术水平低、基础设施不够完善，仍然用粗放的方式对能源开发利用，给当地的资源环境带来了较大的威胁，同时对提高城镇化的质量也是严重的障碍。根据边际效益递减的规律，要素驱动和投资驱动两种经济增长模式仅仅是阶段性有效的，最终还是要靠科技创新推动经济的发展，进而推动城镇化发展。所以，研究科技创新与城镇化发展的关系对新型城镇化的发展有着重要意义，以前学者针对科技创新与城镇化的关系进行了不同视角的研究，现从以下三个方面做出总结：

城镇化有利于科技创新，吴福象以长三角16个核心城市实证分析得出新型城镇化有利于人才聚集和产业结构升级，提供了创新要素的来源。[1]36-42李宝礼基于2009-2013年345个城市的空间计量分析，证明人口城镇化、土地城镇化通过改变城市的物质、城市硬件设施的改善有利于吸引科技人员的迁入，引进创新性人才，促进科技创新。[2]10-19田逸飘基于省级面板数据的分析得出，人口城镇化是促进科技创新水平变化的主要因素。[3]4-11李曦分析了在生产高效、资源节约、结构优化的新型城镇化模式下科技创新的新要求，使科技创新能够更好地因时因地制宜。[4]27-31

科技创新推动城镇化发展，郑强基于省际面板数据运用面板门槛模型分析得出，随着科技创新水平提高和时间的推移，科技创新对新型城镇化的驱动作用逐渐减弱。[5]25-35贺建风基于2005-2014年的省际面板数据运用面板数据模型分析得出，科技创新对新型城镇化的驱动存在滞后效应，并且科技创新对人口城镇化发展有显著的正效应，对社会城镇化有显著负效应。[6]59-68解睿等，王文寅等以山西省为例运用结构方程模型分析得出，科技创新投入能力、产出能力、环境、转化能力都可以促进新型城镇化的发展，其中投入能力对山西省的新型城镇化尤其是社会城镇化影响最大。[7]5-7[8]121-124丁明磊分析了新形势下科技创新促进城镇化的规律以及新型城镇化的发展对科技创新提出的新需求。[9]18-21

科技创新与城镇化协同发展，张建清PVAR模型对长江中游城市的科技创新与城镇化的关联性进行分析：近期的科技创新对新型城镇化的影响程度为正，较远期则为反向效果；新型城镇化对科技创新的影响，远期为正，中期为负，近期又会由负转正。[10]103-109甘丹丽认为城乡差异的存在是因为科技创新与城镇化未能协同发展，同时指出了这种现状所导致的问题，并为此提出了对策建议。[11]41-45袁博利用协同度模型分析我国东部地区科技创新与新型城镇化的协同状况：整理来看两者处于初级协同状况，但是不同地区存在差异，北京则处于良好协同状态。[12]56-61田逸飘基于省际面板数据分析科技创新与新型城镇化的协同发展得出，两者协同度呈平稳上升趋势，但是总体协同依然较差，地区差异明显；从长期来看，经济发展状况不同，新型城镇化与科技创新的相互影响也不同。[13]12-18[14]42-50

由于西北地区经济发展起步较晚，不论是科技创新水平还是新型城镇化水平都相对落后，使得新型城镇化与科技创新发展之间的互动效应尚不能完全释放，致使城镇化水平虽然总体有了很大提升，但是各地区间的差异仍然十分明显。所以，研究西北地区各省的新型城镇化水平和科技创新水平有何不同，西北地区的科技创新水平与新型城镇化水平的协同现状如何、不同地区又有何差异，影响西北地区科技创新水平对新型城镇化水平协同发展的关键因素有哪些，科技创新水平对新型城镇化进程的影响在不同地区间又有何差异，将对各级政府制定推动西北地区科技创新与新型城镇化发展的措施提供依据，对于推动科技创新与新型城镇化的协同发展具有重要的现实意义。

