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我国城市科技创新能力的实证研究
南开经济研究
NANKAlECONo毳|llCSTUDll添2008年第4期No.42008
我国城市科技创新能力的实证研究
孙钰李泽涛马瑞‘
摘要:
获取和开发科学技术已经成为提高城市竞争力的一个基本驱动力量,培育
一个城市酶科技剖新能力。
也就意味着该城市获取了科技邀步、经济繁荣的引攀。
本文通
遘稳建城市辩援餐裁笺力瞬稽称藩系帮撰耄,诗算壅我鋈城帮静稃技创薪能力褥分,著与
城市综合竞争力得分进行相关分析,得出的结论是:
城市的科技创新能力与城市综合竞争
力发展方向是一致的,幽此给出提高城市科技创新能力的途径。
美键词:
城市科技创新;科技创新能力;科技创新能力指标;综合竞争力
一、前言
在城市创新系统中,科技创新是最具活力的元素,也是最能代表一个城市创新水平的毽豢,它是连接微观的企韭剑叛系统秘宏难酶霞家创新系统的中阕弼节,它们静关系如隰l所示。
,、
知谖甜新
城
甫
创
新
鬃
绱科技创新制瞧剞新==刮城市科技创新髓力I
\.I|鞭务雠禚|‘一
图1城市科技创新能力
参考网内外学者对企业技术创新能力和国家科技创新能力的定义,我们将城市科技剑薪能力定义为:
在一个城市范嗣内,以增强城毒经济增长翡壕动力菇霹标,充分发挥城市科技龟I薪行为缀织(包括大学、企业、研究机构、金融机构、中介橇构和政府)的科技创新积极性,高效配鬣城市创新资源,将创新构想转化为新产品、新T艺和新服务的综合能力。
・癸珏,哭簿巍踅大学公共罄壤学貔《女§缓:
300134》,E-mail:
sunyalyao@yanhoo,coin.CTi;搴浮涛、强臻,天津商监大学掰擘院(邮编:
300134,。
本文为嗣家教育部新避纪佳秀人_‘支持}豫l(NCET-05-0257):
“图际创新登城市路线蹦研究”的成果之一。
68
万方数据
南开经济研究
NANKAIECONOMICSTUDIES2008笠NO.4第4期2008
城市科技创新能力既是国家科技创新能力的基础支撑和具体化,又是城市范同内企业技术创新能力的综合与集成。
它并不是一个简单的多元线性系统,而是由企业、高校、研究机构、中介机构和政府等行为组织组成的综合系统。
本文参考《TheGlobalCompetitivenessReport2002--2003》中使用的国家创新能力的框架,分析城市科技创新系统,通过对国内典型城市的统计分析,得出城市科技创新能力主要构成:
城市科技创新基础环境,即城市进行技术创新的基础条件;城市科技创新经济投入,即一个城市所拥有的能够鼓励和促进技术创新的能力;城市科技创新的科技支持,即城市的科技实力对技术创新的支持能力;城市科技创新教育储备,即城市为了促进技术创新长期发展而具有的后续储备能力。
他们之间是相互影响、相互制约、相互促进的,我们绘制了图2。
图2城市科技创新能力的构成
二、我国城市科技创新能力实证研究过程
城市科技创新能力需要用指标来衡量,我们在理论分析的基础卜构建评价城市科技创新能力的指标体系,运用统计软件SPSS12.0对样本城市的数据进行分析,得出各个样本城市的科技创新能力得分。
本文主要研究步骤如图3所示。
(一)指标初步拟定
我们从城市的科技、基础经济环境、教育等方面选定科技创新能力指标,包括:
人均GDP、高新技术产品出口占出口总值的比重、人均绿地、每万人拥有工业企业数、每万人专利申请量、每万人授权专利量、技术市场成交额占地区GDP的比重、实际利用外资、全社会同定资产投资、货运量、每百户拥有移动电话数、每百户拥有电脑数、科学支出占财政支H{总额比重、每万人科技人员数、每万人拥有高等学校在校生人数、每万人拥有图书馆藏书量、教育支出占财政支出总额的比重共计18个指标。
(见表1)
(二)样本城市选择
我们选择了北京、上海、天津、重庆4个直辖市和哈尔滨、沈阳、济南、青岛、成都、武汉、南京、杭州、扬州、福州、厦门、广州、深圳13个具有代表f生的副省级城市作为样本城万方数据
癸钰、李泽涛、骂臻:
我滏城枣科技剑叛魏宠懿实涯研究
初步拟定城巾科技创新能力的评价指标
