京津冀協(xié)同創(chuàng)新多維測度研究

趙成偉 ,翟瑞瑞 ,曹 智, 張生太

(1.新疆大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,新疆 烏魯木齊 830046;2.中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院,北京 100038;3.北京郵電大學(xué) 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院,北京 100876;4.中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所中國科學(xué)院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點實驗室,北京 100101;5.北京郵電大學(xué) 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院,北京 100876)

0 引言

自2015年《京津冀協(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》頒布實施以來,京津冀協(xié)同創(chuàng)新取得一定進(jìn)展。但是,京津冀各地創(chuàng)新發(fā)展水平及創(chuàng)新資源配置規(guī)模仍然存在較大差距,制約了三地協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展。如92.5%的北京科研成果“蛙跳”到長三角、珠三角進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化[1],意味著京津研發(fā)、河北孵化轉(zhuǎn)化的創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈條尚未形成。北京的科技成果在津冀“落地”難、三地產(chǎn)業(yè)協(xié)同難,成為京津冀協(xié)同創(chuàng)新中的突出問題[2]。而摸清京津冀協(xié)同創(chuàng)新現(xiàn)狀和空間網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系特征,是推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新的先決條件。目前,有關(guān)北京、天津和河北11個地市協(xié)同創(chuàng)新水平的研究較多,但是關(guān)注維度較單一,尚無法準(zhǔn)確回答京津冀協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展水平在全國處于何種地位,亦無法詳細(xì)回答北京和天津內(nèi)部以及與河北各地市的協(xié)同水平到底如何。因此,本文將從宏、微觀兩個維度精準(zhǔn)畫像京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平,立體呈現(xiàn)京津冀協(xié)同創(chuàng)新現(xiàn)狀。這對深入推進(jìn)京津冀區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展具有重大意義。

1 文獻(xiàn)梳理

伴隨區(qū)域一體化和知識經(jīng)濟(jì)的興起,區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新逐步受到學(xué)者們的重視,針對區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新測度以及評價指標(biāo)體系構(gòu)建,國外相繼發(fā)布了《國際競爭力》《奧斯陸手冊》《歐洲創(chuàng)新記分牌》等評價報告。如Cooke[3]較早地對區(qū)域創(chuàng)新能力進(jìn)行實證研究。在研究方法方面,Leydesdorff等[4]運用三螺旋模型測度德國制造業(yè)協(xié)同創(chuàng)新水平;魯繼通[5]運用復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型測度京津冀區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新有序度。在指標(biāo)體系構(gòu)建方面,王志寶等[6]認(rèn)為,區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)以區(qū)域創(chuàng)新主體合作收益最大化為目標(biāo),實現(xiàn)創(chuàng)新要素自由流動、創(chuàng)新差距縮小以及整體創(chuàng)新水平提升;孫瑜康等[7]從綜合創(chuàng)新水平和協(xié)同創(chuàng)新水平兩個維度構(gòu)建京津冀協(xié)同創(chuàng)新指標(biāo)體系;還有學(xué)者從基礎(chǔ)創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新出發(fā),基于創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新投入、創(chuàng)新成果、區(qū)域協(xié)同和主體協(xié)同5個方面構(gòu)建成渝雙城經(jīng)濟(jì)圈協(xié)同創(chuàng)新評價指標(biāo)體系(龔勤林等,2022);祝爾娟、何皛彥[8]從協(xié)同基礎(chǔ)、協(xié)同行動、協(xié)同成效和協(xié)同環(huán)境4個方面構(gòu)建評價指標(biāo)體系。無論采取何種方法,學(xué)者們基本均從協(xié)同水平、創(chuàng)新水平兩個維度構(gòu)建指標(biāo)體系。

隨著技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展,創(chuàng)新已不再是單向的線性范式,而是轉(zhuǎn)向整合式、生態(tài)學(xué)范式的系統(tǒng)性創(chuàng)新發(fā)展,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)成為創(chuàng)新主體適應(yīng)系統(tǒng)性創(chuàng)新的新型合作形式[9],是區(qū)域創(chuàng)新在空間上的具體體現(xiàn)。因此,空間網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系方法逐漸成為分析區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的有力工具,有效彌補了傳統(tǒng)的“點軸”理論、集聚—擴(kuò)散理論等研究方法的不足。Lundvall[10]認(rèn)為,創(chuàng)新體系中的體系更偏向網(wǎng)絡(luò)概念;蓋文啟[11]認(rèn)為,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是存在于一定區(qū)域內(nèi)各種相對穩(wěn)定的正式和非正式關(guān)系的總和;Meijers[12]指出,城市群協(xié)同創(chuàng)新體系由節(jié)點、節(jié)點間鏈接、要素流動和網(wǎng)點四部分構(gòu)成;Nieto等[13]根據(jù)企業(yè)、高校、研究機(jī)構(gòu)、消費者等不同創(chuàng)新主體的異質(zhì)性,探討不同協(xié)同創(chuàng)新模式及特點;Asheim等[14]認(rèn)為,差異化知識庫是構(gòu)建區(qū)域優(yōu)勢的關(guān)鍵要素;Boschma等[15]研究發(fā)現(xiàn),隨著信息技術(shù)的發(fā)展,地理鄰近性作為影響區(qū)際創(chuàng)新聯(lián)系的要素之一,是實現(xiàn)創(chuàng)新溢出的必要條件,但其重要性不斷弱化,創(chuàng)新擴(kuò)散越來越多地受到技術(shù)鄰近性和制度鄰近性等相關(guān)因素的影響。