二、指标体系的选取与研究方法

(一)指标体系的选取

指标的选取参考袁博等[12]56-61的《科技创新能力与城镇化水平协同发展研究——以我国东部地区为例》，新型城镇化建设应该以人的需求为导向，以人的素质为基石，以人的就业为关键，以人的保障为支撑，以人的居住为重点，对于新型城镇化本文从人口、经济、社会三个方面选取12个指标对西北地区的新型城镇化水平进行综合测评。知识创新能力是一个地区科技创新水平的基础；技术创新能力是指为提高生产力水平对创新资源的应用，是创新活动的核心；创新环境是进行各种创新活动的条件，对于科技创新水平本文从知识创新能力、技术创新能力、创新环境三个方面选取12个指标对西北地区的科技创新水平进行综合测评。现构建如下新型城镇化和科技创新水平评价指标体系(表1)：

表1 新型城镇化与科技创新水平评价指标体系

续表1

(二)研究方法

首先运用熵值法对西北五个地区的新型城镇化水平和科技创新水平进行测度，以熵值法所得到的综合得分反映西北五个地区的科技创新和新型城镇化水平；并以此为基础，采用协同度评价模型对西北地区的科技创新水平与新型城镇化发展的协同度水平进行分析，以反映西北各地区科技创新与新型城镇化的互动效应释放情况；最后，运用灰色关联度分析法计算得出科技创新与新型城镇化综合水平的关联度，找出各地区影响新型城镇化发展的科技创新的关键指标。

1.新型城镇化与科技创新水平测度方法

近年来在学术界的各个领域熵值法被广泛运用，本文借鉴杨丽等[15]115-119的方法，对熵值法加入时间变量，以实现不同年份之间的比较，具体计算步骤为：

第3，计算第j项指标的信息熵：

第4，计算信息熵冗余度：dj=1-ej；

以计算所得到的综合得分F来反映各地区的城镇化水平和科技创新水平发展状况。

2.协同度评价模型

参考杨武等[16]30-35,陈莉等[17]1367-1375，徐秋燕等[18]63-71对耦合协调的研究方法，采用协调度评价模型分析西北地区的科技创新水平与新型城镇化发展的协调度情况，以反映西北各地区科技创新与新型城镇化的互动效应释放情况，具体步骤为：

T=αu(x)+βt(x)

其中C表示协调度(协调系数)，C的值越大， 科技创新与新型城镇化的关系越协调;反之，越不协同。k为调节系数，取k=2；u(x)表示新型城镇化的综合发展水平，t(x)表示科技创新的综合发展水平；T表示科技创新水平与新型城镇化水平的综合评价指数；α、β为待定权重，本文取α=β=0.5；D表示子系统之间的协同发展度。参照已有文献[1]，本文将协同发展度按下表(表2)进行等级划分：

表2 协同发展度等级划分

3.灰色关联分析法

通过上述分析，已经知道西北五个地区的科技创新水平与新型城镇化水平的协同发展现状，参考徐胜等[19]109-116，孙丽欣等[20]89-90，赵传松等[21]58-61+72等的研究方法，运用灰色关联分析模型计算得出科技创新与新型城镇化综合水平的灰色关联系数矩阵，找出各地区影响新型城镇化发展的科技创新的关键指标。

参考序列为各地区的新型城镇化水平，比较序列为科技创新评价指标三级指标历年值，记为:

X0={x0(1),x0(2),…,x0(n)}

Xi={xi(1),xi(2),…,xi(n)},i=1,2,…,m

n为年数，本文m为技创新评价指标三级指标的个数，即m=12。

由于各序列的计量单位不同，为了使序列之间能够进行比较，本文首先对数据进行标准化处理，由于指标都是正向指标，所以具体步骤如下：

经过处理过后的参考序列和比价序列分别为:

