湖南省区域创新能力与经济发展水平的耦合协调分析

卢召艳 魏 晓 李 红 彭 丽

(湖南财政经济学院 经济地理研究所，湖南 长沙 410205)

当前，新一轮科技革命和产业变革在全球孕育兴起，国际竞争日益激烈，创新已经成为提升地区经济发展的重要一环，是实现经济快速发展的强劲动力。创新能力与经济发展之间存在相互促进、协同发展的关系。探讨创新能力与经济发展水平之间的协调互动关系对于促进经济高质量发展、调整产业结构和推动技术变革等都具有重要意义。

近年来，国内学者围绕着区域创新和经济发展开展了大量的研究，其中对区域创新的研究主要集中在区域创新能力的评价[1][2]、研究方法[3][4]、影响因素[5][6]、发展路径[7][8]、空间分异及演进[9][10]等方面；对区域经济的研究主要集中在区域经济发展水平的综合评价[11-13]、比较分析[14][15]、空间差异及影响因素[16][17]等方面，研究尺度从全国到市域甚至更小尺度[18]，也有一些学者对二者之间的关系进行了探讨[19-22]。由此可见，创新对于经济发展的意义已被广泛认可。然而，对于区域创新与经济发展之间的相互关联程度及其空间差异还少有涉及，对创新能力与经济发展水平的耦合协调关系也缺乏进一步的揭示。

目前，湖南正在加快建设创新型省份，探讨其创新能力和经济发展的耦合协调关系对于推动湖南省乃至中部地区发展具有重要的引领示范借鉴作用。基于此，本文通过构建湖南省区域创新能力与经济发展水平二者之间的综合评价指标体系，运用熵值法、耦合协调模型及空间自相关模型等对湖南省创新能力与经济发展水平之间的关系进行研究，以期为推动湖南省创新能力与经济发展水平的耦合协调发展提供决策参考。

一、研究区域概况及数据来源

1.研究区域概况

湖南位于中国的中部，长江以南。当前，湖南省立足“一带一部”的区位优势[23]，加强与“一带一路”倡议、中部崛起战略、长江经济带发展战略、粤港澳大湾区建设、长三角一体化等国家重大战略结合，大力实施创新引领开放崛起战略，取得了重大成就，自主创新长株潭现象备受瞩目，湖南省也于2018年获批建设创新型省份。为提高创新能力，加快创新型省份建设，湖南省确定“到2050年，创新综合能力进入全国前列，全面建成科技强省”的战略目标，如何提升区域创新水平，促进制造业迈向全球价值链中高端，实现创新驱动经济高质量发展，是当前摆在湖南省面前的重要问题。

2.指标体系与数据来源

为避免单一指标的局限性，本文在借鉴相关文献的基础上[19-22]，遵循数据的可获得性、科学性、可操作性和合理性等原则，结合湖南省14个市州的实际发展情况，基于创新投入、创新产出、创新环境3个维度构建区域创新能力综合测度指标体系，从经济规模、经济结构和经济质量3个维度构建经济发展水平综合测度指标体系(见表1)。本文以湖南省14个市州作为基本研究单元，研究数据主要来源于2019年《湖南科技年鉴》《湖南省省统计年鉴》等，部分涉及到的数据是在初始资料的基础上计算或整合所得。

表1 湖南省创新能力与经济发展水平综合测度指标体系

二、研究方法

1.耦合协调度模型

本文在数据标准化处理的基础上，运用熵值法确定各指标的权重，并借助物理学耦合概念和模型构建创新能力与经济发展水平2个子系统的耦合协调度模型。

(1)综合评价模型

(1)

式中：U1、U2分别为创新能力和经济发展水平的综合测度结果，wi、wj分、别为区域创新能力指标i和经济发展水平指标j权重值，xi、yj分别为描述创新能力和经济发展水平属性的标准化数值，n、m分别为各子系统评价测度指标的个数。

(2)耦合协调度评价模型

耦合协调度评价模型，用以评价创新能力和经济发展水平两子系统之间的耦合协调度发展状况，计算公式为:

(2)

T=αU1+βU2

(3)

