科技金融耦合协调度的时空格局演化及协同提升路径研究——以山东省为例

张 影

(聊城大学 商学院，山东 聊城 252000)

0 引言

山东省“十四五”规划和2035年目标纲要指出，“开启新时代现代化强省建设新征程”，其中，现代化强省最重要的一个体现是加快建设高水平创新型强省。可见，山东迈入了由转型发展向创新发展的关键时期。进行科技创新的过程离不开资本的支持，科技创新始于技术成于资本，这就使得科技与金融的深度融合发展迫在眉睫。然而，山东省各区域间科技资源和金融资源发展不均衡、分散式发展和块状现象突出，成为制约山东省科技发展与创新能力提升的重要堵点。在此背景下，深入剖析科技金融耦合协调发展机制，构建科学合理的科技金融耦合协调度指标评价体系对山东省16地市科技金融耦合协调度进行评估，精准刻画其空间分布特征，积极寻求科技金融耦合度区域协同提升的有效路径，对山东省加快推进科技强省建设，形成创新驱动高质量发展新格局具有重要意义。

结合已有文献，最初的国外相关研究并没有提出“科技金融”的概念，所沿用的一直是“科技和金融”。我国在1993年提出科技金融的概念，其后科技金融领域的相关研究日益丰富。其中，绝大部分研究的落脚点在金融，即强调金融在各类创新主体的不同生命周期进行融资支持和制度保障的系统安排[1-4]。在此内涵基础上，学者们展开关于金融对科技扶持作用的研究。最早研究出现在熊彼特的著作《经济发展理论》，他认为货币等对技术创新具有重要作用。Neff[5]和Chowdhury[6]也得出相同的结论，Hall[7]和Piga et al.[8]则认为科技型企业由于规模小、信息不对称和道德风险等因素而受到融资约束，限制了自身科技的进步。王宏起和徐玉莲[9]基于协调度模型，研究了金融对科技的促进作用以及二者的协调发展，芦峰和韩尚荣[10]基于面板数据实证检验了科技金融对不同地区不同阶段科技创新的异质性作用。陈思等[11]指出风投则会促使企业专利数增加，加快企业创新。揭红兰[12]认为则金融扶持和财政优惠会促进科学技术进步，但科技金融的投资渠道的差异会间接影响企业的创新能力[13]。郑磊和张伟[14]则指出科技金融对区域科技创新存在门槛效应，科技金融对低经济发展水平区域的科技创新具有抑制作用，对高经济发展水平区域的科技创新具有促进作用。还有一些学者重点关注了科技创新对金融的反哺作用，如皮天雷[15]、Carney[16]和薛莹和胡坚[17]指出，科技有助于提升传统金融服务业运行效率，助推资管业务脱实向虚。随着研究深入，理论界逐渐意识到科技子系统和金融子系统并非孤立存在，两者只有协调耦合发展，才能最大限度发挥促进经济高质量发展的双轮驱动效应。鉴于此，学界进一步提出科技与金融耦合协调发展的新的经济增长范式，即广泛意义上所认为的科技金融耦合协调是以科技系统和金融系统为主的系统内部要素在不同时空相互作用，经历共生、互动、匹配、协同等发展阶段，最终融合一体的过程[18-19]。在此概念下，韩鹏[20]测度了科技金融和企业创新投入的耦合协调关系，冯锐等[21]基于科技系统和金融系统的面板数据，研究了粤港澳大湾区科技金融的耦合互助机制。

综上，已有诸多研究为本文奠定了理论基础和经验支撑。相较于之前研究，本文在以下方面开展探析：第一，作用机制方面，立足于科技系统和金融系统的双向相互作用来阐释科技金融的耦合协调作用机制，即科技金融耦合协调机制，并非只关注一个系统对另一系统的单向作用。此外，区域之间也并非独立存在，某一区域对相邻或相近区域也会因为虹吸和集聚辐射等效应产生空间外溢影响，本文对该空间外溢的机制加以阐释；第二，研究范围方面，本文立足于山东省16地市，通过构建科学合理的指标体系，在对山东省16地市科技金融的耦合协调度进行测度的基础上，对其空间格局演化进行研究，现有文献立足于山东省16地市开展科技金融耦合协调度研究的较少。

