基于耦合協調分析的山東省創新驅動經濟發展研究

王娜

摘要：創新是驅動經濟發展的關鍵動力，同時經濟發展也是創新能力提升的重要支撐。通過構建綜合評價指標體系，客觀評價山東省創新驅動能力與經濟發展水平，進一步運用耦合協調度評價模型，對2001—2017年創新能力與經濟發展水平的耦合協調性進行定量分析。研究發現，2009年前后耦合協調程度存在階段性變化，盡管創新能力與經濟發展二者較好地維持了耦合發展，但尚未形成同步協調的發展趨勢，仍需通過加大創新投入、促進成果轉化、調整經濟結構等措施實現創新驅動發展、發展反哺創新的雙贏。

關鍵詞：創新能力；經濟發展；耦合協調度

中圖分類號：F207；F204文獻標識碼： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2020.04.004

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

基金項目：山東省軟科學研究計劃一般項目（2018RKC23002）；山東省重點研發計劃（軟科學）項目（2019RZB01084）

0引言

熊彼特[1]首次提出創新經濟學理論，認為經濟的根本現象是發展，而發展的根源在于創新。Solow[2]和Arrow[3]的研究將技術進步納入經濟增長的重要因素，柳卸林[4]從市場結構、企業發展、產業演化、經濟增長等多個方面系統闡釋了技術創新對經濟發展的作用機理。隨著第四次工業革命的到來，創新是國家或區域經濟發展的關鍵驅動力這一結論已得到廣泛認可，社會生產力和綜合國力的提高均離不開科技創新。Kaneva等[5]對俄羅斯的研究表明，技術創新對地區經濟增長存在極大的積極作用。針對中國國情，董敏杰等[6]研究認為，盡管目前中國經濟對資本的依賴性很高，但是技術進步帶來的全要素生產率TFP的提高仍是中國經濟增長的重要推動力之一。陳曉紅[7]運用因子分析研究發現，區域技術創新能力能夠有效促進區域經濟增長，其決定要素主要體現在技術創新效率、人力資源投入和市場環境等方面。劉躍等[8]研究認為區域創新能力對經濟增長質量有顯著推動作用，包括技術創新能力的直接效應和間接效應。曹裕等[9]研究認為創新能力、吸收能力與區域經濟增長之間存在長期協整關系，提高自主創新能力是實現經濟增長方式轉變的核心環節。

加快科技創新是促進國家或地區經濟發展的有效途徑之一，然而，一個國家或地區創新能力的高低又取決于其經濟發展水平的高低。創新是經濟發展的重要驅動力，經濟發展是創新能力提升的重要支撐，創新能力與經濟發展是相互促進、相互影響的兩個系統。近年來，對于創新能力與經濟發展是否能耦合協調發展的研究也成為關注的熱點。Guloglu等[10]研究發現，技術創新促進了經濟增長，而產出的增長又加快了技術變革的速度，創新一方面來自于研發投入的技術推動，另一方面也源自于產出增長的需求拉動。Gordon[11]針對創新加速與經濟放緩并存這一現象探討了經濟放緩的原因，認為經濟放緩可部分歸因于IT技術革命的成熟，這從側面說明技術進步與經濟發展并不總是協調同步的。針對國內情況，楊武等[12]對我國科技創新和經濟發展的耦合協同發展關系進行了探討，認為科技創新和經濟發展具有耦合協調發展關系，且科技創新與經濟增長的協同發展對經濟產出具有重要的推動作用。李二玲等[13]研究認為中國區域創新能力與經濟發展水平具有長期穩定性和短期跳躍性，其耦合協調程度具有尺度敏感性，沿海省份的耦合協調度較高。也有學者針對個別省份或區域展開研究，如謝彥龍等[14]研究認為陜西區域創新與經濟發展的耦合性存在顯著的區域差異，整體處于磨合階段，且為中度耦合協調水平；劉佐菁[15]以及肖田野等[16]分別對廣東省展開研究，得出的結論基本一致，認為創新和經濟發展兩系統的耦合、協調程度不斷提高且處于全國領先地位；彭迪云等[17]以長江經濟帶為例進行研究，結果表明多數省域的經濟增長與創新能力能達到初級協調發展，但尚未有省市達到優質協調發展。

