科技创新支撑经济高质量发展的作用机理与实证分析——基于七大中心城市的比较研究 *

郭李为 陈秋语

引言

经济高质量发展是经济发展质量的高级状态和最优状态，也是高质量发展的核心所在[1-2]。尽管我国经济已由高速增长转向高质量发展，但发展中不平衡不充分问题依然突出，重点领域关键环节改革任务仍然艰巨。为此，十九届五中全会强调要坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，增强高质量发展要求下创新能力的适配性。随着科学技术的发展，创新的范围和层次不断发生变化，对创新的关注更多转向技术进步的源泉和科技成果的转化，因此，科技创新成为创新的新趋势，是推动经济高质量发展的主要动力，同时也是破解当前经济发展深层次矛盾问题的关键所在[3]。鉴于此，有必要从经济高质量发展视角探讨科技创新在其中的作用机制。

目前学术界对高质量发展研究较多，相关的研究可以归结为如下几个方面：第一，在内涵方面，学者们从新发展理念、供给与需求以及社会矛盾等角度对高质量发展内涵进行了分析，研究发现，其内涵具有多维性和动态性的特征，体现为创新、协调、绿色、开放和共享五个方面的全面进步[4-7]。第二，在评价指标体系方面，既有GDP增长速度、服务业增加值占GDP比重、全要素生产率等反映经济结构和发展效率的指标，也有人均可支配收入、社会保障指数等反映生活质量和幸福感的指标[8-10]。第三，在路径研究方面，部分学者立足于新发展格局，认为当下实现经济高质量发展新要求在于从供需两端促进消费升级和产业升级，把创新驱动作为主要路径，同时要把构建现代化产业体系、构建新的消费体系和大力发展新经济体系作为路径选择[4,11-12]。

综合上述文献可以发现，学者们大多将高质量发展作为一个总括性的理念进行研究，往往包含了经济、环境以及社会发展等多方面的内容，而高质量的经济是高质量发展的基础，是社会高质量和治理高质量的输出[13]。显然，聚焦经济视角、突出科技创新在高质量发展中作用的研究相对较少。尽管董小君和石涛[14]、张景波[15]等学者研究了科技创新对经济高质量发展的影响及意义，但大多是基于全国或省级层面，缺乏城市层面特别是代表性城市的实证比较。

近年来，经济增速呈现出下行的趋势，而中心城市能够发挥集聚效应和辐射效应、加快区域间要素流动、增强区域产业竞争、促进区域经济协调发展，是引领城市发展的动力引擎和推动经济高质量发展的核心关键[16-17]。北京、上海、杭州、广州、苏州、南京和深圳是中国经济较为发达的城市，具有政治中心、经济中心、省会中心、经济特区等特征，经济高速持续发展，创新能力较强，创新资源丰富，创新生态良好，是我国经济发展的领头羊。因此本文以国内七大中心城市为研究对象，通过分析科技创新对经济高质量的影响机制，探寻各个城市经济高质量发展水平及其时间演变规律，揭示各个城市发展的差异性，进而提出推动中心城市经济高质量发展的对策建议。

一、 科技创新支撑经济高质量发展的作用机理分析

经济高质量发展核心是质量第一、效益优先，是各种要素资源配置以及综合运用的一切结果的总和。借鉴任保平[1]、林兆木[18]等对高质量发展的理解，本文认为经济高质量发展其内涵主要体现为高质量供给、高质量需求、动能转换和发展效率四个方面，具体内容以及科技创新在其中的作用机理如下：

