粤港澳大湾区科技创新驱动力及内部协调发展研究——以珠三角九城市为例

张颖莉，周会祥

科技创新是提升社会生产力和综合国力的战略支撑。2021年《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》提出，支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心，建设北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥综合性国家科学中心，支持有条件的地方建设区域科技创新中心①中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要［EB/OL］.（2021-03-13）［2022-09-20］.http://www.gov.cn/xinwen/2021-03/13/content_5592681.htm.。粤港澳大湾区作为我国新兴的科技创新策源地，对如何测算及提升其科技创新驱动力以及了解其内部耦合协调发展具有重要的现实意义。

一、粤港澳大湾区科技创新能力评价的相关研究及评述

关于粤港澳大湾区科技创新能力的研究主要集中在两个方面。其一，从定性角度对粤港澳大湾区科技创新要素进行比较分析。关红玲等（2018）②关红玲，吴玉波，宋媚婷，等.粤港澳大湾区“9＋2”城市创新科技关键因素比较分析［J］.港澳研究，2018（1）：31-44。使用统计方法比较粤港澳大湾区“9＋2”城市的生产要素、商业环境与基础设施、需求市场、产业网络与政府投入等四类创新科技发展方面的关键要素，分析了不同城市之间的优势与劣势。曾一帆（2019）③曾一帆.粤港澳大湾区城市科技创新研究［J］.天津中德应用技术大学学报，2019（5）：15-18。分析了粤港澳大湾区科技创新的优势和瓶颈，提出粤港澳大湾区面临着科技创新体制机制不完善、科技成果转化不足、金融产业对科技创新服务的能力较弱、企业科技创新实力未得到充分发挥等问题。陈锡强等（2020）④陈锡强，赵丹晓，练星硕，等.粤港澳大湾区科技协同创新发展研究:基于要素协同的视角［J］.科技管理研究，2020（20）：36-42。从要素协同的视角分析了大湾区科技协同创新的整体区域特点及存在问题，总结归纳了大湾区科技协同创新的经验模式。其二，从定量角度对粤港澳大湾区科技创新要素和要素之间的耦合协调程度进行了分析。汪雨卉和王承云（2018）⑤汪雨卉，王承云.粤港澳大湾区科技创新资源空间配置差异研究［J］.科技与经济，2018（1）：26-30。构建了科技创新资源评价体系，包括人力资源、财力资源、信息资源、物力资源等四个指标，使用主成分分析法对粤港澳大湾区的科技资源分布进行综合评价。陈平和韩永辉（2021）①陈平，韩永辉.粤港澳大湾区创新链耦合协调度研究［J］.学术研究，2021（9）：100-106。在“知识创新—产权保护—技术转化”的创新链分析框架下，构建了2014—2019年粤港澳大湾区科技创新能力评价指标体系，具体包括高素质人才流动、科研经费投入、学术资源供给、知识产权活动、科研成果转化等二级指标，并采用耦合协调度模型测度创新链各环节协调水平。随着区域科技创新评价体系的逐渐丰富，也有一些学者开始对区域科技创新能力发展变化过程的周期性进行整体观测。比如，刘琦（2021）②刘琦.粤港澳大湾区科技创新策源能力评价研究［J］.经济体制改革，2021（3）：65-72。从技术创新、产业创新、创新应用、科学创新等四个科技创新策源要素构建了粤港澳大湾区科技创新策源能力评价指标体系。也有一些学者采用空间分析方法开展研究，王方方等（2021）③王方方，杨智晨，李香桃，等.粤港澳大湾区创新系统耦合协调空间结构与联系研究［J］.科技进步与对策，2021（21）：34-43。构建了粤港澳大湾区区域创新系统评价指标体系，具体包括创新产出、创新投入、创新主体、基础设施、全球化水平、经济条件等指标，同时利用空间分析方法比较了粤港澳大湾区各城市之间的创新治理与创新氛围耦合协调程度。上述研究大多是统计性、规范性的理论分析和指标体系探索。

