河南省城市科技創新能力評估及影響因素分析

陳藝晏 任 華 楊小林

（河南理工大學安全與應急管理研究中心，河南 焦作 454000）

0 引言

科技創新是引領經濟社會發展的第一動力，也是推動人類文明進步的根本動力。2016年，中共中央、國務院印發《國家創新驅動發展戰略綱要》，并提出“三步走”戰略［1］，以高效的創新體系來支撐高質量發展，建設創新型國家。作為實施中部崛起戰略的六省之一，習近平總書記先后四次親臨河南省并發表重要講話，作出“四張牌”等重要指示，強調要依靠科技創新來構建新的發展格局，推動經濟高質量發展。河南省委、省政府更是把實施創新驅動、科教興省、人才強省戰略列為“十大戰略”之首。“十三五”時期，河南省不斷加快科技創新發展，科技創新能力也在不斷提升。然而，作為我國人口大省、農業大省，受河南省各城市經濟實力和自然環境等的影響，河南省的科技創新水平僅位居全國第17位，整體實力不強，嚴重影響河南省經濟社會的高質量發展［2］。

長期以來，學者們針對河南省科技創新的有關問題展開一系列研究，利用層次分析法、模糊綜合評價模型、泰爾指數法、DEA-Tobit模型等對河南省科技創新人才、創新能力和創新效率等進行分析和評價［3-6］。現有研究對河南省科技創新評價方法和創新人才、創新效率等方面進行有益的探索，但對河南省各地市的科技創新能力發展特征以及阻礙其能力提升的主要因素的研究較少，難以為河南省科技創新戰略的實施提供針對性的參考依據。基于此，本研究從科技創新基礎、科技創新投入和創新成果產出三方面來構建科技創新能力評價指標體系，并采用客觀賦權法-熵權TOPSIS模型對河南省18個地市的科技創新能力進行評價，探究河南省城市科技創新能力的空間分布格局，并結合障礙度分析模型深入剖析影響不同城市科技創新能力提升的制約因素，從而為河南省科技創新協同發展提供參考依據。

1 評價指標體系、數據來源和研究方法

1.1 河南省科技創新能力評價指標體系的構建

筆者在參考《中國區域創新能力報告》及現有研究成果的基礎上，建立包含科技創新基礎、科技創新投入和創新成果產出3個二級指標和9個三級指標的科技創新能力評價指標體系（見表1）。其中，在科技創新基礎方面，人均GDP可反映城市的基本發展水平，R&D活動單位數是創新人才發揮創新能力的重要平臺，財政對科學技術和教育的支出是進行科技創新活動的基礎保障，其支出占比能衡量政府資金的投入力度。在科技創新投入方面，R&D人員數反映出投入科技創新活動的人力規模，R&D經費占GDP比重能反映出R&D活動的規模和強度。在創新成果產出方面，專利申請量反映城市科技創新活動的活躍程度，發表科技論文數量反映城市基礎研究領域的科技創新水平，有效專利發明數量反映城市科研產出的質量，企業是科技創新成果轉化的重要載體，規模及以上工業企業新產品產值收入率反映創新成果轉化的效率。

表1 科技創新能力評價指標體系

1.2 研究方法

1.2.1 熵權TOPSIS模型。熵權TOPSIS模型是一種充分利用原始數據信息，客觀進行權重賦值，計算評價對象之間的差距，并進行排序的綜合排序，以此作為評價各對象能力創新水平高低的依據的綜合統計分析方法。本研究將采用2010—2020年河南省18個地市的相關數據對其科技創新能力進行評價研究。具體方法參考湯光華［7］提出的評價方法。

1.2.2 全局空間自相關。采用全局Moran′s I來衡量河南省科技創新能力的空間自相關性，計算公式見式（1）。

式中：i為河南省城市的數量；Wij為空間權重矩陣；xˉ為均值。全局Moran′s I的取值為［-1，1］，I＜0表示空間為負相關關系；I=0表示不相關；I＞0表示空間為正相關。