1 科技金融的耦合协调机制分析

科技系统和金融系统有着内在的依存关系，金融资源对科技创新的扶持和青睐，会促进科技企业在不同生命周期技术的提升，而科技资源对金融的反哺和赋能，则更会提高金融服务实体经济的效能。两者的协调共生，闭环发展，将会促进科技和金融的高质量发展，反之，则会抑制科技金融发展。

首先，基于区域内视角，金融赋能科技创新主要通过政府主体和市场主体的多种机制发挥作用。从政府主体来讲，一是政策传递效应。无论是政府科技政策的制度实施还是政府扶持科技企业的行为示范引领，都将作为一种信号，向社会资本传递了政府的政策意图，帮助科技企业争取更多金融资本谋求更大发展。二是激励机制。主要通过以下三种方式驱使金融资源更多流向企业：①通过财政补贴、税收优惠政策和政策性贷款等直接或间接方式加大对科技创新的财政投入；②综合运用政策性投资基金、科技保险保费补助机制等政策性工具，引导民间资本流入科技企业，通过政府资本和民间资本的协作机制以及政府资本的担保机制发挥有限公共资源的杠杆效应；③建立科技成果转化项目库，优化政府服务，鼓励社会资本参与科技项目转化投资，以此缓解科技企业融资约束。三是责任约束机制。鉴于竞争性模仿和不确定性干扰，政府的公共金融政策应充分发挥社会引领示范作用，禁止与私人创新投资产生挤出效应，尽快建立政府主导下的各参与主体的权责制衡机制。

从市场主体来讲，一是工具创新机制。通过设置科技贷款、科技保险、风险补偿贷款、知识抵押贷款等多种金融工具，进一步缓解科技企业融资难融资贵的难题。二是风险分担机制。创新主体通过多层次资本市场、信用担保工具和创业风险投资等帮助创新主体识别、分散、规避风险。三是倒逼机制。金融机构凭借其信用中介功能、储蓄功能、资源配置功能等与科技企业形成资金供求关系。但资金具有逐利性，资金的这种逐利性流动会倒逼科技企业提高科技产出效率，增强企业可持续发展能力，已获得更多金融资源的青睐。

其次，基于区域外视角，新经济地理学指出，经济资源的空间演化是集聚力和分散力相互博弈的结果。本部分将上述集聚力称为辐射效应，即一个科技金融耦合协调度较高的地区会带动周边地区或经济发展相似地区的科技金融耦合协调度相应提高，而将分散力称为虹吸效应，即某一科技金融耦合协调度高的区域会对周边区域或经济发展相似的区域的科技金融资源产生吸力，从而导致科技金融资源的从低耦合协调度区域向高耦合协调度区域的跨区域流动。某一区域科技金融耦合协调度的空间外溢效应将取决于以上两种效应的大小。若辐射效应大于虹吸效应，则表现为相同属性值的空间集聚状态，若辐射效应小于虹吸效应，则表现为空间相异属性值的空间集聚状态。而之所以可以发生上述两种效应及其空间分布状态，关键在于区域之间由于科技产业和金融产业的上下游的紧密联系、空间知识外溢性、产业空间互动性以及政府政策和制度因素等所产生的高度关联性和互动性。

2 科技金融耦合协调度的测度

2.1 指标体系构建

依照科学性、系统性、层次性、代表性和可获得性等原则，从科技和金融两个维度构建评价山东省16地市的科技金融耦合协调度的指标体系。其中，科技方面既包含R&D人员、R&D经费占GDP比重代表科技投入的指标，又包含专利申请量和专利授权量表示科技产出的指标；金融方面，选取地方财政科学技术支出占地方财政支出的比重表示政府对科技创新的支持力度，选取金融机构存贷款余额表示金融发展规模，选取保费收入表示金融发展结构。具体基础评价指标池如表1所示。本指标体系样本期间为2009-2019年，数据来源于山东省16地市的统计年鉴、统计公报、科技统计官网、财政局官网以及Wind数据库。 需要说明的是，莱芜市2018年12月并入济南，则将2018年及之前莱芜市的所有样本数据均已并入济南。

表1 基础评价指标池及权重

2.2 熵值法赋权

熵值法是一种较为主流的客观指标赋权法，由于避免主观赋权带来的实证偏差而受到青睐。熵值法赋权的步骤如下：

首先，指标的正向标准化处理：

正向指标标准化处理方式如公式(1)所示：

(1)

