趙文雅 唐承麗

摘要：科技創(chuàng)新是經(jīng)濟發(fā)展的動力源泉。城市群作為科技創(chuàng)新資源高度集聚的空間載體，是支撐我國經(jīng)濟發(fā)展的增長極，對城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟的協(xié)調發(fā)展進行研究可為城市群創(chuàng)新高質量發(fā)展提供參考。以長江中游城市群為研究區(qū)域，基于耦合協(xié)調度模型，分析2008—2018年長江中游城市群28個地級市科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度的時空演變規(guī)律。結果表明：（1）長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展兩系統(tǒng)發(fā)展不同步，科技創(chuàng)新滯后于經(jīng)濟發(fā)展，但科技創(chuàng)新增長勢頭強勁；（2）科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的耦合協(xié)調發(fā)展水平不斷提升，兩系統(tǒng)協(xié)同效應初顯；（3）科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度存在明顯的空間分異特征，形成以武漢、長沙、南昌為核心的“多中心”空間分布格局；（4）未來著力實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，促進科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展深度融合；進一步提升并發(fā)揮區(qū)域協(xié)同效應，推動長江中游城市群一體化高質量發(fā)展邁向新境界。

關鍵詞：科技創(chuàng)新；經(jīng)濟發(fā)展；耦合協(xié)調；長江中游城市群

中圖分類號：F124文獻標識碼： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2021.02.003

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

0引言

當前，我國正處在經(jīng)濟發(fā)展質量變革、效率變革、動力變革的關鍵時期，創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中居于核心地位?？萍紕?chuàng)新資源高度聚集的城市群正日益成為支撐我國經(jīng)濟增長的重要平臺及創(chuàng)新高質量發(fā)展的主體形態(tài)[1-2]。作為我國重點建設的國家級城市群，長江中游城市群不僅支撐著長江經(jīng)濟帶的發(fā)展，也是帶動中部地區(qū)創(chuàng)新增長的重要引擎，在我國經(jīng)濟結構轉型發(fā)展中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位[3-4]。2015年國務院批復的《長江中游城市群發(fā)展規(guī)劃》提出，要著力實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，將長江中游城市群培育成中國經(jīng)濟新增長極，但目前長江中游城市群科技成果轉化率和科技進步貢獻率還較低，科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展之間存在失衡現(xiàn)象，創(chuàng)新驅動尚未達到應有水平。因此，探究長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的耦合協(xié)調關系有利于形成以科技創(chuàng)新推動經(jīng)濟發(fā)展、以經(jīng)濟發(fā)展促進科技創(chuàng)新的良好局面，助推城市群經(jīng)濟高質量發(fā)展。

1912年，熊彼特首次將“創(chuàng)新”概念引入經(jīng)濟學，并運用技術創(chuàng)新理論來解釋資本主義社會的非均衡和經(jīng)濟周期[5]，自此以后，國內外學者對科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展開始了深入研究，主要集中在三個方面。首先，在科技創(chuàng)新對經(jīng)濟發(fā)展影響的研究方面，Perroux[6]認為創(chuàng)新是經(jīng)濟長期穩(wěn)定增長的源泉，王仁祥等[7]研究發(fā)現(xiàn)科技創(chuàng)新與金融創(chuàng)新的協(xié)調發(fā)展可以促進經(jīng)濟效率的提升，熊升銀等[8]、宋周鶯等[9]、Fagiolol等[10]則分別從技術進步、創(chuàng)新能力、金融創(chuàng)新的視角分析了兩者之間的關聯(lián)情況，進一步說明了科技創(chuàng)新對經(jīng)濟發(fā)展具有顯著的正向作用，此外尚勇敏等[11]還研究了科技創(chuàng)新推動經(jīng)濟發(fā)展模式轉型的作用機理。其次，關于經(jīng)濟發(fā)展對科技創(chuàng)新的影響，一些學者認為城市經(jīng)濟發(fā)展水平是影響科研投入、創(chuàng)新產(chǎn)出和科技創(chuàng)新能力的主要因素[12-14]，并利用空間計量模型分析了經(jīng)濟發(fā)展水平和科技創(chuàng)新能力的相關性[15-16]。第三，在科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展互動關系的研究方面，劉和東等[17]、趙傳松等[18]對中國內地30個省域科技創(chuàng)新和經(jīng)濟的耦合協(xié)調度進行了測度，李二玲等[19]分析了創(chuàng)新能力與經(jīng)濟發(fā)展水平在不同空間尺度上的耦合協(xié)調的時空演變以及差異規(guī)律，姚建建等[20]、彭迪云等[21]、蔣天穎等[22]分析了長江經(jīng)濟帶、長江三角洲科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展之間的協(xié)同關系。

