京津冀創新能力空間格局演變分析

施永昌

馬歇爾理論認為集聚能夠帶來知識的外溢，以小空間范圍內面對面傳播、非貿易本地投入、熟練勞動力等方式提升一個地區的創新能力。京津冀協同發展是十八大以來中國三大區域戰略之一，但協同和一體化發展可能導致京津冀內部創新的集聚程度下降，從而導致外部性減弱。本文以每萬人專利授權量作為衡量地區創新能力的指標，在總結京津冀創新能力現狀的基礎上，通過空間基尼系數、赫芬達爾指數和泰爾指數測算了京津冀2010年-2017年創新能力的空間格局演變，發現京津冀區域內創新能力的集聚程度在2011年后呈波動下降趨勢。最后本文在分析京津冀創地區新能力分散程度提高原因的基礎上，提出了促進京津冀地區創新能力提升的政策建議。

京津冀一體化目的是加強環渤海及京津冀地區經濟協作。京津冀地域面積21.6萬平方公里，人口1.1億，包括北京市、天津市兩個直轄市和河北的石家莊、唐山、邢臺等11個地級市，是中國開放程度最高、經濟活力最強的區域之一，在國家發展大局中具有重要戰略地位。同時，在促進區域協調發展方面，賦予了京津冀地區非凡的意義。

隨著京津冀一體化的推進，京津冀地區經濟發展水平在不斷提升，地區生產總值由2014年的6.7萬億元提升到2017年的8萬億元，人均GDP由2014年的102869元上升到2017年的128994元①。與此同時應注意到，京津冀地區在追求協調發展的同時，創新的集聚水平可能存在降低的風險。目前應用經濟學前沿中重點關注的內容之一便是集聚和創新的關系，其理論基礎之一便是馬歇爾理論。馬歇爾認為集聚在一定條件下可以帶來強有力的外部性，從而促進創新的產生和發展。這可以通過三種方式實現：一是知識的外溢，這包括知識溢出和知識傳播，兩者都是知識擴散的方式。知識傳播是知識的復制，而知識溢出則是知識的再造。具體方式如小空間范圍內面對面傳播等;二是非貿易本地投入，即非貿易性質的用于集聚地區的投入，如基礎設施的建設等;三是熟練勞動力，同一工種或專業的勞動者在運用勞動資料、加工勞動對象的技術和經驗方面有差別，生產同等數量和質量的產品時所耗費的個別勞動時間就各不相等，顯出了勞動熟練程度的不同。在集聚狀態下更易產生、吸引技術純熟的勞動力，有利于創新和生產力的發展。

在強調京津冀協同發展的背景下，警惕京津冀地區由于一體化而導致的創新能力的集聚程度下降成為必要。本文以每萬人專利授權量作為衡量京津冀地區創新能力的指標，先是對京津冀創新能力現狀進行了初步的總結，之后通過空間基尼系數、赫芬達爾指數和泰爾指數這三種度量空間異質性的常見指標對京津冀創新能力的空間格局演變進行了測算。本文以三種指標作為測算工具，保證了測算的精確程度以及結論的可靠性。最后，分析了京津冀地區創新能力空間格局演變的原因，并提出了提升京津冀地區創新能力的政策建議。

二、文獻綜述

（一）對京津冀的現有研究

當前對京津冀地區的研究多集中于國內，概括起來可分為三類：一是研究京津冀地區城市化發展和城市群建設，如李磊等（2015）從智慧化水平、公共服務水平、基礎設施現代化水平、生態可持續發展水平四個維度，構建了城市群城市發展質量評價指標體系，對京津冀城市群地級城市發展質量以及京津冀、長三角城市群內核心城市發展質量做了對比評價。二是在京津冀一體化背景下研究京津冀地區產業發展狀況，如孫虎等（2015）認為京津冀產業協同發展存在區域發展價值取向單一、市場活力弱、河北承接轉移能力差等困境，并提出未來在諸多保障措施中，應特別重視京津冀三地增量利益共享機制、環境保護和治理以及新興產業培育等。三是對京津冀一體化發展過程中某一特定城市的研究，如孟祥林（2020）提出按照“分層+分步”的發展方式，以涿州核心區域為中心向腹地逐漸擴展，在腹地的核心區域內形成“三層次”城市環，構建“涿州—房山”“涿州—固安—廊坊”等城市鏈，使得涿州能夠更好地受到來自保定、廊坊、北京的城市輻射。