1.2.3 局部空間自相關。局部空間自相關可表示每個城市空間區域關聯全局總趨勢的依賴度，局部空間自相關的計算公式見式（2）。

式中：n為河南省城市的數量；xi、xj為空間上兩個城市i和j的某項指標的參數；xˉ為河南省18個地級市某指標參數的均值；Wij為空間權重矩陣；Ii＞0表示城市i與河南省存在正空間相關關系，局部空間集聚；Ii＜0表示城市i與河南省存在負空間相關關系，呈局部空間離散。

1.2.4 障礙度模型。障礙度模型能理清科技創新發展過程中的主要障礙因素，為提升河南省各城市科技創新能力提供精準有效的對策建議。計算公式見式（3）。

式中：wi為第i項指標的權重，一般用(1 -x′ij)表示指標的偏離度，即Ei、Yi為指標對科技創新能力的影響程度，即障礙度得分。

1.3 數據來源

統計數據使用2010—2020年河南省18個地級市科技創新能力評價指標數據，來源于《河南省統計年鑒》。其中，2019年和2020年規模及以上工業企業新產品產值收入率指標相關計算數據缺失，相應時間未作考慮。其中所涉及的地圖源數據均來自“國家地理信息局網站標準地圖服務系統”（http://bzdt.nasg.gov.cn/）。

2 結果與分析

2.1 河南省不同城市科技創新能力變化特征

表2為2010、2015和2020年等不同時間截面的河南省18個地級市科技創新能力變化趨勢。結果顯示，2010—2020年除開封、平頂山、濮陽外，其他城市的科技創新能力均有所上升，河南省整體科技創新能力也在不斷提高。鄭州科技創新能力始終位居第一，洛陽、新鄉、焦作、濟源分別位居第二、第三、第四、第五。反之，駐馬店、商丘、信陽、周口的科技創新能力較低，始終在后五名徘徊。從變化趨勢來看，鶴壁、濮陽、南陽的排名波動明顯。2010—2020年，南陽市科技創新能力排名直線上升，科技創新能力不斷提高，從2010年的第十四名上升至2020年的第九名。鶴壁市科技創新能力排名波動趨勢較為明顯，由2010年第十名下降至2015年的第十四名，再升至2020年的第十名，但與2010年相比，鶴壁的科技創新能力的貼進度有所下降，表明2010—2020年鶴壁市科技創新能力提升緩慢。2010—2020年，濮陽科技創新能力排名下降明顯，從2010年和2015年的第九名降至2020年的第十五名。其他城市的科技創新能力排名存在上下浮動，但相對穩定。

表2 河南省2010、2015、2020年科技創新能力貼進度及排名

借鑒王鳴濤等［8］的科技創新能力等級劃分方法，以河南省18個城市科技創新能力貼進度Tj的均值為基準，取其50%、100%、150%、200%為分界值，將科技創新能力劃分為強、較強、一般、較弱、弱五個等級。圖1顯示了2010年、2015年、2020年和2010—2020年等不同時間截面的河南省18個城市的科技創新能力等級的空間分布格局。由圖1可以看出，2010—2020年河南省科技創新能力空間差異明顯，總體上呈現以鄭州為中心向外逐漸降低的趨勢。

