吳 攀， 楊木壯， 趙冠偉

(廣州大學(xué) 地理科學(xué)與遙感學(xué)院， 廣州 510006)

十九大提出要堅(jiān)持實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力。國(guó)家“十二五”規(guī)劃中，明確指出要深入實(shí)施科教興國(guó)戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，加快建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家。隨著全球化發(fā)展的不斷深入，知識(shí)經(jīng)濟(jì)方興未艾，依賴資源稟賦、增加投入產(chǎn)出已不再是區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最佳路徑。在這樣的時(shí)代背景下，區(qū)域創(chuàng)新已成為很多國(guó)家和地區(qū)推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提升綜合競(jìng)爭(zhēng)力的驅(qū)動(dòng)力，構(gòu)建合適的區(qū)域創(chuàng)新體系已成為地區(qū)發(fā)展必不可少的發(fā)展戰(zhàn)略[1]。區(qū)域創(chuàng)新能力是反映地區(qū)區(qū)域綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)志，也是地區(qū)在經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)中獲勝的決定性因素。

關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新能力的研究，學(xué)術(shù)界主要集中在區(qū)域創(chuàng)新能力的評(píng)估[2-3]、區(qū)域創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力分析[4-5]、區(qū)域創(chuàng)新能力差異研究[6-7]、區(qū)域創(chuàng)新空間結(jié)構(gòu)的研究等方面。其中，隨著探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)方法、空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法、知識(shí)溢出效應(yīng)的引入，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出空間分布狀況、空間結(jié)構(gòu)的研究越來(lái)越多。Moreno等[8]運(yùn)用探索性空間數(shù)據(jù)分析方法對(duì)歐洲17個(gè)國(guó)家的138個(gè)地區(qū)創(chuàng)新活動(dòng)的空間分布進(jìn)行分析，認(rèn)為地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出不僅受到內(nèi)部研發(fā)支出的影響，還受到鄰近空間的創(chuàng)新溢出效應(yīng)的影響，空間上具有相關(guān)性。蔣天穎[9]運(yùn)用總體差異測(cè)度指數(shù)、空間統(tǒng)計(jì)方法分析浙江省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間分異特征，發(fā)現(xiàn)浙江省縣域區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出空間上具有集聚性。王悅[10]等以專利為指標(biāo)，通過(guò)空間關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)分析方法，將中國(guó)分為“四個(gè)板塊”,發(fā)現(xiàn)中國(guó)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出具有空間集聚性，空間格局具有非均衡性和空間異質(zhì)性特征。張戰(zhàn)仁[11]在空間計(jì)量模型中引入市場(chǎng)潛能指標(biāo)，針對(duì)中國(guó)發(fā)展的創(chuàng)新轉(zhuǎn)型，分析區(qū)域創(chuàng)新的區(qū)域關(guān)聯(lián)及知識(shí)溢出，發(fā)現(xiàn)知識(shí)溢出效應(yīng)具有隨地區(qū)間隔距離增大而減小的特點(diǎn)。

從目前的研究來(lái)看，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出評(píng)價(jià)及空間分布差異的研究主要集中在國(guó)家、省域等較大尺度創(chuàng)新產(chǎn)出的區(qū)域差異與空間集聚演化趨勢(shì)。然而，基于市域等較小尺度研究區(qū)域，運(yùn)用核密度估計(jì)等多種空間統(tǒng)計(jì)方法分析省域區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的空間特征的研究還較為鮮見(jiàn)。廣東省是中國(guó)改革開(kāi)放的前沿陣地，經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式由原來(lái)的粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，以創(chuàng)新為主體的知識(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，是研究區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出時(shí)空分布規(guī)律的典型區(qū)域之一。本文在前人的研究成果之上，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法、探索性空間數(shù)據(jù)分析法等，對(duì)2007-2018年廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的時(shí)間和空間上的變化特征進(jìn)行分析，試圖揭示廣東省近年來(lái)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的變化情況。

1 研究方法及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)

為了反映各區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的年際變化情況，本文使用標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)反映歷年廣東省各區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出值的離散分異程度，標(biāo)準(zhǔn)差越大，表明區(qū)域之間絕對(duì)差異越大；采用變異系數(shù)反映區(qū)域之間的相對(duì)差異。其公式如下：

標(biāo)準(zhǔn)差：

(1)