关系系数为：

其中ρ为分辨系数，本文取ρ=0.5。本文取各期关联系数的平均值来更直观地反映序列之间的关联程度：

三、实证分析

(一)数据的来源

本文以我国西北地区5省2002-2016年的面板数据为样本，其中新型城镇化水平涉及的指标数据均来源于历年《中国统计年鉴》《甘肃统计年鉴》《新疆统计年鉴》《陕西统计年鉴》《青海统计年鉴》《宁夏统计年鉴》，科技创新水平涉及的指标数据均来自《中国统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国教育统计年鉴》。

(二)新型城镇化水平与科技创新水平测度结果分析

通过熵值法测度得到西北地区的新型城镇化和科技创新的综合发展水平如表3所示：

表3 西北五省科技创新水平水平综合得分

对于西北地区科技创新与新型城镇化的发展情况作出以下分析(表4)。

1.时空变化

通过对五个地区的新型城镇化和科技创新水平的分析可以得出：(1)从2002-2016年五个地区的新型城镇化水平和科技创新水平均呈上升趋势。(2)陕西地区新型城镇化水平和科技创新水平的年均增长量远远高于其他四个地区，到2016年陕西地区的新型城镇化水平是青海的3.54倍、是宁夏的3.41倍，陕西地区的科技创新水平是青海的16倍、是宁夏的19倍。(3)青海地区、宁夏地区的城镇化水平和科技创新水平比较落后，尤其是科技创新水平到2016年还不足0.1，由此可见提高青海和宁夏地区的科技创新水平是促进其新型城镇化发展的关键。(4)甘肃、新疆的新型城镇化水平发展速度高于其科技创新的发展速度，所以导致其新型城镇化水平与科技创新水平的差距不断增大。

表4 科技创新水平和新型城镇化水平发展趋势

2.协同发展

从科技创新与新型城镇化的协同发展情况可以做出以下分析：(1)根据五个地区的新型城镇化水平和科技创新水平的综合得分可以看出伴随着新型城镇化的发展各地区的科技创新水平也在不断提高；同时随着科技创新水平的不断提高对新型城镇化也有一定的促进作用。(2)陕西地区的新型城镇化水平与科技创新水平综合得分较高并且相当接近，说明陕西地区在五个地区中城镇化和科技创新都处于领先地位，并且协同发展状况良好。(3)新疆和甘肃地区城镇化发展较快，科技创新水平则发展很慢，两者差距逐渐拉大，导致两个地区科技创新与城镇化发展的协同性差。(4)宁夏、青海的新型城镇化水平有了一定的提升，但是科技创新水平十五年间综合得分一直未达到0.1，发展十分落后，说明两个地区的新型城镇化与科技创新发展的协同性方面的提升空间还很大。

(三)科技创新水平与新型城镇化水平协同评价模型结果分析

1.从时序变化的角度分析科技创新与新型城镇化的协同

采用协同度评价模型计算得到我国西北五个地区的科技创新与新型城镇化的协同发展度，如表5所示。

表5 2002-2016年西北地区科技创新与新型城镇化协同发展度水平

注：利用excel计算得出

(1)五个地区的科技创新与新型城镇化协同发展的协调度水平在2002-2016年均有明显的上升趋势，但是通过计算可以得出我国西北地区2002-2016年的科技创新水平与新型城镇化水平的协同度为0.33，仍处于基于基本失调的状态，这表明西北地区科技创新与城镇化并没有形成良好的互动机制。

(2)陕西地区的协同发展度的提升幅度明显高于其他四省，从2002-2016年的整体情况来看，陕西地区的科技创新水平与新型城镇化水平处于中级协同状态，从趋势来看从勉强协同跨进到了优质协同的水平。