（二）對集聚和創新的現有研究

國內對創新和集聚的研究主要集中于以下幾個方面：一是對集聚和創新關系的研究，如俞立平等（2019）將創新集聚、創新速度與創新成果置于同一框架下，基于面板聯立方程模型、面板平滑轉換模型、貝葉斯向量自回歸模型綜合研究它們之間的關系，認為創新集聚具有創新質量提升機制。鄭飛虎等（2010）在跨國公司對外直接投資理論基礎上，結合新經濟地理學理論與戰略管理理論，就跨國公司海外R&D投資集聚與創新構建了理論框架，揭示了海外R&D集聚與創新的關系;二是探究集聚、創新與經濟增長的關系，如徐彬等（2019）以中國30個省級面板數據為基礎，運用固定效應模型和兩步差分法對三者之間的關系進行估計，發現人才集聚、創新驅動對經濟發展的影響存在滯后效應;三是研究集聚通過什么樣的機制促進創新，張萃（2010）通過梳理相關的文獻，認為產業集聚作用于區域創新本質上通過知識溢出機制和集聚企業互動機制兩種微觀機制進行。彭向等（2010）將產業集聚影響創新歸結于知識溢出和企業競爭兩個層面，知識溢出機制主要分為MAR外部性和Jacobs外部性，分別代表產業內知識溢出和產業間知識溢出;企業競爭方面，則從產業互補性的角度進行了表述。

可以看到目前對京津冀地區的研究缺乏從創新能力和集聚角度的切入，而在集聚和創新角度的研究也缺少針對京津冀地區的研究。鑒于此，本文針對創新能力的空間分布變化，探究京津冀創新能力的集聚程度是否能隨一體化發展保持較高的水平，從而為區域經濟、創新的發展提供強有力的動力。

三、京津冀創新能力現狀及空間格局演變分析

（一）京津冀總體創新能力分析

隨著中國創新驅動戰略以及京津冀城市群、雄安新區等一系列具體化到本區域的國家重大區域戰略的實施，京津冀的創新能力總體呈上升趨勢。2019年河北省印發《河北省縣域科技創新躍升計劃（2019-2025年）》，提出“六個一”的發展思路，結合縣域科技創新實際需求，省、市、縣三級協調聯動，精準發力，推動區域科技創新能力快速躍升;北京市出臺《北京創新型總部經濟優化提升三年行動計劃（2018-2020年）》等文件，推動創新型總部經濟減量集約、提質增效發展;天津市頒布《天津市人民政府關于推動創新創業高質量發展打造“雙創”升級版若干措施的通知》等文件，致力于打造“雙創”升級版。截至目前，京津冀地區共有2個國家自主創新示范區，4個國家創新型城市;將分中心計算在內，約23%的國家工程研究中心分布在京津冀地區;國家重點實驗室約34%分布在京津冀;到2017年底京津冀地區共有384家科學研究與開發機構，技術市場成交額達4740.33億元。此外，京津冀地區規模以上有R&D活動的企業數達3539家，騰訊、阿里巴巴、國家電網等世界500強有59家在京津冀地區布局，為全國之最。研發人員方面，京津冀地區2017年共有研究與實驗發展人員271642人;研究成果方面，2017年京津冀地區專利申請量達294628件，專利授權數2017年較2016年增長6.94%;教育方面，京津冀地區高等學校數量達270所，占全國10.26%②。

本文接著選取較有代表性的R&D經費支出、專利授權量和技術市場成交額三項指標來具體評述京津冀創新能力。數據均來源于北京、天津和河北各年度的統計年鑒。

1.R&D經費支出。京津冀地區的R&D經費支出呈穩定且顯著的上升態勢，年均增長率達10.97%。2017年中國R&D經費支出達到17606.1億元，京津冀地區可占到全國的14.23%。此外京津冀13個城市的R&D經費支出在一體化戰略提出后增速呈現出差異化。其中廊坊市年均增速最快，達到31.16%，邢臺市和滄州市位列之后，分別達到15.89%和14.88%。13個城市中只有張家口市和天津市年均增速為負，分別為-10.88%和0.32%。一體化戰略的推進對各區域的影響表現出一定差異，廊坊市發揮后發優勢正迎頭趕上，而承德市、唐山市等地雖有增長，但增速較緩;天津市尤其是張家口市在發展中仍需重視創新要素的投入。將一體化前后兩段的年均增速比較可以發現，一體化之前六年的年均增速為13.53%，之后為5.18%，可見一體化戰略對R&D經費的投入力度帶動不明顯。

