河南省城市科技創(chuàng)新能力評估及影響因素分析

陳藝晏 任 華 楊小林

（河南理工大學安全與應急管理研究中心，河南 焦作 454000）

0 引言

科技創(chuàng)新是引領經(jīng)濟社會發(fā)展的第一動力，也是推動人類文明進步的根本動力。2016年，中共中央、國務院印發(fā)《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》，并提出“三步走”戰(zhàn)略［1］，以高效的創(chuàng)新體系來支撐高質量發(fā)展，建設創(chuàng)新型國家。作為實施中部崛起戰(zhàn)略的六省之一，習近平總書記先后四次親臨河南省并發(fā)表重要講話，作出“四張牌”等重要指示，強調要依靠科技創(chuàng)新來構建新的發(fā)展格局，推動經(jīng)濟高質量發(fā)展。河南省委、省政府更是把實施創(chuàng)新驅動、科教興省、人才強省戰(zhàn)略列為“十大戰(zhàn)略”之首?！笆濉睍r期，河南省不斷加快科技創(chuàng)新發(fā)展，科技創(chuàng)新能力也在不斷提升。然而，作為我國人口大省、農業(yè)大省，受河南省各城市經(jīng)濟實力和自然環(huán)境等的影響，河南省的科技創(chuàng)新水平僅位居全國第17位，整體實力不強，嚴重影響河南省經(jīng)濟社會的高質量發(fā)展［2］。

長期以來，學者們針對河南省科技創(chuàng)新的有關問題展開一系列研究，利用層次分析法、模糊綜合評價模型、泰爾指數(shù)法、DEA-Tobit模型等對河南省科技創(chuàng)新人才、創(chuàng)新能力和創(chuàng)新效率等進行分析和評價［3-6］。現(xiàn)有研究對河南省科技創(chuàng)新評價方法和創(chuàng)新人才、創(chuàng)新效率等方面進行有益的探索，但對河南省各地市的科技創(chuàng)新能力發(fā)展特征以及阻礙其能力提升的主要因素的研究較少，難以為河南省科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的實施提供針對性的參考依據(jù)?；诖耍狙芯繌目萍紕?chuàng)新基礎、科技創(chuàng)新投入和創(chuàng)新成果產(chǎn)出三方面來構建科技創(chuàng)新能力評價指標體系，并采用客觀賦權法-熵權TOPSIS模型對河南省18個地市的科技創(chuàng)新能力進行評價，探究河南省城市科技創(chuàng)新能力的空間分布格局，并結合障礙度分析模型深入剖析影響不同城市科技創(chuàng)新能力提升的制約因素，從而為河南省科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 評價指標體系、數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 河南省科技創(chuàng)新能力評價指標體系的構建

筆者在參考《中國區(qū)域創(chuàng)新能力報告》及現(xiàn)有研究成果的基礎上，建立包含科技創(chuàng)新基礎、科技創(chuàng)新投入和創(chuàng)新成果產(chǎn)出3個二級指標和9個三級指標的科技創(chuàng)新能力評價指標體系（見表1）。其中，在科技創(chuàng)新基礎方面，人均GDP可反映城市的基本發(fā)展水平，R&D活動單位數(shù)是創(chuàng)新人才發(fā)揮創(chuàng)新能力的重要平臺，財政對科學技術和教育的支出是進行科技創(chuàng)新活動的基礎保障，其支出占比能衡量政府資金的投入力度。在科技創(chuàng)新投入方面，R&D人員數(shù)反映出投入科技創(chuàng)新活動的人力規(guī)模，R&D經(jīng)費占GDP比重能反映出R&D活動的規(guī)模和強度。在創(chuàng)新成果產(chǎn)出方面，專利申請量反映城市科技創(chuàng)新活動的活躍程度，發(fā)表科技論文數(shù)量反映城市基礎研究領域的科技創(chuàng)新水平，有效專利發(fā)明數(shù)量反映城市科研產(chǎn)出的質量，企業(yè)是科技創(chuàng)新成果轉化的重要載體，規(guī)模及以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品產(chǎn)值收入率反映創(chuàng)新成果轉化的效率。

