吳 尚， 翟 彬， 程利莎

（河南大學(xué)地理與環(huán)境學(xué)院，河南 開封 475000）

創(chuàng)新是引領(lǐng)經(jīng)濟社會發(fā)展的第一動力，城市作為創(chuàng)新活動的承載區(qū)域，衡量其競爭力的關(guān)鍵就是衡量其創(chuàng)新能力，黨的二十大報告明確提出堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位。黃河流域是中國重要的生態(tài)屏障和經(jīng)濟地帶，在中國經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)安全方面具有十分重要的地位［1］，在2021 年中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃綱要》文件當(dāng)中亦明確指出，加大該區(qū)域科技創(chuàng)新投入力度，提升科技創(chuàng)新支撐能力［2］。

創(chuàng)新體系最早是從國家高度入手，在此之后轉(zhuǎn)向?qū)^(qū)域的創(chuàng)新體系研究。Charles Landry 在《The creative city》中較完整地提出了城市創(chuàng)新活力測度體系，Landry 認(rèn)為活力是一個城市為了生存而聚集的基本能力［3］。Florida 從理論出發(fā)提出3T要素，即人才、技術(shù)、包容對創(chuàng)新城市發(fā)展的推動作用，此后學(xué)者從實證角度不斷完善3T理論［4］。James Simmie從集聚經(jīng)濟的角度對斯圖加特、米蘭、阿姆斯特丹、巴黎和倫敦5 個典型歐洲城市進(jìn)行研究，認(rèn)為城市創(chuàng)新有5大重點：企業(yè)積聚、產(chǎn)業(yè)集聚、科學(xué)家集中、專業(yè)知識和技術(shù)以及對外交流［5］。

國內(nèi)學(xué)者的評價指標(biāo)體系可以分為3 種類型：一是從投入-產(chǎn)出角度出發(fā)，如范柏乃等［6］從技術(shù)創(chuàng)新投入能力、產(chǎn)出能力、配置能力、支撐能力和管理能力5 個方面來測度和分析城市技術(shù)創(chuàng)新能力；喬章鳳等［7］從城市科技創(chuàng)新投入能力、創(chuàng)新產(chǎn)出能力，創(chuàng)新環(huán)境支撐和基礎(chǔ)創(chuàng)新支撐4 個方面入手，構(gòu)建城市科技創(chuàng)新能力測度體系；張建偉等［8］聚焦創(chuàng)新產(chǎn)出，以專利授權(quán)量單個指標(biāo)來表征創(chuàng)新產(chǎn)出，對江蘇省縣域創(chuàng)新產(chǎn)出進(jìn)行空間計量經(jīng)濟分析。二是從創(chuàng)新能力構(gòu)成要素方面出發(fā)，如謝科范等［9］認(rèn)為城市創(chuàng)新能力是一種綜合能力，需要以城市的經(jīng)濟基礎(chǔ)、社會科研、教育文化及技術(shù)環(huán)境4個方面來構(gòu)成其支撐體系；倪鵬飛等［10］構(gòu)建城市創(chuàng)新能力結(jié)構(gòu)方程，將指標(biāo)分為外源變量和內(nèi)生變量2種類型，重點分析了城市創(chuàng)新系統(tǒng)的關(guān)鍵因素和影響機制。三是從創(chuàng)新能力定義及創(chuàng)新系統(tǒng)功能出發(fā)，如段利忠等［11］用灰色聚類分析法從知識創(chuàng)新能力、技術(shù)創(chuàng)新能力、制度創(chuàng)新能力、服務(wù)創(chuàng)新能力及宏觀發(fā)展水平5 個維度評價城市創(chuàng)新能力；張立柱等［12］將城市創(chuàng)新能力細(xì)化為知識創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、政府行為和服務(wù)創(chuàng)新4種能力，并建立相應(yīng)的測度指標(biāo)；周燦等［13］從知識創(chuàng)新能力、技術(shù)創(chuàng)新能力及創(chuàng)新基礎(chǔ)環(huán)境3個方面概括城市創(chuàng)新能力。

