劉 帥，李 琪，徐曉瑜，喬志林

(西安交通大學(xué) 經(jīng)濟與金融學(xué)院，陜西 西安 710061)

0 引言

技術(shù)創(chuàng)新是區(qū)域綜合競爭力的根本，而創(chuàng)新要素集聚是決定技術(shù)創(chuàng)新績效的關(guān)鍵因素[1-3]。因此，創(chuàng)新要素成為區(qū)域發(fā)展首要爭奪的資源。一方面，創(chuàng)新要素集聚是區(qū)域技術(shù)進步的重要前提[4-5]；另一方面，創(chuàng)新要素集聚有利于優(yōu)化我國創(chuàng)新資源配置，提高區(qū)域創(chuàng)新效率，緩解我國創(chuàng)新要素短缺問題[6-7]。許多學(xué)者從空間視角出發(fā)對創(chuàng)新要素集聚能力進行了研究[8-9]。周銳波等[10]指出，區(qū)域一體化發(fā)展促使創(chuàng)新要素在更大范圍內(nèi)流動，區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力空間分布和動態(tài)變遷呈現(xiàn)出新特征[10]。本文重點探討我國省際創(chuàng)新要素集聚能力的時空格局和動態(tài)演化，為我國創(chuàng)新要素的有效集聚與合理流動提供借鑒。

創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距和動態(tài)變遷問題始終是研究熱點[11-13]，對其進行分析有利于實現(xiàn)我國區(qū)域創(chuàng)新能力在集聚中趨向平衡[14]。首先，現(xiàn)有關(guān)于創(chuàng)新要素集聚能力的研究無法解釋區(qū)域差距來源問題。在創(chuàng)新要素稀缺和市場作用力的引導(dǎo)下，非均衡空間分布成為創(chuàng)新要素集聚的必然結(jié)果[15]，進而造成創(chuàng)新能力區(qū)域差距[16-17]。創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距測度指標主要包括兩類：一類指標不能測度創(chuàng)新要素的空間溢出，如區(qū)域基尼系數(shù)；另一類指標雖然在一定程度上可以測度創(chuàng)新要素空間溢出，如Ellison-Glaeser地理集中度指數(shù)[18]，但只能從整體上反映創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域差距，無法體現(xiàn)區(qū)域分布差距來源。因此，在現(xiàn)有測度指標的基礎(chǔ)上，需要引入有效方法和指標探討創(chuàng)新要素集聚能力的時空格局；其次，為平衡創(chuàng)新空間集聚與區(qū)域均衡發(fā)展的關(guān)系，需要動態(tài)分析不同區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力的變遷過程。但現(xiàn)有研究主要從靜態(tài)視角研究創(chuàng)新要素集聚能力的空間格局或溢出效應(yīng)[19-20]，忽略了其動態(tài)特征，無法揭示創(chuàng)新要素集聚能力在時空滯后作用下的動態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律。創(chuàng)新要素集聚與區(qū)域經(jīng)濟增長是一種動態(tài)循環(huán)累積關(guān)系[21]。而且，隨著中國區(qū)域經(jīng)濟一體化的迅速發(fā)展，創(chuàng)新要素流動范圍更廣，促使不同區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力發(fā)生變遷。因此，探討不同區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力的動態(tài)變遷規(guī)律有利于識別區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展內(nèi)在機制，為中國區(qū)域創(chuàng)新由集聚走向平衡提供借鑒。

此外，許多學(xué)者從要素視角分析創(chuàng)新要素集聚的經(jīng)濟效應(yīng)，但從主體視角對要素集聚能力的研究較少。創(chuàng)新要素集聚主要由不同類型創(chuàng)新主體組成，如企業(yè)、高校和科研機構(gòu)等[22-23]?，F(xiàn)有研究主要針對某一類型創(chuàng)新要素集聚進行經(jīng)濟效應(yīng)分析[13,24]，如金融集聚可以有效加速區(qū)域內(nèi)資本流動，優(yōu)化其它創(chuàng)新要素資源配置[25]，人力資本集聚可以有效促進知識溢出，激發(fā)技術(shù)創(chuàng)新和提高生產(chǎn)力[26-27]。很少有學(xué)者從創(chuàng)新主體視角，尤其是創(chuàng)新多主體視角進行創(chuàng)新要素集聚研究。創(chuàng)新主體主導(dǎo)創(chuàng)新引發(fā)、集聚與擴散等活動[8]，直接決定創(chuàng)新要素資源配置效率[28]?；谥黧w視角進行創(chuàng)新要素集聚能力分析可以避免要素視角分析帶來的單一性和局部性問題，為城市、區(qū)域甚至國家層面創(chuàng)新要素集聚能力研究提供整體分析框架。本文將區(qū)域創(chuàng)新主體分為企業(yè)、科研機構(gòu)和高校，以此為切入點進行創(chuàng)新要素集聚能力分析。為此，本文基于創(chuàng)新多主體視角，綜合運用多種方法，分析我國省際創(chuàng)新要素集聚能力的時空格局和動態(tài)演化規(guī)律，探究中國省際創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域差距、分布演進和動態(tài)變遷過程，并從以下3個角度進行拓展分析：①基于2002-2018年省際工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校R&D數(shù)據(jù)，探究3類創(chuàng)新主體創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域差距、差距來源和區(qū)域分布特征；②繪制3類創(chuàng)新主體創(chuàng)新要素集聚能力的分布曲線，分析創(chuàng)新要素集聚能力的分布演進特征；③識別3類創(chuàng)新主體省際創(chuàng)新要素集聚能力的潛在狀態(tài)，探討創(chuàng)新主體創(chuàng)新要素集聚能力的動態(tài)演化和空間依賴特征。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

