湾区经济视角下辽宁省区域创新与经济发展时空耦合分析

单 良， 张 洋

(辽宁师范大学 地理科学学院，辽宁 大连 116029)

湾区经济是当下多元经济格局中的新形式，也是诸多世界级城市群的共同发展经验.随着粤港澳大湾区战略的提出，我国其他沿海地区也开始了相关讨论.湾区经济因湾而聚、依港而生、靠海而兴，本质上仍属区域经济，具有高度创新性[1-2].辽宁省位于我国东北地区，地处东北与环渤海经济圈交汇处，具有临江、临海、临边的多重优势，是环渤海大湾区的重要组成部分[3-4].自辽宁沿海经济带发展规划实施至今，在区域开发、建设取得一定成绩的同时，辽宁省也面临着经济持续下行、产业转型困难、人口流失严重等问题，发展模式亟须转变.在沿海各地进行湾区经济探索与辽宁省经济增长乏力的背景下，从湾区视角研究辽宁省区域创新与经济发展之间的耦合协调性及其时空格局，进而探讨发展湾区经济的可行性，对于提升辽宁省创新水平，实现辽宁乃至东北新一轮振兴具有重要意义.

1 相关文献综述

湾区经济相关研究最早出现在20世纪90年代，美国纽约-新泽西港务公司发表了关于港口产业对纽约-新泽西都市地区经济影响的相关内容[5].此后研究区域逐渐扩大到美国旧金山、日本东京等地区[6-9]，本质上还尚未将湾区经济与区域经济学充分联系起来，利用经济学、地理学等原理进行解析.湾区在国内最早被吴家玮教授所引用，提出建设“香港湾区”[10].此后，国内的湾区经济主要从定性与定量两方面进行分析.定性研究数量较多，一般从国外入手，对湾区经济发展路径进行经验总结与对比研究，探寻我国沿海各地发展湾区经济的可行性[11-12].定量研究具有相对滞后性，侧重于多角度对比分析，研究区域主要集中在世界三大湾区与我国的珠江三角洲[3,13-14].

湾区经济的提出给区域创新-经济发展系统增添了新内涵，学界把创新视为湾区经济发展的根本要素与动力[15-16].目前,对于区域创新与经济增长关系的研究主要分为三大类:第一类着眼于这种关系的重要性，进而探讨发展路径，从顶层设计的角度给出建议[17-19];第二类主要围绕创新在经济增长中的贡献进行研究，侧重于创新的单方面影响[20-22];第三类研究以前两类为基础，把区域创新与经济发展视为两个系统，认为其互动机制较为复杂，具有彼此促进、和谐共存的耦合关系[23-25].

通过相关文献研究发现，区域创新确有促进经济发展的作用，而经济发展也为区域创新提供了必要保障.目前，国内外学者的相关研究成果日渐丰富，但着眼于湾区发展的较少.故本文从湾区经济视角出发，建立相应评价指标体系，运用熵值法、耦合协调度模型等方法，定量分析辽宁省区域创新与经济发展的时空耦合状况，为推动辽宁省融入大湾区建设、实现高质量发展提供相应建议.

2 区域创新与经济发展耦合关系的机制研究

从系统论的角度来看，由于区域创新能够推动经济发展，而经济发展也为区域创新提供了关键要素，两者通过复杂的机制联通彼此，协调配合，相互促进.因此，可以把区域创新和经济发展视为两个子系统.在上述系统中，创新与经济之间的这种作用关系被称为耦合关系，系统的运转机制如图1.