分析已有研究，學者們從不同尺度和視角對科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的相互作用關系做了諸多有價值的研究。從研究方法來看，多采用計量經(jīng)濟學的方法，較少運用空間統(tǒng)計工具對兩者空間特征及區(qū)域差異進行研究；從研究尺度來看，大多以全國、流域、省域和東部發(fā)達地區(qū)為主，而對于城市群地區(qū)和中部地區(qū)的研究相對較少。鑒于此，本文運用耦合協(xié)調度模型、空間自相關分析和核密度估計方法，分析長江中游城市群28個地級市科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的耦合演變特征，為城市群協(xié)調發(fā)展、高質量發(fā)展提供依據(jù)。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1研究區(qū)域

長江中游城市群是由武漢城市圈、環(huán)長株潭城市群、環(huán)鄱陽湖城市群組成的超大型城市群。2018年長江中游城市群的地區(qū)生產(chǎn)總值達到8.32萬億元，比2017年增長7.42%，專利申請量達到23萬件，占全國的14.94%，高等院校數(shù)量占全國的11.30%。本文以《長江中游城市群發(fā)展規(guī)劃》確定的范圍為基礎，基于數(shù)據(jù)可得性和完整性，剔除仙桃、天門、潛江，同時將江西省撫州市和吉安市整體納入研究范圍，最終確定28個地級市作為研究對象（圖1）。

1.2數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)主要來源于2009—2019年《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》《中國城市統(tǒng)計年鑒》《湖北統(tǒng)計年鑒》《湖南統(tǒng)計年鑒》《江西統(tǒng)計年鑒》、各地市的統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計公報。其中，個別年份專利申請量、發(fā)明專利授權量通過Soo PAT專利檢索網(wǎng)站查詢獲得[19]，SCI收錄論文數(shù)通過Web of Science數(shù)據(jù)庫提供的高級檢索方式獲得[23]。個別缺失數(shù)據(jù)采用線性擬合法補齊。

1.3指標體系構建及權重確定

在劉和東等[17]、蔡冰冰等[24]學者研究的基礎上，遵循科學性和代表性原則選取相應的指標。具體如下，科技創(chuàng)新主要從三個方面來衡量：創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出和創(chuàng)新環(huán)境。科技創(chuàng)新投入主要體現(xiàn)在人員投入和資金投入上；科技創(chuàng)新產(chǎn)出主要表現(xiàn)為科研成果產(chǎn)出、專利產(chǎn)出和技術創(chuàng)新產(chǎn)出；科技創(chuàng)新環(huán)境主要由文化環(huán)境、信息流通環(huán)境、技術創(chuàng)新環(huán)境、通信環(huán)境、交通環(huán)境等要素表征。經(jīng)濟發(fā)展主要從三個方面來衡量：經(jīng)濟規(guī)模、經(jīng)濟結構和經(jīng)濟效益。經(jīng)濟規(guī)模主要由生產(chǎn)規(guī)模、投資規(guī)模和進出口貿(mào)易規(guī)模等要素表征；經(jīng)濟結構主要表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)結構和就業(yè)結構；經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在居民生活水平、金融活躍程度等要素上。為了使指標之間具有可比性，采用極差法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理，并使用熵值法確定各指標權重（表1）。

1.4研究方法

1.4.1綜合指標評價法

2結果分析

2.1科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展綜合評價

采用綜合指標評價方法，計算了2008—2018年長江中游城市群28個城市科技創(chuàng)新指數(shù)和經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)。選取2008年、2013年、2018年3個時間節(jié)點來評價長江中游城市群科技創(chuàng)新、經(jīng)濟發(fā)展的綜合水平。