(一) 高质量供给

高质量的供给本质上是通过提升生产力满足人民日益增长的美好生活需要，而科技创新作为提升生产力的重要动力来源，能够对劳动者、资本等供给要素持续作用使得生产力得到提升。第一，科技创新促进供给质量提升。首先，表现为劳动者技能的提升。劳动者作为生产力的主力，是创新活动的主体，增加人力资本供给能够驱动创新。进一步地，科技创新不断促进新知识的产生，提升人力资本的创新技能。其次，研发资金的投入是进行科技创新活动的重要保障，强有力的资金供给能够加快为社会提供新知识、新方法和新产品的步伐。第二，知识作为科技创新的基础，决定着科技创新的活力与动力，尤其是原创性知识更是国家提升自主创新能力并实现经济高质量发展的关键[3]。原创性知识产出能力是创新主体通过科技创新资源创造出新知识的能力，这是提升高质量供给的核心部分，是助力科技创新发展的最强劲动力。第三，科技创新发展的环境建设对高质量供给有着重要意义。高质量的制度供给是提高科技创新能力的根本保障，影响着科技创新环境，进而对人才、知识、资本、信息等创新要素资源配置效率产生直接影响[19]。

(二) 高质量需求

科技创新能够推动产品或者服务实现功能的提升，而高质量的需求能够有效补偿科技创新及资源投入，为后续科技创新提供新的动力，科技创新和高质量需求如此循环往复[20]。理论上需求结构分为消费、投资和净出口，充分释放需求潜力以提升需求质量，与高质量供给形成良性互动是促进经济高质量发展的关键。第一，消费既是经济循环的起点也是终点，是生产的目的和原始动力，是推动国民经济发展的重要引擎。一方面，科技创新带来的新技能使得产品的生产成本下降，且提升产品质量，进一步改变消费者行为并提升居民消费潜力和消费层次。另一方面，消费需求是企业不断进行创新的原动力，居民消费结构逐渐从低端生活必需品转向高端消费品，会对其生产起到调节和导向作用，给予其更高的信心进行技术革新。第二，投资需求是需求的重要构成部分，是促进需求提升的直接动力。传统产业生产在技术水平不变的情况下会受到规模报酬递减的限制，而科技创新能够突破这一限制，不断创造出新技术和新产品，进一步衍生出新的投资需求。此外，投资需求结构合理度是投资需求质量高低的重要因素，不同部门的投资比例关系到产业结构和消费结构的发展变化，从而对经济发展质量产生影响。第三，进出口水平同样是需求侧的重要变量，出口产品高端化意味着自主创新能力的提升和产业链的升级，使国际经济竞争力得到增强，带动其他产业进行结构调整和升级，从而提高经济发展质量。

(三) 动能转换

科技创新能够促进产业结构优化升级，加速新旧动能转换，同时实现经济可持续发展。一方面，在知识资本积累、嵌入、应用下，科技创新能够实现生产规模报酬递增，使得产业链能够持续产生高附加值，促进产业结构优化升级，推动整体资源配置和效益都实现稳步提升。科技创新带来的新技术、新管理和新模式能够带动传统产业释放活力。同时，科技创新提高了关键核心技术的能力，促进了新兴产业的发展，传统产业升级与新兴产业发展并举，引领经济高质量发展。另一方面，不同于过去粗放式经济发展模式，从宏观角度看，科技创新能够实现生产制造等环节的优化改善，减少或消除对环境的破坏，实现经济的可持续发展。从微观角度看，科技创新能够推动企业优先实现行业标准升级，产生独特的竞争力，提升其产业地位，带动整体经济质量的提升。

(四) 发展效率

发展效率指的是生产要素的投入产出比，可以用来衡量一定时期内单位投入所创造的价值量，是体现经济发展质量的重要指标。科技创新能够提供高质量的供给和需求，加速产业动能转换，产业结构的优化更多体现在科技创新带来的边际效率改善和全要素生产率的提升。一方面，科技创新所创造出的新的生产流程和模式会改变资源利用方式，实现包括人力资本和土地资本在内的要素使用效率的提升；另一方面，新一轮科技革命正从导入期转向拓展期，经济活动的数字化使得劳动力、土地等传统要素地位相对下降，人力资本、技术和数据成为城市经济竞争的制高点[21]，而由于科技进步引起的其他产出增长使得全要素生产率得到提升，从而提高经济发展质量和效益。

二、 实证分析的方法、数据和指标体系

(一) 研究方法

首先，对原始数据进行标准化处理，消除不同数量级和量纲的影响，具体处理方法如式(1)和式(2)所示。其中，xijt表示i城市在t年在三级指标j指标的原始数据，rijt是无量纲化后的数据。

