李金葉 王福博 戎銘倩 劉媛媛 羅萬云

1（新疆大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，烏魯木齊 830046） 2（西安交通大學(xué)經(jīng)濟(jì)與金融學(xué)院，西安 710061）3（中央民族大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，北京 100081）

引 言

自西部大開發(fā)政策實(shí)施以來，政策效應(yīng)顯著，西部地區(qū)綜合實(shí)力得到顯著提升［1］。在2009年完成西部大開發(fā)第一個(gè)十年計(jì)劃后，2010年西部大開發(fā)進(jìn)入了深化階段，國家和政府對(duì)西部地區(qū)提出了新的規(guī)劃與要求，西部地區(qū)由政府扶持逐漸向自我發(fā)展轉(zhuǎn)換，面臨著新的轉(zhuǎn)型。2020年 《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局指導(dǎo)意見》的頒布，明確指出西部地區(qū)應(yīng)加強(qiáng)創(chuàng)新開放合作，打造區(qū)域創(chuàng)新高地，此后 《關(guān)于加強(qiáng)科技創(chuàng)新促進(jìn)新時(shí)代西部大開發(fā)形成新格局的實(shí)施意見》的頒布再次強(qiáng)調(diào)了西部地區(qū)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的重要性。西北地區(qū)雖資源豐富，開發(fā)潛力巨大，但特殊的地理位置（自然地理上遠(yuǎn)離海洋和發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體）與氣候環(huán)境（地處干旱區(qū)與半干旱區(qū)）阻礙了西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、發(fā)展動(dòng)能不足等因素又影響了西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展［2，3］。因此，提高創(chuàng)新能力，突破發(fā)展瓶頸，成為推動(dòng)西北地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵所在。

20世紀(jì)90年代西方學(xué)者為了應(yīng)對(duì)工業(yè)城市衰退的需要，陸續(xù)開展了城市戰(zhàn)略的研究。城市發(fā)展在國家與地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長中彌足輕重，國家和地區(qū)間的競爭往往體現(xiàn)為主要城市的競爭，另外，城市通過集聚和擴(kuò)散作用帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長［4］。伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市創(chuàng)新能力逐漸成為城市綜合競爭力的重要標(biāo)志［5，6］。城市創(chuàng)新能力的提升能有效推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展［7］。在早期城市創(chuàng)新的研究中，西方學(xué)者對(duì)創(chuàng)新型城市的研究分為 “Creative City”［8］和 “Innovative City”［9］。 “Creative City” 強(qiáng)調(diào)文化與理念的創(chuàng)新來帶動(dòng)城市的復(fù)興，而 “Innovative City”則把重點(diǎn)放在創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展上［5］。隨后，部分學(xué)者［10-12］從實(shí)證的角度將區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出影響因素的研究范圍延伸到了周邊區(qū)域知識(shí)溢出，包括空間距離、區(qū)域知識(shí)存量、知識(shí)缺口、吸收能力以及溢出意愿等。而Landry［13］則在案例研究的基礎(chǔ)上，提出創(chuàng)新城市應(yīng)具備的7個(gè)要素：富有創(chuàng)意的人、意志與領(lǐng)導(dǎo)力、人的多樣性與智慧的獲取、開放的組織文化、對(duì)本地身份的強(qiáng)烈的正面認(rèn)同感、城市空間與設(shè)施、上網(wǎng)便利性，并構(gòu)建了較完整的城市創(chuàng)新活力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。但是并非所有城市都適合建設(shè)創(chuàng)新型城市［5］。隨著全球化的深化與城市競爭的加劇，提升城市創(chuàng)新能力成為西方學(xué)者關(guān)注的焦點(diǎn)。