尽管大量学者对粤港澳大湾区科技创新进行了研究，但是较少有学者从科技创新驱动力视角进行分析。黄亮等（2017）④黄亮，王振，范斐，等.基于突变级数模型的长江经济带50座城市科技创新能力测度与分析［J］.统计与信息论坛，2017（4）：73-80。在研究长江经济带50城市科技创新驱动力区域特征时，提出了一个四个维度的科技创新驱动力理论框架体系，即投入、载体、产出和绩效。之后王振和卢晓菲（2018）⑤王振，卢晓菲.长三角城市群科技创新驱动力的空间分布与分层特征［J］.上海经济研究，2018（10）：71-93。和杨凡等（2021）⑥杨凡，林晓，翟晨阳，等.长江经济带科技创新驱动力及其系统内部耦合协调分析［J］.科学管理研究，2021（2）：92-99。分别利用这个指标体系对长三角城市群城市以及长江经济带城市的科技创新驱动力进行比较分析。与其他指标体系相比，科技创新驱动力四维指标体系既包含来自科技创新投入形成的研发创新动力，也包含来自科技创新载体释放的研发创新动能，同时包含科技创新驱动转型的动力来源，更全面地衡量了城市科技创新驱动力。因此，借鉴上述研究，本文从科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出、科技创新绩效四个方面建立粤港澳大湾区科技创新驱动力指标体系，运用熵值法对2010—2020年粤港澳大湾区科技创新驱动力进行测度和评价，并构建耦合协调度模型对各子系统之间的耦合协调度进行分析，在此基础上，对粤港澳大湾区科技创新驱动力的提升有针对性地提出对策建议。

二、粤港澳大湾区科技创新驱动力指标体系

（一）科技创新驱动力指标体系

参考已有的科技创新驱动力指标体系，遵循科学性、系统性和可获得性等原则，本文从科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出、科技创新绩效四个方面选取28个指标构建粤港澳大湾区珠三角九座城市的科技创新驱动力指标体系，指标作为科技创新的驱动力均为正向指标，具体指标详见表1。

表1 科技创新驱动力指标体系

接表1

（二）研究方法

1.熵值法

本文采用熵值法确定各个指标权重大小，采用熵值法对指标进行权重分析，主要能够有效避免主观赋权的随机性和客观赋权的局限性⑦毛良虎，李焕焕，杨叶凡，等.基于熵值法的企业家精神评价体系构建［J］.统计与决策，2020（6）：158-162。。熵值法根据各项指标观测值所提供的信息大小来确定指标权重，指标提供的信息量越大，则信息熵越小，指标的权重越大，该指标对综合评价的影响就越大；反之，指标提供的信息量越小，则信息熵越大，指标的权重越小，该指标对综合评价的影响就越小。具体方法如下：

第一步，对粤港澳大湾区珠三角九座城市2010—2020年28个指标的数据进行标准化处理。其中Xij表示第i座城市的第j项指标，rij为经过标准化后处理的指标。

其中指标的标准化公式为：

第二步，计算标准化后的指标占评价指标的权重。计算公式为：

由于计算信息熵时需要取自然对数，指标值不能为0。借鉴张琰飞和朱海英（2014）的方法①张琰飞，朱海英.西南地区文化演艺与旅游流耦合协调度实证研究［J］.经济地理，2014（7）：182-187。，对计算出来的权重进行0.001的平移处理。

第三步，计算信息熵。计算公式为：

第四步，计算差异性系数。计算公式为：

第五步，确定各指标权重，计算出评估指标体系中第i座城市指标所占的权重。

第六步，计算第i座城市的综合得分。计算公式为：

2.耦合度

耦合的概念来源于物理学中的容量耦合，指的是两个或两个以上的系统或运动方式之间相互作用、彼此影响的状态。借鉴物理学中的耦合系统模型，参考杨凡等（2021）②杨凡，林晓，翟晨阳，等.长江经济带科技创新驱动力及其系统内部耦合协调分析［J］.科学管理研究，2021（2）：92-99。已有研究，得到科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出和科技创新绩效驱动力4个子系统的耦合度模型为：

其中，C为耦合度；Z1、Z2、Z3和Z4分别为科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出和科技创新绩效驱动力4个子系统的综合评价指数，反映了4个子系统的综合发展水平；耦合系统包含4个子系统，因此，k取值为1／4。耦合度的值C∈［0，1］，当C=1时，耦合度最大，4个系统之间达到良性共振耦合；当C=0时，4个系统之间处于无序状态。

3.耦合协调度

耦合度反映了科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出和科技创新绩效驱动力4个子系统之间相互作用的强弱，但是该指标无法判断耦合的良性程度，难以确定4个子系统之间是否协调一致。因此，为判断不同城市科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出和科技创新绩效驱动力交互耦合的协调程度，在4个系统耦合度的基础上，引入耦合协调度模型，公式如下：