表1 科技創(chuàng)新能力評價指標體系

1.2 研究方法

1.2.1 熵權TOPSIS模型。熵權TOPSIS模型是一種充分利用原始數(shù)據(jù)信息，客觀進行權重賦值，計算評價對象之間的差距，并進行排序的綜合排序，以此作為評價各對象能力創(chuàng)新水平高低的依據(jù)的綜合統(tǒng)計分析方法。本研究將采用2010—2020年河南省18個地市的相關數(shù)據(jù)對其科技創(chuàng)新能力進行評價研究。具體方法參考湯光華［7］提出的評價方法。

1.2.2 全局空間自相關。采用全局Moran′s I來衡量河南省科技創(chuàng)新能力的空間自相關性，計算公式見式（1）。

式中：i為河南省城市的數(shù)量；Wij為空間權重矩陣；xˉ為均值。全局Moran′s I的取值為［-1，1］，I＜0表示空間為負相關關系；I=0表示不相關；I＞0表示空間為正相關。

1.2.3 局部空間自相關。局部空間自相關可表示每個城市空間區(qū)域關聯(lián)全局總趨勢的依賴度，局部空間自相關的計算公式見式（2）。

式中：n為河南省城市的數(shù)量；xi、xj為空間上兩個城市i和j的某項指標的參數(shù)；xˉ為河南省18個地級市某指標參數(shù)的均值；Wij為空間權重矩陣；Ii＞0表示城市i與河南省存在正空間相關關系，局部空間集聚；Ii＜0表示城市i與河南省存在負空間相關關系，呈局部空間離散。

1.2.4 障礙度模型。障礙度模型能理清科技創(chuàng)新發(fā)展過程中的主要障礙因素，為提升河南省各城市科技創(chuàng)新能力提供精準有效的對策建議。計算公式見式（3）。

式中：wi為第i項指標的權重，一般用(1 -x′ij)表示指標的偏離度，即Ei、Yi為指標對科技創(chuàng)新能力的影響程度，即障礙度得分。

1.3 數(shù)據(jù)來源

統(tǒng)計數(shù)據(jù)使用2010—2020年河南省18個地級市科技創(chuàng)新能力評價指標數(shù)據(jù)，來源于《河南省統(tǒng)計年鑒》。其中，2019年和2020年規(guī)模及以上工業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品產(chǎn)值收入率指標相關計算數(shù)據(jù)缺失，相應時間未作考慮。其中所涉及的地圖源數(shù)據(jù)均來自“國家地理信息局網(wǎng)站標準地圖服務系統(tǒng)”（http://bzdt.nasg.gov.cn/）。

2 結果與分析

2.1 河南省不同城市科技創(chuàng)新能力變化特征

表2為2010、2015和2020年等不同時間截面的河南省18個地級市科技創(chuàng)新能力變化趨勢。結果顯示，2010—2020年除開封、平頂山、濮陽外，其他城市的科技創(chuàng)新能力均有所上升，河南省整體科技創(chuàng)新能力也在不斷提高。鄭州科技創(chuàng)新能力始終位居第一，洛陽、新鄉(xiāng)、焦作、濟源分別位居第二、第三、第四、第五。反之，駐馬店、商丘、信陽、周口的科技創(chuàng)新能力較低，始終在后五名徘徊。從變化趨勢來看，鶴壁、濮陽、南陽的排名波動明顯。2010—2020年，南陽市科技創(chuàng)新能力排名直線上升，科技創(chuàng)新能力不斷提高，從2010年的第十四名上升至2020年的第九名。鶴壁市科技創(chuàng)新能力排名波動趨勢較為明顯，由2010年第十名下降至2015年的第十四名，再升至2020年的第十名，但與2010年相比，鶴壁的科技創(chuàng)新能力的貼進度有所下降，表明2010—2020年鶴壁市科技創(chuàng)新能力提升緩慢。2010—2020年，濮陽科技創(chuàng)新能力排名下降明顯，從2010年和2015年的第九名降至2020年的第十五名。其他城市的科技創(chuàng)新能力排名存在上下浮動，但相對穩(wěn)定。

