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摘要：基于对城市创新水平内涵的理解，运用主成分分析法评价中原经济区29个城市的创新水平，分析其空间分异格局及其影响因素。结果表明：（1）各城市创新水平差异较大，整体表现出西北一东南分异的空间格局。郑州市创新水平遥遥领先，与洛阳、焦作等城市支撑着西北部地区的城市创新水平提升；东南部地区除蚌埠、淮北外其他城市的创新水平相对较低，形成东南部低值连绵分布区。（2）各城市创新水平在空间上存在正的空间自相关关系并伴随着空间集聚现象。从关联类型看，LL区集聚的效应明显，在东南部形成LL显着分布区；HH区集聚的效应不明显，尚未形成“强强互促”的格局，仅在郑州附近形成范围较小的显着分布区；HL区主要分布在东部的蚌埠、淮北和东北部的聊城、菏泽，形成极化效应较强的零散分布区，对周边的辐射带动力不强；LH区主要分布在北部高值分布区的“夹缝”之中，形成被高值包围的低水平区。从空间分异的影响因素看，创新基础实力与高新技术产业支撑是主要的影响因子，创新的技术、知识、资金、人才投入分别起着重要的投入保障作用，而区位优势、战略引导、政策支撑、环境营建等从软实力方面支撑着创新水平的提升。

关键词：城市创新水平；空间分异；影响因素；中原经济区

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0 引言

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城市创新水平体现一个城市的科技、知识、人力、文化、体制等的创新能力，是判断其是否具有区域中心地位以及对其他区域是否具有辐射与带动作用的重要标准[1]。城市创新水平的提升不仅是经济增长的发动机，而且是推动产业结构升级、提升城市竞争能力和促进区域跨越式发展的重要途径[2]。在国家创新驱动发展、国民经济与社会发展“十三五”规划等战略的引领下[3-4]，不断提高国家、各地区的城市创新水平，对城市综合竞争力的提升、产业结构的转型升级、企业创新技术的强化、普通民众创新热情的提升意义重大。 内容来自dedecms

国外学者对城市创新的研究可追溯到“经济创新”“创新体系”“创新精神”等概念的提出，主要出于应对城市衰退、适应全球化而提及[5-6]。国外城市理论学家对城市综合创新水平的研究侧重于指标的选取和指标体系的构建，理论上建树颇丰。然而，国外学者对国家创新水平、企业创新能力、城市综合竞争力的研究较多，对城市综合创新水平的评价多数体现在国家发布的相关创新报告，真正意义上对城市创新水平空间分异的研究相对较少。国外对创新型城市、城市创新系统、区域创新系统展开的研究对城市创新水平的评价具有重要的支撑作用。国内关于城市创新水平的研究集中以下方面：（1）内涵阐释。主要包括城市科技创新能力[7]、城市创新网络体系[8]、城市创新系统[9]、城市技术创新能力等概念[10]。（2）指标构建。多数从知识创新水平、技术创新水平、制度创新水平、服务创新水平以及城市创新基础环境等方面展开[11-13]，部分研究侧重于从知识创造能力、知识获取能力、企业创新水平、创新环境以及创新绩效来构建指标框架[14]，部分研究侧重于从技术创新投入、技术创新支撑、技术创新配置、技术创新管理、技术创新产出等方面构建指标体系[15]，还有从知识与技术创新能力、产业创新能力、科研成果转化、政府行为支持、经济发展（效益）水平等方面选取指标进行评价[16-18]。（3）评价方法。主要包括因子分析法[19-20]、熵权（值）法[21]、主成分分析法[22]、多指标综合评价法[17]、层次分析法（AHP）[7]、网络层次分析法（ANP）[23]等。（4）空间分异。在特征分析方面，多采用GIS空间分类并借助于探索性空间数据分析方法（ESDA）进行空间关联格局分析[24]。在研究尺度上，以市域为单元评价全国和不同省份的创新水平或者研究区域经济内部创新水平差异的研究较多[25-26]，以县域为单元评价创新水平差异的研究较少，还有部分研究是针对单个城市、国家重点城市的创新水平进行评价[27-28]。比较而言，对全国、东部地区以及发达经济地域的创新研究较多[29-30]，对欠发达区域、中西部地区跨省域的研究较少。纵观已有的研究，对城市创新水平的研究方法不断增多，对城市创新水平的空间分异格局研究也不断增加，而对城市创新水平的评价则引起了不同领域学者的关注并逐渐成为当下的一个研究热点。