續(xù) 表

創(chuàng)新能力是指在充分利用現(xiàn)有環(huán)境與技術(shù)的基礎(chǔ)上，不斷將創(chuàng)新資源納入到社會(huì)生產(chǎn)過程中的一種能力，而對(duì)于城市而言，創(chuàng)新能力是創(chuàng)新系統(tǒng)中所有要素與主體有機(jī)結(jié)合的綜合體現(xiàn)，具體表現(xiàn)為創(chuàng)新系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、整合能力［14，15］。近年來，“城市創(chuàng)新能力”一直是國內(nèi)學(xué)術(shù)領(lǐng)域研究的熱門課題。國內(nèi)學(xué)者對(duì)城市創(chuàng)新能力的研究主要集中在創(chuàng)新型城市、城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)、城市創(chuàng)新能力影響因素等。楊冬梅等［5］較早地對(duì)創(chuàng)新型城市概念模型與發(fā)展模式進(jìn)行了探討，指出創(chuàng)新主體、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新制度和創(chuàng)新文化是構(gòu)成創(chuàng)新型城市的內(nèi)部核心要素。劉永久等［16］從城市創(chuàng)新能力構(gòu)成的角度構(gòu)建了指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，對(duì)山東省17個(gè)城市創(chuàng)新能力發(fā)展水平進(jìn)行了測度。部分學(xué)者［17，18］發(fā)現(xiàn)城市文化開放性、金融資源的空間集聚等能有效影響城市創(chuàng)新能力的發(fā)展。楊明海等［19］運(yùn)用Dagum基尼系數(shù)、Kernel密度估計(jì)、空間Markov鏈分析方法對(duì)京津冀、長三角、珠三角、長江中游、成渝、中原以及哈長城市群創(chuàng)新能力的區(qū)域差距及其時(shí)空動(dòng)態(tài)演進(jìn)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)七大城市群創(chuàng)新能力的總體區(qū)域差距較大，整體呈現(xiàn)下降趨勢。

基于以上文獻(xiàn)不難發(fā)現(xiàn)：（1）國內(nèi)大多數(shù)學(xué)者多采用單一式的城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)體系，而多維度體系多從創(chuàng)新型城市的內(nèi)涵、創(chuàng)新能力構(gòu)成要素、投入產(chǎn)出的角度對(duì)城市創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，從創(chuàng)新系統(tǒng)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)的較少；（2）研究范圍主要集中在沿海、中部地區(qū)等大中型城市，有關(guān)西部地區(qū)，尤其是西北地區(qū)創(chuàng)新能力的研究較少。因此，本文從創(chuàng)新系統(tǒng)的角度出發(fā)，構(gòu)建城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)體系，運(yùn)用重心模型、空間耦合分析模型及地理探測器模型對(duì)西北五省地級(jí)市創(chuàng)新發(fā)展水平及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行測度，以期為加快形成西部大開發(fā)新格局，推動(dòng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展提供可靠的理論依據(jù)。

1 研究對(duì)象及數(shù)據(jù)來源

西北五?。ㄐ陆S吾爾自治區(qū)、甘肅省、青海省、寧夏回族自治區(qū)、陜西省）的土地面積約占全國總面積的32%，地域遼闊，自然資源豐富。自西部大開發(fā)政策實(shí)施以來，西北五省經(jīng)濟(jì)社會(huì)得到了長足的發(fā)展，GDP由1999年的4068.02億元增長至2020年的55922.61億元，增長了近13倍之多，2020年人均GDP為53979元，相比1999年的4526元增長了近12倍之多。伴隨著西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)增長放緩，西北地區(qū)進(jìn)入了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新常態(tài)階段，面臨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展由粗放向高質(zhì)量轉(zhuǎn)型、生態(tài)環(huán)境脆弱、新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換等一系列問題。

西北五省下轄33個(gè)地級(jí)市，鑒于數(shù)據(jù)的可得性，本文選取30個(gè)地級(jí)市①作為研究對(duì)象，對(duì)2011～2020年西北五省30個(gè)地級(jí)市的創(chuàng)新能力進(jìn)行測度，所用數(shù)據(jù)主要來源于2012～2021年 《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、Wind數(shù)據(jù)庫以及各市統(tǒng)計(jì)公報(bào)，缺失數(shù)據(jù)運(yùn)用SPSS17.1采用臨近點(diǎn)均值法、線性插值法補(bǔ)齊。