2008—2018年長江中游城市群的科技創(chuàng)新水平穩(wěn)步提升，科技創(chuàng)新平均指數(shù)從0.049提高到0.123，年均增長9.64%（表3）。子城市群視角下，武漢城市圈的科技創(chuàng)新指數(shù)高于環(huán)長株潭城市群和環(huán)鄱陽湖城市群，且武漢城市圈科技創(chuàng)新指數(shù)的增長幅度最大，由0.060增長至0.147，其次是環(huán)長株潭城市群，環(huán)鄱陽湖城市群的增長幅度最小，由0.032增長至0.086。城市視角下，一方面，各城市科技創(chuàng)新指數(shù)呈現(xiàn)增長趨勢，發(fā)展態(tài)勢良好。其中，武漢、長沙、南昌、九江、宜春、宜昌、株洲和衡陽8個城市科技創(chuàng)新上升態(tài)勢明顯，增長幅度均超過0.050，而景德鎮(zhèn)、鷹潭、新余、鄂州、咸寧和婁底的科技創(chuàng)新指數(shù)上升緩慢，增長幅度均低于0.030；另一方面，科技創(chuàng)新水平呈現(xiàn)明顯的省會城市集聚效應。2008—2018年科技創(chuàng)新指數(shù)最高的前三位一直是武漢、長沙、南昌，分別為湖北、湖南、江西的省會城市。究其原因，是省會城市擁有豐富的人才、知識、資本等創(chuàng)新資源，眾多的科研機構和高等院校，良好的創(chuàng)新環(huán)境和雄厚的高新技術產(chǎn)業(yè)基礎。由于科技資源相對匱乏，高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展滯后，鷹潭、鄂州、萍鄉(xiāng)、新余、景德鎮(zhèn)等城市科技創(chuàng)新活躍程度相對低迷，成為長江中游城市群科技創(chuàng)新水平較低的地區(qū)。

2008—2018年長江中游城市群的經(jīng)濟發(fā)展水平逐年提高，經(jīng)濟發(fā)展平均指數(shù)從0.117增長到0.208，年均增長5.92%（表4）。子城市群視角下經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)上升幅度依次是：環(huán)長株潭城市群、武漢城市圈、環(huán)鄱陽湖城市群。隨著環(huán)長株潭城市群經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提高，其經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)在2018年超過武漢城市圈居長江中游城市群第一位。城市視角下，各城市之間經(jīng)濟發(fā)展水平相差懸殊，且差距呈擴大趨勢。2008年經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)最高的武漢與最低的咸寧之間的差距為0.571，2018年經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)最高的武漢與最低的咸寧之間的差距為0.727。

2.2耦合協(xié)調度的時間維度變化特征

計算2008—2018年長江中游城市群的耦合協(xié)調度，并繪制成曲線（圖2）。在研究期間，長江中游城市群耦合協(xié)調發(fā)展狀況得到較大改善，但區(qū)域差異顯著。長江中游城市群整體的耦合協(xié)調平均值由2008年的0.246增長為2018年的0.364。子城市群視角下，一方面，環(huán)長株潭城市群的耦合協(xié)調度一直居長江中游城市群首位，武漢城市圈居第二位，末位為環(huán)鄱陽湖城市群。另一方面，三大子城市群耦合協(xié)調度均有不同程度的提高。2008—2018年，環(huán)長株潭城市群的耦合協(xié)調度增長幅度最為顯著，從0.273增長到0.395，環(huán)鄱陽湖城市群、武漢城市圈提升相對緩慢。城市視角下，各城市耦合協(xié)調度均有明顯提高，雖然研究期間各城市略有波動，但總體上實現(xiàn)了向更高耦合協(xié)調的良性轉變。2008年協(xié)調類型以嚴重失調和瀕臨失調為主，多數(shù)城市科技創(chuàng)新能力薄弱，嚴重滯后于經(jīng)濟的發(fā)展。到2018年，雖仍有近90%的城市處于瀕臨失調和勉強協(xié)調狀態(tài)，但已無嚴重失調的城市，協(xié)調總體情況趨向良好。其中，武漢、長沙、南昌的耦合協(xié)調水平相對較高，其他城市耦合協(xié)調水平遠落后于這三個省會城市。由此可見，研究期間，長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展相互促進并不斷協(xié)調發(fā)展，已得到了一定程度的優(yōu)化，但區(qū)域一體化以及協(xié)同發(fā)展仍任重道遠。

2.3耦合協(xié)調度的空間維度變化特征

本文選取2008年、2013年和2018年，在GeoDa平臺中計算出科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度的Morans I值，如表5所示，Morans I<0，說明耦合協(xié)調度的分布存在空間差異性，Morans I未通過5%的顯著性檢驗，表明空間差異性不顯著，但研究期間城市群整體呈“多中心”的空間分布格局。且Morans I值沒有顯示出明顯的下降趨勢，這表明隨著時間的推移，城市群的空間差異性并未減小。

