基于錫爾系數(shù)的廣東省城市創(chuàng)新能力差異研究

梁政驥，呂拉昌，b

(廣州大學(xué) a.地理科學(xué)學(xué)院;b.廣州發(fā)展研究院，廣州 510006)

0 引言

城市創(chuàng)新能力是指城市創(chuàng)新體系中各要素和行為主體有機(jī)組合的整體能力，是一個城市知識、技術(shù)發(fā)展的綜合反映［1］。我國學(xué)者對城市創(chuàng)新能力的研究很多，研究范圍有涉及單個城市或幾個城市的，也有全國范圍的;研究角度涉及研究評價方法和實證分析方法;研究方法包括指數(shù)綜合法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法、因子分析法等。

目前，國內(nèi)對城市創(chuàng)新能力的評價指標(biāo)以及評價方法有眾多的研究。有關(guān)城市競爭力、區(qū)域現(xiàn)代化和可持續(xù)發(fā)展評價的研究均涉及創(chuàng)新指標(biāo)，而且基本都采用多指標(biāo)的綜合評價的方法，主要有3種關(guān)于創(chuàng)新能力的評價指標(biāo)體系:(1)從投入—產(chǎn)出的角度論述，如胡琴將區(qū)域創(chuàng)新能力評價指標(biāo)分為科技進(jìn)步技術(shù)基礎(chǔ)、科技活動投入、科技活動產(chǎn)出、科技進(jìn)步對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的貢獻(xiàn)4大類共26個指標(biāo)［2］;(2)從系統(tǒng)功能的角度論述，如王國貞將區(qū)域創(chuàng)新能力評價指標(biāo)分為知識生產(chǎn)能力、知識擴(kuò)散能力、企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新效益5大類別共31個指標(biāo)［3］;(3)從系統(tǒng)的構(gòu)成要素論述，如呂拉昌將城市創(chuàng)新能力評價指標(biāo)分為知識創(chuàng)新能力、技術(shù)創(chuàng)新能力、政府行為能力、宏觀社會環(huán)境4大類共32個指標(biāo)［4］。當(dāng)然，這3種分類并不是絕對的，部分指標(biāo)都在3種分類之間有不同程度的交叉關(guān)系［5］。在國內(nèi)眾多的城市創(chuàng)新能力評價體系中，盡管各學(xué)者所選用的指標(biāo)不同，但絕大多數(shù)均選用了專利授權(quán)數(shù)作為其評價體系中的指標(biāo)之一［6-9］，說明專利授權(quán)數(shù)對衡量城市創(chuàng)新能力有極其重要的作用。從某種意義上說，專利是國家或地區(qū)創(chuàng)新資源的核心和最富經(jīng)濟(jì)價值的部分，是衡量一個國家或地區(qū)綜合實力的重要標(biāo)志［10］。關(guān)于城市創(chuàng)新能力差異的研究，張雨萌從專利授權(quán)方面研究我國3大經(jīng)濟(jì)核心區(qū)自主創(chuàng)新能力差異［11］。在國外，Jaffe等最早利用專利授權(quán)量來研究知識流動的軌跡［12］，從而測算城市創(chuàng)新能力的差異;隨后Almeida和Frost也開始使用專利授權(quán)量來研究知識的流動［13-14］;Lee Branstetter則從微觀的角度出發(fā)，以專利數(shù)和研發(fā)經(jīng)費分析日本國家的創(chuàng)新能力［15］;此后，Poh-Kam Wong等以專利授權(quán)數(shù)和合作論文數(shù)研究新加坡國家創(chuàng)新系統(tǒng)［16］。

