县域创新驱动发展水平测度与空间效应考察——以宁夏22个县（区、市）为例

张锦文 何风隽，2 苏 杨

（1.宁夏大学 经济管理学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏大学 党委统战部，宁夏 银川 750021；3.宁夏科技发展战略和信息研究所，宁夏 银川 750021）

一、问题的提出

县域创新能力是国家创新能力建设的重要内容和关键环节。2017年，《国务院办公厅关于县域创新驱动发展的若干意见》明确指出“支持县域开展以科技创新为核心的全面创新”。实施创新驱动发展战略，难点在县域，特别是西部县域。据国信中小城市指数研究院发布的《2021年中国中小城市高质量发展指数》，综合实力百强县（市）中，西部仅入选9个，占比不足10%；科技创新百强县（市）中，西部仅入选8个，占比也不足10%。地处西北的宁夏，县域经济发展落后，基础弱、短板多，与其他省份差距非常大，全国综合实力百强县（市）仅有灵武市入选（自2012年起），直到2018年贺兰县入选西部百强县，2018年盐池县入列全国首批创新型县（市）建设名单。2016年7月18日，习近平总书记视察宁夏时指出：“越是欠发达地区，越需要实施创新驱动发展战略。”宁夏于2017年、2019年先后出台了“创新30条”和《加强县域创新驱动发展的实施意见》，响应党中央号召，推动创新驱动战略由省域到县域实践。当前，亟须评估宁夏22个县（区、市）的创新驱动发展进程，找出具体问题，给出应对策略。

国内学者以国家样本[1]、中国省域[2-3]、国家自主创新示范区[4]、经济带[5]等不同区域为对象，开展了创新驱动发展水平评价与影响因素研究。而如管婧婧和周子杰等[6]以浙江县域、张建伟和窦攀烽等[7]以江苏县域为样本的县域研究文献则鲜见。此外，洪银兴[8]、任保平和郭晗[9]阐释了创新驱动发展的概念与内涵；梁正[10]、陈劲和张学文[11]梳理了创新驱动发展战略的政策出台和科技体制改革进程。现有文献达成了几点共识：首先，创新驱动发展主要依靠知识创新和技术创新等破解传统生产要素的量效瓶颈，从而使经济提质增效；其次，创新驱动发展战略是多方面创新协同的复杂系统工程；再次，创新驱动发展战略的主要目的是转变经济发展方式，实现可持续发展。已有研究的样本多限于全国整体、省域或经济带区，缺乏以西部欠发达县域为研究单元的创新驱动发展水平测度。综上，本文以宁夏22县（区、市）为研究样本，构建县域创新驱动发展水平综合评价指标体系，测度2017—2019年宁夏县域创新驱动发展水平，并运用地理信息统计方法分析其空间聚集与扩散效应。

二、评价指标体系构建与数据来源

（一）指标体系构建

基于创新驱动的内核内涵和宁夏22个县域的经济特征，以及考虑数据可得性，本文参考国家统计局“中国创新指数（CII）研究”课题组[12]的研究，从创新投入、创新成果、创新绩效、创新环境四个维度共27个指标构建了宁夏县域创新驱动发展综合评价指标体系（见表 1）。

表1 宁夏县域创新驱动发展综合评价指标体系

1.创新投入是创新驱动发展能力的构建基础。主要包含创新人才和创新经费：规上工业企业R&D人员体现了创新主体的创新人才存量；R&D投入强度和规上工业企业R&D支出体现了创新主体的创新经费投入；财政科技支出和科技金融总额体现了目前创新经费来源的非企业自身投入渠道。

2.创新成果指创新活动中的技术创新产出。主要包含研发产出的专利数量和应用扩散过程达成的技术合同成交额。

3.创新绩效指应用创新技术后宏观、微观的经济产量和效率。微观层面考查规上工业企业新产品销售收入；宏观层面考查全要素生产率、能源利用效率、人均GDP和城镇就业人数。