图1 区域创新与经济增长的耦合关系Fig.1 The coupling relationship between regional innovation and economic growth

3 研究区域概况、数据来源与方法

3.1 研究区域概况

辽宁省位于我国东北地区南部，南濒黄海、渤海，向东与朝鲜仅一江之隔，与日本、韩国隔海相望，是东北地区唯一既沿海又沿边的省份，也是东北、蒙东地区对外开放的门户.辽宁省陆地总面积14.86万km2，2018年末户籍总人口4 191.90万人，人均GDP 58 008.00元，海岸线长度超2 000 km，港口资源丰富，具有发展临港经济的优势.近年来，辽宁省高新技术产业总体向好，2018年实现高新技术产业产值10 976.40亿元.根据《中国区域创新能力评价报告》显示，2018年辽宁省的创新能力综合排名为17名，居全国中游水平，转型发展压力仍然较大.

3.2 数据来源

本文以地市级行政区划为研究尺度，选取2013—2018年辽宁省14市的相关统计数据作为样本进行研究.数据主要来源于相应年份的《辽宁统计年鉴》《辽宁科技统计年鉴》、各市统计年鉴、中国统计信息网、辽宁省统计局官网以及各市政府相关网站、各市统计公报等.个别缺失数据采用插值法进行填补.

3.3 研究方法

3.3.1 综合发展水平评价模型

为计算辽宁省区域创新与经济发展的综合发展水平评价指数，这里引入相应评价模型：

式中：Sj为系统内各区域的综合发展水平评价指数，可以反映各区域的综合发展水平；Pij为第i个区域第j项指标的指标值；wij为第i个区域第j项指标的权重.本文对权重的测度采取熵值法进行.

3.3.2 熵值法

熵值法是一种用来判断某个指标离散程度的数学方法[26-27]，主要原理在于，对于同一体系，指标暴露出的信息量越大(小)，其不确定性就越小(大)，熵值也就越小(大).具体计算方法如下.

首先根据区域创新-经济发展评价指标体系，对相应数据进行无量纲化处理：

正向：

负向：

计算第j个指标下第i个项目的值的权重pij：

(1)

计算第j个指标的熵值ej：

计算第j个指标的差异系数gij与熵权wij：

3.3.3 耦合协调度模型

耦合原是物理学上的概念，是指2个或2个以上系统通过各种相互作用，能够彼此影响且达成协同的现象.借鉴已有的相关研究成果[28-31]，本文所构建的区域创新-经济发展耦合协调度模型如下：

T=αPi+βPe,

式中:Pi、Pe分别为区域创新与经济发展综合评价指数；C为系统数为2时的耦合度，C值越大说明耦合度越高；T为系统发展度；D为系统耦合协调度；α、β为待定系数，可称为综合调和指数或重要性指数，用来反映指标重要程度.考虑到创新与经济两系统协调发展、相辅相成，具有同等重要性，这里令两者取值均为0.5[32].

目前，学界对于耦合协调度的划分并无统一标准，应用较广泛的有四分法、六分法、七分法、十分法等[33-34].本文根据以往研究成果，结合辽宁省实际特征，采用十分法进行划分，具体见表1.

表1 耦合协调度分类表

3.3.4 变异系数模型

为进一步判断区域创新与经济发展的耦合协调度空间分异特征，本文引入变异系数进行测度[35]，其表达形式如下：

式中：CV为辽宁省区域创新与经济发展的耦合协调度D的变异系数；σ为D的标准差；v为D的平均值；xi为辽宁省第i个城市的耦合协调度值；N为城市数量.一般来说，变异系数越大，波动程度越大，反之越小.

4 区域创新与经济发展系统的耦合协调度分析

4.1 构建评价指标体系

为了把握区域创新与经济发展系统的耦合协调程度，更科学地反映区域创新与经济发展的实际情况，结合相关研究成果[24,36-37]，按照指标选取的全面性、客观性、系统性、可操作性的原则，同时结合辽宁省客观现实，构建了区域创新和经济发展的综合评价体系(表2).

表2 辽宁省区域创新-经济发展综合评价指标体系

4.2 综合发展水平评价结果分析

根据已有指标体系，运用熵值法求得指标权重后，再通过综合发展水平评价模型计算得到2013—2018年辽宁省14市的区域创新与经济发展综合评价指数，结果如表3和表4所示.