负向指标标准化处理方式如公式(2)所示：

(2)

其中，rjt为第t年的第j个指标值。

其次，计算第j个指标第t年的比重如公式(3)所示：

(3)

再次，计算第j项指标的信息熵如公式(4)所示：

(4)

进而根据gj=1-Hj求出变异系数。变异系数值越大表明系统的无序越大，指标在综合指数中占比越高。

最后，计算第j项指标的权重如公式(5)所示：

(5)

因此，第t年第j项指标的综合评价值如公式(6)所示：

(6)

根据熵值法计算得出的指标的权重如表1所示。

2.3 耦合协调模型构建

耦合协调关系包含两个重要部分——量扩和质升。其中，量扩是指系统内部的发展壮大过程；质升则指系统与系统间协调发展、互利共生的程度。量扩强调发展，质升强调协同，重量轻质或重质轻量都对系统不利。由此，本文借鉴逯进和周慧民[22]的做法，构建耦合协调模型如公式(7)～(9)：

“量扩”模型T=αTF+βHQE

(7)

(8)

(9)

其中，T表示科技和金融的综合发展度，简称发展度；TF、HQE分别代表科技和金融通过熵值法测算的综合评估值；α、β是权重系数，且α+β=1，由于科技和金融在研究中的同等地位，赋值α=β=0.5；C表示科技和金融协调发展程度，简称协调度；D为科技和金融的耦合协调度，是本文重要的测度变量。根据上述耦合协调度模型，山东省16地市科技金融耦合协调度的评估值如表2所示。

表2 山东省16地市科技金融耦合协调度

续表2 山东省16地市科技金融耦合协调度

3 科技金融耦合协调度的时空格局演化

3.1 时间维度下科技金融耦合协调度的趋势分析

为了更加直观地展示山东省16地市耦合协调度综合评估值，根据表2绘制了如图1所示的折线图。由图1可知，整体来看，山东省16地市科技金融耦合协调度呈现梯队排列，大小在0.07至0.22范围内，整体排列较为稳定。按从大到小的顺序，可将山东省16地市的耦合协调度划分为三个等级，位于较高等级的区域有济南和青岛2个城市，耦合协调度的均值处于0.2以上，位于中间等级的区域有潍坊、淄博、临沂、烟台、威海和济宁，耦合协调度的均值处于0.13左右，位于较低等级的区域有滨州、德州、东营、菏泽、日照、泰安、枣庄和聊城，耦合协调度的均值处于0.1以下。上述梯队排列现象是由地区经济发展水平、政府对科技的扶持力度、科技金融复合型专业人才以及各地区信贷服务体系等一系列因素综合作用的结果。如处于第一等级序列的青岛市作为我国16个科技金融试点地区之一，借助政策优势，较早开始了科技金融融合的有效探索，加之经济发达，区位优越、人才聚集以及政府大力支持等，促进形成了“产业链+资金链+人才链+技术链”的“四链合一”，走在山东省科技金融融合发展的前列。而济南作为山东省的省会城市，集聚了大量专业人才，建立了国际金融服务中心以及新型金融产学研基地，为科技金融的深度融合奠定了基础。处于第二等级序列的潍坊、淄博、临沂、烟台、威海和济宁，大部分区域处于山东半岛，且烟台、淄博和威海都是重要的科技成果转化基地，在科技金融协同发展上具有较大优势。处于第三等级系列的地市较多，这些城市大多位于鲁西南地区，在资金、技术、人才以及相关基础设施等方面均存在不足，科技金融的发展与融合受到诸多限制。从变化趋势上来看，样本考察期内，各地市科技金融耦合协调度在大部分年份较为平稳，没有明显上升或下跌趋势，但在2019年，多数地市科技金融耦合协调度出现小幅回落。

