基于TW 指數的我國創新極化測度及區域比較研究

張 肅 郭 文

1 (長春理工大學科技創新與區域發展研究中心, 長春 130022)

2 (長春理工大學經濟管理學院, 長春 130022)

引 言

評價一個國家或地區的競爭力以及經濟發展水平有很多的指標因素， 隨著創新驅動戰略的提出， 創新能力已經是經濟發展中必不可少的驅動因素。 創新水平的高低影響技術進步， 現如今自主創新能力直接決定了地區的經濟發展潛力。 與此同時， 創新資源在區域間的非均質分布問題也日益突出， 怎樣更好的優化資源配置成為社會的關注熱點。 1978 年， 鄧小平第一次提出了有關區域經濟如何發展的新構想。 在改革開放初期， 我國實行區域經濟非均衡協調的發展模式， 先富帶動后富， 優先發展東部沿海地區， 將有限的資源向收益高的區域和產業聚集， 以獲得區域經濟的高速增長， 然后再通過發達地區的輻射作用帶動其他區域的發展。 隨著我國經濟水平不斷提升，區域經濟非均衡發展的弊端逐漸顯現， 中、 西部地區的經濟實力與改革開放以來飛速發展的東部地區存在著巨大差距， 各類資源非均質分布問題也逐漸顯現。 在市場機制作用下， 發達地區在發展過程中不斷積累有利于自身發展的資源， 創新資源不斷向經濟發達地區高度聚集， 這一問題導致了各地區間創新能力的差異性， 使得區域經濟發展出現了不均衡甚至是極化現象。

在區域間經濟發展不平衡的同時， 我國存在著區域內部分化加快的問題。 從2018 年上半年GDP增長情況來看， 東部地區中海南省無論經濟總量還是GDP 增速均與其他省份有較大差距； 中部地區的江西、 安徽增長速度名列前茅， 但山西省的增長速度處于下游水平； 西部地區中， 一些省份增長速度很高， 如四川增長8.2%、 貴州增長10.0%，但有的地區增速還比較低， 如內蒙古增長4.9%、甘肅增長5.0%。 東北地區整體處于低速增長的水平， 上半年經濟增長速度低于全國平均水平。各地區間經濟發展水平差異使得區域間不協調發展程度逐漸加深， 居民收入、 基礎設施建設、 公共服務水平等民生保障措施差距也會逐漸拉大， 對于社會的和諧發展產生不利影響。 與經濟實力存在明顯差異的現狀相似的是， 我國區域創新資源非均質分布的問題也日益嚴重， 并且有著極化趨勢。 以R＆D 經費投入強度指標(R＆D 經費投入與地區生產總值之比） 為例， 2016 年北京市R＆D 經費投入強度已達到5.96%， 而新疆僅為0.59%； 與之相應， 2016 年北京市投入經費達1484.6 億元， 而新疆只有56.6 億元， 僅為北京市投入經費的1／26①。

隨著西部開發、 東北振興、 中部崛起和東部率先發展的區域發展戰略的實施， 我國區域協調有著向更深層次發展的動力及趨勢。 隨著“一帶一路” 倡議、 發展長江經濟帶以及京津冀協同發展戰略的提出， 各地區緊抓機遇， 結合本地區的經濟發展現狀以及實力， 充分發揮比較優勢， 有針對性的解決發展動力不足、 資源分配不均等重要問題， 致力于區域協調發展， 經濟水平進一步攀升。 本文以我國東北、 東部、 中部、 西部地區四大經濟區域為實證對象， 運用因子分析法并結合TW 極化指數模型， 分析了1998 ～2017 年這20年間我國創新極化的發展趨勢， 并對四大經濟區域的創新極化程度進行了比較分析， 為促進我國創新能力協調發展、 創新資源合理配置提供了科學依據。

1 文獻綜述

極化理論最早由國外學者Perroux (1950） 提出， 他認為在經濟發展的過程中會出現1 個或者幾個增長極， 增長極因其突出的經濟實力存在向外擴散的可能， 通過輻射作用帶動整體經濟的發展［1］。 Myrdal (1957） 提出發展中國家由于發展特性將首先形成極化效應， 區域間經濟水平的差距只有當擴散效應遠強于極化效應時才有可能消除， 區域間趨向協調發展［2］。 隨著Friedmann (1966） 將中心—外圍理論引入到區域經濟學中， 將增長極理論與地理空間理論有機結合在一起， 對于極化理論的基礎性研究相對完善［3］。

