科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度研究
——基于中國19個城市群面板數(shù)據(jù)的實證分析

鐘學思，劉毅良，陳 薇

（1.廣西師范大學 經(jīng)濟管理學院，廣西 桂林 541004；2.廣西師范大學 珠江-西江經(jīng)濟帶發(fā)展研究院，廣西 桂林 541004；3.桂林旅游學院 商學院，廣西 桂林 541006）

0 引言

城市群作為新型城鎮(zhèn)化主體形態(tài)，是促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、支撐全國經(jīng)濟增長、參與國際競爭合作的重要平臺。經(jīng)濟發(fā)展水平與科技創(chuàng)新水平作為衡量可持續(xù)發(fā)展的重要指標，努力協(xié)調(diào)好城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)關系，對于積累城市群可持續(xù)發(fā)展動能、厚植城市群全面發(fā)展資源、樹立城市群先進發(fā)展標桿，進而建設世界級先進城市群具有重要意義。科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展高效耦合協(xié)調(diào)是我國處于新歷史潮流下，適應社會主要矛盾變化、面對國外經(jīng)濟壓力、推動國家現(xiàn)代化建設而必須長期遵循的戰(zhàn)略［1］。《中華人民共和國科學技術進步法》（2021修訂）指出，科學技術進步工作應當面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，為促進經(jīng)濟社會發(fā)展、維護國家安全和推動人類可持續(xù)發(fā)展服務。黨的十三屆全國人民代表大會上進一步指出，未來五年我國全社會研發(fā)經(jīng)費投入年均增長7%、基礎研究經(jīng)費投入占研發(fā)經(jīng)費投入比重提高到8%。黨的二十大報告強調(diào)，必須堅持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動力，持續(xù)推動科技創(chuàng)新，為高質(zhì)量發(fā)展賦能。已有研究發(fā)現(xiàn)，科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展之間并非單向線性關系［2］，科技創(chuàng)新的發(fā)展與經(jīng)濟增長之間存在長期穩(wěn)定的雙向因果關系［3］。科技創(chuàng)新是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的支撐，經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是科技創(chuàng)新提升的基礎［4］。結(jié)合城市群發(fā)展不平衡、不協(xié)調(diào)的現(xiàn)實基礎，找準制約城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展高效耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的主要原因，是解決城市群發(fā)展動力不足問題的迫切需要與必然要求，對于城市群順利實現(xiàn)新一輪可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展具有重要現(xiàn)實意義。

國內(nèi)外學者對于科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展之間關系的研究大多聚焦于：科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合度、耦合協(xié)調(diào)度時空演化特征、科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展高效耦合協(xié)調(diào)機理等。大部分學者研究表明，科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展高效耦合協(xié)調(diào)發(fā)展能夠顯著提高地區(qū)發(fā)展質(zhì)量［5，6］，但是當前我國大多數(shù)地區(qū)科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的不協(xié)調(diào)，導致科技創(chuàng)新提升對經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的帶動能力較弱［7，8］。隨著我國城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，國內(nèi)學者逐步將科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)的研究主體轉(zhuǎn)為城市群、都市圈。魏奇鋒等以成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈為研究主體，認為成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟圈科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度整體處于瀕臨失調(diào)狀態(tài)，但是由于空間上的關聯(lián)性，從時間維度來看耦合協(xié)調(diào)度具有穩(wěn)定上升趨勢［9］。謝泗薪等通過空間滯后模型對京津冀城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度研究，進一步探索出影響協(xié)調(diào)度的因素主要包括對外貿(mào)易、政策扶持、人力投入、發(fā)展氛圍和技術進步［10］。

國內(nèi)外學者對科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的相關研究具有如下特征：第一，相關文獻的研究內(nèi)容受政策導向明顯；第二，相關文獻對于科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)影響因素的探索，偏向于單一理論運用或單一現(xiàn)實依據(jù)；第三，較多以單一城市群或都市圈為研究對象。本文擬做出以下邊際貢獻：第一，通過理論梳理，構(gòu)建城市群視角下，科技創(chuàng)新和經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的評價指標體系，研究耦合度及耦合協(xié)調(diào)度時空演化格局；第二，使用地理加權模型，探索空間異質(zhì)下影響城市群耦合協(xié)調(diào)度的主要影響因素；第三，從城市群視角出發(fā)，擴展科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合協(xié)調(diào)發(fā)展理論體系，為破解加快構(gòu)建新發(fā)展格局背景下城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展高效耦合協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃合理解決路徑，并提出針對性政策建議。

