中國新型城鎮化與科技創新水平耦合協調特征及影響因素研究

楊光明，王瑩瑩，程繼偉，覃樂怡，桂青青

(重慶理工大學 a.管理學院，重慶 400054；b.鄉村振興與區域高質量發展研究中心，重慶 400054)

一、引言

2022年10月16日，中國共產黨第二十次全國代表大會在北京隆重開幕，習近平總書記代表第十九屆中央委員會向大會作報告時宣告：“從現在起，中國共產黨的中心任務就是團結帶領全國各族人民全面建成社會主義現代化強國、實現第二個百年奮斗目標，以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興。”[1]城鎮化承擔著擴大內需、拉動經濟增長的重要任務，雖然我國城鎮化率逐年持續增長，但與多國仍存在較大差距，如美國城鎮化率已達90%，韓國已達80%。黨的十八大后，中央部署了中國新型城鎮化的總體格局，其中安排城市群作為城市發展的主要載體。經過十幾年的發展，總體看我國城鎮化與城市發展領域技術水平在某些關鍵科技點上處于國際領先水平，但大部分還處于“跟跑”和“并跑”的水平。

自1978年新型城鎮化戰略提出以來，我國的新型城鎮化率保持持續增長，中國的新型城鎮化包含人口、經濟、社會、生態等方面[2]，是一個復雜綜合體，而且我國是人口大國且幅員遼闊，還有較大的發展空間。因此，我國要繼續積極采取相應措施，推動新型城鎮化的發展。目前，對城鎮化進行測度的方法較為成熟，有學者從高質量發展角度對新型城鎮化進行測度[3-4]，結果顯示新型城鎮化高質量發展呈現“東高西低”現象，且差距在逐漸增大。科技創新是經濟社會發展的重要生產力，也是新型城鎮化發展的強大軟實力。幾乎每一次以相關產業為依托的新興城市的出現都伴隨著科技的變革提升。因此，釋放科技創新的潛能，合理布局相關產業，一定能帶動一批城市的興起，推進新型城鎮化。眾多學者對科技創新與新型城鎮化之間的關系進行了研究，部分學者認為技術創新可以降低污染處理成本[5-6]，新型城鎮化本質上注重綠色可持續發展，因此對于新型城鎮化發展具有正向促進作用[7]。有學者從不同的角度出發對城鎮化高質量發展進行探究，李澤眾認為環境規制與治污科技創新能夠較好地協調配合，共同促進城鎮化高質量發展[8]，趙磊等采用定量分析方法展開研究并發現科技創新有利于工業化與城鎮化協調發展，進而促進城鎮化可持續發展[9]。部分學者使用PVAR模型探究科技創新與新型城鎮化之間的動態關系，得出結論：兩者之間存在雙向的正向影響關系[10-12]，但是動態關聯關系具有時滯性[11-13]。馮俊華等人對黃河流域科技創新與新型城鎮化耦合協調發展進行測度，構建了評價指標體系來探討科技創新與新型城鎮化交互發展機理[14]。隨著經濟地理學發展，學者們對區域發展的空間聯系和間接效應展開了廣泛研究[15]。曹琳劍等構建了科技創新與新型城鎮化耦合協調測度評價指標體系，采用熵值法確定了兩系統評價指標的權重，綜合應用耦合協調度模型和相對發展度模型[16]。

綜上來看，已有相關文獻對全國新型城鎮化和科技創新水平進行了系統性分析，但以往多研究新型城鎮化與科技創新的空間分布，對其影響因素以及區域差異的研究較薄弱；多研究局部地區，對整體研究較少。因此，本文運用熵值法和耦合協調度模型對科技創新水平和新型城鎮化水平綜合指數及其耦合協調度進行測算，運用Tobit模型測算新型城鎮化與科技創新水平的耦合協調影響因素，并用Dagum基尼系數對七大區域差異性進行分析。通過上述研究，能給中國新型城鎮化與科技創新綜合協調發展提供有效的理論和政策參考。本研究一方面豐富了數字經濟與高質量發展相互作用研究成果;另一方面，從多角度揭示了中國數字經濟與高質量發展耦合協調關系的特征事實、地區差異和空間效應,為中央和地區制定差異化的數字經濟發展政策和高質量發展戰略提供有益的政策啟示。

