廣東省城市創(chuàng)新能力的空間格局及其溢出效應(yīng)

龍志軍，鄔麗萍

（1.廣西大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣西南寧 530004；2.廣東海洋大學(xué)管理學(xué)院，廣東湛江 524088）

1 研究背景

創(chuàng)新是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)力源泉，國(guó)家“十四五”規(guī)劃綱要提出，堅(jiān)持創(chuàng)新在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐。城市具有很強(qiáng)的創(chuàng)新資源和要素集聚能力，是創(chuàng)新發(fā)展的主要空間單元，城市是承載國(guó)家創(chuàng)新戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)的基本單元，城市尺度的創(chuàng)新空間格局研究是更為本質(zhì)的創(chuàng)新空間格局。2021 年，廣東省區(qū)域創(chuàng)新能力已連續(xù)5 年排名第一［1］，但廣東省內(nèi)部也面臨著城市創(chuàng)新高度極化、區(qū)域間創(chuàng)新差距明顯和分層化等問(wèn)題。進(jìn)一步分析廣東城市創(chuàng)新能力空間格局及其演變趨勢(shì)，有利于尊重不同區(qū)域創(chuàng)新資源的特色優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)不同層次各類(lèi)創(chuàng)新資源和要素的合理流動(dòng)和高效集聚，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新協(xié)調(diào)平衡發(fā)展具有重要意義。

現(xiàn)有研究對(duì)城市創(chuàng)新能力的概念和測(cè)度并沒(méi)有形成權(quán)威觀點(diǎn)，但城市作為一個(gè)小型區(qū)域單元，可借鑒較為成熟的區(qū)域創(chuàng)新能力研究進(jìn)行分析。如柳卸林等［2］認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新能力是一個(gè)地區(qū)將知識(shí)轉(zhuǎn)化為新產(chǎn)品、新工藝、新服務(wù)的能力，區(qū)域創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括知識(shí)創(chuàng)造能力、知識(shí)流動(dòng)能力、企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力、創(chuàng)新的環(huán)境、創(chuàng)新的經(jīng)濟(jì)績(jī)效5 個(gè)方面；任勝鋼等［3］認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新能力是區(qū)域內(nèi)各個(gè)創(chuàng)新主體在一定創(chuàng)新環(huán)境條件下，創(chuàng)新投入與產(chǎn)出的水平，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括創(chuàng)新主體的投入產(chǎn)出、創(chuàng)新環(huán)境兩個(gè)方面；李二玲等［4］從投入產(chǎn)出視角出發(fā)，認(rèn)為區(qū)域創(chuàng)新能力是一個(gè)區(qū)域依托于內(nèi)外部的創(chuàng)新環(huán)境將創(chuàng)新投入轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力，形成創(chuàng)新產(chǎn)出的能力，評(píng)價(jià)指標(biāo)包括創(chuàng)新投入、產(chǎn)出和環(huán)境3 個(gè)方面；李斌等［5］在區(qū)域創(chuàng)新能力概念基礎(chǔ)上構(gòu)建城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)包括知識(shí)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、政府支持和服務(wù)、創(chuàng)新基礎(chǔ)環(huán)境4 個(gè)方面。因而，本研究認(rèn)為城市創(chuàng)新能力是城市尺度的區(qū)域創(chuàng)新能力，用構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的方式來(lái)測(cè)度城市創(chuàng)新能力更為客觀，雖然現(xiàn)有研究所構(gòu)建的指標(biāo)體系不盡相同，但關(guān)鍵指標(biāo)較為一致，大多包括各創(chuàng)新主體的創(chuàng)新投入產(chǎn)出，以及創(chuàng)新環(huán)境等指標(biāo)。

創(chuàng)新空間格局分析將區(qū)域創(chuàng)新異質(zhì)性問(wèn)題拓展到了空間維度，從國(guó)際、省域、局域地區(qū)等空間尺度，對(duì)創(chuàng)新空間分布、空間差異和關(guān)聯(lián)分析。廣東省作為全國(guó)創(chuàng)新大省，學(xué)者們使用了不同的創(chuàng)新變量研究了廣東的創(chuàng)新空間格局問(wèn)題。如吳國(guó)棟等［6］認(rèn)為珠三角城市創(chuàng)新效率突出，沿粵東西北遞減；王偉等［7］認(rèn)為粵港澳地區(qū)的創(chuàng)新產(chǎn)出呈“核心-外圍”格局；張祥宇［8］認(rèn)為廣東省科技資源配置形成珠三角領(lǐng)銜、粵東西部協(xié)同發(fā)展的“一核兩翼”創(chuàng)新發(fā)展格局；孟霏等［9］認(rèn)為粵港澳大灣區(qū)城市技術(shù)創(chuàng)新能力“中心-外圍”特征明顯；王盟迪［10］和程風(fēng)雨［11］的研究表明，粵港澳大灣區(qū)城市科技創(chuàng)新能力差異的主要來(lái)源是的灣東、灣中和灣西3 個(gè)區(qū)域間的差距?，F(xiàn)有廣東創(chuàng)新空間格局研究關(guān)注到城市的創(chuàng)新效率、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新資源投入、技術(shù)創(chuàng)新能力等創(chuàng)新變量，較為一致認(rèn)為廣東的創(chuàng)新空間格局表現(xiàn)出地區(qū)分布不均衡、極化和集聚等特征，但是從城市創(chuàng)新能力這一視角分析廣東創(chuàng)新空間格局研究仍然不多，而城市創(chuàng)新能力這一變量更為綜合和全面，能更好描述廣東的創(chuàng)新格局。