1 機理分析

城市群是中國城鎮(zhèn)化和工業(yè)化發(fā)展到高級階段的必然產(chǎn)物，也是中國基本實現(xiàn)現(xiàn)代化的必由之路［11］。城市群內(nèi)部資源要素流動表現(xiàn)為：核心城市通過資源要素集聚不斷聯(lián)合周邊城市，進一步通過區(qū)域內(nèi)資源重配，整合各城市的優(yōu)勢資源，以實現(xiàn)城市群整體能力提升的目的。城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展與城市群科技創(chuàng)新兩系統(tǒng)關系錯綜復雜，存在既相互促進又相互制約的耦合關系［12］。一方面，城市群科技創(chuàng)新是城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的核心動力；另一方面，城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是城市群科技創(chuàng)新的根本支撐（圖1）。

圖1 城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展體系耦合協(xié)調(diào)機理Figure 1 Coupling and coordination mechanism between scientifictechnicalinnovation and high-quality economic development system in urban agglomerations

城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是城市群科技創(chuàng)新的根本支撐，主要體現(xiàn)在提高城市群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平、豐富創(chuàng)新資源、優(yōu)化創(chuàng)新產(chǎn)出效率三方面：第一，城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展有效促進城市群內(nèi)部優(yōu)勢資源向核心城市集聚，人才、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新資金等資源的合理集聚是提高城市群創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)水平的有效手段；第二，城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展促進資源要素在城市群內(nèi)部充分流動，豐富和完善了城市群的創(chuàng)新資源；第三，城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展有助于完善城市群整體創(chuàng)新體系、提供更廣闊市場等，優(yōu)化城市群創(chuàng)新產(chǎn)出效率。

城市群科技創(chuàng)新發(fā)展是城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的核心動力，主要體現(xiàn)在城市群科技創(chuàng)新發(fā)展以資源要素高效流動為基礎，能夠從城市群社會供給需求、環(huán)境需求、消費需求、投資需求、外貿(mào)需求五方面促進城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展。城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展以高質(zhì)量需求為內(nèi)生動力：第一，科技創(chuàng)新是滿足社會供給需求的基礎保障。通過技術優(yōu)化與升級，從供給側(cè)提高產(chǎn)業(yè)鏈水平，進一步為經(jīng)濟總量穩(wěn)步提高提供強大驅(qū)動力。第二，科技創(chuàng)新是滿足環(huán)境需求的根本動力。通過科技創(chuàng)新可以實現(xiàn)資源節(jié)約化、產(chǎn)業(yè)生態(tài)化、生態(tài)經(jīng)濟化、消費綠色化，進而實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益、生態(tài)環(huán)境效益，最后推動城市群綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展。第三，科技創(chuàng)新是滿足消費需求的主要驅(qū)動力。科技創(chuàng)新通過創(chuàng)造需求和滿足需求兩方面不斷豐富和實現(xiàn)消費產(chǎn)業(yè)升級。第四，科技創(chuàng)新是滿足投資需求的必然選擇。科技創(chuàng)新通過對投資手段、投資策略、投資目標的優(yōu)化調(diào)整，促進投資需求的合理化增長。第五，科技創(chuàng)新是滿足外貿(mào)需求的有利條件。科技創(chuàng)新有利于提升城市群整體競爭力，有助于吸引外資擴大進出口產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

2 樣本選擇、研究方法及數(shù)據(jù)來源

2.1 樣本選擇

參照國務院、國家發(fā)展和改革委員會及各省（直轄市、區(qū)）級政府批復印發(fā)的19個城市群發(fā)展規(guī)劃文件，確定研究主體包括重點建設五大國家級城市群（長江三角洲、珠江三角洲、京津冀、長江中游、成渝），穩(wěn)步建設八大區(qū)域級城市群（遼中南、山東半島、粵閩浙沿海、哈長、中原、關中平原、北部灣、天山北坡），引導培育六大地區(qū)級城市群（晉中、呼包鄂榆、滇中、黔中、蘭西、寧夏沿黃）等。

2.2 模型設計

熵權—TOPSIS法：傳統(tǒng)熵權法是由Claude Elwood Shannon提出的熵值法延伸而來。傳統(tǒng)熵權法利用所選指標自身的統(tǒng)計性質(zhì)確定各自權重，能夠有效避免主觀賦權的隨意性［13］。TOPSIS（優(yōu)劣解距離法）通過計算被評估對象與最優(yōu)、最劣解之間相對距離，對所有被評估對象進行評價。熵權—TOPSIS法具有計算靈活、評估結(jié)果合理穩(wěn)定的優(yōu)點［14］。

