基于多元統(tǒng)計分析的省級行政區(qū)發(fā)展協(xié)調(diào)度與空間效應(yīng)分析

【中圖分類號】F124【文獻標志碼】A

【文章編號】1673-1069（2025）04-0058-04

1引言

區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展不僅強調(diào)各區(qū)域內(nèi)部子系統(tǒng)之間的相互促進與平衡，更強調(diào)區(qū)域之間的發(fā)展聯(lián)動與協(xié)同共進。在高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)型加速推進的背景下，實現(xiàn)“經(jīng)濟-環(huán)境-創(chuàng)新”三者的協(xié)調(diào)發(fā)展已成為區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵路徑。盡管經(jīng)濟擴張為社會進步提供了資源支撐，但同時加劇了環(huán)境壓力；創(chuàng)新作為提升產(chǎn)業(yè)競爭力與推動結(jié)構(gòu)升級的核心動力，其區(qū)域分布的不均亦加劇了發(fā)展差異。經(jīng)濟、環(huán)境與創(chuàng)新相互耦合，即經(jīng)濟支撐創(chuàng)新發(fā)展，亦可能加重環(huán)境壓力；創(chuàng)新推動升級轉(zhuǎn)型，若缺乏生態(tài)考量，則反向制約可持續(xù)發(fā)展。

各省在發(fā)展模式與子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平上存在顯著差異，體現(xiàn)出經(jīng)濟、生態(tài)與創(chuàng)新間多樣化的協(xié)調(diào)路徑。識別并解釋區(qū)域間發(fā)展的空間效應(yīng)，不僅有助于揭示子系統(tǒng)互動的外部機制，也為制定差異化、聯(lián)動化的發(fā)展策略提供了理論依據(jù)與實證支撐。因此，本文從多元統(tǒng)計與空間計量視角出發(fā)，識別區(qū)域發(fā)展模式并探究“經(jīng)濟-環(huán)境-創(chuàng)新”子系統(tǒng)之間及區(qū)域之間的空間聯(lián)動關(guān)系，提出有針對性的區(qū)域差異化協(xié)同策略。

2相關(guān)理論與方法介紹

本章節(jié)主要介紹相關(guān)模型的理論與方法。

2.1DEA-BCC模型

DEA-BCC模型在規(guī)模報酬可變假設(shè)的基礎(chǔ)上，用于多輸入多輸出系統(tǒng)的效率評價。設(shè)有 n 個DMU，每個含 m 個

輸入與 s 個輸出，第 k 個DMU的效率可通過以下模型求解：

式中， .x_ij?y_j 分別表示投人量和產(chǎn)出量， θ 表示效率值， σ 代表DMU的權(quán)重系數(shù)。

2.2莫蘭指數(shù)

莫蘭指數(shù)用于評估地理鄰近區(qū)域之間變量值的相似性。若相鄰區(qū)域值相近，則表現(xiàn)為空間正自相關(guān)；若差異顯著，則為負自相關(guān)：

式中， n 表示區(qū)域數(shù)， x_i 表示第 i 個區(qū)域的觀測值， w_ij 表示空間權(quán)重， W 表示權(quán)重矩陣的總和。

2.3耦合協(xié)調(diào)度分析

耦合協(xié)調(diào)度模型衡量了系統(tǒng)間相互作用及協(xié)同演化程度，廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟、社會和環(huán)境復(fù)合系統(tǒng)。設(shè)3個子系統(tǒng)發(fā)展水平為 U₁，U₂，U₃ ，耦合度 c 與協(xié)調(diào)指數(shù) T 分別為：