為進(jìn)一步摸清廣東省城市創(chuàng)新能力的空間格局，為落實(shí)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，支撐廣東創(chuàng)新型省份建設(shè)提出可參考建議，本研究構(gòu)建了廣東城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，深入研究廣東城市創(chuàng)新能力的空間格局特征，探討城市創(chuàng)新能力發(fā)展趨勢(shì)，并進(jìn)一步研究城市創(chuàng)新能力空間溢出效應(yīng)，為解決廣東城市創(chuàng)新均衡發(fā)展和協(xié)調(diào)發(fā)展提供政策建議。

2 城市創(chuàng)新能力的綜合評(píng)價(jià)

2.1 城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

研究認(rèn)為城市創(chuàng)新能力是城市尺度的區(qū)域創(chuàng)新能力，可參考區(qū)域創(chuàng)新能力來(lái)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系?，F(xiàn)有研究關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新能力的測(cè)度并沒(méi)有一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)度區(qū)域創(chuàng)新能力主要分為單一指標(biāo)和綜合指標(biāo)兩種類(lèi)型。單一指標(biāo)主要是使用新產(chǎn)品產(chǎn)值、專(zhuān)利、R&D 投入等評(píng)價(jià)區(qū)域創(chuàng)新能力，綜合指標(biāo)是建立綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，通過(guò)一定權(quán)重計(jì)算方法測(cè)算區(qū)域創(chuàng)新能力綜合指數(shù)，綜合指標(biāo)對(duì)區(qū)域創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)更為全面，應(yīng)用研究更可信。

應(yīng)用較廣泛的綜合指標(biāo)方法又大致分為兩類(lèi)。一是出自世界專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)或政府部門(mén)的報(bào)告，如中國(guó)科技發(fā)展戰(zhàn)略研究小組自1999 年開(kāi)始每年發(fā)布的《中國(guó)區(qū)域創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)報(bào)告》、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織發(fā)布的《全球創(chuàng)新指數(shù)》等，這些報(bào)告具有一定的權(quán)威性，但由于評(píng)價(jià)對(duì)象固定為國(guó)家或者省域等大區(qū)域，創(chuàng)新指標(biāo)的應(yīng)用范圍受限，然而其構(gòu)建的綜合指標(biāo)體系有重要參考價(jià)值；二是學(xué)者們根據(jù)研究需要，參考專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)報(bào)告而構(gòu)建的創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)綜合指標(biāo)體系，計(jì)算出綜合評(píng)價(jià)指數(shù)。

根據(jù)李二玲等［4］遵循科學(xué)性、代表性、可比性、可獲得性等原則，構(gòu)建區(qū)域創(chuàng)新能力綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，其二級(jí)指標(biāo)包括創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新環(huán)境3 個(gè)方面。這一指標(biāo)體系得到廣泛應(yīng)用，如黃麗等［12］、王文靜等［13］、陳琦等［14］、張建偉等［15］的研究都構(gòu)建了相同的二級(jí)指標(biāo)體系，根據(jù)研究目的和數(shù)據(jù)的可得性，專(zhuān)家們對(duì)三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇存在些許差異。參考以上研究，本研究構(gòu)造了衡量城市創(chuàng)新能力的綜合指標(biāo)體系。如表1 所示，二級(jí)指標(biāo)體系包括創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新投入和創(chuàng)新產(chǎn)出3 個(gè)方面，三級(jí)指標(biāo)衡量方法如第四列所示11 個(gè)指標(biāo)，其中專(zhuān)利申請(qǐng)復(fù)合數(shù)為對(duì)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)、實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)和外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)分別賦予0.5、0.3 和0.2 的權(quán)重計(jì)算而得。所有的指標(biāo)以2000 年為基期，按人均地區(qū)生產(chǎn)總值（GDP）總值指數(shù)、居民消費(fèi)價(jià)格指數(shù)等進(jìn)行平減。

表1 城市創(chuàng)新能力綜合指標(biāo)體系

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理方法

研究時(shí)間范圍為2000—2019 年，以分析新世紀(jì)以來(lái)廣東城市創(chuàng)新能力空間格局的變化，考慮到數(shù)據(jù)的可得性和研究的時(shí)效性，研究樣本始于2000 年，由于2020 年受新冠疫情影響可能引起偶然性波動(dòng)，本研究時(shí)間截至2019 年。數(shù)據(jù)主要來(lái)自 2001—2020年的《廣東統(tǒng)計(jì)年鑒》《廣東科技統(tǒng)計(jì)年鑒》，廣東科技統(tǒng)計(jì)網(wǎng)數(shù)據(jù)等，個(gè)別缺失數(shù)據(jù)用插值法填補(bǔ)。綜合指標(biāo)體系各指標(biāo)權(quán)重的確定方法主要有熵值法、主成分分析法和層次分析法等，為了避免主觀性的影響和確保實(shí)證結(jié)果的穩(wěn)健性，本研究使用熵值法計(jì)算城市創(chuàng)新能力綜合指數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)城市創(chuàng)新指數(shù)），用主成分分析法作穩(wěn)健性檢驗(yàn)。熵值法計(jì)算11 個(gè)三級(jí)指標(biāo)的權(quán)重分別為0.042、0.010、0.039、0.059、0.010、0.163、0.140、0.045、0.155、0.151、0.186，對(duì)歸一化處理的7 個(gè)指標(biāo)按熵權(quán)計(jì)算出城市創(chuàng)新指數(shù)innovation，部分年份的創(chuàng)新指數(shù)如表2 所示。由于熵值法使用歸一法對(duì)各三級(jí)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理，因而得到的城市創(chuàng)新指數(shù)是一個(gè)相對(duì)水平的數(shù)值，范圍在0～1 之間，大致表示考察期城市創(chuàng)新指數(shù)的最小值到最大值之間的百分位。