图2汇报了科技金融耦合协调度的构成要素——协调度(即质升)和发展度(即量扩)的变化情况。该协调度和发展度均是由山东省16地市协调度和发展度的均值所得。由图2可知，从变化趋势上来看，该地市科技金融协调度和发展度处于波动中上升趋势，表明科技金融发展度和协调度在逐年优化，然而值得关注的是，大部分年份该地市协调度和发展度呈现相反方向变化，即较高协调度的阶段发展度较低，较低协调度的阶段发展度较高，表明该地市区域内金融科技相互促进、融合发展的良性局面并未真正实现，金融扶持科技以及科技反哺金融能力的提升还有很大空间。就数值大小来看，山东省16地市科技金融的协调度处于为0.47～0.49之间，发展度处于0.046～0.053之间，发展度较低而协调度较高，表明整体来看科技金融的发展较为滞后，无论是规模还是结构都有待于进一步提升和优化，此外，科技金融的这种高协调度是建立在发展度不高的基础上，是科技和金融发展较为滞后下的协调，山东省政府及各地市政府应高度警惕低发展度下高协调度的陷阱，加快发展、优化协调，以达到一种高发展度下的优质协调。

图1 山东省16地市耦合协调度综合评估值

图2 科技金融协调度和发展度评价值

3.2 空间维度下科技金融耦合协调度的分析

为更清晰地阐释山东省16地市科技金融耦合协调程度，本部分参照冯锐等[21]的研究，将耦合协调度分为5个等级，具体如表3所示。表4汇报了按照表3所给出的划分标准山东省16地市科技金融耦合协调度的所处等级。在计算16地市科技金融耦合协调度综合评价值时，本文遵循了“厚今薄古”的思想，越往前的时间给予的权重越小，然后将各地市不同时间的科技金融耦合协调度进行加权，最终得到各地市科技金融耦合协调度的总体评价值。由表可知，整体来看，山东省16地市科技金融耦合协调度具有显著的空间差异特征，由于其总体评价值处于0.25以下，山东省16地市科技金融耦合协调度属于失调衰退范畴，其中，按照失调的种类，大部分地区属于严重失调范畴，少部分地区属于中度失调和极度失调的范畴；具体来看，科技金融融合发展走在前列的济南和青岛地区科技金融耦合协调度分别为0.206和0.209，属于中度失调衰退范畴，和广州、深圳、上海等较发达的地区科技金融协调发展还有一定差距；淄博、烟台、潍坊、济宁、威海和临沂的科技金融耦合协调度在0.1-0.19之间，属于严重失调衰退范畴，这些城市具有一定的科技金融融合发展的条件，但由于发展时间较短，政策制定、资源配置等还有待进一步优化；枣庄、东营、泰安、日照、德州、聊城、滨州和菏泽的科技金融耦合协调度处于0.01以下，属于极度失调衰退范畴，这些城市大部分位于鲁西、鲁南地区，受限于经济发展水平、地理位置和科技金融资源等，科技金融融合发展水平较低。

表3 耦合协调度划分标准

表4 山东省16地市科技金融耦合协调度

4 科技金融耦合协调度的空间溢出效应

科技金融不仅在区域内政府主体和市场主体主导下的多种作用机制获得耦合协调发展，还会由于区域之间的多种关联性对相邻地区或者经济水平发展相似地区产生外溢效应。从空间相关性和引力值两大方面对山东省16地市科技金融耦合协调度的空间溢出效应进行分析。

4.1 科技金融耦合协调度的空间相关性

空间相关性的刻画需要借助空间权重矩阵表达。本部分按照传统的空间权重设置方法，构建了山东省16地市的邻接权重矩阵、地理距离权重矩阵和经济距离权重矩阵。其中，邻接权重矩阵在区域i和区域j相邻时为1，否则为0，反映地理位置邻近所产生的空间外溢；地理距离权重矩阵认为空间外溢效应与个体间的距离成反比，距离较近的个体相较于距离远的个体的联系更紧密，地理距离权重矩阵采用不同区域间地理直线距离来表示；经济权重距离的设置参照了林光平等[23]的方法，采用地理距离权重矩阵与地区人均GDP之差倒数的乘积来表示，表示经济发展水平越相似，区域之间空间关联性越强，区域之间虹吸效应和辐射效应才越容易发生。

莫兰指数(Moran′sI)是测度空间自相关性的主流方法，其计算公式为：

(10)

