基于變化速度特征視角的我國區域創新生態系統健康性綜合評價

李曉娣， 饒美仙， 鞏 木

(哈爾濱工程大學經濟管理學院， 哈爾濱 150001)

十九屆五中全會指出，在“十四五”期間，要堅持創新在我國現代化建設全局中的核心地位，把科技自立自強作為國家發展的戰略支撐；健全區域協調發展體制機制，推動區域協調發展[1].《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035遠景目標綱要》也同樣指出在新發展階段，要堅持科技創新驅動，以高質量供給創造新需求，促進區域協調發展，優化產業鏈的區域布局，構建以國內大循環為主體、國際國內雙循環相互促進的新發展格局.在此背景下，區域創新生態系統作為引領區域創新協調發展的重要途徑，其健康性受到政府與學界的密切關注.

健康的概念源于人類個體，之后被廣泛應用到自然、社會-自然復合以及社會系統的綜合評價之中[2].創新生態系統作為社會—自然復合的生態系統，兼具了自然生態與社會生態的特征，其健康性問題也受到學者們的廣泛研究.宏觀層面上，有學者對中國創業孵化環境的健康性水平進行了實證測度[3]；中觀層面上學者對地區產業生態系統[4]、高技術產業創新生態系統[5]、制造業產業集群[6]等健康狀態進行了測度及評價.在微觀層面，學者們主要結合企業生命周期理論對企業創新生態系統的健康性問題展開研究[7-8].其中，在中觀的區域創新生態系統角度，黃魯成最早提出面向可持續發展的高新區健康性管理的研究新視角[9-10].之后又相繼對區域技術創新生態系統的健康性問題進行了初步探索[11-12].其后，部分學者從區域創新生態系統的創新要素視角[13]、特性視角[14]等對其健康性水平進行測度與評價.在研究方法上，學界主要采用了模糊綜合評價模型[4]、突變級數法[5]、密切值法[13]、生態位適宜度模型[14]、投影尋蹤法[8]等對創新生態系統的健康性水平進行測度或評價.

縱觀已有研究，學界對創新生態系統健康性的研究已經取得較為豐碩的成果.而對區域創新生態系統健康性的定量研究還較為缺乏，僅有的研究中主要采用密切值法、改進生態位模型等方法對其進行了靜態評價，而較少關注區域創新生態系統健康性水平的變化速度特征.因此本研究結合區域創新生態系統的多樣性、抵抗力、系統活力、可持續性等生態特性構建評價指標體系，運用具有速度特征的動態綜合評價模型對其進行動態綜合評價以全面反映其動態變化過程、連續時間的綜合結果以及變化的趨勢[15-16].

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 數據預處理 首先對數據進行預處理.本文對構建的指標體系中出現的極小型指標，采取公式(1)進行指標類型一致化；其次，根據學者朱喜安、魏國棟[17]等的做法，采用極值處理法對原始數據進行無量綱化處理，如公式(2)所示.

(1)

(2)

1.1.2 具有速度特征的動態綜合評價模型 首先運用熵值法分別計算得到由p個評價對象即區域創新生態系統的多樣性、抵抗力、系統活力、可持續性四個維度的靜態評價值，將ti(i=1，2，…，n+1)的評價結果ψij=ψitj，(i=1，2，…，p;j=1，2，…，n)進行集結如下：

(3)

假設區域創新生態系統四個維度的評價值在[tj，tj+1]時間內的變化速度為vij(i=1，2，…,p;j=1，2，…，n)，則其變化速度時序矩陣，如公式(4)所示：

V=[vij]p×n=

(4)

進一步可以計算出區域創新生態系統四個維度在[tj，tj+1]的變化速度狀態為：

(5)

再次，根據物理學中對加速度的定義如公式(6)，參照劉微微[16]、陳偉[18]等的做法構造測量變化速度趨勢模型的具體函數如公式(7)：

(6)

(7)

根據牛頓第二定律，F=kma，按國際單位制取k=1，將其映射到區域創新生態系統健康性四個維度綜合評價模型中即可表示為：

(8)

最后，由于區域創新生態系統健康性由多樣性、恢復力、系統活力、可持續性這四個維度進行反映，相當于不同的作用力作用于區域創新生態系統健康性這個“物體”上，通過對不同作用力的合力進行矢量加和[16，18]，可以得到區域創新生態系統健康性所受合力即動態綜合評價值.