中原经济区作为中西部欠发达经济的代表，虽然各城市的创新水平在不同程度上逐步提高，但城市创新水平的提升幅度对创新型国家建设和智慧城市建设的支撑稍显不足，在中部地区处于不利地位[31]。在新型城镇化引领下的“五化”协调背景下，中原经济区要实现华夏历史文明传承创新区的战略目标，就必须不断提升各城市的创新水平，促进创新带来的各种激发经济社会发展的活力与动力，实现中原崛起、河南振兴、富民强省的建设目标。因此，基于国家经济发展的新形势、新背景，坚持创新引领发展和激发地区经济活力的理念，以市域为尺度，对中原经济区各城市的创新水平进行综合评价，分析中原经济区城市创新水平的空间分异规律及其影响因素，为提升中原经济区内部不同类型城市的创新水平、找出制约城市创新水平提升的障碍因子以及实现中原地区创新社会的建设等方面提供理论和实践支撑。 dedecms.com

1 指标体系与评价方法 织梦内容管理系统

1.1 指标体系与数据来源

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城市创新水平是指在创新过程中，在创新基础环境、政府支持和服务环境等方面的支持下，在充分利用现代化信息与通信技术的基础上，不断地将知识、技术、信息等要素纳入社会生产过程中所具有的一种能力。根据对城市创新水平的认知，结合指标选取的典型性、代表性、主导型等原则，同时考虑跨省域数据获取的难度和统一性，从创新基础环境、政府支持和服务能力、知识创新水平、技术创新水平、产业创新水平5个方面构建指标体系（表1）。数据主要来源于2017年《河南统计年鉴》《河北经济年鉴》《山西统计年鉴》《安徽统计年鉴》《山东统计年鉴》以及各地级市年鉴和2016年各市统计公报。部分数据来源于各省份、各地市科技经费投入统计公报或政府相关科技投入统计数据，少数数据来源于官方统计网站或者向相关职能部门咨询获得。 dedecms.com

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1.2 评价方法

主成分分析是一种降维的多指标综合评价方法，把给定的一组相关变量通过线性变换转成另一组不相关的变量并按照方差依次递减的顺序排列。计算步骤包括数据标准化、计算相关系数矩阵、计算特征值和特征向量、求主成分等。按照累计方差贡献率≥80％的原则提取4个主成分，每一个主成分的方差贡献率占累计方差贡献率的比重作为相应主成分的权重。计算公式为： 内容来自dedecms

F=w1F1+w2F2+w3F3+w4F4 。 本文来自织梦

式中：F为城市创新水平总得分；F1，F2，F3，F4分别为第1，2，3，4主成分得分；w1，w2，w3，w4分别为第1，2，3，4主成分权重。 dedecms.com

2 结果分析 dedecms.com

2.1 空间格局特征 织梦内容管理系统

借助SPSS 20.0软件，运用降维分析工具进行主成分分析，按照累计方差贡献率≥80％提取主成分，计算中原经济区2016年城市创新水平的主成分得分（图1）。从综合得分看，排名第1的为郑州，其值高达2.740，远远领先于其他城市。排名2～5位的依次为蚌埠、洛阳、聊城、三门峡，得分在0.34以上，与郑州市相比依然有较大差距。排名6～10位的依次为晋城、新乡、淮北、焦作、长治，得分在0.147分以上，与2～5位虽有差距，但赶超的空间很大。排名11～20位的包括许昌、菏泽、邯郸、鹤壁等，得分在0.140以下，与前10位城市相比，创新总体水平相对较低，几乎各子系统水平均需进一步提升。排名20位之后的城市，各主成分创新得分均较低，总得分低于-0.330，整体创新的各项子系统支撑力均较弱。

