海南省科技創新與區域經濟的耦合協調分析

蘇 竣，張 煜

（清華大學公共管理學院，北京 100084）

1 研究背景

黨中央提出科教興國戰略。建設創新型國家，實施創新驅動發展戰略，不僅是中央政府的重要決策，更是地方建設中不可忽視的重要內容，推動科技發展、促進科學進步、優化科技創新環境是每一個地方政府義不容辭的責任。海南省，地處中國最南端，是中國面向東南亞的一個窗口。海南文昌航天發射場更是中國航空航天事業的重要基地。可見，海南省的建設，不僅關系中國華南地區經濟布局，也關系到中國科技事業的國際競爭力。海南省科技創新環境的優劣，會影響中國整體創新布局，對于吸引東南亞科技創新人才、推進南海開發、與東南亞地區睦鄰友好等都有影響。因此，海南省的科技創新環境逐漸引起了學術界和公眾的廣泛關注。

據EPS（Easy Professional Superior）數據平臺中海南省的縣市統計數據庫、中國區域經濟數據庫和中國科技數據庫中的統計數據顯示：海南省國內有效專利數2009 年僅為1 456 件，2018 年已經突破1 萬件，達到10 277 件；高等學校R&D 經費內部支出2009 年為7 165.511 3 萬元，2018 年已經達到25 807.012 0 萬元；科學研究和技術服務業在崗職工平均工資2009 年僅為26 465 元，2018 年已經達到92 201 元；地方財政科學技術支出2009 年為60 700萬元，2018 年已經高達150 410 萬元。粗略地看，海南省科技創新環境正在不斷優化。2020年6月1日，中共中央、國務院印發了《海南自由貿易港建設總體方案》，在海南省建設自由貿易港。海南自由貿易港的建設，使得除了海南省科技創新環境為世人所關注外，海南省的區域經濟環境也成為了學術界和公眾的關注焦點之一。EPS 數據平臺統計數據顯示，海南省生產總值（GDP）2007 年僅為1 223.28億元，2018 年已經高達4 832.05 億元，10 年多的時間海南省區域經濟總量上漲3.95 倍。同科技創新環境一樣，粗略地看，海南省的區域經濟水平也在持續提升。

然而，科技創新環境和經濟環境都是復雜巨系統，由很多指標來衡量，僅僅粗略地探討遠遠不夠，因此，亟待對海南省科技創新環境和區域經濟系統進行更詳細、完整的量化評測。此外，海南省科技創新系統和區域經濟系統均在持續提升，這種相似性也意味著海南省科技創新系統和經濟系統可能存在耦合協調關系，即兩大系統的綜合水平可能存在同步變化的關聯關系，而考察兩大系統之間的耦合協調關系，將從宏觀層面更深刻、準確地揭示海南省創新環境與區域經濟之間的聯系；以此為基礎，進一步分析具體經濟指標對創新環境的影響，將從指標層面更深刻地揭示這種耦合現象背后的微觀機制，使研究更加深刻和有意義。有鑒于此，本研究將構建指標體系，采用主成分分析法（PCA）分別評測海南省創新環境系統和經濟子系統的綜合水平，在此基礎上，進一步使用耦合協調度模型測算海南省科技創新和區域經濟的宏觀耦合動態關系，并在微觀上應用灰色關聯度法（GRA）詳細考察海南省經濟系統各指標對創新環境的動態影響，借以揭示指標層面的微觀耦合機制。研究以期有助于準確評價海南省科技創新環境和區域經濟發展態勢，吸引海內外科技創新人才來瓊創新創業，也有助于精準確定影響海南省科技創新環境的重要經濟變量，從而幫助海南省有針對性地采取具體措施，推動創新與經濟二元耦合系統協調發展，提升海南省創新環境水平，進一步促進海南省創新環境與區域經濟協調發展。這將有利于海南省地方，更將造福中國科技事業進步。