表2 主要指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)描述

3 廣東城市創(chuàng)新能力的空間格局分析

城市創(chuàng)新空間格局研究將城市創(chuàng)新指數(shù)投影到空間維度，主要包括對(duì)創(chuàng)新指數(shù)的數(shù)值及空間分布、創(chuàng)新空間差異、創(chuàng)新空間關(guān)聯(lián)及空間集聚等3 個(gè)方面研究。

3.1 廣東城市創(chuàng)新能力的空間分布

通過(guò)橫向比較各年度的城市創(chuàng)新指數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，城市創(chuàng)新能力以低水平為主，如表3 所示，表中所列5 年數(shù)據(jù)，只有深圳、廣州、東莞、佛山、珠海、中山、惠州7 個(gè)城市創(chuàng)新指數(shù)均高于當(dāng)年所有城市的平均水平，而其他14 個(gè)城市的創(chuàng)新指數(shù)均低于當(dāng)年的平均水平。創(chuàng)新能力排名也表現(xiàn)出明顯的地理位置分布特征，表3 所列5 年的創(chuàng)新指數(shù)及全部年份創(chuàng)新指數(shù)均值排名中，排名前10 的有9 個(gè)城市位于珠三角地區(qū)，珠三角之外僅汕頭位于第9，而排名11～21 名的城市全部位于粵東西北地區(qū)，而且2005 年后汕頭創(chuàng)新指數(shù)也位列9 名之后，兩個(gè)地區(qū)的城市創(chuàng)新能力排名基本分開(kāi)為頭尾兩部分，排名趨于固化。從創(chuàng)新指數(shù)概率分布看具有典型的冪律特征，頭部的極少數(shù)城市（深圳、廣州）對(duì)應(yīng)極高的創(chuàng)新能力，分布在長(zhǎng)尾中的絕大多數(shù)城市（主要是粵東西北地區(qū)城市）創(chuàng)新能力較低，而且排名越靠近頭部，城市之間創(chuàng)新能力階梯明顯，排名越靠近尾部，城市之間的創(chuàng)新能力差距越小。如表3 最后一行所示，首位度顯示了排在首位深圳與次位廣州的創(chuàng)新指數(shù)比值，初期增長(zhǎng)迅速后期有所回落，但總體趨于上升，表明頭部城市的階梯在拉大。

表3 廣東城市創(chuàng)新指數(shù)統(tǒng)計(jì)

通過(guò)縱向?qū)Ρ雀鞒鞘袆?chuàng)新指數(shù)變化趨勢(shì)可以看出，城市創(chuàng)新能力增長(zhǎng)明顯，但增長(zhǎng)速度出現(xiàn)分化，創(chuàng)新能力增長(zhǎng)趨于發(fā)散。全省2019 年創(chuàng)新指數(shù)均值為2000 年的4 倍，表3 最后一列的Nich 指數(shù)表示從2000 年到2019 年，城市創(chuàng)新能力成長(zhǎng)倍數(shù)相對(duì)全省成長(zhǎng)倍數(shù)的比值。Nich 指數(shù)大于1 的城市從高到低依次是河源、深圳、廣州、佛山、清遠(yuǎn)等5 個(gè)城市，其創(chuàng)新能力增長(zhǎng)速度快于全省的平均水平，Nich 指數(shù)小于1 的其他14 個(gè)城市創(chuàng)新能力增長(zhǎng)速度慢于全省平均水平，增長(zhǎng)速度較快的城市大多位于珠三角和粵北地區(qū)。

3.2 廣東城市創(chuàng)新能力的空間差異

使用變異系數(shù)分析廣東城市創(chuàng)新能力的分散性。如表4 第二列所示，各年度城市創(chuàng)新指數(shù)的變異系數(shù)呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，說(shuō)明城市創(chuàng)新能力的距離均值趨于發(fā)散。變異系數(shù)的逐年上升也表明城市創(chuàng)新能力不存在σ收斂，進(jìn)一步計(jì)算創(chuàng)新指數(shù)絕對(duì)β收斂系數(shù)為0.067 且顯著，說(shuō)明城市創(chuàng)新能力發(fā)展趨于發(fā)散。使用基尼系數(shù)和總體泰爾指數(shù)分析廣東城市創(chuàng)新能力的非平衡情況，如表4 第三列所示，2000—2019 年，全省城市創(chuàng)新能力的基尼系數(shù)從0.518 逐步上升到0.628，說(shuō)明整體的城市創(chuàng)新能力差距懸殊并在擴(kuò)大；表4 第四列所示總體的泰爾指數(shù)除了在量綱上與基尼系數(shù)有差別外，其展現(xiàn)出來(lái)的變化趨勢(shì)與基尼系數(shù)基本一致。由此可見(jiàn)，廣東城市創(chuàng)新能力嚴(yán)重不平衡，而且這種不平衡有進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)。廣東這一情況與全國(guó)創(chuàng)新發(fā)展趨勢(shì)存在差異，如馬靜等［16］研究表明全國(guó)城市創(chuàng)新產(chǎn)出空間差異的總體水平自2007 年開(kāi)始不斷下降，因而廣東區(qū)域創(chuàng)新失衡面臨更大挑戰(zhàn)。

表4 廣東城市創(chuàng)新能力差異指標(biāo)

