城市創新能力與新型城鎮化水平的耦合協調分析

肖夢 鄧宏兵

摘 要：以長江中游城市群28個主要城市為例，以城市為研究單元構建創新和新型城鎮化的雙系統評價指標體系，利用動態因子法計算得出28個城市的創新能力與新型城鎮化水平的綜合指數，然后利用物理學的耦合協調度模型，分析2011—2016年長江中游城市群28個主要城市的創新能力與新型城鎮化水平間的耦合協調發展情況，得到以下結論：（1）長江中游城市群區域內28個主要城市的城市創新能力與新型城鎮化水平存在顯著的地域差異;（2）各城市的創新能力與新型城鎮化耦合水平大部分處于拮抗階段，耦合協調水平大部分處于嚴重失調階段，但城市創新與新型城鎮化兩大系統的良性互動使協調性逐年優化，整體向協調方向發展。

關鍵詞：城市創新能力;新型城鎮化水平;耦合協調性

中圖分類號：F29? ? ?文獻標識碼：A? ? ?文章編號：2096-5729（2019）05-0042-11

一、引? 言

創新發展和新型城鎮化建設是地區發展的兩個重要部分，新型城鎮化水平能夠表征一個地區各類資源要素的綜合發展實力，是國家經濟發展的核心推動力與內需潛力，而創新能力則是區域和城市在知識時代提升核心競爭力的重要引擎[1]（P48）。一方面，創新驅動為區域帶來新的綠色技術，讓區域經濟更加高效地運行，促進新型城鎮化綠色、集約、高效地發展;另一方面，新型城鎮化為區域創新活動提供了良好的外部環境，輸送了必要的人力資本支持，兩者相輔相成[2]（P164）。因此，新型城鎮化水平與城市創新能力二者之間相互協調、相互促進才能實現城市、區域乃至國家的均衡全面優化發展。故而，科學合理地評價城市新型城鎮化水平與創新能力，并分析二者間的協調性意義重大。城市是人口大國城鎮化的主要空間載體，是新型城鎮化的主體形態，同時長江中游城市群得天獨厚的區位優勢決定了其將在我國未來的區域發展空間格局中占據核心地位。

城市是知識溢出的重要空間載體，而知識溢出是一個解釋創新的核心概念。Krugman[3]（P490）提出城市化離不開知識創造，知識報酬遞增與知識外溢效應都會推動城市的發展進程。Lan P[4]（P5）強調在時代需要科技作為第一生產力的大背景之下，科技創新將會影響未來多元化的城鎮化發展路徑。仇怡等[5]（P57）則是以長江中游城市群為研究對象，在分析了目前長江中游城市群的創新發展現狀后，實證研究了城市的城鎮化水平對其創新能力的驅動作用。甘丹麗[6]（P45）指出提升創新是讓城鎮化轉為健康發展的關鍵點，從創新的角度為城市的新型城鎮化提出建議，認為人口的解決、數量的增多不再是關注點，而是要提高素質、文化教育。郝漢舟等[7]（P8）通過評估城市的技術創新水平及績效，探究城市技術創新與城鎮化之間的影響和反饋。徐維祥等[8]（P1353）建立耦合協調度模型，定量分析了城市產業集群創新與城市化的相互作用聯系，結果顯示它們之間存在正向相關。程海森、劉立軍[9]（P77）通過實證研究認為，城市化與區域創新能力之間相互促進，并在空間聯系上呈現出正向的空間效應。劉雷等[10]（P65）通過構建耦合協調度模型對山東省的城市化與城市創新能力進行耦合分析，認為城市建設的工作重心應該是發展滯后的系統。2018年，付琦等[11]（P33）提出城市化、工業化水平的提高對創新能力具有正向促進作用，已成為推動創新發展的源泉;在考慮城市化和工業化二者間的交互關系時，它們對創新能力的提升效應有一定的影響。

本文通過對長江中游城市群28個主要地級以上城市的新型城鎮化水平與創新能力分別測度，試圖構建城市創新能力與新型城鎮化水平之間的協調度模型，分析長江中游城市群城市協調度的時空特征，并針對協調度不同的城市分別提出不同的推進城市創新與新型城鎮化協調發展的若干政策建議，以期促進長江中游城市群整體新型城鎮化水平與創新能力實現質的提升，為進一步推動該區域可持續發展提供參考。

