生態文明、科技創新與區域經濟系統耦合協調研究
——以重慶市為例

譚建偉，王 宇

(重慶理工大學 a.管理學院; b.經濟金融學院， 重慶 400054)

一、引言

隨著中國社會的發展進入新時代，對經濟、科技和生態的建設都提出了新的要求。2016年，習近平總書記視察重慶提出“兩點”定位、“兩地”目標和“四個扎實”要求；2018年，全國兩會期間習近平總書記參加重慶代表團審議時提出了“兩高”目標和營造良好政治生態的要求(1)http://theory.people.com.cn/n1/2019/0419/c40531-31039655.html.，這也是重慶市“十四五”時期需要解決的重大課題。在“十四五”期間，如何切實貫徹落實好黨的“十八大”及“十九大”精神，將生態文明建設、科技創新融入到經濟建設中，如何走綠色協調發展道路，是重慶在中國特色社會主義新時代面臨的新任務。

經濟增長、科技創新、生態文明三個子系統是相互依賴、相互作用的，其中一個子系統的發展在不同的階段都對另外兩個系統的發展產生著不同程度的影響。而當前在對于區域協調發展的研究上，較多以其中兩個子系統為研究對象，而忽略了三個子系統之間的相互作用，且傳統的計量分析手段已經難以分析多指標體系構成的系統之間的相互影響。因此，本文引入耦合協調的研究方法，通過構建生態文明、科技創新、經濟增長三個子系統的評價體系，對重慶市三系統耦合協調發展水平以及趨勢進行探究，在此基礎上，探索區域協調發展推動的高質量發展模式，以適應當代經濟的發展。

二、文獻綜述

“科技創新是經濟社會發展的第一動力”，但也忽視了因濫用科技而引起的一系列生態環境問題，充分暴露了生態環境保護制度的不完善，以及科技觀的片面性[1]。而且，社會的不斷發展、人口的不斷增長對生態環境以及資源也產生了較大的壓力，人民對美好生活的向往不再僅是物質方面。因此，維持生態文明建設不僅是為了經濟的可持續發展，也是保證社會和諧穩定的重要前提之一[2]。從相關研究可以看出，人們已逐漸意識到，生態文明建設與經濟建設同等重要，在生態環境、生態資源方面，應該尊重自然、順應自然，強調人與自然的和諧共生，為人類文明社會的發展做出積極的貢獻[3-5]。基于此，各個地區可以通過對科研機構的市場化改革、引進各個領域的領軍人才、加大對科研的投入等方法促進科技創新成果轉化，帶動產業與科技創新的耦合發展，從而建設生態文明系統，推動經濟的高質量發展[6-7]。

近年來，大量學者通過引進耦合協調度模型，對中國的生態、經濟、產業等系統之間進行了耦合協調發展的研究。耦合協調度最開始多用于物理學中[8]，研究多系統之間的相互作用關系，后被逐漸應用于各個系統之中，并對其誤用進行了修正，現今已被成熟地應用于經管領域[9]。在科技創新方面，國內主要從科技創新機制、科研機構的結構性問題等方面進行了大量的探索，以期達到走出創新困境、優化科研結構的目的。在經濟增長方面，對中國的經濟增長方式、經濟增長質量給出了中肯的評價、建議，同時，對經濟轉型路徑進行了探究，以耦合協調的發展方法，集中研究科技創新或生態文明與產業或行業之間的關系，從而推動經濟轉型。蔣天穎、周成、滕堂偉等學者分別對長江經濟帶的生態環境與區域經濟、科技創新與區域經濟以及生態環境與科技創新之間的耦合協調發展進行了研究[10-12]，谷縉、趙傳松等學者分別對中國生態文明與區域經濟發展、科技創新與區域經濟發展進行了研究[13-14]。結果顯示，以耦合協調的方法對長三角區域以及其他區域整體發展水平進行研究，客觀地反映出了各區域間的不同系統在發展過程中的相互作用程度以及發展趨勢，城市之間的耦合協調度的差異也能真實反映出各城市、區域之間發展存在的差距，并提出了具有針對性的建議，以期改善各個城市的發展條件，拉動落后區域的經濟發展。