廣東省是我國改革開放的前沿，改革開放以來經(jīng)濟(jì)快速增長，城市化進(jìn)程加快，城市創(chuàng)新能力迅速提升，但地區(qū)發(fā)展不平衡。本研究基于錫爾系數(shù)測算分析，以專利授權(quán)數(shù)作為城市創(chuàng)新能力的顯示指標(biāo)，分析廣東粵東、粵北、粵西和珠三角等地區(qū)的城市創(chuàng)新能力的差異。采用該方法的優(yōu)點是，錫爾系數(shù)所用到的指標(biāo)較少，對于研究地區(qū)間較少指標(biāo)的差異時，能較直觀地反映出其差異的水平。同時，通過對錫爾系數(shù)作適當(dāng)?shù)姆纸庾冃?，對研究地區(qū)內(nèi)部的差異同樣適用?？偟膩碚f，錫爾系數(shù)不僅能對不同區(qū)域間的差異進(jìn)行研究，同時還能夠研究各區(qū)域內(nèi)部的差異，對研究整個地區(qū)的差異較為深入。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

數(shù)據(jù)來源于歷年廣東統(tǒng)計年鑒、廣東省知識產(chǎn)權(quán)局統(tǒng)計數(shù)據(jù)(2000—2009年)。

將廣東省21個城市劃分成4個區(qū)域，分別是粵東地區(qū)、粵北地區(qū)、粵西地區(qū)及珠三角地區(qū)(圖1)?；洊|地區(qū)包括:汕頭、汕尾、潮州、揭陽;粵西地區(qū)包括:湛江、茂名、云浮、陽江;粵北地區(qū)包括:韶關(guān)、清遠(yuǎn)、河源、梅州;珠三角地區(qū)包括:廣州、佛山、肇慶、深圳、東莞、惠州、珠海、中山、江門。鑒于統(tǒng)計數(shù)據(jù)獲取的途徑及準(zhǔn)確性，把肇慶市、惠州市整體劃入珠三角區(qū)域。

圖1 廣東省區(qū)域劃分Fig.1 Regional divisions of Guangdong Province

采用的方法是錫爾系數(shù)(Theil index)法，最早由錫爾等人于1967年提出，用來反映區(qū)域差異。錫爾系數(shù)包括2個分解指標(biāo)(T和L)，兩者的不同在于錫爾T以GDP比重加權(quán)，而錫爾L以人口數(shù)加權(quán)。因其可以分解為相互獨立的組間差異和組內(nèi)差異，廣泛應(yīng)用于城市、經(jīng)濟(jì)等方面。其中測算出的系數(shù)越大，代表差異程度越大。本研究通過計算錫爾T及錫爾L，對廣東省2000—2009年反映各城市創(chuàng)新能力大小的專利授權(quán)數(shù)指標(biāo)進(jìn)行分解。

首先，以區(qū)域作為基本單元，把廣東省分為粵東、粵西、粵北及珠三角4個區(qū)域，錫爾T及錫爾L的計算公式為:

式中:T1代表以GDP比重加權(quán)的廣東省各區(qū)域間專利授權(quán)數(shù)差異程度;L1代表以人口數(shù)加權(quán)的廣東省各區(qū)域?qū)＠跈?quán)數(shù)差異程度;n代表區(qū)域個數(shù);g代表全省GDP;gi代表i區(qū)域GDP;p代表全省人口數(shù);pi代表i區(qū)域人口數(shù);y代表全省專利授權(quán)數(shù);yi代表i區(qū)域?qū)＠跈?quán)數(shù)。

其次，以城市作為基本單元，可以把粵東、粵西、粵北及珠三角4個地區(qū)的差異分解為其內(nèi)部各城市之間的差異，則4個地區(qū)內(nèi)部的差異指標(biāo)可分解為:

式中:T2代表以GDP比重加權(quán)的廣東省各區(qū)域內(nèi)城市間專利授權(quán)數(shù)差異程度之和;L2代表以人口數(shù)加權(quán)的廣東省各區(qū)域內(nèi)城市間專利授權(quán)數(shù)差異程度之和;n代表區(qū)域個數(shù);m代表各區(qū)域內(nèi)城市個數(shù);gij代表i區(qū)域j城市GDP;pij代表i區(qū)域j城市人口數(shù);gi代表i區(qū)域GDP;pi代表i區(qū)域人口數(shù);yij代表i區(qū)域j城市專利授權(quán)數(shù);yi代表i區(qū)域?qū)＠跈?quán)數(shù)。