4.创新环境是构建创新驱动发展能力的外部保障。主要包含：县域生态环境及其治理现状，考虑到工业废水是县域最主要排放污染、工业固体废弃物综合利用率指标数据最齐整，选择这两个指标代理；城镇化进程用城镇化率反映；市场化进程，因为民营经济是反映市场活力的主要成分，故选用私有部门就业人员占从业人员总数的比重代替；人力资本状况，以财政教育支出占一般公共预算支出比重表示。

（二）研究区域与数据来源

研究区域为宁夏所辖22个县域，分布在宁夏北部沿黄灌区（西夏区、金凤区、兴庆区、贺兰县、永宁县、灵武市、大武口区、惠农区、平罗县、利通区、青铜峡市、中宁县、沙坡头区），宁夏中部干旱带（红寺堡区、盐池县、同心县）和南部六盘山区（原州区、西吉县、隆德县、泾源县、海原县、彭阳县）。

部分原始数据来源于《宁夏统计年鉴》《中国科技统计年鉴》《中国环境统计年鉴》，少量数据来自宁夏回族自治区统计局、科技厅资料及各县域企业调研。由于指标量纲不相同，对表1中所有二级指标数据统一标准化处理，采用最大最小值法。

三、宁夏县域创新驱动发展水平测度

采用因子分析法[13]测算宁夏22个县（区、市）的创新驱动发展综合指数。因子分析法的步骤：第一步，数据标准化处理，以消除指标量纲的影响；第二步，结合相关系数矩阵、KMO和Bartlett球形检验，判断指标是否适合因子分析；第三步，估计因子载荷矩阵，以初始特征值≥1的成分提取公因子，得到因子的方差贡献率；第四步，用凯撒正态化最大方差法将初始因子载荷矩阵旋转，得出评价因子；第五步，用最小二乘法导出因子得分，以旋转后因子的方差贡献率为权重对各因子得分求和得到系统得分。

（一）子系统因子分析

下面以2017年创新投入系统示例因子分析过程。KMO统计量为0.824＞0.7，相对接近于1，说明变量相关性比较强，Bartlett球形检验的统计量为409.555，显著性Sig.值0＜0.05，说明各变量相互独立。综上判断数据适合因子分析。由总方差解释可知，见初始特征值≥1的成分有4个，且累积方差贡献率达到89.472%，公因子的提取效果理想（见表2）。

表2 2017年创新投入系统总方差解释

由旋转后的成分矩阵（见表3），二级指标X1、X2、X3提成公因子FAC1_1，命名为R&D经费；X8、X9提成公因子FAC2_1，命名为R&D人才；X4、X5提成公因子FAC3_1，命名为财政科技投入；X6、X7提成公因子FAC4_1，命名为科技金融。

表3 旋转后的成分矩阵

以旋转后因子方差贡献率占累积的比值为权重，分别与R&D经费、R&D人才、财政科技投入、科技金融，即 FAC1_1、FAC2_1、FAC3_1、FAC4_1 这 4 个公因子得分对应相乘，再加总计算，得到2017年创新投入系统得分

如同创新投入子系统的公因子提取过程及得分软件计算，可得其他子系统的公因子及因子得分。创新成果子系统提取了2个公因子：专利产出量、科技成果转化率；创新绩效子系统提取4个公因子：全要素生产率、企业高新收入、居民收入与就业、能源利用效率；创新环境子系统提取3个公因子：城镇化与市场化经济水平、生态绿色化、人力资本支出。同理，如同创新投入系统得分的软件计算过程，可以计算各年的创新成果、创新绩效、创新环境子系统得分。

（二）宁夏县域创新驱动发展指数测算与比较

创新驱动发展指数的统计方法：采用各子系统得分求和，直接计算创新驱动发展指数，原因是基于各子系统已按累积贡献率加权，以避免过度累加权重出现统计偏差。重复上述分析过程，测度2017—2019年宁夏22个县（区、市）的创新驱动发展综合水平，统计得到各年指数与排名，结果见表4。