2.專利授權量。從總體上看，京津冀地區2017年專利授權量達到184048件，年均增速達19.94%。可以看到專利授權量2015年較之前有了大幅的提升，可以確定的是這與京津冀一體化戰略的出臺有著重大的關聯，但后三年的年均增速僅4.49%，可見京津冀一體化并未持續促進專利授權量增速上漲，一體化戰略在此方面帶動能力有限。

3.技術市場成交額。自2008年以來京津冀技術市場交易額呈顯著上漲趨勢，在2017年達到5540.29億元。技術市場十年間年均增速為17.22%，在京津冀一體化戰略提出后年均增速為11.50%，一體化戰略對京津冀地區技術市場的擴大作用不明顯。

（二）京津冀創新能力空間格局的演變

針對本文的研究對象——京津冀地區的創新能力，分析其空間格局的演變需要對其進行量化。在之前的研究中學者們大多采用專利申請量作為衡量一個區域創新能力的指標，這主要是從數據的可得性和代表性上考慮。但是值得注意的是專利申請量這一指標在對創新能力的衡量上不夠精確，其中存在一定數量的專利并不能真正反映一個區域的創新能力。可以看到長期以來專利申請量約為專利授權量的兩倍，因此如果采用專利申請量作為衡量一個區域創新的指標，可能會存在高估一個地區創新能力的問題。再考慮到每萬人專利授權量又比專利授權的絕對量更具代表性，所以本文采用每萬人專利授權量作為衡量京津冀地區創新能力的指標，數據由河北省、北京市和天津市三地各年度的統計年鑒中的專利授權量和人口規模計算得到。由于以專利作為衡量指標存在一定的滯后性，2017年的每萬人專利授權量反映的是2016年的創新能力，因此本文以2010-2017年的專利授權量來衡量京津冀2009年-2016年的創新能力，從而綜合考慮了數據的可得性和代表性，以及準確性和滯后性。

為保證估計結果的準確，本文采用區域基尼系數、赫芬達爾系數和泰爾系數三個指標來綜合測算京津冀創新能力的空間格局演變情況。三個指標都是空間計量經濟學中測度空間異質性的常見指標③，以三個指標來進行綜合測算目的是保證得出的結論更加準確。

空間基尼系數由克魯格曼在1991年時提出，是衡量產業空間集聚程度指標的一種。空間基尼系數的取值范圍為0到1，越接近1表示一個區域集聚程度越高;反之越接近0表示集聚程度越低。空間基尼系數的公式為：

其中Gini表示空間基尼系數，Sij為j地區城市i地區創新能力占j地區比值，而Xj為j地區創新能力占全國的比重。

赫芬達爾指數可應用于測量一個區域創新能力的離散程度，當創新能力完全集聚時，該指數等于1，當創新能力完全分散時，該指數等于1/n，故這一指標在1/n-1之間變動，數值越大，表明創新能力集聚程度越高。赫芬達爾指數的公式可表示為：