表2 河南省2010、2015、2020年科技創(chuàng)新能力貼進度及排名

借鑒王鳴濤等［8］的科技創(chuàng)新能力等級劃分方法，以河南省18個城市科技創(chuàng)新能力貼進度Tj的均值為基準，取其50%、100%、150%、200%為分界值，將科技創(chuàng)新能力劃分為強、較強、一般、較弱、弱五個等級。圖1顯示了2010年、2015年、2020年和2010—2020年等不同時間截面的河南省18個城市的科技創(chuàng)新能力等級的空間分布格局。由圖1可以看出，2010—2020年河南省科技創(chuàng)新能力空間差異明顯，總體上呈現(xiàn)以鄭州為中心向外逐漸降低的趨勢。

圖1 不同時間截面的河南省科技創(chuàng)新能力等級空間分布

通過對2010、2015、2020年三個不同時間截面的河南省科技創(chuàng)新能力進一步分析可以發(fā)現(xiàn)：①2010年，河南省科技創(chuàng)新能力強的城市有2個，分別是鄭州和洛陽；較強的城市有2個，分別是焦作和新鄉(xiāng)；濟源的科技創(chuàng)新能力一般；科技創(chuàng)新能力較弱和弱的城市分別有7個和6個，分布在豫北和豫南；②2015年，河南省科技創(chuàng)新能力強的城市有3個，分別是鄭州、洛陽和新鄉(xiāng)；較強的城市只有焦作，濟源和許昌的科技創(chuàng)新能力一般；科技創(chuàng)新能力較弱和弱的城市均為6個，分布在豫北、豫南和豫東；③2020年，河南省科技創(chuàng)新能力強的城市有2個，分別是鄭州和洛陽；無科技創(chuàng)新能力較強的城市；新鄉(xiāng)、焦作和濟源科技創(chuàng)新能力一般；科技創(chuàng)新能力較弱和弱的城市分別有8個和7個，分布在豫北和豫南。對2010、2015、2020年三個不同時間截面的河南省科技創(chuàng)新能力空間變異進行比較可以發(fā)現(xiàn)：河南省科技創(chuàng)新能力達到較強及以上的城市數(shù)量由2010、2015年的4個減少至2020年的2個；較弱及以上的城市比例由2010年的66.7%增加至2020年的72.2%，表明河南省科技創(chuàng)新能力的空間變異性在不斷增強，整體能力差異不斷擴大，朝著空間非均衡的方向不斷發(fā)展。

2.2 河南省科技創(chuàng)新能力空間集聚特征

運用全局和局部Moran′s I方法得到2010、2015和2020年3個時段內的河南省科技創(chuàng)新能力的Moran′s I散點圖和11年間的整體LISA集聚圖（見圖2）。結果顯示，河南省各時段科技創(chuàng)新能力的Moran′s I指數(shù)值均大于0，且均通過1%的顯著性水平檢驗，表明河南省科技創(chuàng)新能力呈現(xiàn)出一定程度的空間正相關，各城市科技創(chuàng)新能力存在一定的空間溢出效應。