二、研究方法與數據處理

（一）研究區域與數據來源

本文的研究區域為長江中游城市群，其區域所轄范圍涵蓋3個次級城市群，共囊括31座城市。仙桃、天門與潛江這3個縣級市由于相關創新類指標如R&D經費、企業發展等數據難以獲取，同時為確保本文研究的科學性與連續性，故而未被納入本文的研究區域空間單元。因此，本文以長江中游城市群地區的28個主要地級以上城市為基本評價單元，研究時段區間為2011—2016年，共6年。涉及的面板數據整理自：2012—2017年的《中國城市統計年鑒》《中國城市建設統計年鑒》《湖北省統計年鑒》《湖南省統計年鑒》《江西省統計年鑒》以及各城市的統計年鑒，還包括部分城市的《政府工作報告》與《國民經濟和社會發展統計公報》，其中專利數量來自國家知識產權局（SIPO）。

（二）指標體系構建

本文在充分理解城市創新系統及新型城鎮化相關理論的基礎上，秉承科學、實用、系統等原則，建立包含兩大系統的綜合評價指標體系（參見表1）。

（三）研究方法

基于前人研究的基礎上，本文構建包涵城市創新能力與新型城鎮化水平兩系統的耦合協調度模型，具體步驟如下：

耦合度[C]的取值范圍是[0，1]。越趨近于1，表示二者耦合的程度越高，反之，耦合度越趨近于0，表示二者的發展關聯性越低，呈現無序的發展趨勢。

3.建立創新能力和新型城鎮化水平的耦合協調度模型。協調度模型通過構建一個定量的“協調度”指標來衡量兩個系統之間或是單獨的系統內部各要素間的協調狀況，依據該指標可以判斷它們之間的耦合性質與階段。為了客觀反映城市創新能力與新型城鎮化水平間的協調發展水平，本文引入物理學中的耦合協調度模型，具體公式如下：

上述公式中，[T]代表的是城市創新能力與新型城鎮化兩系統的綜合協調指數;[α]、[β]分別表示二者重要程度的未知待定系數，本文認為城市創新能力與新型城鎮化水平同等重要，所以[α]和[β]的值都取0.5;[D]代表耦合協調度，取值范圍是[0，1]。[D]的取值越接近1，耦合協調度越高，二者發展協調;[D]的取值越接近0，耦合協調度越低，說明發展失調。

三、長江中游城市群城市創新能力與新型城鎮化水平分析

借助Stata22.0軟件可分別測度長江中游城市群28個主要城市在2011—2016年的創新能力和新型城鎮化的綜合發展水平指數[Ui1]、[Ui2]。綜合發展指數數值越大，即表明該城市的綜合發展水平越高。表2和表3是2011—2016年28個主要地級市的創新能力和新型城鎮化水平綜合指數及其在長江中游城市群地區的排名情況。

（一）城市創新能力分析

從表2可以看出，28個城市在創新能力上不論是綜合指數還是排名均沒有發生明顯變化，尤其是三個省會城市6年內穩穩占據前三的位置且沒有發生改變，分別是武漢市第一、長沙市第二、南昌市第三，且第二名的長沙市創新能力綜合指數僅為排名第一武漢市的58.8%。6年內排名變化的絕對值最大的是新余市和孝感市。新余市在2011年指數得分為-0.01，排名15名，到2013年得分為-0.02，排名迅速下降至第25名，為6年內最低值，6年內排名呈“V”形變化。孝感市同樣也是在2013年排名低，為第20名，但名次波動相較于新余市要略微平穩些。從變動頻次來看，名次波動最頻繁的主要集中分布在環長株潭城市群。從長江中游城市群各城市創新能力綜合指數差異性來看，第一名與最后一名指數相差的絕對值從2011年的2.72增長到了2016年的4.01，故而雖然整體的創新能力得到了提升，但內部的差異性更加顯著，長江中游城市群各城市的創新發展更加不均衡。