表3 辽宁省区域创新综合评价指数

表4 辽宁省经济发展综合评价指数

根据指数间数量关系，可以把辽宁省各市分为创新发展超前和滞后两类.其中,沈阳、大连、阜新、铁岭为创新发展超前型城市，鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、辽阳、盘锦、朝阳、葫芦岛为创新发展滞后型城市.值得一提的是，沈阳、大连、阜新、铁岭表面上在区域创新方面的推进速率更高，但其实质存在一定区别.沈阳、大连作为辽宁省的经济双核心，在东北乃至全国经济版图上具有一定地位，科研机构众多，能够支撑较大的投入，维持较高科研水平.而阜新与铁岭两市创新指数超前则是因资源枯竭、转型困难带来的经济发展乏力引起的.

从区域创新角度来看，2013—2018年沈阳市为辽宁省区域创新水平最高的城市，大连市紧随其后,省内其余城市与沈大两市之间存在较大差距.其中,鞍山市与锦州市排名比较靠前，朝阳市则排在末位.从整体来看，辽宁省各城市的区域创新水平表现出以下特性:①发展趋势各异.如大连、丹东等处于波动上升趋势，辽阳、铁岭等处于波动下降趋势.另外,还有创新水平表现为先升后降的沈阳、抚顺等市，而鞍山、锦州等市则表现为均值附近的不规则波动.②城市之间创新差距较大，水平高低划分明显，低创新区域占比高.沈阳、大连两市的区域创新指数在0.200 0以上，而其余各市指数均在0.1000以下，中间出现了明显断档.由表4可见，2013—2018年大连市经济发展水平位居辽宁省首位，铁岭市则位于最后一位.与区域创新水平相比，辽宁省各市的经济发展水平更加均衡，分化程度较轻，但仍存在多种发展趋势.

4.3 耦合协调度演化分析

基于耦合协调度模型，本文通过计算得到2013—2018年辽宁省14市区域创新与经济发展的耦合协调度，并用其均值表示当年辽宁省区域创新与经济发展耦合协调的总体形式以及演化特征，结果如图2所示.2013—2018年辽宁省区域创新与经济发展的耦合协调度位于0.2300～0.2500之间，2014年达到最高值，2016年最低，总体处于中度失调阶段.值得注意的是，虽然耦合协调度变动幅度较小，但根据趋势线(图中虚线)可见，其仍处于负增长状态.

图2 2013—2018年辽宁省区域创新与经济发展耦合协调情况Fig.2 Coordination situation of regional innovation and economic development in Liaoning province from 2013 to 2018

2013—2018年，辽宁省区域创新与经济发展耦合协调度变异系数分别为0.375 9、0.413 7、0.432 9、0.460 8、0.433 2、0.446 1，虽然在2017年出现了下降，但总体仍呈上升趋势，说明各市耦合协调波动增大，空间差异逐渐扩大，协调同步性逐渐减弱.

为进一步探讨辽宁省耦合协调的时空演化形势，首先列出辽宁省各市2013—2018年的耦合协调度(见表5)，再分别选取2013、2018年为节点，绘制了辽宁省各市耦合协调度雷达图(图3).从中可见，2013年大连市协调度最高为0.440 0，处于濒临失调阶段.朝阳市以0.127 9排在最后一位，处于严重失调阶段，与大连相差0.312 1.到2018年，全省协调度首末位城市并未发生变化，但差距逐渐增大.大连市耦合协调度上升为0.484 6，而朝阳市下降至0.092 2，已经进入极度不协调阶段.2013—2018年，辽宁省半数以上城市的耦合协调度均呈不同程度的下降趋势.