從現有研究可以看出，創新系統與經濟系統之間不僅存在單向的驅動效應，還存在相互影響的反饋效應，只有當二者形成耦合互動、協調共生關系時，才能實現創新驅動發展、發展支撐創新的雙贏。縱觀山東改革開放40多年來的經濟發展情況，山東經濟增速在全國排名前列，但長期形成的粗放型增長方式仍未徹底轉變。根據中國科技發展戰略研究小組《中國區域創新能力評價報告》的評價結果，山東區域創新能力連續數年位列全國第六，與山東省的經濟實力相比，其創新能力與經濟發展在一定程度上存在不相稱、不協調。在供給側結構性改革背景下，一方面通過創新驅動加快轉變經濟增長方式，增強經濟內生發展動力，另一方面通過經濟發展提升創新能力，打造高水平創新型省份，才能更好地助力新舊動能轉換，促進經濟高質量發展。

從現有文獻來看，尚未有研究對山東區域創新能力與經濟發展水平的耦合協調程度進行定量分析，而這一研究對尋找山東在創新驅動發展中存在的問題，探討創新與經濟耦合協調的發展路徑具有重要的現實意義。基于此，本文在梳理區域創新能力與經濟發展水平互動作用機理的基礎上，通過構建區域創新能力和經濟發展水平的綜合評價指標體系，運用耦合協調度評價模型，對2001—2017年間山東區域創新能力與經濟發展水平的耦合度、協調度展開定量分析，在此基礎上提出創新能力與經濟發展協調推進的對策建議，以期為推動山東創新驅動發展和創新型省份建設提供決策參考。

1區域創新能力與經濟發展的互動作用

1.1創新推動經濟發展

當今世界科技日新月異，創新成為經濟發展的關鍵驅動力。一方面，創新能夠促進產業結構升級和產業更新換代。新技術的應用和新產品的開發，不僅可以促進新興產業的興起和發展，而且能夠促進傳統產業的轉型升級，進而使得產業結構得以優化調整，產業不斷迭代升級，經濟增長方式由粗放型向集約型轉變。另一方面，創新可以提高生產效率，促進產業生產率增長。通過技術創新，可以提高資源利用效率，降低生產成本；可以降低生產難度，改善生產速度，提高勞動生產率；同時創新的擴散還可以促進產業集群發展，產生規模效益，形成區域經濟增長極。

1.2經濟發展促進創新能力提升

一個區域的經濟發展是其創新能力提升的重要支撐。一方面，經濟發展可以為科技創新提供資金保障、硬件基礎以及環境支持。經濟實力越強，政府財政的科技投入也會隨之增加，從而為一個地區的研發活動提供資金保障，同時經濟實力較強的地區，對人才的吸引力更大，從而為研發活動積累高素質的人力資源，有利于創新系統的發展和創新能力的提高。另一方面，經濟發展帶來生活水平的提高，使得人們對新產品的需求增加，這一需求又成為創新的內因和動力，促使企業注重新產品研發，倒逼企業不斷取得技術進步和產品創新。

1.3區域創新能力與區域經濟耦合協調發展

創新活動與經濟發展兩個系統相互作用、相互影響，二者若能相互促進、協調共生則能夠實現創新能力提高和經濟快速發展的雙贏，二者的耦合協調度取決于二者相互依賴、相互溢出的程度。當科技創新成果順利實現商品化和產業化，并在區域間廣泛傳播和采用，而經濟發展對創新的需求也能通過研發得以快速滿足時，創新與經濟發展之間就會形成高度耦合。然而，創新能力提高并不必然導致經濟發展水平提高，創新能力有可能超前于經濟發展，也可能滯后于經濟發展。協調度是對二者和諧一致狀態的度量，其取決于二者步調、速度和方向的一致程度。研發投入不足、研發人才缺乏等會造成經濟發展水平超前于創新水平，而產學研脫節，成果轉化受阻，創新網絡不通暢，則可能削弱創新對經濟發展的帶動作用，使得經濟發展滯后于創新發展。因此只有二者相互促進，協調演化，其協調程度才能提高。

