李恒 杜德斌 肖剛

摘要：構(gòu)建指標體系計算我國31個省區(qū)的科技創(chuàng)新能力，結(jié)合重心模型計算出1996～2012年我國科技創(chuàng)新重心和經(jīng)濟重心坐標。輸出重心點空間變化圖，闡述我國科技創(chuàng)新重心的動態(tài)變化規(guī)律，通過與經(jīng)濟重心的比較，揭示科技創(chuàng)新重心移動與經(jīng)濟重心的關(guān)系。研究結(jié)果表明：我國科技創(chuàng)新重心落在河南省南部，不斷向幾何中心的東南方向偏移；科技創(chuàng)新重心不斷貼近經(jīng)濟重心，區(qū)域科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)性增強；科技資源稟賦、配置效率和創(chuàng)新環(huán)境的差異演變是推動我國科技創(chuàng)新重心移動的主要因素。

關(guān)鍵詞：科技創(chuàng)新重心；經(jīng)濟重心；時空演變；對比分析；動因

DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2016.04.02

中圖分類號：F204 文獻標識碼：A 文章編號：1001-8409（2016）04-0008-05

Abstract：Construct the index system to figure out the S&T innovation capability of chinese 31 provinces， then using the gravity center model to work out S&T innovation gravity center and economic gravity center in the period of 1996～2012. After exporting space variation pictures， this paper describes the dynamic variation rule of S&T innovation gravity center of China. Then， by the comparison with economic gravity center， the relationship between S&T innovation and economic development is pointed out. The results showes that： The S&T innovation gravity centers is situated in the southern area of Henan province， deviation from geometric center to the southeast and expanded increasingly. The S&T innovation gravity center is constantly close to the economic gravity center， explaining regional coordination of S&T innovation and economic development enhanced. Discusses the main motivation of China S&T innovation gravity center moves， S&T resource endowment， S&T resource allocation efficiency， and S&T innovation environment are the main factors.

Key words：S&T innovation gravity center； economic gravity center； Spatial and Temporal evolution； contrastive research； motivation

1引言

在區(qū)域經(jīng)濟社會空間里，存在一個能夠維持其各個方向上某種屬性力量保持平衡狀態(tài)的點，這個點就是區(qū)域重心。區(qū)域重心在時間經(jīng)緯度上的變化表示區(qū)域差異的動態(tài)演變過程，可以用來研究國家或區(qū)域發(fā)展的方向、區(qū)域差異的變化趨勢。近年來，重心模型被許多學者運用到了經(jīng)濟重心[1～4]、產(chǎn)業(yè)重心[5，6]、 人口重心[7～9]、污染重心[10～12]以及耕地重心[13，14]等動態(tài)演變規(guī)律研究當中。在以往研究的基礎(chǔ)上，本文將重心模型引入到科技創(chuàng)新領(lǐng)域，提出“科技創(chuàng)新重心”這一概念，并將其定義為在區(qū)域科技創(chuàng)新活動過程中區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡空間上的某一點，在該點東南西北各個方向上的科技創(chuàng)新能力對比保持相對均衡，該點就是該區(qū)域的科技創(chuàng)新重心。由于科技創(chuàng)新投入、產(chǎn)出等因素的變化，導致科技創(chuàng)新能力分布狀態(tài)的變化，科技創(chuàng)新重心點也隨之移動，把這些不斷變化的科技創(chuàng)新重心點連結(jié)起來，便形成了某一時期科技創(chuàng)新重心的演變路徑。