2 文獻綜述

2.1 外文研究動態

有很多外文文獻研究了不同系統之間的耦合協調關系，如文化創意產業與旅游產業、物流與區域經濟、體育產業與區域可持續發展等，采用的方法主要有耦合協調模型和灰色關聯模型等。如，Li等［1］以深圳市為研究區域，運用耦合協調模型探討2008—2017 年文化創意產業與旅游產業的耦合協調發展，并運用灰色關聯模型進一步研究兩個產業耦合協調的主要驅動因素；Li 等［2］以蚌埠市港口貨物吞吐量數據和部分經濟指標為基礎，運用灰色關聯分析模型對港口物流與各區域經濟指標的相關性進行了計算和排序；Zheng 等［3］選取珠江三角洲9 市2005—2014 年的面板數據，分別建立了旅游經濟與交通的評價指標體系，運用綜合評價模型和耦合協調模型對旅游經濟與交通系統的綜合指標及其協調關系進行了評價；Huang 等［4］在對孵化器和區域經濟互動機制進行理論分析的基礎上，引入子系統綜合評價指標體系，構建了2008—2014 年中國31 個省份孵化器與區域經濟發展水平的耦合協調模型；Yang 等［5］構建了體育產業與區域可持續發展的耦合協調評價指標體系和動態因素指標體系，運用熵權法、耦合協調模型和隨機效應模型分析了2013—2017 年中國東部11 個省份體育產業與區域可持續發展的綜合水平、耦合協調關系及其驅動因素；Ruan等［6］基于耦合協調模型，從時空維度分析了互聯網發展、技術創新與星級酒店效率3 個系統之間的演化關系。

2.2 中文研究動態

也有很多中文文獻研究了多個系統之間的耦合協調關系，如物流業與金融業、制造業與生產性服務業、科技進步與經濟發展等，大多主要采用了耦合協調度模型，并聯合使用熵值法和灰色關聯度法等。如，儲雪儉等［7］構建中國物流業與金融業協調發展指標體系，利用熵值賦權法確定各指標的權重，采用耦合協調度模型分別測算2003—2017 年物流業與金融業的耦合關聯度和協調度，并在此基礎上運用灰色關聯度分析兩者耦合效應中的關鍵因素；劉程軍等［8］運用耦合協調模型、引力模型、趨勢面分析等方法剖析長江經濟帶區域創新與區域金融耦合協調的空間聯系特征，并在多維鄰近視角下采用空間杜賓模型探究耦合協調空間聯系格局的驅動機制；劉東等［9］運用極值熵值法以及耦合協調度模型，使用2000—2016 年可獲得數據，對云南省科技進步與經濟發展系統耦合協調度進行縱向研究，對云南省與浙、蘇、湘、鄂、貴、桂6 省份科技進步與經濟發展系統耦合協調度進行橫向對比，對云南省內16個州市科技進步與經濟發展系統耦合協調度進行內部分析；唐曉華等［10］基于耦合協調視角，分別從行業和區域層面測度2001—2015 年中國制造業與生產性服務業間的總體發展水平及耦合協調程度，并基于優化視角，通過對存增量系數的調節，模擬產業耦合協調的演化發展趨勢；王文靜等［11］將系統綜合發展水平和耦合協調度作為金融集聚和區域創新能力耦合發展的評價尺度，對中國30 個省份2006—2016 年金融集聚和區域創新能力耦合協調發展情況進行實證分析。