其中，D为耦合协调度，D∈［0，1］，D值越高说明科技创新驱动力4个子系统的耦合协调程度越高。反之，四者之间的耦合协调程度越低。C为耦合度；T为科技创新驱动力4个子系统的综合调合指数，它反映了4个子系统的整体协调效应或贡献；α、β、χ和δ分别代表4个子系统的贡献系数，这里分别取值为1／4。

为更好地区分耦合协调度的高低，借鉴梁威和刘满凤（2017）①梁威，刘满凤.我国战略性新兴产业与传统产业耦合协调发展及时空分异［J］.经济地理，2017（4）：117-126。的耦合协调分类方法，把耦合度和耦合协调度划分为4个阶段（见表2）。

表2 耦合度与耦合协调度评价标准

（三）数据来源

根据科技创新驱动力指标体系，本文选取了2010—2020年的数据来进行测度和分析，数据来源于《广东科技统计年鉴》、广东省珠三角九座城市统计年鉴。另外，根据赵文龙和黄娟（2020）②赵龙文，黄娟.政府数据开放背景下科技创新能力评价研究［J］.科技管理研究，2020（4）：73-79。的研究，他们在探讨政府科技数据的开放共享让科技创新能力评价数据成为可能时，提出广东省政府科技数据主要集聚在“开放广东”政府数据统一开放平台、广东省科技资源共享网、广东省科学技术厅科技数据开放应用平台和广东省科学技术厅等网站，这些网站的科技数据开放让科技创新能力评价不再局限于相关统计年鉴数据。因此，为了对粤港澳大湾区各城市科技驱动能力进行深入研究和比较，本文也选取广东省科学技术厅的官方网站数据进行分析。研究范围包括粤港澳大湾区的广州市、深圳市、珠海市、佛山市、惠州市、东莞市、中山市、江门市、肇庆市等珠三角九座城市。由于指标体系涵盖指标较多，香港特别行政区、澳门特别行政区大部分数据缺失，因此指标测算不包含香港特别行政区、澳门特别行政区数据。

三、粤港澳大湾区科技创新驱动力比较与耦合协调分析

利用2010—2020年粤港澳大湾区城市相关数据，通过熵值法得出科技创新驱动力指标体系中各项指标的综合得分，进一步计算得到各城市科技创新驱动力和科技创新驱动力子系统之间的耦合度和耦合协调度。

（一）科技创新驱动力总体评价

从表3中可以看出，从纵向对比，2010—2020年，粤港澳大湾区九座城市科技创新驱动力水平相对比较稳定，11年间每座城市科技创新驱动力变化幅度较小。同时也看到，从横向对比，科技创新驱动力在城市之间差距较大，并且从2010年到2020年，城市之间科技创新驱动力差异明显的状况并没有改善。我们借鉴杨凡等（2021）③杨凡，林晓，翟晨阳，等.长江经济带科技创新驱动力及其系统内部耦合协调分析［J］.科学管理研究，2021（2）：92-99。方法，根据科技创新驱动力分级标准把城市分为强驱动力[0.8-1.0）、较强驱动力［0.6-0.8）、中等驱动力［0.4-0.6）、较弱驱动力［0.2-0.4）以及弱驱动力［0-0.2）共5组。以2020年为例，排名前两位的城市是广州、深圳，科技创新驱动力指数分别为0.72和0.70，具有较强科技创新驱动力；珠海、佛山和东莞3座城市的科技创新驱动力较为接近，分别为0.20、0.19和0.19，具有较弱的科技创新驱动力；排名后四位的城市是中山（0.08）、惠州（0.07）、江门（0.05）和肇庆（0.02），科技创新驱动力不足0.1。由此可见，粤港澳大湾区珠三角九座城市科技创新驱动力分层明显，广州、深圳处于第一梯队，科技创新驱动力较为突出，成为粤港澳大湾区科技创新的“领头羊”；珠海、佛山和东莞处于第二梯队，科技创新驱动力与第一梯队有较大差距。中山、惠州、江门和肇庆处于第三梯队，科技创新驱动力显著不足。