2 評(píng)價(jià)體系與研究方法

2.1 城市創(chuàng)新系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行

在西部大開發(fā)戰(zhàn)略的政策背景下，盡快構(gòu)建西部區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)是西部地區(qū)趕超東部地區(qū)改善區(qū)域不平衡現(xiàn)狀的根本途徑［20］。但是西北地區(qū)的創(chuàng)新能力現(xiàn)狀（城市創(chuàng)新能力多處于低水平，創(chuàng)新溢出效應(yīng)較弱）及特殊的地理環(huán)境（地廣人?。┳璧K了西部區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的形成與發(fā)展。城市創(chuàng)新系統(tǒng)作為區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的基本構(gòu)成單位，其創(chuàng)新能力的提升能有效突破西北地區(qū)創(chuàng)新發(fā)展瓶頸，促進(jìn)西北地區(qū)城市創(chuàng)新協(xié)同，增強(qiáng)城市創(chuàng)新的溢出，進(jìn)而推動(dòng)西部區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的形成與發(fā)展。因此， 本文在創(chuàng)新系統(tǒng)研究［14，21，22］的基礎(chǔ)上， 構(gòu)建城市創(chuàng)新系統(tǒng)運(yùn)行簡圖（見圖1）。城市創(chuàng)新系統(tǒng)主要由創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新主體及創(chuàng)新績效組成。良好的創(chuàng)新環(huán)境能吸引資源流入、優(yōu)化資源配置，同時(shí)為創(chuàng)新主體提供良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)及基礎(chǔ)設(shè)施，助力企業(yè)、高校等主體的成長與發(fā)展，創(chuàng)新主體通過對(duì)創(chuàng)新資源進(jìn)行整合產(chǎn)出創(chuàng)新績效，進(jìn)而優(yōu)化創(chuàng)新資源配置，改善經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境，鞏固基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

圖1 城市創(chuàng)新系統(tǒng)運(yùn)行簡圖

2.2 西北五省城市創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)體系

2020年5月中共中央、國務(wù)院頒布了 《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見》，明確指出西部地區(qū)應(yīng)該不斷提升創(chuàng)新發(fā)展能力，以創(chuàng)新能力建設(shè)為核心，加強(qiáng)創(chuàng)新開放合作，打造區(qū)域創(chuàng)新高地，推動(dòng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。但西部地區(qū)科技資源匱乏，創(chuàng)新能力較弱，區(qū)域發(fā)展不平衡不充分，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)、打造創(chuàng)新高地仍面臨巨大挑戰(zhàn)［23］。其中西北地區(qū)尤為突出，西北地區(qū)城市創(chuàng)新能力水平較低，多以低-低集聚區(qū)為主，甚至部分城市還出現(xiàn)了創(chuàng)新能力的退化［24］。這種情況絕不是國家與政府對(duì)西北地區(qū)創(chuàng)新能力發(fā)展的期待。

因此，為進(jìn)一步探究西北地區(qū)創(chuàng)新能力不足的原因，本文在區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)及城市創(chuàng)新系統(tǒng)研究［14，21，22］的基礎(chǔ)上， 結(jié)合西北五省區(qū)域特點(diǎn)及西部大開發(fā)的新要求，從城市創(chuàng)新系統(tǒng)構(gòu)成的角度出發(fā)，構(gòu)建西北五省城市創(chuàng)新能力指標(biāo)評(píng)價(jià)體系（見表1），選取4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，10個(gè)二級(jí)指標(biāo)，23個(gè)三級(jí)指標(biāo)對(duì)城市創(chuàng)新能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，能較好地反映西北五省城市創(chuàng)新能力發(fā)展現(xiàn)狀。

表1 城市創(chuàng)新能力指標(biāo)評(píng)價(jià)體系

2.3 研究方法

2.3.1 權(quán)重的確定

鑒于不同學(xué)者對(duì)城市創(chuàng)新能力的評(píng)價(jià)持有不同觀點(diǎn)，故本文采用客觀賦權(quán)法——熵權(quán)法，根據(jù)各指標(biāo)的變異程度對(duì)其進(jìn)行賦權(quán)。

鑒于各項(xiàng)指標(biāo)在單位及數(shù)量上存在較大差異，故確定指標(biāo)權(quán)重前，需要先對(duì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，為了避免歸一化后的0值影響后期計(jì)算，同時(shí)又要盡可能保證數(shù)據(jù)原有的屬性，本文將歸一化后的數(shù)據(jù)統(tǒng)一平移0.001。

2.3.2 重心分析模型

重心這一物理概念，在地理學(xué)中是指能讓四周的力量對(duì)比保持平衡，20世紀(jì)70年代，國外學(xué)者開始將重心模型引入到社會(huì)科學(xué)，80年代引入國內(nèi)后，國內(nèi)學(xué)者進(jìn)行了大量運(yùn)用［25］。為了進(jìn)一步研究分析西北五省地級(jí)市創(chuàng)新能力的空間演化過程，本文運(yùn)用重心分析模型對(duì)西北五省地級(jí)市創(chuàng)新能力的重心遷移進(jìn)行測度分析，具體計(jì)算步驟如下：

