黄河流域城市创新能力测度及空间分异研究

doi:10.12118/j.issn.1000－6060.2023.300

摘要/Abstract

摘要：

创新在全国现代化建设全局中占据核心地位，城市是创新活动开展的主体区域，科学测度城市创新能力对于提升城市竞争力及制定创新战略具有重要价值。以黄河流经区域中的48个城市作为研究对象，从人才培养能力、科技研发能力、经济支撑能力和环境服务能力4个维度构建了城市创新评价指标体系，运用熵权法、Jenks Natural Breaks分类法、基尼系数、Moran’s I等数据分析方法，测度了黄河流域城市创新能力，分析了黄河流域城市创新水平的空间分异及主要障碍因素。结果表明：（1）黄河流域整体创新能力不高，少数高值城市与其余城市之间得分差距显著，创新能力呈现上、中、下游阶梯式递增趋势。（2）以朔州—陇南为线，城市创新能力呈现出东南高西北低的分布状态，且各维度的空间分布与总创新能力趋于一致。（3）黄河流域城市创新能力分布处于较不均衡状态，空间集聚特征表现为正向的空间关联，主要属于低值集聚的空间模式。（4）科技研发能力与人才培养能力对黄河流域城市创新能力的提高影响程度较大，其中有效发明数是各城市共同的障碍指标。

关键词: 创新能力测度, 空间分异, 障碍度, 黄河流域

Abstract:

Innovation occupies a central position in the overall situation of national modernization, and cities are the main areas where innovation activities are performed. Thus, scientific measurement of urban innovation capacity is critical for improving the competitiveness of cities and formulating innovation strategies. Taking 48 cities in the Yellow River Basin as research objects, we constructed a city innovation evaluation index system based on four dimensions: talent cultivation capacity, scientific and technological research and development capacity, economic support capacity, and environmental service capacity. We measured the innovation capacity of these cities using the entropy weight method, Jenks natural breaks classification method, Gini coefficient, Moran’s I index, and other data analysis methods. The spatial differentiation of the innovation level of these cities and the main obstacle factors were analyzed. The results are as follows: (1) The overall innovation capacity of the Yellow River Basin is not high, the score gap between a few high-value cities and the rest of the cities is significant, and the innovation capacity shows the trend of stepwise increment in the upper, middle, and lower reaches. (2) Taking Shuozhou-Longnan as a line, the urban innovation capacity shows a distribution of high in the southeast and low in the northwest, and the spatial distribution of each dimension tends to be consistent with the total innovation capacity. (3) The distribution of urban innovation capacity in the Yellow River Basin is in an unbalanced state, and the spatial agglomeration characteristics show positive spatial correlations, mainly belonging to the spatial pattern of low-value agglomeration. (4) The scientific and technological research and development capacity and talent cultivation capacity have a greater degree of influence on the improvement of the innovation capacity of the cities, where the number of effective inventions is a common obstacle indicator for all cities.

Key words: innovation capacity measurement, spatial differentiation, degree of obstacle, Yellow River Basin

吴尚, 翟彬, 程利莎. 黄河流域城市创新能力测度及空间分异研究[J]. 干旱区地理, 2024, 47(4): 720-732.

WU Shang, ZHAI Bin, CHENG Lisha. Measurement and spatial differentiation of innovation capacity of cities in Yellow River Basin[J]. Arid Land Geography, 2024, 47(4): 720-732.

图/表 9

图1

表1

表2

黄河流域城市创新能力得分及各维度得分"