录入撵奉数攒,杯《}他后进行主成分分辨
求珏i秽j始因子载荷箨阵
砖甭需要旋转
方差极大亿嘲f疰交旋转
旋转尉的蚓f载荷矩阵
析墩共澍斑于劳命名
计算公强粥r得分并排序
计算城市科技能/J的综合得分
圈3烹要研究步骤
表1城市科技俄舞雏力译徐撂棘70
万方数据
南开经济研究2008年第4期
市。
从人口规模上看,被选择的城市有:
超大城市、特大城市、大城市、中小城市;从区域分布上看,它们之中有:
西部城市、中部城市、东部城市。
东部地区的城市又有珠江三角洲城市、闽浙沿海城市、长江三角洲城市、环渤海湾地区城市等。
因此,这些城市具有较强的代表性,研究结果能较好地反映我国城市科技创新能力的整体水平。
(三)数据统计分析
本文主要运用SPSSl2.0统计软件,采用因素分析、相关分析、聚类分析等统计方法,运用探索性因素分析(EFA)中的主成分分析法(PrincipalComponentAnalysis)。
抽取特征值大于1的共同因素,并用最大变异数法(VarimaxMethod)进行正交旋转,得出指标间更明确的关系,以便确定因素命名。
三、统计分析过程
(一)建立原始数据
在各个城市的统计年鉴中,查询所建立的指标体系所需要的数据(数据均为2006年的统计数据),如表2所示。
表2统计指标原始数据(1)71
万方数据
莽钰、攀泽涛、骂臻:
我遴壤露科技剑赣熊力的实泛研究
续表2统专十指标原始数据f2)
独立辩技零蠢场1…,.。
,教毒支蠢
辩譬支躜
占财政支每万人科技每万人专每万人授学研究每万人据有图成交额占人均绿地…...
占财政支
人员数.出总额的利申请燎权专利量与技术书馆藏书量地区GDP面积I平一.
出的比重
比重(人)(件)(件)开发机(册)的比重方米/人)
(%j
(%)
稔数
249.1242407.3298110.6299l1.76209.0662121.5367115.924851.820573.4203
(%)
12811.44348331.735434023.67832744。
81774266.83616023.557819303.45759939.39397507.185616041.997011534.49766202.65894445.9t2912588.711818232.871523354.721512563.6340
10.12591,59293.3810
39,9620.4522.3713.2921.63533.73138.348。
8227,61181.3341.5518.7241。
9522.5922.3l23.130。
12
北京天津
1.487613.78315.211.11212。
44719.0758.1l1410.54712.577
14.6762
11.176418.41452.23734.551725.29758.7748
6.56702.91957.08831.28341.961410.85233.63552.77624.7439
,
267142
O.6331
上海0。
9670重庆0。
2227扬髑0.1760福州0.2720南京0.7209武汉0.4743成都0.2809广州0.4581沈阳0.4957哈尔滨
O,4088
266
l174
.
1.8043
0.001lO.9291
105l10
.
2.1774
1.87228。
84771.0845
7.2646
s。
3399
10。
838
10.80612.78116,3216.67149。
43215.24620.389lO.743
70.4249
27.85717.85364。
364910.9166
14.6723
6.2081
7.62663.59861.89364.20433.56526.16554.27579.8355
1801169650
.
1.9865
O.72660.2003O,48491.1486
3.836510.5682
毒岛0.1725济南0.3077杭州
O,3989
10.8864
14.3629
7.688418.6594
45.8778
62.4610100.0848
320
.