變異系數(shù)：

(2)

1.2 核密度估計(jì)法

核密度估計(jì)法是一種用于估計(jì)概率密度函數(shù)的非參數(shù)方法，其函數(shù)形式多樣，能較好的解釋變量與被解釋變量的分布形式，能夠在廣泛的基礎(chǔ)上得到更具普遍性的結(jié)論。在ArcGis中，核密度估計(jì)法被應(yīng)用于空間熱點(diǎn)分析與探測(cè)研究，通過(guò)輸入要素?cái)?shù)據(jù)集計(jì)算整個(gè)區(qū)域的數(shù)據(jù)聚集情況，再運(yùn)用空間平滑技術(shù)，對(duì)點(diǎn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行空間平滑處理，使樣本點(diǎn)周?chē)a(chǎn)生光滑表面，以此來(lái)估計(jì)樣本點(diǎn)周?chē)拿芏萚12]。其函數(shù)表達(dá)式如下：

(3)

1.3 全局空間自相關(guān)分析

運(yùn)用ArcGis的空間自相關(guān)工具，對(duì)廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，檢驗(yàn)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出在地域上是否存在集聚或分散。全局Moran’s I指數(shù)被用來(lái)反映區(qū)域某屬性值的空間自相關(guān)情況，常被用作全局空間自相關(guān)量測(cè)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

(4)

1.4 冷熱點(diǎn)分析

全局自相關(guān)只能反映整體上空間的集聚離散狀態(tài)，為了檢驗(yàn)局部區(qū)域是否存在自相關(guān)的現(xiàn)象，這里引入冷熱點(diǎn)分析，用以探索局部空間聚類分布特征，即計(jì)算每一個(gè)要素的Getis-Orid Gi，其計(jì)算公式如下：

(5)

其中，xj為各區(qū)域樣本的值；Wij為空間權(quán)重矩陣；n為研究區(qū)域個(gè)數(shù)。

1.5 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來(lái)源

關(guān)于區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的指標(biāo)的選取，學(xué)術(shù)界有著不同的聲音。反映創(chuàng)新產(chǎn)出的指標(biāo)有很多，例如，新產(chǎn)品產(chǎn)值、專利授權(quán)數(shù)、技術(shù)市場(chǎng)成交額等，例如，李琳等[13]選擇新產(chǎn)品產(chǎn)值作為指標(biāo)，運(yùn)用計(jì)量分析方法，分析了軟件產(chǎn)業(yè)集群創(chuàng)新中的地理鄰近效應(yīng)；曹勇等[14]選擇新產(chǎn)品產(chǎn)值、專利授權(quán)數(shù)指標(biāo)來(lái)反映城市創(chuàng)新的能力；張建偉等[1]以專利授權(quán)數(shù)表征創(chuàng)新產(chǎn)出，運(yùn)用對(duì)研究區(qū)進(jìn)行空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)分析。廣東省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展地區(qū)之間有較大差異，技術(shù)市場(chǎng)開(kāi)放程度不盡相同，選用專利授權(quán)數(shù)來(lái)度量區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出具有較強(qiáng)的合理性和科學(xué)性。因此，本文所用數(shù)據(jù)來(lái)源于廣東省知識(shí)產(chǎn)權(quán)局所發(fā)布的專利授權(quán)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果分析

2.1 區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出年際變化分析

由圖1可知，2007-2018年間，標(biāo)準(zhǔn)差值呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì)，從2007年的4042到2018年的19 867，表明廣東省區(qū)域之間的創(chuàng)新產(chǎn)出大小存在較大差距，絕對(duì)差異大，且呈現(xiàn)逐漸擴(kuò)大的趨勢(shì)。變異系數(shù)呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，2007-2009年變異系數(shù)表現(xiàn)為上升趨勢(shì)，表明區(qū)域之間的相對(duì)差距逐漸拉大，2010-2018年變異系數(shù)總體呈現(xiàn)出下降的趨勢(shì)，表明區(qū)域之間的相對(duì)差距有所減小，相對(duì)落后地區(qū)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出穩(wěn)步增長(zhǎng)。長(zhǎng)期的發(fā)展中，珠三角地區(qū)作為廣東省發(fā)展的增長(zhǎng)極，一直處于快速增長(zhǎng)，且與其他地區(qū)的差距逐漸拉大，區(qū)域間創(chuàng)新產(chǎn)出的絕對(duì)差距變大；在珠三角地區(qū)的帶動(dòng)作用下，廣東省除珠三角地區(qū)的區(qū)域也呈現(xiàn)出快速發(fā)展趨勢(shì)，區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出總體水平上升，地區(qū)之間的相對(duì)差異有所縮小。