在此基礎(chǔ)上,國內(nèi)外學(xué)者針對特定區(qū)域的協(xié)同創(chuàng)新開展了豐富的研究。西方發(fā)達(dá)國家的市場化程度較高,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)較發(fā)達(dá),區(qū)域協(xié)同發(fā)展水平處于較高階段,且相關(guān)研究主要是基于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)理論。相比之下,我國的發(fā)展情況存在較大差異,城市群協(xié)同創(chuàng)新研究主要針對京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)以及成渝地區(qū)等,這些地區(qū)經(jīng)歷了“強(qiáng)核”“外溢”“布網(wǎng)”階段,正面臨帶動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的艱巨任務(wù)[16]。陸大道[17]認(rèn)為,隨著新型全球化和信息技術(shù)發(fā)展,世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)出由“地點空間”逐漸被“流的空間”替代的演化趨勢,并塑造了對世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要的門戶城市;劉冬梅等[18]基于修正的引力模型,提出成渝地區(qū)“工”字型科創(chuàng)走廊的建設(shè)設(shè)想;李曉琳和李星壇[19]認(rèn)為,京津冀地區(qū)目前整體創(chuàng)新水平較低,區(qū)域協(xié)作以政府為主導(dǎo),協(xié)同創(chuàng)新合力有待增強(qiáng);胡悅等[20]、畢娟[21]、杜勇宏和王汝芳[22]分別研究了京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、影響因素、提升路徑等問題。

然而遺憾的是,雖然學(xué)術(shù)界在京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平測度領(lǐng)域取得較多研究成果,但是大部分研究均將京津兩大直轄市與河北11地市直接進(jìn)行比較,且很少采用創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究方法,既缺乏對北京、天津內(nèi)部各地區(qū)的研究,又缺乏城市群之間的比較研究。此外,各地市轄區(qū)數(shù)據(jù)難以獲取。本文嘗試從多個維度對京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平展開研究,以彌補上述研究不足并為區(qū)域創(chuàng)新政策制定提供依據(jù)。

2 理論框架與研究方法

2.1 理論框架

區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新是區(qū)域協(xié)同發(fā)展的高級階段,是知識經(jīng)濟(jì)時代區(qū)域協(xié)同的新形式[23]。京津冀、長三角和粵港澳大灣區(qū)是我國創(chuàng)新資源最集聚、創(chuàng)新能力最強(qiáng)的區(qū)域,創(chuàng)新體系較完善,同時,各具特色。探究京津冀在我國創(chuàng)新版圖上的地位和特征,有助于深化京津冀協(xié)同創(chuàng)新微觀方面的研究。區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的最終目標(biāo)是縮小地區(qū)間創(chuàng)新差距,主要方式是推動跨地區(qū)、跨主體的創(chuàng)新要素流動并實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新,而創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新的重要空間表現(xiàn)形式。本文嘗試從宏觀、微觀維度測度京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平,深入探究其與長三角、粵港澳大灣區(qū)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展的差異,揭示京津冀43個區(qū)(地市)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀以及京津冀創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建情況。

2.2 研究方法

為準(zhǔn)確刻畫京津冀協(xié)同創(chuàng)新現(xiàn)狀,從宏觀和微觀兩個維度展開研究。從宏觀方面,采用熵值法,圍繞科學(xué)、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)三大要素協(xié)同性,通過與長三角、粵港澳大灣區(qū)對比,揭示京津冀協(xié)同創(chuàng)新特征。從微觀方面,分析京津冀三地協(xié)同創(chuàng)新水平。首先,采用熵權(quán)法,分析43個細(xì)分區(qū)域的協(xié)同創(chuàng)新情況;然后,基于各細(xì)分地區(qū)的協(xié)同創(chuàng)新能力,采用引力模型與社會網(wǎng)絡(luò)分析相結(jié)合的方法,研究京津冀創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建情況,并借助ArcGIS軟件將分析結(jié)果予以呈現(xiàn),具體見圖1。

圖1 京津冀協(xié)同創(chuàng)新多維測度理論框架Fig.1 Theoretical framework of multi-dimensional measurement of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative innovation

2.2.1 熵值法

熵值法專門用來研究某部門或某產(chǎn)業(yè)專業(yè)化水平,以及某區(qū)域在全國的地位與作用等,是目前考察區(qū)域差距和區(qū)域整體協(xié)同水平的常用方法。借鑒趙成偉等[24]以地區(qū)人均 GRP占全國人均GDP之比衡量中國經(jīng)濟(jì)與人口分布不匹配度的計算方法,構(gòu)建衡量三大城市群不同創(chuàng)新維度與整體創(chuàng)新投入不匹配度的R指數(shù)和M指數(shù),不僅考察單個區(qū)域某創(chuàng)新維度分布的偏離,還考察3個世界級城市群創(chuàng)新維度分布的偏離。需要說明的是,因為熵值法并沒有考慮研究對象規(guī)模因素的影響,當(dāng)某區(qū)域研究對象體量很小且地區(qū)總體量也很小時,易導(dǎo)致區(qū)位熵過大,而實際上該地區(qū)并不存在研究對象集聚現(xiàn)象。本研究中3個區(qū)域均屬于世界級城市群,科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體量都非常大,故不存在上述現(xiàn)象。具體計算方法如式(1)(2)所示。