二、研究方法與數據來源

(一)指標權重的確定

權重說明的是每個指標在指標體系中的重要程度，從整體目標的優化出發進行合理地權重分配，從而反映各個指標的重要程度。本研究基于客觀賦權法的熵值法[16-17]和主觀賦權法的層次分析法，形成最后的指標綜合權重。熵值法在確定指標權重時具備如下優點：一是結果更為直觀，易于分析，可操作性強；二是避免了人為主觀因素的干擾，客觀性強；三是熵值法對于指標沒有數量限制，比起其他方法來說適用范圍更廣泛。不同指標之間單位和量綱上的差異可能會對評價結果產生影響，因此本文首先對各項指標進行標準化處理。具體為：

(1)

(2)

其中，式(1)為正向指標標準化處理，式(2)為負向指標標準化處理。Xij為指標數據原始值，uij為第i子系統的第j個指標，maxX.j和minX.j分別為第j個指標的最大值和最小值。

本研究運用熵值法確定指標權重。設m代表城市個數，n為評價指標個數，其計算步驟如下：

指標信息熵計算：

(3)

指標權重計算：

(4)

系統綜合得分計算：

(5)

(二)耦合協調度模型

基于物理學概念的耦合協調度模型，主要用于分析和描述兩個或兩個以上系統相互作用的現象。耦合度可用來揭示多系統之間的相互作用、彼此影響的緊密(強弱)程度，協調度用于測量系統或要素之間相互平衡、相互協調的程度。本文運用修改后的耦合協調度模型，測算中國各省新型城鎮化與科技創新水平的耦合協調度，研究兩系統之間的相互作用程度和發展關系，具體公式如下[14-15]：

(6)

(7)

式中，C為耦合度，值域為[0,1]，C值越大，表示兩系統的相互作用程度越強；U1為科技創新水平；U2為新型城鎮化水平，并假設maxUi為U2；T為新型城鎮化與科技創新水平的綜合協調指數，α和β為待定系數，且α+β=1，一般將指標視為同等重要，故α=β=0.5；D為耦合協調度，D∈[0,1],D值越大，表明二者之間耦合協調程度越好。本文將耦合協調度的等級進行階段劃分，如表1所示。

表1 耦合協調度等級

(三)Dagum基尼系數

本文采用Dagum基尼系數分析新型城鎮化與科技創新水平耦合協調度的地區差異并進行差異分解分析，將其研究對象劃分為z組，包含n個研究對象，a、b、…代表分組，na、nb、…表示各個小組的研究對象數量，yai、ybi、…表示任意一組研究對象的變量數據，Dagum基尼系數在本文中表示新型城鎮化與科技創新水平耦合協調度。普遍來講，基尼系數值越小，表明其耦合協調水平越接近，協同性越強，計算過程如下：

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

(四)Tobit模型

中國新型城鎮化與科技創新水平耦合協調度究竟受到哪些因素的影響，這是本文所要探究的重要目標[18-21]。對影響因素開展檢驗，有助于把握哪些是真正的影響因素，這對于有效提升新型城鎮化和科技創新水平是至關重要的。選擇Tobit模型開展估計正好適應本文的要求。這是因為Tobit模型又稱之為截尾回歸模型，該模型成立的前提是因變量通常被設定為[0，1]。基于此，以所要測算的新型城鎮化與科技創新水平耦合協調度為因變量，以專利(PAT)、教育水平(EDU)、能源消耗總量取對數(ENE)、政府支持力度(GOV)、開放程度(OPE)、第二產業GDP占比(IND)等影響因素為自變量，建立反映兩者關系的Tobit模型，其基本表達形式如下：

(16)