《中國科技統(tǒng)計年鑒》對工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新行為分別進行了統(tǒng)計，其中R&D經(jīng)費內(nèi)部支出能夠較好地反映行為主體的創(chuàng)新要素投入。因此，本文選取工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校作為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的創(chuàng)新主體，以R&D經(jīng)費內(nèi)部支出衡量各行為主體的創(chuàng)新要素投入，研究創(chuàng)新要素集聚能力的時空格局和動態(tài)演化規(guī)律。本文選取中國內(nèi)地30個省、市、自治區(qū)(因西藏數(shù)據(jù)缺失，故未納入統(tǒng)計)作為研究對象。由于科研機構(gòu)R&D經(jīng)費內(nèi)部支出從2002年開始公布，為保證研究的一致性，選取2002-2018年作為研究區(qū)間。

1.2 研究方法

本研究從創(chuàng)新多主體視角探究我國省際創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域差距、分布演進和動態(tài)變遷特征。首先，通過對省際研發(fā)數(shù)據(jù)進行基尼系數(shù)測算及空間分解，分析我國創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域分布和差距來源，通過探索性空間分析展示我國區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力的可視化空間分布；其次，為分析我國區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力分布的位置、形態(tài)和動態(tài)演變過程，采用核密度估計法擬合區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力分布曲線；最后，運用潛馬爾可夫模型，識別3類創(chuàng)新主體省際創(chuàng)新要素集聚能力的潛在狀態(tài)，構(gòu)建創(chuàng)新要素集聚能力動態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，基于空間馬爾可夫鏈對動態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣進行空間分解。

(1)創(chuàng)新要素集聚能力測度。創(chuàng)新要素集聚是區(qū)域技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵推動力。為體現(xiàn)我國工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域差距和動態(tài)發(fā)展情況，本文借鑒已有研究[3]，對我國省際區(qū)域不同創(chuàng)新主體的創(chuàng)新要素集聚能力進行測度，見式(1)。其中，下標i代表創(chuàng)新主體類型，j代表省際區(qū)域。

(1)

(2)基尼系數(shù)及其空間分解、探索性空間分析?；嵯禂?shù)常用于測度變量的內(nèi)部差距，可以較好地展示變量的變異程度[29]。因此，本文使用基尼系數(shù)衡量工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力的省際差距。計算公式如下：

(2)

(3)

(4)

(5)

(4)空間馬爾可夫鏈和潛馬爾可夫模型。潛馬爾可夫模型和空間馬爾可夫鏈均衍生于基本馬爾可夫模型，它們可以有效探究變量狀態(tài)序列動態(tài)變遷過程。馬爾可夫隨機過程需滿足兩個條件：①t+1期系統(tǒng)狀態(tài)的概率分布只與t期狀態(tài)有關(guān)，與t期以前的狀態(tài)無關(guān)；②從t期到t+1期的狀態(tài)轉(zhuǎn)移與t期的值無關(guān)。假設(shè)創(chuàng)新要素集聚能力從i狀態(tài)向j狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率記為pij，其估計公式為pij=nij/ni。其中，nij為樣本期內(nèi)由t年屬于i狀態(tài)轉(zhuǎn)移到t+1年屬于j狀態(tài)的區(qū)域數(shù)量，ni為樣本期內(nèi)屬于i狀態(tài)的區(qū)域數(shù)量。

為分析我國省際區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力的轉(zhuǎn)移動態(tài)，需要構(gòu)建離散的m×m狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣。本文采用潛馬爾可夫模型識別創(chuàng)新要素集聚能力的離散狀態(tài)。潛馬爾可夫模型包含兩個時間序列：潛在狀態(tài)時間序列和響應(yīng)變量時間序列。其中，潛變量對應(yīng)本研究離散的區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力，響應(yīng)變量對應(yīng)本研究創(chuàng)新要素集聚能力的測度值。通過潛馬爾可夫模型可以識別出我國省際區(qū)域離散的創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)?？臻g馬爾可夫鏈是將空間滯后概念引入上述分析，將m×m的轉(zhuǎn)移概率矩陣分解為m×m×m的轉(zhuǎn)移概率矩陣。此時，pij-i表示某區(qū)域在第t年空間滯后狀態(tài)為Ni的情況下，從t年i狀態(tài)轉(zhuǎn)移到t+1年j狀態(tài)的概率，進而揭示空間效應(yīng)對區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力變遷的影響。