近年來， 區域創新資源非均質分布問題日益嚴重， 出現了明顯的創新極化現象。 Mohnen 和De-Bresson (2002） 首次提出了“創新極” 和“創新空洞化” 的概念， 并利用Tobit 測算R＆D 投入對區域創新極化程度的影響作用， 且指出在中國的廣東、 上海、 江蘇、 浙江等地均存在創新極［4］。Zhang 和Flemingham (2002） 在研究中國的技術空間擴散效應時發現， 從中國東部到中、 西部，以及從中部到西部的擴散效應存在但過程極其緩慢， 東部地區形成了經濟極化， 但是存在一定的“極化陷阱”， 極化效應未能很好的轉化為擴散效應。 “極化陷阱” 的存在使得區域間的差距進一步加大［5］。

對于創新極化的測算方法， 王成城等(2017）通過搜集、 整理CSSCI 來源期刊中定量研究空間極化的文獻， 對空間極化的測度、 形成原因及相關政策建議進行深度歸納［6］。 Foster 和Wolfson (1992）在基尼系數的基礎上建立了極化指數測算模型，但是Wolfson 指數存在一個弊端， 其只能用于研究單一區域， 不適用于研究多個區域［7］。 Esteban和Ray (2005） 通過對區域的集中程度進行兩兩對比來判斷極化程度的高低［8］。 郭騰云(2004）通過測算Estebn－Ray 和Kanbur－zhang 指數， 研究出我國1952～2000 年間區域極化趨勢呈現不對稱的周期性上升和下降運動［9］。 周密(2007） 通過數據包絡方法分析我國30 個省(市、 區） 的科技資源變量， 測算出我國存在京津冀、 長三角和珠三角3 個創新極化區， 并通過Esteban－Ray 指數衡量其極化程度［10］。 豐志勇(2012） 運用因子分析法對國內七大都市圈的創新力進行了評價分析［11］。 周迪和張虎(2015） 運用擴展的分布動態學模型， 研究得出中國創新水平極化程度先增大后減小的走勢， 高低水平的創新主體間存在趨同的趨勢， 應當在欠發達低水平的地區培育增長極， 從而加強不同水平創新主體間的交流合作， 達到提升創新能力的最終目的［12］。 王成城和李紅梅(2017）基于TW 指數提出了區域創新極化效應的城市貢獻度測算公式。 結果表明， 區域的創新極化不完全是由創新能力強的城市導致的， 要想緩解區域極化效應應當從創新能力居中的城市著手［13］。 李榮和張冀新(2018） 運用隨機前沿分析方法研究得出戰略性新興產業的區域創新極化效應呈現倒U 型， 區域內差異明顯高于區域間差異［14］。

目前我國學者現有的對創新極化問題研究的區域主要側重在以省(市、 區） 為單位的微觀視角內， 或者集中在全國范圍， 較少將研究視角放在經濟區域上， 中觀層面的分析相對薄弱。 因此，本文在對我國經濟極化趨勢研究的基礎上， 比較分析了我國四個經濟區域的創新極化度， 以探求不同區域內和區域間的創新資源配置優化。

2 創新極化的形成機理

極化概念最早由馬克思提出， 他從社會學的角度論述了資本主義社會資產階級和無產階級這兩大階級的形成。 綱納·繆達爾(Karl Gunnar Myrdal）首創性地提出了極化效應理論， 他認為隨著區域經濟的發展， 增長極借助其先進產業逐步對周邊地區的生產要素形成強大的吸引力， 由于這種吸引力的存在， 周邊地區的生產要素向增長極聚集，使得增長極的發展速度進一步提升。 極化效應會進一步地造成臨近地區間的不平衡發展， 由于極化效應的作用， 發展過度的地區和發展不足的地區同時存在， 地區過度發展容易出現聚集不經濟現象， 發展不足地區會因為缺乏資源聚集的條件，從而使得其資源容易被鄰近的過度發展地區搶奪。區域經濟的發展和區域內城市的發展之間息息相關， 相輔相成， 表現為單個城市由于極化效應發展規模逐漸擴大， 生產要素的不斷聚集， 遏制了其他小城市的發展， 因此會逐步形成極化效應，嚴重的極化效應會影響整個區域經濟的均衡發展。