2指標體系構建

2.1區域創新能力與經濟發展水平評價指標體系

無論區域創新能力還是經濟發展水平，均受多種因素的綜合影響，對其進行測度時需考慮多個維度。兼顧數據的綜合性、代表性、科學性和可獲得性等原則，構建區域創新能力評價指標體系和經濟發展水平評價指標體系，如表1和表2所示。基于投入產出的角度，本文從創新投入、創新環境和創新產出三個維度構建區域創新能力評價指標體系，包括一級指標1個，二級指標3個，三級指標15個。從經濟規模、經濟質量和經濟結構三個維度構建經濟發展水平評價指標體系，包含一級指標1個，二級指標3個，三級指標16個。與現有多數研究不同，區域創新能力評價體系并未包含企業創新和創新績效兩個二級指標，原因在于企業數據的統計口徑在2011年之后發生變動，無法獲取口徑一致的統計數據；而創新績效所包含的三級指標與經濟質量所包含的三級指標多有重復。

2.2基于熵權法的權重計算

Shannon最早將熵這一熱力學概念引入信息論，稱之為信息熵。信息熵可用于反映指標的變異程度，從而可用于綜合評價。熵權法的核心是確定各指標數據的差異性，通過突出局部差異確定指標權重，與層次分析法等主觀賦權法相比，熵權法具有客觀性和適應性特點，能夠避免主觀因素的摻雜，更客觀地確定各指標權重，因此適用于多指標的相對評價。本文采用熵權法對區域創新能力及經濟發展水平指數進行計算，具體步驟如下。

2.3評價指數計算結果

采用山東省2001—2017年的各指標年度數據，對區域創新能力綜合指數、經濟發展水平綜合指數，以及各自的分項指數進行計算，結果如表3所示。可以看出，2001—2017年間，無論是綜合指數還是分項指數，均呈現逐年上升的趨勢，說明山東區域創新能力和經濟綜合實力均取得了長足進步和發展。從區域創新能力的分項指數來看，影響區域創新能力的主要因素是創新環境和創新產出，二者指數之和占比超過區域創新能力綜合指數的85%，其中創新環境是最主要的影響因素。這意味著在創新投入有限的情況下，通過營造良好的創新環境，可以有效提升區域創新能力。從經濟發展水平分項指數來看，影響經濟發展水平的主要因素是經濟規模，其指數值接近綜合指數的50%，其次是經濟質量，再次是經濟結構。這說明山東經濟發展水平主要仍取決于經濟規模，經濟質量和經濟結構有待進一步提升。

將區域創新能力綜合指數與經濟發展水平綜合指數進行對比，如圖1所示。圖1顯示，經濟發展水平綜合指數大于創新能力綜合指數，根據綜合指數的計算方法可知，這并不意味著創新水平的提升滯后于經濟發展，只能說明經濟發展指標的數值波動程度整體大于創新水平指標的波動程度。進一步觀察二者上升的速度可以發現，2009年之前的這一時期內，區域創新能力出現快速增長趨勢，但自2010年開始增長速度明顯放緩，2011年區域創新能力指數甚至出現了小幅回落。計算區域創新能力綜合指數與經濟發展水平綜合指數各自的增長率，并進行比較，如圖2所示。可以發現，區域創新能力綜合指數的增長率波動較大，經濟發展水平綜合指數相對平穩。2002—2009年間，區域創新能力綜合指數增長速度高于經濟發展水平綜合指數增長速度，2010年之后，區域創新增長速度顯著放緩，整體低于經濟發展水平。這說明，前一階段區域創新能力領先于經濟發展水平，處于創新領跑階段，這一時期的創新來自于國外先進技術的引進、基礎設施建設帶來的創新環境大幅改善、改革帶來的技術創新、制度創新等多方面因素。但是自2010年之后，區域創新能力增速放緩，滯后于經濟發展的需要，與此同時，經濟發展水平增速也出現了明顯下降。說明這一時期內，經濟發展的內生動力不足，創新未能發揮引領和帶動經濟發展的作用，創新對于經濟發展的貢獻潛力有待進一步釋放。事實上，現階段山東經濟發展仍以重工業為主，新技術新產業所占比重較小，這在一定程度上限制了創新紅利的充分釋放；同時，自主創新能力有待提高，科技創新尚未成為經濟增長的內生動力，在科技創新轉化為經濟驅動力的過程中，人才培養、成果轉化等環節均有待改善。