圖1 不同時間截面的河南省科技創新能力等級空間分布

通過對2010、2015、2020年三個不同時間截面的河南省科技創新能力進一步分析可以發現：①2010年，河南省科技創新能力強的城市有2個，分別是鄭州和洛陽；較強的城市有2個，分別是焦作和新鄉；濟源的科技創新能力一般；科技創新能力較弱和弱的城市分別有7個和6個，分布在豫北和豫南；②2015年，河南省科技創新能力強的城市有3個，分別是鄭州、洛陽和新鄉；較強的城市只有焦作，濟源和許昌的科技創新能力一般；科技創新能力較弱和弱的城市均為6個，分布在豫北、豫南和豫東；③2020年，河南省科技創新能力強的城市有2個，分別是鄭州和洛陽；無科技創新能力較強的城市；新鄉、焦作和濟源科技創新能力一般；科技創新能力較弱和弱的城市分別有8個和7個，分布在豫北和豫南。對2010、2015、2020年三個不同時間截面的河南省科技創新能力空間變異進行比較可以發現：河南省科技創新能力達到較強及以上的城市數量由2010、2015年的4個減少至2020年的2個；較弱及以上的城市比例由2010年的66.7%增加至2020年的72.2%，表明河南省科技創新能力的空間變異性在不斷增強，整體能力差異不斷擴大，朝著空間非均衡的方向不斷發展。

2.2 河南省科技創新能力空間集聚特征

運用全局和局部Moran′s I方法得到2010、2015和2020年3個時段內的河南省科技創新能力的Moran′s I散點圖和11年間的整體LISA集聚圖（見圖2）。結果顯示，河南省各時段科技創新能力的Moran′s I指數值均大于0，且均通過1%的顯著性水平檢驗，表明河南省科技創新能力呈現出一定程度的空間正相關，各城市科技創新能力存在一定的空間溢出效應。

圖2 2010、2015和2020年河南省各城市科技創新能力Moran′s I散點圖

局部空間自相關分析的LISA集聚圖顯示（見圖3），2010—2020年河南省科技創新能力主要呈現“高-高”集聚和“低-低”集聚。其中，鄭州、洛陽和焦作為“高-高”集聚區，這些城市及其周邊城市的科技創新能力在整個河南省相對較高，區域科技創新能力空間差異較小；“低-低”集聚區在駐馬店，其周邊城市的科技創新能力呈低值關聯。從時間上看，2010、2015、2020年“高-高”集聚的城市數量均為3個，表明河南省科技創新能力的空間均質性程度不變。2010、2015、2020年“低-低”集聚的城市數量分別為3個、2個、2個，以駐馬店為主的“低-低”集聚區在逐漸縮小，信陽由“低-低”集聚變為不顯著集聚，反映出河南省科技創新能力的空間變異性呈上升趨勢，這也與Moran′s I指數由2010年的0.281降低至2020年的0.208的變化趨勢一致。

圖3 2010—2020年河南省城市平均科技創新能力LISA集聚圖

2.3 河南省科技創新能力障礙因素分析

為進一步分析造成各城市科技創新能力差異的原因，采用障礙度模型計算出2020年影響河南省各城市科技創新能力提升二、三級指標的障礙度。從二級指標障礙度來看（見表3），科技創新基礎障礙度排名前五的城市分別是濟源、焦作、新鄉、洛陽和安陽；科技創新投入障礙度排名前五的城市分別是鄭州、信陽、周口、南陽和駐馬店；創新成果產出障礙度排名前五的城市分別是洛陽、駐馬店、平頂山、三門峽和南陽。鄭州和洛陽作為科技創新能力強和較強的城市，科技創新優勢十分明顯，但鄭州在科技創新投入方面障礙度為83.41%，是阻礙鄭州科技創新能力提升的主要指標；洛陽創新成果產出不足，障礙度為55.28%；科技創新能力一般的城市有焦作、新鄉和濟源，3個城市在科技創新基礎方面還有所欠缺，是河南省科技創新基礎障礙度排名前三的城市，在未來發展中應加強對科技創新基礎的建設，優化創新環境；在科技創新能力較弱的城市中，平頂山和三門峽在創新成果的產出效果不明顯，障礙度分別為57.31%和57.21%，南陽的科技創新投入和產出均有欠缺，安陽和鶴壁的科技創新基礎障礙度排名相較于創新成果產出更靠前，是其科技創新能力提升的最大阻礙，許昌、開封和漯河科技創新能力處于中等偏下，有著較大的上升空間；創新能力弱的城市3個指標的障礙度在河南省各城市排序中，濮陽、信陽和周口在科技創新投入方面更欠缺，商丘和駐馬店的投入和產出均有不足。經濟發展及地方人力資本的提高會對該地區的科研創新效率起到促進作用［9］。因此，要提高創新成果的產出更重要的是要營造良好的科研環境和優化創新資源的投入。