深圳0.4162覆f1
0.4230
O.6143O.6756
资料来源:
《中圜统计年浆》(2006)、《北索统计年鉴》(2006)、《天津统计年浆》(2006)、《上海统计年浆》(2006)、《重庆统计年鉴》(2006)、《扬州统计年鉴》(2006)、《福州统计年签》(2006)、《南京统计年鉴》(2006)、《武汉统计年浆》(2006)、《成都统计年鉴》(2006)、《广州统计年鉴》(2006)、《浣阳统计年攫》《2006)、《除尔滨统计年鉴》(2006)、《青岛统计年鉴》(2006)、《济南统诗年鉴》(2006)、
《抗翻绫诗霉鍪》(2006)、《深绸统计年鉴》(2006)、《覆}l统诗零
鉴》(2006)、《中国城市统计年鉴》(2006)、《巾国科技统计年鉴》(2006)。
(二)原始数据的标准化
由于各指标变量的单位不统一,丽飘个别变量的方差较大,为了避免对因子载荷产生较大的影嚷,首先用统计软件SPSS12。
0对|4个攮标变量兹i7全样本取墓送行标准纯变换,标准化后的样本变量数据觅表3。
72
万方数据
南开经济研究
NANl(Al嚣CoNo蠢莲leS薯UDll洛2008年第4麓No。
42∞S
表3标准化样本数据(1)
续表3标准化样本数据(2)
北京天津上海重痰扬翊福州南京武汉成都
广熊
繁萃篓谶奏裂裂翠
.0.37498-0.48564.o.73105一l+16178
0.038080.350930。
64501_o。
64554.0。
587071.01886-0.2538l-o.58773.O.6319l
2.93756
-0.29475.O.15688.o.55472
1.638573.206220。
26624
0.904040.974192.85733
0.3“87
1.37016
国.87酣l
一1.0ll15—0.721960.62941
-0。
42482
0.22018-o.84672.0.60973
国.71344国。
74015
0.3743l
国。
75466
.0.859390.57589-o.33517一o.1458l-o-315320。
501250.07752-o.952990.98037-o.85012-o。
16183.1,10117一0.43553
.1.156∞
.1.422201.391651.25967O.113161.01157
0.31870
-o.31650.0。
10247
棚.11298∞.69520
棚.41219
-o.58139
最14380
.o.56887-0.63887・0.50598
国.16l强
—0.04868—0.31020一1.0216l
国.5845§
-o.39231-0.04795_0.Oi3793.17433
国.13215
.0.55396-o.75217-0.78674.0.72182
沈阳0.58388哈尔演青岛济南深绸
厦f】
一0.30960.0.465271。
28480
-o。
59864
3。
485150。
086770.10270
坩.61458∞.3399晦前.28807
-0.26737
杭州0.39610
l。
56255.O.11669
国.15245
0。
34801.o.59065
∞。
37539
弗.21l髀0.16lW
万方数据
孙钰、李泽涛、马瑞:
我国城市科技创新能力的实证研究
续表
申请量(件)
北京天津上海重庆扬州福州南京武汉成都广州沈阳哈尔滨青岛济南杭州深圳厦门
0.65174O.065071.27840.1.43341.1.045442.43220-o.33753
3标准化样本数据(3)
究与技术开发机构数
2.115750.392402.101970.04772.1.51019
专利量(件)
0.64497
图传馆藏书量(册)
0.12160.o.431562.74094一1.12145
交额占地区GDP的比重
3.72272
积(平方米
人)
-0.22805.0.38474_o.36932.0.44224.0.375263.737450.56205.0.47814_o.32723O.90730.O.21528-o.39863-0.21207-o.36755-0.36980-0.36345—0.30708
国.71588
0.83948.1.32627-1.073332.24379-o.44875-o.76932-o.0352l1.04031.o.46249.1.09860-0.2365l-o.474960.49518.o.20987t.86444
.O.07173
0.723380.02225.0.77959-o.366910.18818O.05246-0.40310.0.297800.10327_o.45697_o.69100-0.56444
加.93351
.O.71658
.O.11772.o.04878
0.92325.0.23305.0.53338
.o.59068
.o.41043O.65109
0.91630O.03394-0.24180-o.87600
0.52052-o.03608.0.69447-o.911390.09410
.o.76777
.1.16533.0.03690O.01646O.59923-o.519641.31946
.1.52398.1.28960O.00000
0.791051.42351O.09100
-o.26930m.50689
・0.47967
(三)数据的相关性分析
将标准化的指标数据代人spssl2.0,计算各指标之间的相关度,高度相关的指标如
表4:
表4高度相关指标及相关系数
指标A每万人授权专利量每百户拥有移动电话数全社会固定资产投资
.