表4 宁夏22个县（区、市）创新驱动发展水平测度结果

1.由表4中创新驱动发展指数形成图1，可见：西夏区水平高出其他县（区、市）数倍，金凤区次之；兴庆区、大武口区处在第二水平梯度，其他银北县域处在第三水平梯度。包括中部干旱带在内的银南县域都处在低水平，其中银南六盘山区各县的创新驱动发展水平更处于低洼。还可见，除永宁县、大武口区、惠农区、海原县有明显下降波动外，2017—2019年大部分县域创新驱动水平在波动中呈现缓慢上升。即总体上，22个县（区、市）的创新驱动能力呈现“银北高-银南低”的不均衡低水平缓升发展态势。

图1 2017—2019年宁夏县域创新驱动发展指数

2.由表4中创新驱动发展排名形成图2，可见：西夏区始终以第一（1，1，1）稳居创新极；2017—2019 三年间，有些县（区）的创新驱动指数排名发生了大幅波动：永宁县、惠农区、海原县创新驱动指数排名显著下降；盐池县、原州区、隆德县排名显著上升，特别是盐池县排名跃升幅度最大。

图2 2017—2019年宁夏县域创新驱动发展指数排名

四、宁夏县域创新驱动水平的空间聚集特征与扩散效应

（一）宁夏县域创新驱动水平的空间聚集特征

1.基于全局Moran's I的空间自相关分析

空间自相关性描述的是同一变量在不同空间位置上的数值相互依赖性。一般常用全局Moran's I指数判断整个空间中自相关是否存在。全局Moran's I值范围在[-1，1]间，正值说明空间上趋于聚集，负值说明空间上趋于离散，其绝对值越大表征程度越强；当Moran's I近似为0，表示空间上不相关而呈随机分布。全局Moran's I指数是1948年由澳大利亚统计学家帕克·莫兰（Patrick Alfred Pierce Moran）提出，其定义如下：

其中，Xi和Xj分别表示空间单元i和j的观测值；n为空间单元容量；Wij以空间单元i与j之间距离表示权重，常用邻接距离法定义空间距离，赋值1代表空间单元i和j有共同边界，否则赋值为0。

依据表4所示的2017—2019年宁夏县域创新驱动发展指数，利用Arcgis9.3软件Spatial Auto Correlation工具和全局Moran's I公式，计算得到表5。可见，全局Moran's I值分别为 0.505，0.421，0.425，均大于 0；Z 值均高于临界值2.58，且显著性至少通过1%水平的检验，说明可信度超过99%。因此，宁夏县域创新驱动水平的空间聚集特征是显著的。

表5 2017—2019年宁夏县域创新驱动水平的空间自相关系数

2.空间聚集模式演化分析

上述全局Moran's I指数显著，只表明宁夏县域创新驱动发展在整体上存在聚集效应，而具体是哪些县域间聚集（或异常）及集聚的类型、程度和趋势，需要局部Moran's I指数。局部Moran's I指数是1995年由美国空间计量学家卢卡·安瑟林（Luc Anselin）提出，被常用于判断空间聚集模式演化。当I＞0，表示该县与其邻近县差异较小，要么同处于高水平，即空间聚集模式为H-H型（High-High）；要么同处于低水平，即L-L型（Low-Low）。当I＜0，表示该县与其邻近县差异较大，要么自身低水平被邻近高水平包围，即空间聚集模式为L-H型（Low-High）；要么自身高水平被邻近低水平包围，即H-L型（High-Low）。

利用Arcgis9.3软件计算2017—2019年宁夏各县域创新驱动水平的局部Moran's I指数，绘制LISA[14]聚集方式图。从图3可见，整体上，宁夏县域创新驱动水平存在着“银北高-高，银南低-低”的空间集聚格局，即银北县域创新驱动发展水平趋向“高-高”值集聚，而银南的中部干旱带基本无集聚、银南六盘山区各县趋向“低-低”值集聚。空间集聚分析的结果表明2017—2019年宁夏县域创新驱动水平的聚集态势总体分布变化不大，但局部有明显变化。