圖1 廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)差與變異系數(shù)變化

2.2 區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出核密度估計(jì)

運(yùn)用ArcGis的核密度分析工具，對(duì)廣東省的區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出水平進(jìn)行分析，結(jié)果如圖2。

圖2 廣東省各地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出核密度分布

由圖2可知，2007-2018年間，廣東省的區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出格局發(fā)生明顯變化，總體上呈現(xiàn)出向環(huán)珠江口集聚的趨勢(shì)。2007年，從圖中可以看到，區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出水平整體不高，核密度分布狀況不平衡，中值及以上的地區(qū)主要分布在環(huán)珠江沿岸城市，其中，深圳處于高值分布區(qū)，佛山、廣州、東莞分布在較高值區(qū)，中山市分布在中值區(qū)，其余地級(jí)市都處于低值區(qū)，這一時(shí)期，深圳表現(xiàn)出了較高的創(chuàng)新產(chǎn)出水平。2012年，核密度環(huán)珠江口集聚現(xiàn)象初具雛形，地區(qū)發(fā)展水平高低不一，高值區(qū)以及較高值區(qū)集中分布在深圳、廣州、東莞地區(qū)，且深圳仍處于領(lǐng)先位置；此外，汕頭、珠海、江門(mén)等城市上升為較低值區(qū)，創(chuàng)新產(chǎn)出水平有一定提升，但仍處于較低水平。2018年，核密度集聚現(xiàn)象更為突出，主要集中于深圳、廣州、東莞，處于高值區(qū)，佛山、中山處于中值區(qū)，環(huán)珠三角地區(qū)整體水平仍遠(yuǎn)超其他地區(qū)，地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出水平發(fā)展不平衡。

2.3 全局空間自相關(guān)分析

為進(jìn)一步探究廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出的空間集聚演變情況，通過(guò)全局空間自相關(guān)對(duì)2007-2018年各地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出的全局Moran’s I指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表1、圖3。

表1 2007-2018年廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出全局空間自相關(guān)情況

圖3 2007-2018年廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出Moran’s I值變化趨勢(shì)

整體上，2007-2018年間，區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出的Moran’s I值均大于0，顯著性檢驗(yàn)指標(biāo)Z均小于0.5%，表明廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出在空間上具有集聚特征，存在空間正相關(guān)關(guān)系。研究期內(nèi)，Moran’s I值整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但內(nèi)部存在差異性。2007-2010年間，Moran’s I值均小于0.3，大于0，上升平緩，相較于整個(gè)時(shí)間段的Moran’s I值低，表明這一時(shí)間段區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出在空間上具有集聚分布特征，但集聚態(tài)勢(shì)趨于緩慢。研究期間，2008-2009年，2011-2012年兩個(gè)時(shí)間段，Moran’s I值下降，分別從0.288降至0.284，0.369降至0.335，表明此時(shí)創(chuàng)新產(chǎn)出空間集聚出現(xiàn)短暫的減弱。2013-2018年，Moran’s I值呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)，且Moran’s I值最高達(dá)到0.462，表明廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出在空間上的集聚已經(jīng)到了很高的程度。

2.4 區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出冷熱點(diǎn)分析

全局自相關(guān)顯示廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出呈現(xiàn)出集聚特征，為進(jìn)一步探索廣東省各市創(chuàng)新產(chǎn)出的空間格局，了解各地區(qū)的集聚分布情況，通過(guò)ArcGIS的熱點(diǎn)分析，繪制出廣東省各市創(chuàng)新產(chǎn)出的空間冷熱點(diǎn)分布圖。