(9)

1.2 數據來源

基于數據可得性以及統計口徑的一致性，本文以2014年—2019年為研究區間.研究數據來源于《中國統計年鑒》《中國科技統計年鑒》《中國人口和就業統計年鑒》《中國火炬年鑒》等，西藏及港澳臺地區部分數據缺失較為嚴重，故將其做剔除處理，最終選取30個省(區、市)統計數據為樣本展開分析.

2 評價指標體系構建

結合學者們的相關研究[10，12]，本文認為健康的區域創新生態系統應具有維持系統正常運行的豐富的組織結構，對長期或突發的外部沖擊具有較好的抵御能力，系統中物質、能量及信息暢通流動，能夠與自然生態系統及社會生態系統協同進化、共生演進.據此，本文從區域創新生態系統的多樣性、抵抗力、系統活力以及可持續性四個維度衡量區域創新生態系統的健康性水平.

2.1 多樣性

多樣性是指區域創新生態系統能夠包含盡可能多的“創新基因庫”，而創新主體的數量級和異質性是保障系統開展合作及創新活動的前提.創新主體間通過物質流、信息流、能力流為紐帶形成復雜的價值網絡，在競合共生中不斷演化向前發展[19].創新生態系統的多樣性水平越高，其系統中的創新速率和創新成功率也越高[20].因此參照已有研究從高校、企業等創新主體多樣性選取相應指標進行衡量[21].

2.2 抵抗力

抵抗力是指區域創新生態系統在發展過程中受到系統內外部復雜環境的沖擊時，維持其組織結構、抵御脅迫以及受干擾后的自我調節和自我恢復能力[6]，主要包括資源支撐和協同服務兩個方面.借鑒以往研究，本文在資源支撐層面選取外商投資占比[22]、研究與開發從業人員、人均研發項目(課題)數[23]三個指標來衡量；而協同服務層面，根據數據的可得性本文選取了國家大學科技園數和生產力促進中心數[24]來衡量.

2.3 系統活力

系統活力是指區域創新生態系統內部創新要素之間及其與創新環境之間物質、能量和信息的暢通流動從而維持系統穩定性和高效性的能力[19].結合相關研究，本文認為區域創新生態系統的系統活力主要包括研發投入、技術獲取和產出能力三個層面.研發投入層面選取研發投入強度、研發人員全時當量占比[23]來衡量，技術獲取層面考慮數據的可得性選取技術改造經費[5]來衡量，而產出能力則選取國內有效專利數、規模以上工業企業新產品銷售收入[25]、輸出技術成交額[26]來衡量.

2.4 可持續性

可持續性是指區域創新生態系統與其所處的創新環境的協同進化[14]，體現在環境友好、資源豐富、生活條件便利等方面[10].結合相關研究，本文認為可持續性主要包括社會進步和基礎設施建設兩個方面：社會進步層面，本文選取人均GDP增長率、城鎮失業人口登記率[4]、人均社會消費品零售總額[27]等來衡量；基礎設施建設方面，選取互聯網寬帶接入端口[27]、每萬人擁有公共汽電車、人均公園綠地面積[4]來衡量區域基礎設施情況.

根據評價指標體系構建的全面性、數據可取性、可比性原則，結合相關研究成果，本文從“多樣性”“抵抗力”“系統活力”和“可持續性”四個維度構建區域創新生態系統健康性評價指標體系，指標匯總如表1所示.

3 結果分析

3.1 區域創新生態系統健康性的截面靜態評價

首先利用熵值法計算得到2014年-2019年30個省(區、市)區域創新生態系統健康性的截面靜態評價結果及排名(如表2所示)，區域創新生態系統健康性水平的靜態結果較為理想，與眾多學者[13-15]的相關研究比較接近.進一步地，本文結合易平濤等[28]對發展模式的分類方法，對區域創新生態系統健康性的發展模式進行分類，如表3所示.