式 （1）～（3） 中，xi、yi表示單位i的重心坐標(biāo)。α表示重心年際移動(dòng)角度，α＝0°時(shí)為正東方，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正，順時(shí)針為負(fù)，當(dāng)重心向東北方向轉(zhuǎn)移時(shí)，0°＜α＜90°；向西北方向轉(zhuǎn)移時(shí)，90°＜α＜180°； 向東南方向轉(zhuǎn)移時(shí)， -90°＜α＜0°；向西南方向轉(zhuǎn)移時(shí)， -180°＜α＜-90°。d表示兩個(gè)不同年際間重心移動(dòng)的距離（xi，yi）、 （xj，yj）分別表示第i年和第j年的重心地理坐標(biāo)，R為常數(shù)取111.11［25］。

2.3.3 重心耦合性分析模型

為了進(jìn)一步探究西北五省地級(jí)市創(chuàng)新能力的重心時(shí)空演化的驅(qū)動(dòng)因素，本文采用重心耦合分析模型將西北五省地級(jí)市創(chuàng)新能力重心分別與創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新主體及創(chuàng)新績效的重心做空間重疊性及變動(dòng)一致性分析，具體計(jì)算步驟如下：

式 （4）、 （5）中，D表示空間的重疊性（用空間距離來衡量），距離越近說明空間耦合性越高，反之，耦合性越低。C＝1，表明二者移動(dòng)方向相同，反之，二者移動(dòng)方向相反。

2.3.4 地理探測器模型

鑒于城市創(chuàng)新能力的驅(qū)動(dòng)因素涉及多個(gè)方面，并且驅(qū)動(dòng)因素也在時(shí)刻演變。為了更好地探測出城市創(chuàng)新能力驅(qū)動(dòng)因素及驅(qū)動(dòng)因素的演變，本文采用地理探測器模型中的因子探測器，對(duì)驅(qū)動(dòng)城市創(chuàng)新能力的微觀指標(biāo)變化進(jìn)行進(jìn)一步的探索。具體步驟如下：

式 （6）中，m是城市創(chuàng)新能力驅(qū)動(dòng)因子的分層，na，h為層h上的個(gè)數(shù)，分別是觀測區(qū)域和層h的城市創(chuàng)新能力的方差，Pa，b取值在0～1之間，Pa，b值越大說明a因子的驅(qū)動(dòng)作用越大，反之，驅(qū)動(dòng)作用越小。

3 結(jié)果與分析

3.1 西北五省城市創(chuàng)新能力時(shí)空演進(jìn)分析

整體來看，2011～2020年西北五省城市創(chuàng)新能力呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢（年均增長率4.39%），由2011年的0.115上升至2020年的0.170，但整體水平不高。2019年底新冠肺炎疫情的爆發(fā)雖然導(dǎo)致區(qū)域經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了負(fù)增長，但是對(duì)西北地區(qū)城市創(chuàng)新環(huán)境的影響并不顯著。創(chuàng)新環(huán)境（年均增長率7.64%）增長顯著，成為西北五省城市創(chuàng)新能力提升的主要驅(qū)動(dòng)因素。而創(chuàng)新績效（年均增長率3.93%）、創(chuàng)新主體（年均增長率2.93%）以及創(chuàng)新資源（年均增長率1.86%）呈現(xiàn)低速增長趨勢。創(chuàng)新主體與創(chuàng)新資源雖有增長，但整體水平較低，創(chuàng)新主體作為城市創(chuàng)新系統(tǒng)中整合創(chuàng)新資源產(chǎn)出創(chuàng)新績效的關(guān)鍵因素，其發(fā)展的低水平直接導(dǎo)致了創(chuàng)新績效的低增長，而創(chuàng)新資源的低水平與低增速也反映出了西北五省創(chuàng)新資源缺乏的現(xiàn)狀。