2 中國創(chuàng)新要素集聚能力時空格局

2.1 總體描述

圖1為我國工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校平均創(chuàng)新要素集聚能力的動態(tài)變化趨勢。分析可知：①2002年工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力最高，其中高校創(chuàng)新集聚能力高于科研機構(gòu)；②經(jīng)過6年發(fā)展，2008年我國高校創(chuàng)新要素集聚能力躍居三者榜首，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力位居第二，而工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力下降至第3位；③2008年以后，高校創(chuàng)新要素集聚能力經(jīng)歷兩年下降期，2010年開始反彈并保持持續(xù)增長，樣本期內(nèi)高校創(chuàng)新要素集聚能力增長24.1%；④2008-2014年，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力呈波動下降趨勢。2014年以后，創(chuàng)新要素集聚能力保持穩(wěn)步增長，樣本期內(nèi)科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力增長36.7%；⑤工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力在2008-2014年基本保持不變，2014年以后呈下降趨勢，樣本期內(nèi)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力增長-14.2%。這是因為，我國財政科技支出以高校和科研機構(gòu)為主，企業(yè)支出較少。隨著我國財政科技支出增速逐年加快，高校和科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力隨之上升，而工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力基本保持穩(wěn)定，只有在2014年以后呈下降趨勢，可能是因為2014年以來我國經(jīng)濟增速逐年放緩所致。

圖1 中國創(chuàng)新要素集聚能力動態(tài)趨勢

2.2 時空格局

為揭示我國工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)、高校創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域分布特征和差距來源，本文運用基尼系數(shù)及其空間分解方法，分別測算2002-2018年3類創(chuàng)新主體創(chuàng)新要素集聚能力的基尼系數(shù)，并對其進行空間分解，同時使用莫蘭散點圖分析3類創(chuàng)新主體創(chuàng)新要素集聚能力的空間集聚模式。

(1)省際工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力時空格局。圖2為我國省際工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距的動態(tài)演變趨勢。從中可見，在樣本期內(nèi)，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力基尼系數(shù)區(qū)間為0.11～0.18，表明工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力整體區(qū)域差距較小。2002年以后，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距呈現(xiàn)先縮小后擴大的變化趨勢。其中，2002-2014年工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距不斷縮小；2014年以后，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距不斷拉大，呈分化態(tài)勢。從省際層面看，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距較小是由于我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)在省際層面分布比較均勻，主要得益于我國20世紀以來各區(qū)域成功的工業(yè)化進程。此外，基尼系數(shù)空間分解結(jié)果表明，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距主要來源于非鄰區(qū)域差距，主要是由區(qū)域創(chuàng)新外溢效應(yīng)所致[6]。

圖2 省際工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力基尼系數(shù)與空間分解趨勢

為分析我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力時空格局，本文繪制我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力的莫蘭散點圖，見圖3。從中可見，2002年有2/3的區(qū)域位于第二象限和第四象限，說明我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力呈現(xiàn)輕微的空間負相關(guān)。由于高-高聚集類型區(qū)域增加和低-低聚集類型區(qū)域減少，2007年我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力呈空間負相關(guān)。與2007年相比，2012年高-高聚集類型區(qū)域增加到14個。2007-2018年體現(xiàn)為高-高聚集類型和低-低聚集類型區(qū)域增加，2018年我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力呈空間正相關(guān)。綜上所述，2002-2018年，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力呈現(xiàn)空間集聚態(tài)勢。一是因為我國近20年來各區(qū)域工業(yè)產(chǎn)業(yè)持續(xù)增長；二是由于我國區(qū)域間產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新合作不斷加強，高能力區(qū)域?qū)χ苓厖^(qū)域的輻射和帶動作用不斷顯現(xiàn)。

圖3 工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力莫蘭指數(shù)

(2)省際科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力時空格局。圖4描繪了我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距動態(tài)變化趨勢。在樣本期內(nèi)，我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力的基尼系數(shù)區(qū)間為0.32～0.44，相較于工業(yè)企業(yè)，我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距較大，且從2002年開始，區(qū)域差距呈增長態(tài)勢。這主要是因為：我國科研機構(gòu)區(qū)域分布整體呈東強西弱態(tài)勢，且區(qū)域間科研機構(gòu)研發(fā)活動存在非均衡性[32]。我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距主要來源于非鄰區(qū)域差距。造成這種現(xiàn)象的主要原因在于我國科研機構(gòu)區(qū)域分布不均衡，東強西弱的分布格局導(dǎo)致許多研發(fā)機構(gòu)集中于東部發(fā)達地區(qū)。