結合表2和表3發現：1) 整體來看，全國區域創新生態系統的健康性水平從東向西呈階梯狀遞減，但整體以較小的增幅增長.排名榜首的省份與位居末位的省份其健康性水平差距不斷增大(從3.55倍升至4.56倍).2) 2014年到2019年江蘇、北京、廣東等地區的區域創新生態系統健康性一直處于較高水平(高于0.4)；寧夏、青海等地區的區域創新生態系統健康性一直處于較低水平(低于0.1).3) 全國有50%的省市其區域創新生態系統健康性水平處于不穩定發展模式或倒退模式，其中包括綜合排名靠前的省域如江蘇、北京等；吉林、安徽等省域創新生態系統健康性發展態勢良好，呈現持續發展模式.

表2 區域創新生態系統健康性截面靜態評價結果Tab.2 Cross section static evaluation results of regional innovation ecosystem health

表3 區域創新生態系統健康性發展模式分布Tab.3 Distribution of health development model of regional Iinnovation ecosystem

為進一步詮釋30個省(區、市)的區域創新生態系統健康性水平的區域差異特征，本文將2014年—2019年各省(區、市)的區域創新生態系統健康性均值作為分類變量進行聚類分析.結合自然生態系統研究中關于“健康”的分類[29]，本文將區域創新生態系統的健康性劃分3類，分別命名為“創新生態健康區”“創新生態亞健康區”以及“創新生態脆弱區”.如圖1所示，整體來看，有80%的省市處于創新生態非健康狀態.具體地，江蘇、廣東和北京的區域創新生態系統健康性位于全國第一梯隊，其均值均大于0.5，屬于“創新生態健康區”；上海、浙江和山東的區域創新生態系統健康性位于全國第二梯隊，其均值均大于0.35，屬于“創新生態亞健康區”；河南、湖北、湖南、天津、四川等24省的區域創新生態系統健康性位于全國第三梯隊其均值介于0.1到0.35之間，屬于“創新生態脆弱區”.

圖1 區域創新生態系統健康性聚類譜系圖Fig.1 Cluster pedigree of health of regional innovation ecosystem

3.2 區域創新生態系統健康性的動態評價

由于截面靜態評價結果無法全面反映區域創新生態系統健康性的動態變化過程和動態綜合評價情況，因此本文對30個省市的區域創新生態系統健康性進行動態綜合評價.由于篇幅限制，文章僅列出區域創新生態系統健康性評價指標體系中多樣性、抵抗力、系統活力、可持續性以及健康性水平的變化速度動態綜合評價值，如表4所示.

表4 區域創新生態系統健康性動態綜合評價Tab.4 Dynamic comprehensive evaluation of regional innovation ecosystem health

由表4可知，天津、江蘇、浙江等16省市的區域創新生態系統健康性的變化速度動態綜合評價值均為正值，表明以上省市的區域創新生態系統健康性水平的整體呈上升趨勢；而內蒙古、遼寧等其余14個省市的該值均為負值，說明這14個省市的區域創新生態系統健康性水平整體呈下降趨勢.

進一步地，本文將各省市區域創新生態系統健康性水平的靜態均值與健康性水平的變化速度動態綜合評價值進行對比(如圖2所示).結果發現，部分經濟發展水平較高的省市，如北京、上海兩地其區域創新生態系統健康性水平處于較高水平，但其變化速度動態綜合評價值卻為負值，說明該地區的區域創新生態系統健康性水平朝下降趨勢發展；部分經濟水平較為落后省市如廣西、云南等區域的情況則恰好相反；部分經濟發展水平較高的省市如廣東、江蘇等地區其區域創新生態系統健康性處于較高水平，且其變化速度動態綜合評價值亦為正值，說明該地區的區域創新生態的健康性水平在保持原有較高水平的基礎上能繼續以增長趨勢發展.

圖2 區域創新生態系統健康性靜態評價和變化速度動態綜合評價對比Fig.2 Comparison of static evaluation and dynamic comprehensive evaluation of change speed of regional innovation ecosystem health

為深入挖掘不同經濟發展水平的省市其健康性水平及其變化速度動態綜合評價值變化呈現差異特征的原因，本文進一步從區域創新生態系統健康性評價指標體系的多樣性、抵抗力、系統活力、可持續性四個維度展開分析，結果如圖3所示.