國內(nèi)關(guān)于流域尺度的創(chuàng)新能力研究集中在黃河流域、長江流域和淮河流域。曾剛等［14］分析了2006—2018 年黃河流域城市技術(shù)創(chuàng)新和綠色發(fā)展水平的時空演變，并探討了技術(shù)創(chuàng)新對綠色發(fā)展的影響機理，認(rèn)為黃河流域城市技術(shù)創(chuàng)新的提升對綠色發(fā)展的影響先抑后揚，與其對鄰近城市的影響剛好相反；武曉靜等［15］以長江經(jīng)濟帶城市為研究對象，分析了2000—2014年其創(chuàng)新能力的空間分布和演變；徐維祥等［16］以長江經(jīng)濟帶的中心城市為研究對象，重點關(guān)注創(chuàng)新產(chǎn)出的時空演變，并分析其成因；曹玉華等［17］以淮河生態(tài)經(jīng)濟帶為研究對象，構(gòu)建指標(biāo)體系分析其綜合發(fā)展水平及區(qū)域差異，認(rèn)為淮河生態(tài)經(jīng)濟帶總體發(fā)展水平不高，并提出強化其創(chuàng)新驅(qū)動等發(fā)展策略。

我國學(xué)者在進(jìn)行這類研究時往往更加關(guān)注創(chuàng)新水平本身就比較高的省會城市或東部沿海城市［18］，而對于欠發(fā)達(dá)地區(qū)城市較少著墨，難以有效支撐國家或區(qū)域的全面創(chuàng)新發(fā)展。黃河流域地域范圍廣闊，貫穿東中西，涉及城市既有發(fā)達(dá)城市又有欠發(fā)達(dá)城市。因此，本文以黃河流域城市為研究對象對于全國多數(shù)城市創(chuàng)新發(fā)展具有參考意義。

1 研究區(qū)概況

黃河從上游至下游依次經(jīng)過青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南及山東9 省區(qū)，2020年，9省區(qū)的人口及GDP 總量分別占全國的29.8%、24.5%，在我國經(jīng)濟社會發(fā)展中有著重要地位，但生態(tài)環(huán)境脆弱，人口、資源、環(huán)境矛盾突出，整體發(fā)展質(zhì)量不高。本文以《黃河年鑒》為參考依據(jù)，選取65個地級行政單元為黃河流域城市范圍，具體范圍見下圖1。其中部分自治州及地級市數(shù)據(jù)缺失嚴(yán)重，予以剔除，最終確定48個地級市為本文具體研究區(qū)域，并參照黃河水系上游、中游、下游河段的劃分，將研究區(qū)域劃分3段，上游區(qū)域為西寧市至固原市，中游區(qū)域為呼和浩特市至臨汾市，下游區(qū)域為鄭州市至菏澤市。

圖1 黃河流域示意圖Fig.1 Schematic diagram of the Yellow River Basin

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文數(shù)據(jù)的主要來源為《2021中國城市統(tǒng)計年鑒》，部分來自青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東9省區(qū)的統(tǒng)計年鑒、各市統(tǒng)計局官方網(wǎng)站、2020 年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報，同時由于一些城市數(shù)據(jù)的缺乏，沒有2020年的相應(yīng)所需數(shù)據(jù)，采用相鄰年份的數(shù)據(jù)進(jìn)行替代。

2.2 研究方法

（1）構(gòu)建指標(biāo)體系

在理想情況下，評價指標(biāo)體系要求既能覆蓋評價對象的全部特征又能保證指標(biāo)間完全線性無關(guān)，但實際操作中不可能達(dá)到這種理想狀態(tài)，因此，指標(biāo)數(shù)量過大會導(dǎo)致重疊的可能性加大，指標(biāo)數(shù)量過小會導(dǎo)致測度結(jié)果片面，本文通過建立指標(biāo)的分層結(jié)構(gòu)保證準(zhǔn)測層及指標(biāo)間的獨立性，避免指標(biāo)間的相互交叉。通過對文獻(xiàn)的研究整理，發(fā)現(xiàn)較多學(xué)者基于創(chuàng)新能力的定義將評價指標(biāo)體系分解為知識、技術(shù)、經(jīng)濟和環(huán)境4 個層面［18-19］，本文從科學(xué)性、典型性、主導(dǎo)性、可獲取性和可量化性5大指標(biāo)選取原則出發(fā)，構(gòu)建了涵蓋人才培養(yǎng)能力、科技研發(fā)能力、經(jīng)濟支撐能力和環(huán)境服務(wù)能力4個維度，共24個指標(biāo)的測度體系。人才培養(yǎng)能力是創(chuàng)新能力的根本，科技研發(fā)能力是創(chuàng)新能力的核心，經(jīng)濟支撐能力和環(huán)境服務(wù)能力是創(chuàng)新能力不可或缺的基礎(chǔ)要素，具體指標(biāo)見表1。