圖4 省際科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力基尼系數(shù)與空間分解趨勢

為進一步分析我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力的時空格局，本文繪制我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力的莫蘭散點圖，見圖5。從中可見，2002年，中國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力在4個象限的分布較為均勻，未呈現(xiàn)出明顯的空間相關(guān)。2002-2007年，我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域變遷主要表現(xiàn)為高-高聚集類型減少和低-低聚集類型增加，2007年創(chuàng)新要素集聚能力呈空間負相關(guān)。2007-2018年，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力主要體現(xiàn)為低-低聚集類型進一步增加。2018年，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力呈現(xiàn)更顯著的空間正相關(guān)。綜上所述，在樣本期內(nèi)，我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力傾向于低-低聚集。這是因為，我國科研機構(gòu)主要集中在北京、上海等主要城市，其它區(qū)域相對較少，且新建的科研機構(gòu)越來越傾向于在這些一線城市選址建設(shè)，進而造成其它區(qū)域科研機構(gòu)發(fā)展不足。

圖5 科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力莫蘭指數(shù)

(3)省際高校創(chuàng)新要素集聚能力時空格局。圖6呈現(xiàn)了我國高校創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距的動態(tài)變化趨勢。在樣本期內(nèi)，我國高校創(chuàng)新要素集聚能力基尼系數(shù)區(qū)間為0.24～0.31，區(qū)域差距較小。這可能是由于我國財政科技支出在為高校提供支持的同時兼顧了區(qū)域間平衡，以避免區(qū)域差距擴大。另外，我國高校創(chuàng)新能要素集聚能力區(qū)域差距呈先擴大后縮小再擴大的變化趨勢。我國高校創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距主要來源于非鄰區(qū)域差距。這可能是因為我國高校創(chuàng)新在鄰域之間的溢出效應(yīng)更加顯著，此外高校創(chuàng)新要素集聚能力低的區(qū)域?qū)︵徲蛴绕涫莿?chuàng)新要素集聚能力較高鄰域的學(xué)習(xí)和模仿效應(yīng)促使兩者間的差距縮小。

圖6 省際高校創(chuàng)新要素集聚能力基尼系數(shù)與空間分解趨勢

圖7為我國高校創(chuàng)新要素集聚能力的莫蘭散點圖。從中可見，2002年，高校創(chuàng)新要素集聚能力呈空間負相關(guān)。2002-2007年，高校創(chuàng)新要素集聚能力主要體現(xiàn)為高-高聚集類型區(qū)域及低-低聚集類型區(qū)域增加，進而創(chuàng)新要素集聚能力由空間負相關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)檎嚓P(guān)。2007-2018年，高校創(chuàng)新要素集聚能力正相關(guān)得以強化。2018年主要表現(xiàn)為高-高聚集類型區(qū)域減少和低-高聚集類型區(qū)域增加。觀察樣本期內(nèi)區(qū)域空間分布變化趨勢可知，我國高校創(chuàng)新要素集聚能力整體呈正向空間集聚特征，但近一半?yún)^(qū)域為低-低集聚，這可能是由于我國高校創(chuàng)新價值實現(xiàn)機制存在一定缺陷。高校創(chuàng)新要素來源除財政科技支持外，與企業(yè)合作也會為高校集聚創(chuàng)新資源，但由于我國許多區(qū)域產(chǎn)學(xué)研機制不完善，造成知識生產(chǎn)與創(chuàng)新脫節(jié)，進而導(dǎo)致高校創(chuàng)新要素集聚能力呈低-低集聚。

圖7 高校創(chuàng)新要素集聚能力莫蘭指數(shù)

3 中國省際創(chuàng)新要素集聚能力時空動態(tài)演化特征

3.1 中國省際創(chuàng)新要素集聚能力分布演進特征

(1)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布演進。由圖8可知，我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布演進呈現(xiàn)如下特征：①工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布中心線呈先左移后右移的變化趨勢，表明整體創(chuàng)新要素集聚能力先減小后增大；②工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布主峰值呈先增后減趨勢，而主峰寬度則呈先減后增趨勢。這是因為，2012年以來中國提出許多新的區(qū)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，如京津冀協(xié)同發(fā)展、長江經(jīng)濟帶發(fā)展、粵港澳大灣區(qū)及一帶一路倡議等，在新一輪區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展中，既發(fā)揮了不同區(qū)域創(chuàng)新優(yōu)勢，又縮小了區(qū)域差距[33]；③工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布存在左側(cè)拖尾現(xiàn)象，且延展性呈收縮趨勢。這是因為，我國區(qū)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略有效提升了我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚低水平區(qū)域的創(chuàng)新要素集聚能力；④工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布存在極化現(xiàn)象，且2006年以后呈多極化趨勢。隨著我國新一輪創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的推進，區(qū)域間創(chuàng)新發(fā)展不均衡問題逐漸得以緩解，進而降低了我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域極化水平。