(4)

其中，C表示创新能力与经济发展水平两系统之间的耦合度，T为协调评价指数，用来反映系统发展水平对协调度的贡献程度，D为创新能力与经济发展水平两系统的耦合协调度，α、β为待定系数[21]。基于客观实际和已有的研究成果，现将创新能力和经济发展水平对耦合协调度的影响设定为同等重要，即α、β均取值为0.5。参考相关文献，将湖南省创新能力与经济发展水平耦合度和耦合协调度的等级划分如表2、表3所示[23]。

表2 湖南省创新能力与经济发展水平耦合度等级划分

表3 湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调度等级划分

2.空间自相关模型

(1)全局Moran′sI指数

计算公式为：

(5)

(2)局部

指数

局部

指数通过识别研究各行政单元与周围研究区域单元之间是否存在高-高值集簇或低-低值集簇现象，探究热点区(Hot Spots)或冷点区(Cold Spots)在空间上的分布模式。计算公式为：

(6)

式中：xj为第i个研究区域单元的周围行政单元j的创新能力与经济发展水平的耦合协调度。一般采用标准化Z值检验其可信度，其计算公式为：

(7)

三、结果与分析

1.湖南省创新能力与经济发展水平空间格局分异特征

根据公式(1)分别计算出创新能力、经济发展水平的综合测度结果，运用ArcGIS10.2软件的自然断裂法将创新能力和经济发展水平评价结果分别划分为低、较低、中等、较高、高水平五种区域类型，并进行空间可视化。

(1)创新能力空间格局分异特征

湖南省创新能力综合测度结果介于0.9879—0.0097之间，创新能力水平最高的为长沙市，最低的为张家界市(见图1)。从创新能力综合测度水平的空间分异格局来看(见图2)，湖南省创新能力空间分异特征明显，总体呈现出由核心区向外围呈分异递减。创新能力发展水平类型由高到低区域数量为依次为1个、4个、5个、2个、2个，分别占研究区域单元总数的7.14%、28.57%、35.71%、14.29%、14.29%。其中，长沙市处于创新能力高水平区域，长沙作为省会城市和长株潭自创区的核心引领区，集聚了全省一半以上的科研机构、创新创业平台和高新技术企业，创新人才密集，虹吸效应明显；株洲、湘潭、岳阳、衡阳属于较高水平区域，株洲、湘潭属于长株潭自创区，政策扶持力度大，岳阳、衡阳受自创区辐射带动作用明显，创新环境良好，创新能力较强；常德、邵阳、郴州、益阳、永州处于中等水平区域；处于较低水平区域的主要有娄底、怀化，由于受科技基础、地理位置和政策环境的影响，创新能力不高；张家界、湘西2个区域属于低水平区域，创新资源相对贫乏，创新投入和创新创业环境等综合水平相对落后于其他区域，成为创新能力发展的低谷区域。

图1 湖南省创新能力与经济发展水平综合指数及耦合协调指数

(2)经济发展水平空间格局分异特征

湖南省经济发展水平综合测度结果0.9403-0.1043之间，区域间差异相对较小。经济发展水平与创新能力发展水平呈现出较强的一致性，创新能力强的市州经济发展水平相对也高。经济发展水平五种类型区域数量由高到低的依次为1个、6个、2个、3个、2个，各占研究区域总数的7.14%、42.86%、14.29%、21.43%、14.29%，其中，高值区为长沙市，较高水平区域为常德、岳阳、湘潭、株洲、衡阳、郴州，中等水平区域为益阳、怀化，较低水平区域为张家界、邵阳、永州，低水平区域为娄底、湘西州。可见，省会城市经济发展水平占据着绝对优势，对比创新能力和经济发展水平可以看出，除长沙外，其他13个市州创新能力均滞后于经济发展水平，可见，湖南省创新能力和经济发展水平存在着错位和脱节现象，存在一定的滞后性和发展不均衡性。

