皖江城市帶科技創新與經濟發展耦合協調度研究

金 蘭 何 剛 朱艷娜 李恕洲

（安徽理工大學,安徽 淮南 232001）

一、文獻述評

當今社會科技創新飛速發展，成為推動經濟發展的中堅力量。黨的十九大報告指出，創新是推動經濟發展的第一動力，是建立創新型國家的戰略選擇[1]。黨的十八大明確提出要實施創新驅動發展戰略，走中國特色自主創新道路，將創新擺在了國家發展全局的核心位置，并強調科技創新在提高社會生產力和綜合國力中的重要作用[2]。科技創新與經濟發展息息相關，研究區域科技創新和經濟發展的耦合協調水平對制定地區科技投入等相關性政策具有重要的理論意義。

從目前的研究現狀來看，國內學者對科技創新與經濟發展的研究主要從科技創新對經濟增長的促進作用、科技創新和經濟增長之間的關系、科技和經濟兩個子系統的協調發展關系這三個角度開展的。例如，劉林、張勇通過建立面板模型，探究科技投入和科技創新對區域經濟合理、良性增長的驅動路徑[3]。龍小寧基于邏輯分析和實證分析，研究科技創新和實體經濟發展的關系[4]。劉媛媛、孫慧運用索洛余值法測算新疆科技投入對經濟增長的貢獻度，并利用DEA分析法對貢獻度進行評價[5]。張優智借助平滑轉換回歸模型對我國科技投入和經濟增長之間的動態關系進行研究[6]。彭新一、王春梅采用耦合協調模型測算區域高校科技創新能力與經濟發展水平的耦合協調度，進而探討兩者間的內在聯系[7]。其中耦合協調度模型在系統或系統內要素間的關系研究中有著獨特的視角，以其量化過程的簡單、便捷等優點而被廣泛應用。因此，本研究借助耦合協調度模型，基于2006-2017年的統計數據，對皖江城市帶科技創新與經濟發展的耦合協調關系進行探究。

二、研究方法與指標體系

（一）耦合度模型

耦合是指兩個或兩個以上的系統或者運動形式通過各種相互作用而彼此影響的現象[8]。系統之間通過各種相互作用產生的影響程度可以用耦合度來衡量，耦合度能夠刻畫系統之間及系統內各要素之間交互依存、脅迫關系的變化趨勢[9]。利用耦合度模型計算系統之間的耦合程度，主要操作步驟如下：

第1步，標準化處理。

設 xij（i=1,2；j=1,2…，n）為第 i個系統的第 j個指標，為經過標準化處理后的功效函數值，表示變量對系統的功效貢獻值。指標體系中存在正向指標（正效用）和負向指標（負效用）的差異，具體的處理公式如下：

正向指標標準化公式：

負向指標標準化公式：

第3步，計算系統耦合度C。

（二）協調度模型

協調是指在系統總體演進過程中，系統內部各子系統相互促進、共同和諧所形成的一種良性耦合態勢[10]。耦合度雖然能刻畫科技創新和經濟發展相互影響的程度，卻難以反映系統間交互耦合的協調程度。此處引入協調度模型，計算系統耦合協調度D，計算公式如下：

式（5）中，T為系統綜合協調指數，用來衡量各子系統對系統總體協調度的貢獻情況；α、β表示兩個子系統的貢獻系數，通常取α+β=1。考慮到經濟發展涉及的因素較為廣泛，科技創新是推動經濟發展的重要因素，但不是唯一因素，故本研究取α=0.4，β=0.6。借鑒前人的研究成果，將科技創新與經濟發展耦合協調階段劃分為五個階段。

0≤C＜0.2，低度耦合（低度耦合協調）階段；0.2≤C＜0.4，較低度耦合（較低度耦合協調）階段；0.4≤C＜0.6，中度耦合（中度耦合協調）階段；0.6≤C＜0.8，較高度耦合（較高度耦合協調）階段；0.8≤C＜1，高度耦合（高度耦合協調）階段。

（三）熵權法

熵權法是通過信息熵來測算指標值的變異程度，根據指標所提供信息量的多少來確定權重的一種客觀賦權法，相較于主觀賦權法具有更高的可信度[11]。主要操作步驟如下：

第1步，對原始數據進行標準化處理：

第2步，計算i年份第j項評價指標值的比重，即規范化：

第3步，計算第j項指標的熵值：

第4步，計算第j項指標的權重：

（四）指標體系構建

在前人研究的基礎上，根據科技創新子系統與經濟發展子系統的特征以及耦合協調分析所涉及的系統要素，遵循指標篩選的科學客觀性、可獲取性等原則，構建皖江城市帶科技創新與經濟發展系統指標體系。