圖8 工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力分布演進趨勢

(2)科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布演進趨勢。由圖9可知，我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布演進呈如下特征：①科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布中心線呈向右-向左-向右的移動趨勢，表明我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力先上升后下降再上升；②科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布主峰值呈先增后減趨勢，而主峰寬度則呈先減后增趨勢。我國新一輪區(qū)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的深入推進和實施，促使我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力的絕對差距逐漸縮?。虎劭蒲袡C構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布存在右側(cè)拖尾現(xiàn)象，表明科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力高水平區(qū)域內(nèi)部差距較大，主要是因為我國科研機構(gòu)在區(qū)域分布和創(chuàng)新資源配置上存在較大差異[32]；④科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布極化現(xiàn)象呈先增強后減弱的變化特征。在2010年和2014年，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布均存在兩個峰值，即呈現(xiàn)區(qū)域分層趨勢。但2018年科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布只有一個峰值，主要是因為十八大以來，我國提出一系列區(qū)域創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，促進我國科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力呈現(xiàn)均衡發(fā)展態(tài)勢，由此弱化了區(qū)域分層。

圖9 科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布演進趨勢

(3)高校創(chuàng)新要素集聚能力分布演進。由圖10可知，我國高校創(chuàng)新要素集聚能力分布演進呈現(xiàn)如下特征：①我國高校創(chuàng)新要素集聚能力分布中心線呈向右-向左-向右移動趨勢，表明我國高校創(chuàng)新要素集聚能力呈N型增長趨勢，主要是由于我國高校擴張所致(石大千等，2020)；②高校創(chuàng)新要素集聚能力分布主峰值呈倒N型變化趨勢，而主峰寬度則呈先減后增變化趨勢，表明我國高校創(chuàng)新要素集聚能力絕對差距拉大；③2002年，我國高校創(chuàng)新要素集聚能力分布存在3個峰值，2006年存在2個峰值，而2010年以來只有一個峰值，表明我國高校創(chuàng)新要素集聚能力分布極化現(xiàn)象隨時間變化逐漸弱化。這主要是因為，我國區(qū)域發(fā)展水平存在較大差異。21世紀以來，我國東、中、西部地位經(jīng)濟發(fā)展差距逐漸拉大，許多高校教師“東南飛”，造成我國高校創(chuàng)新發(fā)展不斷極化；但隨著區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，中西部地區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平與東部地區(qū)的差距逐漸縮小，進而弱化了高校創(chuàng)新要素集聚能力分布的極化和分層。

圖10 高校創(chuàng)新要素集聚能力分布演進趨勢

3.2 中國省際創(chuàng)新要素集聚能力時空狀態(tài)變遷

本文基于潛馬爾可夫模型識別我國創(chuàng)新要素集聚能力的離散狀態(tài)。為有效識別不同主體創(chuàng)新要素集聚能力的離散狀態(tài)數(shù)量，參考已有文獻[34]，以AIC和BIC作為本文離散狀態(tài)數(shù)量識別的選取標準?；诓煌瑺顟B(tài)數(shù)量模型估計結(jié)果，當AIC和BIC達到最小值時，其對應(yīng)的狀態(tài)數(shù)量即為本文所確定的最優(yōu)狀態(tài)數(shù)量。表1給出在不同狀態(tài)數(shù)量下AIC和BIC的估計結(jié)果。在4個狀態(tài)模型中，有3個狀態(tài)模型AIC和BIC的值最小，因此本文確定我國各主體創(chuàng)新要素集聚能力樣本期內(nèi)經(jīng)歷了高、中和低3個狀態(tài)。

表1 創(chuàng)新要素集聚能力離散狀態(tài)選擇

3.2.1 創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移

表2是基于潛馬爾可夫模型估計的我國省際創(chuàng)新要素集聚能力的轉(zhuǎn)移概率矩陣分析結(jié)果，從中可得如下變化特征：

表2 省際創(chuàng)新要素集聚能力潛馬爾可夫模型轉(zhuǎn)移概率矩陣結(jié)果

(1)我國創(chuàng)新要素集聚能力受前期發(fā)展水平影響，具有發(fā)展模式固化、路徑依賴的特征[35]，主要表現(xiàn)為工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校轉(zhuǎn)移概率矩陣對角線概率均大于非對角線概率。這可能是因為既得利益者或者沉沒成本對創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移產(chǎn)生了負向影響。