分段	城市	城市创新能力		人才培养能力		科技研发能力		经济支撑能力		环境服务能力
分段	城市	得分	排名	得分	排名	得分	排名	得分	排名	得分	排名
上游地区	西宁市	0.080	28	0.036	12	0.009	33	0.015	36	0.019	26
	兰州市	0.200	8	0.085	5	0.053	12	0.034	15	0.028	14
	白银市	0.039	42	0.013	35	0.005	40	0.010	43	0.010	46
	天水市	0.049	38	0.022	20	0.006	39	0.006	45	0.015	34
	武威市	0.037	44	0.014	33	0.005	41	0.006	46	0.012	42
	平凉市	0.033	45	0.016	32	0.002	47	0.004	47	0.011	45
	庆阳市	0.031	46	0.012	37	0.004	43	0.007	44	0.008	48
	陇南市	0.023	48	0.009	43	0.003	45	0.001	48	0.010	47
	银川市	0.120	17	0.045	8	0.027	22	0.027	21	0.021	22
	石嘴山市	0.050	37	0.008	44	0.015	27	0.013	40	0.015	36
	固原市	0.072	30	0.013	36	0.007	38	0.041	11	0.012	43
中游地区	呼和浩特市	0.157	13	0.065	6	0.033	18	0.035	14	0.025	16
	包头市	0.106	20	0.036	11	0.007	37	0.040	12	0.023	19
	乌海市	0.042	41	0.002	48	0.007	36	0.021	25	0.011	44
	鄂尔多斯市	0.084	24	0.010	41	0.009	34	0.047	10	0.017	30
	巴彦淖尔市	0.038	43	0.004	47	0.003	44	0.018	29	0.013	39
	乌兰察布市	0.030	47	0.007	45	0.001	48	0.011	42	0.012	40
	西安市	0.849	1	0.279	1	0.309	1	0.203	2	0.059	2
	宝鸡市	0.080	27	0.017	27	0.022	25	0.023	24	0.018	29
	渭南市	0.064	33	0.016	31	0.014	28	0.015	37	0.019	28
	榆林市	0.081	25	0.020	22	0.010	32	0.032	17	0.019	25
	太原市	0.314	4	0.116	4	0.076	5	0.088	5	0.033	9
	阳泉市	0.047	39	0.011	39	0.005	42	0.016	32	0.015	35
	长治市	0.072	29	0.018	25	0.013	30	0.025	22	0.017	31
	晋城市	0.060	35	0.006	46	0.013	29	0.024	23	0.016	32
	朔州市	0.043	40	0.009	42	0.003	46	0.016	34	0.016	33
	晋中市	0.098	23	0.048	7	0.011	31	0.018	31	0.021	21
	运城市	0.070	31	0.020	21	0.015	26	0.015	35	0.020	23
	临汾市	0.056	36	0.019	23	0.008	35	0.016	33	0.013	38
下游地区	郑州市	0.767	2	0.217	2	0.234	2	0.254	1	0.062	1
	开封市	0.102	22	0.025	18	0.039	17	0.014	38	0.024	17
	洛阳市	0.220	5	0.039	10	0.104	4	0.038	13	0.039	6
	安阳市	0.103	21	0.030	14	0.033	19	0.018	30	0.023	20
	鹤壁市	0.062	34	0.010	40	0.028	21	0.012	41	0.012	41
	新乡市	0.161	12	0.040	9	0.069	7	0.021	26	0.032	10
	焦作市	0.111	19	0.024	19	0.043	14	0.020	28	0.024	18
	濮阳市	0.081	26	0.017	29	0.031	20	0.014	39	0.019	27
	三门峡市	0.069	32	0.012	38	0.022	24	0.020	27	0.014	37
	济南市	0.516	3	0.147	3	0.194	3	0.122	3	0.052	4
	淄博市	0.203	7	0.028	16	0.073	6	0.066	6	0.036	8
	东营市	0.182	10	0.018	24	0.045	13	0.100	4	0.019	24
	济宁市	0.186	9	0.033	13	0.064	10	0.048	9	0.041	5
	泰安市	0.133	15	0.030	15	0.042	15	0.032	19	0.029	13
	临沂市	0.210	6	0.027	17	0.067	9	0.059	8	0.057	3
	德州市	0.139	14	0.017	28	0.061	11	0.030	20	0.030	12
	聊城市	0.122	16	0.017	26	0.042	16	0.033	16	0.030	11
	滨州市	0.171	11	0.014	34	0.068	8	0.062	7	0.027	15
	菏泽市	0.113	18	0.016	30	0.027	23	0.032	18	0.038	7

表2

图2

图3

图4

图5

图6

表3

黄河流域城市创新能力主要障碍因素及障碍度"

