决定北美洲大中城市竞争力的耦合协调度——基于北美洲131个大中城市数据的分析

◎ 刘笑男 倪鹏飞 李启航 李 博

一、引言与文献

城市竞争力问题已经成为关系国家和地区在全球竞争压力下如何生存发展的重大问题。根据中国社会科学院与联合国人居署共同发布的《全球城市竞争力报告（2017-2018）》显示，在全球城市竞争力排名前十强中，除中国的深圳外，其他都为发达国家城市，其中美国城市占据了半壁江山。全球城市经济竞争力高度集中于少数城市，全球城市经济竞争力发展不平衡，城市间发展差距较大。美国、德国和英国等发达国家的城市经济竞争力普遍较强，中国和印度等发展中国家城市经济竞争力是明显的“中心—外围”模式，中心城市发展较为突出，其他城市发展较为失衡。分析北美洲城市的科技创新、金融服务、产业体系等指标的耦合协调度以及各指标对经济竞争力的相对发展指数，找出哪些因素是与经济竞争力同步发展的，哪些因素是超前或滞后于城市竞争力的发展，这对于城市未来发展中因地制宜、发挥比较优势，具有十分重要的意义。

耦合协同理论是20世纪70年代德国物理学家哈肯提出来的。它最初用于激光物理学领域，之后逐渐应用于生物、化学、社会学等领域[1]。中国的廖重斌以珠江三角洲城市群为例，按照协调发展度的大小将环境与经济的协调发展状况划分为从简洁到详细3个不同的层次，从而对环境与经济发展的状况进行耦合协调度的分析[2]。马丽研究了中国350个样本城市的经济发展与环境之间的耦合协调度，并以耦合协调度的高低分析了城市的工业结构分布格局[3]。段佩利运用耦合协调度分析方法以及地理回归加权的方法，以沿海城市为例，探讨了城市的开发强度与资源环境承载力之间的耦合协调情况[4]。倪鹏飞等学者在对城市竞争力进行理论研究的基础上，分别从2003年和2006年开始对中国城市竞争力和全球城市竞争力进行年度和双年度的评估，将城市竞争力的内涵概括为一个城市在竞争和发展过程中与其他城市相比所具有的吸引、争夺、拥有、控制和转化资源，争夺、占领和控制市场，创造价值，从而为其居民提供福利的能力[5-10]。

本文构造了城市经济竞争力的指标体系，包含10个二级指标，24个三级指标体系，构建解释性指标与经济竞争力的耦合协调度，设立耦合协调度的等级（表1，表2），分析北美洲城市的耦合协调度的格局状况，并与北美洲城市的经济竞争力进行相关性分析，判断二者之间的正相关性。本文待验证的主要假设为：决定城市竞争力的关键因素与城市竞争力的耦合协调度越高，城市竞争力越高。

二、变量、模型与数据

（一）耦合协调度的模型设定

1.两两变量间的耦合协调度

设正数x1、x2、x3…xm为描述经济竞争力解释性因素特征的m指标；正数y1、y2、y3…yn为描述经济竞争力特征的n个指标。

rmax为最大值，rmin为最小值。

rmax或者rmin是相对于指标 的规划值、对比标准值、期望值或者最理想状态的值。

公式中Cv为耦合度，为了使得协调度具有一定的层次性，赋予调节系数k，k的取值范围一般介于2～5之间, 为了研究分析的方便，本文取k=2。D为耦合协调度，T为经济竞争力的解释性指标与经济竞争力的综合评价指数，它反映经济竞争力解释性指标与经济竞争力的整体水平。、是在综合评价指数中赋予的f(x)、g(y)的权数。

2.多变量的协调耦合度

其中fi(x)表示一个城市的第i个变量的数值，Cv表示一个城市n个变量之间的协调度，a表示评价体系中赋予第i个变量的权重，D表示n个变量之间的协调耦合度。

耦合度C只反映耦合总系统各子系统之间相互依赖、影响的强度。耦合度与耦合协调度是两个不同的概念。系统间耦合度高的，耦合协调性不一定强，因为可能存在同步较低的现象；但耦合协调性较高的，系统间耦合会较强，因为这赋予了系统间的权重系数。

（二）城市经济竞争力的指标体系

城市竞争力从根本上讲是区位竞争力，它是竞争力要素的投入、过程以及最终价值的表现。借鉴倪鹏飞的城市竞争力“弓弦箭”模型，构建城市竞争力的因素决定模型如下：

GUCIi是被解释变量（经济竞争力），它是由经济增量和经济密度这两个显示性指标经由非线性加权计算得到的。其中，经济增量（当年GDP与上一年GDP差）是规模指标，经济密度（地均GDP）是效率指标。本文中的经济竞争力的指数是由五年增量和人均GDP修正的经济密度这两个指标合成计算得到的。