(2)在不同主體和不同狀態(tài)下，創(chuàng)新要素集聚能力路徑依賴不同。原因在于，不同創(chuàng)新主體處于創(chuàng)新過程不同階段，高校與科研機構(gòu)處于創(chuàng)新過程初始階段，知識投入較多，隨著知識積累和交叉，其路徑依賴逐漸減弱；而工業(yè)企業(yè)則位于創(chuàng)新過程最終價值實現(xiàn)階段，涉及大量固定資產(chǎn)投入，創(chuàng)新要素集聚能力隨著創(chuàng)新投入增加其路徑依賴變強。在形成高狀態(tài)和中狀態(tài)路徑依賴的創(chuàng)新主體中，工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力的路徑依賴最強；而在形成低狀態(tài)路徑依賴的創(chuàng)新主體中，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力的路徑依賴最強。

(3)科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力由高狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹袪顟B(tài)的概率大于由中狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜖顟B(tài)的概率，即我國科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)向下轉(zhuǎn)移的概率隨著狀態(tài)水平的提升而逐漸升高?？蒲袡C構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力由低狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹袪顟B(tài)的概率小于由中狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦郀顟B(tài)的概率，即科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)向上轉(zhuǎn)移的概率隨著狀態(tài)水平的提升而升高。而工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)向上轉(zhuǎn)移的概率則隨著狀態(tài)水平的升高而下降，其由低狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹袪顟B(tài)的概率大于由中狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦郀顟B(tài)的概率。這是因為，科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新投入以知識為主，由于知識生產(chǎn)的外部性，使得科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力變化呈規(guī)模收益遞增趨勢。而工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素除知識投入外，資本投入占比較大，由于資本的重復(fù)使用和折舊特性，其創(chuàng)新要素集聚能力規(guī)模收益比科研機構(gòu)和高校小。

3.2.2 空間視角下工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移

表3是基于空間馬爾科夫鏈的創(chuàng)新要素集聚能力的轉(zhuǎn)移概率矩陣分析結(jié)果，從中可得如下變化特征：

表3 工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力空間馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣結(jié)果

(1)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)變遷具有典型的空間依賴特征。在不同空間滯后狀態(tài)下，工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣差異較大。這是因為，企業(yè)創(chuàng)新投入具有專用性特征，在企業(yè)不同發(fā)展階段，創(chuàng)新投入的專用性也不同。例如，空間滯后為低狀態(tài)的區(qū)域較少，且觀察期內(nèi)狀態(tài)未發(fā)生改變，而大部分區(qū)域?qū)儆诳臻g滯后高狀態(tài)和中狀態(tài)類型。

(2)鄰域創(chuàng)新要素集聚能力水平對工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移概率具有差異化影響。在高水平鄰域環(huán)境下，工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移的概率大于中水平鄰域環(huán)境下的向上轉(zhuǎn)移概率，表明此時高水平鄰域環(huán)境具有積極輻射作用。高水平鄰域創(chuàng)新要素集聚能力水平對工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移和向下轉(zhuǎn)移的概率具有非對稱性影響。當鄰域為高水平時，工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移的概率大于向下轉(zhuǎn)移的概率。這是因為，高狀態(tài)鄰域?qū)χ苓厖^(qū)域工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力產(chǎn)生正向溢出效應(yīng)，增加了創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移的概率。

(3)工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)向上或向下轉(zhuǎn)移概率與自身和鄰域水平差距成正比。造成這種現(xiàn)象的主要原因是，鄰域工業(yè)企業(yè)與自身工業(yè)企業(yè)存在較大的技術(shù)差距，自身無法充分利用領(lǐng)域工業(yè)企業(yè)的溢出效應(yīng)，只有與領(lǐng)域間技術(shù)差距控制在一定范圍，區(qū)域自身工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力才能得以有效提升。例如，鄰域水平為中狀態(tài)，工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力由低狀態(tài)向中狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率大于由中狀態(tài)向高狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率。這表明，鄰域發(fā)展水平越高，區(qū)域自身創(chuàng)新要素集聚能力距離鄰域的差距越大，鄰域?qū)ψ陨淼恼蛞绯鲂?yīng)越明顯。

3.2.3 空間視角下科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移

表4是科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力空間轉(zhuǎn)移概率矩陣分析結(jié)果，從中可得如下變化特征：

表4 科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力空間馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣結(jié)果

(1)科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)變遷具有典型的空間依賴特征。在不同空間滯后狀態(tài)下，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣差距較大。這是因為，我國科研機構(gòu)空間分布不均勻，且以低-低集聚為主，區(qū)域間科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力溢出效應(yīng)存在差距。例如，空間滯后為高狀態(tài)的區(qū)域數(shù)量為0，而大部分區(qū)域?qū)儆诳臻g滯后低狀態(tài)和中狀態(tài)兩種類型。