根据上述设置的空间权重矩阵以及Moran′sI指数方法，对山东省16地市科技金融耦合协调度进行空间自相关检验，如图3、图4、图5所示。2011年三种空间距离权重矩阵下，Moran′sI指数分别为0.136、-0.128和-0.084，2015年为0.063、-0.157和-0.104，2019年则为0.026、-0.183和-0.119，这表明，在邻接权重矩阵下，山东省16地市科技金融耦合协调度呈现空间正相关关系，但空间正相关关系在逐渐减弱，而在地理距离矩阵和经济距离矩阵下，山东省16地市科技金融耦合协调度呈现空间负相关关系，且空间负相关关系在逐渐增强。

图3 邻接权重矩阵下山东省16地市科技金融耦合协调度的LISA散点图

图4 地理距离权重矩阵下山东省16地市科技金融耦合协调度的LISA散点图

图5 经济距离权重矩阵下山东省16地市科技金融耦合协调度的LISA散点图

为了更加清晰地表示山东省16地市科技金融耦合协调度的集聚状况，本文根据空间相关关系比较强的地理距离权重矩阵的LISA散点图，绘制了表5，来反映山东省16地市科技金融耦合协调的集聚状态，邻接距离权重下和经济距离权重矩阵下该地市科技金融耦合协调度的空间集聚状态也大致相当。由表5可知，2011年，枣庄、泰安、日照、德州和聊城这些金融科技耦合协调度较低的地区被其他科技金融耦合协调度较高的地区所包围，济南、青岛、淄博、济宁和临沂这些科技金融耦合协调度较高的地区被其他科技金融耦合协调度较低的地区所包围；2015年和2019年的集聚状况也大致相同。这表明山东省16地市科技金融耦合协调度并非随机独立分布的，而是呈现出空间相异值集聚分布的状态，同时，科技金融耦合协调度高-高和低-低集聚的区域也较少。

山东省16地市科技金融耦合协调度出现负向空间自相关，空间相异值集聚，高-高和低-低集聚的区域较少，可能是因为该科技金融的虹吸效应要高于辐射效应，以济南为例，济南作为山东省的省会城市，其区位优势、经济发展优势、政策优势等会使得周边地区的资金、人才、技术等资源向济南汇集，在济南的科技金融还并未发展成熟，不足以对周边地区具有带动作用的同时，对周边地区的科技金融资源发生了虹吸效应，导致较高科技金融耦合协调度的济南被较低科技金融耦合协调度的地区所包围。该结果也与表4中的描述基本吻合。

表5 2011、2015和2019年山东省16地市科技金融耦合协调度的空间集聚状态

4.2 科技金融耦合协调度的引力值分析

莫兰指数(Moran′sI)分析了山东省16地市科技金融耦合协调度的空间聚集状态，要进一步测度出某一区域科技金融融合发展对另一区域产生影响的大小，需采用引力熵模型评估各城市之间引力值。引力熵模型如公式(11)所示，以此公式可以测度该地市的引力值，来代表区域之间科技金融耦合协调发展的空间作用大小。公式(11)具体如下所示：

(11)

式中，Iij表示城市i和城市j之间科技金融耦合协调发展引力值，Mi和Mj分别表示区域i和区域j的科技金融耦合协调度，dij表示区域i和区域j间的地理距离，用上文中构建的地理距离权重矩阵来表示。

表 6 山东省16地市科技金融耦合协调发展的引力值

表6汇报了山东省16地市科技金融耦合协调发展的地区引力值。为了更加清晰展示该地市科技金融引力强度，本文将不同城市组之间的科技金融引力分为四种状态：低强度状态(Iij<0.1)、较低强度状态(0.1≤Iij<0.4)、较高强度状态(0.4≤Iij<1)和高强度状态(Iij≥1)，具体如表7所示。描述了山东省科技金融引力的分布格局。从整体来看，第一，引力值总和从大到小的排序为济南、淄博、滨州、泰安、潍坊、东营、济宁、青岛、临沂、枣庄、聊城、烟台、德州、日照、威海和菏泽；第二，科技金融引力强度处于高强度和较高强度的城市组相对较少，处于较低强度和低强度的城市组相对较多；第三，从结构上来看，较强的科技金融引力主要集中于济南、青岛、潍坊、淄博和济宁与其它城市组成的城市组中，尤其是济南和青岛，济南与泰安、淄博、聊城、德州以及济宁这5个城市的科技金融引力值较大，均在1.45以上，且济南与泰安之间的科技金融引力值高达5.85，与淄博的引力值高达2.73，青岛与潍坊的科技金融引力值为1.86，与日照的引力值为1.42。