式中， 表示子系統(tǒng)權(quán)重，滿足 ，默認權(quán)重相等。

耦合協(xié)調(diào)度 D 定義為：

3經(jīng)濟、環(huán)境與創(chuàng)新發(fā)展水平評價及科研效率分析

3.1數(shù)據(jù)選取與來源

本文選用知網(wǎng)官方的中國經(jīng)濟社會大數(shù)據(jù)研究平臺提供的2022年省級截面數(shù)據(jù)，鑒于部分區(qū)域存在數(shù)據(jù)缺失，研究范圍限于數(shù)據(jù)相對完整的區(qū)域。同時，濕地總面積占國土面積比重與森林覆蓋率存在數(shù)據(jù)缺失，基于上述指標的相對穩(wěn)定性，因此采用上一期觀測值填充當(dāng)期缺失值。

3.2評價體系構(gòu)建

為全面評價各維度的綜合水平，本文在構(gòu)建指標體系時遵循科學(xué)性等原則，得到的指標體系如表1所示。

3.3數(shù)據(jù)標準化

本文通過最大值最小值標準化，消除不同維度間的量綱差異：

3.4主成分降維

在開展各維度的綜合評價之前，本文對各評價變量之間的相關(guān)性進行分析。鑒于部分變量不滿足正態(tài)性假設(shè)，本文選用斯皮爾曼秩相關(guān)系數(shù)作為相關(guān)性測度指標。

以經(jīng)濟維度為例（見圖1），可以看到維度內(nèi)部各變量之間具有較高的線性相關(guān)性，因此，本文采用主成分分析方法進行指標降維，并繪制碎石圖確定最佳主成分個數(shù)。

以創(chuàng)新維度為例（見圖2），曲線在第一主成分后出現(xiàn)明顯拐點，此后各成分的解釋能力迅速下降并趨于平穩(wěn)，因此，本文最終保留第1個主成分。

3.5基于熵權(quán)法計算發(fā)展指數(shù)

在構(gòu)建經(jīng)濟、環(huán)境與創(chuàng)新評價指標體系的基礎(chǔ)上，為減少主觀判斷對評價結(jié)果的干擾，同時考慮到指標維度較高，構(gòu)建一致性良好的判斷矩陣存在一定困難，因此，本文采用熵權(quán)法對評價指標進行客觀賦權(quán)，計算得到創(chuàng)新、經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展指數(shù)（見表2）。

3.6科研效率評估

為評估各區(qū)域科研投入產(chǎn)出效率，同時考慮到現(xiàn)實中大多數(shù)區(qū)域存在的規(guī)模效應(yīng)異質(zhì)性，因此本文采用適用于多輸入多輸出情境的DEA-BCC模型。需指出的是，本節(jié)所衡量的是科研效率，區(qū)別于前文的創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀評價。投人產(chǎn)出變量設(shè)置如表3所示。

其中，投人變量“Ramp;D人員\"與“Ramp;D經(jīng)費內(nèi)部支出\"分別反映人力與資本在創(chuàng)新過程中的資源配置水平；產(chǎn)出變量“國內(nèi)發(fā)明專利授權(quán)數(shù)\"“技術(shù)市場成交額\"與“技術(shù)市場技術(shù)合同金額\"衡量科技成果的創(chuàng)造能力與市場轉(zhuǎn)化效率。

為進一步揭示科研效率的區(qū)域異質(zhì)性，本文依據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒》的區(qū)域劃分標準，繪制各地區(qū)科研效率對比柱狀圖（見圖3），并得出以下結(jié)論。

東部地區(qū)整體效率水平顯著領(lǐng)先。北京、江蘇、廣東等地區(qū)的技術(shù)效率（TE）接近最優(yōu)前沿，且規(guī)模效率亦維持較優(yōu)水平，體現(xiàn)出“技術(shù)執(zhí)行力強 + 資源配置合理”的雙重優(yōu)勢。

相較之下，中部地區(qū)表現(xiàn)出“規(guī)模大、技術(shù)弱”的特征。江西、湖南等地區(qū)規(guī)模效率較高，但部分地區(qū)技術(shù)效率偏低。這是由于中部地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)仍以傳統(tǒng)制造與資源密集型行業(yè)為主，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)占比較低，制約了科技成果的高效轉(zhuǎn)化。這反映出該地區(qū)科研資源配置相對合理，但技術(shù)轉(zhuǎn)化能力較弱。