结合北美洲的城市情况，本文选择超过50万人口的131个北美洲城市为样本，其中包含美国75个城市，墨西哥35个城市，加拿大9个城市，多米尼共和国和洪都拉斯各2个城市，巴拿马、波多黎各、哥斯达黎加、古巴、海地、萨尔瓦多、危地马拉和牙买加各1个城市。需要指出的是，本文所选的城市口径均使用大都市区口径，样本选择参照《全球城市竞争力报告（2017-2018）》，所有数据均来自于中国社会科学院城市与竞争力指数数据库。

三、实证分析

实证部分首先分析了北美洲城市耦合协调度的状况，其次相应分析了欧洲城市耦合协调度的空间结构、等级类型结构；最后利用回归分析实证检验耦合协调度是城市竞争力的关键影响因素。

（一）北美洲城市耦合协调度的状况

如图1所示，北美洲城市的耦合协调度近似服从标准正态分布，大多数城市的耦合协调度均值0.6，处于良好协调状态；小部分城市的耦合协调度在0.5以下，处于濒临失调状态；极个别城市耦合协调度在0.8以上，处于优质协调状态。处于良好协调状态的城市占北美样本城市的比例高达56.49%，处于濒临失调状态的城市占北美洲样本城市的比例为11.45%，北美洲城市的耦合协调度高低不同。具体来看，北美洲城市耦合协调度的均值是0.618，中位数是0.635，方差是0.017，变异系数是0.21，其中有43.5%的城市耦合协调度低于整体均值水平；耦合协调度较高的城市高度集中在美国和加拿大，耦合协调度较低的城市主要集中在墨西哥等国家。

表1 耦合协调度的等级及类型划分

表2 城市经济竞争力解释变量指标体系

图2是北美洲城市经济竞争力与耦合协调度的散点图。横轴是经济竞争力九大解释性指标的耦合协调度，纵轴是经济竞争力。由图2的散点图可以看出，经济竞争力与耦合协调度的相关性比较强，二者之间的相关系数为0.76，存在一条拟合程度较好的拟合双曲线：

其中，y代表经济竞争力，x代表耦合协调度。

（二）北美洲城市耦合协调度的等级及类型

图1 北美洲城市耦合协调度的核密度对比图

图2 北美洲城市经济竞争力与耦合协调度的散点图

为了对北美洲城市耦合协调度数据进行全面分析，表3和表4分别进行了数据统计和等级类型划分。表3对各城市的经济竞争力进行排名，分为前10名、第11-20名、第21-50名、第51-80名、第81-131名五组，其中前十名的城市耦合协调度均值在0.8左右，处于优质协调状态，第11名至第80名城市的耦合协调度均值在0.6至0.8之间，处于良好协调状态，第80名之后的城市普遍处于勉强协调状态。表4细分了每一等级类型的城市的状况，该等级类型呈现金字塔状的形式。综合分析可知，北美洲城市的耦合协调度发展不均衡，不同国家的城市间发展差距较大。美国和加拿大等北美洲发达国家城市的耦合协调度水平较高，城市各要素的协调性发展普遍较好，墨西哥、古巴、海地等北美洲不发达国家城市的耦合协调度普遍较低，城市各要素的发展缺乏协调性。

（三）耦合协调度的相对指数分析

解释性指标之间的耦合协调度是反映九大解释性之间的耦合协调关系，但是不能反映解释性指标和被解释性指标间的相对发展程度。为此，表5和图3展现了各解释性指标与经济竞争力的相对发展程度。通常，相对指数范围介于0.8与1.2之间的是较为同步，低于0.8或高于1.2则为滞后或者是超前于经济竞争力的发展。由表5可知，北美洲131个样本城市的营商成本、营商环境、生活环境的相对指数普遍高于1.2，超前于城市经济竞争力的发展；北美洲城市的金融服务、科技创新、产业体系的相对指数普遍低于0.8，滞后于城市经济竞争力的发展。北美洲131个样本城市的人力资源、当地需求、基础设施相对指数在0.8～1.2，几乎与经济竞争力是同步发展的。当地需求、营商环境等相对发展指数均在2.7～6，远远超前于经济竞争力的发展水平。研究结果发现：第一，在较低的金融服务、科技创新、产业体系的相对指数中，墨西哥的金融服务相对指数、加拿大的科技创新相对指数相对高于北美洲国家的其他城市，美国、墨西哥和加拿大的产业体系相对指数普遍低于北美洲国家的其他城市，美国的产业体系相对指数最低。第二，在中等的人力资本、当地需求、基础设施相对发展指数中，美国、加拿大城市的人力资本和当地需求相对发展指数普遍低于北美洲城市的平均水平，且美国城市的人力资本相对发展指数远低于其经济竞争力的发展。第三，在较高的营商成本、营商环境、生活环境相对发展指数中，洪都拉斯、萨尔瓦多、危地马拉的营商成本、营商环境、基础设施和生活环境相对发展指数普遍高于美国和加拿大等发达国家的城市。