前文分析珠三角和粵東西北地區(qū)的城市創(chuàng)新能力的排名完全分開(kāi)為頭尾兩部分，通過(guò)分解泰爾指數(shù)進(jìn)一步分析創(chuàng)新能力在兩區(qū)域內(nèi)的城市間差異、兩區(qū)域之間的差異。如表4 第五、六列所示，2000年時(shí)兩區(qū)域各自的內(nèi)部差異相差不大，但珠三角區(qū)域內(nèi)部城市創(chuàng)新能力差異隨著時(shí)間不斷增大，而粵東西北區(qū)域內(nèi)部差異總體在減小，到了2019 年，珠三角區(qū)域內(nèi)部泰爾指數(shù)達(dá)到0.276，內(nèi)部差異較大，而粵東西北為0.035，內(nèi)部差異較小。如表4 最后兩列所示，珠三角和粵東西北的區(qū)域間差異的泰爾指數(shù)不斷增長(zhǎng)，但由于珠三角地區(qū)內(nèi)部差異迅速擴(kuò)大導(dǎo)致總體泰爾指數(shù)增長(zhǎng)更快，區(qū)域差異占總差異的比重卻在小幅下降；區(qū)域間差異占總體差異雖然在緩慢下降但仍高于60%?？傮w而言，廣東城市創(chuàng)新能力空間不平衡在擴(kuò)大的主要原因是珠三角和粵東西北地區(qū)間的差距在擴(kuò)大，而且珠三角地區(qū)內(nèi)部差異迅速擴(kuò)大貢獻(xiàn)的比重在增加。

3.3 廣東城市創(chuàng)新能力的空間關(guān)聯(lián)

如表5 所示為2000、2006、2012 和2019 年城市創(chuàng)新指數(shù)的從高到低四分位數(shù)的分布情況，如表所示的4 個(gè)年份中，珠三角地區(qū)的深圳、廣州、東莞、佛山、珠海等5 市的創(chuàng)新能力位于常年位于前五第一梯隊(duì)；珠三角周邊的惠州、中山、江門(mén)、肇慶常年位于創(chuàng)新能力第二梯隊(duì)；創(chuàng)新能力第三梯隊(duì)以粵北和粵西城市居多；創(chuàng)新能力最末梯隊(duì)以粵東城市居多。初步判斷城市創(chuàng)新能力有俱樂(lè)部集聚的現(xiàn)象。

表5 城市創(chuàng)新能力排名的四分位表

通過(guò)探索性空間數(shù)據(jù)分析對(duì)城市創(chuàng)新能力的空間集聚現(xiàn)象進(jìn)行檢驗(yàn)?？臻g自相關(guān)是對(duì)空間集聚程度的度量，使用地理鄰接權(quán)重矩陣對(duì)各城市創(chuàng)新能力進(jìn)行全局Moran'sI指數(shù)檢驗(yàn)，如表6 所示，2000—2019 年全局Moran'sI指數(shù)均大于零，并且通過(guò)了5%的顯著性檢驗(yàn)，說(shuō)明廣東城市創(chuàng)新能力總體具有正的空間相關(guān)性，即相似創(chuàng)新能力的城市在空間分布上呈現(xiàn)集聚態(tài)勢(shì)，Moran'sI指數(shù)隨2000—2010 年趨于快速下降，2010—2019 年有小幅回升，說(shuō)明城市化創(chuàng)新能力的空間集聚態(tài)勢(shì)有波動(dòng)，總體上趨于下降。

表6 廣東城市創(chuàng)新能力全局Moran's I 指數(shù)

全局Moran'sI指數(shù)給出總體上空間相關(guān)性，不能表明局部集聚特征，需要使用莫蘭散點(diǎn)圖來(lái)探索各城市創(chuàng)新能力與其鄰近城市的空間關(guān)聯(lián)，仍然使用地理鄰接權(quán)重矩陣，繪制2000、2006、2012 和2019 年的莫蘭散點(diǎn)圖，表7 匯總了莫蘭散點(diǎn)圖在4個(gè)象限的分布情況。如表7 所示，各城市創(chuàng)新能力總體呈現(xiàn)顯著的高—高聚集和低—低聚集的空間俱樂(lè)部現(xiàn)象。其中，高-高集聚區(qū)集中了珠三角地區(qū)城市，創(chuàng)新能力較高的城市周邊集聚了創(chuàng)新能力較高城市；低-低集聚區(qū)集中了粵東、粵西地區(qū)城市，創(chuàng)新能力較低的城市周邊集聚了創(chuàng)新能力較低城市；低-高集聚區(qū)包括江門(mén)、清遠(yuǎn)、韶關(guān)等城市，這些城市位于珠三角邊緣或者周邊，在創(chuàng)新發(fā)展不及鄰近城市情況下成為了創(chuàng)新洼地；高-低集聚區(qū)沒(méi)有城市，創(chuàng)新能力較高的城市周邊沒(méi)有出現(xiàn)創(chuàng)新能力較低城市的集聚現(xiàn)象。2000—2019 年集聚格局變化主要集中在高-高集聚區(qū)和低-高集聚區(qū)之間，中山和惠州因?yàn)閯?chuàng)新發(fā)展速度相對(duì)較慢，逐漸落后于鄰近城市。