由圖4可知，2007年-2018年廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出呈現(xiàn)出高度集中的趨勢(shì)，集聚現(xiàn)象圍繞在環(huán)珠三角地區(qū)，主要包括廣州市、深圳市、東莞市、中山市，除此之外的地區(qū)集聚現(xiàn)象呈現(xiàn)出不顯著性。2007年，熱點(diǎn)區(qū)域包括3個(gè)地區(qū)，主要是廣州市、東莞市、中山市、珠海市，次熱點(diǎn)區(qū)域?yàn)樯钲谑?，次次熱點(diǎn)區(qū)域是惠州市，其他地區(qū)都呈現(xiàn)出不顯著性。表明這一時(shí)期，廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出空間存在明顯的集聚特征。從2011年與2018年廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出空間冷熱點(diǎn)圖可以看出，創(chuàng)新產(chǎn)出的集聚情況更加顯著，原熱點(diǎn)區(qū)域保持不變，深圳從次熱點(diǎn)區(qū)域上升為熱點(diǎn)區(qū)域，惠州從次次熱點(diǎn)區(qū)域上升為次熱點(diǎn)區(qū)域，這表明環(huán)三角城市在長(zhǎng)期的發(fā)展中，依靠長(zhǎng)期的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，創(chuàng)造了有利的創(chuàng)新條件，創(chuàng)新產(chǎn)出水平高，城市之間的創(chuàng)新強(qiáng)度是空間相關(guān)的，出現(xiàn)創(chuàng)新集聚發(fā)展的現(xiàn)象。

圖4 廣東省各地區(qū)區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出空間冷熱點(diǎn)分布

3 結(jié)論

1)從廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出的年際變化來(lái)看，2007-2018年，廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出總體水平提高，但區(qū)域之間存在較大差異。2007年，廣東省整體的創(chuàng)新產(chǎn)出水平不高，產(chǎn)出高值區(qū)集中在深圳、廣州、佛山、東莞幾座城市，其他地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出都處于較低水平；研究期間，廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出水平不斷提高，區(qū)域之間的絕對(duì)差異逐漸變大，在2018年標(biāo)準(zhǔn)差值達(dá)到了19 867，創(chuàng)新產(chǎn)出的高值區(qū)集中在深圳、廣州、佛山、東莞、中山地區(qū)，與粵北、粵西、粵東地區(qū)形成高低分布，絕對(duì)差異大；2007-2018年，除珠三角城市外，廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出的地區(qū)相對(duì)差異總體呈現(xiàn)縮小的趨勢(shì)，整體創(chuàng)新產(chǎn)出水平提高。

2)在空間密度的分布上，廣東省區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出分異增強(qiáng)，存在明顯的極化現(xiàn)象。2007年、2012年、2018年的三年核密度變化趨勢(shì)來(lái)看，廣東省各地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出差異不斷增大，空間分布不平衡，呈現(xiàn)出創(chuàng)新產(chǎn)出低值區(qū)包圍高值區(qū)的趨勢(shì)，創(chuàng)新產(chǎn)出高值區(qū)出現(xiàn)集聚發(fā)展，極化現(xiàn)象不斷增強(qiáng)。

3)2007-2018年廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出在空間上呈現(xiàn)出集聚分布態(tài)勢(shì)，主要表現(xiàn)為高值的集聚現(xiàn)象，在空間上呈現(xiàn)出珠三角地區(qū)的高值集聚，粵西、粵北、粵東地區(qū)的低值分散。研究期間，珠三角地區(qū)集聚態(tài)勢(shì)明顯，高值集聚程度加劇，熱點(diǎn)區(qū)域始終保持不變，而粵西、粵北、粵東地區(qū)表現(xiàn)為低值區(qū)的分散，集聚現(xiàn)象不顯著。

4)2007-2018年廣東省創(chuàng)新產(chǎn)出整體表現(xiàn)出低值區(qū)的分散，高值區(qū)的集聚，低值區(qū)包圍高值區(qū)的分布趨勢(shì)。廣東省的地區(qū)創(chuàng)新產(chǎn)出存在兩極分化現(xiàn)象，創(chuàng)新活動(dòng)頻繁、創(chuàng)新產(chǎn)出值較高的地區(qū)主要包括深圳、廣州、東莞、佛山、中山，與此相對(duì)的創(chuàng)新產(chǎn)出值較低的地區(qū)主要包括陽(yáng)江、清遠(yuǎn)、河源、云浮、汕尾等相對(duì)偏遠(yuǎn)的地區(qū)。這種空間分布態(tài)勢(shì)是由多種因素形成的，其中包含空間區(qū)位的影響、政策制度的支持、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的奠基以及發(fā)達(dá)地區(qū)的帶動(dòng)作用。