首先對收集的數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，以消除各指標及正負指標間的影響，構(gòu)建正向化矩陣D。假設共有m個城市，n個指標，對于第i個城市的第j個指標做以下處理（其中，i∈｛1，2，…，m｝；j∈｛1，2，…，n｝）：

正向指標：

計算第j項指標下第i個評價對象的特征比重為：

第j項指標的熵值為：

計算第j項指標的差異系數(shù)：

計算第j項指標的權重：

取出處理過的標準正向化數(shù)據(jù)矩陣D中每個指標中最大的數(shù)，定義為理想最優(yōu)解向量（D＋）；取每個指標中最小的數(shù)，定義為理想最劣解向量（D-）。

計算第i個城市與理想最優(yōu)解向量的距離：

計算第i個城市與理想最劣解向量的距離：

最終計算被評價城市i得分：

式中：0≤Si≤1，Si結(jié)果越大，排名越高。

耦合度及耦合協(xié)調(diào)度模型：本文通過建立城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展耦合度及耦合協(xié)調(diào)度模型（簡稱城市群TE系統(tǒng)耦合度及耦合協(xié)調(diào)度模型），科學評價中國各城市群科技創(chuàng)新發(fā)展與城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展系統(tǒng)的協(xié)調(diào)狀況。模型構(gòu)建如公式（12）—（14）所示：

表1 耦合度、耦合協(xié)調(diào)度判斷及其辨別關系分級表Table 1 Degree of the coupling，degree of the coordination of coupling and its discrimination relationship classification table

地理加權回歸模型：地理加權回歸（GWR）是在傳統(tǒng)最小二乘法上進行修正和改進的模型。基于空間視域，相同變量在不同區(qū)域的擬合效果由于空間異質(zhì)性的影響（如各地區(qū)環(huán)境、社會經(jīng)濟條件等不同）并不相同，GWR模型將數(shù)據(jù)的空間異質(zhì)性嵌入其中，擬探究影響因素在不同地理位置的空間變異特征［18］。本文借鑒李夢程等的做法構(gòu)建GWR回歸模型［19］：

式中：Yi為因變量；β0（ui，vi）為回歸常數(shù)；（ui，vi）為地理位置i的坐標；Xin為自變量Xn在空間位置i上的參數(shù)值；βn（ui，vi）Xin為回歸參數(shù)；n為自變量個數(shù)；εi為誤差項。

2.3 評價指標體系構(gòu)建

梳理已有研究成果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的測度方法并不一致［20］。根據(jù)城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展內(nèi)涵可知，城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展代表的是高質(zhì)量、高效率、更穩(wěn)定的經(jīng)濟發(fā)展模式，是經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展之上更高質(zhì)量的發(fā)展。依據(jù)城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展最新內(nèi)涵，遵循指標選取的科學性、系統(tǒng)性、宏觀性、數(shù)據(jù)可得性等原則，結(jié)合 相 關 研 究［9，10，15］及 中 國19個 城 市 群 實 際 發(fā) 展 狀況，構(gòu)建城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展綜合評價體系，包含7大板塊層、12大結(jié)構(gòu)層，共25個衡量要素（表2）。

表2 城市群TE系統(tǒng)綜合評價體系Table 2 Comprehensive evaluation system of TEsystem

2.4 數(shù)據(jù)來源

本文采用2010—2019年的空間面板數(shù)據(jù)評價中國城市群TE系統(tǒng)的耦合度、耦合協(xié)調(diào)度。由于中國各個城市群樣本中存在部分地級市代管縣級市或省直管縣級市的情況，數(shù)據(jù)樣本存在重疊的情形，且在收集數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)部分城市數(shù)據(jù)嚴重缺失，因此，通過數(shù)據(jù)的篩選和剔除，最終選取203個地級市的數(shù)據(jù)作為城市群的研究樣本。其中各地區(qū)相關經(jīng)濟數(shù)據(jù)均來自于2011—2020年《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國勞動統(tǒng)計年鑒》《中國科技統(tǒng)計年鑒》和統(tǒng)計公報等，部分漏缺數(shù)據(jù)來源于全國統(tǒng)計局官網(wǎng)及各省、地區(qū)統(tǒng)計局官網(wǎng)，個別缺失數(shù)據(jù)利用線性插補法進行處理。