具體來看，2011年，西安市（0.543）、烏魯木齊市（0.264）、 蘭州市（0.248）、 銀川市（0.204）和西寧市（0.187）創(chuàng)新能力穩(wěn)居前五，首府城市區(qū)位優(yōu)勢顯著，西安市城市創(chuàng)新能力遙遙領(lǐng)先于其他城市，但首府城市創(chuàng)新能力溢出效應(yīng)不強(qiáng)，與鄰近城市創(chuàng)新能力差異顯著，高水平的空間集聚群尚未形成，多呈現(xiàn)出低水平的空間集聚狀態(tài)。而慶陽市（0.057）、 武威市（0.056）、 平?jīng)鍪校?.054）、金昌市（0.053）以及隴南市（0.051）創(chuàng)新能力水平較低，位于后五位，與前五位差距顯著，強(qiáng)弱分明，雖在2016年以后極差有所降低（由2016年的0.622減少至2017年的0.617），但創(chuàng)新極差仍以每年2.18%的速率增加，說明西北五省城市創(chuàng)新能力的區(qū)域不平衡問題顯著。至2020年，西北五省地級(jí)市創(chuàng)新能力雖有所提升，但區(qū)域不平衡仍然存在，以首府城市為增長極的空間分布狀態(tài)并未得到明顯改善，核心城市創(chuàng)新能力的空間溢出效應(yīng)仍然不強(qiáng)，商洛市（0.091）、慶陽市（0.090）以及定西市（0.088）城市創(chuàng)新能力仍處于低水平。

3.2 西北五省城市創(chuàng)新能力重心演進(jìn)分析

3.2.1 西北五省城市創(chuàng)新能力重心變動(dòng)分析

本文運(yùn)用地理重心模型對(duì)西北五省地級(jí)市創(chuàng)新能力重心演化過程進(jìn)行研究分析，并運(yùn)用ARCGIS 10.8進(jìn)行可視化展示（圖略）。西北五省城市創(chuàng)新能力重心以年均7.808km的速度向西北方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)70.274km。由2011年的（103.991°N，36.991°E）移至 2020 年 的 （103.406°N，37.152°E）。 整體呈現(xiàn)出東南（2011～2013 年）-西北（2013～2016年）-東南（2016～2018年）-西北（2018～2020年）的演進(jìn)過程，移動(dòng)規(guī)律明顯。

2009年西部大開發(fā)戰(zhàn)略完成了第一個(gè)十年計(jì)劃，2010年西部大開發(fā)進(jìn)入了深化階段，國家和政府對(duì)西部地區(qū)提出了新的要求，即更加注重生態(tài)文明建設(shè)與自我發(fā)展能力，政策逐漸由 “輸血”向 “造血”轉(zhuǎn)換［26］。西北地區(qū)為了響應(yīng)政策的轉(zhuǎn)換，進(jìn)行了自身發(fā)展的調(diào)整。在發(fā)展調(diào)整的背景下，2011年蘭州市、漢中市憑借16.53%、15.62%的年均增長率，促使創(chuàng)新能力重心向東南移動(dòng)。2013年經(jīng)過短暫的調(diào)整，白銀市、天水市、隴南市等東部城市的創(chuàng)新環(huán)境得到明顯改善，進(jìn)而推動(dòng)城市創(chuàng)新能力的快速提升（白銀市增長率50.90%，天水市增長率18.43%，隴南市增長率16.68%），從而促使城市創(chuàng)新能力重心向東南移動(dòng)40.352km。2013年以后，克拉瑪依市、武威市逐漸完成了調(diào)整，創(chuàng)新績效水平得到快速提升，促使創(chuàng)新能力重心持續(xù)向西北移動(dòng)，累計(jì)向西北移動(dòng)112.722km，直至2016的（103.401°N， 37.160°E）。 隨后， 由于寶雞市（年均增長率為7.54%）、吳忠市（年均增長率為7.22%）創(chuàng)新能力的快速提升，重心在2017年、2018年經(jīng)歷了短暫的東南折回后，再次向西北移動(dòng)。

3.2.2 西北五省城市創(chuàng)新能力分維度重心演進(jìn)分析

為了進(jìn)一步探究西北五省城市創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部各要素重心演化進(jìn)程，本文通過ARCGIS 10.8對(duì)創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新主體及創(chuàng)新績效重心演化進(jìn)程進(jìn)行進(jìn)一步分析與展示（圖略）。