表3 2010—2020年粤港澳大湾区城市科技创新驱动力指标得分

（二）科技创新驱动力子系统评价

由于粤港澳大湾区各城市的科技创新驱动力从各年份来看相对稳定，所以我们以2020年科技创新驱动力各子系统为例，对粤港澳大湾区城市各科技创新驱动力子系统进行分析和评价，详见表4。从表4可以看出，各城市的科技创新投入驱动力、科技创新载体驱动力、科技创新产出驱动力与科技创新驱动力综合得分保持一致，但是科技创新绩效驱动力在各城市之间的差异并不是很大。从各城市科技创新驱动力子系统的得分来看，一是在科技创新投入方面，深圳科技创新投入驱动力一直处于领先地位（0.31），广州科技创新投入也相对突出（0.22），珠海、佛山和东莞科技创新投入驱动力分别是0.07、0.08和0.07，惠州、中山和江门科技创新投入驱动力均为0.03，肇庆科技创新投入驱动力不足0.01。从表5中可以看出，在研发经费、地方财政科技拨款、研发人员、人均GDP、地方财政收入和支出以及第三产业生产总值等方面，深圳和广州的科技创新投入都明显强于其他城市，从2010—2020年研发经费平均增长速度来看，尽管珠海、佛山、惠州、东莞、江门和肇庆等城市的研发经费平均增速都超过10%，但是由于经济总量差距明显，研发经费总额仍然与广州、深圳有较大差距。二是在科技创新载体方面，广州的科技创新载体驱动力最高为0.30，比处于第二位的深圳（0.12）高0.18，另外7座城市的科技创新载体驱动力均不超过0.05。广州拥有雄厚的科技研发载体基础，特别是其高校、实验室和研究中心在粤港澳大湾区具有绝对优势，由于知识和研发具有地理集聚的特点，广州依托中山大学、华南理工大学、广州医科大学、中科院广州地球化学研究所等高校和科研机构建立了一批国家和省级重点实验室和工程技术中心。深圳的科技产业载体优势明显，2020年深圳的高新技术企业数量已经达到18694个，远高于其他城市（详见表6）。三是在科技创新产出方面，基于较强的科技创新投入和科技创新载体驱动力，广州（0.24）和深圳（0.19）也具有相对较强的科技创新产出驱动力，珠海、佛山和东莞科技创新产出驱动力分别为0.06、0.04和0.06，其他城市接近或不到0.01。2020年广州的科技创新驱动力综合得分首次超过深圳，主要原因是2020年广州的科技创新产出驱动力指数比2019年增加0.03。根本原因是广州近年形成了科技成果转化的全链条体系，其技术市场持续优化，整体科技实力大幅提升。2020年广州技术市场成交合同额达到2256.53亿元，超出深圳1220亿元①广东省地市主要科技统计指标［EBOL］.（2021-09-01）［2022-09-10］.http://gdstc.gd.gov.cn/zwgk_n/sjjd/content/post_3517396.html。（详见表7）。四是在科技创新绩效方面，与其他驱动力相比，粤港澳大湾区珠三角九座城市科技创新绩效驱动力相对较低，深圳、珠海、佛山、东莞和中山的指数均是0.03，其他4座城市不到0.03。这也说明大湾区珠三角城市的科技创新投入产出效率和产业驱动转型绩效还有较大的提升潜力（详见表8），特别在科技创新投入、载体和产出驱动力表现突出的广州和深圳2座城市还可以进一步探索如何提升科技创新绩效。

表4 2020年粤港澳大湾区城市科技创新驱动力子系统指标得分

表5 2020年科技创新投入驱动力指标

表6 2020年科技创新载体驱动力指标

表7 2020年科技创新产出驱动力指标

表8 2020年科技创新绩效驱动力指标

（三）科技创新驱动力分系统的耦合协调分析

1.耦合度的分析

基于耦合协调度计算公式，测算出2010—2020年粤港澳大湾区城市科技创新驱动力4个子系统的耦合度、耦合协调度以及它们的均值。从表9可以看出，粤港澳大湾区大部分城市科技创新驱动力子系统耦合度较高，较高的耦合度说明各子系统之间相互联系、相互作用的力度非常强。同时也看到不同城市耦合度也存在差距，其中珠海（0.98）、佛山（0.92）、东莞（0.90）和中山（0.84）的科技创新驱动力各子系统之间处于极度耦合，广州（0.66）、深圳（0.74）、惠州（0.76）和江门（0.78）科技创新驱动力子系统处于高度耦合，肇庆各子系统之间耦合度较低，耦合度均值仅为0.15。

