基于因子分析法的中部城市群創(chuàng)新能力評價研究*

王哲 沙國 楊桔

（皖西學院經(jīng)濟與管理學院，安徽六安 237012）

城市群是在城市發(fā)展歷程中經(jīng)歷了以集聚為主的城市化和集聚與擴散并行的兩個階段后形成的空間格局。城市群打破了行政界限，可以建立一個不被行政規(guī)則和壟斷力量所扭曲的共同市場，能保證區(qū)域內(nèi)部實現(xiàn)生產(chǎn)要素和市場的有效整合，達到區(qū)域資源的最優(yōu)配置，進而發(fā)揮出巨大的集聚效應、規(guī)模效應、輻射效應和聯(lián)動效應，促進區(qū)域經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)、聯(lián)動發(fā)展。［1］因此，城市群已成為一個國家或區(qū)域參與全球競爭和分工的新地域單元。中部的武漢城市圈、中原城市群、長株潭城市群、皖江城市帶現(xiàn)已成為中部地區(qū)承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和推進城市化的重要載體，也是實現(xiàn)中部崛起的重要增長極。［1］

創(chuàng)新功能是城市群（區(qū)域）發(fā)展的動力。提升中部地區(qū)城市群綜合創(chuàng)新能力，實現(xiàn)由要素驅(qū)動型向創(chuàng)新驅(qū)動型發(fā)展模式轉(zhuǎn)變，則是中部地區(qū)培育新增長極的關(guān)鍵，而科學地評價和認識中部城市群自主創(chuàng)新能力現(xiàn)狀，則是培育和提升其創(chuàng)新能力的前提。通過對中部地區(qū)城市群創(chuàng)新能力的定量評價，準確認識其創(chuàng)新能力的優(yōu)勢與不足，再制定相應的自主創(chuàng)新策略，積極培育中部城市群的創(chuàng)新極，走出一條“產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移﹢自主創(chuàng)新＝跨越式發(fā)展”的崛起之路，對提升中部城市群整體競爭力以及中部崛起戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)都具有重要的現(xiàn)實意義。

雖然國外對于創(chuàng)新理論及其評價的研究與應用起步較早，但國外沒有明確的“自主創(chuàng)新”概念，也沒有專門的城市群自主創(chuàng)新能力的研究，相關(guān)研究主要集中在對單個城市（或區(qū)域）創(chuàng)新能力的研究。

“自主創(chuàng)新”概念是我國在特定的歷史時期提出來的，但是國內(nèi)很少有專門的城市群自主創(chuàng)新的研究，相關(guān)研究集中在對創(chuàng)新城市（或區(qū)域）的研究。國內(nèi)有關(guān)創(chuàng)新城市的研究存在幾點不足：一是評價指標的選取具有較大的隨意性，且大多側(cè)重技術(shù)創(chuàng)新等硬指標，對城市的制度創(chuàng)新等軟指標重視不夠；二是指標體系中結(jié)果性指標較多，而對城市創(chuàng)新的過程指標考慮不足，在創(chuàng)新的貢獻度方面，還欠缺有效的量化手段；三是孤立地研究城市創(chuàng)新，缺乏對城市群總體創(chuàng)新能力的評價研究，更缺乏采用計量模型和方法對城市群創(chuàng)新能力進行定量實證研究。

一、城市群自主創(chuàng)新能力評價指標體系的構(gòu)建和評價方法的選取

1．評價指標體系的構(gòu)建

遵從科學性、系統(tǒng)性、可操作性原則，在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過指標的遴選，設(shè)計出一個多層次結(jié)構(gòu)的城市群創(chuàng)新能力評價指標體系。其中，準則層從知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、品牌創(chuàng)新、創(chuàng)新環(huán)境5個方面設(shè)計指標，指標層則設(shè)計了35個具體指標（如表1所示）。在一級指標中，①知識創(chuàng)新是指通過基礎(chǔ)研究和應用研究，獲得新的基礎(chǔ)科學和技術(shù)科學知識的過程，具體包括追求新發(fā)現(xiàn)、探索新規(guī)律、創(chuàng)立新學說、創(chuàng)造新方法、積累新知識。知識創(chuàng)新是促進科技進步和經(jīng)濟增長的革命性力量，也是技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)和源泉。本文從知識創(chuàng)新主體、知識創(chuàng)新投入、知識創(chuàng)新產(chǎn)出設(shè)計知識創(chuàng)新指標。②技術(shù)創(chuàng)新是指創(chuàng)造（或改進）新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品或服務(wù)方式的活動。本文從技術(shù)創(chuàng)新主體、技術(shù)創(chuàng)新投入、技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)出設(shè)計技術(shù)創(chuàng)新指標。③產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是指技術(shù)轉(zhuǎn)化和應用到生產(chǎn)領(lǐng)域，形成新興產(chǎn)業(yè)的過程。本文所用新興產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)仍以高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為準。④品牌創(chuàng)新是指通過技術(shù)、質(zhì)量、商業(yè)模式和企業(yè)文化創(chuàng)新，賦予品牌要素以創(chuàng)造價值的新能力的行為。⑤創(chuàng)新環(huán)境是指在創(chuàng)新過程中，影響創(chuàng)新主體進行創(chuàng)新的各種外部因素的總和，主要包括創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃經(jīng)費投入力度以及社會對創(chuàng)新行為的態(tài)度等。本文從創(chuàng)新基礎(chǔ)條件、市場環(huán)境、市場化程度3個方面設(shè)計指標。具體指標如表1所示。