表1 城市創(chuàng)新能力測度指標(biāo)體系Tab.1 Indicator system for measuring urban innovation capacity

（2）指標(biāo)數(shù)值預(yù)處理

通常使用的無量綱化處理方法有Z計分、極差標(biāo)準(zhǔn)化法、向量規(guī)范法等，不同的方法有其適用范圍，需要根據(jù)數(shù)據(jù)性質(zhì)和研究目標(biāo)來選擇，本文使用熵權(quán)法對指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)，參照朱喜安對于熵權(quán)法中無量綱化方法的探討，認(rèn)為熵權(quán)法在實際運用中更傾向于選擇極差標(biāo)準(zhǔn)化，其適用性要優(yōu)于其他方法［19］，因此選擇極差標(biāo)準(zhǔn)化消除量綱，公式如下：

式中：X′ij為第i個城市、第j個指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；Xij為第i個城市、第j個指標(biāo)的原始數(shù)值；Mj為第j個指標(biāo)xij的最大值；mj為第j個指標(biāo)xij的最小值。

（3）熵權(quán)法

為了使權(quán)重在確定過程中產(chǎn)生的主觀影響及各指標(biāo)間產(chǎn)生的客觀影響盡可能降至最小，本文運用熵權(quán)法對各評價指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán)（表1），其優(yōu)點是可避免主觀因素的干擾，以指標(biāo)的重要程度為賦權(quán)依據(jù)。在構(gòu)成的指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣中，數(shù)據(jù)的離散度越小，熵值越大，所提供的信息量越小，該指標(biāo)對總體評價的影響越小，相應(yīng)權(quán)重越小，反之權(quán)重就越大［20］。

（4）基尼系數(shù)（G）

城市之間創(chuàng)新能力的差異程度需要科學(xué)定量地衡量，本文使用基尼系數(shù)進(jìn)行測度，基尼系數(shù)能夠直接反映出區(qū)域創(chuàng)新水平間的不平等程度，公式如下：

式中：n為城市總數(shù)；Ui、Uj分別為所評價城市中任意2個創(chuàng)新能力綜合得分；為城市創(chuàng)新能力綜合得分的平均值。

（5）莫蘭指數(shù)（Moran’sI）

為了測度黃河流域城市創(chuàng)新能力在空間上的集聚狀態(tài)，引入Moran’sI的概念。Moran’sI和Geary系數(shù)是2個度量空間自相關(guān)的全局性指標(biāo)，兩者之間存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，參考1987年Grifith提出的應(yīng)用模擬實驗，結(jié)果表明兩者都可以進(jìn)行空間自相關(guān)的全局評估，基本可以互相替代，相比較而言Moran’sI更不易偏離正態(tài)分布，因此本文選擇更具適用性的Moran’sI［21］。具體Moran’sI計算公式如下：

式中：Ui、Up分別為區(qū)域i、區(qū)域p的觀測值；Zip為所選城市i和所選城市p兩者之間的空間權(quán)重值；S為所有空間權(quán)重的聚合。

（6）障礙度模型

為了找出限制黃河流域城市創(chuàng)新能力進(jìn)一步提升的關(guān)鍵因素，使用障礙度模型，通過障礙度的大小判斷障礙因素的影響程度，具體計算公式如下：

式中：Oij為指標(biāo)層障礙度；Fj為單項指標(biāo)對總目標(biāo)的權(quán)重，F(xiàn)j=Wj×Wr，Wj為指標(biāo)權(quán)重，Wr為準(zhǔn)則層權(quán)重，由其各項指標(biāo)的權(quán)重加和得到；Dij為指標(biāo)偏離度，表示單項指標(biāo)與總評價目標(biāo)之間的差距，Dij=1-x′ij；Vij為準(zhǔn)測層對城市創(chuàng)新能力的障礙度。