表7 廣東城市創(chuàng)新能力具體空間集聚情況

綜合以上分析，廣東城市創(chuàng)新能力逐漸形成以深圳、廣州為中心，周邊城市創(chuàng)新能力逐層遞減的“中心-外圍”的不均衡空間關(guān)聯(lián)格局，深圳、廣州核心創(chuàng)新能力極高，珠三角其他城市創(chuàng)新能力次之，珠三角周邊城市再次之，外圍的粵東西北地區(qū)城市的創(chuàng)新能力較低。這一研究發(fā)現(xiàn)與吳國(guó)棟等［6］研究的城市創(chuàng)新效率集聚，王偉等［7］研究的創(chuàng)新產(chǎn)出集聚，張祥宇［8］研究的科技資源配置集聚等現(xiàn)象較為一致。

4 廣東城市創(chuàng)新能力的空間溢出效應(yīng)分析

4.1 模型設(shè)定

空間格局分析表明廣東城市創(chuàng)新能力表現(xiàn)出“中心-外圍”的空間集聚現(xiàn)象，新地理增長(zhǎng)理論解釋經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象的空間分布不均勻、空間集聚現(xiàn)象的核心思想是知識(shí)外部影響空間有界性。張可云等［17］認(rèn)為，知識(shí)的溢出效應(yīng)意味著在研究區(qū)域?qū)用娴膭?chuàng)新問(wèn)題時(shí)必須考慮空間依賴(lài)性，由于創(chuàng)新活動(dòng)的空間依賴(lài)性，容易形成很強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的空間極化特征，導(dǎo)致創(chuàng)新的空間異質(zhì)性。由此可見(jiàn)，對(duì)創(chuàng)新溢出效應(yīng)分析能更深層次解釋創(chuàng)新空間格局的形成原因，為了進(jìn)一步檢驗(yàn)城市創(chuàng)新能力的空間溢出效應(yīng)，本文使用空間計(jì)量模型進(jìn)行識(shí)別，并分析各影響因素的直接效應(yīng)、間接效應(yīng)（溢出效應(yīng)）和總效應(yīng)。

城市創(chuàng)新能力的空間溢出效應(yīng)，可能由鄰近城市創(chuàng)新能力、由某些可觀測(cè)和不可觀測(cè)的影響因素引起，本研究構(gòu)建如下3 種常用的空間計(jì)量模型：模型（1）即式（1）為空間誤差模型（SEM），模型設(shè)定認(rèn)為相鄰城市的創(chuàng)行能力存在空間依賴(lài)，由一些未被觀測(cè)或模型遺漏的變量引起；模型（2）即式（2）為空間滯后模型（SAR），模型設(shè)定認(rèn)為城市創(chuàng)新能力會(huì)按照空間傳導(dǎo)機(jī)制影響其他城市，使相鄰的城市創(chuàng)新能力趨于平均；模型（3）即式（1）為空間杜賓模型（SDM），作為更一般的空間計(jì)量模型形式，該模型兼具以上兩個(gè)模型的特點(diǎn)，同時(shí)引入了因變量與自變量的空間滯后項(xiàng)。

模型中i表示城市，t表示年份，innovation 表示被解釋變量城市創(chuàng)新能力，X表示城市創(chuàng)新能力的影響因素，根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)研究，本研究概括了6 個(gè)方面的影響因素：（1）外商投資水平fdi，外商直接投資對(duì)本地企業(yè)創(chuàng)新有示范效應(yīng)和溢出效應(yīng)；（2）產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)indstr，創(chuàng)新主要發(fā)生在制造業(yè)領(lǐng)域和生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)影響城市創(chuàng)新能力；（3）政府干預(yù)力度gov，地方政府對(duì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的干預(yù)體現(xiàn)了政府的宏觀調(diào)控政策力度，對(duì)城市創(chuàng)新也有影響；（4）金融支持水平rzxl，創(chuàng)新活動(dòng)有長(zhǎng)期性、不確定性和高調(diào)整成本等特點(diǎn)，金融支持能緩解創(chuàng)新的融資約束；（5）高等教育水平gdjy，高等教育能夠提供基礎(chǔ)研究和高層次人才，促進(jìn)城市創(chuàng)新水平；（6）互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平y(tǒng)dyw，互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用推動(dòng)了知識(shí)的溢出，從而促進(jìn)創(chuàng)新。

W為空間權(quán)重矩陣，由于本研究關(guān)注的是相鄰城市之間的空間相關(guān)性，或者說(shuō)要檢驗(yàn)的是相鄰城市之間的空間溢出效應(yīng)，且創(chuàng)新知識(shí)的溢出具有空間有界性，因而采用地理鄰接權(quán)重矩陣。W中的元素Wij表示城市i和城市j的空間權(quán)重，如果兩個(gè)城市有共同邊界，則權(quán)重矩陣對(duì)應(yīng)元素取值為 1，否則為 0。

待估參數(shù)方面，β為各影響因素的回歸系數(shù)，λ為空間誤差項(xiàng)系數(shù)，ρ為空間滯后項(xiàng)系數(shù)，θ為各影響因素的空間交互項(xiàng)系數(shù)，μ、ω分別表示城市固定效應(yīng)和時(shí)間固定效應(yīng)，u、ν表示獨(dú)立同分布的干擾項(xiàng)。本研究關(guān)注的重點(diǎn)是系數(shù)λ和ρ的估計(jì)結(jié)果，如果其符號(hào)顯著為正，則表明存在空間溢出效應(yīng)，鄰近城市的創(chuàng)新能力能促進(jìn)本地城市創(chuàng)新能力提高。