圖3 區域創新生態系統四維度及變化速度動態綜合評價值對比Fig.3 Comparison of comprehensive evaluation values of four dimensions and change speed of regional innovation ecosystem

從多樣性維度看，北京、福建等省市的區域創新生態系統多樣性的速度特征動態綜合評價值為正，而其健康性的速度特征動態綜合評價值為負，說明上述省市在其創新生態系統運行過程中，注重創新組織結構的良性建設，不斷豐富創新主體的多樣性，但是總體的健康性水平仍呈下滑趨勢；而四川、云南等省市的其多樣性速度特征動態評價值為正，健康性的速度動態評價值亦為正，說明該地區不斷提高區域創新生態中創新主體的多樣性與異質性，因此多樣性水平的提升極大促進該地區的創新生態系統健康性水平以增長趨勢發展，而黑龍江、新疆等省市的情況則相反.

從系統活力維度看，廣東、浙江等省市的創新生態系統系統活力速度特征動態綜合評價值為正值，其健康性速度特征動態綜合評價值也為正，且其系統活力的速度特征動態綜合評價值在其健康性速度特征綜合評價值中占比較大，說明上述省市重視區域創新生態系統的研發投入及新技術引進從而為創新生態系統提供更好的技術支撐，促進系統活力呈上升趨勢發展，從而在其創新生態系統健康性水平增長過程中起主導作用，而福建、河南等地區的情況則與之相反.

從抵抗力維度看，全國各省市的區域創新生態系統抵抗力水平的速度特征綜合評價值變化不顯著，主要是由于各省市創新生態系統抵抗力維度下提供協同服務的國家大學科技園、生產力促進中心等指標在考察期內數量基本不變，而提供資源支撐的外商投資占比、人均課題數等指標變化浮動微小，因此對于區域創新生態系統抵抗力的提升作用并不明顯.

從可持續性維度看，全國各省市區域創新生態系統可持續性水平的變化速度動態綜合評價值基本為負，其中以上海最為顯著(低至-0.299 5)，這也是導致上海的區域創新生態系統健康性水平呈下降趨勢的主要原因.其次，北京、河北等省市其可持續性的速度特征動態綜合評價值(均為負值)在其健康性的速度特征綜合評價值(均為負值)中占相對較高的比重，說明這些省市的區域創新生態系統中創新要素與其創新環境共同進化水平呈下降趨勢，需要高度重視區域創新生態系統共生環境及共生網絡的影響[27].

4 結論與建議

本文首先對我國30個省市(港、澳、臺、藏除外)2014年至2019年的區域創新生態系統健康性水平進行了截面靜態評價；其次采用具有速度特征的動態綜合評價模型對我國各省市區域創新生態系統健康性水平進行實證研究.研究結果表明：從靜態分析角度，全國區域創新生態系統的健康性水平從東向西呈階梯狀遞減，各區域創新生態系統健康性水平差距懸殊，但整體而言均以較小的增幅增長.對其靜態評價結果的速度特征進行綜合分析后發現，各省市的區域創新生態系統健康性水平的增減趨勢不一.深入究其原因可知，創新生態系統多樣性水平呈較快上升趨勢帶動了四川等省市的區域創新生態系統健康性增長趨勢；系統活力水平呈現良好的發展態勢促進了廣東、浙江等省市區域創新生態系統健康性水平的良性提升；抵抗力水平的速度特征綜合評價值變化不顯著，對于區域創新生態系統抵抗力的提升作用并不明顯；全國大部分省市創新生態系統中創新要素與社會環境與經濟環境等創新環境共生演化的可持續性水平呈下降趨勢.

綜上，各省份的區域創新生態系統健康性水平由區域創新生態系統的多樣性、抵抗力、系統活力以及可恢復性多維因素共同決定，單一方面的因素變動將會引起整體區域創新生態系統健康性水平的變化.各省市應該結合實際情況因地制宜研究提升區域創新生態系統健康性水平的靶向路徑，制定精準的政策供給.對于速度變化動態綜合評價結果為負值的省市，要從創新生態系統組織結構多樣性水平、抵御外界經濟沖擊的系統抵抗能力、保證創新生態系統物質能量快速流動的系統活力以及保障創新生態系統創新要素與其共生環境協同共生的可持續性水平方面精準施策，制定不同的區域創新生態系統發展戰略，促進區域創新生態系統健康性水平持續向上發展，助力區域創新生態系統實現高質量發展.