（1）H-H型县域向银北聚集趋势明显。数量方面，H-H型县域由2017年的3个，至2018年的4个，向2019年的5个递进。范围方面，形成以西夏区为中心，面向银北的西夏区-金凤区-兴庆区-贺兰县-平罗县的聚集趋向。

（2）存在H-H型与L-H型互转。2019年，贺兰县、平罗县创新驱动水平的空间集聚模式由L-H型转变为H-H型。这是由于2019年，贺兰县和平罗县的创新驱动水平明显提升，而相邻的大武口区创新水平明显比2017年水平值下降。2019年永宁县的创新驱动水平大幅衰减，落后于以西夏区、金凤区为中心的H-H型聚集县域，其空间集聚模式由之前的H-H型变为L-H型。

（3）L-L型县域基本分布在银南六盘山区各县。整体上，银南六盘山区各县的创新驱动水平长期处在低洼地带。由图3可见，2018年以来，这些洼地的空间范围在波动中缩减。

图3 2017—2019年宁夏各县域创新驱动水平的聚集方式

（二）宁夏县域创新驱动水平的空间扩散效应

创新要素集聚形成的创新极往往会向外扩散创新，产生空间溢出效应。创新的空间扩散常有两种模式，一种是创新极向腹地辐射扩散形成“中心-外围”邻近效应，另一种是创新极按城市功能等级向低梯度区扩散形成“梯度转移”等级效应。一般“中心-外围”的邻近扩散更容易，因为空间距离短，更利于创新技术扩散。但是，随着高铁等交通基建和大数据信息网络技术等发展，时空被压缩减弱了区域间地理距离的影响，一定程度上促成创新溢出的跨空间扩散，向与创新极产业链条或创新链条相关联的区域“梯度转移”。为了清晰地看出三年来创新的空间扩散效应变化，利用Arcgis9.3软件对2017年、2018年、2019年的宁夏县域创新驱动水平分布做分级渲染（见图4）。

从图4可见，2017—2019年，银北县域几乎连成一片，形成了面向银北的创新驱动水平扩散纽带。西夏区始终为创新极，并向腹地金凤区、兴庆区、永宁县、贺兰县辐射扩散形成“中心-外围”邻近效应，且逐年增强；同时，向大武口区、利通区、灵武市“梯度转移”形成等级扩散效应，且大武口区逐渐成为新的创新极（次创新极），辐射腹地平罗县、惠农区，也形成“中心-外围”邻近效应。

图4 2017—2019年宁夏各县域创新驱动水平分布的分级渲染图

银北县域整体产业基础较好，产业关联度较高，技术差距较小，有利于成为创新扩散、成果转化的承接地。相反，中部干旱带和银南六盘山区各县，受其城市规模、产业关联、技术差距、经济活力等多因素影响而欠缺承接创新扩散的能力，创新极很难直接向其跨空间梯度扩散创新，加之离创新极及其腹地的空间距离偏远，自然不在创新极“中心-外围”邻近扩散效应的场域内。可见，银北县域因创新集聚并扩散而显著协同创新；但中部干旱带及银南六盘山区各县创新协同发展仍然处在困局，这是现阶段宁夏县域实施创新驱动战略过程中亟待解决的难题。

五、结论与对策建议

（一）结论

1.宁夏县域创新驱动能力呈现“银北崛起，银南塌陷”的不均衡低水平缓升发展态势。这样的水平是由创新驱动子系统及因子指标得分变化的综合作用促成的，宁夏县域整体普遍存在“基础弱、主体短、人才缺、生态差”的问题。银南县域创新驱动发展水平低的原因在于创新投入、创新成果、创新绩效和创新环境四个子系统方面的因子指标发展不足，主要是R&D经费投入、R&D人才、专利产出量、企业高新收入、城镇化与市场化经济水平等，这不仅影响自身创新动能，还影响其承接外来创新扩散的能力。相比银南而言，银北县域创新驱动发展整体面临两大因子阻力，即创新绩效子系统的能源利用效率因子得分和创新环境子系统的生态绿色化因子得分普遍偏低，这导致支撑银北县域创新驱动发展的自然生态环境承载着很大压力。