綜上文獻，可發現以下幾個問題：首先，現有研究主要以中國的大部分省域進行橫向對比研究，所涉及到的評價指標體系趨于簡單，忽略了不同地區地理位置、資源分布、經濟發展定位、生態科技發展等的差異性，以此設計的評價指標體系不能客觀衡量某一個省域或者城市的發展趨勢以及具體情況。其次，在涉及到多個系統的情況時，測度不夠精確，無法精確反映各系統之間的耦合協調關系，提出的政策建議顯得比較寬泛。最后，由于新型發展模式的要求，在經濟發展、科技創新及生態環境三系統間，任一系統的發展都制約著另外兩系統，因此在區域整體規劃時應當三管齊下、齊頭并進。就當前來看，大部分學者多以兩系統進行耦合研究，鮮有對生態文明、科技創新以及區域經濟三系統進行耦合協調研究。因此，本文將利用耦合協調模型，對重慶市的生態文明建設、科技創新以及區域經濟發展三者進行系統、細致的探究，以期為重慶市生態文明建設與科技創新尋求新的發展道路，并提出相關政策建議。

三、研究方案

(一)模型構建

基于重慶市發展規劃和實際發展情況，構建三系統之間的耦合協調發展路徑模型(見圖1)。其中區域經濟增長系統為生態文明、科技創新系統提供了物質需求保障，同時受到生態環境以及科技發展水平的制約。生態文明系統的建設不僅包含區域內的生態環境建設，還包括區域內相關生態產業的發展，在一定程度上體現了科技觀、環保觀以及經濟發展水平。科技創新作為經濟發展的第一動力，是產業轉型升級的驅動器，科技創新系統的建設會通過產業優化升級、提高全要素生產率等多種途徑推動經濟發展，并通過轉變企業生產方式、降低資源消耗、提高廢物利用率等方式推動生態文明系統的建設。經濟增長為科技創新提供了物質基礎，科技創新又是引領發展的第一動力，也是支持產業轉型升級的關鍵，而生態文明建設又是區域經濟可持續發展的基礎，因此三系統之間相互作用、相互影響，存在著耦合發展的關系。

圖1 重慶市生態—科技—經濟系統耦合協調路徑圖

經濟社會的整體發展涵蓋了科技創新、區域經濟發展以及生態文明三個子系統，三者之間是相互影響相互支撐的，其耦合協調路徑見圖1。本研究指標體系構建考慮了評價體系的全面性以及數據的可得性等多方面，避免因評價指標過于簡單而無法達到綜合測度的目的。其中，科技創新系統主要從其創新的投入、產出以及科研環境方面進行評價[12]，在此基礎上結合重慶市科技創新的實際情況，豐富相關指標使科技創新評價體系更加完善；生態文明評價系統包括了綠化水平、居民綠色生活情況、城市污染水平，以及能源消耗方面[13]，但以往對城市污染以及居民綠色生活情況的評價指標相對單一，本文在以往的評價指標的基礎上對聲污染、生態制度、居民對生態環境的態度等方面也進行了較全面的評價，更能反映一域的生態文明發展水平；經濟發展主要從城市經濟的整體規模、對外開放度以及發展質量3個方面進行評價。此外，各指標系統都從政府、企業到居民進行了充分考慮，層次更加完善，結果更加具有客觀性以及說服力。因此，遵循指標體系構建的科學性、整體性，并參考其他學者的量化指標[14-17]，最終篩選出54個指標的評價體系(見表1)，原始指標通過熵權法即式(1)—(5)進行計算，計算出各指標權重大小如表1。

表1 重慶市生態環境—科技創新—區域經濟系統評價體系

續表(表1)

(二)研究方法

1.熵值法

(1)原始數據標準化。對所采集到的數據進行歸一化無量綱處理，由于所采集的指標對于指標系統的影響方向不同，對于正向和負向的指標采取分別處理的方式。

(1)

(2)

其中，Xij表示i項指標j年份的指標數據(i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，n)。

(2)確定i項指標在j年份的比重。其中Xij為數據標準化后的值，該步驟主要是計算出每一指標在該年的指標中所占比重。

(3)

(3)確定指標熵值。其中m為所采集指標的年數。

(4)

(4)計算各指標權重。

(5)

(5)計算系統得分。對每一年該系統的得分進行計算。

(6)

2.耦合度模型

構建耦合度模型時參考國內學者對該模型的修正[18-19]，推導出兩系統耦合度模型：

(7)

三系統耦合度模型：

(8)

其中：C為多個系統的耦合度得分，0≤C≤1，C越大表示兩系統之間的相互作用及影響力越強。當0

3.協調度模型

耦合度僅能說明科技與生態文明之間相互作用程度的強弱，無法反映協調發展水平的高低。因此，在耦合度的基礎上，引入耦合協調度來反映重慶市科技和生態文明的耦合協調程度：

(9)