以GDP比重加權(quán)的全省專利授權(quán)數(shù)差異程度Ts=T1+T2，而以人口數(shù)加權(quán)的全省專利授權(quán)數(shù)差異程度Ls=L1+L2。假設(shè)經(jīng)過測算后Ts＞Ls，則說明城市創(chuàng)新能力差異中GDP對其影響比人口數(shù)對其影響大，反之說明城市創(chuàng)新能力差異中人口數(shù)對其影響比GDP對其影響大。

2 城市創(chuàng)新能力差異測算與分解

利用Excel軟件，把GDP、人口數(shù)、專利授權(quán)量等指標(biāo)值代入式(1)～式(4)中，生成若干個錫爾系數(shù)值，測算得出2000—2009年廣東省城市創(chuàng)新能力的差異特征(表1～表3，圖2～圖4)。

2.1 總體創(chuàng)新能力差異

2.1.1 錫爾T測算。從圖2a和表1可以看出:(1)以GDP比重加權(quán)的廣東省城市創(chuàng)新能力的總差異值Ts從2000年的0.088銳減到2004年的0.060，隨后增加到2009年的0.078，總體上減少了11.4%，說明從2000年至2004年，以GDP比重加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異呈減少的趨勢，而從2004年到2009年則呈現(xiàn)增大的趨勢;(2)在4大區(qū)域之間，以GDP比重加權(quán)的創(chuàng)新能力差異值T1總體上呈現(xiàn)出減少的趨勢，從2000年0.033下降到2009年的0.028，減少了15.2%，其差異程度均小于以GDP比重加權(quán)的4大區(qū)域內(nèi)部的差異值T2;(3)在4大區(qū)域內(nèi)部，以GDP比重加權(quán)的差異T2總體上有所減少，從2000年的0.055減少到2004年的0.032，隨后增加到2009年的0.05，共減少了9.1%，其趨勢與總差異Ts的相差不大;(4)對比上述4大區(qū)域間差異T1及區(qū)域內(nèi)部差異T2，區(qū)域內(nèi)部差異明顯比區(qū)域間差異大，說明以GDP比重加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異主要來源于區(qū)域內(nèi)部的差異。

2.1.2 錫爾L測算。從圖2b和表1可看出:(1)以人口數(shù)加權(quán)的廣東省城市創(chuàng)新能力的總差異值Ls總體上有所增加，從2000年的0.234增加到2009年的0.270，增加了15.4%，說明10年間，以人口數(shù)加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異有所擴(kuò)大;(2)在4大區(qū)域之間，以人口數(shù)加權(quán)的創(chuàng)新能力差異值L1總體上呈現(xiàn)增加的趨勢，從2000年的0.143增加到2009年的0.181，增加了26.6%，說明在4大區(qū)域之間以人口數(shù)加權(quán)的創(chuàng)新能力差異有增大的趨勢;(3)在4大區(qū)域內(nèi)部，以人口數(shù)加權(quán)的創(chuàng)新能力差異值L2總體上趨于不變，其中于2004年和2005年出現(xiàn)微小波動，說明以人口數(shù)加權(quán)的區(qū)域內(nèi)部的創(chuàng)新能力差異基本保持不變;(4)對比上述4大區(qū)域間的差異L1及區(qū)域內(nèi)部的差異L2，區(qū)域間的差異明顯比區(qū)域內(nèi)部的差異大，說明以人口數(shù)加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異主要來源于區(qū)域間的差異。

2.1.3 錫爾T及錫爾L對比。從圖2c和表1可以看出，以人口數(shù)加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異Ls明顯大于以GDP比重加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異Ts，同時以人口數(shù)加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異有繼續(xù)擴(kuò)大的趨勢，而以GDP比重加權(quán)的廣東省創(chuàng)新能力總體差異則有減少的趨勢，說明人口因素對創(chuàng)新能力的影響仍在增強(qiáng)，而GDP因素則有所減弱。

表1 廣東省城市創(chuàng)新能力差異Tab.1 Differences of urban innovation capacity in Guangdong Province