將表中的結果采用系統斷裂法進行分類，共分成5個等級，使用ArcGIS制作2011年、2016年的動態綜合創新能力得分空間分布圖，見圖1。

由圖可以直觀發現，長江中游城市群內部創新能力分布并不均衡，大部分城市屬于第四類，整體的創新能力不強。從2011—2016年，研究區域內處在第一級別的始終只有武漢市一個城市。長沙和南昌市始終處于第二級別。第三級別的城市數量有了明顯增長，從2011年僅僅只有6個上漲到2016年的9個。且從分布上看，第三級別增長的城市均是圍繞在南昌和長沙兩個中心城市附近，說明南昌與長沙市對周邊城市的輻射帶動作用明顯。反觀武漢市雖然屬于第一級別，但其“燈影效應”過于強大，產業以及知識的高度空間集聚導致創新難以向周邊區域擴散，致使其鄰近城市的創新能力都不高。從各個省份來看，湖北省內武漢、宜昌、襄陽三足鼎立，這“三駕馬車”的區位鎖定效應明顯，這也與湖北省近年來大力推動“一主兩副”的重大戰略決策以及三個城市正加緊建設創新型城市有關。江西省內除南昌市以外只有九江市創新能力稍高，整體的創新能力也是三個省份中最弱的，需要整體提高對于創新活動的重視程度。湖南省內的創新能力分布是以長沙市為中心向外輻射，層層減弱，因此對于湖南省而言，需要在保持長沙市知識擴散能力的同時挖掘新的創新中心城市，雙頭并進。

（二）新型城鎮化水平分析

從表3可以看出，28個城市在新型城鎮化水平上的綜合指數和排名同樣沒有明顯的變化，且波動頻率相較于創新能力要小得多。排名前三的依舊是三大省會城市，武漢市穩占第一，長沙市第二，南昌市第三，三個城市的新型城鎮化綜合指數都在逐年上升，且第一名的武漢市與第二名的長沙市綜合指數差距不大。武漢市無論是從創新發展還是新型城鎮化水平來看都是相對優于其他兩個省會城市，占領主導者的地位。但武漢城市圈內除了“一主兩副”三個城市，其他城市相對而言名次就相對靠后，處于長江中游城市群的中下等水平。故而，對武漢城市圈來說，當前的首要任務是如何更好地發揮“一主兩副”即武漢、宜昌與襄陽三個城市“領頭羊”的作用，從而帶動其他城市在長江中游城市群乃至全國地區更好更快地發展。新型城鎮化水平綜合指數排名變動最大的是黃岡市，其排名呈穩定的上升趨勢，從2011年的最后一名提高到2016年的第20名。從表中能夠清晰看到，黃岡市作為人口超500萬的特大城市，其新型城鎮化水平卻不高，這可能是由于政府部門整體對于黃岡市的新型城鎮化建設重視程度不高。從表中各城市綜合指數的差異性來看，與創新能力不同，第一名與最后一名指數相差的絕對值在6年間十分穩定地在1.35上下波動且變化的幅度不大，從2011年的1.23略微提升到了2016年的1.43，故而雖然長江中游城市群城市的新型城鎮化水平指數略低于創新能力指數，但內部的差異性小，整體的新型城鎮化發展較之創新發展更為均衡。

將新型城鎮化水平的評價結果同樣采用系統斷裂法進行分類，共分成5個等級，使用ArcGIS制作2011年、2016年各城市新型城鎮化水平得分的空間分布圖，見圖2。

可以直觀地看到，長江中游城市群大部分城市的新型城鎮化水平等級基本沒有發生變化。處于第一類別的始終僅有武漢市，第二類別的只有長沙與南昌市，第五類別的城市數量從2011年的7個減少到了2016年的5個。整體在空間上形成了以武漢、長沙與南昌三市為核心的“金三角”區域，每個級別的城市分布較為分散，空間上沒有明顯的集聚現象。從2011年到2016年6年間，新型城鎮化指數的差異系數均在19%左右，表明該區域新型城鎮化發展存在著空間差異，但總體上不均衡狀況要優于創新能力。

四、耦合協調結果分析

根據前述耦合協調度模型的公式，結合上文得出2011年至2016年長江中游城市群各個城市的創新能力和新型城鎮化水平的耦合度和耦合協調度。本文結合該研究相關特征，參考吳玉鳴等[12]（P1475）前人的學術成果，依據取值把耦合度C和耦合協調度D劃分為4個類別，詳細內容如表4。