(1)

式中,i=1,2,3,代表三大城市群;j=1,2,3,4,5,6,7,代表7個指標(biāo)。

(2)

R指數(shù)可以描述兩個指標(biāo)的偏離程度,值域為[0,∞),R越接近于1表示兩個指標(biāo)的匹配度越高,當(dāng)R=1時,兩個指標(biāo)完全匹配。M指數(shù)表示空間整體的不匹配度,值域為[0,2],M越接近于0表示整體匹配程度越高,越接近于2表示匹配度越低;當(dāng)M=0時表示整體完全匹配,當(dāng)M=2時表明整體完全不匹配。

2.2.2 熵權(quán)法

熵權(quán)法是確定指標(biāo)權(quán)重的常用方法,屬于客觀賦權(quán)法,即根據(jù)指標(biāo)變異程度確定指標(biāo)權(quán)重,本文利用該方法確定權(quán)重并計算協(xié)同創(chuàng)新水平。通常來講,指標(biāo)變異程度與信息熵成反比,即某個指標(biāo)的信息熵越小,表明指標(biāo)變異程度越大,所能提供的信息量越多,在綜合評價中的作用與權(quán)重也越大;相反,指標(biāo)權(quán)重就越小。

首先,對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由于本文所涉指標(biāo)均為正向指標(biāo),即所有數(shù)值均越大越好,故采用式(3)進(jìn)行處理。

(3)

其中,Dij表示標(biāo)準(zhǔn)化處理前第i個地區(qū)的第j個指標(biāo);aij表示標(biāo)準(zhǔn)化處理后的指標(biāo)。

其次,求各指標(biāo)熵權(quán)。通過建立標(biāo)準(zhǔn)化矩陣,確定各指標(biāo)熵值Hj。

(4)

在此基礎(chǔ)上,計算各指標(biāo)熵權(quán),如式(5)所示。

(5)

其中,m為指標(biāo)個數(shù)。

最后,計算各子系統(tǒng)得分,如式(6)所示。

(6)

其中,q為某子系統(tǒng)中的指標(biāo)個數(shù)。

2.2.3 引力模型

Reilly[25]于1929年將萬有引力應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)學(xué)領(lǐng)域,目前已廣泛應(yīng)用于空間相互作用和具有距離衰減效應(yīng)的研究中。協(xié)同創(chuàng)新是指創(chuàng)新要素在不同區(qū)域內(nèi)流動,從而產(chǎn)生的空間相互作用。作為創(chuàng)新產(chǎn)出的知識、技術(shù)等,其創(chuàng)新溢出效應(yīng)同樣遵循距離衰減規(guī)律,可借用引力模型衡量協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)系強(qiáng)度。因此,本文采用修正引力模型測算京津冀協(xié)同創(chuàng)新空間聯(lián)系度,具體計算方法如式(8)。

(7)

(8)

其中,Rij為協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)系強(qiáng)度,表示i與j地區(qū)之間的創(chuàng)新聯(lián)系緊密程度,為便于后續(xù)數(shù)據(jù)處理,此強(qiáng)度值為由熵值法測算的協(xié)同創(chuàng)新水平乘10的4次方;Kij為修正經(jīng)驗常數(shù),具體計算為Kij=Ci/(Ci+Cj),是指i地區(qū)協(xié)同創(chuàng)新水平占i、j地區(qū)協(xié)同創(chuàng)新水平總值的比重;Ci為經(jīng)熵值法計算得到的i地區(qū)協(xié)同創(chuàng)新水平,Cj以此類推;Dij為i與j地區(qū)政府駐地的直線距離;Ri表示i地區(qū)的對外協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)系總量。

2.2.4 社會網(wǎng)絡(luò)分析方法

為研究區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)聯(lián)性,本文基于社會網(wǎng)絡(luò)分析法[26],主要從整體網(wǎng)絡(luò)特征、個體網(wǎng)絡(luò)特征與凝聚子群3個維度考察,具體見表1。以修正引力模型測算的京津冀協(xié)同創(chuàng)新關(guān)聯(lián)矩陣為基礎(chǔ),選取2014年協(xié)同創(chuàng)新關(guān)聯(lián)矩陣引力值均值作為截斷數(shù)據(jù),構(gòu)造京津冀協(xié)同創(chuàng)新空間關(guān)聯(lián)的0-1非對稱矩陣,并導(dǎo)入UCINET軟件,從整體網(wǎng)絡(luò)、個體網(wǎng)絡(luò)和凝聚子群3個方面,分析2014年、2020年京津冀協(xié)調(diào)創(chuàng)新空間網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)特征。

表1 社會網(wǎng)絡(luò)分析測度指標(biāo)及其含義Tab.1 Social network analysis measurement indicators and their meanings

3 京津冀與長三角、粵港澳大灣區(qū)城市群比較分析

3.1 城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)協(xié)同度評價指標(biāo)體系構(gòu)建