科技創新子系統以創新要素為研究基礎，創新要素是指科技創新過程中必須具備的且有驅動創新作用的構成要素。本研究借鑒屠年松等人對創新要素的劃分方式，從創新投入、創新環境和創新產出三個層面對科技創新子系統進行描述，共選取9個二級指標。科技創新投入是科技創新驅動經濟發展的關鍵要素，也是科技創新產出的支撐要素，本研究選取的創新投入指標主要考慮科技創新的資金投入（R&D經費投入、教育投入）和人才投入，包括“R&D經費內部支出占GDP比重”、“教育支出占財政支出比重”、“R&D人員數占從業人員數比重”；科技創新環境是科技創新系統的保障，良好的創新環境能使科技創新成果最大化，本研究選取“科學技術支出占財政支出比重”表征科技創新的政策環境，體現政府對科技創新活動的支持力度。用“金融業固定資產投資”描述金融環境，金融市場服務強度越大，創新型企業的研發積極性就越高。用“郵電業務總量”衡量物流信息環境，物流水平和信息化程度越高，科技成果轉化越快；科技創新產出是指科技創新活動帶來的一系列成果，包括直接成果和間接成果，分別用“專利申請量”、“專利授權量”、“新產品銷售收入”來描述。

經濟發展子系統從經濟結構、經濟規模、經濟效益3個維度構建指標體系，其中：經濟結構維度包括第三產業占GDP比重、進出口總額占GDP比重2個具體指標；經濟規模維度包括GDP、GDP增長速度、人均GDP等3個具體指標；經濟效益層面包括地方財政收入、城鎮居民人均可支配收入、工業企業利潤總額等3個具體指標。如表1所示。

表1 科技創新與經濟發展系統指標體系

三、實證分析

（一）研究區概況

作為承接產業轉移示范區的皖江城市帶，包括合肥、蕪湖、銅陵、馬鞍山、安慶、池州、宣城、滁州8個城市和六安市的舒城縣、金安區，合計59個縣（市、區），占地面積約達7.6萬平方公里，人口總數3058萬人，是全國唯一以產業轉移為主題的地區發展規劃以及促進中部地區崛起戰略的重點開發區域，對融入長三角經濟帶起到“承東啟西”的關鍵作用[12]。本研究的統計數據均來源于《安徽省統計年鑒（2011-2018）》，由于巢湖市在2011年被劃分到馬鞍山市和合肥市，本研究的研究時段為2010-2017年，考慮到數據的可靠性和易獲取性，本研究未將巢湖市和六安市金安區、舒城縣列入統計范圍內，僅統計了其余八市的相關數據信息。

（二）實證結果

利用標準化后的功效函數值和指標權重，根據公式（3）計算出各子系統的綜合序參量，結果如表2、表3所示。

表3 皖江城市帶經濟發展系統綜合序參量

利用計算得出的綜合序參量值，根據公式（4）、（5）分別計算出皖江城市帶科技創新系統和經濟發展系統間的耦合度及耦合協調度，并由表1中的科技創新與經濟發展耦合協調階段劃分標準將各系統的耦合協調情況進行階段劃分，最終得出耦合度數值及耦合階段、耦合協調度數值及耦合協調階段分別如表4、表5所示。

表4 皖江城市帶科技創新與經濟發展系統耦合度情況

表5 皖江城市帶科技創新與經濟發展系統耦合協調度情況

（三）結果分析

1.相關性分析

將科技創新系統和經濟發展系統綜合序參量分別作為自變量、因變量，利用統計數據，借助SPSS20.0軟件對皖江城市帶科技創新和經濟增長子系統進行一元線性回歸分析，分析結果見表6。從總體來說，皖江城市帶科技創新和經濟發展兩個子系統綜合序參量的線性擬合度為0.825，說明擬合度較高，回歸系數為0.456，說明皖江城市帶總體科技創新對經濟發展的貢獻力度一般，由各城市回歸系數知，主要是受到馬鞍山科技創新驅動力度差的影響。以省會合肥市為例，回歸系數為0.516，說明科技創新系統綜合序參量每提高1個百分點，經濟發展系統相應提高0.516個百分點。從各個城市來看，池州、安慶、合肥、滁州的科技創新和經濟發展線性擬合效果較好，銅陵、安慶、池州、滁州、合肥、宣城等城市科技創新對經濟發展的貢獻力度較為顯著，銅陵市的科技創新給經濟發展帶來的效益最高。