在系統之間的耦合分析之外，還有很多國內學者專門對不同系統的水平評估、系統指標因素之間的關聯加以探究，采用主成分分析法評測系統水平、采用灰色關聯度法探究系統與指標因素的關聯等。如，崔宏軼等［12］選擇區域經濟環境、文教環境、就業創業環境、生活保障環境、科創支持環境、成果轉化環境6 個二級指標、34 個三級指標構建評價指標體系，并運用主成分分析法對深圳市科創人才發展環境的變化規律、因子特征進行分析和評價；劉明等［13］基于PEST 模型，即政策、經濟、社會和科技環境4 個維度構建了多層次的科技人力資源生態環境評價指標體系，并運用SPSS 21.0 軟件，根據主成分分析法得出各對比城市的綜合得分和排名，從而對青島市科技人力資源生態環境進行評價；劉湘輝等［14］利用2010 年數據對連片特困地區的典型——湘西地區的縣域經濟發展差異進行實證分析，運用主成分分析方法對當地39 個縣（市、區）經濟發展情況進行綜合評價和排序，運用離差平方和法對湘西地區縣域經濟發展水平進行層次聚類分析；陶權［15］選取《中國統計年鑒》和中國經濟信息網（中經專網）統計數據庫中2007—2018 年的數據，對中國制造業開放式科技創新與各相關指標進行灰色關聯分析；王沖［16］以吉林省高校為例，針對影響高校科技人才流動的宏觀經濟運行、產業結構、財政投入、勞動報酬和研究環境等5 類影響因素，借助灰色關聯分析法對各影響因素與高校科技人才流動的關聯度情況進行分析。

而在各種不同系統中，很多國內學者選擇了對科技創新系統加以研究，如研究科技創新系統與經濟系統的耦合、高校科技創新等。如，岑曉騰等［17］構建區域科技協同創新評價指標體系，采用耦合協調模型對系統間的協調發展程度進行實證研究；華堅等［18］基于灰色關聯分析構建科技創新系統與經濟高質量發展系統耦合協調度評價模型，對中國30個省份的耦合協調度進行評價；孟凡蓉等［19］構建科技創新、科技資源、經濟增長的耦合系統，基于中國30 個省份2007—2017 年的面板數據，測算了三元系統的耦合度和耦合協調度，并分析其分布特征和發展規律；王昆強等［20］指出，除了實施引進百萬人才進海南省的人才措施以外，海南省高校更應該注重提升人才培養質量和科技創新能力。

2.3 文獻述評

回顧國內外研究動態，發現有很多國內外文獻探討了多個系統之間的耦合協調關系，也有學者專門對不同系統的水平評估、系統指標因素之間的關聯加以探究，而在各種不同系統中，有很多學者選擇了對科技創新系統加以研究；在系統水平評估方面，不少學者采用了主成分分析法，而在耦合關系的研究方面，大多學者主要采用了耦合協調度模型，并聯合使用熵值法和灰色關聯度法等。雖然有很多學者探討了科技創新與經濟系統的耦合關系，但大多停留在宏觀層面，深入到微觀指標層面的耦合關聯分析較少，只有儲雪儉等［7］的研究。在系統耦合關系的研究中，多使用熵值法評測系統水平，使用主成分分析法的較少；而使用主成分分析或灰色關聯分析，大多學者只是為了專門對系統綜合水平或系統指標關聯加以研究，未對系統之間的宏觀耦合關系加以分析，如劉明等［13］和陶權［15］等的研究。此外，針對海南省科技創新環境系統加以研究的文獻很少，只有王昆強等［20］的研究，而且該項研究缺少量化分析，容易導致研究浮于表層，尚待經驗證據支撐。

有鑒于此，創新性地，本研究將具體針對海南省科技創新環境系統加以量化研究，構建評價指標體系，采用主成分分析法評測海南省創新環境系統和經濟子系統的綜合水平，在此基礎上，進一步使用耦合協調度模型測算海南省科技創新和區域經濟的宏觀耦合動態關系，并在微觀上應用灰色關聯度法詳細考察海南省經濟系統各指標對創新環境的動態影響，借以揭示指標層面的微觀耦合機制。