对于正向指标的处理：

(1)

对于负向指标的处理：

(2)

然后，运用基于层次分析法(AHP)的专家赋权法和基于纵横向拉开档次法的客观赋权法，得出相应方法下的权重，并以两种方法的综合权重作为本研究中所使用的权重。

纵横向拉开档次法主要针对时序立体数据，最大可能体现各被评价对象之间的差异[22]。具体步骤如下：

原始数据标准化处理后，计算综合评价函数总离差平方和：

(3)

在层次分析法和纵横向拉开档次法计算的基础上，研究进一步借鉴张挺等[23]采用的等权重加权平均的方法，上述计算所得主客观权重的均值作为综合权重wj，各指标赋权的结果见表1。

(二) 数据来源

本文重点选取2013年至2019年南京、苏州、上海、北京、杭州、深圳和广州的面板数据进行分析，指标数据主要来自七大中心城市的统计年鉴(2014—2020)、经济和社会发展统计公报(2013—2019)以及中国火炬统计年鉴(2014—2020)。对于一些地区在个别年份缺失的部分数据通过插值法补上，个别指标通过对其他年份的关联指标进行回归估算得到。

(三) 指标体系构建

结合上述对经济高质量发展内涵的研究，以及科技创新影响经济高质量发展的作用机理，并且遵循指标体系构建的系统性原则、科学性原则、可行性原则、动态性原则，本文以《中国区域创新能力监测报告》相关考核指标为基础，并借鉴马茹等[9]、任保平等[1]构建的高质量发展考核体系，构建了4个一级指标、12个二级指标和19个三级指标的评价体系，如表1所示。在三级指标选取中，为了更好地突出研究重点，本文主要选择与科技创新有关的指标，例如R&D人员、R&D经费投入占GDP比重、高新技术产业产值占比、全要素生产率等。

表1 科技创新支撑下的经济发展质量评价指标体系

三、 实证结果分析

(一) 总体比较

依据上文所构建的反映科技创新的经济高质量评价指标体系及相关数据的处理方法，对各市的一级指标、二级指标进行计算，结果如表2所示。总体看来各地区经济发展质量都得到了显著提高，部分城市在个别年份出现了下降，但基本保持着增长的态势，且科技创新对经济发展质量的影响大小存在着地区差异。

一方面，从横向比较看，北京、深圳、上海排序一直稳居前三；广州综合排名位于第四，但从2018年起出现了排名下滑，被苏州和南京所超越；杭州在七大中心城市中一直排名靠后。根据均分，近年来科技创新驱动下七大城市经济高质量发展水平由高到低依次为北京、深圳、上海、广州、苏州、南京和杭州。如表2所示，北京和深圳一直位列第一和第二名，综合平均得分分别为0.557和0.494，远高于其他城市。上海均分为0.383，稳居第三名，且保持稳步上升的态势。广州和苏州综合排名为第四名和第五名，但广州在2018年从第四名下滑至第六名，被苏州和南京反超，其主要原因在于高质量需求得分出现了下降；2019年广州发展效率相对其他城市也较低，整体综合排名也位于第六。南京和杭州经济高质量发展综合均分排名位于后两位，但年均增幅最大，分别为0.038和0.040，具有较大的发展潜力。

表2 科技支撑经济高质量发展综合得分及排名(2013—2019)

另一方面，从纵向比较看，各地区经济发展质量差距呈现出先缩小后扩大的趋势。上海、广州、杭州、苏州和南京经济发展质量差距逐渐缩小，2019年这五个城市经济高质量综合得分的标准差为0.035，而七个城市标准差为0.103，可见北京和深圳与其他城市差距较大。深圳经济高质量水平在2015—2016年增速较快，与北京几乎持平。这两个城市经济得到高质量发展要归功于大量的科技创新投入以及政策支持带来的绝对优势，这是其他城市无可比拟的。作为政治中心的北京同时也是京津冀的经济中心；深圳作为国家经济特区，制度上深化改革坚持创新，产业发展不断升级，是珠三角经济发展的领头羊。