西部地區(qū)效率分化顯著，整體水平偏低。該區(qū)域雖具備一定的技術(shù)效率基礎(chǔ)，但多數(shù)地區(qū)在技術(shù)效率與規(guī)模效率方面均處于較低水平，反映出科研投人不足與產(chǎn)出轉(zhuǎn)化機制薄弱的雙重困境。

東北地區(qū)面臨傳統(tǒng)優(yōu)勢減弱與結(jié)構(gòu)調(diào)整的雙重壓力，如吉林的技術(shù)與規(guī)模效率均不高，顯示出老工業(yè)基地在科研體系現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級方面仍有待突破。

4區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)性分析

4.1發(fā)展模式識別

為分析各地區(qū)在多維發(fā)展指標上的差異與關(guān)聯(lián)性，本文以經(jīng)濟、環(huán)境、創(chuàng)新發(fā)展指數(shù)與科研效率作為輸人屬性，采用K-means ⁺⁺ 聚類對地區(qū)發(fā)展模式進行分類。

4.1.1聚類個數(shù)確定

在進行聚類分析之前，本文繪制肘部圖確定最佳聚類個數(shù)（見圖4）。

由圖4可知， K=4 時出現(xiàn)“時部\"拐點，說明類別從4到3時額外引入了隨機因素外的類別間的誤差，因此，最佳聚類個數(shù)為4。

4.1.2聚類特征分析

本文進一步計算各類別的屬性均值（見表4）。

第一類包括黑龍江、安徽等中西部和東北省份，其經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展水平中等，創(chuàng)新與科研效率偏低。例如，黑龍江和吉林工業(yè)基礎(chǔ)雖強，但創(chuàng)新能力和轉(zhuǎn)化率不足。這類區(qū)域需加快科研體制改革，實現(xiàn)從“要素驅(qū)動”向“創(chuàng)新驅(qū)動”的轉(zhuǎn)型。

第二類涵蓋北京、上海等東部發(fā)達省市，其經(jīng)濟、創(chuàng)新發(fā)展水平與科研效率居全國前列。盡管其環(huán)境指數(shù)略低于第四類區(qū)域，但生態(tài)壓力總體可控，發(fā)展重點在于綠色創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展型產(chǎn)業(yè)。

第三類涵蓋河北、山西等地，具有較高的經(jīng)濟發(fā)展水平和較強的科研創(chuàng)新能力，但環(huán)境壓力較大，生態(tài)與科技、經(jīng)濟的矛盾逐漸顯現(xiàn)。該類區(qū)域多處發(fā)展過渡期，需加強跨區(qū)域協(xié)同。

第四類包括青海、寧夏等地，雖具有突出的環(huán)境優(yōu)勢，但經(jīng)濟基礎(chǔ)薄弱。例如，青海省擁有良好的生態(tài)資源稟賦與環(huán)境指標，但科研和創(chuàng)新發(fā)展緩慢，這類區(qū)域應(yīng)加強區(qū)域內(nèi)外創(chuàng)新資源引人。

4.1.3類別內(nèi)發(fā)展協(xié)調(diào)度分析

本文進一步分析區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟、環(huán)境與創(chuàng)新子系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度，采用核密度估計揭示類內(nèi)協(xié)調(diào)發(fā)展的差異與集中趨勢。

如圖5所示，發(fā)展協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)出“高-中-低\"梯度格局：高協(xié)調(diào)區(qū)域（類別2）系統(tǒng)耦合緊密，運行機制成熟穩(wěn)?。恢懈邊f(xié)調(diào)區(qū)域（類別3）協(xié)調(diào)度較為分散，內(nèi)部差異顯著，需加強政策聯(lián)動以提升協(xié)同效能；中低協(xié)調(diào)區(qū)域（類別1）基本實現(xiàn)協(xié)同，發(fā)展穩(wěn)定且內(nèi)部差異較??；低協(xié)調(diào)區(qū)域（類別4）協(xié)調(diào)度最低，甚至出現(xiàn)負值，表明存在明顯不協(xié)調(diào)及較大類內(nèi)差異，需外部干預(yù)以促進協(xié)同發(fā)展。