隨著知識經(jīng)濟時代的到來，科技創(chuàng)新能力對實現(xiàn)國家和區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展目標將起到關(guān)鍵性的作用，科技創(chuàng)新已經(jīng)越來越成為推動一個地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)生動力[15]。改革開放以來尤其是近十幾年來，我國經(jīng)濟水平和科技實力都有了很大發(fā)展，但是區(qū)域發(fā)展不平衡問題日益突出。表現(xiàn)為在全國整體科技創(chuàng)新能力不斷增強的同時，沿海發(fā)達省份發(fā)展相對迅速，西北西南等內(nèi)陸省份發(fā)展相對緩慢，科技創(chuàng)新的區(qū)域發(fā)展不平衡問題逐漸凸顯[16，17]；經(jīng)濟方面，東南沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，在全國經(jīng)濟格局中的地位不斷上升，經(jīng)濟重心不斷偏離我國幾何中心向東南方向移動。經(jīng)濟因素是影響科技創(chuàng)新發(fā)展的重要因素，本文通過比較我國科技創(chuàng)新重心和經(jīng)濟重心的區(qū)位和移動軌跡來闡釋兩者之間的關(guān)系，進一步深入分析我國科技創(chuàng)新重心移動的原因和機理，為制定科學的區(qū)域科技發(fā)展戰(zhàn)略，促進科技經(jīng)濟的協(xié)調(diào)發(fā)展提供借鑒。

2研究方法與數(shù)據(jù)說明

21重心分析方法

假設某一區(qū)域由n個小的平面空間單元構(gòu)成，（xi，yi）則是第i個單元的地理中心坐標，Gi是該平面單元的科技創(chuàng)新能力指數(shù)值，那么該區(qū)域的科技創(chuàng)新能力重心坐標計算公式為：

X=∑ni=1Gixi/∑ni=1Gi

Y=∑ni=1Giyi/∑ni=1Gi（1）

地球表面上不同點之間的位置關(guān)系除了可以用地理坐標表示外，還可以通過距離某一參照點的方向和距離來表示。在分析重心移動方向時，第i年的重心坐標為（Xi ，Yi），第j年的重心坐標為（Xj，Yj），第j年相對于第i年重心移動方向為θ，計算公式為：

θi-j=nπ2+arctg（Yi-YjXi-Xj） n=0，1，2 （2）

其中θ表示重心移動的角度（-180°≤θ≤180），正東方向為0°，正西方為±180°，正南方為﹣90 °，正北方為90°。當θ在（0°，90°）范圍內(nèi)表示重心向東北方向移動，在（90°，180°）范圍內(nèi)重心向西北方向移動，在（-90°，0°）范圍內(nèi)表示重心向東南方向移動，在（-180°，-90°）范圍內(nèi)表示重心向西南方向移動。

在分析科技創(chuàng)新重心移動的距離時，第i年的重心坐標為（Xi ，Yi），第j年的重心坐標為（Xj，Yj），第j年相對于第i年重心移動距離為D，計算公式為：

D=R×（Yi-Yj）2+（Xi-Xj）2（3）

R為距離系數(shù)，取值111111，是把地理坐標轉(zhuǎn)化為平面距離的系數(shù)；R×（Xi- Xj）和R×（Yi- Yj）分別表示科技創(chuàng)新重心在經(jīng)度（東西）和緯度（南北）方向上的移動距離。

22數(shù)據(jù)說明

在參考相關(guān)研究的基礎(chǔ)上構(gòu)建區(qū)域科技創(chuàng)新能力綜合評價指標體系，從科技創(chuàng)新投入和科技創(chuàng)新產(chǎn)出兩個方面來表征區(qū)域科技創(chuàng)新能力[18～20]。在科技創(chuàng)新投入方面選擇了科技研發(fā)人員數(shù)、研發(fā)人員全時當量、專業(yè)技術(shù)人員數(shù)、科技活動經(jīng)費、研發(fā)經(jīng)費占GDP的比重、政府科技撥款額等指標。在科技創(chuàng)新產(chǎn)出方面主要選取了專利申請受理數(shù)、專利申請授權(quán)數(shù)、國際科技論文數(shù)、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值、技術(shù)市場交易額等指標。在地理坐標的選取上，采用各省省會城市的地理坐標作為該省的科技創(chuàng)新重心點，因為我國的省級行政區(qū)是按照自然及人文條件的不同進行的最大尺度的區(qū)域劃分，省會城市通常是省級行政單元的政治、經(jīng)濟和文化中心，具備高校和科研院所密集的先天優(yōu)勢，在科技創(chuàng)新領(lǐng)域也引領(lǐng)全省并形成以省會城市為核心的區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡。需要說明的是，由于重慶市1997年成立，所以重慶1996年的數(shù)據(jù)部分從四川省剝離得到，部分由1997年數(shù)據(jù)合理倒推得到。