科學(xué)是技術(shù)之源,技術(shù)是產(chǎn)業(yè)之源。雖然很多學(xué)者從科學(xué)研究或者技術(shù)擴(kuò)散角度研究創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)并取得一定進(jìn)展,然而脫離產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)是沒有根基的,不利于創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈銜接。本文通過科學(xué)研究、技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新3個創(chuàng)新維度構(gòu)建7個二級指標(biāo),利用熵值法開展京津冀與長三角、粵港澳大灣區(qū)3個世界級城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)協(xié)同水平的橫向比較研究。

3.2 相關(guān)數(shù)據(jù)來源

長三角以上海、浙江和江蘇數(shù)據(jù)為表征(由于涉及的安徽省地域范圍較小,本研究忽略該部分),粵港澳大灣區(qū)選用廣東省相關(guān)數(shù)據(jù)代替,這是因為本研究關(guān)注的是比例而不是絕對值,對結(jié)果影響較小。其中,科技論文發(fā)表數(shù)包括SCI、EI和CPCI-S,具體見表2。雖然科學(xué)研究、技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新3個指標(biāo)的單位不同,但是經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,僅關(guān)注同指標(biāo)間的比例情況,對分析結(jié)果的影響可以忽略不計。考慮到2020年數(shù)據(jù)受新冠疫情影響波動較大,且僅作三大城市群橫向比較,不涉及時間變化,為提高研究精準(zhǔn)度以及研究結(jié)果普適性,本部分相關(guān)指標(biāo)選取的是2019年數(shù)據(jù),其它均為2020年數(shù)據(jù)。

表2 三大城市群協(xié)同創(chuàng)新指標(biāo)值Tab.2 Collaborative innovation indicator values of three urban agglomerations

3.3 城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)協(xié)同度測度結(jié)果分析

對京津冀、長三角和粵港澳大灣區(qū)的科學(xué)研究、技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新指標(biāo)匹配度進(jìn)行計算,得到相應(yīng)創(chuàng)新維度對應(yīng)的R指數(shù)和M指數(shù),具體見表3與圖2。

表3 三大重點區(qū)域科技創(chuàng)新R指數(shù)與M指數(shù)Tab.3 R index and M index of Scientific and technological innovation in three key regions

圖2 三大城市群不同創(chuàng)新維度的比較Fig.2 Comparison of different innovation dimensions in three urban agglomerations

總體上看,京津冀的M指數(shù)為0.729,位置居中,說明整體匹配度較好。但是,需要引起重視的是,京津冀與粵港澳大灣區(qū)的整體匹配度非常接近,僅有0.03的差值,說明前者可能隨時被趕超。長三角的匹配度最高,說明長三角地區(qū)整體協(xié)同創(chuàng)新水平較高,基于分工形成了較為完善的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。從三大城市群的R指數(shù)來看,京津冀三個創(chuàng)新維度的指數(shù)都遠(yuǎn)距離1,尤其是科學(xué)研究,達(dá)到了1.752,是所有指標(biāo)中不匹配程度最高的。北京集聚了大量國家實驗室、國家重點實驗室、國家工程研究中心、研究型大學(xué)、科技領(lǐng)軍企業(yè)等國家重要科技創(chuàng)新資源,以0.17%的地區(qū)面積占據(jù)約1/3的全國科技創(chuàng)新資源也印證了這一點。長三角城市群的協(xié)同水平最高,各創(chuàng)新維度指數(shù)都在1附近;粵港澳大灣區(qū)科學(xué)研究維度的表現(xiàn)欠佳,但是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展態(tài)勢最好;京津冀呈現(xiàn)出科學(xué)研究體系優(yōu)勢明顯、技術(shù)擴(kuò)散體系僅有局部優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系明顯落后于其它兩區(qū)域的協(xié)同創(chuàng)新格局。

綜上所述,京津冀是科研供給驅(qū)動的原發(fā)型科技創(chuàng)新中心。該類型表現(xiàn)為科技—產(chǎn)業(yè)—科技的循環(huán)路徑,豐富的科教資源是其發(fā)展的前提,由科教資源外溢推動新興技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展,科學(xué)發(fā)現(xiàn)、技術(shù)發(fā)明是其主要驅(qū)動力,通過網(wǎng)絡(luò)化知識鏈接的科學(xué)研究體系不斷向技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)散并與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系融合。在全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形態(tài)上,表現(xiàn)為以科學(xué)知識為核心的科學(xué)研究體系較早融入全球創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),而技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系發(fā)展則相對滯后。原發(fā)型科技創(chuàng)新中心多產(chǎn)生于科教資源密集地區(qū),依靠大學(xué)、科研院所的知識供給與技術(shù)供給以及政府的政策指引,推動相關(guān)科技成果轉(zhuǎn)化,促進(jìn)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展。整體上看,這類科技創(chuàng)新中心的科學(xué)研究體系領(lǐng)先于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。典型代表如以美國硅谷為中心的舊金山灣區(qū)、因知識集聚形成的日本東京創(chuàng)新環(huán)境,均體現(xiàn)出“科技資源+政策支持”的特點。