表3 北美洲城市耦合协调度的数据统计

表4 北美洲城市耦合协调度的等级及类型

（四）影响北美洲城市耦合协调度的因素回归分析

为了验证城市的耦合协调度是否是决定城市竞争力的关键因素，在表6和表7中，耦合协调度对经济竞争力进行了基准回归分析和因素回归分析。

图3 北美洲城市耦合协调度的相对指数图

表6中，回归（1）表示经济竞争力指数单独与耦合协调度的回归结果，回归（2）至（6）表示在加入其他控制变量条件下，依次加入科技创新、金融服务、产业体系、营商成本和生活环境等变量，逐次进行经济竞争力与耦合协调度的回归分析。分析结果显示，随着解释性变量的逐渐增多，耦合协调度和其他解释性变量与经济竞争力的显著性水平是一致的，这说明回归结果是稳健性的。在（1）至（5）的回归分析中，经济竞争力指数与耦合协调度均是在1%的显著性水平下正相关。在表6中可知，除产业体系外，耦合协调度、科技创新、金融服务、人力资本、营商成本、营商环境等7个指标与经济竞争力均是显著性相关。另外，在回归分析（6）中，由各解释性变量对经济竞争力的影响情况可知：耦合协调度、金融服务对经济竞争力的影响作用最为显著，其各影响因素的回归系数分别为0.295、0.491。科技创新、营商成本、生活环境对经济竞争力影响作用也很明显，其各影响因素的回归系数分别为0.286、0.2、0.169。综上所述，耦合协调度、金融服务 、科技创新与经济竞争力具有较为稳健和强烈的显著性。

表5 北美洲城市耦合协调度的相对指数表

表7进行了分位数回归，选取0.1、0.25、0.5、0.75与0.9这五个代表性分位点，这五个分位点上影响因素的符号方向和显著性水平基本是一致的，但系数大小与显著性水平则呈现不同的变化规律。第一，科技创新对城市经济竞争力的贡献在居中的分位点附近更高一些，但在0.1和0.9分位点不显著，这表明其对经济竞争力中等偏上水平的城市贡献较大。第二，金融服务对于经济竞争力的贡献随着城市经济竞争力的提高而逐渐扩大。第三，营商成本在0.1和0.75分位点的回归系数均为0.185，中间分位点的回归系数为0.13，而在另外两个分位点上是不显著的。第四，生活环境在0.9分位点上不显著，其他分位点上均显著，且在中低分位点上的显著性较好。第五，营商环境对经济竞争力较低的分位点水平的贡献性比较大，而在分位点的中高水平并不显著，这表明对经济竞争力较低的城市具有显著贡献，而对经济竞争力较高的城市贡献则不显著。

四、结论与启示

通过对北美洲131个样本城市的耦合协调度研究分析可知：第一，北美洲城市的耦合协调度发展总体发展不均衡，不同国家的城市间的发展差距较大。第二，耦合协调度是决定城市经济竞争力的关键因素。耦合协调度与城市经济竞争力具有很强的相关性。第三，不同分位点上城市的耦合协调度与城市的经济竞争力均不同程度地显著相关，且金融服务、科技创新、产业体系、营商成本、营商环境等因素对不同分位点城市的影响不同。

表6 经济竞争力与耦合协调度基准回归分析

表7 经济竞争力与耦合协调度的分位数回归

提高城市的耦合协调度的建议有：第一，墨西哥等不发达国家需要提高城市的耦合协调度，缩减城市间的耦合协调度的差异，同步提高城市间的耦合协调度，从而提升北美洲城市的整体经济竞争力水平。第二，提高滞后于城市经济竞争力发展的科技创新、金融服务、产业体系的相对发展指数。有效发挥墨西哥等欠发达国家城市中强于北美洲其他城市发展的相对指数对经济竞争力的提升作用，促进城市经济竞争力的发展，提高城市的耦合协调度。第三，不同分位点的城市应采取不同的政策以促进城市的协调发展。不同分位点的城市应当在巩固已有优势的同时，因地制宜着力提升城市的金融服务水平、提高科技创新能力、提高城市人力资源水平、优化产业结构调整升级，更高更好地驱动城市经济竞争力的提升。