河南省数字经济与区域创新能力耦合协调分析测度

摘 要：本文以河南省17个地级市（不含省辖县级市济源市）2016—2021年数据为研究样本，运用耦合协调度模型、Dagum基尼系数、数据地图等实证分析了各地级市数字经济和创新能力耦合协调发展水平以及空间分布演变特征。研究发现，河南省各地级市的数字经济、创新能力与耦合协调度整体稳定增长，但是全省耦合协调水平普遍较低。从地区发展来看，郑州市属于高度协调的第一梯队，洛阳市、南阳市属于第二梯队，分别在2018年和2021年达到高度磨合和低度磨合阶段，其他地级市属于第三梯队，处于高度拮抗状态。从区域联动性来看，近几年豫中、豫东、豫西、豫北和豫南几个区域耦合度呈现一定的空间聚集与带动效应，且区域间差异逐年减小，但是以郑州市为核心的豫中地区耦合协调度综合得分明显高于其他区域，地区之间的发展差异仍需引起重视。

关键词：河南省；数字经济；创新能力；耦合协调度；区域经济

中图分类号：F061.5 文献标识码：A 文章编号：2096-0298（2024）08（b）--06

党的十八大以来，我国不断加紧布局数字经济发展，先后实施网络强国战略、国家大数据战略，数字经济蓬勃发展。数字经济的发展需要创新作为驱动力，国务院《“十四五”数字经济发展规划》基本原则第一点就提出要坚持创新引领，并给出到2025年数字化创新引领发展能力大幅提升的目标，可见推动数字创新，强化技术创新对数字经济发展的重要性（胡增玺，2023）。

河南省作为传统农业大省和制造业大省，数字经济发展基础较弱，虽然近几年发展迅猛，数字经济规模已经位居全国前十，但是相较于发达地区差距明显。在科技创新方面，截至2023年1月，河南省已有11个地区列入智慧城市试点名单，同时依托郑洛新国家自主创新示范区建设成为具有较强辐射能力和核心竞争力的创新高地。但是受地区资源分配、经济差异等因素影响，河南省数字经济与创新能力仍然存在耦合协调度不高、地区发展不均衡等问题。因此，如何利用河南省现有资源和产业发展推动区域创新，并推动实现资源有效配置，开发新业态、新模式等问题仍迫在眉睫。

梳理现有文献，学术界针对数字经济与区域创新能力的研究和探讨从未停止，但是多停留在数字经济对区域创新的单方面影响作用和机制上（韦琳，2022；李拓晨，2023；霍丽，2023），两者之间的交互作用鲜有研究。然而在多维、复杂的社会生态系统中，两系统之间存在多元内在的交互关系。一方面，创新作为第一驱动力可以促进数字经济高质量发展；另一方面，创新成果和过程的数字化也扩大了已有的创新管理理论（Yoo et al.，2010；Nambisan et al.，2023），同时扩宽了产品和创新服务的内涵（Kallinikos et al.，2010）。其次，现有研究多以国家层面（丁煜，2023）或者发达地区为研究对象，研究结论对其他地区的适用性还有待商榷。基于此，本文尝试厘清两者的耦合协调机理，从创新平台、创新管理、创新需求和制度环境几方面揭示两系统的交互关系，从而为引导中部省份实现资源有效分配，优化劳动力资源结构等提供启示。

1 数字经济与区域创新能力的耦合机理

耦合协调度主要研究两个或者多个系统之间的相互作用，并通过耦合协调度进行两系统空间分布的动态评估。本文尝试厘清数字经济与区域创新的耦合协调发展机理（见图1）。

一方面，数字经济可以促进区域创新效率提高。第一，数字经济能够加速打造高水平基础设施平台，实现创新辐射。数字经济作为UKCGcR4+GFlyu+M2mQlFow==依托大数据实现并引导资源快速优化配置的一种经济形态，可以加速建设基于移动互联网、卫星互联网等的数字化智慧平台，为技术创新提供了良好的建设基础。同时，信息化也加快了区域之间资金、人力等重要要素的流通，从而能够促进资源配置结构的合理化（易恩文，2023），降低沟通成本，加强创新主体的辐射效应，实现地区间的良性协同发展。第二，数字经济能够推动创新主体良性竞争，优化经营管理模式。数字经济作为区域间的沟通桥梁，能够激发各创新主体良性互动（Yoo et al.，2010），形成创新能力培育基地，体现出数字经济对区域创新能力的溢出效应。反过来，数字经济发展本身也可以看作新型管理模式下技术创新的应用成果。第三，数字经济有利于推动产品创新，刺激需求导向型创新。数字经济发展可以很大程度上促进产业的升级转型，从智能终端、物联网等优势产业到5G产业等新兴产业，都是数字产业化下所产生的新业态，市场产品种类趋向于多样化。同时，消费者可以低成本、高效率地搜寻到需求产品，提高资源利用效率，加快供货端的创新成果转化和推广应用。