城市	指标排序
城市	1	2	3	4	5
西宁市	C₈（10.25）	C₄（9.49）	C₁₄（8.61）	C₁₅（8.10）	C₁₁（7.57）
兰州市	C₄（10.77）	C₈（10.56）	C₁₄（9.83）	C₁₅（9.04）	C₁₀（8.07）
白银市	C₈（9.83）	C₄（8.80）	C₁₄（8.29）	C₁₅（7.60）	C₁₁（7.54）
天水市	C₈（9.93）	C₄（9.14）	C₁₄（8.31）	C₁₅（7.84）	C₁₁（7.53）
武威市	C₈（9.84）	C₄（9.05）	C₁₄（8.28）	C₁₅（7.80）	C₁₁（7.53）
平凉市	C₈（9.81）	C₄（9.00）	C₁₄（8.25）	C₁₅（7.78）	C₁₁（7.54）
庆阳市	C₈（9.80）	C₄（9.02）	C₁₄（8.25）	C₁₅（7.78）	C₁₁（7.52）
陇南市	C₈（9.64）	C₄（8.90）	C₁₄（8.18）	C₁₅（7.71）	C₁₁（7.47）
银川市	C₈（9.87）	C₄（9.69）	C₁₄（8.89）	C₁₅（8.44）	C₁₁（7.94）
石嘴山市	C₈（9.88）	C₄（9.17）	C₁₄（8.31）	C₁₅（7.87）	C₁₁（7.64）
固原市	C₈（10.16）	C₄（9.34）	C₁₄（7.94）	C₁₁（7.81）	C₇（7.29）
呼和浩特市	C₄（10.13）	C₁₄（9.41）	C₁₅（8.55）	C₈（8.35）	C₁₁（8.30）
包头市	C₈（10.38）	C₁₄（8.63）	C₁₁（8.04）	C₁₅（7.94）	C₇（7.51）
乌海市	C₈（9.75）	C₄（9.10）	C₁₄（8.30）	C₁₅（7.84）	C₁₁（7.60）
鄂尔多斯市	C₈（10.15）	C₄（9.21）	C₁₄（8.57）	C₁₅（8.05）	C₁₁（7.87）
巴彦淖尔市	C₈（9.79）	C₄（9.04）	C₁₄（8.21）	C₁₁（7.54）	C₁₅（7.16）
乌兰察布市	C₈（9.75）	C₄（8.99）	C₁₄（8.14）	C₁₅（7.72）	C₁₁（7.50）
西安市	C₁₄（22.74）	C₁₂（16.08）	C₂（15.26）	C₁₀（8.49）	C₁₅（8.09）
宝鸡市	C₈（10.09）	C₄（9.32）	C₁₄（8.54）	C₁₅（7.97）	C₁₁（7.46）
渭南市	C₈（9.93）	C₄（9.15）	C₁₄（8.44）	C₁₅（7.99）	C₁₁（7.57）
榆林市	C₈（9.91）	C4（9.29）	C₁₄（8.60）	C₁₅（8.11）	C₁₁（7.80）
太原市	C₄（11.70）	C₈（10.90）	C₁₁（9.68）	C₁₀（8.76）	C₁₄（8.69）
阳泉市	C₈（9.88）	C₄（9.12）	C₁₄（8.32）	C₁₅（7.83）	C₁₁（7.51）
长治市	C₈（10.10）	C₄（9.21）	C₁₄（8.55）	C₁₅（8.33）	C₁₁（7.80）
晋城市	C₈（10.00）	C₄（9.16）	C₁₄（8.42）	C₁₅（7.75）	C₁₁（7.53）
朔州市	C₈（9.85）	C4（9.06）	C₁₄（8.29）	C₁₅（7.80）	C₁₁（7.57）
晋中市	C₈（10.35）	C₄（9.42）	C₁₄（8.75）	C₁₅（8.28）	C₁₁（7.88）
运城市	C₈（10.03）	C₄（9.24）	C₁₄（8.47）	C₁₅（7.91）	C₁₁（7.47）
临汾市	C₈（9.98）	C₄（9.04）	C₁₄（8.39）	C₁₅（7.95）	C₁₁（7.46）
郑州市	C₄（30.16）	C₈（23.79）	C₁₁（13.48）	C₉（11.60）	C₆（8.64）
开封市	C₈（10.23）	C₄（9.60）	C₁₄（8.68）	C₁₅（8.29）	C₁₁（7.65）
洛阳市	C₈（10.64）	C₄（10.53）	C₁₄（9.56）	C₁₅（9.48）	C₃（7.49）
安阳市	C₈（10.32）	C₄（9.50）	C₁₄（8.79）	C₁₅（8.18）	C₁₁（7.55）
鹤壁市	C₈（10.06）	C₄（9.33）	C₁₄（8.43）	C₁₅（8.04）	C₁₁（7.67）
新乡市	C₈（10.60）	C₄（10.23）	C₁₄（9.18）	C₁₅（8.87）	C₁₁（7.51）
焦作市	C₈（10.21）	C₄（9.68）	C₁₄（8.62）	C₁₅（8.29）	C₁₁（7.52）
濮阳市	C₈（9.81）	C₄（9.28）	C₁₄（8.55）	C₁₅（7.98）	C₁₁（7.62）
三门峡市	C₈（10.15）	C₄（9.29）	C₁₄（8.51）	C₁₅（7.44）	C₁₁（7.43）
济南市	C₄（14.38）	C₁₄（12.20）	C₁₀（10.58）	C₁₅（10.60）	C₈（10.16）
淄博市	C₈（10.60）	C₄（10.48）	C₁₄（8.23）	C₃（7.57）	C₁₅（7.43）
东营市	C₈（10.69）	C₄（10.23）	C₁₄（8.17）	C₃（7.98）	C₁₀（7.79）
济宁市	C₈（10.60）	C₄（9.93）	C₁₄（8.37）	C₁₅（8.35）	C₁₁（7.64）
泰安市	C₈（10.34）	C₄（9.82）	C₁₄（8.66）	C₁₅（8.31）	C₁₁（7.24）
临沂市	C₈（10.67）	C₄（10.27）	C₁₅（8.39）	C₃（7.65）	C₁（7.44）
德州市	C₈（10.52）	C₄（9.85）	C₁₄（8.42）	C₁₅（8.06）	C₃（7.37）
聊城市	C₈（10.07）	C₄（9.42）	C₁₄（8.29）	C₁₅（7.72）	C₃（7.32）
滨州市	C₈（10.57）	C₄（10.24）	C₁₄（8.49）	C₃（7.72）	C₁（7.53）
菏泽市	C₈（10.26）	C₄（9.50）	C₁₄（8.17）	C₁₁（7.65）	C₁₅（7.40）