表6 皖江城市帶科技創新與經濟發展系統回歸情況

2.耦合協調分析

由圖1可以得出，2010-2011年間，除合肥和銅陵外，其余六市均呈現耦合度快速增長趨勢；2011-2012年間，皖江八市的耦合度持續攀升，在2012年到達高度耦合階段，且在2012-2017年間穩定在高度耦合階段。這說明皖江城市帶科技創新與經濟發展的耦合度總體處在高水平階段，科技創新和經濟發展之間的交互作用強。

從2017年皖江各市的耦合度數值來看，研究區域的耦合度均在0.994以上，耦合階段處于高度耦合階段。其中銅陵市的耦合度為0.999，在所有城市中位居第一，銅陵市除在2010-2011年間科技創新與經濟增長的耦合度出現下降趨勢，其余年份耦合度增長較快，這與表6反映的情況相符，即銅陵市的科技創新系統綜合序參量向經濟發展系統綜合序參量靠近所需的時間更短。

圖1 皖江城市帶科技創新與經濟發展系統耦合度（2010-2017年）

圖2 皖江城市帶科技創新與經濟發展系統耦合協調度（2010-2017年）

由圖2可知，皖江城市帶的科技創新與經濟增長子系統耦合協調度在2010-2017年間呈現出較為穩定的增長態勢，從耦合協調度發展階段來看，皖江城市帶在研究期限內經歷了從低度到高度的演變趨勢。其中合肥、蕪湖、銅陵、安慶等市的耦合協調度發展歷程為較低度-中度耦合協調，滁州、馬鞍山、池州等市的耦合協調度發展歷程為較低度-中度-較高度耦合協調，宣城市的耦合協調度發展階段為較低度-中度-較低度-中度耦合協調，說明宣城市的科技創新與經濟增長子系統耦合協調性較不穩定，科技創新對經濟發展的支撐作用還需進一步加強。2017年，耦合協調度排名第一的滁州市為0.627，處于較高度耦合協調階段。總體來看，皖江城市帶的科技創新與經濟增長呈高耦合、低耦合協調狀態，協調度最優達較高度耦合協調階段，且呈現不斷改善的發展趨勢。

四、結論與建議

本研究基于耦合度和協調度模型，借鑒前人的研究成果，篩選指標并構建科技創新子系統和經濟發展子系統評價指標體系，對皖江城市帶2010-2017年科技創新與經濟發展耦合協調度進行實證分析，得出以下兩點結論：

（1）2017年皖江城市帶區域的科技創新綜合序參量數值比經濟發展綜合序參量數值更高，這說明科技創新的貢獻大于經濟發展的貢獻；從相關性分析來看，皖江城市帶科技創新和經濟發展兩個子系統綜合序參量的線性擬合效果較好，回歸系數偏低，說明皖江城市帶總體科技創新對經濟發展的貢獻力度一般。

（2）皖江城市帶的耦合度數值在2017年均達到0.994以上，耦合階段均處于高度耦合階段，但是其耦合協調度數值偏低，最大為滁州市的0.627，所處階段僅為較高度耦合協調階段，說明皖江城市帶的科技創新和經濟發展的交互作用強，但是科技創新和經濟發展并未完全相適應，因此需要加大科技投入和科技創新模式調整，實現皖江城市帶科技創新與經濟增長二者的協同，形成經濟和科技的良性循環。

基于本研究的實證結論，促進皖江城市帶科技創新和經濟發展的耦合協調需要加強區域間的交流和學習，建立經濟發展聯盟，實現經濟發達地區帶動周邊區域經濟的局面，通過地區合作交流促進財力、人力、物力平衡分配，實現經濟的健康可持續發展。把創新驅動發展戰略作為第一戰略，明確科技創新在經濟發展中的戰略地位，加大科技投入，促進科技創新成果的轉化，注重科技創新型人才的培養，落實產學研用一體化，將科技創新轉化為推動社會經濟發展的不竭源泉。