3 實證結(jié)果及分析

3.1 耦合度演化分析

通過熵權—TOPSIS法結(jié)合TE系統(tǒng)耦合度模型，計算得到2010—2019年19個城市群內(nèi)各城市群的TE系統(tǒng)耦合度，并對其進行描述性統(tǒng)計分析與比較評價（表3）。

表3 城市群TE系統(tǒng)耦合度描述性統(tǒng)計Table 3 Descriptive statistics of the coupling degree of urban agglomerations TE system

從均值及方差來看，城市群TE系統(tǒng)耦合度均值基本保持在［0.80，0.92］，呈現(xiàn)耦合成熟的特點。從時間序列來看，歷年城市群TE系統(tǒng)耦合度方差較小，均值更接近最大值，遠大于最小值，說明除部分城市群（如寧夏沿黃城市群），其他城市群TE系統(tǒng)基本處于耦合成熟階段。從整體視角出發(fā)，2010—2019年各城市群TE系統(tǒng)耦合度振幅較小，且趨于穩(wěn)定，整體呈現(xiàn)較高水平的良性推進特點。從局部視角出發(fā)，耦合度最大值城市所在城市群長期穩(wěn)定于京津冀城市群、珠江三角洲城市群和長江中游城市群，而耦合度最小值城市所在城市群長期穩(wěn)定于寧夏沿黃城市群。

3.2 耦合協(xié)調(diào)度演化分析

通過熵權—TOPSIS法結(jié)合城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型，計算出2010—2019年城市群內(nèi)各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度進行描述性統(tǒng)計分析與比較評價（表4）。從均值及方差來看，耦合協(xié)調(diào)度均值基本保持在［0.30，0.33］，呈現(xiàn)輕度失調(diào)的特點。從時間序列來看，歷年城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度方差較小，均值更接近最小值，遠小于最大值，說明除部分城市群（如京津冀城市群）TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平較高，其他城市群基本處于輕度失調(diào)的同步發(fā)展狀態(tài)。從整體視角出發(fā)，2010—2019年各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度振幅較小、趨于穩(wěn)定，整體呈現(xiàn)較低水平波動式上升特點。從局部視角出發(fā)，耦合協(xié)調(diào)度最大值城市所在城市群長期穩(wěn)定于京津冀城市群，而耦合協(xié)調(diào)度最小值城市所在城市群長期穩(wěn)定于哈長城市群、成渝城市群。

表4 城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度描述性統(tǒng)計Table 4 Descriptive statistics of the coupling coordination degree of urban agglomerations TE system

通過以上分析可見，各城市群TE系統(tǒng)耦合性較好，說明城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展水平協(xié)同發(fā)展的效率較高。由于城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性較差，說明城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展水平發(fā)展不同步問題較為嚴重，且協(xié)調(diào)性的失衡，較大程度上影響了耦合性，從而導致耦合協(xié)調(diào)性較差，阻礙城市群科技創(chuàng)新能力與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展水平協(xié)同發(fā)展效率的提高。

3.3 耦合協(xié)調(diào)度的全局統(tǒng)計分析

為進一步分析對比不同城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度差異，對各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度進行具體分析（表5）。利用ArcGIS10.2繪制城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)分級圖（圖2），其中白色部分為數(shù)據(jù)剔除或非城市群區(qū)域。

表5 城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度描述性統(tǒng)計Table 5 Descriptive statistics of the coupling coordination degree of urban agglomerations TE system

圖2 城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度時空演化Figure 2 Spatiotemporal evolution of the coupling coordination degree of Urban Agglomerations TE system