3中國科技創(chuàng)新重心區(qū)位和移動軌跡

31科技創(chuàng)新重心區(qū)位

從《中國統(tǒng)計年鑒》《中國科技統(tǒng)計年鑒》以及各省市統(tǒng)計年鑒中搜集1996～2012年各個省級行政單元的指標數(shù)據(jù)，運用突變級數(shù)法確定指標權(quán)重并算出中國31個省區(qū)的科技創(chuàng)新能力指數(shù)，然后利用重心模型計算出1996～2012年中國科技創(chuàng)新重心點坐標及其移動方向和移動距離（見表1），輸出中國科技創(chuàng)新重心變化分布圖（見圖1）。

從表1可以看出1996～2012年中國科技創(chuàng)新重心位于東經(jīng)113223°～115017°和北緯33612°～32586°之間，從圖1看我國科技創(chuàng)新重心主要分布在河南省中南部地區(qū)。利用重心計算方法，取各省的面積和省會城市的經(jīng)緯度，計算出中國的幾何中心（35694°N，105218°E）。以幾何中心為參照，可以看到我國科技創(chuàng)新重心呈西北-東南向的弧形分布，重心點全部分布在幾何中心的東南方向；我國科技創(chuàng)新重心不斷偏離幾何中心，1996年重心點位于河南平頂山市，偏離幾何中心91812千米，2012年重心點位于河南省最南部的信陽市，偏離幾何中心的距離達到1141千米。從具體年份來看，除了2002年和2010年相較于上一個年份科技創(chuàng)新重心向東北方向小幅度移動外，其他時間段均往東南方向移動。

科技創(chuàng)新重心是區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡中科技創(chuàng)新能力的均衡點，幾何中心則是區(qū)域空間的中心點。科技創(chuàng)新重心與幾何中心的偏離程度能夠反映出科技創(chuàng)新能力空間分布的均衡性，若兩者重合則說明該區(qū)域科技創(chuàng)新能力分布絕對平衡，反之則說明科技創(chuàng)新能力發(fā)展存在空間不平衡性。我國科技創(chuàng)新重心偏離于幾何中心的東南方向，且隨著時間推移偏離距離不斷擴大，說明研究時期內(nèi)我國科技創(chuàng)新能力的區(qū)域發(fā)展不平衡性加劇。

32科技創(chuàng)新重心移動軌跡

從中國科技創(chuàng)新重心的移動軌跡（見圖2）來看：1996～2012年我國科技創(chuàng)新重心呈現(xiàn)快速向東南方向移動的趨勢，其中1998～2002年和2006～2010年兩個時間段有較為明顯波動，在這兩個時間段里科技創(chuàng)新重心先向南移動再向東北方向移動。研究期內(nèi)我國科技創(chuàng)新重心移動較為劇烈，一共移動了26973千米，表明研究期內(nèi)我國科技創(chuàng)新能力空間格局發(fā)生了劇烈的變化。從經(jīng)緯度來看，科技創(chuàng)新重心經(jīng)度上的偏離明顯大于緯度上的偏離，也可以在一定程度上說明我國科技創(chuàng)新能力的東西差異遠大于南北差異，東西方向上科技發(fā)展水平的不均衡是拉大我國科技創(chuàng)新重心空間偏離的主因，這與我國東、中、西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平梯度差異存在一定的相關(guān)性。