2.湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调发展的空间格局分异特征

根据公式(2)-(4)分别计算出湖南省创新能力与经济发展水平两子系统耦合度及耦合协调度的值(图1)。从计算结果得出，湖南省创新能力和经济发展水平耦合度不高，平均值0.4570，处于(0.3，0.5]的拮抗耦合阶段。其中，仅长沙市和衡阳市的耦合度大于0.5，处于磨合阶段，张家界市创新能力和经济发展水平耦合度(0.2221)最低，其创新能力严重滞后于经济发展水平，未来应加大创新投入，激发创新活力。从耦合协调度的测度值来看(图3)，湖南省创新能力与经济发展水平二者的耦合协调度介于0.1435—0.6942之间，平均值为0.2996，处于(0.3，0.39]的轻度失调阶段。其中，长沙市创新能力和经济发展水平耦合协调度最高为0.6942，张家界市创新能力和经济发展水平耦合协调度最低为0.1435，具体看来，湖南省14个市州的耦合协调度包括四个不同等级类型。其中初级协调型城市1个，为省会长沙，耦合协调度为0.6942，占全部城市数量的7.14%，其经济发展水平与创新能力均比较高，较其他市州相比有较大优势；轻度失调型城市6个，分别为株洲市、衡阳市、岳阳市、湘潭市、常德市、郴州市，耦合协调度依次为0.3527、0.3326、0.3283、0.3227、0.3174、0.3025，占全部城市数量的比重最高，达42.86%；中度失调型城市5个，分别为益阳市、永州市、邵阳市、怀化市、娄底市，耦合协调度依次为0.2664、0.2589、0.2565、0.2350和0.2277，占全部城市数量的35.71%；严重失调型城市2个，占全部城市数量的14.29%，这些地区创新能力与经济发展水平存在一定差距，未来要不断提升创新在经济发展中的地位，力争在经济发展的质量、效率和动力上实现突破，走上高质量发展之路。

图2 湖南省创新能力与经济发展水平空间分异

图3 湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调度空间表征

3.湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调度的空间集聚性特征

运用ArcGIS10.2软件计算出创新能力与经济发展水平耦合协调度的全局Moran′sI指数(表4)，从而揭示湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调度的全局空间集聚特征。从表4可得，Moran′sI指数为0.24279，Z值为2.1052，P值为0.0353，可见Moran′sI指数显著为正，且通过显著性检验，表明湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调度呈现出正向空间自相关性，空间集聚特征明显。

局部空间自相关可以反映出研究区域内各研究单元之间局部的空间格局分布特征。根据公式(6)计算值，运用ArcGIS10.2的热点分析工具对创新能力与经济发展水平耦合协调度的局部空间特征进行可视化，并利用自然断裂法将其划分为冷点区、次冷点区、过渡区、次热点区、热点区5种类型，得到湖南省区域创新能力与经济发展水平二者耦合协调度的冷热点空间格局分布图(图4)。从“冷热点”区域分布格局来看，“热点区”主要分布在湘东地区，长沙、株洲、岳阳等地逐渐形成了较为稳定的增长极，较好地发挥了正向辐射作用，带动了东部地区的稳步增长。“次热点区”主要为紧邻热点区的益阳、湘潭，较易受到“热点区”的正向辐射的作用，存在着空间近邻效应。“过渡区”主要分布在湘南的衡阳、永州、郴州等地，其耦合协调水平远高于湘西其他地区，对周边地区起到了一定的拉动作用，但并未形成以其为中心的高值集聚区，其自身发展也存在一定的瓶颈。“次冷点”区域主要分布在常德、娄底、邵阳，这些区域创新能力较“热点区”“次热点区”要低。“冷点区”则主要分布在湘西地区，其创新能力和经济发展都须重点扶持和建设。总体来看，湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调形成了以热点区为核心向外围冷点区依次逐渐过渡的“东热西冷”核心边缘性特征突显的整体分布格局。