結(jié)合表5、圖2可知：①從整體來看，各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)得分基本處于失調(diào)狀態(tài)，普遍呈現(xiàn)科技創(chuàng)新滯后的特點。以長江三角洲城市群和珠江三角洲城市群為代表的國家級城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度較高。②從局部來看，珠江三角洲城市群和晉中城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度特點較為明顯。珠江三角洲城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度及耦合協(xié)調(diào)關系在所有城市群中最優(yōu)，但是對于周邊城市群（如北部灣城市群）的帶動作用較差，溢出效應較低。晉中城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度較低，但周邊的京津冀城市群、呼包鄂榆城市群等TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度均較高，說明晉中城市群在建設過程中并未充分吸收周邊城市群優(yōu)秀建設經(jīng)驗，同時由于政策不完善、經(jīng)濟轉(zhuǎn)型阻力較大、未充分利用區(qū)位優(yōu)勢等原因?qū)е驴萍紕?chuàng)新能力較差，經(jīng)濟發(fā)展較為緩慢。③從空間演化格局來看，東部城市群TE系統(tǒng)協(xié)調(diào)度歷年整體得分普遍高于西部城市群。主要得益于東部沿海地區(qū)用于地區(qū)發(fā)展的資金較充裕、外資引入效率較高、生態(tài)綠色一體化較全面和人才引進措施較完善等；中西部地區(qū)普遍存在政府赤字較高、外資引入難度較大、政府投資邊際產(chǎn)出較低和專利產(chǎn)出較少等不足，導致中西部城市群科技創(chuàng)新水平與城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展水平難以協(xié)調(diào)。但是部分西部城市群（如天山北坡城市群、呼包鄂榆城市群等）TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度處于全國前列，主要是得益于我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略及西部城市群區(qū)位比較優(yōu)勢明顯，更適合發(fā)展與推廣清潔能源、信息技術等，但是由于西部城市群發(fā)展不平衡不充分、核心技術缺失等問題依然突出，導致西部城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)關系普遍不如中部、東部城市群。

以上分析說明，區(qū)位條件對于城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度、耦合協(xié)調(diào)關系發(fā)展具有較大關聯(lián)，同時政策扶植、技術引進等對于城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

3.4 耦合協(xié)調(diào)度全局趨勢面分析

利用ArcGIS10.2軟件分別繪制出2010年、2013年、2016年和2019年的中國19個城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展得分的空間趨勢分析圖（圖3）。在城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展得分空間趨勢分析圖中，X軸指向東方，Y軸指向北方，綠線和藍線分別代表了城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)得分在東西、南北方向的投影。

從圖3可見：①從整體趨勢看，城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度在東西方向上主要呈現(xiàn)出“西低東高”的空間趨勢特征，表示東部城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度普遍優(yōu)于西部城市群。在南北方向上主要呈現(xiàn)南高北低，平穩(wěn)過渡的空間趨勢特征，表明城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度自北向南逐步提升。②從投影弧度來看，東部城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度投影弧度明顯比西部地區(qū)更加陡峭，表明東部城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度差異相較于西部地區(qū)更大。城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)空間趨勢圖南北方向投影較為平緩，表明城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度南北過渡的空間差異較小。③從時間序列來看，除2016年城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度整體差距略微減小外，其他時間城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度差異基本保持一致。從整個時間范圍來看，我國東部、南部城市群（如京津冀城市群、長江三角洲城市群等）TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度普遍優(yōu)于西部、北部城市群（如關中平原城市群、蘭西城市群等）。

圖3 城市群2010年、2013年、2016年、2019年TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度空間趨勢Figure 3 Spatial trend of coupling coordination degree of Urban Agglomerations TE system in2010，2013，2016and2019

4 機制檢驗

4.1 耦合協(xié)調(diào)度影響因素分析

為進一步探究城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)影響因素，本文利用地理加權回歸（GWR）模型，探析城市群經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展評價體系與城市群科技創(chuàng)新體系中各子系統(tǒng)對整體耦合協(xié)調(diào)度的影響。參考相關研究［21］同時結(jié)合我國社會具體發(fā)展情況，本文最終選取的具體指標包括：政策扶持（A1）由人均政府財政支出測度，政府干預程度對于城市群建設具有根本性指導作用；地區(qū)進步程度（A2）由地區(qū)GDP增速測度，地區(qū)GDP增速是經(jīng)濟發(fā)展的有效度量；生態(tài)承載力（A3）由地區(qū)綠化覆蓋率測度，城市群綠化率是其環(huán)境狀態(tài)變化的有力體現(xiàn)；整體就業(yè)水平（A4）由地區(qū)所有行業(yè)總的就業(yè)率測度，地區(qū)就業(yè)水平是經(jīng)濟健康發(fā)展的堅實保障；經(jīng)濟延續(xù)力（A5）由地區(qū)人均收入的對數(shù)測度，居民獲得一定收入是社會延續(xù)發(fā)展的重要推力；基礎設施建設（A6）采用人均城市道路面積測度；技術進步（A7）由地區(qū)專利授權量測度，地區(qū)專利水平是地區(qū)科技創(chuàng)新的直觀體現(xiàn)；教育水平（A8）由就業(yè)人口中受過高等教育的比例測度，高端人才比例的提高是社會進步的重要特征；政府科技投資（A9）由科技支出占政府支出的比重測度，政府對于科技創(chuàng)新的支持性支付是科技創(chuàng)新的重要基石。