（一）總體協調發展的演化特征

基于耦合協調度模型，通過計算得到2011—2016年長江中游城市群28個城市的創新能力和新型城鎮化水平耦合度及其耦合協調度，利用其均值表征該研究時段內長江中游城市群城市創新能力與新型城鎮化水平協調發展的總體態勢及其演化特征（圖3）。從圖中可以明顯看出，2011—2016年期間，長江中游城市群整體的耦合度與耦合協調度的變化趨勢一致，均是在2013年有一個明顯的增幅，隨后略有下降并平穩上升。2011—2016年耦合度均值從2011年的0.451上升到2016年的0.457，增幅不大，6年的均值都在0.45上下波動。這表示長江中游城市群的兩系統始終處于拮抗狀態，說明創新能力和新型城鎮化系統之間存在一定的相互作用影響。而耦合協調度均值從2011年的0.295增加到2016年的0.334，從中度失調階段跨進輕度失調階段，這表明長江中游城市群各城市兩系統正在向趨于協調的方向發展。

（二）協調發展的空間格局演化

為了進一步研究長江中游城市群城市創新能力與新型城鎮化水平兩系統耦合協調度的地區差異特征，本文依據表4列出了長江中游城市群28個城市在2011年和2016年的耦合度與耦合協調度及它們所處的階段，具體結果如表5，同時借助ArcGIS畫出協調發展類型圖，見圖4。

可以看到，就耦合度而言，長江中游城市群大部分城市在選取的兩個時間節點內創新能力與新型城鎮化水平兩系統的耦合度均在拮抗階段，2011年僅有兩個城市處于低水平耦合階段，到2016年只有鷹潭市轉為低水平耦合階段。黃岡市在2016年的耦合度有了十分顯著的提升，和其周邊的城市基本保持一致。為了更細致地分析地區的耦合情況，本文對處于低水平耦合及拮抗階段的長江中游城市群28個城市依據耦合度值進行進一步細分排序：①低強度耦合城市（[0.2

就兩系統的耦合協調度絕對值而言，耦合協調度在2011—2016年的跨度范圍為0.1-1.0，其類型以嚴重失調、中度失調與輕度失調3種為主，3種占比分別從2011年的35.7%、28.6%、25%變為2016年的28.6%、25%、28.6%，幾乎每年都占據了所研究區域80%以上的城市。這主要體現了長江中游城市群的以下兩個特點：一是從總體上看，長江中游城市群兩大系統的耦合協調度水平低下，僅有三個省會城市處在勉強協調及以上的水平，其中武漢市不論是從耦合度還是耦合協調度來講，都領先其他城市;二是從時間軸來看，總體城市的耦合協調度平均水平在往輕度失調偏移，整體在向良性方向發展。

進一步利用ArcGIS軟件，對2011年和2016年兩個時間節點的協調度進行空間可視化處理，以更好地剖析長江中游城市群創新能力和新型城鎮化水平協調發展的空間格局及動態演化。如圖4，可以看到，耦合協調度較高的三個城市依次是武漢、長沙與南昌三個省會城市，也是長江中游地區的中心城市，它們在各類資源要素稟賦和發展上相比其他城市均存在較大的競爭優勢，城市的各項發展速度快，因此皆在處于兩大系統的高強度階段的同時協調水平也偏高。與此同時從整體上看，耦合協調度根據城市地理位置屬性呈現出顯著的“中心-外圍”分布趨勢，在本文選取的兩個時間節點上，長江中游城市群以武漢、長沙與南昌這三個省會城市為三個中心點，在它們三個周邊的其他城市，依據空間位置上距離三大中心的遠近表現為越接近協調度越高、距離越遠協調度越低的空間格局。尤其以黃岡市與撫州市的轉變趨勢最為明顯。這表明城市創新能力與新型城鎮化水平的協調發展除了與自身的先天內在條件有關，其他城市尤其是周邊中心城市的輻射和帶動作用也會對其產生重要影響。故而長江中游城市群未來在考慮城市創新能力與新型城鎮化水平協調發展的道路上，需要重視三個中心城市的輻射帶動作用并且要將這種作用發揮最大化，由“中心”向“外圍”逐步實現整體實力的提升。同時我們也要看到，咸寧市雖然位于三個核心城市的“正中間地帶”，然而其協調水平卻很差，這可能是由于鄰近的武漢市占據了過多人力及物質資源，導致咸寧市的發展落后于其他城市。因此，咸寧市未來在城市發展上需要更加注重資源要素的投入。

五、結論與建議

本文以長江中游城市群的28個主要城市為研究對象，對長江中游城市群28個城市的創新能力與新型城鎮化水平這兩大系統的耦合協調性進行實證研究，將28個城市的耦合度與耦合協調度按數值大小判斷其所處的階段，借助ArcGIS軟件分析協調性的空間格局、空間關聯，最終得出如下結論：