4.2 變量選取

被解釋變量innovation 采用上文計(jì)算的城市創(chuàng)新能力綜合指數(shù)。解釋變量方面，外商投資水平fdi 采用實(shí)際利用外資和固定資產(chǎn)投資的比值衡量；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)indstr 采用第二、三產(chǎn)業(yè)占GDP 的比重衡量；政府干預(yù)水平gov 用政府財(cái)政支出占GDP 比重衡量；金融支持水平rzxl 用中外金融機(jī)構(gòu)各項(xiàng)貸款總額和GDP 的比值衡量；高等教育水平gdjy，用普通高等學(xué)校教師人數(shù)代理；互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平y(tǒng)dyw 用人均郵電業(yè)務(wù)總量衡量。所有的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以2000 年為基期，分別按GDP 總值指數(shù)、消費(fèi)者物價(jià)指數(shù)等進(jìn)行平減。為對(duì)系數(shù)解釋的統(tǒng)一，對(duì)比率指標(biāo)不取對(duì)數(shù)，對(duì)非比率解釋變量指標(biāo)innovation、gdjy 和ydyw 分別取對(duì)數(shù)。經(jīng)檢驗(yàn)，解釋變量之間無(wú)嚴(yán)重共線(xiàn)性問(wèn)題。表8 為主要解釋變量的描述性統(tǒng)計(jì)。

表8 主要解釋變量描述性統(tǒng)計(jì)

表9 空間相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

4.3 空間相關(guān)性檢驗(yàn)和模型選擇

使用地理鄰接權(quán)重矩陣構(gòu)，對(duì)被解釋變量，也即取對(duì)數(shù)后的城市創(chuàng)新能力進(jìn)行空間相關(guān)性檢驗(yàn)，Moran'sI指數(shù)為0.594，并通過(guò)1%的顯著性檢驗(yàn)，這一結(jié)果與表5 的結(jié)果是一致的，可以判斷城市間存在顯著的空間自相關(guān)，滿(mǎn)足空間計(jì)量分析的條件。

盡管空間杜賓模型（SDM）比空間滯后模型（SAR）和空間誤差模型（SEM）更具一般性，且在空間滯后或空間誤差的實(shí)際情況下也能得到無(wú)偏的估計(jì)系數(shù)，但是為嚴(yán)謹(jǐn)起見(jiàn)，本研究使用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)判斷模型的選擇問(wèn)題。如表10 所示，LM-error和LM-lag 都是顯著的，Robust LM-error 不顯著而Robust LM-lag 顯著，表明城市創(chuàng)新能力有空間溢出效應(yīng)，兩者比較應(yīng)選擇SAR。LM 檢驗(yàn)未涉及到SDM，進(jìn)一步使用SDM 回歸后的Wald 檢驗(yàn)和SDM等回歸后的LR 檢驗(yàn)分析，Wald 和LR 統(tǒng)計(jì)量均在1%水平下顯著，說(shuō)明SDM 不能簡(jiǎn)化為SEM 或SAR。LM 檢驗(yàn)與Wald 檢驗(yàn)、LR 檢驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)當(dāng)選擇SDM。從理論上講，控制個(gè)體效應(yīng)和時(shí)間效應(yīng)是合乎實(shí)際情況的，為謹(jǐn)慎起見(jiàn)，采用Hausman 檢驗(yàn)判斷SDM 固定效應(yīng)選擇的問(wèn)題，Hausman 統(tǒng)計(jì)量在5%的水平下顯著，說(shuō)明二者有系統(tǒng)差異，應(yīng)選擇固定效應(yīng)模型，LR 檢驗(yàn)結(jié)果表明應(yīng)該選擇個(gè)體和時(shí)間雙向固定效應(yīng)模型。因而，本研究以雙向固定效應(yīng)SDM 空間計(jì)量估計(jì)結(jié)果為準(zhǔn)。

表10 空間計(jì)量模型選擇的檢驗(yàn)結(jié)果

4.4 回歸結(jié)果

為了比較估計(jì)結(jié)果，表11 給出了4 種模型的估計(jì)結(jié)果，分別是固定效應(yīng)（FE）、空間滯后（SAR）、空間誤差（SEM）、空間杜賓（SDM）4 種模型，從估計(jì)結(jié)果看，各解釋變量的估計(jì)結(jié)果基本一致，說(shuō)明估計(jì)結(jié)果較為穩(wěn)健?？臻g計(jì)量模型中，SDM 的方差σ2最小，對(duì)數(shù)似然數(shù)Log-L 最大，赤池信息準(zhǔn)則（AIC）和貝葉斯信息準(zhǔn)則（BIC）最小，表明SDM模型有較好的擬合度，與上文Wald 檢驗(yàn)、LR 檢驗(yàn)等結(jié)果一致。如表11，最后一列所示，系數(shù)ρ為0.277，顯著為正，表明廣東各城市的創(chuàng)新能力有顯著的空間溢出效應(yīng)，周邊城市創(chuàng)新能力提高1%，本地城市創(chuàng)新能力將提高0.277%，城市的創(chuàng)新能力顯著受到地理鄰接城市的影響，符合空間格局分析中的俱樂(lè)部集聚情況。SDM 比SAR 估計(jì)的ρ較小，因?yàn)镾DM考慮了鄰近城市影響因素的空間溢出效應(yīng)。