創(chuàng)新環(huán)境重心以年均10.238km的速度向東南方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)92.139km。由2011年的（103.335°N， 37.299°E）移至 2020 年的（104.065°N，36.906°E），整體呈現(xiàn)螺旋式向西北方向移動(dòng)；創(chuàng)新資源重心以年均0.648km的速度向西北方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)5.834km。由2011年的（104.441°N，36.790°E）移至 2020 年的（104.389°N， 36.786°E），移動(dòng)規(guī)律并不明顯，整體移動(dòng)距離較短；創(chuàng)新主體重心以年均6.940km的速度向西北方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng) 62.457km。由2011年的（104.455°N，36.485°E）移至 2020 年的（103.968°N， 36.767°E），整體呈現(xiàn)出東南（2011～2012年）-西北（2012～2018年）-東南（2018～2019年）-西北（2019～2020年）的演進(jìn)過程；創(chuàng)新績效重心以年均40.345km的速度向西北方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)363.109km。由2011 年的（103.778°N， 37.046°E）移至 2020年的（100.768°N， 38.319°E）， 整體呈現(xiàn)螺旋式演進(jìn)過程。

整體來看，西北五省城市創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)同性較低，創(chuàng)新資源、創(chuàng)新主體、創(chuàng)新績效重心均向西北方向移動(dòng)，而創(chuàng)新環(huán)境重心的移動(dòng)整體呈現(xiàn)出反方向（東南方向）移動(dòng)趨勢。創(chuàng)新資源與創(chuàng)新主體重心的空間重疊性較高，但變動(dòng)一致性較低，反映出西北五省創(chuàng)新資源配置效率不高的現(xiàn)狀。創(chuàng)新環(huán)境與創(chuàng)新主體、創(chuàng)新資源重心的空間重疊性有所加強(qiáng)，說明良好的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)環(huán)境，是吸引創(chuàng)新人才與其他資源流入的關(guān)鍵。創(chuàng)新主體與創(chuàng)新績效重心的變動(dòng)一致性較強(qiáng)，且創(chuàng)新主體重心的變化早于創(chuàng)新績效，但是空間重疊性較弱，說明2011年以來西北五省中西北部城市創(chuàng)新主體的產(chǎn)出效率有所提高。

3.2.3 西北五省城市創(chuàng)新能力重心演化驅(qū)動(dòng)分析

本文在重心模型的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過重心耦合分析模型，對(duì)西北五省城市創(chuàng)新能力重心空間演變的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析。

從空間的重疊性來看（見圖2），創(chuàng)新能力與創(chuàng)新績效的重心距離呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢；創(chuàng)新能力與創(chuàng)新資源的重心距離呈現(xiàn)出先下降后上升的 “U”型趨勢，2015年為最低點(diǎn)（0.748km）；創(chuàng)新能力與創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新主體的重心距離逐漸趨于穩(wěn)定，分別在0.135～0.762km之間和0.380～1.079km之間上下波動(dòng)，具有較強(qiáng)的空間重疊性，其中創(chuàng)新能力與創(chuàng)新環(huán)境空間重疊性最強(qiáng)，集聚效果最為顯著。

圖2 空間的重疊性

從變動(dòng)的一致性來看（見圖3），創(chuàng)新能力與創(chuàng)新環(huán)境重心的變動(dòng)一致性系數(shù)呈現(xiàn)先 “W”型后下降的變動(dòng)趨勢，在2012年、2013年、2016年、2018年、2019年兩者變動(dòng)方向相同，而其他年份兩者變動(dòng)方向相反；創(chuàng)新能力與創(chuàng)新資源的重心變動(dòng)方向逐漸由反向向同向演變，2016年以后兩者變動(dòng)方向呈相同方向（變動(dòng)一致性系數(shù)趨近于1）；創(chuàng)新能力與創(chuàng)新主體重心的變動(dòng)一致性系數(shù)呈現(xiàn)出左窄右寬的 “W”型變動(dòng)趨勢，兩者的重心變動(dòng)方向逐漸由同向向反向演變；而創(chuàng)新能力與創(chuàng)新績效重心的變動(dòng)一致性系數(shù)呈上下波動(dòng)趨勢，同向與反向變動(dòng)交替出現(xiàn)，但持續(xù)時(shí)間變短。

圖3 變動(dòng)的一致性

綜合來說，西北五省城市創(chuàng)新能力與創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新主體的重心具有較強(qiáng)的空間耦合性，在地理上表現(xiàn)為重心的空間重疊性較高，其中與創(chuàng)新環(huán)境的空間耦合性最高。說明城市創(chuàng)新能力的發(fā)展需要城市擁有良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。2017年以前，創(chuàng)新能力與創(chuàng)新主體、創(chuàng)新績效的重心變動(dòng)具有顯著的一致性，2017年以后創(chuàng)新資源對(duì)創(chuàng)新能力重心轉(zhuǎn)移的驅(qū)動(dòng)作用逐漸顯現(xiàn)。說明城市創(chuàng)新能力重心變動(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力逐漸由創(chuàng)新主體、創(chuàng)新績效向創(chuàng)新資源轉(zhuǎn)換。