指标B每万人专利申请量每百户拥有电脑数
独立科学研究与技术开发机构数
相天系数
0.9370.8660.775
每万人授权专利量
人均绿地0.632
因此,需要将高度相关的相似指标:
每万人专利申请量、每百户拥有电脑数、独立科学研究与技术开发机构数、人均绿地面积,从初始指标中去除。
(四)探索性因素分析
表5给出了参与分析的14个评价指标的初始共同度(initial)和提取的4个主成分之后的再生共同度(Extraction)。
共同度分析表明,多数评价指标与提出的主成分之间有着紧密的内部结构关系,可以满足主成分分析法的基本要求。
74
万方数据
NA鬟KAl嚣C◇No毳llC刚矜l嚣S
表5共同度分析(Communalities)
Initial
南开经济研究2008年第4期
No.4
2008
Extraction
,874。
923.948.707.772.789.470.879.965.454.527.885.895.886
人均GDP货运量
全社会固定资产投资每百户拥有移动电话数每万人拥有工业企业数每万人拥裔高等学校在校生人数菱瓤技本产赫懑日占出疆惑毽豹玩藿
科学支出占财政支出总额比薏教育支出占财政支出总额的比熏
每月人科技人员数每万人授权孥铡量每万入稳餐麴零锫藏转萋技术市场成交额占地区GDP的院鬟
1.0001.0001.0001.000
1..000
1.0001.000
安鼯秘瘸终资1.q000
1.0001.0001.000l。
0001.0001.000
表6给出了主成分分析的初始和经旋转后的各个主成分的特征值、方差贡献率和积累方嫠贡献率。
结果表明,经方差极大值旋转(Varimax)以后,被提取的四个特征值分别为3.850、2.776、2.622帮1.726,它们的方差贡献率分裂为27+502%、19。
829%、
18。
728%张12.331%,累计方差贡献率达到了7st391%,显然这四个主成分能够解释14
个指标的大部分变差,因此,可以把它们当作评价城市科技创新能力的熏成分。
袭6方差分析:
(Total
Component
Total
1234567
5.2042.9261.6541。
191,,917。
689.625.339.242。
124。
061.022.006.002
InitialEigenvalues
VarianceExplained)
RotationSumsofSquaredLoadings
%ofVariance
37.170
Cumulative%Toml
37.17058.06869.88378.39l
3.8502.7762.622l。
726
%ofVariance
27.50219.82918.228
Cumulative%
27.50247.33166.06078.39l
20.898
11.8158.5086.5474.9194.4622A221.725
12331
84.938
89.85794.32096.741
8
9lOll
98.467
99.34999.78299.94299983100.000
.883
t433.160
1213
14
.04l
.017
由于初始主成分载荷分析的结构与33个评价指标的结构关系不是镶甓确,对予
被提取的5个主成分穰难进行满意的解释,为此,采用方差极大值旋转法进行主成分分析,表7是删除了较低载荷后所得到的载荷分析矩阵。
75
万方数据
孙钰、李泽涛、马瑞:
我围城市科技创新能力的实证研究
表7旋转后的成分载荷矩阵(RotatedComponentMatrix)
从旋转后的主成分载荷矩阵表可以看出,各主成分较高的载荷都很有规律的分布在若干个关键评价指标上,说明它们与14个评价指标之间具有明确的结构关系,其经济意义相当清楚,据此可以对4个主成分进行命名和解释,至此,可以确定城市科技创新能力评价的指标体系,并予以变量标识,以方便后续的数据分析,见表8。
表8城市科技创新能力评价指标
在主成分栽荷分析基础上,根据各主成分的方差贡献率(q=名/∑乃,其中^为
i=I
第i个主成分所对应的特征根,i_l,2,3,4,5),以及各主成分在主要评价指标上的载荷76
万方数据
南开经济研究
NANKAIECoNOMICSTUDIES2008年第4期No.42008
系数,可以确定各个主成分和评价指标的权重值,如表9所示。
表9城市科技创新能力指标及权重
(六)样本城市科技创新能力综合得分的计算
根据上述确定的4个主成分及其权重值,我们可以构造如下城市科技创新能力的综合评价模型:
44
E=型—产L
∑哆i=1∑q∑q弓
一coy,』+哆E』+皑E,+绌‘,
叫十%十鸭十咄
O.3625曩,+0.2317F2,+0.2234F3,+0.18244‘,