為進一步分析長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度的空間差異特征，對2008、2013和2018年的耦合協(xié)調度進行空間可視化表達（圖3）。整體上，耦合協(xié)調度趨勢向好，呈現(xiàn)以武漢、長沙、南昌為核心的“多中心”空間分布格局。子城市群視角下，武漢、宜昌、襄陽、荊州等城市在武漢城市圈內耦合協(xié)調等級較高，與湖北省“一主（武漢）兩副（宜昌、襄陽）”的區(qū)域發(fā)展格局基本一致；長沙、株洲、湘潭、岳陽、衡陽等城市在環(huán)長株潭城市群內耦合協(xié)調等級較高，與湖南省“一核（長株潭核心區(qū)）兩副（岳陽、衡陽）”的區(qū)域發(fā)展格局基本一致；南昌、九江、上饒、宜春等城市在環(huán)鄱陽湖城市群內耦合協(xié)調等級較高，與江西省的“昌九走廊”的區(qū)域發(fā)展格局基本一致。城市視角下，2008年城市群的科技創(chuàng)新與經(jīng)濟耦合協(xié)調發(fā)展以武漢、長沙、南昌為核心，嚴重失調和瀕臨失調的城市塊狀分布在城市群邊緣。2013年仍然以武漢、長沙、南昌為核心，但省會城市周邊嚴重失調的城市大部分升級為瀕臨失調，瀕臨失調的城市個數(shù)增加并趨于連續(xù)分布。2018年瀕臨失調的城市大部分躍升為勉強協(xié)調，瀕臨失調城市點狀零星分布。

2.4耦合協(xié)調度的動態(tài)演化分析

為了更直觀的看清長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度的空間分布，分析2008年、2013年和2018年耦合協(xié)調度的動態(tài)演化特征，具體見圖4。

（1）從形狀上來看，研究期間核密度曲線呈非嚴格的單峰形狀，高值區(qū)域出現(xiàn)微小的“凸起”，表明長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度出現(xiàn)微弱的多級分化。2008—2018年波峰變化平緩并不斷向右移，出現(xiàn)耦合協(xié)調狀態(tài)由低級向中級再向高級演變的趨勢，中高值聚集地區(qū)逐漸增多，但區(qū)域間差距仍然存在。

（2）從位置上看，研究期間核密度曲線呈整體向右移的趨勢，說明長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展耦合協(xié)調度在不斷提高。其中，2008—2013年右移幅度小于2013—2018年，說明長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的耦合協(xié)調度先穩(wěn)定發(fā)展后快速增長。

（3）從峰度上看，研究期間核密度曲線逐漸向寬峰形發(fā)展，波峰垂直高度下降，水平寬度增加，說明協(xié)調指數(shù)不斷上升，區(qū)域差異變大。微小的“凸起”一直存在，說明區(qū)域間耦合協(xié)調度的“多中心”現(xiàn)象一直存在。右拖尾明顯變長，相比較左鋒尾部，2008—2018年右峰尾部向右移動幅度更大，說明高耦合協(xié)調水平的城市耦合協(xié)調度的進步速度要快于中低水平城市。

3結論與討論

基于2008—2018年長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展面板數(shù)據(jù)，借助耦合協(xié)調度模型，從“城市群-子城市群-城市”多重視角對耦合協(xié)調發(fā)展水平進行分析，主要結論包括：