表3

参考文献 23

[1]	黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要[N]. 人民日报, 2021-10-09(001).
	[Outline of the plan for the ecological protection and high-quality development of the Yellow River Basin[N]. People’s Daily, 2021-10-09(001). ]
[2]	习近平. 在黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上的讲话[J]. 奋斗, 2019(20): 4-10.
	[Xi Jinping. Speech at the symposium on ecological protection and high-quality development of the Yellow River Basin[J]. Strive, 2019(20): 4-10. ]
[3]	Landry C. The creative city: A toolkit for urban innovators[M]. Oxfordshire: Earthscan, 2012.
[4]	Florida R. The rise of the creative class and how it’s transforming work, life, community and everyday life[M]. New York: Basic Books, 2004: 434.
[5]	Simmie J, Martin R. The economic resilience of regions: Towards an evolutionary approach[J]. Cambridge Journal of Regions, Economy and Society, 2010, 3(1): 27-43.
[6]	范柏乃, 单世涛, 陆长生. 城市技术创新能力评价指标筛选方法研究[J]. 科学学研究, 2002, 20(6): 663-668.
	[Fan Bonai, Shan Shitao, Lu Changsheng. An empirical study of evaluation system of the urban technology innovation capability[J]. Studies in Science of Science, 2002, 20(6): 663-668. ]
[7]	乔章凤, 周志刚. 城市科技创新能力评价及实证研究[J]. 西安电子科技大学学报(社会科学版), 2011, 21(3): 62-67.
	[Qiao Zhangfeng, Zhou Zhigang. Evaluation and empirical study on city scientific and technological innovation ability[J]. Journal of Xidian University (Social Science Edition), 2011, 21(3): 62-67. ]
[8]	张建伟, 窦攀烽, 张永凯, 等. 江苏省县域创新产出的空间计量经济分析[J]. 干旱区地理, 2017, 40(1): 222-229.
	[Zhang Jianwei, Dou Panfeng, Zhang Yongkai, et al. Spatial econometric analysis of innovation output of Jiangsu Province in terms of county scale[J]. Arid Land Geography, 2017, 40(1): 222-229. ]
[9]	谢科范, 张诗雨, 刘骅. 重点城市创新能力比较分析[J]. 管理世界, 2009(1): 176-177.
	[Xie Kefan, Zhang Shiyu, Liu Hua. A comparative study on the ability of innovation in key cities[J]. Journal of Management World, 2009(1): 176-177. ]
[10]	倪鹏飞, 白晶, 杨旭. 城市创新系统的关键因素及其影响机制——基于全球436个城市数据的结构化方程模型[J]. 中国工业经济, 2011(2): 16-25.
	[Ni Pengfei, Bai Jing, Yang Xu. The key factors and mechanism of city innovation system: Based on the SEM with the data of 436 sample cities worldwide[J]. China Industrial Economics, 2011(2): 16-25. ]
[11]	段利忠, 刘思峰. 灰色聚类分析法评价城市创新能力[J]. 北京工业大学学报, 2003, 29(4): 508-512.
	[Duan Lizhong, Liu Sifeng. Appraisement of city innovation ability by gray cluster analysis[J]. Journal of Beijing University of Technology, 2003, 29(4): 508-512. ]
[12]	张立柱, 郭中华, 李玉珍. 山东省城市创新能力评价及“四大创新圈模式”构建[J]. 科学学与科学技术管理, 2006, 27(6): 75-79.
	[Zhang Lizhu, Guo Zhonghua, Li Yuzhen. Evaluation of city innovation ability and the construction of “four major innovation circle mode” in Shandong[J]. Science of Science and Management of S.& T., 2006, 27(6): 75-79. ]
[13]	周灿, 曾刚, 曹贤忠. 中国城市创新网络结构与创新能力研究[J]. 地理研究, 2017, 36(7): 1297-1308. doi: 10.11821/dlyj201707009
	[Zhou Can, Zeng Gang, Cao Xianzhong. Chinese inter-city innovation networks structure and city innovation capability[J]. Geographical Research, 2017, 36(7): 1297-1308. ] doi: 10.11821/dlyj201707009