（1）長江中游城市群的城市創新能力與新型城鎮化水平存在顯著的地域差異，與此同時整體的創新能力略高于新型城鎮化水平?？傮w可以概括為從“弱創新小差異”向“強創新大差異”轉變。創新發展總體呈現武漢市、長沙市與南昌市三足鼎立的態勢。長江中游城市群新型城鎮化建設還處于初期探索階段，正在逐漸向資源集約化發展過渡。長江中游城市群整體的城市發展狀態以“輕微超前型”為主，即創新能力的提升略優于新型城鎮化發展。

（2）2011年至2016年，長江中游城市群各城市的創新能力與新型城鎮化耦合水平大部分處于拮抗階段，耦合協調水平大部分處于嚴重失調階段，新型城鎮化建設滯后成為主流，但城市創新與新型城鎮化兩大系統的互饋發展使得其耦合協調性在逐漸優化，整體向協調方向發展。

基于以上分析，提出促進長江中游城市群城市創新能力與新型城鎮化水平協調發展的若干建議：

第一，明確發展方向，多方面重視新型城鎮化建設。依據長江中游城市群整體的城市創新能力略微超前于新型城鎮化建設的現狀，長江中游城市群各城市當前應在長江中游城市群發展規劃的指導下，將新型城鎮化建設作為未來一段時間的重點發展方向。體現在人口城鎮化方面，各城市實施的人口城鎮化相關政策應多從改革創新戶籍機制、完善跟進城市基本服務和提供多樣的人口城鎮化激勵這3個層面著手。

第二，建設智慧城市，推動產業創新。重視新型城鎮化建設并不意味著弱化創新發展，創新能力的提升同樣也是長江中游城市群的一大重點任務。目前，長江中游城市群的城市建設需要以“創新城區”建設為主抓手，建成功能優化、獨具特色的智慧型城市，提高中心城市如武漢市、長沙市與南昌市的引領作用，以此來更進一步推動長江中游城市群城市創新能力與新型城鎮化水平的協調發展。

第三，搭建交通信息網，促進資源要素高效流動。城市在發展到一定階段時，其物質流與信息流要想與城市規模相匹配，必須要配備對應規模的交通信息網絡。對于長江中游城市群而言，交通信息網建設顯得尤為關鍵，整體的物質與信息的高效率流通是城市創新能力與新型城鎮化協調發展的必要前提。因此，長江中游城市群各城市目前的一大重點工作是搭建起一個密集的交通信息網絡，尤其是三個省份政府間需要在交通體系上進一步加深合作，幫助各城市彌補其在創新網絡上的不足。通過這種交通信息網絡，打破市與市之間的桎梏，在交通上，各城市互達更為便捷，物質運輸的效率與通達性更高。在信息傳達上，穩定提升網絡信息傳輸速度，提高網絡覆蓋率和信息化水平，保證創新與其他資源要素能在長江中游城市群高效流動。

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Coupling and Coordination Analysis between Urban Innovation Capability and New Urbanization Level

— taking the urban group in the middle reaches of the Yangtze River as an example

XIAO Meng1，2，DENG Hong-bing1，2

（1.School of Economics and Management，China University of Geosciences [Wuhan]，Wuhan 430074，China; 2.Hubei Province Regional Innovation Capability Monitoring and Analysis Soft Science Research Base，Wuhan 430074，China）

Abstract：This paper takes 28 prefecture-level cities in the middle reaches of the Yangtze River as an example to construct a two-system evaluation index system of urban innovation and new urbanization. The dynamic factor method is used to obtain their comprehensive evaluation index，and then the physics coordination coupling model is used to analyze the coordinated development of urban innovation capability and urbanization level in 28 prefecture-level cities in the middle reaches of the Yangtze River from 2011-2016. Conclusions are as follows：（1） The urban innovation ability and new urbanization level of the middle reaches of the Yangtze River have significant Geographical differences;（2） The coupling level of innovation ability and new urbanization in the middle reaches of the Yangtze River is mostly in the antagonistic stage，and most of the coordination level is in the stage of serious imbalance. The benign interaction between the two systems optimizes the coordination year by year. The overall development show towards coordination.

Key Words：urban innovation capability;new urbanization level;coordinated development