3.3 全域視角下西北五省城市創(chuàng)新能力驅(qū)動(dòng)探測

為進(jìn)一步探究西北城市創(chuàng)新能力的微觀驅(qū)動(dòng)因素，本文借鑒辛龍等［27］的做法，先進(jìn)行離散化和類別化處理（運(yùn)用自然斷裂法將各因子分為5級(jí)），再通過地理探測器模型中的因子探測器模型，對(duì)影響城市創(chuàng)新能力的微觀驅(qū)動(dòng)因素的演變進(jìn)行探究。如圖4所示，西北城市創(chuàng)新能力核心驅(qū)動(dòng)因素主要集中在創(chuàng)新主體。各因子對(duì)西北城市創(chuàng)新能力均具有一定的驅(qū)動(dòng)作用，但也存在一定的差異。核心驅(qū)動(dòng)因素依次為（平均水平）：高等學(xué)校個(gè)數(shù)（0.830）、規(guī)模以上企業(yè)數(shù)量（0.771）、普通高等學(xué)校學(xué)生占比（0.764）、科學(xué)研究與技術(shù)服務(wù)業(yè)人員數(shù)（0.733）、萬人專利授權(quán)量（0.729）。

圖4 西北五省城市創(chuàng)新能力探測因子結(jié)果

高等學(xué)校作為創(chuàng)新成果產(chǎn)出的重要陣地，是科研機(jī)構(gòu)落戶的重要場所。高校與企業(yè)產(chǎn)學(xué)研的深度融合，能有效促進(jìn)創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而提高城市創(chuàng)新能力。規(guī)模以上企業(yè)作為推動(dòng)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵主體之一，是技術(shù)創(chuàng)新成果產(chǎn)出的另一個(gè)重要陣地。規(guī)模以上企業(yè)為追求利潤最大化，會(huì)加大創(chuàng)新投入，提高生產(chǎn)效率，充分利用資源稟賦差異，優(yōu)化資源配置，形成集聚經(jīng)濟(jì)，以降低生產(chǎn)成本，進(jìn)而提高企業(yè)競爭力?？茖W(xué)研究與技術(shù)服務(wù)業(yè)人員數(shù)和普通高等學(xué)校學(xué)生占比在一定程度上衡量了城市人力資本結(jié)構(gòu)與文化水平，人力資本結(jié)構(gòu)的改善和文化水平的提升能有效提高城市創(chuàng)新吸收能力、創(chuàng)新效率，推動(dòng)創(chuàng)新的溢出，對(duì)吸收知識(shí)溢出和促進(jìn)二次創(chuàng)新具有重要的作用［28］。而萬人專利授權(quán)量作為創(chuàng)新活動(dòng)的主要產(chǎn)出成果之一，是創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化的主要來源，萬人專利授權(quán)數(shù)量的增加在一定程度上推動(dòng)了城市創(chuàng)新能力的提升。

值得注意的是，金融深化作為衡量區(qū)域金融發(fā)展水平的主要指標(biāo)，其對(duì)西北五省城市創(chuàng)新能力的驅(qū)動(dòng)作用卻在逐漸減弱，由2011年的0.653下降至2020年的0.355。而創(chuàng)新績效對(duì)城市創(chuàng)新能力的驅(qū)動(dòng)主要體現(xiàn)在萬人專利授權(quán)量上，結(jié)構(gòu)優(yōu)化和效率導(dǎo)向的驅(qū)動(dòng)作用較小，尤其是效率導(dǎo)向，反映出西北五省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、效率水平不高的現(xiàn)狀。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