其中，兩系統協調指數：F=aZ1+bZ2

(10)

三系統協調指數：F=aZ1+bZ2+cZ3

(11)

其中：F為多系統的綜合協調指數，D為耦合協調度，a、b、c為待定系數。

考慮到科技創新、生態文明以及區域經濟發展三者同樣重要，并參考彭朝霞、韓瑞玲等學者的做法[18-19]，三系統綜合協調指數計算公式中的待定系數a、b、c均賦值為0.333；兩系統綜合協調指數的待定系數均賦值為0.5。耦合協調度D在[0，1]，協調度越高，表明科技和生態文明的協調發展狀況越理想。其中，協調度值D與協調度等級參考相關文獻劃分[20-21]，其劃分依據為離差系數及標準差[22]，詳細等級劃分見表2。

表2 耦合協調等級分類表

4.數據來源

本文數據采集自2011—2018年《重慶市環境狀況公報》《重慶市統計年鑒》《重慶市環境保護產業發展報告》《重慶市水資源公報》。本文在數據收集過程中，若涉及到某個別的數據無法直接采集，則通過對相關數據計算得出，對于個別缺失數據參考谷縉、趙傳松等學者[13-14]的做法利用插值法補齊。

四、結果與討論

(一)生態—科技—經濟系統綜合得分情況

通過測評，重慶市2011—2018年各個系統綜合得分情況以及耦合協調度情況如表3。綜觀整體區域發展水平，無論是生態系統、科技系統還是區域經濟系統的綜合得分都呈現出整體向上的趨勢(見圖2)，與全國科技創新和生態文明變化趨勢趨于一致[13]。

表3 重慶市生態—科技—經濟綜合得分及耦合協調度

2011—2018年區域經濟呈現出高速的增長趨勢，從0.145到0.842，經濟發展指數增長了6倍，發展速度處于中國各大城市前列，在2018年以城市排名的經濟體當中名列前茅。究其原因，主要應當歸功于重慶市的發展定位以及社會主義市場經濟體制的不斷完善，各大產業蓬勃發展。除傳統制造業以外，房地產行業、金融業紛紛崛起，充分發揮了產業的擴散效應，拉動重慶市的經濟快速增長，使其產業結構從“二、三、一”的結構發展成“三、二、一”，產業結構得到優化升級，在一定程度上拉動了區域的經濟增長。從2011年到2018年，重慶市就業人員從1 585萬人增長到1 717萬人，截至2018年，常駐人口已達到 3 403萬人，作為一個人口大市，享受著人口的福利，大量的人口在一定程度上拉動了經濟內需，進而拉動了經濟的增長。

圖2 2011—2018年重慶市生態—科技—經濟系統綜合能力得分評估趨勢

從生態環境系統的綜合測度評分情況來看，整體上從0.211上升到了0.711，其漲幅在3倍左右，但必須看到的是，其上升并不穩定，甚至在2013年、2017年出現較為明顯的下滑趨勢，且整體增長速度以及穩定性明顯低于經濟系統的增長速度以及穩定性。主要是由于前期發展模式大多是以資源環境換取經濟的增長，且單位GDP能耗過高對于生態環境的壓力過大，政府的考核體制或是企業的發展模式皆是如此，沒有將生態文明建設擺在戰略性的定位上來，因此給后期的生態系統恢復治理工程留下諸多隱患[23]。2011—2018年，在每年生態環保重大項目中，用于污水處理的都有30余項，同時財政支出總額中環保支出逐年上漲，可見重慶市生態環保壓力較大。再則，人口龐大對生態系統也帶來了較大的壓力，人口的快速增長、產業結構的優化程度不夠等一系列問題給生態文明系統的建設帶來了不小的壓力。