本文以2019年城市群數(shù)據(jù)為例，選取各城市群耦合協(xié)調(diào)指數(shù)為被解釋變量，以9個影響因素指標為解釋變量，先進行傳統(tǒng)最小二乘檢驗，觀察是否適合進行GWR模型檢驗（表6）。由表6可知，各模型參數(shù)VIF值均小于7.5，說明不存在多重共線性。R2為0.809，說明模型擬合狀況良好。Jarque-Be檢驗結(jié)果在0.05水平下不顯著，說明回歸方程符合正態(tài)假設。由于Koenker檢驗結(jié)果在0.05水平下顯著，說明各模型回歸顯著性結(jié)果應以Robust Pro為參考值，同時表明各變量回歸結(jié)果存在空間異質(zhì)性，需要進一步進行GWR檢驗。根據(jù)Robust Pro結(jié)果可知，政策扶持、經(jīng)濟延續(xù)力、技術進步、政府科技投資和教育水平對城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平影響顯著。

表6 傳統(tǒng)最小二乘法回歸結(jié)果Table 6 Results of traditional OLS

在上述結(jié)論基礎上，本文進一步對各指標數(shù)據(jù)進行地理加權回歸分析（表7）。由表7可知，GWR回歸模型的R2為0.824，大于傳統(tǒng)最小二乘法回歸R2，同時GWR回歸模型的AICC值為-703.33，小于傳統(tǒng)最小二乘法的AICC值，說明各指標數(shù)據(jù)考慮空間異質(zhì)性后，得到了更優(yōu)的回歸結(jié)果。根據(jù)GWR模型回歸系數(shù)利用ArcGIS10.2對政策扶持、經(jīng)濟延續(xù)力、技術進步、政府科技投資和教育水平回歸系數(shù)分別進行自然斷裂點的可視化表達，以明確反映各回歸系數(shù)在地理空間上的變異特征（圖4），其中白色部分為數(shù)據(jù)剔除或非城市群區(qū)域。

表7 GWR模型回歸結(jié)果Table 7 Regression results of GWR model

圖4 城市群地理加權回歸結(jié)果空間分異Figure 4 Spatial differentiation of Geographically Weighted Regression results of Urban Agglomerations

4.2 實證結(jié)果分析

城市群政策扶持對城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型呈正面影響。從空間格局來看，呈現(xiàn)東西部城市群TE耦合協(xié)調(diào)系統(tǒng)對于政策扶持依賴度較高，中部城市群TE耦合協(xié)調(diào)系統(tǒng)對于政策扶持依賴程度較低。從發(fā)展現(xiàn)狀來看，城市群對于政策扶持的敏感程度不同，主要有以下3方面的原因：一是城市群核心城市尚未得到最優(yōu)發(fā)展，政策扶持的推動會有效提高城市群周邊城市資源以更高的效率和更好的模式流動；二是城市群核心城市發(fā)展已經(jīng)成熟，政策扶持會有效提高城市群內(nèi)核心城市資源向周邊城市擴散流動的效率；三是城市群整合內(nèi)部各城市資源的模式已較為成熟，政策扶持只會略微優(yōu)化已有資源流動的效率，難以對內(nèi)部各城市資源流動模式產(chǎn)生較大影響。

城市群經(jīng)濟延續(xù)力城市群對TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型呈負面影響。從空間格局來看，城市群經(jīng)濟延續(xù)力回歸系數(shù)空間分異特征與TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度演化特征基本一致。從發(fā)展現(xiàn)狀來看，城市群經(jīng)濟延續(xù)力對于TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度影響較為直接，主要原因有以下兩個方面：一是由于地區(qū)間發(fā)展不平衡，導致人才流動呈現(xiàn)優(yōu)勢區(qū)域整體粘滯性特征［22］，較為劣勢區(qū)域人才流動對于人均收入變動更為敏感，進而導致城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對于經(jīng)濟延續(xù)力較為敏感；二是人才流動的空間粘滯性特點導致部分城市群（如哈長城市群等）雖然處于相對劣勢區(qū)域，但是人才流動對于人均收入變動敏感度較低，進而導致城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對于經(jīng)濟延續(xù)力敏感度較低。