圖2 廣東省城市創(chuàng)新能力差異及對比圖Fig.2 Differences and comparison of urban innovation capacity in Guangdong Province

2.2 區(qū)域間創(chuàng)新能力差異

2.2.1 錫爾T測算。從圖3a和表2可以看出，以GDP比重加權(quán)的區(qū)域之間創(chuàng)新能力差異(T1)有所減少，其中影響其差異減少的主要區(qū)域是珠三角地區(qū)，其系數(shù)值(Tz1)從2000年的0.048減少為2009年的0.045，減少了6.3%。其中，2005年出現(xiàn)最低值0.032，整體呈現(xiàn)一個“U”字型?；洊|地區(qū)則與珠三角地區(qū)在變化過程中有所不同，其值(Te1)雖從2000年的0.007到減少到2009年的0.003，減少了57.1%，但2003年最高值為0.016，整體呈現(xiàn)一個倒“U”字型?；浳鞯貐^(qū)系數(shù)值從2000年到2009年差異程度略有增大，其值(Tw1)從 -0.015增大為 -0.013?；洷钡貐^(qū)則變化不大，其值(Tn1)一直在-0.007與-0.008之間波動。其中，粵西、粵北地區(qū)出現(xiàn)負(fù)數(shù)，其原因是專利授權(quán)數(shù)占全省的比重小于其GDP占全省的比重，說明在創(chuàng)新能力增強(qiáng)的同時，其城市發(fā)展速度增長更為明顯。因此，目前除了創(chuàng)新因素外，粵西、粵北地區(qū)城市的發(fā)展還有另外的動力推動，創(chuàng)新對兩地區(qū)的作用并不是最主要的，但有一定的貢獻(xiàn)。另外，與上述兩地不同，珠三角地區(qū)創(chuàng)新能力差異的增長遠(yuǎn)大于城市發(fā)展的增長速度，創(chuàng)新對珠三角地區(qū)各城市的發(fā)展有較重要的作用，與其他各地區(qū)相比，珠三角地區(qū)創(chuàng)新能力差異十分顯著，長此以往珠三角地區(qū)與其他地區(qū)的差異會越來越明顯，最終將形成一個以珠三角為核心的城市創(chuàng)新高地，推動珠三角的發(fā)展。

2.2.2 錫爾L測算。從圖3b和表2可以看出，以人口數(shù)比重加權(quán)的區(qū)域間創(chuàng)新能力差異(L1)有所增大，其中對其影響較大的主要是珠三角地區(qū)。以人口數(shù)加權(quán)的珠三角地區(qū)差異系數(shù)值(Lz1)從2000年的0.197逐年增大到2009年的0.210，增大了6.6%。而粵東地區(qū)(Le1)、粵西地區(qū)(Lw1)在-0.019至-0.026之間變動，影響力相對較小?；洷钡貐^(qū)(Ln1)的影響則最弱，其值處于 -0.011至 -0.013之間，變化較小?？偟膩碚f，以人口數(shù)比重加權(quán)的區(qū)域間創(chuàng)新能力差異以珠三角地區(qū)的影響為主，說明創(chuàng)新對珠三角的人口集聚產(chǎn)生了一定的積極作用，而其他地區(qū)由于創(chuàng)新能力的不足導(dǎo)致人口的流失。

2.2.3 錫爾T及錫爾L對比。從圖3c和表2可以看出，以GDP加權(quán)的4大地區(qū)間創(chuàng)新能力差異(T1)與以人口加權(quán)的4大地區(qū)間創(chuàng)新能力差異(L1)之間的差異較大。從2000年到2009年，以GDP加權(quán)的4大地區(qū)間創(chuàng)新能力差異值(T1)持續(xù)減少，說明了以GDP加權(quán)時，廣東省各區(qū)域間的創(chuàng)新能力差異不斷減弱。而以人口加權(quán)的4大地區(qū)間創(chuàng)新能力差異(L1)持續(xù)加大，說明了以人口數(shù)加權(quán)的廣東省各區(qū)域間的創(chuàng)新能力差異不斷增大，人口在全省各區(qū)域間的分配中流向創(chuàng)新能力強(qiáng)的珠三角地區(qū)，從而造成以人口加權(quán)時創(chuàng)新能力差異的增大。