3 結(jié)果與分析

3.1 城市創(chuàng)新能力得分

基于熵值法計算得出黃河流域各城市創(chuàng)新能力評價指標(biāo)的權(quán)重，進(jìn)一步算出2020 年所選48 個城市的創(chuàng)新能力得分，及人才培養(yǎng)能力、科技研發(fā)能力、經(jīng)濟支撐能力及環(huán)境服務(wù)能力4 個維度的得分情況，結(jié)果如下表2所示。

表2 黃河流域城市創(chuàng)新能力得分及各維度得分Tab.2 Scores of innovation capacity of cities in the Yellow River Basin and scores of each dimension

如表2所示，黃河流域48個城市綜合創(chuàng)新能力得分的平均值為0.139，排名第一的西安市得分為0.849，排名末尾的隴南市得分0.023，平均值更偏向于低值城市的得分情況，對于黃河流域城市來說，整體的創(chuàng)新能力并不高，低值城市數(shù)量較多使整體得分偏低，存在兩級分化現(xiàn)象?？赡艿脑蛟谟邳S河流域本身人口與資源的矛盾、產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型的困難等一系列問題使得創(chuàng)新能力難以提高，高質(zhì)量發(fā)展進(jìn)程緩慢，且西安市、鄭州市等省會城市正處在極化效應(yīng)大于涓滴效應(yīng)的階段，各種生產(chǎn)要素向發(fā)達(dá)城市移動加上政策的傾斜，造成兩極分化現(xiàn)象。

具體來看，西安市、鄭州市、濟南市3 個城市的創(chuàng)新能力較強，得分分別是0.849、0.767和0.516，整體與其余各城市創(chuàng)新能力差距較大，其余城市皆處于低水平均衡狀態(tài)。隴南市、烏蘭察布市、慶陽市分別為0.023、0.030、0.031，排名倒數(shù)后三位，創(chuàng)新能力較弱。分維度來看，4 個維度的排序和城市創(chuàng)新能力的順序基本吻合，人才培養(yǎng)能力方面西安市和鄭州市均遠(yuǎn)高于平均水平，這與高等院校師資力量的分布有很大的關(guān)系，大部分高等院校、科研院所都集中分布在省會城市?？萍佳邪l(fā)能力層面，仍然是西安市、鄭州市、濟南市3 個城市位列前三，且與其余城市有巨大差距。在經(jīng)濟支撐能力方面，鄭州市、西安市位列第一、二名，說明兩城市有良好的經(jīng)濟基礎(chǔ)，尤其是鄭州市能為創(chuàng)新活動的展開提供充足資金支持。環(huán)境服務(wù)能力方面依舊是鄭州市和西安市表現(xiàn)良好，值得注意的是臨沂市排名上升位列第三，這表明作為魯東南地區(qū)中心城市的臨沂市有良好的創(chuàng)新發(fā)展前景。

圖2 黃河流域分段城市創(chuàng)新能力及各維度對比Fig.2 Comparison of innovation capacity and dimensions of cities in subsections of the Yellow River Basin

綜合來看，上游地區(qū)城市綜合創(chuàng)新能力平均得分為0.067，中游地區(qū)0.127，下游地區(qū)0.192，也就是說黃河流域創(chuàng)新能力呈現(xiàn)出從上、中、下游地區(qū)階梯式增高的趨勢，且下游城市與上游城市存在較大差距。這與曾剛等［14］關(guān)于黃河流域大部分城市技術(shù)創(chuàng)新能力得出的結(jié)果相吻合，技術(shù)創(chuàng)新在空間上不斷擴散，中游和下游城市的發(fā)明專利已形成集聚，造成這種階梯式遞增趨勢的可能原因在于上游地區(qū)城市生態(tài)環(huán)境脆弱，產(chǎn)業(yè)的競爭力較弱，下游地區(qū)本身有著良好的經(jīng)濟基礎(chǔ)，且得益于中原城市群和山東半島城市群的發(fā)展，虹吸效應(yīng)顯著。