城市群技術進步城市群對TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型呈正面影響。從空間格局來看，整體上呈現(xiàn)出東部城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度技術進步敏感度較低，西部城市群敏感度較高。從發(fā)展狀況來看，各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對技術進步敏感程度不同的原因主要體現(xiàn)在以下3個方面：一是規(guī)模效應。東部城市群由于產(chǎn)業(yè)基礎、高校建設等方面普遍優(yōu)于西部城市群，東部城市群產(chǎn)學融合轉(zhuǎn)化能力較強，技術進步的提高帶來的直接效應較為明顯；二是專利產(chǎn)出的實際價值。由于專利商業(yè)化較難、廠家對新產(chǎn)品或商業(yè)技術保密而不申請專利等問題的存在，專利數(shù)量并不能完全真實體現(xiàn)創(chuàng)新價值，由于部分地區(qū)發(fā)展水平較高、專利申請和轉(zhuǎn)化等問題的存在，導致專利發(fā)展對于部分城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的效率調(diào)動陷入僵化；三是溢出效應。由于城市群核心城市圈及周邊城市群技術進步的溢出效應，部分城市群內(nèi)部出現(xiàn)明顯分級現(xiàn)象。

城市群政府科技投資對城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型呈正面影響。從空間格局來看，整體上呈現(xiàn)出由東部沿海城市群向西部內(nèi)陸城市群逐漸遞減的特點。從發(fā)展狀況來看，各城市群對政府科技投資敏感程度不同的原因主要體現(xiàn)在兩方面：一是城市群區(qū)位優(yōu)勢。科學研究的特性和屬性決定其完全依靠市場機制配置科研資源，難以滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需要，必須由政府給予支持［23］。沿海城市群作為我國對外開放的門戶，具有高校建設水平較高、創(chuàng)新成果交流頻繁、科技公司集聚等地緣優(yōu)勢，技術開發(fā)能力較高，投資回報較快；二是政府科技投資的溢出效應。部分城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對政府科技投資回歸系數(shù)出現(xiàn)分級現(xiàn)象，主要原因在于：政府科技投資主要集中于城市群核心城市形成“科技高地”，城市群內(nèi)部各城市由于“科技高地”的溢出效應不同，呈現(xiàn)分級現(xiàn)象。

城市群教育水平城市群對TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度模型呈正面影響。從空間格局來看，整體呈現(xiàn)出中、西南部城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對教育水平較為敏感，大多數(shù)城市群內(nèi)部出現(xiàn)較為復雜的分級現(xiàn)象。從發(fā)展狀況看，各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對教育水平敏感程度不同的原因主要在兩方面：一是我國城鎮(zhèn)化進程的不斷推進［24］。由于城鎮(zhèn)化進程的不斷推進，教育發(fā)展水平與城鎮(zhèn)化進程具有一定差距，導致人口流動加劇，教育資源進一步向城市群核心城市集聚；二是教育政策支持。新時期我國為提高教育質(zhì)量，提倡教育公平實施了一系列改革措施，其中意義重大的主要是高考試點改革和高校建設改革。通過綜合對比高考試點改革及雙一流建設高校所在區(qū)域發(fā)現(xiàn)，城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度對教育水平回歸系數(shù)與教育改革聯(lián)系較為緊密，且教育政策支持一般會導致城市群內(nèi)核心城市優(yōu)先形成“教育高地”，導致城市群內(nèi)部出現(xiàn)分級現(xiàn)象。

5 結(jié)論與政策啟示

5.1 結(jié)論

本文通過對城市群TE系統(tǒng)耦合度、耦合協(xié)調(diào)度的計算，探究并總結(jié)出了城市群TE系統(tǒng)耦合度、耦合協(xié)調(diào)度的時空分異特征，進一步通過地理加權回歸，探討了TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)影響因素及影響機制。主要結(jié)論如下：①各城市群TE系統(tǒng)耦合度差異較小，大多數(shù)城市群處于高水平耦合階段。在時序上總體呈現(xiàn)波動上升趨勢。②不同城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度差異顯著，各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度時序上發(fā)展較為平穩(wěn)，空間上的不協(xié)調(diào)表現(xiàn)為“東高西低、南高北低”，大多數(shù)城市群科技創(chuàng)新發(fā)展滯后。③影響城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)的主要因素為：政策扶持、經(jīng)濟延續(xù)力、技術進步、教育水平和政府科技投資。