4 京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平測度分析

4.1 京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平指標(biāo)體系構(gòu)建

在對國內(nèi)三大世界級城市群協(xié)同創(chuàng)新水平比較分析的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究京津冀區(qū)域細(xì)分單元的協(xié)同創(chuàng)新水平并增加相關(guān)指標(biāo)。為將研究聚焦于京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平,本文從京津冀協(xié)同水平和創(chuàng)新水平兩個維度展開分析,以兼顧協(xié)同與創(chuàng)新兩方面。在協(xié)同維度,Cooke[27]認(rèn)為不同地區(qū)和跨區(qū)域創(chuàng)新主體依托區(qū)域優(yōu)勢,形成各具特色的區(qū)域創(chuàng)新體系,該體系促進(jìn)知識快速擴(kuò)散和創(chuàng)新成果產(chǎn)出。因此,本文基于原有的科學(xué)研究、技術(shù)擴(kuò)散和成果轉(zhuǎn)化指標(biāo),增加區(qū)域協(xié)同和主體協(xié)同兩個一級指標(biāo),以測度不同地區(qū)和跨區(qū)域創(chuàng)新主體間的協(xié)同創(chuàng)新水平。在創(chuàng)新維度,借鑒科技部中國科學(xué)技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略研究院編著的《中國區(qū)域科技創(chuàng)新評價報告》(2021),構(gòu)建創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新投入、創(chuàng)新溢出3個一級指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上建立二級指標(biāo),并且所用指標(biāo)均通過自相關(guān)檢驗,見表4。

4.2 區(qū)域研究對象及數(shù)據(jù)來源

4.2.1 研究對象范圍

根據(jù)相關(guān)文件,本文將京津冀地區(qū)的空間范圍限定為北京、天津兩大直轄市和河北省全域?？紤]到無論是創(chuàng)新資源體量,還是行政級別,北京、天津與河北省各地市均不在同一層級,為進(jìn)一步細(xì)化研究,本文將北京市的16個區(qū)、天津市的16個區(qū)與河北省11個地級市視為同級研究單元,所以研究樣本共計43個單元。需要說明的是,河北省兩個省直轄縣級市辛集、定州的相關(guān)數(shù)據(jù)分別計入石家莊和保定,雄安新區(qū)的相關(guān)數(shù)據(jù)也計入保定。雖然河南省安陽市被納入《“十三五”時期京津冀國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展規(guī)劃》,為方便研究,未將其納入本文研究范圍。

4.2.2 數(shù)據(jù)來源及說明

本文數(shù)據(jù)主要來自2015年、2021年《北京科技統(tǒng)計年鑒》《天津科技統(tǒng)計年鑒》和《河北科技統(tǒng)計年鑒》,部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于《中國城市統(tǒng)計年鑒》《2020年北京技術(shù)市場統(tǒng)計年報》及京津冀三地統(tǒng)計年鑒。此外,跨區(qū)域合作申請專利數(shù)通過國家專利局的中國專利數(shù)據(jù)庫進(jìn)行手動篩選獲取,跨區(qū)域合作發(fā)表論文數(shù)通過Web of Science(wos)官網(wǎng)獲得。由于北京、天津的創(chuàng)新資源體量較大,為了提高研究精準(zhǔn)度,將兩地數(shù)據(jù)再細(xì)分到區(qū),無法獲取的數(shù)據(jù)根據(jù)總值作均值處理,部分缺失數(shù)據(jù)作平滑處理。

在數(shù)據(jù)年份選擇方面,考慮到數(shù)據(jù)可獲性及準(zhǔn)確性,同時,根據(jù)政策梳理發(fā)現(xiàn),自2014年始京津冀協(xié)同發(fā)展進(jìn)入實質(zhì)性推進(jìn)階段,故本文將考察期定為2014—2020年,選取的兩個重要時間節(jié)點為 2014 年、2020年。

4.3 協(xié)同創(chuàng)新水平測度分析

依據(jù)熵權(quán)法,計算2014年和2020年數(shù)據(jù),分別得到各級指標(biāo)權(quán)重和得分,并對各級指標(biāo)加權(quán)求和,最終得到京津冀細(xì)分指標(biāo)協(xié)同創(chuàng)新指數(shù)(見表5)、京津冀細(xì)分區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新指數(shù)(見表6)。需要指出的是,由于上述兩年權(quán)重值相差不大,因此以2020年的熵權(quán)作為標(biāo)準(zhǔn)。

表5 2014年、2020年京津冀細(xì)分指標(biāo)協(xié)同創(chuàng)新指數(shù)Tab.5 Collaborativeinnovation indicators of Beijing-Tianjin-Hebei sub-indicators in 2014 and 2020

表6 2014年、2020年京津冀細(xì)分區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新指數(shù)Tab.6 Collaborative innovation indicators of Beijing-Tianjin-Hebei sub-regions in 2014 and 2020

由表5可知,2014—2020年綜合協(xié)同創(chuàng)新指數(shù)增長近一倍,得益于三地創(chuàng)新投入增大,綜合創(chuàng)新水平有較大提升。但是,從細(xì)分維度看,三地協(xié)同水平指數(shù)僅增長了23.1%,增速緩慢,仍然徘徊在較低水平,尤其是區(qū)域間協(xié)調(diào)水平處于下降態(tài)勢;三地創(chuàng)新水平有了較大提高,尤其是創(chuàng)新投入方面,2020年創(chuàng)新投入指數(shù)較2014年增長1倍多。以上情況可能是由于京津冀協(xié)同發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略后,尤其是自2016年《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》頒布以來,三地政府加大跨區(qū)域平臺建設(shè),京津冀各地創(chuàng)新水平均有明顯提升。但是,三地之間的創(chuàng)新資源流動壁壘仍然大范圍存在,創(chuàng)新主體間的跨區(qū)域合作受到較大掣肘,導(dǎo)致協(xié)同水平不高。