另一方面，创新作为引领数字经济发展的第一驱动力，不断促进数字技术向社会和经济发展的各个领域广泛渗透。一般来讲，创新包括技术创新和制度管理创新。从技术创新来看，加速数字技术创新是推动数字经济高质量发展的必然要求（周浩，2023），数字经济大力发展的背后是信息基础设施的完善和技术创新能力的持续提高。因此，不断推动技术创新，强化数字经济发展基础，才能带动数字经济和传统经济高水平融合，以创新驱动数字化转型。从制度管理创新来看，科技创新最大的激励来自制度健全的市场环境（胡增玺，2023），有效的制度环境在激发创新活力、保障信息化健康发展方面发挥着基础作用。科技协同制度创新可以最大程度地提升数字资源共享效果，提升信息技术创新效率。

因此，数字经济与区域创新两者交互，不断助推经济高质量发展。本文从耦合协调度入手，分析评价两系统协调发展状态和关联关系，展示两系统耦合协调度的动态演进趋势，发现现实问题，为两系统协同发展提供思路。

2 数字经济、区域创新能力的评价指标、数据处理和测度方法

2.1 区域创新能力的评价指标、数据处理和测度方法

本文结合区域发展实际情况以及实际数据的可获得性，综合借鉴刘思明（2023）的综合测度法，从投入和产出的角度选取五个一级指标反映区域创新能力。本文采用熵权法测度河南省17个地级市2016—2021年的创新能力，计算权重如表1所示。

2.2 数字经济的评价指标、数据处理和测度方法

本文借鉴代秀梅等（2023）关于数字经济的度量，以数字基础设施、数字金融指数和数字化服务业态作为一级指标构建数字经济评价指标体系如表2所示，同时采用熵权法对数字经济指标权重赋值，计算河南省17个地级市2016—2021年的数字经济发展水平。

3 主要研究方法与模型

3.1 耦合协调度模型

耦合度指的是两个或两个以上系统之间相互作用的影响，可以反映系统之间的相互依赖和相互制约程度。两个系统的耦合度越高代表系统间相互影响程度越大，相关关系越强。本文基于王淑佳（2021）等学者的研究，验证两个子系统的耦合协调度，定义模型如式（1）所示。

其中，X1表示河南省17个地级市数字经济水平得分；X2表示河南省17个地级市创新能力水平得分。C表示耦合度，其区间为[0，1]，该值越大表示数字经济发展水平与区域创新能力耦合程度越高。进一步引入协调度T，定义模型如式（2）所示。

其中a+b=1，a为数字经济在综合评分中所占的权重，b为区域创新能力在综合评分中所占的权重，为方便进行比较设定a=b=0.5，由此进一步得到耦合度模型如式（3），其中D表示耦合协调度指标。

为研究数字经济与区域创新相对发展程度，采用两个子系统综合发展指数的比值作为相对发展程度，具体公式如下：

其中，β表示相对发展度；X1和X2分别表示河南省17个地级市数字经济水平得分和河南省17个地级市创新能力水平得分。

3.2 耦合协调度类型表

本文借鉴刘琳轲（2021）等的研究，将耦合协调度发展阶段与对应类型划分为拮抗、磨合和协调三个阶段，同时结合相对发展度（数字经济与区域创新能力之比）将两系统耦合协调度划分为9个类型（见表3）。拮抗阶段表明数字经济与区域创新两系统间开始进行博弈；磨合阶段表明两系统之间相互作用加强，且当相对发展程度趋近于1时两系统同步发展，处于高度磨合阶段；协调阶段表明数字经济发展和区域创新效率开始平衡发展，尤其是当相对发展程度为1时体现两系统之间开始相互制衡、配合，相互之间呈现良性促进状态。

3.3 Dagum基尼系数模型

地区发展的不均衡性，各地经济发展水平和程度不尽相同，因此可能导致河南省各地区之间耦合协调度存在差异。为检验这种差异的原因是区域内、区域间还是组间超密度，本文采用Dagum基尼系数从多方面衡量区域间差异程度。