分維度來看，從圖2 可以明顯觀察到4 個維度的得分都是下游地區(qū)城市得分高，上游地區(qū)城市得分最低，與城市綜合創(chuàng)新能力呈現(xiàn)出來的階梯遞增趨勢保持一致。人才培養(yǎng)能力層面，3 段地區(qū)城市人才培養(yǎng)能力相差不大，上游地區(qū)城市在人才培養(yǎng)方面并沒有過度落后。科技研發(fā)能力層面，上游地區(qū)能力突出，與下游地區(qū)拉開差距最大，這種巨大差距表現(xiàn)出上游地區(qū)城市在技術(shù)創(chuàng)新方面的薄弱以及創(chuàng)新資源分布的不協(xié)調(diào)。經(jīng)濟支撐能力層面，下游地區(qū)城市有著良好的資金支持，而上游地區(qū)城市的經(jīng)濟支撐能力表現(xiàn)出相應(yīng)的薄弱狀態(tài)。環(huán)境服務(wù)能力層面，同樣表現(xiàn)出階梯遞增趨勢，但3段地區(qū)城市之間的差異較小，黃河流域整體的創(chuàng)新基礎(chǔ)環(huán)境良好，創(chuàng)新活動的展開有良好的環(huán)境基礎(chǔ)。

3.2 城市創(chuàng)新能力空間分布格局

為了直觀地分析黃河流域城市創(chuàng)新能力的空間分布格局，本文使用ArcGIS 所提供的Jenks Natural Breaks 分級功能對2020 年黃河流域各城市創(chuàng)新能力的綜合得分進(jìn)行分級，將選取的48個城市劃分為5 個類型區(qū)，分別為低水平區(qū)、較低水平區(qū)、中等水平區(qū)、較高水平區(qū)、高水平區(qū)（圖3），并從4個維度展開分析（圖4）。

圖3 黃河流域城市創(chuàng)新能力空間分布Fig.3 Spatial distribution of innovation capacity of cities in the Yellow River Basin

圖4 黃河流域城市各維度創(chuàng)新能力空間分布Fig.4 Spatial distribution of cities in the Yellow River Basin by dimension of innovation capacity

從圖3可知，在總體空間分布上，城市創(chuàng)新能力大體是以朔州—隴南為線，呈現(xiàn)東南高西北低的空間分異格局，山東、河南、山西、陜西4省整體創(chuàng)新水平偏高，鄭州市、濟南市、西安市高值城市周邊的城市創(chuàng)新水平相對較高。相比較而言，西北部創(chuàng)新水平普遍偏底，且高值城市向周圍城市輻射帶動作用不強，比如甘肅省的蘭州市，自身創(chuàng)新發(fā)展能力靠前，與其鄰近的白銀市、武威市卻是創(chuàng)新能力低水平區(qū)。

從人才培養(yǎng)能力來看，教育資源的投入普遍集中在省會城市，且人才從中心城市向外輸送的能力偏低。在科技研發(fā)能力空間分布上，東南高西北低的空間分異現(xiàn)象更加顯著，創(chuàng)新資源明顯集中于經(jīng)濟較發(fā)達(dá)的山東、河南、山西、陜西4 省份，甘肅、寧夏等西北部地區(qū)在科技研發(fā)方面不夠重視。經(jīng)濟支撐能力方面，可以明顯觀察到高值城市數(shù)量的增加，呼和浩特市、包頭市、鄂爾多斯市等部分中部地區(qū)對創(chuàng)新發(fā)展有著良好的經(jīng)濟支撐能力。環(huán)境服務(wù)能力層面，高值城市數(shù)量相較于經(jīng)濟支撐能力數(shù)量有所減少，但也存在著高值城市分布從東向西的遷移，這表明在相對落后的中、西部城市有著可觀的創(chuàng)新發(fā)展前景，供創(chuàng)新活動開展的環(huán)境基礎(chǔ)良好。

3.3 城市創(chuàng)新能力空間差異及集聚特征

本文采用基尼系數(shù)來判斷黃河流域城市創(chuàng)新能力的空間差異特征，計算得出黃河流域城市創(chuàng)新能力的基尼系數(shù)為0.474。G值介于0.4～0.5之間，黃河流域各城市之間創(chuàng)新能力的差距較大，這也印證了上述表中所體現(xiàn)的巨大數(shù)值差異及城市創(chuàng)新水平空間分布圖所呈現(xiàn)的空間分異。再從4個維度來看，人才培養(yǎng)能力的基尼系數(shù)為0.54，科技研發(fā)能力的基尼系數(shù)為0.60，經(jīng)濟支撐能力的基尼系數(shù)為0.50，環(huán)境支撐能力的基尼系數(shù)為0.28，其中只有環(huán)境支撐能力的G值介于0.2～0.3之間，黃河流域城市在創(chuàng)新環(huán)境方面處于比較均衡的狀態(tài)，其余3 個維度的基尼系數(shù)都展示出較大的空間差異，尤其是科技研發(fā)能力，G值最大。當(dāng)前，黃河流域各城市整體的創(chuàng)新資源分布并不協(xié)調(diào)，科技研發(fā)能力層面上，這種不均衡現(xiàn)象更加顯著，人才、科技都更傾向于本身發(fā)展良好的中心城市，尤其集中在中、下游地區(qū)。