图3 2013年、2018年辽宁省各市区域创新与经济增长耦合协调度Fig.3 Combining coordination degree of regional innovation and economic development in Liaoning province in 2013 and 2018

表5 辽宁省各城市耦合协调度

由各市历年耦合协调度均值可见，辽宁省总体耦合协调度较低，且表现出两极分化趋势.沈阳、大连的耦合协调度在0.450 0以上，其余城市均不足0.300 0.究其主要原因在于沈阳、大连分别作为辽宁省的政治、经济中心，产业类型较齐全，经济发展水平居全省前列，企业与教科研机构高度集聚，创新水平相对较高.其余城市可进一步分为两类：一类为耦合协调度在0.200 0以上的鞍山、抚顺、本溪、锦州、营口、辽阳、盘锦，均是较典型的工业城市，资源相对丰富，经济水平中上，且都拥有本科及以上层次高校，能够在一定程度上支持其创新发展；另一类为丹东、阜新、铁岭、朝阳、葫芦岛，耦合协调度在0.200 0以下，经济发展水平较低，资源相对匮乏，少有成规模的支柱性企业，城镇化率较低，第一产业占比较大.综上所述，辽宁省绝大多数城市处于低度协调状态，创新与经济发展程度不高，尚具有很大提升空间.由于创新是湾区发展最重要的因素之一，根据各城市的耦合水平来看，辽宁省应首先加大力度发展创新和经济两个子系统，为探索湾区经济打下坚实基础.朝阳市的耦合协调情况较差，且协调度持续下降，表明其区域创新与经济发展面临困难，两系统无法形成良好耦合协调，处于相对独立的发展状态，应作为辽宁省重点关注对象加以扶持.

为了更清晰地体现辽宁省区域创新与经济发展耦合协调的地区间差异，本文借鉴以往经验，突破行政区划限制，尝试将辽宁省划分为不同地理区位单元，进一步对2013年、2015年、2017年和2018年各区域的耦合协调水平进行了分析(表6).辽宁省区域创新与经济发展的耦合协调水平在不同地区随时间推移而变化的趋势也不同，整体变动幅度并不十分明显，基本呈现出“东西低、北中南高”的纺锤形格局，这与辽宁省目前以沈阳、大连双核心串联辽中南城市群协同发展的格局相吻合.

表6 辽宁省分地区耦合协调度

沈阳、大连在各年份中均处于濒临失调阶段，其余各市则并未出现轻度失调，即在濒临失调与中度失调之间出现了断档.2013年的中度失调城市有8座，分别是鞍山、抚顺、本溪、丹东、锦州、营口、辽阳和盘锦.严重失调城市有4座，分别是阜新、铁岭、朝阳、葫芦岛，尚未出现极度失调城市.到2018年，沈阳、大连两市依旧处于濒临失调，但与高一级分类间的差距逐步缩小.断档依然存在，表明省内其他城市短时间内仍难以超越沈阳、大连，协调程度不容乐观.中度失调城市数目不变，分别是鞍山、抚顺、本溪、锦州、营口、辽阳、盘锦和葫芦岛.由图3可知，丹东市近年来一直在中度与严重失调界线附近变动，在2018年变动为严重失调，使得严重失调城市数目变为3座.朝阳市协调度跌破0.100 0，进入极度失调状态.

5 结论与建议

本研究以辽宁省为例，运用综合发展水平评价模型、熵值法、耦合协调度模型与变异系数，计算了辽宁省14市区域创新与经济发展的综合评价指数及耦合协调度，并揭示了其空间分布格局和演化过程.结果表明：①2013—2018年辽宁省的区域创新与经济发展系统整体处于中度失调阶段，且随时间变化呈缓慢下降趋势;②各城市耦合协调发展水平不一，差距较大.处于中度失调的城市占半数以上，且多数城市的创新-经济子系统均处于较低水平，目前发展湾区经济存在一定阻碍，应率先提升创新与经济两个子系统的整体实力;③辽宁省区域创新与经济发展的耦合协调水平在不同地区随时间推移而变化的趋势也不同，整体变动幅度并不十分明显，基本呈现出“东西低、北中南高”的纺锤形格局.