(五)指標選取

參考中國新型城鎮化政策與目標和有關科技創新水平的相關研究成果[21-23]后，構建中國新型城鎮化與科技創新水平指標體系(表2)。在構建指標體系過程中，本著科學性、代表性、合理性的原則，選取最能反映研究對象的指標進行指標體系的構建，分別構建了準則層、目標層和指標層3個層次。經濟城鎮化、人口城鎮化、空間城鎮化、生態城鎮化和社會城鎮化是中國新型城鎮化發展和推進過程中的重要目標，因此選為準則層，更具說服力和代表性。再選取其中最具代表性的結果指標作為指標層。衡量科技創新水平可從投入與產出兩個方面入手。對于投入，其中R&D人員全時當量能從人力資源角度反映科技創新的投入，R&D經費內部支出能從經濟支持方面反映科技創新的投入。高技術產業具有研發投入高、研發人員占比大的特點，且高技術產業是最能體現科技創新水平和科技創新競爭力的產業。因此，選擇高技術產業新產品的開發經費支出作為衡量科技創新水平的投入，選擇高技術產業新產品開發項目數和高技術產業新產品銷售收入作為衡量科技創新水平的產出指標。除此之外，國內3種專利有效數合計，比國內3種專利申請受理數合計、國內3種專利申請授權數合計等指標更具代表性和準確性，故將國內3種專利有效數合計選為產出指標之一。在此基礎上，使用熵值法(式(1)～式(4))對指標權重進行確定。

(六)數據來源

本文分析所使用的基礎數據來源于《中國統計年鑒》《中國能源統計年鑒》《中國環境統計年鑒》《中國科技統計年鑒》，時間跨度為2010—2021年，樣本數據包括中國30個省(直轄市、自治區)，不包括港、澳、臺地區，西藏由于多個變量數據缺失也未包括在內。

三、新型城鎮化與科技創新水平耦合協調分析

(一)新型城鎮化水平與科技創新水平測度

1.新型城鎮化水平結果分析

利用全局熵值法對中國30個省2010年到2021年的新型城鎮化水平進行測算，在研究年份范圍內每隔兩年選取數據代表年限來分析，得到新型城鎮化水平結果。為了加強直觀感受，研究不同年份、不同省份的城鎮化水平的變化趨勢，將其制成折線圖(如圖1所示)。2010年，新型城鎮化水平高于0.5的省市有8個，分別是廣東、北京、江蘇、山東、上海、天津、浙江和重慶。2014年，北部地區的內蒙古城鎮化水平相比北部其他區域較高，中部地區的湖北、安徽新型城鎮化水平也較高。到2018年，中部地區的河南、湖南的新型城鎮化水平有所提高，西南地區重慶、四川相比同區域的其他省份呈現較好的狀態。2021年，新型城鎮化水平格局相較于2018年沒有太大差別，但是西南地區的重慶與較快發展的四川相比，新型城鎮化水平有所落后。總體來看，北京、廣東、江蘇、山東、上海、浙江這6個省市的水平一直保持在0.5以上，這些省市都屬于沿海省市，而內陸省市新型城鎮化水平較沿海省市來說一直較低。

(審圖號：NO.GS(2020)NO.4619)

2.科技創新水平結果分析

同樣利用全局熵值法對科技創新水平進行綜合指數計算，對中國大陸30個省市2010年到2021年的科技創新水平進行測算，得到創新水平結果(如圖2所示)。2010年，科技創新水平較高的區域為華東地區的浙江、江蘇、上海以及廣州。華中以及華北地區科技創新水平沒有較大差異，屬于同一梯度，其余區域的科技創新水平較低。到2014年，東部沿海地區的科技創新水平有所提升，屬于華北地區的北京的科技創新水平要高于同時期、同區域的其他省份，然而東北、西北地區的科技創新水平有所下降，區域之間的差異逐漸增大。2018年，西南地區的四川的科技創新水平較高，從總體來看，科技創新水平分布格局與2014年相似。2021年，中國科技創新發展水平格局相同于2018年。從整體來看，科技創新水平高的省市為沿海省市或沿海省市臨近省市，且集中分布于華東地區。

(審圖號：NO.GS(2020)NO.4619)