圖2 2010、2015和2020年河南省各城市科技創(chuàng)新能力Moran′s I散點圖

局部空間自相關分析的LISA集聚圖顯示（見圖3），2010—2020年河南省科技創(chuàng)新能力主要呈現(xiàn)“高-高”集聚和“低-低”集聚。其中，鄭州、洛陽和焦作為“高-高”集聚區(qū)，這些城市及其周邊城市的科技創(chuàng)新能力在整個河南省相對較高，區(qū)域科技創(chuàng)新能力空間差異較??；“低-低”集聚區(qū)在駐馬店，其周邊城市的科技創(chuàng)新能力呈低值關聯(lián)。從時間上看，2010、2015、2020年“高-高”集聚的城市數(shù)量均為3個，表明河南省科技創(chuàng)新能力的空間均質性程度不變。2010、2015、2020年“低-低”集聚的城市數(shù)量分別為3個、2個、2個，以駐馬店為主的“低-低”集聚區(qū)在逐漸縮小，信陽由“低-低”集聚變?yōu)椴伙@著集聚，反映出河南省科技創(chuàng)新能力的空間變異性呈上升趨勢，這也與Moran′s I指數(shù)由2010年的0.281降低至2020年的0.208的變化趨勢一致。

圖3 2010—2020年河南省城市平均科技創(chuàng)新能力LISA集聚圖

2.3 河南省科技創(chuàng)新能力障礙因素分析

為進一步分析造成各城市科技創(chuàng)新能力差異的原因，采用障礙度模型計算出2020年影響河南省各城市科技創(chuàng)新能力提升二、三級指標的障礙度。從二級指標障礙度來看（見表3），科技創(chuàng)新基礎障礙度排名前五的城市分別是濟源、焦作、新鄉(xiāng)、洛陽和安陽；科技創(chuàng)新投入障礙度排名前五的城市分別是鄭州、信陽、周口、南陽和駐馬店；創(chuàng)新成果產(chǎn)出障礙度排名前五的城市分別是洛陽、駐馬店、平頂山、三門峽和南陽。鄭州和洛陽作為科技創(chuàng)新能力強和較強的城市，科技創(chuàng)新優(yōu)勢十分明顯，但鄭州在科技創(chuàng)新投入方面障礙度為83.41%，是阻礙鄭州科技創(chuàng)新能力提升的主要指標；洛陽創(chuàng)新成果產(chǎn)出不足，障礙度為55.28%；科技創(chuàng)新能力一般的城市有焦作、新鄉(xiāng)和濟源，3個城市在科技創(chuàng)新基礎方面還有所欠缺，是河南省科技創(chuàng)新基礎障礙度排名前三的城市，在未來發(fā)展中應加強對科技創(chuàng)新基礎的建設，優(yōu)化創(chuàng)新環(huán)境；在科技創(chuàng)新能力較弱的城市中，平頂山和三門峽在創(chuàng)新成果的產(chǎn)出效果不明顯，障礙度分別為57.31%和57.21%，南陽的科技創(chuàng)新投入和產(chǎn)出均有欠缺，安陽和鶴壁的科技創(chuàng)新基礎障礙度排名相較于創(chuàng)新成果產(chǎn)出更靠前，是其科技創(chuàng)新能力提升的最大阻礙，許昌、開封和漯河科技創(chuàng)新能力處于中等偏下，有著較大的上升空間；創(chuàng)新能力弱的城市3個指標的障礙度在河南省各城市排序中，濮陽、信陽和周口在科技創(chuàng)新投入方面更欠缺，商丘和駐馬店的投入和產(chǎn)出均有不足。經(jīng)濟發(fā)展及地方人力資本的提高會對該地區(qū)的科研創(chuàng)新效率起到促進作用［9］。因此，要提高創(chuàng)新成果的產(chǎn)出更重要的是要營造良好的科研環(huán)境和優(yōu)化創(chuàng)新資源的投入。

表3 河南省各城市科技創(chuàng)新能力二級指標障礙度

從三級指標障礙度排序來看，各城市進一步提升科技創(chuàng)新能力要考慮的前5個指標見表4。由此可知，除鄭州提升科技創(chuàng)新能力要著重加強政府相關經(jīng)費投入外，R&D活動單位數(shù)、專利和論文產(chǎn)出、人才數(shù)量是影響其他城市科技創(chuàng)新能力提升的主要因素，也是未來科技創(chuàng)新能力提升的重要抓手。