（1）長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展兩系統(tǒng)發(fā)展不同步，科技創(chuàng)新滯后于經(jīng)濟發(fā)展，但科技創(chuàng)新在促進經(jīng)濟發(fā)展中的作用逐漸增強。在今后的發(fā)展中，仍需堅持創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，以產(chǎn)業(yè)為載體，促進科技創(chuàng)新能力與經(jīng)濟效益雙提升。子城市群視角下，武漢城市圈的科技創(chuàng)新水平最高，且增長速度較快，未來應堅持把更多創(chuàng)新成果應用于促進經(jīng)濟發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)基礎高級化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平；環(huán)長株潭城市群的經(jīng)濟發(fā)展水平最高，但科技創(chuàng)新水平落后于武漢城市圈，亟須優(yōu)化科技創(chuàng)新資源配置，提升科技創(chuàng)新能力；環(huán)鄱陽湖城市群的科技創(chuàng)新水平和經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后，應強化南昌創(chuàng)新“頭雁”地位，同時注重提高科技創(chuàng)新在經(jīng)濟發(fā)展中的支撐作用。城市視角下，28個城市之間的科技創(chuàng)新水平和經(jīng)濟發(fā)展水平相差懸殊，呈明顯的省會城市集聚效應，且空間差異呈逐漸擴大趨勢。因此，長江中游城市群一體化發(fā)展需要最大限度地提升并發(fā)揮區(qū)域協(xié)同效應，以子城市群為主體，對內提高中心城市的輻射帶動作用，對外促進子城市群間的協(xié)調與合作，推動城市群整體科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展質量的提升，從而形成良好的協(xié)同發(fā)展態(tài)勢。

（2）長江中游城市群科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的耦合協(xié)調度呈上升趨勢，協(xié)調等級從瀕臨失調（0.231）提升為勉強協(xié)調（0.369），但其協(xié)調發(fā)展還有很大的提升空間。城市群要保持穩(wěn)定的科技創(chuàng)新投入，優(yōu)化科技創(chuàng)新環(huán)境，培育高新技術企業(yè)，實現(xiàn)科技經(jīng)濟“雙輪驅動”。子城市群視角下，環(huán)長株潭城市群耦合協(xié)調度高于武漢城市圈和環(huán)鄱陽湖城市群。三大子城市群應加強跨區(qū)域合作，充分發(fā)揮武漢東湖、長株潭和鄱陽湖三大國家自主創(chuàng)新示范區(qū)的示范作用，以區(qū)域內國家創(chuàng)新型城市和國家級、省級高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)為重點，加強創(chuàng)新驅動，實施產(chǎn)業(yè)轉型升級，打造區(qū)域科技創(chuàng)新高地和產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。城市視角下，各城市的耦合協(xié)調度由嚴重失調和瀕臨失調轉換為瀕臨失調和勉強協(xié)調，其中，武漢、長沙、南昌在城市群中耦合協(xié)調度較高，處于核心地位，其他城市則處于邊緣地位。未來應著力提升武漢、長沙、南昌作為長江中游城市群中心城市的輻射帶動作用，培育城市群副中心城市，構建多點式網(wǎng)絡狀發(fā)展形式，以散發(fā)式為主促進周邊城市發(fā)展，進而帶動長江中游城市群的一體化發(fā)展。

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Coupling Coordination Degree Analysis Between Scientific and Technological Innovation and Economic Development of the Middle Reaches Yangtze River Urban Agglomeration

ZHAO Wenya，TANG Chengli（College of Resources and Environmental Sciences， Hunan Normal University， Changsha 410081，China）

Abstract： Scientific and technological innovation is the source of power for economic development.Urban agglomeration， as the spatial carrier of highly concentrated scientific and technological innovation resources， is the growth pole supporting Chinas economic development. Research on the coordinated development of scientific and technological innovation and economy in urban agglomeration can provide reference for the innovative and high-quality development of urban agglomeration.Based on the model of coupling coordination degree， the temporal and spatial evolution law of coupling coordination degree of scientific and technological innovation and economicdevelopment of 28 prefecture-level cities in the middle reaches of the Yangtze River from 2008 to 2018 was analyzed. The results show that： （1） The development of scien？ tific and technological innovation and economic development in the urban agglomeration in the middle reaches of the Yang？ tze River is not synchronized， scientific and technological innovation lags behind economic development， but the growth momentum of scientific and technological innovation is strong； （2） The level of coupling and coordinated development of sci？ entific and technological innovation and economic development has been continuously raised， The synergy effect of the two systems is beginning to appear； （3） The degree of coupling and coordination between scientific and technological innovation and economic development has obvious spatial differentiation characteristics， forming a "multi-center" spatial distribution pattern with Wuhan， Changsha， and Nanchang as the core； （4） Focusing on implementing the innovation-driven develop？ ment strategy in the future and promote the deep integration of scientific and technological innovation and economic devel？ opment； further enhance and give play to the regional synergy， and promote the integrated high-quality development of the middle reaches of the Yangtze River to a new level.

Keywords： scientific and technological innovation；economic development；coupling and coordination；urban agglomeration in the middle reaches of the Yangtze River