2.耦合协调度的分析

在耦合协调度方面，从表9也可以看到，2010—2020年粤港澳大湾区城市耦合协调水平比较低，耦合协调水平排在前两位的城市是深圳（0.37）和广州（0.33），处于中度协调，其他城市均处于低度协调状态。总体来说，粤港澳大湾区城市科技创新驱动力子系统处于“高耦合低协调”的状态，这也说明了尽管粤港澳大湾区科技创新驱动力各子系统之间存在较强的相互作用，但是各子系统的驱动力还未能实现在高水平上相互促进，甚至还会在低水平下产生相互抑制的作用。科技创新驱动力较强的深圳、广州，尽管科技创新投入、科技创新载体和科技创新产出驱动力都非常强，但是并没有带动科技创新绩效成为较强的驱动力；珠海、佛山、惠州、东莞、中山和江门科技创新驱动力子系统之间能够很好地促进，但是子系统之间并没有形成高效的协同关系；肇庆的科技创新子系统驱动力都比较弱，其科技创新驱动力总体实力受到较大影响，无论是子系统之间的耦合度还是耦合协调度都处于比较低的水平。

表9 2010—2020年科技创新绩效驱动力子系统耦合协调水平

四、粤港澳大湾区科技创新驱动力提升及内部协调发展建议

（一）结论

测算科技创新驱动力以及其子系统之间的耦合协调程度对于了解粤港澳大湾区各城市目前科技创新驱动程度和城市内部科技创新驱动力之间的协同发展具有重要的现实意义。借鉴已有文献，本研究从科技创新投入、载体、产出和绩效四个维度建立粤港澳大湾区城市科技创新驱动力指标体系，并在此基础上，利用熵值法、耦合度模型和耦合协调度模型，定量研究了粤港澳大湾区科技创新驱动力及各驱动力子系统的水平，同时测度了各城市驱动力子系统之间的耦合协调特征，并得到以下结论。

第一，从科技创新驱动力综合水平来看，2010—2020年，粤港澳大湾区珠三角九座城市科技创新驱动力水平相对稳定，随时间变化幅度较小。但是粤港澳大湾区珠三角九座城市科技创新驱动力发展非常不平衡，城市分层明显，其中，广州、深圳处于第一梯队，科技创新驱动力较为突出，成为粤港澳大湾区科技创新的“领头羊”；珠海、佛山和东莞处于第二梯队，科技创新驱动力与第一梯队有较大差距；中山、惠州、江门和肇庆处于第三梯队，科技创新驱动力显著不足。

第二，从科技创新驱动力的子系统来看，粤港澳大湾区珠三角九座城市的科技创新投入、科技创新载体、科技创新产出驱动力与科技创新驱动力综合水平保持一致，但是科技创新绩效驱动力在各城市差别不大，科技创新绩效驱动力与其他三个子系统相比驱动力较弱。由于广州拥有传统的科研优势、深圳拥有较强的科研转化优势，其科技创新投入、载体和产出驱动力都远远高于其他城市，但是近十年来，这2座城市强大的科技创新驱动力带动周边城市科技创新驱动力发展的能力有限，由于科技创新资源过度集聚也产生了边际递减效应，其自身的科技创新驱动力绩效也有待提升。

第三，从科技创新驱动力的各子系统耦合协调水平来看，粤港澳大湾区各城市科技创新驱动力子系统处于“高耦合低协调”的状态，这也说明了尽管粤港澳大湾区科技创新投入、载体、产出和绩效四个子系统之间存在较强的相互作用，但是各子系统的驱动力还未能实现在高水平上相互促进以及协同发展。广州、深圳等科技创新驱动力各子系统较强的城市会在相互作用下越来越强，然而各子系统较弱的其他城市也会相互制约并影响科技创新驱动力持续增强。

（二）建议

第一，粤港澳大湾区要充分发挥广州、深圳等城市在科技创新上的“领头羊”作用，以打造国际科技创新中心为契机，引导科技创新资源向周边城市溢出，缩小粤港澳大湾区城市间科技创新驱动力的差距，促进科技创新资源在大湾区内均衡发展，提升粤港澳大湾区的整体科技创新驱动力。第二，粤港澳大湾区城市要推动科技创新协同发展，缓解科技创新资源过度集聚导致的低效问题，增强其科技创新辐射效应和溢出效应，通过搭建粤港澳大湾区科技创新联动平台以及建立科技创新联盟等形式，发挥粤港澳大湾区每座城市的优势，实现科技创新资源的共建共享。第三，粤港澳大湾区要构建粤港澳城市科技创新和制度创新双轮驱动战略，通过先进的科技创新制度构建良好科技创新生态环境，从科技创新投入、载体、投入和绩效四个方面推进区域内每座城市创新驱动力的相互作用以及协同发展。