(2)科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)向上或向下轉(zhuǎn)移概率與自身及鄰域狀態(tài)水平差距成正比。例如，鄰域水平為低狀態(tài)，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力由中狀態(tài)向高狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率大于由低狀態(tài)向中狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率，而由高狀態(tài)向中狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率大于由中狀態(tài)向低狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率。這表明，鄰域創(chuàng)新要素集聚能力溢出效應(yīng)取決于鄰域和自身創(chuàng)新要素集聚能力差距。這是因為，我國科研機構(gòu)主要集中在北京、上海等區(qū)域，且高狀態(tài)區(qū)域溢出效應(yīng)主要呈現(xiàn)為對周邊區(qū)域的虹吸，區(qū)域間差距越大，虹吸效應(yīng)越強，在這種情況下會造成“強者愈強弱者愈弱”的非均衡發(fā)展模式。

3.2.4 空間視角下高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移結(jié)果

表5是高校創(chuàng)新要素集聚能力的空間轉(zhuǎn)移概率矩陣分析結(jié)果，從中發(fā)現(xiàn)如下變化特征：

表5 高校創(chuàng)新要素集聚能力空間馬爾可夫鏈轉(zhuǎn)移概率矩陣結(jié)果

(1)高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)變遷呈現(xiàn)出空間依賴特征。在不同空間滯后狀態(tài)下，高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣差距較大?？臻g滯后高狀態(tài)區(qū)域數(shù)量為0，而大部分區(qū)域?qū)儆诳臻g滯后中狀態(tài)類型，低狀態(tài)類型相對較少。這是因為，我國高校區(qū)域分布差異較大，且不同區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和制度環(huán)境不同，造成我國高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)變遷呈現(xiàn)出空間依賴特征。

(2)鄰域創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)對高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移具有差異化影響。此外，在不同鄰域狀態(tài)下，高校創(chuàng)新要素集聚能力向上轉(zhuǎn)移和向下轉(zhuǎn)移的概率呈非對稱分布特征。這是因為，我國不同區(qū)域高校創(chuàng)新要素集聚能力溢出效應(yīng)存在差異，在高校創(chuàng)新要素集聚能力較高狀態(tài)區(qū)域其正向溢出效應(yīng)較大，而在較低狀態(tài)區(qū)域主要表現(xiàn)為負向溢出效應(yīng)[6]。

(3)高校創(chuàng)新要素集聚能力向上或向下轉(zhuǎn)移概率與自身狀態(tài)及鄰域狀態(tài)水平的差距成正比。例如，鄰域為中狀態(tài)水平，高校創(chuàng)新要素集聚能力由中狀態(tài)向高狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率小于由低狀態(tài)向中狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率，而由高狀態(tài)向中狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率大于由中狀態(tài)向低狀態(tài)轉(zhuǎn)移的概率。這可能是因為當鄰域創(chuàng)新要素集聚能力低于自身創(chuàng)新要素集聚能力時，隨著高校創(chuàng)新要素集聚能力與領(lǐng)域創(chuàng)新要素集聚能力差距的擴大，鄰域?qū)ψ陨韯?chuàng)新要素集聚能力的負向溢出效應(yīng)隨之增大。反之，當鄰域創(chuàng)新要素集聚能力高于自身創(chuàng)新要素集聚能力時，隨著高校創(chuàng)新要素集聚能力與領(lǐng)域創(chuàng)新要素集聚能力差距的擴大，鄰域?qū)ψ陨韯?chuàng)新要素集聚能力的正向溢出效應(yīng)隨之增大。

4 結(jié)論與啟示

4.1 研究結(jié)論

隨著經(jīng)濟全球化和區(qū)域一體化發(fā)展，區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力空間分布和變遷呈現(xiàn)出許多新特征，亟需利用新的視角和方法系統(tǒng)研究其規(guī)律。在此背景下，本文基于創(chuàng)新多主體視角，在不同狀態(tài)變遷場景下，分析我國創(chuàng)新要素集聚能力的區(qū)域差距和分布特征。本文將區(qū)域創(chuàng)新主體分為3類，以我國內(nèi)地30個省份為研究對象，基于2002-2018年工業(yè)企業(yè)、高校和科研機構(gòu)R&D投入數(shù)據(jù)，研究不同創(chuàng)新主體創(chuàng)新要素集聚能力的時空格局和動態(tài)演化特征，得出如下結(jié)論：

(1)本文將工業(yè)企業(yè)、高校和科研機構(gòu)3類創(chuàng)新主體納入整體分析框架，測度不同區(qū)域內(nèi)各創(chuàng)新主體的創(chuàng)新要素集聚能力。不同于從勞動力和資本要素視角探究創(chuàng)新要素集聚能力[13,26]，本文從創(chuàng)新主體出發(fā)，為國家及區(qū)域?qū)用鎰?chuàng)新要素集聚政策研究提供了新視角。本文發(fā)現(xiàn)，我國科研機構(gòu)與高校創(chuàng)新要素集聚能力呈增長態(tài)勢，而工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力則呈下降態(tài)勢。