由表6可知,京津冀三地的最大特征是協(xié)同創(chuàng)新水平不均衡,不僅各省市之間存在虹吸效應(yīng),而且同一省市內(nèi)部也存在,整體上表現(xiàn)為創(chuàng)新資源體量大、集聚性強(qiáng),并有增強(qiáng)趨勢。北京的創(chuàng)新資源主要集聚在海淀、朝陽兩地,兩區(qū)的創(chuàng)新水平及增長速度遠(yuǎn)高于全市平均值。通州和大興分別受城市副中心、北京經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)發(fā)展的影響而呈現(xiàn)較好發(fā)展勢頭。五大生態(tài)涵養(yǎng)區(qū)協(xié)同創(chuàng)新水平基本維持在0.001附近,僅懷柔和延慶有一定增長,其它區(qū)域受核心區(qū)域虹吸效應(yīng)的影響更顯著。以專利申請量為例,海淀是延慶的132倍。天津各區(qū)域間的協(xié)同創(chuàng)新差距比京冀兩地小,但是整體發(fā)展速度不高,其中,濱海新區(qū)、武清和西青發(fā)展勢頭最猛。濱海新區(qū)靠沿海經(jīng)濟(jì)帶動,武清則靠北京帶動,西青靠天津整體發(fā)展帶動。河北整體的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展速度較快,但是創(chuàng)新資源體量不大,集聚性較強(qiáng),主要集聚在石家莊、保定和唐山等省會城市或京津毗鄰城市,南部地區(qū)發(fā)展速度較緩慢。尤其值得注意的是,廊坊的發(fā)展速度驚人,其依托其地理位置優(yōu)勢,2020年協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展水平位居河北省第二。

5 京津冀協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系分析

本文利用引力模型與社會網(wǎng)絡(luò)分析方法,將量化數(shù)據(jù)與關(guān)系數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合,能夠更細(xì)致地研究京津冀協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系情況。

5.1 整體網(wǎng)絡(luò)特征分析

2014—2020年京津冀協(xié)同創(chuàng)新實際關(guān)系總量、網(wǎng)絡(luò)密度、中心勢和出度中心勢增長近一倍,聚類系數(shù)也有所增大,但是入度中心勢略有下降,且關(guān)系總量、網(wǎng)絡(luò)密度等仍處于較低水平(見表7),說明伴隨協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的不斷拓展,緊密度、凝聚力不斷提升,創(chuàng)新輸出能力得到增強(qiáng),但整體協(xié)同創(chuàng)新水平不高,創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)較為分散、內(nèi)部聯(lián)系不夠緊密。為進(jìn)一步分析京津冀協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)密度的穩(wěn)定性,本文測算不同截斷閾值下京津冀協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)系矩陣的網(wǎng)絡(luò)密度變化(見表8)。當(dāng)截斷閾值為1時,整體網(wǎng)絡(luò)密度為0.487,關(guān)系總量為880,反映此時網(wǎng)絡(luò)關(guān)系較緊密。當(dāng)截斷閾值提高到293.707(均值)時,整體網(wǎng)絡(luò)密度下降至0.039,同時,關(guān)系總量下降至70,說明京津冀協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)密度的穩(wěn)定性不高,內(nèi)部不同區(qū)域間創(chuàng)新水平斷層現(xiàn)象嚴(yán)重,協(xié)同創(chuàng)新整體水平較低,進(jìn)一步證實了前文研究結(jié)論。

表7 京津冀協(xié)同創(chuàng)新整體網(wǎng)絡(luò)特征Tab.7 Overal lnetwork characteristics of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative innovation

表8 不同截斷閾值下協(xié)同創(chuàng)新整體網(wǎng)絡(luò)特征Tab.8 Characteristics of collaborative innovation network with different truncation thresholds

5.2 個體網(wǎng)絡(luò)特征分析

從度數(shù)中心度看,北京的海淀、朝陽和天津的河北、南開一直處于核心地位;大部分單元的中心度有所提升,如2020年天津的西青超過南開,網(wǎng)絡(luò)地位漲幅明顯的還有天津的武清、東麗和北辰。從接近中心度看,各單元的接近中心度都呈現(xiàn)不同幅度下降,說明各單元自主性不斷下降、協(xié)同性不斷增強(qiáng)。從中介中心度看,北京海淀區(qū)具有絕對優(yōu)勢,承擔(dān)著協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的“橋梁”作用,且呈現(xiàn)大幅增長態(tài)勢;而天津武清區(qū)在網(wǎng)絡(luò)中的控制作用減弱,具體見表9。進(jìn)一步通過入度和出度分析城市個體在協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的影響力。從度數(shù)中心度看,北京海淀和朝陽的出度中心度持續(xù)穩(wěn)定在京津冀地區(qū)前兩位,是京津冀地區(qū)的創(chuàng)新策源地,此外還有天津的西青和南開;2020年天津北辰進(jìn)入創(chuàng)新策源地前列;天津其它區(qū)在2020年的入度中心度較高,說明它們在自主創(chuàng)新的同時更多地向創(chuàng)新策源地尋求協(xié)同創(chuàng)新(見表10)。從接近中心度看,平均入度中心度略高于平均出度中心度,且平均入度中心度為上升而平均出度中心度為下降,說明京津冀協(xié)同創(chuàng)新的輸入自主性強(qiáng)于輸出自主性,且這種差距有所擴(kuò)大。值得說明的是,協(xié)同創(chuàng)新指數(shù)較高的天津濱海、武清在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的作用并不突出,原因可能是兩區(qū)地理位置較偏,分別處于天津西南、東北的位置,無法形成創(chuàng)新合力。