3 變量選取與樣本采集

3.1 變量選取

首先，為了準確評測海南省科技創新環境，清晰全面地反映海南省科技創新環境情況，兼顧全面性和數據可得性，參考借鑒前人研究中的統計指標選取，并根據各變量自身屬性，最終構建評測指標體系如表1 所示。限于篇幅，描述性統計省略，感興趣的讀者可聯系作者獲取。

表1 中，共有一級指標5 個、二級指標36 個。根據36 個二級指標的性質，劃分為5 個維度，即5個一級指標。5 個一級指標從5 個不同方面概括地反映了海南省科技創新環境。其中，經濟環境(X1)通過測評海南省經濟狀況，反映了海南省科技創新所依托的經濟和產業大環境支持情況，包括6 個二級指標；文化教育環境(X2)則用于測評海南省科技創新所依托的教育文化事業，反映了海南省科技創新所依賴的教育文化氛圍狀況，包括9 個二級指標；創新投入環境(X3)和創新產出環境(X4)，則從海南省科技創新的投入產出角度來測評海南省科技創新環境，直接反映了海南省科技創新狀況，創新投入環境包括10 個二級指標，創新產出環境包括4 個二級指標；基礎設施和生活保障環境(X5)，則反映了創新人才的生活安居環境，對于海南省科技創新有間接的支撐作用，具體包括7 個二級指標。

36 個二級指標從更微觀的角度，更加詳細地測算了5 個宏觀維度的情況，使得科技創新環境的測算更加全面科學、細致入微，從多個微觀角度全面涵蓋5個宏觀維度中各種影響科技創新的變量指標。例如，年末總人口和GDP 等二級指標，是對經濟環境更細致的刻畫，從人口和地區生產總值等不同微觀角度細致地反映了經濟環境情況；公共圖書館數量和科普專職人員等二級指標，則從科普等多個微觀視角出發,考察了文化教育環境的情況；等等。可見，36 個二級變量指標的選擇較為全面、科學合理，通過構建如表1 所示的測評指標體系，可以全面、科學地分析海南省科技創新環境。

此外，還構建經濟子系統評價指標，用以分析海南省創新環境與區域經濟的聯系。其中，直接使用了表1 中的經濟環境維度、基礎設施和生活保障環境維度等指標，共計13 個指標。這兩個維度的指標從不同側面考察了區域經濟狀況，使用這13 個指標組成一個創新環境系統的子系統——區域經濟子系統。考察母子系統之間的耦合協調關系，將更深刻、準確地揭示海南省創新環境與區域經濟的聯系；以此為基礎，進一步地分析具體經濟指標對創新環境的影響。

表1 海南省科技創新環境評測指標體系

3.2 數據采集

限于數據可得性，各變量指標采用了海南省2009—2018 年共10 年的統計數據。補全數據缺失值則采用線性插值法，即中間數是左右兩端數的均值。海南省創新環境系統共36 個指標10 年數據，共計360 個樣本；區域經濟子系統共13 個指標10 年數據，共計130 個樣本。累計使用樣本490 個。

實際上，原始指標數據要經過標準化處理以消除量綱和數值大小的影響。經過標準化處理，指標數據均值為0，標準差為1。采用Excel 軟件進行數據標準化處理：原始指標數據減去均值之后再除以標準差。實證研究過程中，相關數據還需進一步處理，將在實證部分詳述。

研究數據取自EPS 數據平臺。EPS 數據平臺包含諸多數據庫，數據來源權威、可靠。表1 中，不同指標來自EPS 數據平臺中的不同數據庫，不同的數據庫也有不同的數據來源。其中，中國科技數據庫的數據來源包括：《中國科技統計年鑒》《科技統計資料匯編》、中國主要科技指標數據庫，數據由科技部、國家統計局提供，經EPS 數據平臺整理；中國教育數據庫的數據來源于《中國教育統計年鑒》，數據由教育部、國家統計局提供，經EPS 數據平臺整理；中國區域經濟數據庫的數據來源于《中國區域經濟統計年鑒》，數據由國家統計局提供，經EPS 數據平臺整理；海南省各市縣（區）統計數據庫的數據來源于《海南省統計年鑒》，數據由海南省統計局提供，經EPS 數據平臺整理。