圖1 極化效應作用過程圖

極化效應的作用過程分為4 個階段。 第一階段是由于一個區域具備了良好的天然資源、 深厚的人文資源和優越的地理位置等條件， 生產要素在該區域聚集， 從而形成增長極； 第二階段在形成增長極之后， 由于其強大的吸引力， 周圍地區的資本、 技術、 人才等重要生產要素不斷地向增長極聚集。 要素向核心地區的流動使得增長極的發展條件更加優越， 經濟實力進一步增強； 第三階段是增長極的極化效應達到一定程度時， 會反過來輻射周邊地區， 經濟要素由增長極向周邊地區擴散， 資源實現回流。 由于增長極的擴散效應，生產要素和經濟活動范圍由增長極逐漸擴大至周邊地區； 第四階段是整個區域綜合實力的提升，要素經歷了“極化——擴散” 這一流動過程， 增長極經濟實力提升的同時帶動了周邊地區經濟活動， 實現了區域內的協同發展， 有利于整個區域的可持續發展和長遠的協調共贏。

1978 年改革開放后， 我國不再單一的追求地區平均發展， 將發展的著力點放在促進國民經濟快速增長上。 依據我國當時國情， 將區域發展戰略調整為向東部沿海地區傾斜的非均衡發展戰略，優先發展東部沿海地區， 隨后利用經濟較發達地區的擴散效應， 東部沿海地區逐步輻射內陸地區，先富帶動后富， 最終實現國內經濟的快速增長。這一發展戰略很好的解決了區域平均發展戰略的弊端， “向東傾斜， 梯度推進” 的區域發展戰略充分發揮了我國東部沿海地區的比較優勢， 利用東部地區較內陸地區更為雄厚的經濟實力和良好的地理位置優勢， 優先發展沿海經濟帶， 建立經濟特區和開放城市， 積極引進外資， 將有限的資源集中起來優先發展東部沿海地區。 改革開放以來， 實施對外開放的基本國策， 建立了深圳、 珠海、 汕頭、 廈門4 個經濟特區， 進一步加快了生產要素由中、 西部地區向東部沿海地區的轉移，中、 西部地區的資金、 人才、 技術等先進的生產要素向東部地區不斷集聚， 進一步促進了東部地區的經濟發展， 經濟實力進一步壯大， 對內陸地區經濟要素的吸引力不斷增強。 與此同時， 中、西部地區生產資源外流， 經濟發展受到遏制， 要素外流動機更為明顯， 逐漸形成惡性循環。 計劃經濟向市場經濟過渡時期， 區域經濟非均衡發展的戰略使得生產要素快速聚集， 資源在很大程度上得以利用， 我國經濟發展取得了舉世矚目的成就， 與此同時， 東部沿海地區與中、 西部地區間的經濟水平存在巨大差距， 且呈現出不斷擴大的趨勢。 在形成東部地區增長極之后， 極化作用不斷增強， 但是擴散效應不足， 增長極不能有效的輻射到中、 西部地區， 資源分配不合理問題日益明顯。 20 世紀90 年代， 為解決區域經濟非均衡發展帶來的一系列經濟和社會問題， 我國立足于東部沿海地區和中、 西部地區經濟發展失衡的問題， 提出了區域經濟協調發展的新發展戰略， 縮小區域間差距。 國家優先發展中、 西部地區， 加大對中、 西部地區基礎建設的經濟投入， “十一五” 期間， 中央相繼出臺了深入實施西部大開發、全面振興東北等老工業基地、 大力促進中部地區崛起、 積極支持東部地區率先發展等重大區域發展戰略， 促進區域間協調發展， 優化資源配置?，F如今， 我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分發展之間的矛盾。 區域創新資源的非均質分布嚴重影響著我國區域協調， 減緩創新極化趨勢、 優化創新資源配置有助于我國經濟結構的調整， 釋放中、 西部地區的經濟潛能， 縮小區域間經濟差異， 實現共同發展。