4.2發(fā)展協(xié)調(diào)性的空間效應(yīng)分析

在各類別的協(xié)調(diào)分析基礎(chǔ)上，本文引入莫蘭指數(shù)，從全局與局部兩個層面分析區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的空間自相關(guān)特征。經(jīng)計算，全局莫蘭指數(shù)為0.34，且 -plt;0.01 ，表明耦合協(xié)調(diào)度具有中等程度的空間正相關(guān)性。

隨后繪制了莫蘭指數(shù)聚集圖（僅展示顯著聚集區(qū)域，即plt;0.05 ）與協(xié)調(diào)度熱力圖，如圖6所示。

長三角地區(qū)（江蘇省等）呈現(xiàn)顯著的\"高-高\"空間聚集特征，區(qū)域內(nèi)部及周邊經(jīng)濟、科技與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展水平整體較高，區(qū)域一體化進程推動形成了空間正向外溢效應(yīng)。相對地，海南省等地區(qū)屬于“低-低\"類型，區(qū)域隔離性明顯。

此外，四川省呈現(xiàn)“高-低\"空間格局，其協(xié)調(diào)發(fā)展水平明顯高于周邊省份。在此背景下，此類地區(qū)應(yīng)積極發(fā)揮輻射帶動作用，在促進西部地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展中發(fā)揮核心支撐與動力引擎的功能。江西省則呈現(xiàn)低-高\"空間特征，具備成為空間緩沖區(qū)與橋梁樞紐的潛力，應(yīng)優(yōu)化協(xié)調(diào)機制，深化與周邊高水平地區(qū)在科研、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的協(xié)同合作，增強其空間承接與梯度傳導(dǎo)功能。

5結(jié)論與建議

從經(jīng)濟、環(huán)境、創(chuàng)新協(xié)調(diào)性及科研效率角度來看，各區(qū)域表現(xiàn)存在顯著差異，需分類施策，協(xié)同推進區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。

東部地區(qū)：東部地區(qū)在經(jīng)濟、環(huán)境與創(chuàng)新的協(xié)調(diào)性以及科研效率方面表現(xiàn)突出，應(yīng)繼續(xù)鞏固其優(yōu)勢，推動綠色創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展型產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

中部地區(qū)：中部地區(qū)盡管規(guī)模效率較高，但技術(shù)效率相對較低，建議加強對技術(shù)研發(fā)的支持，提升技術(shù)創(chuàng)新能力。

西部地區(qū)：西部地區(qū)科研效率較低，面臨科研投人不足與創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力弱化的雙重挑戰(zhàn)。應(yīng)加大對西部地區(qū)的科研投入，尤其是在提升創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力方面。

東北地區(qū)：東北地區(qū)面臨傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)衰退與科研體系轉(zhuǎn)型的雙重壓力，需要推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級和科研體系創(chuàng)新。

區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展：應(yīng)加強東中西部資源共享與跨區(qū)域協(xié)同，重點構(gòu)建“高-高\"與“低-低\"聯(lián)動機制。具體來說，對“高-高\"聚集區(qū)應(yīng)推動功能分工、平臺共建與要素協(xié)同，提升區(qū)域創(chuàng)新協(xié)同效率；對“低-低\"聚集區(qū)應(yīng)建立對口支援、能力培育與激勵機制，打破區(qū)域創(chuàng)新困境；強化“低-高\"區(qū)域與周邊高水平區(qū)域的合作；發(fā)揮“高-低\"區(qū)域輻射作用，推動區(qū)域協(xié)同發(fā)展。

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