4科技創(chuàng)新重心與經(jīng)濟重心的比較分析

上文提到我國科技創(chuàng)新重心東西方向上的空間偏移與我國東、中、西部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平梯度差異存在一定的相關(guān)性，在此通過科技創(chuàng)新重心與經(jīng)濟重心的比較分析加以驗證。根據(jù)各省區(qū)的GDP數(shù)據(jù)，采用各省省會城市地理坐標作為各省經(jīng)濟重心，用重心方法計算出1996～2012年我國經(jīng)濟重心點區(qū)位，鑒于篇幅不再具體列出，僅在圖2中繪制出經(jīng)濟重心移動軌跡。

從經(jīng)濟重心的移動軌跡來看，研究期內(nèi)我國經(jīng)濟重心的移動幅度很小，總體較為穩(wěn)定。但是我國經(jīng)濟重心的變化也呈現(xiàn)了一些新的趨勢，1996～2002年，經(jīng)濟重心波動中緩慢向東向南移動，2002年以后，經(jīng)濟重心則調(diào)轉(zhuǎn)方向，呈現(xiàn)向西北移動的趨勢。說明中西部地區(qū)在全國經(jīng)濟格局中的地位在提高，與東部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展差距開始縮小，這得益于一系列國家中西部開發(fā)戰(zhàn)略的實施。從經(jīng)濟重心與科技創(chuàng)新重心的關(guān)系來看，我國的科技創(chuàng)新能力重心在向東南方向移動的過程中，其移動方向和空間距離上都有不斷貼近我國經(jīng)濟重心的趨勢。1996年我國科技創(chuàng)新能力重心距離我國經(jīng)濟重心的直線距離是234千米，2012年兩者的距離僅為3232千米，16年間縮減了200多千米，這也一定程度上說明經(jīng)濟因素是推動科技創(chuàng)新發(fā)展的重要因素，科技創(chuàng)新與經(jīng)濟發(fā)展在空間上不斷契合，比如我國東部經(jīng)濟強省同時也是科技創(chuàng)新大省。

從經(jīng)度上看（見圖3a），科技創(chuàng)新重心不斷由低經(jīng)度向高經(jīng)度方向移動，表明我國東西部科技創(chuàng)新能力的差距在拉大。經(jīng)濟重心在經(jīng)度上總體較為平穩(wěn)，移動幅度不大，其中，1996～2002年經(jīng)濟重心向高經(jīng)度方向移動，2002年以后經(jīng)濟重心移動方向發(fā)生逆轉(zhuǎn)，開始向低經(jīng)度方向移動，說明近年來中西部地區(qū)省市的經(jīng)濟地位在不斷增強。與經(jīng)濟重心相比，科技創(chuàng)新重心偏西，到了2012年科技創(chuàng)新重心基本追趕上經(jīng)濟重心，說明我國科技創(chuàng)新能力的東西差距要小于經(jīng)濟差距，科技創(chuàng)新空間格局和經(jīng)濟發(fā)展格局趨于平衡。

從緯度上來看（見圖3b），科技創(chuàng)新重心呈現(xiàn)比較顯著的向低緯度方向移動的走勢，其中2000～2002年和2008～2010年兩個時間段短暫地向高緯度方向移動。而經(jīng)濟重心移動則分為兩個階段，1996～2002年向低緯度移動，2002年以后向高緯度移動。從移動速度來看，經(jīng)濟重心移動較慢，科技創(chuàng)新重心移動較快，說明我國經(jīng)濟的南北格局相對穩(wěn)定，而科技創(chuàng)新能力的南北格局快速變化。從位置來看，2008年科技創(chuàng)新重心在緯度上低于經(jīng)濟重心，說明比較北方而言，南方在科技創(chuàng)新能力方面的優(yōu)勢地位逐步超越其在經(jīng)濟上的地位，南方在經(jīng)濟地位略有下降的同時卻迎來了科技創(chuàng)新地位的不斷提升。