3 創新極化趨勢的實證研究

本文構建了創新能力評價指標體系， 通過因子分析法對我國30 省(市、 區） (考慮數據的可獲得性， 不包括臺灣、 香港、 澳門和西藏） 的創新能力進行綜合評價， 將計算得出的綜合得分作為因變量， 通過TW 指數分別測算我國30 省(市、區） 和4 個經濟地區(表1） 的創新極化度， 最后對我國創新極化趨勢進行分析， 并對4 個經濟地區的極化程度進行比較。

表1 四大經濟區域劃分

3.1 創新能力綜合評價得分計算

區域創新能力的極化效應是由多方面的因素共同作用影響造成的， 其中最主要的原因是創新資源的不均衡配置。 創新資源包括資金投入、 人力資源等眾多方面， 同時區域內經濟、 創新環境也是影響其創新極化現象的重要因素。 本文以全國30 個省(市、 區） 為研究對象， 基于創新投入、 創新產出、 區域經濟環境和創新環境4 個一級指標， 選取代表性較強的11 個指標建立了創新能力評價指標體系(表2）。

表2 創新能力評價指標

在考察創新資源投入時， 多采用R＆D 經費和從事科研工作的科學家與工程師兩項指標， 來代表政府人力和財力投入， 政府對于創新事業支持程度則用政府對科技事業的投入來表示， 因此本文選取的創新投入指標包括： R＆D 經費內部支出、R＆D 人員折合全時當量、 政府財政科技支出占地方財政支出的比重。 創新資源產出類指標中最具有代表性的是專利授權數， 技術市場成交額和高技術市場合同數則很好的在市場方面體現了創新產出。 本文所選取的環境指標分為經濟環境指標和創新環境指標： 人均GDP 和居民消費水平可以很好的反應區域經濟發展水平； 專業性人才是創新資源的重要組成部分， 是推動創新發展的重要因素， 大專及以上人口所占比重能夠直觀地反映區域人口受教育程度， 而教育經費投入反映了區域政府對人才培養的支持力度； 郵電業務量可以反映區域內與區域間創新要素流動情況。

計算30 個省(市、 區） 的創新能力綜合得分， 因子分析法的具體步驟如下：

(1） 對樣本進行巴特利球度檢驗并計算KMO統計量， 本文巴特利球度檢驗結果均拒絕原假設，而KMO 統計量的各年結果均大于0.7， 適合做因子分析。

(2） 計算每個主因子的特征值和方差貢獻率，提取其中特征值大于1 的因子， 本文各年的公共因子的累積貢獻率均大于85%， 符合公共因子的選取標準。

(3） 根據主因子的載荷矩陣， 構建因子得分函數， 得出公共因子得分， 公式如下：

其中， Fi為第i 個省(市、 區） 的公共因子得分， cij為公共因子表達式的待估系數。

(4） 以公共因子的特征值貢獻率作為權數，構造綜合得分評價模型， 計算得出創新能力綜合評價得分。 評價模型如下：

其中， Ii為第i 個省(市、 區） 的創新能力綜合評價得分， Fij為第i 個省(市、 區） 的第j個公共因子得分， qj為第j 個公共因子Fj的權重。

本文數據來源于1999 ～2018 年國家統計年鑒、 中國科技統計年鑒和各個省份的統計年鑒，采用SPSS24.0 軟件分別對20 年數據進行因子分析， 從而得到30 個省(市、 區） 的創新能力綜合得分。 由于最終得出的創新能力綜合得分中存在負值， 不利于TW 指數的計算， 本文中將所有數值加1， 去負取正。

分析2017 年的創新能力綜合得分(表3） 并通過ArcGIS 軟件繪制出2017 年中國創新能力指數空間分布圖(圖2）， 可以看出我國區域創新能力現狀的空間差異， 北京、 江蘇、 上海、 廣東這些發達地區創新能力遙遙領先， 而創新能力較弱的城市主要集中于東北和西部地區。 地區間存在差異的同時， 經濟地區內省份間的創新能力也存在著明顯差距。