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为进一步分析29个地市级城市创新水平在空间上的分布规律，采用等级分类法进行空间分异格局分析。Jenks最佳分类法通过计算各种分类的方差平方和，将各种分类的方差平方和最小者作为分类结果，可明显地发现数据分类的断裂之处，是将各类评价结果可视化分类的常用方法。利用ArcGIS软件中的空间分类工具，按照Jenks分类法将中原经济区的城市创新水平划分为高水平区、较高水平区、中等水平区、较低水平区、低水平区5类（图2）。高水平区依然只有郑州，成为中原经济区城市创新水平的核心区。较高水平区2个城市，洛阳紧邻高水平区郑州分布，蚌埠位于东南部。中等水平区8个城市，除聊城、菏泽、淮北分布在外围区外，其余城市围绕高、较高城市创新水平区在全区西北部、北部集中分布。较低水平区主要分布在两个区域，一是北部邢台到鹤壁形成的集中区，二是平顶山、漯河、南阳组成的集中区，另有运城、阜阳分布在外围区。低水平区主要分布在豫东、豫南，并与安徽的宿州和阜阳形成低值集中区。从总体的空间分布上看，大致以“濮阳一南阳”为线，呈西北一东南分异格局。郑州、洛阳和蚌埠这3个创新水平高值城市在全区的竞争力很强且在全区的中西部、东部形成3个空间组织核心。在郑州、洛阳两个空间组织核心的带动下，高水平区与较高、中等水平区形成西北部地区的高值集中区。而在全区的东部、东南部区域，仅有蚌埠、淮北的城市创新水平较高且对周边的辐射带动作用较弱，加之没有高、较高创新水平区城市的支撑，全区的东部、东南部形成低值集中区。

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2.2 空间关联特征

根据ESDA方法的原理，利用GeoDa 095i软件自相关分析工具，计算得到2016年中原经济区城市创新水平的莫兰散点图（图3）。全局莫兰指数为0.1325并通过了显着性检验，表明中原经济区城市创新水平存在正的空间关联并伴随着集聚的发生。整体看来，城市创新水平以HH区（8个）和LL区（11个）为主，表征着高值和低值集聚特征明显；LH区有7个，意味着有7个低值区被高值区包围；HL区4个，表明高值区存在极化效应。总体看来，中原经济区高值集聚的拉动效应不明显，涓滴和扩散效应需进一步提升。进一步通过GeoDa 095i软件分析中原经济区城市创新区的局部空间自相关情况（图4）。HH区分布在全区的西北部半区并形成集中分布区，其中显着HH区（焦作和洛阳）紧挨着郑州分布；HL区主要分布在东北部、东部，分别位于山东省和安徽省；LL区绝大多数分布在南部、东部、东南部地区，其中周口、驻马店和阜阳形成显着分布区，表现出“近墨者黑”的关联效应；LH区主要分布在高、较高水平区的周边。总体看来，以HH，LL区为主导的西北—东南分布格局没有发生变化，正向的HH区的显着空间关联效应没有得到充分的发挥，LL区的空间关联效应依然明显，整个空间格局尚未形成互促共进的联动格局。 织梦好，好织梦

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2.3 空间分异的影响因素分析

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为进一步分析中原经济区城市创新水平的空间分异规律，结合主成分分析中因子载荷提取的归因解释，对主要影响因素进行分析（表2）。主成分F1主要由高新技术产值、新产品产值、规模以上企业科技活动人员、技术市场成交项、高新技术企业和试点企业数量等指标体现，主要是创新产业、产值的实力体现，可归纳为创新实力因子。主成分F2主要由每万人拥有的公共图书馆藏书、人均GDP、城镇化率、工业化率、每万人拥有的互联网用户、人均财政教育支出、每万人拥有的R&D活动人员数等指标体现，主要反映创新的基础环境支撑，可称之为创新保障因子。主成分F3主要由R&D财政经费支出占GDP比重、高新技术产业产值占工业总产值与GDP的比重、年末金融机构各项存款余额等指标体现；主成分F4主要由人均财政科技经费支出、人均地方财政教育支出、技术市场交易成交额、专利申请数、专利授权数等指标体现，F3，F4两个主成分载荷主要反映创新的科技支撑，二者可合称为创新的技术创造力因子。