(二)新型城鎮化與科技創新水平耦合協調度

采用耦合協調模型對新型城鎮化水平與科技創新水平耦合協調度進行了測算，將各省市耦合協調度均值等級分類如表3。從表中可以看出，各省市耦合協調度存在一定差異，但大多分布于基本協調、中度協調這2個等級。基本協調階段的省市最多，有13個，高度協調階段和基本協調階段的均有3個省市。高度協調的省市有較大潛力發展成為優質協調的省市，未來存在提升空間。江蘇、浙江、廣東3個省市處于優質協調階段，而僅有甘肅處于低度協調階段。優質協調省市需要維持且最好能帶動周邊省市。低度協調省市急需尋找新的政策來提升耦合協調度。整體上看，全國各省市新型城鎮化水平與科技創新水平耦合協調水平處于中等偏上階段。雖然有低度協調省市，但僅為1個。令人欣慰的是，優質協調省市數有3個，呈現出良好發展態勢。未來應加強中度協調和高度協調階段省市科技創新與科技創新的相關建設，提高兩者的耦合協調度，從而提高全國整體的耦合協調水平。

表3 各省市2010—2021年耦合協調度均值等級

為探究新型城鎮化水平與科技創新水平耦合協調度的時空演變特征，選取研究期間內起止年份和中間年份為代表，即2010年、2014年、2018年和2021年4個年份的數值，利用ArcGIS技術對耦合協調度采取可視化處理全國30個省市的新型城鎮化水平與科技創新水平的耦合協調度，結果如圖3所示。

(審圖號：NO.GS(2020)NO.4619)

新型城鎮化水平與科技創新水平耦合協調度整體呈現上升的發展趨勢，兩個系統的耦合協調度由低度協調逐步向優質協調轉變，即表明新型城鎮化水平與科技創新關系不斷得到改善。且整體來看，東部省市的新型城鎮化水平與科技創新水平的耦合協調度等級總是優于西部省市，東西部差距明顯。此外，沿海省市的耦合協調度等級總是高于非沿海省市，且處于優質協調狀態的省市均位于沿海地帶。2010年，江蘇、廣東處于優質協調，北京、山東和浙江處于高度協調，部分西南、華中和大部分華東地區處于基本協調，僅甘肅和寧夏處于低度協調。2014年，天津、河北和江西退出中度協調，其他省份均沒發生變化。2018年，優質協調省市增加，浙江由高度協調躍入優質協調狀態，天津邁入中度協調。到2021年，西南地區的四川由中度協調提升至高度協調，優質協調省市仍保持不變，基本協調和中度協調省市數量變化幅度不大。在空間布局上，東部省市協調等級總是優于其他省市，尤其是沿海一帶省市，其耦合協調度總是領先全國。

為了更直觀地看出各區域之間的情況，將中國分為華東、華北、西北、華南、西南、華中、東北七大板塊，對其進行可視化分析，如圖4所示。

圖4 耦合協調度分區圖

其中，華東地區相比于全國大部分地區其耦合協調度分布區間相對較高，而全國大部分地區的耦合協調度集中于0.4～0.6，屬于中度協調。從整體上來看，華東、華南、華中、華北地區高于全國平均水平，而西北、西南和東北地區低于全國平均水平。東南地區耦合協調度明顯高于西北地區，這與新型城鎮化和科技創新水平的分布較為一致。

四、七大區域的差異性分析

基于基尼系數的計算方法，應用Matlab 2016對中國省域科技創新水平與新型城鎮化水平耦合協調度的Dagum基尼系數進行測算，如表4所示，在2010—2021年的觀察期內，中國省域科技創新水平與新型城鎮化水平耦合協調度的基尼系數總體呈現增加趨勢，由2010年的0.229 2增加到2021年的0.244 3，增長幅度為6.6%，這表明中國省域科技創新水平與新型城鎮化水平耦合關系整體差異正在不斷擴大，城市間的耦合協調度差異性愈發顯著。

表4 主要年份七大區域耦合協調度基尼系數

(一)七大區域組內差異

2010—2021年，只有西南地區中國省域科技創新水平與新型城鎮化水平耦合關系與中國整體的趨勢最為接近，2010—2018年，緩慢遞減，2018—2021年，基本持平，西北、華北地區與整體的趨勢也較為接近，但變動幅度稍大。其中，東北地區增長幅度最大，由2010年的0.069 1到2021年的0.108 3，增長幅度達56.72%，華東地區增長幅度次之，由2010年的0.117 7到2021年的0.164 2，增長幅度達39.51%，西南地區增長幅度最小，僅1.93%。只有華中與西北地區呈現下降趨勢，華中地區下降2.67%，西北地區下降7.48%。七大區域耦合協調度組內基尼系數平均增加0.909 8。