5.2 政策建議

本文從城市群建設、政策推進等兩個方面為城市群優(yōu)化整體發(fā)展內(nèi)涵、加速整體發(fā)展能力提出以下政策建議。

首先，城市群建設方面，各城市群積極汲取國家級城市群建設經(jīng)驗，配合政府規(guī)劃。具體如下：①各城市群要積極吸收國家級城市群（如長江三角洲城市群等）建設經(jīng)驗，推動城市群內(nèi)部資源要素高效流動。城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度較優(yōu)的城市群均實現(xiàn)了由核心城市集聚區(qū)域內(nèi)各類資源向資源擴散到周邊城市的轉(zhuǎn)化，核心城市溢出效應明顯，其他城市群應盡快協(xié)調(diào)城市群內(nèi)部資源，借鑒國家級城市群資源流動特點，結(jié)合城市群自身區(qū)位優(yōu)勢，形成獨具特色的高效資源要素流動模式，提高核心城市溢出能力，加強城市群整體競爭力。②各城市群積極配合政策規(guī)劃，根據(jù)區(qū)位優(yōu)勢打造優(yōu)勢高地。隨著我國對發(fā)展較為薄弱、發(fā)展模式進入僵化期的城市群的政策扶持力度加大，各城市群新時期正面臨著新機遇、新挑戰(zhàn)、新要求，處于相對落后的城市群（如中原城市群、成渝城市群等）要正視城市群之間存在的客觀差距，抓住歷史發(fā)展機遇，積極配合我國新時期西部大開發(fā)戰(zhàn)略，振興老工業(yè)基地戰(zhàn)略等，通過發(fā)掘特色競爭力、弘揚區(qū)位優(yōu)勢和構(gòu)建人才培養(yǎng)一體化模式等措施提高城市群整體競爭力，打造獨具特色的優(yōu)勢高地。例如：天山北坡城市群利用地緣優(yōu)勢并結(jié)合時代發(fā)展，為自主創(chuàng)新引進引導性和公益性投資，對創(chuàng)新成果的采用提供必要的鼓勵和強制措施積極打造新能源高地，同時配合提高教育水平、布局現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)鏈體系等以新能源高地為核心競爭力，全力打造經(jīng)濟、科技、人才全方面發(fā)展的新時代天山北坡城市群。

其次，政策推進方面，相關部門積極推進國家戰(zhàn)略實施、持續(xù)推進教育改革事業(yè)。具體如下：①相關部門繼續(xù)協(xié)調(diào)推進西部大開發(fā)、振興東北老工業(yè)基地等戰(zhàn)略在新發(fā)展階段、新發(fā)展理念下的應用。西部大開發(fā)戰(zhàn)略有效促進了新時期西部城市群（如天山北坡城市群等）TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展，相關部門積極出臺《關于加強科技創(chuàng)新促進新時代西部大開發(fā)形成新格局的實施意見》等方案措施，結(jié)合西部城市群地理區(qū)位優(yōu)勢，應充分調(diào)動西部區(qū)域資源優(yōu)勢，發(fā)揮東部溢出效應，逐步將西部區(qū)域由資源優(yōu)勢為主的發(fā)展模式，轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟、科技、人才多面開花的新時代西部城市群。中部城市群（如中原城市群等）、東部城市群（如哈長城市群等）均出現(xiàn)對于正向影響城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的4大指標（政策扶持、技術進步、教育水平和政府科技投資）敏感度較低，發(fā)展模式僵化等問題。相關部門應積極推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新指導性文件落地，支持中部、東部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)改革、加強周邊強勢地區(qū)科技創(chuàng)新等合作、促進人才流動等一系列指導性意見，厚植中部、東部城市群新時期科技創(chuàng)新與經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展高效耦合協(xié)調(diào)發(fā)展新優(yōu)勢。②相關部門應繼續(xù)協(xié)調(diào)推進教育改革，讓教育改革成為推動各城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的有效助推力。教育水平作為影響城市群TE系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度系數(shù)較高的因素。從宏觀層面來看，加快協(xié)調(diào)各城市群教育改革能有效提高城市群整體競爭力，推進教育公平和教育質(zhì)量的提高。從微觀層面看，對尚未形成“教育高地”城市群如天山北坡城市群等，通過加大教育投入、提高教育水平、補齊教育短板等，對于其人才回流、加快城鎮(zhèn)化進程、促進科技創(chuàng)新產(chǎn)出等具有重要意義。對于已經(jīng)形成“教育高地”的城市群如中原城市群、長江中游城市群，通過推動教育資源共享、豐富教育內(nèi)容、活化教育人才流動等，賦能新“教育高地”培育工作，促進教育資源在城市群內(nèi)部更高效流動等。