本文運(yùn)用重心模型、空間耦合分析模型及地理探測器模型對(duì)2011～2020年西北五省30個(gè)地級(jí)市創(chuàng)新能力重心的動(dòng)態(tài)演化及驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行分析研究。得出以下結(jié)論：（1）2011～2020年，西北五省城市創(chuàng)新能力呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢（年均增長率4.39%），由2011年的0.115上升至2020年的0.170。但整體上仍處于較低水平，首府城市創(chuàng)新能力溢出效應(yīng)不強(qiáng)；（2）西北五省城市創(chuàng)新能力重心以年均7.808km的速度向西北方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)70.274km，區(qū)域不平衡的發(fā)展現(xiàn)狀有所改善。城市創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)同性不足，創(chuàng)新資源配置效率不高；（3）西北五省城市創(chuàng)新能力與創(chuàng)新環(huán)境的重心具有較強(qiáng)的空間耦合性，創(chuàng)新能力重心變動(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力逐漸由創(chuàng)新主體、創(chuàng)新績效向創(chuàng)新資源轉(zhuǎn)換；（4）西北五省創(chuàng)新能力核心驅(qū)動(dòng)因素主要集中在創(chuàng)新主體層面，金融深化的驅(qū)動(dòng)作用在逐漸減弱，科技成果轉(zhuǎn)化能力不足。

4.2 討論

2020年5月中共中央、國務(wù)院頒布了 《關(guān)于新時(shí)代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見》，明確指出要不斷提升西部地區(qū)創(chuàng)新發(fā)展能力，以創(chuàng)新能力建設(shè)為核心，加強(qiáng)創(chuàng)新開放合作，打造區(qū)域創(chuàng)新高地。而西北地區(qū)特殊的地理位置與氣候環(huán)境，以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)與新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的相對(duì)滯后，制約了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高質(zhì)量發(fā)展。因此創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)成為了提高西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境、縮小東西差距的關(guān)鍵。

（1）自2011年以來西北五省城市創(chuàng)新能力水平呈波動(dòng)上升趨勢，但整體上創(chuàng)新能力仍處于較低水平，這與周銳波等［24］觀點(diǎn)一致。創(chuàng)新環(huán)境（年均增長率7.64%）增長顯著，而創(chuàng)新績效（年均增長率3.93%）、創(chuàng)新主體（年均增長率2.93%）以及創(chuàng)新資源（年均增長率1.86%）卻呈現(xiàn)低速增長趨勢，創(chuàng)新環(huán)境水平較高，對(duì)城市創(chuàng)新能力提升的推動(dòng)效應(yīng)較強(qiáng)。

（2）本文發(fā)現(xiàn)2011～2020年西北五省城市創(chuàng)新能力重心以年均7.808km的速度向西北方向移動(dòng)，累計(jì)移動(dòng)70.274km。西北地區(qū) “東高西低”的發(fā)展現(xiàn)狀有所改善，但首府城市的極化效應(yīng)仍然存在，中心城市創(chuàng)新能力溢出效應(yīng)較弱，這與何舜輝等［29］對(duì)全國樣本測度的結(jié)論基本一致。在進(jìn)行城市創(chuàng)新能力分維度重心演進(jìn)分析時(shí)，本文又進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)西北城市創(chuàng)新系統(tǒng)內(nèi)部協(xié)同性不足，創(chuàng)新資源配置效率不高。

（3）本文進(jìn)一步運(yùn)用空間耦合分析模型和地理探測器模型探究了西北五省創(chuàng)新能力重心時(shí)空間演化的驅(qū)動(dòng)因素，發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新能力與創(chuàng)新環(huán)境具有較強(qiáng)的空間耦合性，創(chuàng)新能力重心變動(dòng)的核心驅(qū)動(dòng)力逐漸由創(chuàng)新主體、創(chuàng)新績效向創(chuàng)新資源轉(zhuǎn)換，驅(qū)動(dòng)西北城市創(chuàng)新能力提升的核心驅(qū)動(dòng)因素主要集中在創(chuàng)新主體層面，科技成果轉(zhuǎn)化能力不足。因此，在未來研究中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下兩個(gè)問題：（1）如何打破西北地區(qū)城市創(chuàng)新能力現(xiàn)有的增長極模式，改善創(chuàng)新環(huán)境吸引創(chuàng)新資源及創(chuàng)新人才，提高創(chuàng)新資源配置效率，增強(qiáng)創(chuàng)新的空間溢出效應(yīng)，推動(dòng)西北城市創(chuàng)新能力由增長極模式向核心-邊緣模式轉(zhuǎn)變； （2）助力科技成果的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、提高勞動(dòng)效率與能源利用率。進(jìn)而提升西北地區(qū)創(chuàng)新能力，加快打造西北地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展新格局。

注釋：

①哈密市、吐魯番市、海東市數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重。

②人均二氧化碳排放量參考吳建新和郭智勇［30］的方法測算得出。