0.3625+0.2317+0.2234+0.1824
式中,Fj(j=1,2,3,……14)为第j个样本城市科技创新能力的综合得分;
∞(i_1,2,3,4)为第i个主成分所对应的权重系数;
‘(即一,,最,,只,,只,)为第j个样本城市在第i个主成分上的得分。
以主要评价指标为测度变量,以它们在各个主成分上的载荷系数为权重,我们可以构造出城市科技创新能力4个主成分的评价模型:
。
0.9134+0.895V,+0.8314+0.739V,+0.667K=・_-。
__-・-。
-。
_。
・。
.___。
・_____。
._.。
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二:
。
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.-。
____。
__。
_-__。
_。
_二_-_。
--。
。
_。
-。
_。
.-_-。
___二,'
1
,:
一—百孬i舔万而矿.0.913+0.895+0.831+0.739+0.667O.943V6+0.837V7+0.805v8
,’一=・---—・———・———・—-—————————————-————————————————一F—O.912V9+0.90440+O.6774l
’0.912+0.904+0.67777
万方数据
孙钰、李泽涛、马瑞:
我国城市科技创新能力的实证研究
一.==—-————・————=:
-————————-—・—二二二———————————---‘・PO.859V12+0.611K3+O.565V14
’0.859+0.611+0.565
式中,V是第i个样本城市在第k个评价指标上的效用值,k=l,2,……,14。
运用SPSSl2.0计算出的样本城市科技创新能力各个评价指标的效用值并运用效用值计算出的城市科技创新能力4个主成分的得分(见表10),运用同样的原理,可以计算出样本城市科技创新能力的综合得分,(见表11)。
表10评价指标的效用值及主成分得分(1)78
万方数据
南开经济研究
NANKAIECONOMICSTUDIES
2008年第4期
No.4
2008
续表10评价指标的效用值及主成分得分(3)
上海北京
广州
一0.83934-o.47138O.96144
2.699300.057710.4600l0.732841.370680.866170.02685-0.50016-0.787600.02997-0.10131_o.29996-0.98407-0.60284-0.76530-1.19591.1.00637
-0.48830-o.20094-o.52121-o.043650.50954-0.549ll.o.52801-0.04855.0.811063.63360.o.30878.o.330760.10962-0.517780.07186
0.32227-0.295920.158280.564231.944970.95413-0.55590.O.50176.1.892601.876030.368330.46546-0.74633.o.58850.o.25743.1.17239
杭州0.32542深圳
南京
1.530801.35420-o.20448-o.58573一1.553551.24378O.51947
厦门天津
福州
济南沈阳武汉
青岛
1.217引
-0.56469
成都0.03304哈尔滨重庆扬州
一0.40383・1.28444-1.27854
-0.34471
0.36824
-o.64284
将原始数据直接转换为Z分数时,出现了负数和带小数点的值,实际使用不方便,所以需要对z分数进一步加以线性转换,使之成为正的数值,见表12。
计算公式:
T=10*Z+50
79
万方数据
孙钰、李泽涛、马瑞:
我国城市科技创新能力的实证研究
表11城市科技创新能力各个主成分得分及综合得分
F1
F23.23840-o.058010.280000.14154.0.68981-o.27048-1.429660.41641.0.68958.0.4326l—O.05302-o.285360.78945.0.04328-0.69143O.50910-o.73168
F30.024623.35896.0.15640_0.77666.0.39539O.708040.055890.80268-o.23411一0.464850.006650.17964.1.11787-o.28l8
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