(二)七大區域組間差異

從時間趨勢來看，中國省域科技創新水平與新型城鎮化水平耦合關系的組間差異整體不斷增大，其中華東與華中地區組間增幅最大，增長幅度為25.94%，華東與華北地區次之，增長幅度為15.46%。在所有組間差異之中，華北與西北、西南與西北、東北與西北呈現下降趨勢，下降幅度分別為2.49%、1.39%、1.40%。從整體來看，組間差異均值較小的分別是華中與東北、華中與西南、西南與東北，依次是0.135 3、0.143 3、0.144 6，組間差異均值較大的分別是華東與西北、華南與西北、華中與西北，依次是0.448 1、0.379 0、0.339 4。

(三)耦合協調度地區差異分解

為了進一步揭示耦合協調地區的差異來源，將基尼系數分解為組內差異、組間差異以及超變密度，并分別計算其貢獻率。觀察期間，組間差異一直是耦合協調度地區差異的重要來源，平均貢獻率為65.86%，2021年同2010年相比，下降了4.06個百分點；組內差異平均貢獻率為10.54%，從2010年到2021年貢獻率呈持續增長狀態，同比增長1.11個百分點；超變密度平均貢獻率為23.60%，整體呈現增長狀態，對比2010年到2021年增長2.95個百分點。

五、科技創新水平與城鎮化耦合協調度影響因素分析

基于所構建的Tobit模型，采用Stata 12.0對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的各個影響因素的顯著性開展全樣本檢驗，具體各個自變量系數的估計結果如表5所示。從中可見，在控制其他變量的影響后，政府支持程度對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的正向影響仍然在1%水平上顯著。各控制變量中，開放程度、教育水平、能源消耗總量和專利均在1%的水平上顯著正向影響科技創新水平與城鎮化耦合協調度，第二產業GDP占比對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的影響不顯著。

表5 全樣本Tobit模型的回歸結果

進一步對東部地區、中部地區和西部地區樣本分別進行檢驗，各個自變量系數的具體估計結果如表6所示。從中可見，在控制了其他變量的影響后，東部地區政府支持程度對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的影響均在1%的水平上顯著，但中部地區和西部地區政府支持程度的影響不顯著。

表6 分地區Tobit模型的回歸結果

考慮到2015年中央發布了《關于深化體制機制改革加快實施創新驅動發展戰略的若干意見》，對創新發展提出了新的部署，故以2015年為界，進行分階段檢驗，各個自變量系數的具體估計結果如表7所示。從中可見，在控制了其他變量的影響后，2010—2014年和2015—2021年政府支持程度對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的影響均在1%的水平上顯著，且隨著時間的推移政府支持程度的影響越來越大。

表7 分階段Tobit模型的回歸結果

六、結論與建議

(一)結論

基于2010—2021年中國30個省市的數據,本文構建了新型城鎮化水平與科技創新水平的指標體系,據此計算并獲得了新型城鎮化水平與科技創新水平系統的綜合得分,進而計算獲得數字經濟與高質量發展的耦合協調度。再將中國分為華東、華北、西北、華南、西南、華中、東北七大板塊，對其進行可視化分析，進一步對耦合協調度進行了可視化分析,進一步揭示了新型城鎮化水平與科技創新水平的差異特征和時序走勢。研究結論如下：

1.全國各省市耦合協調度呈現緩步增長趨勢，但絕大多數地區均處于0.2～0.4和0.6～0.8的水平，屬于基本協調和中度協調，但也有耦合協調度一直較高的省市，分別是廣東和江蘇，在各個時間階段均處于全國前列。從七大區域的可視化圖看出華東、華北、西北、西南、華中、東北六大板塊差距不大，均在0.2～0.6，唯華南地區在0.8～1.0，說明耦合的優勢分布在華南地區。在空間布局上耦合度呈現“東高西低”的分布形式且由東向西逐步遞減。沿海一帶，耦合協調度增長速度優于其他地區。沿海地區由于地理位置、資源稟賦以及政策支持等多種原因，經濟發展相比內陸地區較好，自然有更多的資金與資源投入到新型城鎮化建設和科技創新建設當中。此外，東部及沿海地區因經濟水平與創新投入的相輔相成促使兩者的耦合協調度相比較高，西部地區因其區位條件、資源稟賦等原因致使耦合協調度相比較低。