表4 创新能力与经济发展水平耦合协调度的全局Moran′s I指数

四、结论与建议

1.结论

基于湖南省14个市州，通过构建区域创新能力与经济发展水平综合测度指标体系，综合运用熵值法、耦合协调度模型、空间自相关模型等方法对全省14个市州的区域创新能力与经济发展水平的耦合协调性进行分析。结果表明：第一，湖南省区域创新能力与经济发展水平呈现出明显的空间分异特征，创新能力与经济发展水平空间分异特征相对一致，总体呈现由核心区向外围呈分异递减。除长沙外，其他13个市州创新能力均滞后于经济发展水平发展，湖南省创新能力和经济发展水平存在着错位和脱节现象。第二，湖南省经济发展水平和创新能力耦合度整体较低，处于拮抗耦合阶段。省内全部城市经济发展水平和创新能力的耦合度包括磨合阶段、拮抗阶段和低水平阶段三个等级类型，长沙市耦合度最高，张家界市耦合度最低。第三，湖南省经济发展水平和创新能力耦合协调度相对不高，以轻度失调类型为主，呈现由东向西渐次递减态势。耦合协调度最高与最低市州分别为长沙市和张家界市，前者属初级协调型，后者属严重失调型，湖南省内全部城市经济发展水平和创新能力的耦合协调度包括初级协调、轻度失调、中度失调、严重失调四个等级类型。湖南应依托现有的经济发展水平，积极采取措施提高创新能力。第四，湖南省经济发展水平和创新能力耦合协调度Moran′sI指数显著为正，表明湖南省创新能力与经济发展水平二者的耦合协调度呈现出正向的空间自相关性；冷热点格局形成了以热点区为核心向外围冷点区依次逐渐过渡的“东热西冷”核心边缘性特征突显的整体分布格局。

图4 湖南省创新能力与经济发展水平耦合协调度的冷热点格局分布

2. 政策建议

当前湖南正处于转方式、调结构的关键时期，而“十四五”将是湖南实现跨越式发展的机遇期，要实现经济高质量的目标，必须努力提升创新能力，抢抓全球第四次技术革命战略机遇，积极对接国家科技创新重大项目。在国家重大战略的背景下，针对创新能力滞后于经济发展水平的现实情况，湖南省要突出不同城市的区位特色和职能分工，结合自身资源优势和比较优势，找到一条适合自身发展的路径。对于如何促进湖南省区域创新与经济发展的齐头并进，本文提出如下建议：

(1)因地制宜的制定区域创新发展策略

长株潭地区加快建设自主创新示范区、军民融合示范区、岳麓山国家大学科技城等重大科技创新示范区和创新平台。常德市、岳阳市、益阳市等环洞庭湖区域加快融入长江经济带，衡阳市、郴州市、永州市等湘南地区加快对接粤港澳大湾区，邵阳市、怀化市、张家界市、湘西州等大湘西地区提高承接产业转移能力，促进东中西部合作共赢、优势互补。

(2)提高长株潭自主创新示范区的辐射带动作用

结合地方特色传统产业转型升级和扶贫攻坚工作，通过建立“飞地”园区、托管或建立分园等方式，将长株潭区域以外，特别是湘西、张家界、怀化等边远贫困地区，纳入自创区政策辐射范围，逐步将自创区发展空间向全省辐射，为建设创新型省份、推动高质量发展提供重要战略载体和有力支撑。

(3)实行差异化的人才政策

深入实施“芙蓉人才行动计划”“长株潭百万人才计划”等，聚焦高校毕业生与创业群体、创新领军人才、新型产业工人等三类人才，实行差异化政策配套，对于高校毕业生与创业群体，在落户定居、就业引导、创业启动扶持等方面制定相关政策；对于创新领军人才、行业专家及国际人才，在家属随迁、贡献奖补、发展平台等方面制定相关政策；对于新型产业工人，在低成本安居、社会融入、收入提升、技能拓展等制定相关政策。

(4)强化重点保障

一是政策保障。全面完善创新政策体系，梳理军民融合、科技金融等专项政策和生物医药与健康、节能环保、移动互联网等产业政策，发挥政策引导作用。二是资金保障。加大财税支持力度，财税部门积极落实各项政策，助力经济转型升级，支持创新创业。三是要素保障。抢抓新一轮城市建设和国土空间规划的机遇，重点协调产业优化布局、基础设施衔接、空间和土地资源利用，提升区域建设承载能力。