2.3 區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異

2.3.1 錫爾T測算。從圖4a和表3可以看出，以GDP比重加權(quán)的區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異系數(shù)值T2從2000年到2009年略為下降，其中2004年最小，為0.032。在4大區(qū)域內(nèi)部以珠三角的差異最大，是全省區(qū)域內(nèi)部總差異的最重要因素?？傮w來說，珠三角區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異值Tz2增大了0.002，其中2004年與2007年出現(xiàn)最低值，均為0.026。粵東(Te2)、粵西(Tw2)、粵北(Tn2)3個地區(qū)內(nèi)部差異值較低，粵北地區(qū)內(nèi)部差異值接近0，說明粵北地區(qū)內(nèi)部各城市的創(chuàng)新能力相差不大。

表2 廣東省各區(qū)域間創(chuàng)新能力差異Tab.2 Differences of urban innovation capacity in regions of Guangdong Province

圖3 廣東省各區(qū)域間的創(chuàng)新能力差異及對比Fig.3 Differences and comparison of urban innovation capacity in regions of Guangdong Province

2.3.2 錫爾L測算。從圖4b和表3可以看出，以人口數(shù)比重加權(quán)的區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異值(L2)變化不大，其中2004年與2005年系數(shù)值出現(xiàn)微小波動，總體來說，珠三角地區(qū)內(nèi)部的差異仍然對總體差異起著至關(guān)重要的作用。在珠三角內(nèi)部各城市間，其差異值(Lz2)呈現(xiàn)出增大的趨勢，從2000年到2009年共增加0.007，增大了11%。粵東地區(qū)內(nèi)部的差異(Te2)則有下降的趨勢，10年間共下降0.01，減少了10%?；浳鞯腖w2和粵北的Ln2則變化不大，其中粵北地區(qū)內(nèi)部差異值接近0。

表3 廣東省各區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異Tab.3 Differences of urban innovation capacity at intra-regions of Guangdong Province

2.3.3 錫爾T及錫爾L對比。從圖4c和表3可以看出，以GDP比重加權(quán)的區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異值(T2)與以人口數(shù)比重加權(quán)的區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異值(L2)之間的差異趨勢基本一致，2000—2009年兩者均略有減少。但L2比T2大，說明人口對創(chuàng)新能力的影響比GDP的要強(qiáng)烈。另外，在珠三角內(nèi)部各城市間，無論以GDP加權(quán)還是以人口加權(quán)，其創(chuàng)新能力差異總體都較大。特別是以人口數(shù)加權(quán)(Lz2)的差異十分明顯，說明了珠三角內(nèi)部人口的不平衡對各城市自身的創(chuàng)新能力差異造成較大的影響。

圖4 廣東省各區(qū)域內(nèi)部創(chuàng)新能力差異及對比Fig.4 Differences and comparison of urban innovation capacity at intra-regions of Guangdong Province

3 結(jié)論

(1)以GDP加權(quán)的全省創(chuàng)新能力差異有減少的趨勢，無論是4大區(qū)域間還是各區(qū)域內(nèi)，均出現(xiàn)了減少。即GDP的增長與城市創(chuàng)新能力的增長之間趨于平衡?？赡艿慕忉屖?一方面，國家出臺一系列優(yōu)惠政策鼓勵高新區(qū)、創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園、創(chuàng)新型城市等項目的建設(shè)，促進(jìn)各城市創(chuàng)新的發(fā)展;另一方面，越來越多的城市重視創(chuàng)新城市的建設(shè)，以創(chuàng)新帶動城市的發(fā)展。