2.利用Dagum基尼系數分析耦合協調度的差異性，中國省域綠色經濟效率與新型城鎮化水平耦合協調度的基尼系數從0.234 3下降到0.103 83，總體呈現下降趨勢，七大區域組間差異是全國差異性的主要來源，組內差異貢獻率與超變密度貢獻率均較為穩定，且對整體影響力較小，在七大區域的組間差異中，對其影響較大的均為北部地區。

3.從全國來看，控制其他變量后，政府支持程度對科技創新水平與城鎮化耦合協調度積極影響較顯著。各控制變量中，開放程度、教育水平、能源消耗總量和專利均有顯著積極影響，而第二產業GDP占比的影響不顯著。將全國劃分為東、中、西3個區域，對其樣本分別進行檢驗，東部地區政府支持程度對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的影響顯著，但中部地區和西部地區政府支持程度的影響不顯著。以2015年為界，進行分階段檢驗，可知在控制了其他變量的影響后，2010—2014年和2015—2021年政府支持程度對科技創新水平與城鎮化耦合協調度的影響顯著，且隨著時間的推移政府支持程度的影響越來越大。從以上結論來看，政府支持程度在各方面都對科技創新水平和城鎮化耦合協調度有著較大影響，特別是對于東部沿海地區，且影響會隨著時間逐漸變大。

(二)建議

1.挖掘協調發展實質，促進新型城鎮化與科技創新協調發展。各省市要加快新型城鎮化的推進，多集聚專業型人才，加速從高速城鎮化轉向高質量新型城鎮化。堅持由點到線再到面的城鎮化全面推進，以發展鄉村基礎設施為前提，優先發展的省市對周圍省市起輻射帶動作用，從而推動整體向新型城鎮化發展。同時，政府要加大對科技的研發投入，促進科技創新融入城鎮化發展，加強創新人才培養，來推動新型城鎮化和科技創新的協同發展，進一步推動新型城鎮進程。

2.加強跨區合作，提高整體協調發展程度。各省市應就新型城鎮化與科技創新方面加強合作交流，重視新型城鎮化與科技創新地區的跨區域合作,實現優勢資源整合，提高資源利用效率，縮小地域差距。科技創新能力較好、經濟發展水平較高的地區應發揮輻射帶動作用，對周圍鄰近地區進行幫扶，向其交流相關經驗。發展較弱的省市應主動加強對外合作交流，汲取其他省市的優秀經驗，根據自身發展狀況，進行適當探索與嘗試。各省市應充分發揮自身特色，跟著國家政策方針，堅持自主創新與國際合作，利用科技創新轉變發展方式，實現科技創新與經濟的協調發展。

3.對于七大區域來說，應該加強地區間的合作和區域內部的合作，減少整體差異性。從本文分析結果來看，不同地區差異的影響對全國整體影響最大，這會影響到整體新型城鎮化的發展進程和減小科技創新水平的帶動作用，特別是在科技創新領域，不同地區的人才內部集中會引起地區發展不平衡，導致地區差異性擴大，進而影響城鎮化進程，因此各地區應該放開人才流動，加強區域合作，促進整體差異性減小。

4.加強政府區域間交流合作，先對中西部經濟基礎較好的城市進行重點投入，通過其輻射作用來帶動周邊地區的科技創新水平和新型城鎮化的融合發展，由點到面，逐步深入。同時因地制宜，有效提升科技創新能力。科技創新與新型城鎮化的發展不是一個相反的增長過程，而是一個協調發展的過程。科技創新既是新型城鎮化的內生動力，也是促進新型城鎮化的助推器。各省市應該根據自身發展狀況，結合自身資源優勢，聯合周邊科技創新與新型城鎮化協同度高的省市，強化科技集中攻關，深化科技體制改革，強化企業創新主體，有效提升科技創新能力，從而助推新型城鎮化的進程，優化產業結構，開拓新興領域，促進科技創新與新型城鎮化的協調發展。