對區域創新能力的二級指標進行分析，可以發現，在區域創新能力評價體系中，創新環境指數最高，創新產出指數次之，創新投入指數最小。這意味創新投入仍是區域創新能力提升中的薄弱環節，應進一步加大對科技活動的資金支持，加大研發投入力度，提高研發投入強度，同時增加研發人員投入，提高人力資本水平。對經濟發展水平的二級指標指數進行分析，可以發現，在經濟發展水平評價體系中，經濟規模指數最高，經濟質量指數次之，經濟結構指數最小。這意味著要想提高經濟發展水平，應重點調整經濟結構，促進城鄉區域協調發展，通過產業轉型升級不斷優化產業結構，同時加大金融機構對實體經濟尤其是新興產業的扶持力度。

3山東區域創新能力與經濟發展水平的耦合協調分析

3.1耦合協調度評價模型

3.2山東區域創新能力與經濟發展水平的耦合協調分析

耦合協調度的評價旨在衡量區域創新系統和經濟發展系統交互協同、相互促進的效率。協調度越高意味著創新能力與經濟的協同發展水平越高，也意味著創新驅動發展的成效更明顯。圖3顯示了耦合度和協調度的計算結果，從耦合度來看，2001—2017年間，山東省區域創新能力與經濟發展兩系統的耦合程度整體較高，但以2009年為分界點，呈現先上升后下降的趨勢。較高的耦合水平說明兩個系統之間存在顯著的相互作用、相互影響，但是近年來，這種交互作用強度有所松動，出現下降趨勢。

從協調度來看，協調度整體呈現上升趨勢，但在2009年前后上升速度存在變化，2009年之前上升速度較快，2009年之后上升速度放緩。根據協調度的計算公式可知，協調度的取值一方面取決于耦合度的大小，另一方面取決于兩個系統的綜合指數值，創新能力與經濟發展的綜合指數均逐年上升，這是協調度保持上升趨勢的主要原因，而耦合度先上升后下降的變化趨勢，導致了協調度前期增速較快而后期增速放緩。進一步對區域創新能力與經濟發展水平綜合指數的變異系數進行計算，如圖4所示。可以發現，創新能力綜合指數的變異系數以2009年為分界點，呈現先上升后下降的變動趨勢，說明創新能力指數在2009年之前增長較快，但2009年之后變動越來越小。經濟發展水平綜合指數的變異系數呈現穩定增長趨勢，說明經濟發展水平增長的變動較平穩。