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郑州作为中原经济区的政治、经济、文化和科技的核心，无论是创新实力、创新保障还是创新技术支撑均处于高水平，综合创新实力保持第一。洛阳虽然在F1得分上仅次于郑州，经济发展水平、科技创新潜力等方面的发展势头强劲，但创新保障、创新技术支撑等指标与郑州仍有一定的差距，整体创新实力水平与郑州不在一个水平层次。中等创新水平区所含城市的整体实力虽逐渐提高，在中原城市群核心区创新环境的辐射影响下，与高、较高城市创新区展开了较为密切的科技合作，但创新技术支撑、创新环境保障较前两个等级差距依然较大，因此，这部分城市的创新实力水平提升的道路依然艰巨。处于较低、低城市创新水平区的城市，一方面基础创新实力较差，缺乏较好的创新产业、基础环境支撑；另一方面创新的技术、知识支撑也不够，加之部分高城市创新区的极化效应影响，因而这两类地区的城市创新实力水平较低。结合中原经济区各城市创新空间分异的主成分因子解释，考虑创新水平的基础实力、技术支撑、资金投入、环境营造、政策支撑等方面的综合影响，可总结出各种影响因素的相互作用机制（图5）。 织梦内容管理系统

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3 结论与讨论 dedecms.com

3.1 结论 copyright dedecms

中原经济区的城市创新水平呈明显的西北—东南地区分异。在郑州、洛阳两个空间组织核心的带动下，与较高、中等水平区形成西北部地区的高值集中区。而在全区的东部、东南部区域，仅有蚌埠、淮北的城市创新水平较高且对周边的辐射带动作用较弱，加之没有高、较高创新水平区城市的支撑，全区的东南部地区正逐步形成低值集中区。

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中原经济区的城市创新水平存在空间集聚现象。从空间局部自相关看，以HH区和LL区为主导的西北一东南分布格局没有发生变化，HH区的显着空间关联效应未得到充分的发挥，LL区的空间关联效应依然明显，整个空间格局尚未形成互促共进的联动影响格局。

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创新基础实力与高技术产业支撑是影响城市创新水平分异的主要因子，分别发挥着基础支撑与关键支撑作用。创新的技术投入、知识投入、资金投入、人才支撑分别从技术上、教育上、财力上、智力上进行支持，引导着产业创新要素集聚和产业创新水平的提升；区位优势、创新战略、创新政策、创新环境从软环境支撑和创新活力的激发等方面支撑着创新水平的提升，是城市创新水平提升的“无形”推动力。 本文来自织梦

3.2 讨论 内容来自dedecms

在河南省提出构建自主创新体系的引领下，中原经济区整体创新水平不断上升，表现出良好的发展趋势。但在创新水平提升方面仍存在以下问题：一是企业的创新水平不高，科技转化率较低；二是产学研结合不紧密，行业的整体创新优势不强；三是技术创新的主体存在错位现象，科技创新的服务体系不健全；四是创新的企业研发费用投入不够，技术引进的消化吸收率不高；五是创新的高技术人才支撑不够，人才流失严重。与中部其他省份相比，中原经济区虽在城市创新的技术支撑方面差距相对较小，但在创新资源配置、创新环境的营建方面与湖北、湖南、江西有较大差距，在创新的人才支撑与人均科研资金投入方面也明显不足。中原经济区整体的城市创新水平还处于较低的发展阶段，构建完善的自主创新体系、建设创新驱动的科技城市之路任重道远。 本文来自织梦

由于年鉴中各省指标的不一致性以及部分指标获取难度大，因此，仍缺乏一些反映创新的支撑因子，指标体系需进一步完善。此外，本研究侧重城市创新水平的空间分异格局研究，仅仅是研究区内部格局分析，缺乏与其他经济区的整体对比、内部城市与区外城市的对比以及时间演化的对比分析，加强整个经济区、核心城市创新水平的横纵向比较是今后需进一步改进的地方。

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（作者简介：丁志伟 康珈瑜 温倩倩 魏建飞 程迪 王闯 1.河南大学a.环境与规划学院，b.区域发展与区域规划中心，c.环境与规划国家实验教学示范中心；2.城乡协调发展河南省协同创新中心） dedecms.com

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