表3 2017 年中國30 省（市、 區） 創新能力得分表

圖2 2017 年中國創新能力指數空間分布圖

3.2 我國創新極化趨勢研究

TW 指數是崔啟源和王有強［15］結合Wolfson 指數， 運用“兩極分化” 和“擴散增加” 的二部分排序公理推導得出的極化測度指數。 本文以TW經濟極化測量指數為基礎， 引入創新能力指標，構建出創新極化測量指數， 其指數值的大小反映城市創新能力的集聚集聚程度。 其公式如下：

其中， TWkt是第k 個區域在第t 期(t 為1998～2017 年共20 年的樣本期） 的創新極化度； ykti為區域k 在第t 年第i 個樣本的創新綜合得分Ikti/專利授權數Pkti； Nkt為區域k 在第t 年內的樣本數；mkt是區域k 在第t 年度內所有樣本的ykti的中位數； Pkti是區域k 在第t 年度內第i 個樣本區域的專利授權數； 鑒于本部分意在測算我國的創新資源極化程度， 故k 值為1； 因西藏和港、 澳、 臺地區技術創新數據統計不全， 故Nkt為30， 即中國境內30 個省市θ 和r 均為大于0 的常數， 本文中選取θ=1、 r=0.5［18］。 TW 值取值范圍為0 ～1，其值越接近1， 則表明區域創新極化現象越嚴重，當TW 值大于0.700 時， 說明該區域創新極化程度處于較高水平。

通過對我國整體的TW 指數測算， 得到1998～2017 年我國創新能力的TW 指數(表4）， 同時繪制我國整體的TW 指數變化趨勢(圖3）。 通過表4 和圖3 可以看出， 自2007 年起， 我國TW 指數大于0.700， 說明自2007 年起我國創新極化程度處于較高水平。

表4 中國1998～2017 年區域創新極化指數

圖3 中國1998～2017 年區域創新趨勢圖

從TW 指數變化趨勢可以看出， 我國創新極化程度呈現先逐步增長， 各類資源向經濟發達地區逐漸聚集的趨勢， 體現為極化度不斷提高， 然后極化度呈下降趨勢， 創新資源由集核向周邊地區擴散， 出現擴散效應。 創新指數極化度呈現明顯的3 個階段： 第一階段是1998 ～2000 年， 該階段我國創新極化指數呈現下降趨勢， 且極化效應處于較低水平； 第二階段是2000 ～2011 年， 該時期內我國創新極化指數呈顯著的增長趨勢， 極化效應逐漸增強， 且基本處于大于0.7 的水平， 極化效應日益嚴重； 第三階段是2010 ～2017 年， 這一時期內我國創新極化指數呈下降趨勢， 極化效應緩慢減弱， 并且在2014 年之后極化水平低于0.7，我國極化效應脫離高度極化的水平。

我國創新能力極化程度在2010 年前呈總體上升趨勢， 科教興國戰略以及政策上對高技術產業的重視， 使得創新資源開始有重點、 有傾向地集聚， 極化程度不斷增強， 科技創新的區域差異開始出現， 并進一步形成不同的科技創新中心。 隨著經濟的發展以及創新資源配置的不斷優化， 全國范圍內的創新能力極化趨勢在2010 年出現峰值， 之后我國創新能力極化效應逐步減緩， 極化指數呈現緩慢下降趨勢。 2010 年是第十一個五年規劃收官之年， “十一五” 期間出臺了一系列區域發展戰略， 經濟政策上的平衡和協調在逐漸發揮作用， 西部大開發戰略、 中部崛起戰略以及振興東北老工業基地戰略使得各個地區經濟實力明顯增強， 區域發展差距趨于縮小， 創新資源在全國范圍內得以進一步的優化配置， 促進了區域間創新資源的平衡分布， 創新極化效應逐漸減弱，呈現平穩發展趨勢。

3.3 我國創新極化的區域比較研究

為了具體分析我國內部區域創新的差異， 將式(1） 中k 取值為： 1=東北地區， 2=東部地區， 3=中部地區， 4=西部地區， 計算1998～2017年間4 個經濟區域的TW 指數(表5）， 并根據計算結果繪制了創新極化趨勢圖(圖2）。

圖4 2017 年4 個經濟區域創TW 指數空間分布圖

通過ArcGIS 軟件， 繪制出2017 年4 個經濟區域的TW 指數空間分布圖， 由圖可看出， 極化度水平表現為東部地區最高， 西部地區較低于東部地區， 中部地區次之， 東北地區極化程度最低。