[14]	曾刚, 胡森林. 技术创新对黄河流域城市绿色发展的影响研究[J]. 地理科学, 2021, 41(8): 1314-1323. doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2021.08.002
	[Zeng Gang, Hu Senlin. Impact of technological innovation on urban green development in the Yellow River Basin[J]. Scientia Geographica Sinica, 2021, 41(8): 1314-1323. ] doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2021.08.002
[15]	武晓静, 杜德斌, 肖刚, 等. 长江经济带城市创新能力差异的时空格局演变[J]. 长江流域资源与环境, 2017, 26(4): 490-499.
	[Wu Xiaojing, Du Debin, Xiao Gang, et al. The temporal and spatial evolution of city innovation capability differences in the Yangtze River Economic Belt on the numbers of patents[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2017, 26(4): 490-499. ]
[16]	徐维祥, 杨蕾, 刘程军, 等. 长江经济带创新产出的时空演化特征及其成因[J]. 地理科学, 2017, 37(4): 502-511. doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2017.04.003
	[Xu Weixiang, Yang Lei, Liu Chengjun, et al. Temporal-spatial evolution characteristic and its causes of innovation output in the Yangtze River Economic Belt[J]. Scientia Geographica Sinica, 2017, 37(4): 502-511. ] doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2017.04.003
[17]	曹玉华, 夏永祥, 毛广雄, 等. 淮河生态经济带区域发展差异及协同发展策略[J]. 经济地理, 2019, 39(9): 213-221.
	[Cao Yuhua, Xia Yongxiang, Mao Guangxiong, et al. Research on regional development difference and collaborative development strategy of the Huaihe River Eco-economic Belt[J]. Economic Geography, 2019, 39(9): 213-221. ]
[18]	谭俊涛. 黑龙江省城市创新能力差异与提升路径研究[D]. 长春: 中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所), 2014.
	[Tan Juntao. Innovation capability of cities in Heilongjiang Province and enhance path[D]. Changchun: Chinese Academy of Sciences (Northeast Institute of Geography and Agroecology), 2014. ]
[19]	陶雪飞. 城市科技创新综合能力评价指标体系及实证研究[J]. 经济地理, 2013, 33(10): 16-19.
	[Tao Xuefei. Evaluation index system of a city’s comprehensive ability of S & T innovation[J]. Economic Geography, 2013, 33(10): 16-19. ]
[20]	朱喜安, 魏国栋. 熵值法中无量纲化方法优良标准的探讨[J]. 统计与决策, 2015(2): 12-15.
	[Zhu Xi’an, Wei Guodong. Exploration of the excellence criteria of the dimensionless method in the entropy value method[J]. Statistics & Decision, 2015(2): 12-15. ]
[21]	Griffith D A. Spatial autocorrelation: A primer[M]. Washington: Association of American Geographers, 1987.
[22]	薛宝琪. 黄河流域城市创新能力时空格局及影响因素[J]. 中国沙漠, 2022, 42(6): 116-124. doi: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00056
	[Xue Baoqi. Spatial-temporal characteristics of urban innovation capability and impact factors analysis in the Yellow River Basin[J]. Journal of Desert Research, 2022, 42(6): 116-124. ] doi: 10.7522/j.issn.1000-694X.2022.00056
[23]	任贵秀, 刘凯. 黄河流域绿色创新的时空演化特征及影响因素分析[J]. 干旱区地理, 2024, 47(1): 158-169.
	[Ren Guixiu, Liu Kai. Spatiotemporal evolution characteristics and influencing factors of green innovation in the Yellow River Basin[J]. Arid Land Geography, 2024, 47(1): 158-169. ]