表3 河南省各城市科技創新能力二級指標障礙度

從三級指標障礙度排序來看，各城市進一步提升科技創新能力要考慮的前5個指標見表4。由此可知，除鄭州提升科技創新能力要著重加強政府相關經費投入外，R&D活動單位數、專利和論文產出、人才數量是影響其他城市科技創新能力提升的主要因素，也是未來科技創新能力提升的重要抓手。

表4 河南省城市科技創新能力提升障礙因素

3 結論和建議

本研究從科技創新基礎、科技創新投入和創新成果產出3方面來構建城市科技創新能力評價指標體系，并采用熵權TOPSIS模型和障礙度分析模型對河南省18個地級市的科技創新能力的時空分布格局及主要影響因素進行分析。主要結論有以下3點。一是2010—2020年鄭州、洛陽的科技創新能力始終位居河南省第一位和第二位，鶴壁、濮陽、南陽的排名波動較為明顯，其他城市的科技創新能力排名存在上下浮動，但相對穩定；二是河南省科技創新能力空間差異明顯，并呈現以鄭州和洛陽為中心向外逐漸降低的態勢。科技創新能力“高-高”空間集聚存在于鄭州和洛陽，“低-低”空間集聚存在于駐馬店；三是科研經費投入不足成為限制鄭州科技創新能力提升的主要障礙因素，其他城市優化科技創新環境和提升創新成果的產出及轉化是提高其科技創新能力的重要途徑。

為進一步提升河南省各地市及整體的科技創新能力，提出以下四點建議。

①完善科技創新基礎。R&D活動單位是從事科研活動、實現科技創新成果產出的重要平臺，而R&D活動單位數量不足是阻礙河南省各地市提升科技創新能力的最主要因素。因此，河南省各級政府可鼓勵更多的機構和企業建設從事科研活動的平臺，并引導其進行科技創新活動，加大重大關鍵技術研發經費的投入，促進高質量創新成果的產出。積極推進產學研一體化，加強市域內產業間的合作，加快創新成果的轉化與應用，實現區域經濟和科技創新協同發展。

②加強科技創新投入。當前，在我國科技創新投入中，科技人才結構存在明顯的短板，缺乏高層次人才［10］。從河南各城市科技創新障礙因素來看，提升科技人才綜合素質，增加人才數量必不可少。首先政府應當出臺相關的人才引進政策，在擴大科研人才數量的同時，減少原有人才的流失。除此之外，還要優化科技創新的社會環境，為科研人員提供適宜的科研環境；其次各地方高校應加強人才隊伍建設，建立和完善科技創新激勵機制，使高校中科研人員的積極性和主動性得到充分發揮。

③推動創新成果產出。河南省除鄭州市外，其他城市的創新成果產出較低，要加強省內各類科技資源整合，制定綜合解決方案，打破創新成果產出低的困境；還應改善科技創新條件，包括優化科技創新環境，加大科研經費投入，培養高層次、綜合的科技創新人才等，從而促進科技創新成果的產出及轉化應用。

④實現資源共享，建立跨區域科技創新合作協調機制。鄭州和洛陽具有良好的科技創新的經濟支撐和發展能力，并取得良好的科技創新成果，這對其他城市也會形成良好的輻射帶動作用。因此，實現科技創新資源共享能有效緩解不同地市創新資源短缺的問題，同時也能促進各市創新合作，提升河南省綜合科技創新能力。