在科技創新系統方面，分析省域情況，主要呈現出浮動式上升趨勢，但在三個系統的綜合測度評分中仍處于較低水平，從0.312上升到了0.634，漲幅在兩倍左右，且增長的趨勢極不穩定。分析原因，主要是因為拉動重慶市經濟發展的產業是傳統制造業，后來隨著第三產業的發展，開始占據了一定的席位，同時金融產業、房地產業等逐漸開始扮演重要角色，但總體上對科技創新的依賴較小；由于產業的發展對科技創新的實際需求并不是很大，大部分制造業僅停留在制造的層面，通常以“代工廠”的形式存在，對于核心技術缺乏話語權，高新技術產業進出口差額從2011年的195萬美元到2018年1 100萬美元，雖呈增長趨勢，但對于經濟增長拉動貢獻依然較小[24]。從研究與實驗發展的資源投入上來看，2018年研究與試驗發展R&D人員達131 997人，經費支出為3 646 309萬元，活動單位個數為2 315個。相較重慶市整體經濟體量，投入并不算大，這也在一定程度上造成了創新困境。占據科技制高點對目前的發展狀況尤為重要，并未掌握核心技術的重慶各大企業面臨著轉型困境，因此導致科技創新得分受到較大的限制。

(二)重慶市生態—科技—創新系統耦合協調發展水平演變

由圖3可知，所測度的重慶市生態—科技—創新系統之間的耦合度水平都處于0.93～0.99，說明在三系統之間或兩個系統之間的相互作用程度都處于一個較高的水平。針對這一結果可得到，生態—科技—經濟系統之間的發展并不是相互割裂的，彼此相互影響程度極高。在此前提下，為了促進生態—科技—經濟的發展，應當賦予“耦合協調的發展方式”戰略性的定位，促進可持續發展，這一結論與其他學者的研究結果不謀而合[15]，利用多系統之間的耦合協調發展已是促進經濟高質量發展的重要舉措。

生態—科技兩系統的協調度發展水平，在2011年達到了0.501，進入了勉強耦合協調發展階段，在2018年達到0.819，已經進入了良好耦合發展階段，相較其他系統耦合協調水平更高。其發展應是得益于國家對生態文明建設的高度重視，自黨的十八大以來，全面貫徹可持續發展觀，將生態文明建設提到了至關重要的位置。就當前發展情況來看，重慶市對于科技創新的投入逐年增加，對于資源環境的重視程度也在逐步提高，并采取了一系列的污染防治舉措。2021年，工業污染治理項目已增至253個，此類舉措使重慶市生態—科技耦合協調發展水平逐步提升，并達到了良好的耦合協調等級。

科技—經濟系統進入磨合期所花費的時間較長，2011年耦合協調發展水平為0.461，處于瀕臨失調階段，2012年上升至0.542，進入勉強耦合發展階段，在2017年上升至0.840，先于生態—科技和生態—經濟進入良好耦合發展階段。其主要原因在于，經濟發展在一定程度上依賴于科技創新的發展程度，而重慶市經濟發展以制造業、工業為主，想要實現高質量發展就必須依靠核心科學技術。截至2018年，重慶市通過打造高新企業園區開發在建項目已累積達到16個，一系列相關優惠免稅政策吸引了大量外商投資，促進了本地產業的發展，使得科技—經濟系統的耦合發展水平快速提高。結合重慶市的發展定位來看，各大產業還需繼續探索轉型之路，走出創新困境。2018年，重慶市的GDP出現斷崖式下降，其主要原因也在于各個企業對于核心技術的掌握程度不夠，尤其是像汽車、電子等注重核心技術的行業，在AI技術的應用乃至新型能源汽車的研發等方面都處于較為落后的水平，雖然打造了很多高新產業區，但企業入住率并不高，自主研發能力也不足，導致經濟轉型面臨著前所未有的困境[24]。

在2013年，生態—經濟的耦合協調發展度達到了0.572，進入勉強耦合協調階段，較前兩者進入時間最晚，其原因是發展模式以及整體績效考核方式很難一下子轉變，使得整個城市的發展模式很難在極短的時間內改變。同時，由于社會制度的優越性，生態文明建設可以很快在制度上貫徹到經濟建設中。從2011年到2018年，急需整治的高污染企業從原本的224個降低到90個，可見整治力度極大。同時，隨著重慶市環保產業的發展，城市環境基礎設施建設的投入不斷增多，對高污染企業的整頓整治力度增強，居民整體的環保意識也逐步提升。到2018年，耦合協調發展度已經進入良好耦合協調階段。遺憾的是，由于對環保產業的發展缺乏整體規劃，也缺少能起帶頭作用的龍頭企業，導致截至2018年，環境保護產業產值仍僅為GDP的4.47%，處于較低水平。