(3)甘肃地区的协同发展度虽然没有陕西地区提升的快，也有平稳上升的趋势，从2002年的轻度失调跨进到2016年的勉强协同状态。新疆地区也有缓慢的上升趋势，2002-2011年一直处于轻度失调的状态，2012-2016年处于濒临失调状态。新疆的城镇化水平高于甘肃，但是科技创新与城镇化的协同发展状况却不如甘肃，这是因为新疆的科技创新能力落后。

(4)宁夏和青海两省的协同度情况在考察期内基本保持一致，上升趋势缓慢，且整体协同度比较低，基本还处于严重失调的水平，自2015年开始才进入轻度失调的水平。这是因为这两地区的科技创新和新型城镇化本身发展就比较落后，两者之间的互动效应还没有得到发挥，所以协同发展的水平差。

2.从空间变化的角度分析科技创新与新型城镇化的协同

本文依据协同发展等级的不同，依次截取2002、2007、2012、2016年这4个时间点，分析西北五个地区的科技创新与新型城镇化协同发展度的空间分布变化情况，如表6所示。

表6 科技创新与新型城镇化协同发展度的空间分布

注：利用excel计算得出

2002年，只有陕西地区处于勉强协同的等级，甘肃、新疆处于轻度失调的等级，青海、宁夏处于严重失调等级。2007年，陕西地区进入了初级协同等级，甘肃地区进入濒临失调的水平；新疆地区依然为轻度失调水平；青海、宁夏的协同等级也没有上升，仍然为严重失调状态。2012年，山西地区已经跨进优质协同状态；甘肃、新疆的协同水平也有了提升，分别进入勉强协同和濒临失调状态；但是，青海、宁夏地区仍然没有任何改观，处于严重失调的状态。2016年，陕西地区仍保持优质协同状态；甘肃、新疆也没有明显的提升，分别为勉强协同和濒临失调状态；青海和宁夏地区进入到轻度失调状态。

综上所述：第一，各个地区的科技创新水平与新型城镇化协同发展状况都在不断改善，特别是陕西地区自2012年起，已进入优质协同状态；这表明陕西地区科技创新与城镇化的发展已形成良好的互动机制；但是，甘肃、新疆、青海、宁夏的协调度仍有很大的提升空间，这是因为这四个地区科技创新水平和新型城镇化水平低，尤其是科技创新水平落后。第二，从这四个时间点还可看出，西北地区的科技创新水平与新型城镇化的协同发展度的差距在逐步扩大，科技创新水平和城镇化水平比较高的陕西地区的协同发展度远远领先于其他四个地区，这与陕西优越的地理位置、丰富的自然资源密切相关；另外，陕西相比其他地区有更丰富的人力资源，为科技创新的发展奠定了很好的基础。

3.科技创新与经济城镇化、人口城镇化、社会城镇化的的协同

为了进一步的分析经济城镇化、人口城镇化、社会城镇化的发展水平在科技创新与新型城镇化协同发展过程中的贡献大小，特将经济城镇化—科技创新、人口城镇化—科技创新、社会城镇化—科技创新分别进行协同度的计算，计算结果如图1所示：

(1)科技创新与人口城镇化的协同度比较低，陕西、甘肃、新疆的科技创新与人口城镇化的协同度甚至都有下降趋势，并且一直处于0.1左右，处于严重失调的状态。这说明了在今后科技创新与新型城镇化协同发展的过程中，改善各地区的人口城镇化水平是十分关键的。

(2)陕西地区的科技创新与经济城镇化的协同度从2012年开始超过与社会城镇化的协同度，至2016年超过0.8达到优质协同；甘肃地区和新疆的科技创新与经济城镇化和社会城镇化的协同度也有了很大提升，至2016年甘肃地区已超过0.5达到初级协同、新疆地区也超过0.4进入勉强协同，可见改善的空间还很大；这说明这三个地区科技创新与经济城镇化和社会城镇化协同状态良好。而青海和宁夏各个协同度都在0.3以下处于轻度失调状态；所以要改善西北地区的科技创新与新型城镇化的协同状况，就要补好青海和宁夏地区这个短板。