2.2017—2019年，宁夏县域创新驱动发展指数排名中，盐池县位次跃升最明显，幅度最大。盐池县创新加速，得益于2018年入选全国首批创新型县（市）建设试点和2019年被确立为宁夏首批县域创新改革试点县，这也反映了在县域创新驱动能力建设中，创新政策的激励效应是显著的。

3.宁夏县域创新驱动水平存在着“银北高-高，银南低-低”的空间集聚格局，而其扩散效应主要在银北县域，银北县域创新集聚并扩散，而未带动中部干旱带和银南六盘山区各县协同创新。银北“高-高”值集聚，体现了以西夏区、大武口区为创新极向腹地县域扩散形成的“中心-外围”邻近效应和西夏区向大武口区、利通区、灵武市“梯度转移”扩散的等级效应；无集聚的中部干旱带和“低-低”值集聚的银南六盘山区各县，既不在创新极的邻近效应场域内，也未受到创新扩散的空间跃迁。

（二）对策建议

根据上述结论，为推动创新驱动发展战略向西部欠发达的宁夏县域空间延展，提升宁夏22个县（区、市）的创新驱动水平，提出如下建议：

1.发挥创新极的创新扩散作用，以“创新极—梯度转移-多中心-外围”模式形成多中心辐射效应，带动欠发达县域协同创新发展。针对银南县域创新发展的困局，要充分发挥西夏区的创新极扩散作用，梯度转移发展利通区、沙坡头区、原州区也成为创新高地，将宁夏境内其他地级市的市区聚集创新要素的相对潜力开发出来，以“创新极-梯度转移-多中心-外围”模式形成多中心辐射效应，带动中部干旱带（红寺堡区、盐池县、同心县）、银南六盘山区各县（西吉县、隆德县、泾源县、彭阳县、海原县）协同创新发展。

2.以多种形式的产学研和科技创新服务，协同深度融合创新链与产业链，促进各类创新要素跨县域流动或共享，提升欠发达县域自主创新动能和承接外来创新扩散的能力。制约县域创新投入和创新成果产出的原因在于，大部分县域聚集创新要素的能力弱。直接性的引才聚才，对于区位和市场处于劣势的宁夏中部干旱带和银南六盘山区各县来说非常困难，创新人才匮乏也导致了R&D经费投入不足和专利产出量少。创新要素易在人力、物力、活力等条件突出的地区集聚，宁夏银北县域总体条件基础比银南县域强很多，加之创新极（西夏区）及其腹地对创新要素的集聚功能会产生虹吸效应，使宁夏银南县域更难汇聚创新要素。为此，需要开拓以飞地研发与新型研发机构、飞地育成与离岸孵化等多种形式的产学研和科技创新服务，协同创新链与产业链深度融合，促进人、财、平台等各类创新要素跨县域流动或共享，从而提升欠发达县域自主创新动能和承接外来创新扩散的能力。

3.推动县域绿色化、城镇化、市场化进程，为县域创新发展营造良好环境。强化宁夏县域创新驱动发展的自然生态环境支撑，以“黄河流域高质量发展先行区”、“双碳”目标的美丽新宁夏建设为目标，重点围绕银北黄河流域生态保护及灵武市宁东矿区生态系统修复，开展水源地保护、地下水污染防治、生产生活废水和废气的监测和治理研究与应用。除县域生态绿色化外，同时着重在人口县城集聚、县域城市公共服务、县域市场基础、县域民营经济等方面发力，特别是推进中部干旱带和银南山区县域城市化、市场化进程，为县域创新发展营造良好的环境。