表5 中國1998～2017 年四大經濟區域創新極化指數

通過表5 和圖2， 可以看出我國內部區域創新極化趨勢與全國整體范圍的走勢大體一致， 均是呈現先上升后下降的態勢， 創新極化效應在早年間逐漸增強， 隨著經濟社會的發展以及政策上的支持， 極化效應逐漸減弱， 創新資源配置得以進一步優化。

圖5 中國1998～2017 年四大區域創新趨勢圖

從創新極化指數的總體特征來看， 4 個經濟區域中， 我國東北、 東部、 中部、 西部4 個經濟區域創新極化程度呈現出較大差異。 東部地區和西部地區極化指數較高， 說明創新資源在東部地區和西部地區存在較為嚴重的兩極化配置， 區域內創新資源流向了經濟發達的地區， 創新資源高度集中， 但是整體呈現下降趨勢， 極化程度逐漸降低， 說明創新資源配置得到優化， 兩極化趨勢減弱， 出現擴散效應， 區域內差距緩慢縮小。 東北地區的極化指數在4 個區域中最低， 極化程度相對較低， 說明東北地區創新資源在區域內的配置存在較小差距， 創新資源集中程度相對較低，創新環境差異相對較??； 中部地區的科技創新極化指數居中， 說明內部發展水平相當， 但波動幅度較大， 并且在近幾年呈現上升趨勢， 表明創新資源流動比較劇烈且近幾年有向經濟發達地區聚集的趨勢， 其內部創新資源配置和創新環境在不斷調整和完善， 創新極的擴散作用逐漸開始顯現，輻射帶動作用不斷加強。

4 結論及政策建議

本文以1998 ～2017 年數據為基礎， 對我國創新極化趨勢進行了研究分析， 并且對4 個經濟區域創新極化現象做出了比較分析。 全國的創新極化趨勢表明： 目前我國創新極化現象雖然有緩慢減緩， 但是仍然存在顯著的極化效應， 科技創新存在顯著的區域差異， 創新資源配置問題仍十分嚴重。 通過4 個經濟區域內部創新極化趨勢比較，東西部極化效應雖有減緩， 但是仍較為嚴重； 中部地區近年來創新極化效應逐漸增強， 創新資源有向個別地區聚集的趨勢； 東北地區極化效應最小， 區域內資源配置較為合理， 極化效應不明顯。

基于以上結論， 提出幾點建議如下：

(1） 針對性地制定合適的區域發展戰略。 根據東北、 東中西部地區的不同發展特點， 基于當前區域經濟發展的新情況新特點， 強化現有的創新發展戰略， 因地制宜， 針對性地建立有效的適合各個經濟區域發展的區域發展模式， 解決區域發展不平衡問題， 促進城市區域內創新極的帶動作用和擴散效應， 實現區域內資源的深度整合。

(2） 推動區域間的協調合作創新。 創新能力的提升僅憑一個城市、 一個區域的發展來實現是不現實的， 在我國現有的經濟發展趨勢下， 應當充分利用政策平臺開展協作創新， 促進經濟區域間創新資源的流動和創新技術的轉移與擴散， 加強區域間的合作和交流， 形成具有整體競爭優勢的高技術產業集群， 為全國范圍內整體創新能力的提高提供良好的發展環境， 使創新資源得到更好的配置， 經濟發展得以進一步提升。

(3） 構建多層次的增長極體系。 經濟發展由不平衡發展向平衡發展的過程， 主要依靠增長極通過輻射作用帶動周邊地區發展， 擴散效應的作用大于極化效應。 因此， 構建多層次、 全方面的增長極體系就有利于區域間及區域內經濟的協調發展。 在一個經濟區域內， 以1 個或幾個大型發達城市作為增長極， 通過其極化效應和擴散效應的共同作用， 輻射周邊落后地區， 促進創新資源的再分配， 有助于區域經濟的平衡合理發展。

注釋：

①觀點引自國家統計局. 2016 年全國科技經費投入統計公報： http：／ ／www.stats.gov.cn／tjsj／zxfb／201710／t20171009＿1540386.html.