4 实证分析

4.1 数据来源

考虑到2022年数据有大量缺失，为了研究的严谨性和准确性，本文选取2016—2021年的地级市数据作为研究样本。同时考虑济源市数据的不可获取性，本文选择河南省除省辖县级市济源市外的17个地级市作为研究对象。对于缺失数据，本文采用插值法进行了补充。表1中数据来源于河南省历年统计年鉴、中国城市统计年鉴、EPS数据平台、国家统计局、金融运行报告；表2数据来源于河南省历年统计年鉴、EPS数据平台以及北京大学数字金融研究中心提供的2016—2021年数字金融指数。

4.2 实证结果分析

4.2.1 河南省地级市创新能力水平比较

通过熵值法测算出权重，同时结合归一化处理后的面板数据整理计算河南省17个地级市2016—2021年创新能力分项得分。通过创新水平对比可知，（1）2016—2021年，河南省17个地级市创新能力水平整体呈上升趋势，区域间差距较为显著，2018年后差距逐渐拉大。其中，2016—2021年郑州市创新能力评分平均达到0.64，位于河南首位，主要是郑州市作为河南省省会城市，其经济水平和资源条件丰厚，全省形成以郑州为中心的中原经济区。（2）洛阳市在全省排名第二，其他城市中除南阳市、新乡市创新能力评分处于0.1以上，其余城市创新能力评分均在0.1以下，地区差异明显。这也和事实情况相符，洛阳市、新乡市作为郑洛新国家自主创新示范区的依托城市，经过9年的积累和沉淀，已逐步打造为具有较强辐射能力和核心竞争力的创新高地。南阳市与洛阳毗邻，能更好地接收周边地区的辐射，发展速度较快。（3）从空间分布来看，以郑州为中心、郑洛新引领发展的态势依旧明显，南阳作为新晋的副中心城市，在豫南地区科技创新发展方面能够发挥一定作用。

4.2.2 河南省地级市数字经济发展水平比较

根据前述熵权法计算得出的数字经济发展水平基础指标权重，本文对2016—2021年河南省地级市数字经济矩阵进行处理和计算，得到17个地级市数字经济发展水平测评结果。结果显示，河南省17个地级市数字经济发展水平在2016—2021年波动上升，除郑州市增势强劲外，其他城市波动幅度较小，发展稳定。实际上，2017年世界互联网大会倡导发展数字经济以来，数字经济作为新型的经济形态不断推动我国经济增长。2019年开始到2020年经历了小幅下降后在2021年数字经济指数再次上升，主要是2019年开始受到第一波新冠疫情影响，主要的经济活动停滞，数字化发展力度降低。从省域来看，郑州数字经济发展迅猛，发挥“主核”作用引领全省数字经济发展。洛阳、商丘、南阳3个地市数字经济核心产业发展势头强劲。而其他地级市数字经济发展落后于河南省平均水平，差距明显。

5 河南省数字经济与区域创新能力耦合协调分析

5.1 耦合协调测度结果

根据地形、河流等地理因素，将河南省划分为豫北、豫西、豫南、豫东和豫中五个区域。测算五个区域耦合协调度值并根据表3划分标准，得出河南省五个区域的耦合协调度所处阶段（表4）。

（1）按照年份取均值可以发现，耦合协调值呈现平缓上升趋势，2016年最低值为0.294，到2021年达到0.438，可以看出河南省数字经济和区域创新能力耦合协调度整体小于0.5，依靠粗放式发展方式成为河南省创新能力发展的桎梏，同时河南省近几年大力发展大数据综合试验区，推进数字化转型。因此，数字经济发展迅猛但创新能力不足，导致两系统耦合协调度处于高度拮抗状态。

（2）分市域来看，按照河南省17个地级市取均值，可以发现郑州市位列第一，耦合协调度均值达到0.813，2016—2019年，郑州市数字经济与区域创新经历了从低度磨合到低度协调阶段，从2020年开始郑州市两系统基本同步发展，两系统处于高度协调阶段。洛阳市排名仅次郑州，均值为0.523。洛阳市的耦合协调度也经历了不断磨合的过程，从2016—2017年实现数字经济超前于区域创新发展，两系统由低度拮抗发展到高度拮抗。从2018年开始两系统实现同步发展，耦合协调度从0.532上升到2021年的0.617，达到高度磨合阶段。此外，南阳市大力发展数字化，数字经济水平在2021年实现突破，达到全省第三，数字经济发展超前，两系统由高度拮抗发展到低度磨合阶段。排名后四位的城市分别是濮阳市、漯河市、三门峡市和鹤壁市，耦合协调度均值分别为：0.273、0.230、0.229和0.177，属于高度拮抗状态。