關(guān)于能源轉(zhuǎn)型分析的評述:(二)不確定性及其應(yīng)對//舒印彪,薛禹勝,蔡斌,凌文,韓建國,陳新宇,M.B.MCELROY//(10):1

城市集聚特征方面，本文使用Geo-Da 軟件對2020 年黃河流域各城市創(chuàng)新能力空間自相關(guān)狀態(tài)展開分析，并繪制城市創(chuàng)新能力及各維度的Moran散點圖、LISA 分布圖，其中人才培養(yǎng)能力的Z值未通過顯著性檢驗，在空間分布上呈現(xiàn)隨機性，城市總創(chuàng)新能力及其余3個維度的Moran散點圖和LISA分布如圖5～6 所示，Z值依次為2.05、2.56、1.69、5.56，均通過顯著性檢驗，Z是正值且顯著說明城市創(chuàng)新能力、科技研發(fā)能力、經(jīng)濟支撐能力和環(huán)境服務(wù)能力存在正的空間自相關(guān)，相似的觀測值趨于空間集聚。

圖5 黃河流域城市創(chuàng)新能力及分維度Moran散點圖Fig.5 Moran’s I scatterplot of innovation capacity and sub-dimension of cities in the Yellow River Basin

先看總體的城市創(chuàng)新能力，四象限內(nèi)都有樣本點分布，第三象限分布的點數(shù)最多最密集，其次是第一象限，表明城市之間創(chuàng)新能力的空間自相關(guān)方式，主要是低-低集聚，其次是高-高集聚，低-低集聚類型的城市數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于高-高集聚類型，且散點圖中第三象限的點最為密集，呈現(xiàn)非常明顯的集聚特征。再分維度來看，在科技研發(fā)能力、經(jīng)濟支撐能力和環(huán)境服務(wù)能力3 個層面上，展現(xiàn)出與總城市創(chuàng)新能力一致的正向集聚特征，四象限內(nèi)皆有樣本點分布，位于第三象限內(nèi)的低-低集聚類型的城市數(shù)量最多，屬于低值集聚的空間模式，再進(jìn)一步進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析（圖6）。

圖6 黃河流域城市創(chuàng)新能力及分維度LISA分布Fig.6 LISA distribution of innovation capacity and sub-dimensions of cities in the Yellow River Basin

總的來看，城市創(chuàng)新能力的空間關(guān)聯(lián)類型是以顯著低-低區(qū)為主，在空間上連片分布且數(shù)量最多，集中于中上游地區(qū)，創(chuàng)新能力較低的隴南市、天水市、平?jīng)鍪小c陽市、固原市、榆林市在空間上趨于集聚，而顯著高-高區(qū)只有山東省的淄博市，黃河流域城市的創(chuàng)新能力屬于低值集聚的空間模式。逆向關(guān)聯(lián)區(qū)的分布較為分散，被低值包圍的高值城市有蘭州市和太原市，被高值包圍的低值城市有焦作市和開封市，對于這些區(qū)域的城市來說應(yīng)避免過分極化造成區(qū)域發(fā)展失衡。再分維度來看，3 個維度都是下游地區(qū)城市以顯著高-高區(qū)為主，中上游地區(qū)城市以顯著低-低區(qū)為主，這與總創(chuàng)新能力的LISA分布圖一致，下游地區(qū)是高-高集聚，中上游地區(qū)是低-低集聚，這說明上游地區(qū)已經(jīng)形成了較強的虹吸效應(yīng)且發(fā)展良好的城市能夠帶動周邊城市發(fā)展，聯(lián)動形成組團(tuán)。3 個維度的逆向關(guān)聯(lián)區(qū)分布較為分散且數(shù)量較少，主要是被低值包圍的高值城市數(shù)量多。