本文结合2019年“两会”上提出的环渤海大湾区构想，认为辽宁省区域创新与经济协调发展应该从“打破低水平耦合，创新经济两把抓”入手，扭转创新与经济系统耦合协调度持续走低的趋势，加快创新投入、体制机制改革与产业结构调整.要主动融入大湾区建设，稳住辽中南，突破辽西北与辽东山区，加快辽宁省与京津冀、山东半岛等地区的融合协同发展.

5.1 加快政府职能转变，促产学研深度融合

当今世界上的知名湾区无一例外拥有较完备的创新引领和开放型经济体系.辽宁省也应积极推进政府职能转型，正确处理政府与市场之间的关系，释放经济活力，提升创新效率.政府应把工作重点放在制定适合辽宁省创新与经济融合发展的政策、提升基础设施水平等领域，简政放权，打造引导型、服务型政府.加快创新友好型市场环境建设，进一步扩大开放，提升市场自由度，缩小与国内外先进地区的差距.企业、高校、科研机构则应该从创新的共性需求出发，积极构建产业转型与创新的战略联盟，促进产学研深度融合，提升创新水平.辽宁省目前国有大型企业占比仍较高，且一般具有市场垄断地位，技术基础较强，缺乏激励机制，一定程度上影响了自身的创新效率.而中小型企业体制机制较为灵活，创新动力强，技术基础相对薄弱.因此，在促进创新发展的过程中，应加速各级别企业的协同合作，特别是突出中小企业的重要地位.要充分利用省内相对充足的教科研资源，集中省内外的科技创新力量，助力辽宁省经济、产业转型与科技创新.

5.2 结合当前发展热点，培育战略新兴产业

辽宁省地缘优势显著，但发展过度依赖重工业，产业结构单一.随着“一带一路”倡议的提出，结合辽宁自贸区、环渤海大湾区建设，辽宁省应根据省内各市发展现状，制定战略性新兴产业发展目标，寻求新的经济增长点.沈阳、鞍山、抚顺等传统工业城市应大力发展高端制造业、高新技术产业与现代服务业，加速淘汰落后产能，产业链实现深度化、精度化发展，提升老工业基地产业竞争力.大连、丹东、锦州等处于辽宁沿海经济带上的港口城市，是辽宁省对外开放的窗口，也是未来发展湾区经济的前沿.各市应持续加大开放力度，大力发展外向型经济与临港产业，同时避免港口职能趋同化与定位重叠化，可借鉴东京等先进湾区经验，实现以港促产、以港兴城.阜新、朝阳等城市地处辽西北，发展基础较差，受自然环境与资源等影响，转型困难.随着京沈高铁的开通，上述地区也迎来了发展契机，可以打造成京沈之间重要的节点型城市，承接京津冀等地区的产业转移，同时大力发展旅游业与现代农业.

5.3 鼓励创建科研机构，吸引更多创新人才

湾区经济发展需经历港口经济、工业经济、服务经济与创新经济4个阶段.当前辽宁省正处于由港口、工业经济向服务、创新经济迈进的过程中，欲推进辽宁省的湾区经济建设，需要解决省内创新水平差异大，尤其是辽西北地区创新指数偏低等诸多问题.为此，政府应当加大科研投入，政策适当向辽西北地区倾斜.可以考虑对各级R&D机构投入给予相应补贴，鼓励企业重视研发.辽西北的铁岭、朝阳等市目前高等教育水平相对较低，创新人才储备能力较差，应积极推进省内外科研机构、一流大学以及各类企业与上述地区对口合作，创建新的研发机构，促进产学研融合，提升辽西北的创新能力.从全省角度来讲，要积极吸引海内外创新人才来辽，开辟绿色通道，完善配套政策.如采取提供优惠的落户政策、给予住房补贴等措施吸引并留住人才，营造良好的创新环境与氛围.