構建評測指標體系，擬使用Stata 16 軟件加以計算［21］，應用主成分分析法來評測海南省科技創新環境和經濟子系統的綜合水平；耦合協調分析和灰色關聯分析則采用Excel 軟件，對數據加以運算。對上述計算結果，通過Excel 進一步加工整理，可得本研究中的各圖表。首先使用主成分分析法獲得海南省科技創新環境和經濟子系統的綜合水平；然后，在宏觀上使用耦合協調度模型測算海南省科技創新和區域經濟兩系統的耦合關系，在微觀上應用灰色關聯度法詳細考察海南省經濟系統各指標對創新環境的影響。

4 實證研究

4.1 研究方法簡介

（1）主成分分析方法，即PCA 法，通過對原有的具有相關性的多變量進行線性組合，尋找較少的不相關變量替代原有的眾多變量，同時保留大部分信息，是一種降維的多元統計技術［22］。主成分分析中的信息，是指標的變異性，用標準差或方差來衡量。記P個指標構成P維隨機向量X=（X1，X2，…，Xp）′，對X作正交變換，令Y=T′X，Y=（Y1，Y2，…，Yn）′。其中，Y1，Y2，…，Yn（n≤p）相互獨立，即為主成分；T即為因子載荷矩陣，矩陣元素表示主成分Yi與原來指標Xj之間的相關系數；Y1，Y2，…，Yn所包含的原始變量信息依次遞減，即方差貢獻率依次遞減，Y1，Y2，…，Yn的方差貢獻率之和即累計方差貢獻率。一般而言，只需選定前幾個主成分，使累計方差貢獻率達到85%以上。綜合得分由選定的主成分加權求和而得；權重為各自的方差貢獻率在所有選定主成分的累計方差貢獻率中的占比。

（2）耦合，來自物理學中，用以分析多個互有關聯的系統之間的動態關聯關系。二元耦合系統的耦合度模型為：

式（1）中：C為耦合度，在0～1 之間，值越大代表耦合強度越高；U1、U2分別表示海南省科技創新和區域經濟兩系統的綜合發展水平，由主成分分析法分別測算而得，但在實際計算耦合度和耦合協調度時，U1、U2還需進一步標準化。

耦合度C存在一定的缺陷：其只測算了兩系統耦合關聯關系作用的強弱，忽略了兩系統的耦合優劣。若U1、U2為低水平，或U1、U2為高水平，耦合度C均會呈現高值。顯然，一個為低水平的劣質高耦合，一個為高水平的優質高耦合。有鑒于此，引入耦合協調度（D）模型：

式（2）中：T為兩系統的綜合調和指數，T=αU1+βU2，反映了兩系統整體的綜合水平高低；α、β為兩系統各自的權重，假定兩系統同等重要，故取α=β=0.5。

D中既考慮了耦合度C，又考慮了兩系統整體的綜合水平T，能夠反映耦合優劣，克服了耦合度C的缺陷。D值在0～1 之間，值越大表示耦合協調性越好。

（3）灰色關聯分析是根據不同序列曲線幾何形狀的相似程度來判斷不同系統因素間聯系程度的一種方法，通過比較參考數據列和若干個比較數據列的幾何形狀相似程度，可以確定母子序列曲線間的相關程度。記參考數列（又稱母序列）為Y=Y(k)，比較數列（又稱子序列）為Xi=Xi(k)，對二者的數據加以無量綱化處理，二者之差的絕對值記為Δi(k)，即Δi(k)=|Y(k)-Xi(k)|。其中：k為時間；i表示比較數列中的一行；不同的Xi表示比較數列中的不同指標。以Δi(k)為元素構建矩陣，求得該矩陣中值最大的元素為MaxΔi(k)，值最小的元素為MinΔi(k)。則灰色關聯系數為：