2．評價方法及模型的選取

因子分析法最早由英國心理學家C·E·斯皮爾曼提出，其宗旨是通過研究含有眾多變量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的特點，找出少數(shù)幾個能控制基本變量信息的公因子去描述多個變量之間的相關(guān)關(guān)系。［2］與其他方法相比，因子分析中權(quán)重的確定是基于數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)而得出的指標之間的內(nèi)在關(guān)系，克服主觀因素影響，具有較好的客觀性。［3］因此，本文采用因子分析法分析城市群自主創(chuàng)新能力，能夠從根本上保證實證定量評價的科學性和合理性。

設(shè)城市群創(chuàng)新能力有m個相關(guān)變量x1，x2，x3，．．．，xm含 有 p 個 獨 立 的 公 共 因 子 Z1，Z2，．．．，ZP（m≥p），觀測變量 xi含有獨特因子 Ti（i=1，2，．．．，m），各個 Ti間互不相關(guān)，且與 Fj（j=1，2，．．．，p）也互不相關(guān)，每個xi可由p個公共因子和自身對應的獨特因子Ti線性表示：

式中，A稱為因子載荷矩陣，其元素aij表示第i個變量xi在第j個公共因子Zi上的載荷，簡稱因子載荷，如果把xi看成p維因子空間的一個向量，則aij表示xi在坐標軸Fj上的投影。因子分析的目的就是用模型中的F來代替X，由于一般有p＜m，從而達到簡化變量維數(shù)的目的。最后，利用計算出的因子得分進行相關(guān)排序，并對結(jié)果進行進一步分析。

二、中部城市群自主創(chuàng)新能力實證分析

1．數(shù)據(jù)處理

本文實證分析的對象是中部的武漢城市圈（包括9個省轄市）、中原城市群（包括9個省轄市）、長株潭城市群（包括8個省轄市）、皖江城市帶 （包括9個省轄市），樣本原始數(shù)據(jù)來自國研網(wǎng)、《中國統(tǒng)計年鑒2014》、《中國科技統(tǒng)計年鑒2014》、《湖北省統(tǒng)計年鑒 2014》、《河南省統(tǒng)計年鑒 2014》、《湖南省統(tǒng)計年鑒 2014》、《安徽省統(tǒng)計年鑒2014》以及四個省的經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報（2013）和四個城市群范圍內(nèi)的所有省轄市的經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報（2013）。由于收集的原始數(shù)據(jù)既有總量指標數(shù)據(jù)又有相對指標數(shù)據(jù)，且原始數(shù)據(jù)存在不同的量綱，因此必須對原始指標

數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，得到標準化數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)標準化后，利用SPSS17.0軟件進行因子分析適合性檢驗，結(jié)果顯示Bartlett球形檢驗的顯著概率為0.000，變量間偏相關(guān)性的KMO值為0.658，表明本文的指標數(shù)據(jù)適合作因子分析。

表1 城市群自主創(chuàng)新能力評價指標體系

運用SPSS17.0軟件對原始數(shù)據(jù)進行處理，得到主成分的矩陣特征值和累計方差貢獻率結(jié)果（見表2，由于原變量有35個，限于篇幅，在此只列舉6個主成分方差情況），并依據(jù)因子特征值大于1的原則，提取公因子。從表2可以看出前3個公因子的累計方差貢獻率為86.523%（>85%），能基本反映全部指標信息量，說明前三個公因子可以代替原35個指標來描述城市群自主創(chuàng)新能力水平。

表2所示的公因子含義尚不明確，較難分析，所以采用方差最大化法對因子載荷矩陣進行最大化旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過5輪旋轉(zhuǎn)后，其旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣如表3所示。旋轉(zhuǎn)后3個主因子的累計方差貢獻率仍然為86.521%，累計方差比沒有改變，只是重新分配了各個因子解釋原有變量的方差，從而更易于主因子在最大程度上對各指標進行命名解釋。［4］