（3）分区域来看，五个区域耦合协调度值从2016—2021年大幅度上升，比例均在50%左右，但除豫中和豫西两地之外，其他地区均属于高度拮抗状态，数字经济发展与区域创新能力不协调。整体来看，河南省发展程度呈现西强东弱，中心强四周弱的特点，未来需要继续推动各地区域创新能力和数字经济发展的相互作用，促进两者的共同提升。

5.2 数字经济与区域创新能力耦合度区域差异分析

5.2.1 总体差异分析

通过前述对河南省不同区域数字经济及区域创新耦合协调度分析可知，耦合协调度存在显著的地区差异。因此，使用Dagum基尼系数对差异来源进行拆解和分析。

河南省整体基尼系数走势从2016—2021年波动下降，两系统耦合协调度差异逐渐减小。从地区差异的贡献率来看，河南省五个区域两系统耦合度差异主要来源于地区间差异，组间差异贡献率达到50%左右，2021年达到51%；组内贡献率保持在20%左右；超变密度贡献率稳定在30%，2021年降低到29%，变化幅度小，较为平稳，同时也证实区域间差异是影响地区创新能力和数字经济协同发展的重要因素。

5.2.2 区域内差异分析

本文进一步运用Dagum基尼系数分析河南省五个区域内数字经济与创新能力耦合度差异。

图2展示了豫东、豫中、豫西、豫南和豫北五个区域耦合度的区域内差异，从图2可以看出，五个区域基尼系数整体呈现平缓降低趋势，表明五个区域内部发展不平衡问题逐渐得到缓解。具体来看，豫中地区数字经济发展水平和区域创新能力耦合度基尼系数普遍高于其他四个地区，介于0.4～0.5，表明豫中地区内部差距较大，而豫西和豫北地区基尼系数介于0.2～0.4，区域内差距较为合理。豫南和豫东地区基尼系数小于0.2，但两系统发展水平整体居于全省靠后，区域内两系统耦合协调度分布过于平均，如何促进地区整体高质量、高效率发展的问题仍需重视。

5.2.3 耦合协调度空间格局特征

为更加清楚、直观的展示河南省17个地级市两系统耦合协调度空间分布状态，本文使用DataMap工具绘制耦合协调度数据地图，动态展示其耦合协调度的演进过程，如图3所示。

在数据地图中，为便于分区域分年份比较，按照各个区域耦合协调值的差异，以0.3、0.5和0.8为分界点，将河南省17个地级市2016—2021年耦合协调度分为三个颜色标注，由深到浅代表耦合协调度逐渐减弱。从图3可以看出，河南省各地级市之间具有一定的空间集聚与联动特征。2016年，郑州市已经属于磨合阶段，除洛阳、新乡和南阳外，其他地区耦合协调值较低。2017年开始，郑州市达到低度协调阶段，平顶山市、焦作市、许昌市、周口市、商丘市、安阳市耦合协调度上升趋势明显，豫中地区在郑州市的带动下发展迅速。2018年洛阳市转化为高度磨合阶段，同时驻马店和信阳市在周边城市的联动下耦合协调度达到0.308和0.332。2020年，郑州市达到高度协调状态，濮阳市耦合协调程度上升，达到0.319，直至2021年南阳市也发展到磨合状态。从空间分布上来看，形成了较为明显的毗邻区域联动效应，耦合协调等级高的地区逐渐辐射到周边地区，呈现豫中向豫南、豫东等周边散射的状态。

6 结语

第一，河南省各区域之间创新能力和数字经济发展水平之间差异较大，尤其是豫中、豫西与其他地区分化差距明显，应引起重视；第二，河南省数字经济和区域创新能力耦合协调度整体上处于拮抗状态。虽然各个区域之间具有空间聚集和联动效应，但是豫北、豫南和豫东三个区域仍处于拮抗阶段，郑州和洛阳市的辐射效应未充分发挥。因此，要通过产业共链、合作共享和市圈“团战”等方式打造发展新动能；第三，数字经济作为一种新的经济业态，对促进经济高质量发展具有重要意义。但是从目前实证结果来看，除郑州市外，其他区域城市仍然存在过于依赖传统产业的问题，两系统耦合协调度较弱，因此应通过借鉴先进发展经验，引进先进科学技术，进而实现产业创新和经济高质量发展。同时，充分利用本地传统行业的优势，实现传统经济转型，建立创新能力和新经济形式发展互为促进的良性循环。

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