3.4 城市創(chuàng)新能力主要障礙因素分析

本文使用障礙度模型計算出黃河流域48 個城市各指標(biāo)的障礙度，排名前五的指標(biāo)作為主要障礙因素（表3）。整體來看，主要障礙因素存在一致性，且不同城市又有其特殊的障礙因素，指標(biāo)層障礙度平均值排名前五的依次為有效發(fā)明數(shù)（C8）>公共圖書館藏書量（C4）>貨物出口額（C14）>貨物進(jìn)口額（C15）>R&D 經(jīng)費內(nèi)部支出（C11），上、中、下游的分段平均值排名與總體一致。其中，有效發(fā)明數(shù)對黃河流域城市創(chuàng)新能力的發(fā)展影響程度較強，有效發(fā)明數(shù)表示統(tǒng)計期間內(nèi)維持有效的發(fā)明專利數(shù)量，可以反映出創(chuàng)新活動的開展是否活躍，對于黃河流域來說各區(qū)域之間發(fā)明創(chuàng)造能力的不平衡是阻礙著整體創(chuàng)新能力提高的關(guān)鍵因素。準(zhǔn)測層障礙度平均值排名依次為科技研發(fā)能力>人才培養(yǎng)能力>經(jīng)濟支撐能力>環(huán)境服務(wù)能力，其中，科技研發(fā)能力始終是首要障礙因素，障礙度為40.69%，其次是人才培養(yǎng)能力，障礙度為33.75%，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與人才的培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)成為提升黃河流域城市創(chuàng)新能力的重點。

表3 黃河流域城市創(chuàng)新能力主要障礙因素及障礙度Tab.3 Main obstacles and degree of obstacles to the innovation capacity of cities in the Yellow River Basin

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

本文所研究的問題是如何衡量黃河流域城市創(chuàng)新的整體水平，并探討其內(nèi)部的空間分異、集聚特征，以及影響黃河流域城市創(chuàng)新水平的主要因素。與以往發(fā)表文獻(xiàn)結(jié)果相比，薛寶琪使用專利授權(quán)數(shù)據(jù)測度了黃河流域城市創(chuàng)新能力，其空間分異結(jié)果與集聚特征與本文一致［22］；任貴秀等［23］同樣以黃河流域城市為研究對象，使用綠色專利數(shù)據(jù)表征綠色創(chuàng)新水平，其空間自相關(guān)結(jié)果與本文存在一致性。但不同點也是本研究最大的創(chuàng)新點，本文從人才培養(yǎng)能力、科技研發(fā)能力、經(jīng)濟支撐能力、環(huán)境服務(wù)能力4 個維度構(gòu)建了城市創(chuàng)新能力測度體系，并對黃河流域城市進(jìn)行了綜合和分維度評價。仍需指出的是，本研究只反映黃河流域2020年的創(chuàng)新發(fā)展?fàn)顩r，并不涉及該區(qū)域連續(xù)時間段上的創(chuàng)新發(fā)展水平變化，且本研究僅僅是對黃河流域內(nèi)部空間格局的分析，缺乏與其他流域的對比研究，分析黃河流域城市創(chuàng)新能力的動態(tài)演化特征，及其與長江流域、淮河流域其他城市的差距仍是今后需要努力的方向。

更進(jìn)一步的，本文基于研究結(jié)果從上游落后地區(qū)、中游地區(qū)及下游發(fā)達(dá)地區(qū)3 方面提出針對性政策建議，上游地區(qū)重視人才培養(yǎng)和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，中游地區(qū)發(fā)揮橋梁作用，下游地區(qū)重視科技研發(fā)，具體政策建議如下：

（1）對于上游創(chuàng)新能力落后地區(qū)來說，要把重點放在人才培養(yǎng)和提高環(huán)境服務(wù)能力上。對于這些本身經(jīng)濟落后的城市來說，可以通過人才的培養(yǎng)、引進(jìn)和城市環(huán)境的提高來提升城市創(chuàng)新能力。因此從兩方面入手，一方面要重視教育資源的投入，提高教育普及程度，利用高等學(xué)校教育資源，重