表2 因子解釋原變量總方差情況

由表 3可以看出， 主因子 1在 B11、B12、B13、B14、B16、B19、B21、B23、B31、B51、B52、B54、B57上有較大的載荷，它們反映了城市群自主創(chuàng)新所具備的基礎(chǔ)條件（包括創(chuàng)新投入），稱之為創(chuàng)新基礎(chǔ)條件因子（或創(chuàng)新投入因子）； 主因子 2 在 B17、B24、B25、B26、B59上有較大的載荷，它們反映了城市群自主創(chuàng)新的支撐條件，稱之為創(chuàng)新支撐條件因子；主因子3在 B22、B27、B210、B32、B34、B42、B58上有較 大 的 載 荷 ，它們反映了城市群自主創(chuàng)新的產(chǎn)出能力，稱之為創(chuàng)新產(chǎn)出能力因子。

表3 旋轉(zhuǎn)后的因子載荷矩陣

2.計算綜合得分

要比較中部城市群綜合創(chuàng)新能力情況，還需將各城市群在F1、F2和F3三個公因子的得分進行綜合，并以此計算四大城市群自主創(chuàng)新能力的綜合因子得分。由因子得分系數(shù)矩陣表及表3可知，因子得分模型為：

綜合因子得分模型為：F=W1F1＋W2F2＋W3F3

把指標的標準化數(shù)據(jù)分別代入上式即可得到中部地區(qū)城市群在創(chuàng)新基礎(chǔ)條件因子、創(chuàng)新支撐條件因子、創(chuàng)新產(chǎn)出能力因子上的得分以及綜合得分（見表4）。

表4 中部地區(qū)城市群創(chuàng)新能力綜合得分及排名

3.評價結(jié)果分析

如表4所示，在第一個創(chuàng)新基礎(chǔ)條件因子（或創(chuàng)新投入因子）中，武漢城市群得分最高，且優(yōu)勢明顯，說明武漢城市群在自主創(chuàng)新方面具有良好的基礎(chǔ)條件，其次是長株潭城市群，而皖江城市帶、中原城市群的得分相當接近且都偏低，說明這兩個城市群的創(chuàng)新基礎(chǔ)條件相對薄弱；在第二個創(chuàng)新支撐條件因子中，皖江城市帶得分最高，具有相對優(yōu)勢，而長株潭城市群得分最低，處于劣勢地位；在第三個創(chuàng)新產(chǎn)出能力因子中，長株潭城市群得分最高，優(yōu)勢較明顯，而中原城市群得分最低，且與其他三個城市群差距較大。在三個主因子中，武漢城市群F1的得分第一，F(xiàn)2、F3的得分均第二，表明其在影響自主創(chuàng)新的三個主因子中均具有較明顯優(yōu)勢，因而綜合得分最高，排名第一，說明武漢城市群具有較強的綜合創(chuàng)新能力，這也與其中心城市——武漢市是我國高等院校和科研機構(gòu)較為密集的城市之一，且為全國四大自主創(chuàng)新示范區(qū)之一相一致。皖江城市帶的綜合因子得分比長株潭城市群得分略高一點，排名第二，這是因為皖江城市帶的中心城市——合肥市是全國四大科教基地之一，且是中國第一個科技創(chuàng)新試點城市，合肥市、蕪湖市均是合蕪蚌自主創(chuàng)新試驗區(qū) （全國四大自主創(chuàng)新示范區(qū)之一）的核心城市，因而使皖江城市帶在總體上表現(xiàn)出較強的綜合創(chuàng)新能力；中原城市群綜合因子得分最低，且與前面三個城市群得分有較大差距，說明其在自主創(chuàng)新的各個方面不具有優(yōu)勢條件。

三、結(jié)論與建議

本文應用因子分析法對中部地區(qū)城市群綜合創(chuàng)新能力進行了定量評價，并且將城市群綜合創(chuàng)新能力的影響因素概括為三個主因子，分別計算四大城市群的三個主因子得分以及綜合因子得分，并從三個主要影響因子方面對四大城市群綜合創(chuàng)新能力的優(yōu)劣勢情況分別進行探討。從以上分析可以看出，城市群創(chuàng)新基礎(chǔ)條件（包括創(chuàng)新投入）、創(chuàng)新支撐條件和創(chuàng)新產(chǎn)出能力是衡量城市群綜合創(chuàng)新能力的三個重要方面，而前兩個條件是城市群創(chuàng)新能力強弱的決定因素，其中創(chuàng)新基礎(chǔ)條件（包括創(chuàng)新投入）是根本，創(chuàng)新支撐條件是保障，而創(chuàng)新產(chǎn)出能力則是在前兩個條件基礎(chǔ)之上的結(jié)果，也是衡量城市群創(chuàng)新能力的重要因素。