式（3）中：ρ為分辨系數。ρ取值越小，分辨力越好，一般取值為0.5。

將ξi(k)對時間k求平均，即得指標關聯度ri，稱為母序列Y與子序列Xi的關聯度。關聯度ri值越大，指標Xi對母序列的影響越大，耦合性越強；反之，關聯度ri值越小，指標Xi對母序列的影響越小，耦合性越弱。

4.2 實證結果分析

4.2.1 綜合水平分析

采用主成分分析法首先評測海南省科技創新環境，得到5 個主成分，經計算，前5 個主成分累計方差貢獻率已經高達0.934 9。其中，主成分Comp1在X10、X11、X12、X13變量上載荷較大，這反映了海南省經濟大環境的影響；主成分Comp2 在X14、X50、X51變量上載荷較大，這主要顯示了基礎設施完善的巨大影響。可見，海南省科技創新環境主要受經濟和安居大環境的影響。然而，這只是很粗略的結論。為了更深入和詳細地揭示海南省科技創新環境和經濟安居環境的關聯，更多研究工作需要進行。

粗略地看，海南省創新環境主要受經濟和安居大環境的影響，它們都是復雜巨系統，由很多指標來衡量，故為了更深入和詳細地揭示這種系統間耦合影響機制，需要再構建一個經濟子系統，用以進一步考察創新環境母系統與區域經濟子系統之間的耦合協調關系。區域經濟子系統指標構建方法同表1，此處不再重復。

至此，海南省創新環境與區域經濟兩大系統的指標體系均已構建完成。接下來，使用主成分分析法得到這兩大系統的綜合水平。其中，科技創新環境綜合水平由5 個主成分加權求和而得，權重為各自的方差貢獻率在5 個主成分的累計方差貢獻率中的占比，即方差貢獻率除以0.934 9；區域經濟水平由主成分分析得到3 個主成分，經計算，前3 個主成分累計方差貢獻率已經高達0.956 8，故，海南省經濟綜合水平由3 個主成分加權求和而得，權重為各自的方差貢獻率在3 個主成分的累計方差貢獻率中的占比，即方差貢獻率除以0.956 8。

兩大系統的綜合水平計算結果如表2 所示，可以看出海南省科技創新環境和區域經濟綜合水平的時序變化情況。

表2 海南省創新環境與區域經濟綜合水平

表2 中綜合得分為原始數據，尚未標準化，耦合協調分析和灰色關聯分析還需進一步標準化。根據表2 數據，繪制得到圖1，可以看到海南省科技創新和區域經濟的整體情況。總的來說，圖1 展示了海南省整體創新環境和區域經濟水平均在不斷提升；此外，圖1 中兩曲線形狀極為相似，意味著海南省科技創新環境和經濟子系統可能存在耦合協調關系。

圖1 海南省創新環境和區域經濟綜合水平時序變化趨勢

4.2.2 耦合協調分析

對表2 中的得分數據加以標準化，以使所有得分數據均在0～1 之間，消除量綱的影響。采用極值法進行標準化，公式為：

式（4）中，將Xk原始數據減去同一得分下的最小值minXk，再除以同一得分下的極差（最大值maxXk減最小值minXk），得到Xk′。

為避免出現0 值使進一步運算受阻，使數據保持在0.1～1 之間，作進一步處理：數據Xk′乘以0.9再加0.1。至此，表2 中的得分數據標準化完成。

將標準化數據分別代入U1、U2，根據式（1）（2），計算得到耦合度和耦合協調度。表3 顯示，耦合度C在10 年間不斷波動，而綜合水平T和耦合協調度D在不斷上升：2009 年和2010 年時，T和D均為最小，數值分別在0.1 和0.3 左右；2018 年時，T和D均達到最大，數值為1。這說明在2009年和2010年時，海南省創新環境和經濟水平整體低下，兩系統發展高度不協調；經過10 年持續提升，海南省創新環境和經濟水平已經整體躍上了一個很高的新臺階，兩系統目前已經高度協調。10 年間，海南省創新環境與區域經濟從極度不協調發展到高度協調，從宏觀上來看，海南省逐漸走上了一條科技創新與區域經濟協調發展良性互動的道路。