(2)本文分析不同主體創(chuàng)新要素集聚能力的空間差距和分布演進特征，對創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域分布和差距來源進行補充[19]，為區(qū)域創(chuàng)新政策制定提供了經(jīng)驗基礎(chǔ)。①工業(yè)企業(yè)和高校創(chuàng)新要素集聚能力整體區(qū)域差距較小，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距較大，創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距主要來源于非鄰區(qū)域；②我國工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力整體呈正向空間集聚趨勢。其中，工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力主要表現(xiàn)為高-高集聚，而科研機構(gòu)與高校創(chuàng)新要素集聚能力則表現(xiàn)為低-低集聚；③我國工業(yè)企業(yè)創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域極化現(xiàn)象明顯。高校創(chuàng)新要素集聚能力分布的極化現(xiàn)象隨時間變化逐漸減少，科研機構(gòu)創(chuàng)新要素集聚能力分布極化現(xiàn)象先增加后減少。

(3)本文從狀態(tài)轉(zhuǎn)移視角深化了創(chuàng)新要素集聚能力動態(tài)演化研究，為中國區(qū)域創(chuàng)新由集聚走向平衡提供了經(jīng)驗事實。研究表明，我國各主體創(chuàng)新要素集聚能力在樣本期內(nèi)經(jīng)歷了高、中、低3個狀態(tài)。通過構(gòu)建和分析創(chuàng)新要素集聚能力的狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣，發(fā)現(xiàn)我國創(chuàng)新要素集聚能力受前期發(fā)展水平的影響，具有發(fā)展模式固化、路徑依賴特征。在潛馬爾可夫模型的基礎(chǔ)上，本文進一步對創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣進行空間分解，結(jié)果發(fā)現(xiàn)工業(yè)企業(yè)、科研機構(gòu)和高校創(chuàng)新要素集聚能力狀態(tài)變遷呈現(xiàn)出空間依賴特征。

4.2 實踐啟示

針對當前我國創(chuàng)新要素集聚能力分布和演進特征，本文認為縮小創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域差距，弱化創(chuàng)新要素集聚能力極化與分層現(xiàn)象，破除創(chuàng)新要素集聚能力路徑依賴和鎖定效應(yīng)，已成為當前我國創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略實施進程中亟待解決的關(guān)鍵問題。為此，本研究提出如下啟示：

(1)在創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略制定中充分認識到不同創(chuàng)新主體的職能和意義，針對不同創(chuàng)新主體出臺激勵政策，鼓勵各類主體充分發(fā)揮創(chuàng)新優(yōu)勢。此外，在政策制定過程中，要充分考慮不同創(chuàng)新主體激勵政策間的相容性和統(tǒng)一性，避免創(chuàng)新激勵政策產(chǎn)生沖突。建立全國創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域協(xié)調(diào)機制，從資金、技術(shù)、教育和產(chǎn)業(yè)等方面促進跨區(qū)域創(chuàng)新合作，在實現(xiàn)創(chuàng)新要素集聚能力提升的同時縮小區(qū)域差距[36]。

(2)提升區(qū)域及全國技術(shù)市場運行效率，搭建區(qū)域創(chuàng)新合作與交流平臺，破除區(qū)域行政壁壘和壟斷，有效促進創(chuàng)新要素跨區(qū)域自由流動與優(yōu)化配置[36]，充分發(fā)揮技術(shù)市場對創(chuàng)新要素配置的決定性作用，強化跨區(qū)域技術(shù)擴散效應(yīng)，提升區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力，消除創(chuàng)新要素集聚能力極化與分層現(xiàn)象。

(3)創(chuàng)新區(qū)域產(chǎn)學(xué)研合作機制，發(fā)揮區(qū)域創(chuàng)新主體協(xié)同效應(yīng)，共享創(chuàng)新要素，加快創(chuàng)造主體知識溢出[8]，提升區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力和創(chuàng)新產(chǎn)出。構(gòu)建以城市群為基礎(chǔ)的創(chuàng)新體系，充分發(fā)揮區(qū)域創(chuàng)新要素集聚能力變遷的空間鄰近效應(yīng)[10]，通過知識溢出、技術(shù)擴散等途徑，加強高水平創(chuàng)新要素集聚能力區(qū)域與低水平區(qū)域創(chuàng)新交流和合作，借助技術(shù)市場、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)和人力資本外溢等渠道，打通區(qū)域創(chuàng)新要素空間轉(zhuǎn)移通道，充分發(fā)揮地理鄰近與知識溢出效應(yīng)，促進城市群創(chuàng)新要素集聚能力協(xié)同發(fā)展。