表4 河南省城市科技創(chuàng)新能力提升障礙因素

3 結論和建議

本研究從科技創(chuàng)新基礎、科技創(chuàng)新投入和創(chuàng)新成果產(chǎn)出3方面來構建城市科技創(chuàng)新能力評價指標體系，并采用熵權TOPSIS模型和障礙度分析模型對河南省18個地級市的科技創(chuàng)新能力的時空分布格局及主要影響因素進行分析。主要結論有以下3點。一是2010—2020年鄭州、洛陽的科技創(chuàng)新能力始終位居河南省第一位和第二位，鶴壁、濮陽、南陽的排名波動較為明顯，其他城市的科技創(chuàng)新能力排名存在上下浮動，但相對穩(wěn)定；二是河南省科技創(chuàng)新能力空間差異明顯，并呈現(xiàn)以鄭州和洛陽為中心向外逐漸降低的態(tài)勢?？萍紕?chuàng)新能力“高-高”空間集聚存在于鄭州和洛陽，“低-低”空間集聚存在于駐馬店；三是科研經(jīng)費投入不足成為限制鄭州科技創(chuàng)新能力提升的主要障礙因素，其他城市優(yōu)化科技創(chuàng)新環(huán)境和提升創(chuàng)新成果的產(chǎn)出及轉化是提高其科技創(chuàng)新能力的重要途徑。

為進一步提升河南省各地市及整體的科技創(chuàng)新能力，提出以下四點建議。

①完善科技創(chuàng)新基礎。R&D活動單位是從事科研活動、實現(xiàn)科技創(chuàng)新成果產(chǎn)出的重要平臺，而R&D活動單位數(shù)量不足是阻礙河南省各地市提升科技創(chuàng)新能力的最主要因素。因此，河南省各級政府可鼓勵更多的機構和企業(yè)建設從事科研活動的平臺，并引導其進行科技創(chuàng)新活動，加大重大關鍵技術研發(fā)經(jīng)費的投入，促進高質量創(chuàng)新成果的產(chǎn)出。積極推進產(chǎn)學研一體化，加強市域內產(chǎn)業(yè)間的合作，加快創(chuàng)新成果的轉化與應用，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟和科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展。

②加強科技創(chuàng)新投入。當前，在我國科技創(chuàng)新投入中，科技人才結構存在明顯的短板，缺乏高層次人才［10］。從河南各城市科技創(chuàng)新障礙因素來看，提升科技人才綜合素質，增加人才數(shù)量必不可少。首先政府應當出臺相關的人才引進政策，在擴大科研人才數(shù)量的同時，減少原有人才的流失。除此之外，還要優(yōu)化科技創(chuàng)新的社會環(huán)境，為科研人員提供適宜的科研環(huán)境；其次各地方高校應加強人才隊伍建設，建立和完善科技創(chuàng)新激勵機制，使高校中科研人員的積極性和主動性得到充分發(fā)揮。

③推動創(chuàng)新成果產(chǎn)出。河南省除鄭州市外，其他城市的創(chuàng)新成果產(chǎn)出較低，要加強省內各類科技資源整合，制定綜合解決方案，打破創(chuàng)新成果產(chǎn)出低的困境；還應改善科技創(chuàng)新條件，包括優(yōu)化科技創(chuàng)新環(huán)境，加大科研經(jīng)費投入，培養(yǎng)高層次、綜合的科技創(chuàng)新人才等，從而促進科技創(chuàng)新成果的產(chǎn)出及轉化應用。

④實現(xiàn)資源共享，建立跨區(qū)域科技創(chuàng)新合作協(xié)調機制。鄭州和洛陽具有良好的科技創(chuàng)新的經(jīng)濟支撐和發(fā)展能力，并取得良好的科技創(chuàng)新成果，這對其他城市也會形成良好的輻射帶動作用。因此，實現(xiàn)科技創(chuàng)新資源共享能有效緩解不同地市創(chuàng)新資源短缺的問題，同時也能促進各市創(chuàng)新合作，提升河南省綜合科技創(chuàng)新能力。