生態—科技—經濟整體耦合協調發展趨勢較為穩定，增長趨勢平穩。從協調發展度來看，在2011年，耦合協調度為0.449，處于瀕臨失調狀態，2012年上升至0.534，進入勉強耦合協調發展階段，2018年上升至0.845，進入良好耦合協調發展階段，且整體上升趨勢比較平穩。從綜合測評角度來看，相較兩系統的發展趨勢，三系統的發展趨勢更為平穩，主要原因是三系統更為穩定，所以耦合協調發展水平增長趨勢也比較慢，且增長速度存在著波動，兩系統之間耦合發展水平在一定程度上影響著三系統之間的協調水平。

綜上所述，重慶市從2011年到2018年的發展趨勢整體向好，生態—科技—經濟的耦合協調發展水平也呈現上升趨勢，但存在著一定的波動。本文結合省域發展的特點，構建協調耦合發展路徑，得出的評價指標體系更加全面客觀地反映了各個系統及耦合協調的發展趨勢。

五、結論及建議

本文通過對重慶市生態—科技—經濟三系統與兩系統之間的耦合協調發展水平的綜合測評，得到了以下結論：

第一，三系統之間的耦合協調水平與兩系統之間的耦合協調發展水平高度一致，較兩系統而言，三系統之間產生的波動幅度更小、穩定性更高，兩系統相對不夠穩定，才會產生大于三系統的波動幅度，但整體趨勢基本保持一致。各系統之間在研究年份的耦合協調水平先后經歷了瀕臨失調、勉強磨合協調、初級耦合協調、中級耦合協調、良好耦合協調，尚未達到優質耦合協調發展的水平。

第二，本文所構建的綜合評價體系比較完善，達到了客觀評價重慶市各方面發展的目的，也客觀反映了各系統的發展水平。從結果來看，重慶市的生態、科技系統的綜合得分還存在著較大的波動，經濟發展系統的趨勢則較為穩定，因此需要在經濟建設穩步提升的同時，注重生態文明、科技創新平穩發展，以使三系統之間達到更高水平的耦合協調。

第三，通過進一步分析三系統之間的耦合協調發展水平以及指標影響權重，發現目前三系統的耦合協調發展尚存在一定問題，生態文明建設尚不健全，部分生態指標對于系統的負向影響較大，所占權重較高；部分指標對系統的正向影響較小，所占權重也較低；環境污染仍較嚴重，生態安全保障依舊存在薄弱環節，生態文化建設滯后等。社會經濟發展仍受到資源能源的約束，經濟發展指標中單位GDP能耗在研究年間并未得到較大改善，部分總量指標的提升也較為有限。科技創新的人員財政投入力度不足；高新科技、環保產業的發展仍然處于邊緣地位，對于經濟發展貢獻較小，企業產業結構優化轉型面臨困境。

結合以上的研究結論，為進一步促進重慶市生態—科技—經濟三系統耦合協調，提出以下3個方面的建議：

第一，生態方面。重慶市應秉持可持續發展理念，完善相關方面的制度，加大對環保產業的支持力度，提高環境保護資源節約的宣傳力度。加快推進完善環境污染懲處措施、排污權交易制度、環保稅的相關方案，著重從規模、價值發現和排污權資產屬性體現等方面進一步增強排污權交易平衡各方利益、提升環境友好型企業加大污染減排的積極性。對于居民應該加大相關宣傳，促進生態保護意識。

第二，科技方面。通過出臺稅收優惠政策，對企業技術研發部門實行減稅或免稅，幫助企業降低創新研發成本，分攤創新風險，提高企業自主創新積極性。同時，政府應加強科研資金的投入力度，提高對創新型企業的科研補貼，對創新活動項目申報予以鼓勵。提供便捷可靠的融資渠道，改善融資環境，幫助企業解決研發經費不足的問題。從重慶市實際情況來看，更為關鍵的是提升教育水平，重點在本市高校培養滿足重慶市科技創新發展所需要的人才，因此將資源向教育傾斜才是長期的可持續發展戰略。高校教育輸出具有創新能力以及可持續發展意識的人才，方能從根本上使重慶市走出科技創新困境。

第三，經濟發展方面。繼續堅持對外開放并積極引進外商來渝投資，營造良好營商氛圍，努力吸引外商投資，擴大對外開放的窗口，積極拓展更多邊的對外貿易方式，進而促進重慶市進出口行業的發展。摒棄高污染、低效率的發展方式，完善各部門考核制度，扶植本地優勢產業保持競爭優勢，與此同時，提高市場化水平，使生產要素自由流動，從而推進合理的產業結構升級轉換。調整產業發展的方式，嘗試與高梯度地區進行合理的縱向分工，從而突破發展瓶頸。