表3 海南省創新環境與區域經濟耦合動態

鑒于耦合度C在不斷波動，為了更形象地分析C的波動情況，繪制如圖2 所示。從圖2 看出，海南省創新環境與區域經濟在2009 年和2010 年極度耦合，耦合度在1 附近；2011—2014 年兩系統耦合度下降并偏低，但仍保持高位運行，耦合度始終在0.98 以上；2015—2018 年，兩系統同樣是極度耦合，耦合度在1 附近。因此，總的來說，海南省創新環境與區域經濟基本上始終高度耦合。鑒于2009 年和2010 年時，海南省創新環境和區域經濟整體水平低、極度不協調，可知2009 年和2010 年兩系統為劣質的低水平極度耦合，同處于低水平均衡中，極度耦合狀態意味著二者為低水平和低水平的強耦合；2018 年時，兩系統整體水平高、高度協調發展，此時的極度耦合為優質的高水平極度耦合，兩系統同處于高水平均衡中，極度耦合狀態意味著二者為高水平和高水平的強耦合。與此類似，海南省創新環境與區域經濟在中間階段的高耦合則為中等質量的高耦合，此時兩系統整體處于中等水平、不斷提升，耦合協調度中位運行、持續提升，意味著兩系統為中等水平和中等水平的高耦合，處于動態變化過程中。可見，海南省創新環境與區域經濟兩大系統經歷了劣質高耦合、中等高耦合和優質高耦合三階段，從極度不協調發展到高度協調。

圖2 海南省創新環境與區域經濟的耦合度時序

4.2.3 灰色關聯分析

海南省經濟系統與創新環境從劣質高度耦合到優質高度耦合，耦合協調度在不斷提升，進一步具體探求耦合現象背后的微觀機制，揭示經濟系統各指標對創新環境的具體耦合影響，有助于公共決策者采取更具體的措施，推動二元耦合系統協調發展，提升海南省創新環境水平。因此，采用灰色關聯度法分析海南省各經濟指標對創新環境的影響，以具體揭示海南省經濟子系統對創新環境的微觀耦合影響機制。

以海南省科技創新環境綜合得分為參考數列Y(k)，以經濟子系統指標數據為比較數列Xi(k)，進行灰色關聯度分析。對參考數列和比較數列數據首先進行初值化處理，以得到無量綱化數據，即Y(k)/Y(1)、Xi(k)/Xi(1)，得到標準化數據。使用該標準化數據計算參考數列和比較數列之差的絕對值Δi(k)，發現MaxΔi(k)=29.465 290 336 336 5，MinΔi(k)=0。根據式（3），可得：

在式（5）中代入計算得到的Δi(k)數據，可得灰色關聯系數ξi(k)的計算結果。灰色關聯系數矩陣代表了灰色關聯系數ξi(k)數據的時序變化情況，詳如表4 所示。從表4 中可以發現，灰色關聯系數數值在指標X14和X53上相對偏小，這說明經濟系統指標X14和X53的灰色關聯系數ξi(k)偏低，這兩個經濟指標對創新環境的影響偏小。