5科技創(chuàng)新重心演變的動因分析

科技創(chuàng)新重心的演變是我國區(qū)域科技創(chuàng)新格局變動的直觀顯現(xiàn)，導致這一現(xiàn)象的主要原因是各區(qū)域科技創(chuàng)新基礎(chǔ)和效率的不同。其中基礎(chǔ)條件的不同主要是指各區(qū)域創(chuàng)新資源稟賦的差異，效率差異主要是指各區(qū)域科技資源配置效率的高低不同。本文試圖從宏觀層面探討驅(qū)動我國科技創(chuàng)新重心演變的動因，解釋我國在實現(xiàn)經(jīng)濟增長由要素驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變的大背景下，如何縮小區(qū)域科技創(chuàng)新能力差距，實現(xiàn)科技創(chuàng)新和經(jīng)濟的區(qū)域協(xié)同發(fā)展。

51科技資源稟賦的不同

由于各地區(qū)科技發(fā)展基礎(chǔ)和科技創(chuàng)新發(fā)展速度的差異，導致我國科技創(chuàng)新能力的區(qū)域差異尤其是東西差距凸顯，拉動了科技創(chuàng)新能力重心向東南移動。其中發(fā)展基礎(chǔ)的不同主要是因為各地的科技資源稟賦條件不同?？萍假Y源是指科技創(chuàng)新活動所需的各種資源投入，包括科技人力、財力、物力和科技信息等資源要素，其中科技人力和科技財力是科技生產(chǎn)的基本要素和科技生產(chǎn)得以進行的先決條件。以研發(fā)人員為例，1996年我國東、中、西部地區(qū)分別有研究與開發(fā)人員3194萬人、1316萬人和1626萬人，占全國研究與開發(fā)人員比例分別為521%、214%和265%，到了2012年，東、中、西部地區(qū)研究與開發(fā)人員數(shù)為8642萬人、3213萬人和2185萬人，比例為6155%、2289%和1556%。以科技經(jīng)費籌集總額為例，1996年我國東、中、西部地區(qū)科技經(jīng)費籌集總額分別為3077億元、86億元和10214億元，占比分別為6206%、1734%和206%，2012年分別為72918億元、17666億元和12403億元，占比分別為708%、1715%和1205%。綜上所述，研究期內(nèi)東部地區(qū)的科技資源稟賦條件明顯好于中西部地區(qū)，而且隨著時間的推移這種優(yōu)勢地位更加凸顯。

52科技資源配置效率的差異

根據(jù)以往的研究，我國區(qū)域科技資源配置效率大致與我國東、中、西部的地帶性特征相吻合，即東部地區(qū)省份的科技資源配置效率相對較高，中部地區(qū)省份的科技資源配置效率相對一般，西部地區(qū)的科技資源配置效率相對較低。我國東部省區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)交易市場發(fā)達，科技成果轉(zhuǎn)化快，科技發(fā)展體制機制成熟健全，科技創(chuàng)新的主要特點是高投入、高產(chǎn)出和高效率。發(fā)達的經(jīng)濟和充足的資金為科技資源高投入提供支撐，良好的生活條件、科研設施等環(huán)境吸引了大批高素質(zhì)科技人才集聚，一流的高等教育、數(shù)量眾多的科研機構(gòu)、暢通的產(chǎn)學研互動合作平臺等條件，促進了科技成果的高產(chǎn)出和科技資源配置的高效率。我國的中、西部地區(qū)經(jīng)濟基礎(chǔ)相對比較薄弱，科技發(fā)展的基礎(chǔ)條件、投入規(guī)模與總體創(chuàng)新環(huán)境相較東部地區(qū)而言都較弱。近年來中、西部地區(qū)的科技資源配置效率雖有所提升，但卻面臨著人才流失、經(jīng)費緊張、科技成果轉(zhuǎn)化率低等不利因素的影響，科技創(chuàng)新投入和產(chǎn)出都很有限，科技資源配置效率長期偏低。科技資源配置效率的高低直接影響同等科技資源投入情況下科技成果產(chǎn)出的多少，進而影響區(qū)域科技創(chuàng)新能力的高低和我國科技創(chuàng)新能力格局的變化。