图1 科技创新与经济城镇化、人口城镇化、社会城镇化协同发展水平

(四)科技创新对新型城镇化的影响因素分析

第一，对三级指标进行分析，西北地区的科技创新水平的各指标与新型城镇化水平的关联度系数均大于0.5，说明整体来看西北地区科技创新水平的提高能够有效促进新型城镇化的发展。第二，对不同地区的同一科技创新三级指标求均值，得到表7最后一列数据，由此可以看出，教育经费、研究与开发机构R&D经费内部支出与新型城镇化的关联度最大，说明教育经费投入、研究与开发机构R&D经费内部支出对西北新型城镇化发展的驱动作用最为明显，这是因为经费投入是提高科技创新水平最直接的因素。第三，高等学校数量、每万人在校大学生数对于西北地区的新型城镇化水平影响最小，高等学校是培养人才的场所，人才的培养需要时间，所以，高等学校数量、每万人在校大学生数对新型城镇化建设的影响存在滞后性。

表7 西北五省科技创新指标与新型城镇化水平的关联度

注：利用excel计算得出

四、结论建议

通过以上分析可以得出以下结论：第一，根据对科技创新水平和新型城镇化水平的测度可知，西北地区的科技创新水平和新型城镇化水平虽然都有上升趋势，但是区域差异显著。第二，根据协同度评价模型得出：2012-2016年五个地区的科技创新与新型城镇化的协同度水平均呈上升趋势，但是整体仍处于基本失调的状态，而且地区差异明显。第三，通过计算经济城镇化—科技创新、人口城镇化—科技创新、社会城镇化—科技创新的协同度，发现科技创新与人口城镇化的协同度较低。第四，通过灰色关联分析发现西北地区教育经费、研究与开发机构R&D经费内部支出与新型城镇化发展的关联度最大，但是不同地区之间还存在差异。

对此，为西北地区科技创新与新型城镇化的发展提出以下建议：

第一，在新型城镇化的建设上重点抓人口城镇化的发展，提高二、三产业就业人数所占比重，改善城镇人口的失业状况是提高人口城镇化水平的关键；青海和宁夏的科技创新与经济城镇化、社会城镇化的协同度也很低，要想整体改善西北地区的科技创新与新型城镇化的协同状况，就要补好青海和宁夏地区这个短板。

第二，加大对于教育经费与研究与开发机构R&D经费的投入。创新投入是提高科技创新水平最直接的手段，在西北地区的城镇化建设进程中发挥着极其重要的作用。所以政府应加大在创新上的投入，提高教育经费、R&D经费占GDP的比重，从而使科技创新的基础得到保障，推动全西北地区的R&D水平的快速提高，使西北地区的科技创新水平总体得到提升，更西北地区的科技创新与新型城镇化发展的互动效应更好地表现出来。

第三，提供良好的创新环境，良好的创新环境是开展一切创新活动的基础前提。从实证分析中也可以看出创新环境是影响陕西、甘肃、宁夏地区科技创新与新型城镇化协同发展的关键因素，应进一步建立和完善良好的市场环境，例如增加高等学校、高科技产业企业个数等，为知识创新、技术创新提供良好的外部环境，使科技创新水平得到全面提高，从而有效推动西北地区新型城镇化高质量发展。

第四，青海、宁夏、新疆都是少数民族聚集地区，国家政策对少数民族地区的扶持再加上这些地区丰富的自然资源是这些地区过去经济发展的支撑。所以要想长久的发展必须转变这种模式，以科技创新驱动发展，科技创新水平的提高不仅需要市场需求的拉力与市场竞争的压力，更需要来自技术进步的推力，所以政府可逐步提高科技创新项目的审批流程的效率，通过给予创新民众奖励的方式来鼓励万众创新，从根源提高西北地区的科技创新水平，进而达到推动西北地区新型城镇化发展的目的。