(二) 分类比较

表3进一步给出七大中心城市高质量供给、高质量需求、动能转换和发展效率的七年均值。可以看出各城市四个方面发展均衡度有待提高。科技支撑下深圳的经济高质量发展质量最为均衡，在高质量供给、动能转换和发展效率三方面排名均位于前两名；北京高质量供给和动能转换均分较高，而高质量需求和发展效率相对前两项相对落后。其他城市在各个方面存在一定的优势，但也有明显的短板，例如苏州高质量需求均分排名第一，但高质量供给排名处于末位。此外，根据标准差，相较于其他三项指标，各个城市高质量供给水平差距最为明显，可见供给质量对经济高质量发展的影响较大。

表3 2013—2019年各个城市经济高质量发展分项指标均分及排名

为了进一步区别各城市经济发展质量的差异，了解城市在经济高质量发展过程中存在的优势与不足，本文运用Ward系统聚类的方法对七个城市进行聚类分析，依据聚类分析结果分为三类(见图1)。

图1 Ward系统聚类图

第一类：北京和深圳——“领军型城市”。从表3可以观察到，这两个地区在高质量供给和动能转换两个方面名列前茅，领先优势明显，有力地支撑了当地经济高质量发展。

一方面，这两个城市创新资源丰富。在人才供给和资金供给方面占据绝对优势，技术供给也名列前茅(见图2)。首先，北京和深圳经济体量大，薪酬水平高，对人才吸引力大。其次，这两个城市资金供给也一直保持高位。细分至三级指标，北京的研发经费投入遥遥领先于其他城市，七年均值为5.71%。深圳一般公共预算支出中科技支出比重较高，并且建立每年不低于30%的科技资金用于基础研究，其整体资金供给水平与北京相当。最后，以万人发明专利拥有量衡量的技术供给看来，北京和深圳也表现优秀，常年位居全国前二，这与其高质量的科技创新投入是分不开的。

图2 高质量供给二级分指数

另一方面，北京和深圳动能转换成效显著。根据图3可以看出，深圳和北京产业升级水平分别位列第一和第二。结合三级指标，北京知识密集型产业发展具有绝对优势，近年来占GDP比重达到40%左右，而南京和苏州不足20%。深圳高新技术产业产值占比也远超其他城市。同时，北京在可持续发展方面也具有领先优势，科技创新推动了绿色经济的发展。深圳坚持以市场为导向，企业为主体，在成为国家自主示范区以后，政策上全面落实创新驱动发展战略，形成了梯次型创新企业集群，在通信、计算机、软件等领域拥有优势，知识密集型产业得到了迅速发展，发展效率排名第一，可见科技创新绩效显著。

图3 动能转换二级分指数

第二类：上海、广州、南京和苏州——“中坚型城市”。2013年至2019年间这四个城市经济发展质量得到了较大幅度的提升，在部分领域拥有明显优势，但短板也较突出。

上海虽然综合得分落后于北京和深圳，但上海的发展效率得分较高，排名第二，仅次于深圳。结合图4可以看出,上海全要素生产率排名第一，可见科技产出效率方面上海表现较好。但根据图5和图3可以看出上海的投资需求和产业升级较为落后，其中产业升级均分仅为0.044，与广州的0.056和南京的0.054差距较大。究其原因，上海作为全国的金融中心，拥有发达的金融服务业，但在制造业尤其是新兴产业发展方面还需加快发展，同时还存在研发投入与高新技术产业之间缺乏较高匹配度的问题，也有产业溢出到周边城市的原因[24]。

图4 发展效率二级分指数

图5 高质量需求二级分指数

广州动能转换水平表现较好，仅次于深圳和北京，排名第三，这与其近年来新兴产业和现代服务业快速发展密切相关。但其高质量供给水平与其他城市有些距离，主要体现在全社会研发投入经费上，广州2013年至2019年间R&D投入占GDP比重均值在七个城市中最低，仅为2.34%。