整體而言，2001—2017年間區域創新能力與經濟發展水平二者較好地維持了耦合發展，但是在2009年前后耦合協調程度存在階段性變化。結合綜合指數增長率及變異系數的計算結果，本文認為山東省區域創新能力與經濟發展水平尚未形成理想的協同發展趨勢，在2009年之前的階段內，創新能力超前于經濟發展，對經濟發展起到了一定的帶動作用，這一方面因為創新基礎設施、市場環境和金融環境等方面的改善優化了創新環境，另一方面由于大中型企業研發人員、研發投入的增加，以及通過對外開放引進先進技術增強了企業創新能力。在這一階段內，經濟發展雖然保持了較高的增長率（平均增長率約為15%），但仍然滯后于創新能力的提高（平均增長率約為24%）。在2009年之后的階段內，受全球金融危機、經濟結構不平衡、能源損耗、環境污染等因素的影響，山東經濟發展水平與創新能力均出現增速下降，其中創新能力增速下降更為明顯，因此這一階段創新能力滯后于經濟發展，未能給經濟發展提供相應的內生動力。經濟發展水平的下滑，尤其是GDP增速的放緩，使得對于教育、科技等方面的投入難以增加，因此這一階段經濟發展和創新能力未能形成互動共生的良性循環。

4結論及對策建議

通過構建綜合評價指標體系，對2001—2017年間山東區域創新能力和經濟發展水平的綜合指數及分項指數進行測算，進一步運用耦合協調度評價模型，對山東區域創新能力與經濟發展水平的耦合度、協調度進行定量分析。結果顯示，山東省區域創新能力與經濟發展水平二者較好地維持了耦合發展，但二者尚未形成理想的協同發展趨勢，尚未達到同步協調。尤其是在2009年之后，經濟發展水平與創新能力雙雙出現增速下滑，二者耦合度也有所降低，致使協調度雖然走高但速度放緩。

從實證分析結果可以看出，若要促進山東創新與經濟發展的良性互動，一方面應通過加大創新投入、增加創新產出，提高區域創新能力，從而增強經濟發展的內生動力；另一方面應通過調整經濟結構，提高經濟發展質量，進而為創新驅動提供優質載體和良好環境。具體建議如下。

（1）創新投入是提升區域創新能力的薄弱環節，應加大科技活動支出及研發投入強度，增加研發人員投入。從資金投入情況來看，近年來隨著山東經濟總量的增長，政府科技支出及研發投入也逐年增加，但其所占比重并未顯著提高。《2018年全國科技經費投入統計公報》顯示，與2017年相比，2018年山東研發經費投入不升反降，因此加大研發投入刻不容緩。與此同時，可以通過建立公共研發基礎設施、打造研發產業園和企業孵化器等實現科技資源集中共享，降低企業研發成本，通過創投基金、信用擔保、債轉股等模式拓寬企業融資渠道，多方發力彌補企業研發中的資金缺口。從人力投入情況來看，近年來山東人才流失尤其是年輕人才流失較嚴重，人力資本水平與京滬浙粵等地區存在顯著差距，可通過政策軟環境和城市硬環境的雙重改善，加大對年輕人尤其是省內應屆高校畢業生的引才力度。

（2）創新產出水平仍需進一步提升，科研成果到技術應用的轉化渠道需進一步暢通。可通過創新科技體制改革，建立綜合性研發基地，形成人才協同培養機制，以生產需求促進人才培養和研發水平，以研發實力帶動產品創新和生產率提高，依靠市場引導科研資源的合理配置，實現科研成果到市場應用的準確定位，提高科研成果的直接轉化率。通過暢通成果轉化渠道，實現知識向生產力的實質性轉變，才能打通創新驅動經濟發展的“最后一公里”。

（3）調整經濟結構是提升經濟發展水平的首要任務，也是促進創新和經濟兩個系統耦合協調發展的關鍵。需要從幾個方面入手：一是打破城鄉二元結構，以工促農、以城帶鄉，促進城鄉一體化發展；二是加快傳統產業轉型，積極發展新興產業和高技術產業，促進產業轉型升級，優化產業結構，尤其是做大做強制造業，實現山東制造業高質量發展，塑造品牌效應；三是加強金融業供給側改革，引導資金流向實體經濟，夯實產業基礎，特別是夯實高技術產業基礎，為創新驅動發展提供優質載體。調整經濟結構離不開科技創新的助力，同時經濟結構的調整也能改善創新環境，增加研發需求，提高區域創新能力，從而實現創新驅動發展，發展反哺創新的雙贏。

參考文獻：

[1]SCHUMPETER J. The Fundamental Phenomenon of Economic Development [J]. American Journal of Economics and Sociology， 1912， 61（2）： 405-437.