表9 京津冀協(xié)同創(chuàng)新中心度特征Tab.9 Characteristics of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative innovation centrality

表10 京津冀協(xié)同創(chuàng)新出度入度中心度特征Tab.10 Centrality characteristics of agglomeration subgroups of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative innovation in-degree and out-degree

5.3 凝聚子群分析

由于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點的相似屬性和聯(lián)系緊密度不同,為進(jìn)一步分析相鄰模塊的協(xié)同創(chuàng)新情況,將整體網(wǎng)絡(luò)劃分為若干子群,并通過UCINET軟件交互(interactive)識別京津冀協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的5個子群(見圖3、表11)。其中,子群一是以北京海淀區(qū)為核心的聯(lián)系緊密且創(chuàng)新活躍的北京核心城區(qū);子群二是北京市內(nèi)聯(lián)系松散的較遠(yuǎn)城區(qū)以及距離較近的河北廊坊市等;子群三是聯(lián)系緊密的天津核心城區(qū);子群四是以西青為代表的天津發(fā)展較快的較遠(yuǎn)城區(qū);子群五是聯(lián)系相對較弱的河北地市以及北京、天津的部分邊緣區(qū)域。與2014年相比,2020年子群呈現(xiàn)如下特征:以北京核心城區(qū)為中心的子群不斷擴(kuò)展,并覆蓋了北京周邊城區(qū);以北京周邊城區(qū)為主構(gòu)成的子群向天津、河北擴(kuò)展;以天津核心城區(qū)為主的子群與天津邊緣區(qū)子群成員構(gòu)成在一定程度進(jìn)行了交互調(diào)整;以河北地市為代表且聯(lián)系較弱的子群有所縮小。

表11 京津冀協(xié)同創(chuàng)新空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)凝聚子群分區(qū)Tab.11 Subgroup density matrix of spatial connection network for collaborative innovation of Beijing Tianjin Hebei urban agglomeration

圖3 京津冀協(xié)同創(chuàng)新空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)凝聚子群分布Fig.3 Distribution of agglomerate subgroups of Beijing Tianjin Hebei collaborative innovation spatial connection network

為進(jìn)一步反映京津冀協(xié)同創(chuàng)新的內(nèi)在聯(lián)系,計算2014年和2020年各子群密度矩陣(見表12)。結(jié)果顯示,2014年創(chuàng)新能力較強(qiáng)的子群一內(nèi)部聯(lián)系緊密,但與其它子群聯(lián)系較弱,主要為距離相近的子群二;2020年子群一內(nèi)部聯(lián)系密度以及與子群二的聯(lián)系密度有所降低,與子群四的聯(lián)系密度超過子群二;2014年子群三的內(nèi)部聯(lián)系也很緊密且2020年有所提升,子群四的提升更顯著;子群三與子群四聯(lián)系較緊密,且有不斷增強(qiáng)趨勢;子群二、子群五的內(nèi)部聯(lián)系較弱,且與其它區(qū)域聯(lián)系也不強(qiáng)。

表12 京津冀城市群協(xié)同創(chuàng)新空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)子群密度矩陣Tab.12 Subgroup density matrix of spatial connection network for collaborative innovation of Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration

5.4 京津冀協(xié)同創(chuàng)新演進(jìn)情況的縱向時間比較

為便于直觀顯示2014—2020年變化,利用ArcGIS軟件的可視性,將基于修正引力模型計算的各區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)系結(jié)果以及社會網(wǎng)絡(luò)分析的中心度結(jié)果投射到地圖上(見圖4),進(jìn)行不同時間維度空間聯(lián)系特征的比較分析。

圖4 京津冀協(xié)同創(chuàng)新空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Beijing-Tianjin-Hebei collaborative innovation spatial connection network

一是從京津冀協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)系看,整體呈現(xiàn)“兩極高、中部弱、周邊低”的空間分布格局,以及“從兩極逐步擴(kuò)展、聯(lián)系日趨增多”的變化特征?！皟蓸O”分別是北京的海淀與朝陽,以及天津的西青和南開;北京與天津之間呈現(xiàn)“接壤區(qū)洼地”,北京、天津與周邊的河北地市聯(lián)系不多;2014—2020年協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間的聯(lián)系不斷增多,且聯(lián)系強(qiáng)度不斷增大。二是從京津冀各地區(qū)協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展水平看,呈現(xiàn)“頭部效應(yīng)”突出、地域分布不均衡的特征,空間近鄰效應(yīng)明顯?？臻g分布上呈現(xiàn)以“北京—天津”為雙核心,向周邊擴(kuò)展的特征;“北京”核心的極化效應(yīng)明顯高于“天津”核心;京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平整體呈現(xiàn)提高趨勢,最低等級的區(qū)域從2014年的13個單元減少為2020年的9個,北部部分區(qū)域提高了發(fā)展等級。三是從京津冀協(xié)同創(chuàng)新節(jié)點看,重要節(jié)點數(shù)量不斷增多。中心度大于8的單元由2014年的3個增加到2020年的9個,全部位于天津市區(qū),說明北京創(chuàng)新極化效應(yīng)明顯,而天津的區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展更加均衡。