在經(jīng)濟全球化背景下，知識和技術(shù)的創(chuàng)新與積累而形成的城市群創(chuàng)新優(yōu)勢是區(qū)域核心競爭優(yōu)勢的根本，而在城市群自主創(chuàng)新能力建設(shè)這項復雜的系統(tǒng)工程中，培育創(chuàng)新型中心城市和構(gòu)建城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)卻是重中之重。（1）構(gòu)建城市創(chuàng)新支持體系，積極培育創(chuàng)新型中心城市。中心城市往往集中了大量的企業(yè)、產(chǎn)業(yè)和創(chuàng)新資源，整體實力雄厚，具有創(chuàng)新成果的集聚和擴散效應，具備成為區(qū)域創(chuàng)新體系龍頭的基礎(chǔ)。因此，要提升城市群綜合創(chuàng)新能力，就必須發(fā)揮中心城市的創(chuàng)新樞紐地位和重要戰(zhàn)略支點作用，“以點帶面”，提升城市群整體創(chuàng)新能力。培育創(chuàng)新型中心城市的前提是構(gòu)建城市創(chuàng)新支持體系。①構(gòu)建適應城市創(chuàng)新的金融機制，鼓勵金融機構(gòu)加大創(chuàng)新信貸支持力度，并建立政府創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)引導基金。②構(gòu)建適應城市創(chuàng)新的財稅機制，形成普惠性激勵社會創(chuàng)新的政策手段。③構(gòu)建適應城市創(chuàng)新的人才機制和激勵機制。通過培養(yǎng)、引進和項目帶動，逐步推動基礎(chǔ)人才、骨干人才和領(lǐng)軍人才戰(zhàn)略梯隊的形成，同時，構(gòu)建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的激勵保障機制、利益補償機制和風險分擔機制。④完善知識產(chǎn)權(quán)保護體系，規(guī)范科技轉(zhuǎn)化機制，為創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)提供良好的社會環(huán)境。（2）構(gòu)建城市群自主創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)體系，讓區(qū)域城市一體化聯(lián)動，實現(xiàn)協(xié)同創(chuàng)新、開放融合與共贏發(fā)展。在堅持以市場機制為基礎(chǔ)，以企業(yè)為主體、市場為導向、應用為目的、政府職能轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)鍵的體制基礎(chǔ)上，構(gòu)建由政府、高校和科研機構(gòu)、企業(yè)、中介等創(chuàng)新主體相互聯(lián)系與合作而形成的城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)，加速實現(xiàn)城市群內(nèi)部知識和技術(shù)創(chuàng)新與創(chuàng)造、傳播與擴散、轉(zhuǎn)化與應用。城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)體系的構(gòu)建重在“實”、“用”、“特”。 “實”是考慮城市群內(nèi)科技資源和創(chuàng)新實際的需求，“用”是強調(diào)城市群內(nèi)科技傳遞與創(chuàng)新優(yōu)勢培育，“特”是要找準城市的特色定位和差異化創(chuàng)新戰(zhàn)略，特色定位是凸顯城市的創(chuàng)新優(yōu)勢，形成創(chuàng)新的持久動力，差異化創(chuàng)新是形成與區(qū)域其他城市協(xié)同創(chuàng)新、錯位發(fā)展的局面。另外，在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)空間范圍內(nèi)，充分發(fā)揮各創(chuàng)新主體的功能與優(yōu)勢，提高城市群內(nèi)創(chuàng)新資本儲備，加強區(qū)域城市間科技創(chuàng)新合作，最終實現(xiàn)城市群內(nèi)科技經(jīng)濟一體化。

［1］江西省社會科學院課題組.中部地區(qū)城市群發(fā)展戰(zhàn)略構(gòu)想［ED/OL］.（ 2009-10-02）http：//www.china.com.cn/economic/txt/2009-09/16/content_18538761.htm．

［2］周偉，葉常林.基于因子分析模型的中部六省科技資源配置效率研究［J］.統(tǒng)計與決策，2011，（12）.

［3］張冬梅，舒燕飛.區(qū)域經(jīng)濟分析方法［M］.北京：中國社會科學出版社，2011.

［4］簡明，黃登源.市場經(jīng)濟定量分析方法與應用［M］.北京：中國人民大學出版社，2009.