其中H表示赫芬達爾指數，Xi表示區域內各城市的創新能力，X表示區域整體的創新能力。

泰爾指數也是可用于衡量地區間創新能力差異的指標，泰爾指數大于等于0，且數值與與區域創新能力差距成正比。其計算公式為：

其中N為區域內城市數量，Xi為本區域i城市創新能力，X為本區域所有城市創新能力的平均值。

三類指標2010-2017年的具體變化趨勢如圖1所示：

圖1? 2010-2017年京津冀創新能力三類指標

從圖中可以看出空間基尼系數、赫芬達爾指數、泰爾指數三者變化趨勢和波動情況基本一致，都隨時間的增長呈波動下降的態勢，表明京津冀13個城市創新的集聚程度逐漸降低，區域創新能力漸趨均等化。同時可以看到以2014年為分界點，前后水平差距較大。在京津冀內部，北京和天津仍處于創新能力的領頭羊地位，2017年每萬人專利授權量分別達到49件和27件，為接近排在第三位的秦皇島市的5倍和3倍，2010年時北京每萬人專利授權量約為秦皇島的8倍，天津約為4倍，可以看到京津地區的影響力在減弱，各區域差距在縮小。從三個指標上來看，2017年空間基尼系數、赫芬達爾指數和泰爾指數分別為0.22、0.21和0.14，空間基尼系數和赫芬達爾指數均達到歷史最低，而泰爾指數僅高于2015年。因此可以看出京津冀地區創新集聚度達到歷史最低水平，區域創新能力集聚水平可能面臨持續下降的危險。

四、京津冀創新能力空間格局變化的原因及提升集聚程度的政策建議

（一）京津冀創新能力空間集聚程度下降的原因

1.區內各節點城市的加速發展。2017年京津冀區內13個城市有10個城市的創新水平超過全國平均值，區域內諸多原本創新能力弱的節點城市紛紛加速發展是京津冀地區創新能力集聚程度下降的重要原因。在此消彼長的情況下，京津冀地區內創新能力的集聚程度呈逐年下降的態勢，長期保持這種態勢突破一個臨界值后可能會導致區內外部性明顯減弱，不利于創新水平的進一步提升。

2.京津冀一體化戰略的推行。京津冀一體化戰略的推行是京津冀地區創新能力集聚度下降的關鍵原因。京津冀一體化致力于建立便捷高效的交通聯系，支持中關村科技創新資源有序轉移、共享聚集，推動部分優質公共服務資源合作，在強調一體化和協調的過程中自然而然地減弱了集聚的程度。在一體化戰略推行后，盡管專利總量還在不斷攀升但京津冀地區隨著創新能力集聚度的下降，年均增速僅4.49%，比按十年時間計算的年均增速低了15.45%。因此迫切要協調一體化和集聚的關系。

3.京津冀發展的階段性原因。京津冀發展過程中伴隨著城市化和城市群建設的推進，城市群建設的階段性特征是導致集聚程度變化的深層次原因。城市群發展可以分為初期、中期和成熟期三個階段。目前區域內各城市間缺乏必要的分工與合作機制，導致創新戰略的發展具有一定的無序性。區域內中心城市和節點城市的互動程度有待提高，并且需要尋找能夠推動京津冀地區突破到下一階段的路徑。

（二）京津冀提高創新能力集聚程度的政策建議

1.采取差異化的創新驅動戰略。京津冀發展過程中提出建設一核雙城三軸四區多節點的發展格局，因此可將京津冀劃分為三個層次：第一層次為北京、天津;第二層次為石家莊、唐山、保定、邯鄲;第三層次為張家口、承德、廊坊、秦皇島、滄州、邢臺、衡水、定州、辛集、安陽等。第一層次中著重推進創新驅動發展戰略;第二層次推行創新驅動戰略的同時兼顧資本和勞動力的投入;第三層次注重對第一層次和第三層次產業的承接，并尋找自身比較優勢，發展一般制造業和農業。

2.建立完善的區域協調機制。提高區域創新集聚程度，需要各地區明確定位，建立完善的區域協調機制。具體可從以下三個方面入手：一是突出京津冀合理化發展的目標和定位;二是建立高層協調機制;三是正確處理政府與市場的關系。

3.加快京津冀向第三階段邁進。立足于京津冀尚處于區域加速發展階段的實際，可從以下三個方面加快向第三階段——成熟階段邁進：一是破除行政藩籬，轉變傳統發展思維模式;二是推動設施互聯互通。需盡快出臺明確的文件，保障區內各地方人才、資本等要素的自由流動，使創新要素向最適合其發展的地域聚集;三是加大對創新人才的重視。

注釋：

①北京、天津、河北三地2017年和2018統計年鑒

②河北省統計局.河北統計年鑒2018[J].北京：中國統計出版社，2019年;北京統計局.北京統計年鑒2018[J].北京：中國統計出版社，2019年;天津統計局.統計統計年鑒2018[J].北京：中國統計出版社，2019年。

③劉睿.粵港澳大灣區創新能力的空間集聚及溢出效應[D].安徽財經大學，2019。