目标层	准则层		指标层	单位	正负向	权重
城市创新能力	人才培养能力	C₁	普通高等学校数量	所	+	0.061
		C₂	普通高等学校在校学生数	人	+	0.062
		C₃	普通高等学校教师数	人	+	0.064
		C₄	公共图书馆藏书量	10⁴册	+	0.083
		C₅	教育支出占地方财政支出比例	%	+	0.008
		C₆	科技从业人员占就业人员比例	%	+	0.033
	科技研发能力	C₇	专利授权数	件	+	0.059
		C₈	有效发明数	件	+	0.081
		C₉	R&D人员数	人	+	0.055
		C₁₀	R&D机构数	个	+	0.058
		C₁₁	R&D经费内部支出	10⁴元	+	0.063
		C₁₂	科技经费占地方财政支出比例	%	+	0.028
	经济支撑能力	C₁₃	人均GDP	10⁴元	+	0.015
		C₁₄	货物出口额	10⁴元	+	0.088
		C₁₅	货物进口额	10⁴元	+	0.083
		C₁₆	城镇居民人均可支配收入	元	+	0.013
		C₁₇	规模以上工业企业流动资产	10⁴元	+	0.027
		C₁₈	年末金融机构人民币各项存款余额	10⁴元	+	0.040
	环境服务能力	C₁₉	城镇常住人口	10⁴人	+	0.030
		C₂₀	城镇化率	%	+	0.006
		C₂₁	规模以上工业企业数	个	+	0.029
		C₂₂	第三产业增加值占GDP比重	10⁴元	+	0.008
		C₂₃	建成区绿化覆盖率	%	+	0.002
		C₂₄	污水处理厂集中处理率	%	+	0.003