(2)以人口數(shù)加權(quán)的創(chuàng)新能力差異則有增大的趨勢，增大的來源主要是區(qū)域間的差異，說明全省的創(chuàng)新能力趨于集中，同時研究還發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新能力有進(jìn)一步集中的趨勢。另外，從區(qū)域內(nèi)部的研究中發(fā)現(xiàn)，10年來城市間的創(chuàng)新能力差異沒有較大的變化，但差異主要來源于珠三角地區(qū)，說明珠三角內(nèi)各城市間的創(chuàng)新能力發(fā)展較不平衡，與城市自身人口規(guī)模的發(fā)展速度不相一致。其中，由于珠三角內(nèi)各城市的發(fā)展不平衡，人口的集聚等也有所不同。以深圳為例，2000—2009年戶籍人口增加約190萬，是其他城市的3～5倍，城市創(chuàng)新能力隨著人口的遷移而遷移，造成創(chuàng)新能力的不平衡。

(3)城市的人口規(guī)模對城市創(chuàng)新能力的影響大于經(jīng)濟(jì)規(guī)模對城市創(chuàng)新能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，無論是區(qū)域之間還是區(qū)域內(nèi)部，以人口加權(quán)的創(chuàng)新能力差異值均大于以GDP加權(quán)的值。即一個地區(qū)人口規(guī)模是城市創(chuàng)新能力的重要影響因素。一方面，人口流動性的加強(qiáng)導(dǎo)致創(chuàng)新能力差異變化的加快，特別是珠三角地區(qū);另一方面，人才的流入與流出對該區(qū)域城市創(chuàng)新能力有一定的影響。

［1］周振華.論城市綜合創(chuàng)新能力［J］.上海經(jīng)濟(jì)研究，2002(7):42-49.

［2］胡琴.湖北省區(qū)域科技創(chuàng)新能力綜合評價和研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報，2003，25(2):94-95.

［3］王國貞.河北省區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新能力評價研究［J］.河北科技大學(xué)學(xué)報，2005，26(9):254-255.

［4］呂拉昌，李勇.基于城市創(chuàng)新職能的中國創(chuàng)新城市空間體系［J］.地理學(xué)報，2010，65(2):177-190.

［5］羅守貴，甄峰.區(qū)域創(chuàng)新能力評價研究［J］.南京經(jīng)濟(jì)學(xué)院學(xué)報，2000(3):32-33.

［6］孟曉晨，李捷萍.中國區(qū)域知識創(chuàng)新能力與區(qū)域發(fā)展差異研究［J］.地理學(xué)與國土研究，2002，18(4):81-96.

［7］謝蕓.城市創(chuàng)新能力與城市信息化水平測度研究［D］.上海:華東師范大學(xué)，2008.

［8］劉永久，王忠輝，吳風(fēng)慶.城市創(chuàng)新能力綜合評價實證分析——以山東省十七城市為例［J］.城市發(fā)展，2010(9):30-35.

［9］劉樹林，龐東鑫.基于熵值法的城市創(chuàng)新能力評價［J］.現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2008(12):87-88.

［10］劉鳳朝，潘雄鋒.我國八大經(jīng)濟(jì)區(qū)專利結(jié)構(gòu)分布及其變動模式研究［J］.中國軟科學(xué)，2005(6):96-100.

［11］張雨萌.從專利授權(quán)看我國三大經(jīng)濟(jì)核心區(qū)自主創(chuàng)新能力差異［J］.中國科技投資，2010(10):67-68.

［12］Jaffe A B，Trajtenberg M，Henderson R.Geographic Localization of Knowledge Spillovers as Evidenced by Patent Citations［J］.Quarterly Journal of Economics，1993，108(3):577-598.

［13］Almeida P.Knowledge Sourcing by Foreign Multinationals:Patent Citation Analysis in the U.S.Semiconductor Industry［J］.Strategic Management Journal，1996，17(winter special issue):155-165.

［14］Frost T S.The Geographic Sources of Foreign Subsidiaries’ Innovations［J］.Strategic Management Journal，2001，22(2):101-123.

［15］Lee Branstetter.Is Japan’s Innovative Capacity in Decline?［M］.Chicago:University of Chicago Press，2003:1-43.

［16］Poh-Kam Wong，Yuen-Ping Ho.Knowledge Sources of Innovation in a Small Open Economy:the Case of Singapore［J］.Scientometrics，2007，70(2):223-249.