表4 2009—2018 年海南省經濟系統各指標的灰色關聯系數時序

進一步地，對ξi(k)按k求平均數，得到指標關聯度ri，根據指標關聯度大小按降序排列，如表5所示，反映了海南省經濟子系統各指標對創新環境的影響，從微觀指標層面反映了海南省科技創新環境的影響因素情況。表5 顯示，經濟系統中地區生產總值和城市人均可支配收入對創新環境的影響最大。在經濟系統評價指標中，一般經濟環境排在最前面，如GDP；接下來是生活保障指標，如衛生機構數和科學研究和技術服務業在崗職工平均工資；最后是基礎設施情況，如人均城市道路面積和郵政和電信業務總量。這說明，海南省科技創新環境主要受一般經濟環境影響，接下來受生活保障情況影響，基礎設施環境對科技創新環境的影響在經濟系統指標中靠后、影響最小。同時發現，在生活保障指標中，教育業在崗職工平均工資已經躋身影響因素前幾位，與一般經濟環境的影響類似，對海南省科技創新環境同樣影響巨大。而排名靠后的指標主要為基礎設施和高技術產業指標。其中，高技術產業企業數排名最末，即表4 中的X14數值最小，在經濟系統中對創新環境的影響最小；郵政和電信業務總量影響也小，即表4 中的X53數值偏小，代表信件、電話和互聯網等的影響排名倒數第二，在經濟系統中通信基礎設施對海南省創新環境的影響相對很小；排名倒數第三的同樣是高技術產業指標，即X15，可見高技術產業在海南省創新環境中的作用很小，在經濟系統各指標中影響最小。產業界在創新環境的塑造方面，海南省做的遠遠不夠；海南省高技術產業十分弱小，未能對創新環境產生應有的影響。

表5 2009—2018 年海南省科技創新環境的微觀影響因素評價

5 主要結論與啟示

5.1 主要結論

本研究首先使用主成分分析法評測海南省科技創新環境和經濟子系統的綜合水平，然后使用耦合協調度模型測算兩系統的宏觀耦合關系，最后應用灰色關聯度法詳細考察海南省經濟系統各指標對創新環境的影響，對指標層面的微觀耦合機制加以揭示。研究主要發現：（1）海南省整體創新環境和區域經濟水平均在不斷提升。（2）海南省創新環境主要受經濟和安居大環境的影響，科技創新環境和經濟子系統確實存在耦合協調關系。（3）從宏觀上來看，海南省創新環境與區域經濟兩大系統經歷了劣質高耦合、中等高耦合和優質高耦合三階段，從極度不協調發展到高度協調，逐漸走上了一條科技創新與區域經濟協調發展、二者良性互動的道路。（4）在微觀指標層面，海南省科技創新環境主要受地區生產總值等一般經濟環境影響，接下來受生活保障情況影響，最后是基礎設施環境的影響，教育業在崗職工平均工資已經躋身影響因素前幾位，與一般經濟環境的影響類似，對海南省科技創新環境同樣影響巨大。此外，在各經濟影響因素中，通信基礎設施對海南省創新環境的影響相對薄弱，高技術產業在海南省創新環境中的作用最小，海南省高技術產業界在科技創新環境的塑造方面做的遠遠不夠，高技術產業十分弱小，未能對海南省創新環境產生應有的影響。

5.2 啟示

從上述結論中獲得主要啟示如下：

（1）海南省值得引起海內外創新人才的關注。海南省潛力巨大，是科技人才值得擁抱的創新熱土，值得更多的國內外人才在瓊創新創業。

（2）為了提升海南省科技創新環境，決策者還是應當首先致力于發展區域經濟，改善地區生產總值等一般經濟環境；其次是提升職工生活保障水平，尤其是提高教育業在崗職工平均工資；最后是改善基礎設施條件。

（3）海南省高技術產業應該在創新方面發揮更大的影響。業界人士和政府決策者理應在這方面給予高技術產業以更多支持，采取實際措施促使高新技術產業崛起，補足業界影響不足的短板，塑造產學研一體的優良創新生態。

（4）進一步促進海南省科技創新與區域經濟的耦合協調發展，實現二者更良性的互動，這是海南省各界人士義不容辭的責任。