表8汇报了山东省16地市科技金融不同引力强度状态的城市组数量，根据表8可以对该地市科技金融融合发展水平进行层域划分。从表7中可以看出，济南与其余11个城市均有较强的科技金融引力，这表明济南的科技金融耦合发展对其余11个地区科技金融发展均具有较强的影响力。除济南之外，青岛和潍坊对其他7个城市科技金融引力较强，淄博、济宁和临沂对其他6个城市科技金融引力较强，泰安和滨州对其他5个城市科技金融引力较强，东营和聊城对其他4个城市科技金融引力较强，枣庄、日照和德州对其他3个城市科技金融引力较强，烟台、威海和菏泽对其他2个城市科技金融引力较强。根据对其他城市科技金融引力强弱以及综合考虑区域优势，可考虑建设山东省科技金融发展中心，建议将山东省区域科技金融发展中心分为三个：东部为青岛和烟台；中部为淄博和潍坊；西部为济南和济宁。各区域以区域中心为基点，逐步推进山东省科技金融融合发展。

表7 山东省16地市科技金融引力强度分类

表8 山东省16地市科技金融不同引力强度状态的城市组数量

续表8 山东省16地市科技金融不同引力强度状态的城市组数量

5 结论与建议

5．1 结论

本文在阐释了科技金融的耦合协调机制的基础上，测度了山东省16地市科技金融耦合协调度并探析了其时空演变趋势及空间溢出效应。所得结论如下：

山东省16地市科技金融耦合协调度呈现梯队排列，第一，济南和青岛处于第一梯队，科技金融耦合协调度较高，潍坊、淄博、临沂、烟台、威海和济宁处于第二梯队，其余城市处于第三梯队。从构成上来看，该地市科技金融协调度和发展度在逐年优化，但发展度整体较低，协调度较高，这种低发展度下的高协调度，表明山东省达到科技金融的优质耦合协调还具有较大空间。第二，山东省16地市科技金融耦合协调度的空间异质性特征显著，基本涵盖了“中度失调-严重失调-极度失调”三个等级。其中，济南和青岛属于中度失调衰退范畴，淄博、烟台、潍坊、济宁、威海和临沂属于严重失调衰退范畴，其余城市属于极度失调衰退范畴。第三，由于山东省16地市间科技金融的虹吸效应要高于辐射效应，该地市科技金融耦合协调度呈现负向空间自相关关系，空间相异值集聚，高-高和低-低集聚的区域较少，此外，山东省16地市科技金融耦合协调度的引力值大不相同，其中，济南和青岛对省内2/5以上城市科技金融引力较强，潍坊、淄博、济宁和临沂对省内1/3以上城市的科技金融引力较强，其余城市均在1/3以下，由此可考虑将青岛和烟台建成山东省东部的科技金融区域中心；淄博和潍坊建成山东中部的科技金融区域中心；济南和济宁建成山东西部的科技金融区域中心，以此为基点，逐步推动山东省科技金融耦合协调发展。

5.2 建议

综上所述，本文提出如下建议：首先，区域内视角，政府可从以下方面强化顶层设计：第一，充分发挥政府政策示范和引领作用，调动科技金融融合发展的内生动力，建立良性的科技融合发展的激励机制；第二，加强监督，谨慎投资，防止政府对科技金融的过度投资导致对社会资本的挤出效应。金融机构可从以下方面提升科技金融融合发展意识：①积极拥抱科技变化，将科技手段应用到金融配置资源的各个阶段和过程中去，用科技手段优化金融服务的工具、流程和监管；②创新金融服务科技方式，丰富科技型企业资金获取渠道，积极做好政府政策的及时回馈，与政府形成利益共享、风险共担的合作局面。其次，区域间协作视角：第一，摆脱当前科技和金融分散式发展模式，建立科技金融跨区域、跨部门的统筹规划与协调合作，实现区域间科技金融的系统性、发展性和协同性；第二，强化科技金融区域中心建设，进一步加强济南、青岛等中心城市对邻近区域的辐射带动作用，减弱虹吸效应，提升山东省科技金融耦合发展的一体化水平；第三，整合区域间资源，建立知识转让以及科技成果转化等科技金融平台，消除信息壁垒，实现信息共享，优化城市互助机制。