點培養(yǎng)城市所需的技術(shù)人才，同時加強對高質(zhì)量創(chuàng)新人才的吸引能力，政府要采取一系列人才引進(jìn)措施并加大對上游地區(qū)的支持力度以改善教育資源分配不平衡問題。另一方面不斷提高基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升交通、物流、生產(chǎn)服務(wù)等方面的配套條件，提高城市整體的環(huán)境服務(wù)能力。中下游地區(qū)的產(chǎn)業(yè)為順應(yīng)區(qū)域比較優(yōu)勢的變化會將產(chǎn)業(yè)向上游段發(fā)展中區(qū)域轉(zhuǎn)移，這為上游段城市的發(fā)展提供了良好的機遇。

（2）中游地區(qū)發(fā)揮橋梁作用，連通上、下游城市，以縮小差距協(xié)調(diào)發(fā)展。黃河流域城市的創(chuàng)新能力分布處于較不均衡狀態(tài)，存在較大的空間差異，東南高西北低，下游強上游弱，且空間關(guān)聯(lián)格局上低-低集聚類型的城市數(shù)量最多。因此，落后地區(qū)本身發(fā)展水平低，能被分配到的資源相應(yīng)的也更少，不能讓黃河流域創(chuàng)新能力發(fā)展失衡的格局被固化，對于中游段城市來說，要依靠區(qū)位優(yōu)勢不斷發(fā)揮橋梁作用，建立四通八達(dá)的城市交通網(wǎng)絡(luò)，連接上、下游城市，發(fā)揮下游地區(qū)的帶動作用，以使黃河流域整體的城市創(chuàng)新能力發(fā)展趨于協(xié)調(diào)。

（3）對于下游創(chuàng)新能力良好的地區(qū)來說，企業(yè)要不斷提高自主創(chuàng)新能力，并向上游地區(qū)輸送先進(jìn)技術(shù)、人才與思想。對于該區(qū)域?qū)嵙^強的企業(yè)來說，如果想長期持久地發(fā)展進(jìn)步不被時代淘汰，就需要不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新并注重科技研發(fā)能力，成為科技創(chuàng)新的主要載體。因此，要采取切實有效的措施手段加大各城市企業(yè)科研資金、科技人才的投入，比如政府對企業(yè)R&D 經(jīng)費的支持，以及一系列稅收激勵措施，引導(dǎo)企業(yè)重視科技創(chuàng)新，同時加強企業(yè)進(jìn)行科技研發(fā)的自主性，形成創(chuàng)新意識。

4.2 結(jié)論

（1）從城市創(chuàng)新能力得分來看，黃河流域城市創(chuàng)新能力有著上游、中游、下游的階梯式遞增趨勢，且省會城市與其他城市在創(chuàng)新能力方面的差距顯著。根據(jù)城市的創(chuàng)新能力發(fā)展水平，我們認(rèn)為黃河流域大部分城市還沒有進(jìn)入到使科技創(chuàng)新成為經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展核心驅(qū)動力的階段。

（2）從空間分布格局表現(xiàn)來看，黃河流域城市創(chuàng)新能力呈現(xiàn)東南高西北低的顯著分異特征，東南部已經(jīng)形成高值集聚片區(qū)，而西北部總體創(chuàng)新能力不強，且少數(shù)高值城市對周邊城市的帶動作用不明顯，極化效應(yīng)明顯大于涓滴效應(yīng)，各種人力、技術(shù)資源向高值城市輸送，而高值城市向周邊城市的反饋比較弱。

（3）從空間差異及集聚特征表現(xiàn)來看，空間差異方面，黃河流域整體創(chuàng)新能力分布較不均衡，創(chuàng)新資源分配不協(xié)調(diào)，這也應(yīng)證了上述結(jié)論，這種不協(xié)調(diào)不均衡的分布狀態(tài)必然會阻礙黃河流域各城市的高質(zhì)量發(fā)展。集聚特征方面，各城市在創(chuàng)新能力方面存在正向的空間關(guān)聯(lián)，但低-低集聚區(qū)占主導(dǎo)地位，高-高集聚區(qū)僅有一個，省會城市在發(fā)展過程中不可避免的會吸收周邊城市的各種生產(chǎn)要素，但是一旦強者越強、弱者越弱的局面愈演愈烈就需要政府的出面干預(yù)。