53科技創(chuàng)新環(huán)境的優(yōu)劣

在科技創(chuàng)新環(huán)境因素當中，經(jīng)濟因素是其中最深層、最重要的因素。改革開放以來，伴隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，東部地區(qū)成長起來大批科技型企業(yè)并形成了良好的企業(yè)創(chuàng)新互動環(huán)境，極大提升了東部地區(qū)的科技創(chuàng)新能力。以高技術(shù)企業(yè)為例，2012年我國東、中、西部地區(qū)高技術(shù)企業(yè)數(shù)量為17965家、4360家和2311家，占比分別為7292%、177%和938%；高技術(shù)企業(yè)營業(yè)收入占比分別為7877%、1248%和875%，高技術(shù)企業(yè)的蓬勃發(fā)展，創(chuàng)新集群日益壯大，促進了東部地區(qū)創(chuàng)新環(huán)境的提升和改善。優(yōu)越的工作生活環(huán)境和較高的收入水平也吸引大批的科技創(chuàng)新型人才從中西部地區(qū)以及國外不斷向我國東部地區(qū)遷移流動，為東部地區(qū)提供了充足的科技人才資源。另外，東部地區(qū)財政收入充足，政府普遍重視科技創(chuàng)新在驅(qū)動地方經(jīng)濟發(fā)展中的重要作用，財政支出重點向高等教育、科技創(chuàng)新型企業(yè)和研究機構(gòu)傾斜。經(jīng)濟發(fā)達的東部地區(qū)交通發(fā)達，市場經(jīng)濟活躍，政府部門服務意識強、辦事效率較高，這些因素都在某些程度上促進東部地區(qū)形成較好的科技創(chuàng)新環(huán)境。

6結(jié)論與討論

（1）我國科技創(chuàng)新重心分布在河南省南部地區(qū)，呈西北—東南向的弧形分布于我國幾何中心的東南部，科技創(chuàng)新重心呈現(xiàn)明顯的向東南方向移動的趨勢并不斷拉大與幾何中心的偏離距離。我國科技創(chuàng)新重心和經(jīng)濟重心具有較強的相關(guān)性，科技創(chuàng)新重心不斷東移并逐漸貼近經(jīng)濟重心，說明在我國東西部經(jīng)濟總量格局趨于穩(wěn)定的情況下，科技創(chuàng)新能力的發(fā)展速度差距逐漸顯現(xiàn)，科技與經(jīng)濟發(fā)展向更加協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。

（2）研究期內(nèi)我國各個省區(qū)的科技創(chuàng)新能力都有所提升，但由于科技基礎(chǔ)和創(chuàng)新效率的不同，科技創(chuàng)新能力空間格局不斷變化。本文探討了科技創(chuàng)新重心移動的影響因素，認為科技資源稟賦、科技資源配置效率和科技創(chuàng)新環(huán)境的差異演變是主要原因。通過吸引科技人才向中西部流動、加大中西部地區(qū)科研經(jīng)費投入、改善中西部地區(qū)科技創(chuàng)新環(huán)境來提升中西部地區(qū)科技創(chuàng)新能力是實現(xiàn)我國區(qū)域科技與社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)均衡發(fā)展的關(guān)鍵。

（3）科技創(chuàng)新能力區(qū)域差異受到多種因素的制約和影響，已有的研究中，學者們采用了不同的方法進行探討，本文把重心模型引入到科技創(chuàng)新的區(qū)域差異研究中，揭示了我國科技創(chuàng)新重心空間分布和演變趨勢。通過與經(jīng)濟重心的比較，試圖揭示科技創(chuàng)新能力變化與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，并對影響我國科技創(chuàng)新重心移動的因素進行了探討。重心分析的運用為我國區(qū)域科技創(chuàng)新能力空間格局演變分析提供了一種視角和方法，具有一定的意義。

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（責任編輯：王楠）