6 結(jié)論與政策建議

6.1 結(jié)論

本文將京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平置于多個維度,結(jié)合多種方法進(jìn)行研究,得出如下結(jié)論:

(1)與長三角、粵港澳大灣區(qū)兩大世界級城市群相比,京津冀科研能力較強(qiáng),處于創(chuàng)新鏈前端。京津冀前端科研水平和技術(shù)擴(kuò)散水平較高,但是與后端產(chǎn)業(yè)鏈銜接不足,產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平不高,嚴(yán)重制約京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平提高。

(2)京津冀三地內(nèi)部各地區(qū)創(chuàng)新發(fā)展不平衡。2014-2020年,京津冀協(xié)同創(chuàng)新水平有較大程度提高,但是主體間的協(xié)同能力處于較低水平,整體協(xié)同創(chuàng)新水平尚有較大提升空間,極化現(xiàn)象有加劇發(fā)展趨勢。北京集聚了大量創(chuàng)新資源,尤其是海淀、朝陽兩區(qū),但絕大部分創(chuàng)新成果流向南方城市,對津冀的創(chuàng)新輻射帶動作用沒有充分發(fā)揮。

(3)京津冀三地間尚未形成高效協(xié)同的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。京津冀協(xié)同創(chuàng)新實際關(guān)系總量、網(wǎng)絡(luò)密度等雖然提升較快,但仍處于較低水平,網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系多發(fā)生于北京、天津內(nèi)部以及京津之間,呈現(xiàn)以北京、天津為兩極的空間特征,并向周邊逐步擴(kuò)展。其中,北京的創(chuàng)新能力以核心帶動能力為主,而天津則多發(fā)揮市區(qū)間協(xié)同作用。天津濱海、武清兩區(qū)的協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展水平較高,但在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中的作用不大,且呈現(xiàn)向東南、西北相背發(fā)展的趨勢,一定程度上對創(chuàng)新資源集聚不利。

6.2 政策建議

一是通過場景創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)與技術(shù)、研發(fā)的融合。新場景能瞄準(zhǔn)市場前沿需求,為創(chuàng)新要素和創(chuàng)新主體提供生態(tài)載體。在京津冀區(qū)域內(nèi)促進(jìn)應(yīng)用場景、商業(yè)模式和科學(xué)技術(shù)的融合創(chuàng)新,以領(lǐng)域應(yīng)用帶動技術(shù)擴(kuò)散,構(gòu)建技術(shù)創(chuàng)新與場景需求的雙輪驅(qū)動機(jī)制,有利于將現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用于某個特定領(lǐng)域與場景,實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈融合,創(chuàng)造新技術(shù)、新產(chǎn)品、新材料、新流程乃至開辟新市場、新領(lǐng)域[28]。發(fā)揮基于京津冀大規(guī)模市場形成豐富應(yīng)用場景的優(yōu)勢,通過市場需求引導(dǎo)創(chuàng)新資源配置,建設(shè)近京科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)帶和科創(chuàng)產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新高地,促進(jìn)三地科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展,構(gòu)筑“產(chǎn)業(yè)—創(chuàng)新”耦合高地。

二是提升北京在區(qū)域內(nèi)的創(chuàng)新輻射帶動能力,縮小區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新差距。北京應(yīng)強(qiáng)化非首都功能的疏解,治理“大城市病”,培育區(qū)域中心城市,充分發(fā)揮北京城市副中心和雄安新區(qū)的承接功能[29]。天津應(yīng)做好發(fā)展定位,依托濱海新區(qū)、武清等地理位置優(yōu)勢,加強(qiáng)與京冀的互動聯(lián)系。河北省必須抓住京津冀協(xié)同發(fā)展以及雄安新區(qū)建設(shè)的戰(zhàn)略機(jī)遇,推進(jìn)環(huán)“京津雄”創(chuàng)新三角蔓延式發(fā)展,努力通過產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級,實現(xiàn)跨越式發(fā)展。

三是構(gòu)建京津冀高效協(xié)同的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。完善創(chuàng)新擴(kuò)散機(jī)制,促進(jìn)京津冀創(chuàng)新要素自由流動,增強(qiáng)腹地對創(chuàng)新成果的吸納轉(zhuǎn)化能力。布局高技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群,打造區(qū)域科創(chuàng)走廊,構(gòu)建城市空間創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)載體。大力發(fā)展制造業(yè),提升區(qū)域內(nèi)制造業(yè)創(chuàng)新水平。其中,促進(jìn)北京創(chuàng)新成果在區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)化是縮小三地經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距的關(guān)鍵,天津、河北應(yīng)當(dāng)緊緊圍繞北京的優(yōu)勢研發(fā)資源,完善產(chǎn)業(yè)承接、配套與轉(zhuǎn)化體系,而非一味采取“退二進(jìn)三”的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變方式。