[2]SOLOW R M . Technical Change And The Aggregate Production Function [J]. Review of Economics and Statistics， 1957， 39（3）.

[3]ARROW K. Economic Welfare and the Allocation of Resources for Invention， In Richard Nelson . Ed.， The Rate and Direction of Inventive Activity [M]. Princeton： Princeton University Press. 1962.

[4]柳卸林.技術創新經濟學[M].2版.北京：清華大學出版社， 2014.

[5]KANEVA M， UNTURA G. Innovation indicators and regional growth in Russia [J]. Economic Change and Restructuring， 2017， 50（2）： 133-159.

[6]董敏杰，梁泳梅. 1978—2010年的中國經濟增長來源：一個非參數分解框架[J].經濟研究， 2013， 48（5）： 17-32.

[7]陳曉紅.區域技術創新能力對經濟增長的影響——基于中國內地31個省市2010年截面數據的實證分析[J].科技進步與對策， 2013， 30（2）： 36-40.

[8]劉躍，卜曲，彭春香.中國區域技術創新能力與經濟增長質量的關系[J].地域研究與開發， 2016， 35（3）： 1-4.

[9]曹裕，胡韓莉.創新能力、吸收能力與區域經濟增長關系研究[J].財經理論與實踐， 2014， 35（6）： 123-127.

[10] GULOGLU B ， TEKIN R B . A Panel Causality Analysis of the Relationship among Research and Development， Innovation， and Economic Growth in High-Income OECD Countries [J]. Eurasian Economic Review， 2012， 2（1）： 32-47.

[11] GORDON R J. Why Has Economic Growth Slowed When Innovation Appears to be Accelerating？ [J]. Nber Working Papers， 2018.

[12]楊武，楊淼.中國科技創新與經濟發展耦合協調度模型[J].中國科技論壇， 2016（3）： 30-35.

[13]李二玲，崔之珍.中國區域創新能力與經濟發展水平的耦合協調分析[J].地理科學， 2018， 38（9）： 1412-1421.

[14]謝彥龍，李同昇，李夢雪，等.區域創新與經濟發展時空耦合協調分析——以陜西省為例[J].科技管理研究， 2017， 37（2）： 90-96.

[15]劉佐菁，閆曉旭，陳建新.基于耦合理論的廣東省創新驅動發展研究[J].科技管理研究， 2018， 38（5）： 29-35.

[16]肖田野，羅廣寧，陳丹華.區域科技創新與經濟發展耦合協調度研究--以廣東為例[J].科技管理研究， 2017， 37（15）： 21-28.

[17]彭迪云，劉暢，周依仿.區域經濟增長與創新能力耦合協調發展研究——以長江經濟帶為例[J].科技管理研究， 2016， 36（7）： 104-110.

Research on Innovation-Driven Economic Development of Shandong Province Based on Coupling Coordination Analysis

WANG Na（Shandong Academy of Social Science， Jinan 250002， China）

Abstract： Innovation is the key driving force of economic development， and economic development is also an important support for the improvement of innovation ability. This paper constructs a comprehensive evaluation index system to objectively evaluate the innovation-driven ability and economic development level of Shandong province. Furthermore， the coupling coordination degree evaluation model is used to quantitatively analyze the coupling coordination between regional innovation ability and economic development level from 2001 to 2017. The results show that there were periodic changes in coupling coordination degree around 2009， and although innovation ability and economic development have maintained their coupling development， they have not formed a synchronous and coordinated development trend. It is still necessary to increase investment in research and development， promote the transformation of achievements， adjust economic structure in order to achieve the win-win situation of innovation-driven development and development feeding innovation.

Keywords： innovation capability；economic development；coupling coordination degree