表11 城市創(chuàng)新能力空間溢出效應(yīng)估計(jì)結(jié)果

空間杜賓模型包含了被解釋變量的空間滯后項(xiàng)，因而影響因素的系數(shù)并不能直接反映相應(yīng)解釋變量對(duì)被解釋變量的邊際效應(yīng)，當(dāng)空間滯后項(xiàng)顯著時(shí)，可以通過(guò)求解偏微分方法求解各影響因素的平均直接效應(yīng)、平均間接效應(yīng)（溢出效應(yīng)）和平均總效應(yīng)［18］。表12 報(bào)告了城市創(chuàng)新能力各影響因素的直接效應(yīng)、間接效應(yīng)和總效應(yīng)，直接效應(yīng)為該影響因素對(duì)本地城市創(chuàng)新能力的影響，間接效應(yīng)為鄰近城市該影響因素對(duì)本地的影響，總效應(yīng)為二者加總的結(jié)果。

表12 SDM 空間效應(yīng)分解結(jié)果

直接效應(yīng)方面，本地的外商投資，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、金融支持、高等教育、互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展與城市創(chuàng)新能力正相關(guān)，政府干預(yù)與城市創(chuàng)新能力負(fù)相關(guān)，和現(xiàn)有主流文獻(xiàn)觀點(diǎn)較為一致。間接效應(yīng)方面產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、金融支持、高等教育的間接效應(yīng)為正，與直接效應(yīng)相同，表示這些影響因素在城市間存在相互促進(jìn)關(guān)系，城市間存在正向溢出作用。外商投資、政府干預(yù)、互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展水平都與直接效應(yīng)的符號(hào)相反，表明鄰近城市之間創(chuàng)新的資源稟賦相近，存在著該因素及相關(guān)資源競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。鄰近城市的外商投資可能對(duì)本地同行企業(yè)構(gòu)成激烈的創(chuàng)新競(jìng)爭(zhēng)、人才競(jìng)爭(zhēng)，不利于本地創(chuàng)新；鄰近城市通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展獲得知識(shí)溢出，和本地同類(lèi)創(chuàng)新項(xiàng)目形成資源爭(zhēng)奪，不利于本地創(chuàng)新；而對(duì)城市創(chuàng)新能力不利的政府干預(yù)促使創(chuàng)新項(xiàng)目向資源稟賦相近的周邊地區(qū)尋找機(jī)會(huì)，促進(jìn)本地城市創(chuàng)新?？傂?yīng)方面，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、政府干預(yù)、金融支持、高等教育、互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的對(duì)城市創(chuàng)新能力影響方向與主效應(yīng)相同且顯著，只有外商投資總效應(yīng)與主效應(yīng)方向相反且不顯著。

4.5 穩(wěn)健性檢驗(yàn)

本研究從以下兩個(gè)方面檢驗(yàn)結(jié)論穩(wěn)健性。（1）替換被解釋變量，采用主成分分析法計(jì)算創(chuàng)新指數(shù)。主成分分析前對(duì)7 個(gè)三級(jí)指標(biāo)作Bartlett 檢驗(yàn)和KMO檢驗(yàn)，Bartlett檢驗(yàn)P值為0.000，KMO值為0.843，大于0.5，適合進(jìn)行主成分分析。提取前5 個(gè)特征值較高的主成分，累計(jì)解釋方差94.36%。替換被解釋變量后采用SDM 模型估計(jì)的系數(shù)ρ為0.333，在1%水平下顯著；由于主成分分析得到的變量小于0，可采取加2 再取對(duì)數(shù)，替換為對(duì)數(shù)形式后，采用SDM模型估計(jì)的系數(shù)ρ為0.272，其他影響因素的符號(hào)方向、顯著性與基準(zhǔn)回歸也基本一致，說(shuō)明城市創(chuàng)新能力存在正向空間溢出效應(yīng)。（2）考慮到各城市面積大小不一，一些不相鄰但距離較近的城市也可能存在創(chuàng)新能力空間溢出效應(yīng)，參考杜之利等［19］的研究，構(gòu)建基于距離的空間權(quán)重矩陣，相距200 km以?xún)?nèi)的視為鄰近城市，相距200 km 以上的視為非鄰近城市，替換空間權(quán)重矩陣后采用SDM 模型估計(jì)的系數(shù)ρ為0.201，且在1%水平下顯著，其他影響因素的符號(hào)方向、顯著性與基準(zhǔn)回歸也基本一致，也說(shuō)明城市創(chuàng)新能力存在正向空間溢出效應(yīng)。

5 結(jié)論與建議

本研究構(gòu)建了包括創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新環(huán)境3 個(gè)二級(jí)指標(biāo)體系的城市創(chuàng)新能力指標(biāo)體系，并通過(guò)熵值法計(jì)算創(chuàng)新指數(shù)。分析廣東省21 個(gè)城市20 年的城市創(chuàng)新能力空間格局，并通過(guò)空間計(jì)量分析城市間城市創(chuàng)新能力空間溢出效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)：（1）廣東城市創(chuàng)新能力分布呈現(xiàn)出愈來(lái)愈典型的冪律分布特征，城市創(chuàng)新能力的馬太效應(yīng)現(xiàn)象凸顯；就空間分布而言，珠三角的深圳、廣州等極少頭部城市創(chuàng)新能力極高而且增長(zhǎng)速度也是最快的，珠三角內(nèi)部的城市創(chuàng)新能力趨于極化；以粵東西北城市為代表的尾部城市占據(jù)了絕大多數(shù)，其創(chuàng)新能力較低，發(fā)展速度普遍較慢，而且尾部城市之間內(nèi)部差異趨于縮小。（2）廣東城市創(chuàng)新能力不平衡在擴(kuò)大；其中珠三角地區(qū)的城市間差異在擴(kuò)大，粵東西北地區(qū)的城市間的差異在縮小，珠三角和粵東西北地區(qū)間的差異在擴(kuò)大；廣東城市創(chuàng)新能力空間不平衡在擴(kuò)大的主要原因是珠三角和粵東西北地區(qū)間的差距在擴(kuò)大，而且珠三角地區(qū)內(nèi)部差異迅速擴(kuò)大貢獻(xiàn)的比重在增加。（3）城市創(chuàng)新能力出現(xiàn)俱樂(lè)部集聚現(xiàn)象，表現(xiàn)出以深圳、廣州為核心，珠三角其他城市、珠三角周邊城市、粵東西北城市的創(chuàng)新能力逐層遞減的“中心-外圍”的空間結(jié)構(gòu)。（4）城市創(chuàng)新能力存在顯著的正向空間溢出效應(yīng)，鄰近城市創(chuàng)新能力的影響因素也影響了本地創(chuàng)新能力，空間溢出效應(yīng)是創(chuàng)新能力俱樂(lè)部集聚現(xiàn)象的重要原因。