南京和苏州在四个方面水平最为相似，竞争差距较小，且这两个城市高质量需求均分最高，具有较高的消费潜力。细分三级指标发现，南京和苏州的消费需求水平较高，尤其是教育文化占消费支出比重排名前列，七年内均保持在14%以上，比深圳和杭州高1至2个百分点，在一定程度上反映了江苏教育大省的鲜明特征。但这两个城市在高质量供给和动能转换方面短板较为明显。南京和苏州的人才供给和资金供给水平较低。此外，苏州产业升级水平相对其他城市也较为落后。具体来看，苏州知识密集型产业产值占比较低，从产业结构角度分析其原因，知识密集型产业是以提供高智力附加值的产品和服务业为主的服务型行业，绝大部分属于第三产业，近两年北京第三产业产值占比达到了83%，上海、深圳等城市也达到了60%以上，而苏州仅为50%左右，第二产业基数仍然较大，在一定程度上制约了动能转换加速发展。

第三类：杭州——“潜力型城市”。杭州在七个城市中经济高质量发展综合得分最低，但年均增幅最大，且保持着稳步增长的态势，具有较大的发展潜力。杭州高质量供给水平和动能转换水平较高。结合表3和图2，杭州高质量供给水平仅次于北京、深圳和上海，其中制度供给表现最优。杭州相对于其他城市，税收中各类杂费较少，营商环境较优。此外，杭州动能转换综合水平略低于南京和苏州，而结合三级指标发现,杭州知识密集型产业产值占比仅次于北京和上海，这得益于其近年来数字经济的快速发展，在产业发展上已拥有专业化的集聚优势，营造了良好的创新生态。但杭州在高质量需求和发展效率上表现相对不佳。例如，在以高新技术产品出口额占总产值比重来衡量的进出口需求方面较为薄弱，杭州信息经济发展快，以服务贸易为主的跨境电商优势明显，而对应的高新技术产品相关制造业处于弱势。此外，杭州人力资本产出效率和资本产出效率低，而科技产出效率明显较高，可见杭州更多依赖技术创新来促进经济高质量发展，但也应注重其他资本的潜力，例如应加大对教育的投入，考虑人力资本对经济高质量发展的长效性和持续性。

四、 结论

通过纵横向拉开档次法和层次分析法对2013年至2019年南京、苏州、上海、北京、杭州、深圳和广州七个中心城市科技支撑下经济发展质量进行评价，结合高质量供给、高质量需求、动能转换和发展效率四个方面，得出以下结论：第一，北京、深圳和上海经济高质量发展水平连年稳居前三名，广州、苏州和南京七年间综合排名分别为第四、第五和第六，杭州一直处于末位。第二，从总体评价结果看，科技创新对各个地区发展质量有显著促进作用，其影响大小存在着地区差异，各城市发展差距呈现出先缩小后扩大的趋势，北京和深圳明显领先于其他城市。此外，在高质量供给、高质量需求、动能转换和发展效率四个分项指标中各城市供给质量差距最大，是值得关注的方面。第三，根据科技支撑经济高质量发展水平聚类分析结果将七个城市划分为三类，北京和深圳为 “领军型城市”，在高质量供给和动能转换方面领先优势最为明显。上海、广州、南京和苏州为 “中坚型城市”，相对其他城市都各有突出优势，但短板也较明显。杭州为“潜力型城市”，虽然综合得分落后，但其经济高质量水平年均增幅最大，尤其是科技创新对经济高质量发展促进作用显著，具有很大的发展潜力。

基于以上结论，七大中心城市在经济高质量发展上都有较大的提升空间，各个城市发展主要差距体现在供给质量上，供给体系提升意味着需要更高质量的劳动力、资本、技术、能源以及大数据等新型要素，因此，未来七个城市在发挥自身优势的同时，要注重科技创新的投入，加强科技创新体系的建设，并充分发挥自身中心城市的辐射作用，提升发展效率，实现经济高质量发展。

注释：

① 全要素生产率采用“索洛余值”法计算得出，基于道格拉斯(C-D)生产函数：Y=AKαLβ,其中Y代表实际产出，K为资本存量，L为劳动投入量，A为全要素生产率。α和β分别为资本投入和劳动投入的产出弹性。