基于以上結(jié)論，本文立足于創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略和廣東創(chuàng)新型省份建設(shè)背景提出以下建議：

一是發(fā)揮全省中心城市和局部地區(qū)中心城市創(chuàng)新增長(zhǎng)極的引領(lǐng)帶動(dòng)作用，形成“一核兩翼”創(chuàng)新發(fā)展格局。根據(jù)城市創(chuàng)新能力綜合指標(biāo)體系的構(gòu)建原理，城市創(chuàng)新能力的空間格局反映了創(chuàng)新資源稟賦空間差異，包括創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新投入等的差異，因此創(chuàng)新能力不平衡實(shí)際上也反映了經(jīng)濟(jì)綜合水平的差異。不平衡發(fā)展理論強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中增長(zhǎng)極的重要作用，城市創(chuàng)新能力協(xié)調(diào)發(fā)展并不意味著城市之間的絕對(duì)均衡，特別是我國(guó)處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中前期，創(chuàng)新能力的極化是普遍現(xiàn)象。應(yīng)發(fā)揮深圳、廣州創(chuàng)新增長(zhǎng)極的集聚效應(yīng)和規(guī)模效應(yīng)，培養(yǎng)中心城市在全球創(chuàng)新價(jià)值鏈中的競(jìng)爭(zhēng)力，打造國(guó)際一流的創(chuàng)新中心和引領(lǐng)全省創(chuàng)新發(fā)展的強(qiáng)大引擎，帶動(dòng)全省創(chuàng)新能力的提升。同時(shí)，為了減小創(chuàng)新要素過(guò)度集聚而產(chǎn)生的擁擠效應(yīng)，在汕頭和湛江建設(shè)省域副中心城市背景下，引導(dǎo)科技資源配置向東西兩翼中心城市集聚，形成“一核兩翼”創(chuàng)新發(fā)展格局。

二是發(fā)揮空間溢出效應(yīng)，降低空間非均衡分布提升整體創(chuàng)新能力。珠三角和粵東西北的地區(qū)差異是全省城市創(chuàng)新能力差異的重要來(lái)源，縮小區(qū)域間的創(chuàng)新能力差距是全省從現(xiàn)有非均衡分布逐漸走向空間均衡的重要途徑。優(yōu)化珠三角地區(qū)向東西北三個(gè)方向的創(chuàng)新資源及成果的空間溢出通道，充分利用高速鐵路、城際鐵路和互聯(lián)網(wǎng)升級(jí)等基礎(chǔ)設(shè)施壓縮空間距離，擴(kuò)大創(chuàng)新能力溢出空間范圍。加大珠三角城市與周邊城市的創(chuàng)新合作，建立健全創(chuàng)新合作和共享平臺(tái)，鼓勵(lì)創(chuàng)新主體跨城市合作，搭建創(chuàng)新人才交流平臺(tái)、創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)移平臺(tái)，打造全方位互聯(lián)互通創(chuàng)新格局，促進(jìn)從高創(chuàng)新能力城市向低創(chuàng)新能力城市的創(chuàng)新溢出。

三是基于全省“中心-外圍”創(chuàng)新空間關(guān)聯(lián)格局，促進(jìn)國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略落實(shí)。要引入空間治理思想，以地理鄰近的城市創(chuàng)新協(xié)同引領(lǐng)區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展，構(gòu)建形成以廣州、深圳市為引領(lǐng)，珠三角地區(qū)為主體，粵東西北地區(qū)支撐的協(xié)同創(chuàng)新格局。當(dāng)前階段，我國(guó)眾多產(chǎn)業(yè)被鎖定在創(chuàng)新價(jià)值鏈低端，多個(gè)關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)被技術(shù)卡脖子，而國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略、自主創(chuàng)新能力建設(shè)不僅需要突破關(guān)鍵核心技術(shù)，也需要大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)。深圳、廣州等創(chuàng)新領(lǐng)先城市，應(yīng)充分利用其在創(chuàng)新積累的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，支持一大批優(yōu)秀企業(yè)、科研單位，聚焦科技前沿和國(guó)家重大需求，加強(qiáng)源頭創(chuàng)新，完成核心部件、關(guān)鍵部件的國(guó)產(chǎn)化替代，為國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略提供重要支撐。眾多外圍城市充分利用市場(chǎng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與核心城市的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)合作，圍繞國(guó)產(chǎn)核心技術(shù)，在外圍部件、工藝、技術(shù)創(chuàng)新等環(huán)節(jié)提供創(chuàng)新協(xié)同支持，支持國(guó)產(chǎn)技術(shù)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，支持本國(guó)技術(shù)路線(xiàn)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈建設(shè)，為國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略提供重要力量。