長江經濟帶科技創新與可持續發展耦合協調
——基于74個國家級可持續發展實驗區的實證分析

鄒小偉，陳福時，張永薇，萬賢賢

國家級可持續發展實驗區是推進區域科技創新與可持續發展雙向驅動的創新高地。長江經濟帶橫跨我國東中西三大區域，覆蓋11個省市，流域地區發展差異顯著。全面推進長江經濟帶高質量發展，需貫徹長江經濟帶生態優先綠色發展理念，大力支持供應鏈、產業鏈、創新鏈、價值鏈“四鏈”融合，實現科技創新引領經濟社會高質量發展。長江經濟帶科技創新與可持續發展耦合協調能有效減少消耗，調動各方面的積極性，產生互補效應，進而提高資源利用率和勞動生產率，促進區域協同，實現長江經濟帶高質量發展[1]。促進科技創新與可持續發展耦合協調，有助于長江經濟帶各流域經濟發展、社會進步與資源環境要素相互適應、相互合作，從而促使經濟—社會—生態環境系統實現從無序走向有序、從低級走向高級的良性循環[2]。

本文基于長江經濟帶11個省市的74個國家級可持續發展實驗區，構建科技創新能力與可持續發展評估指標體系，利用耦合協調度模型分析兩者的綜合發展水平并衡量其耦合協調能力，由此進一步探討不同類型、不同發展模式的國家級可持續發展實驗區創新驅動側重領域，進而提出相應的對策與建議，以期為實現科技引領長江經濟帶可持續發展提供理論借鑒和實踐指導。

一、文獻綜述

2016年，國務院發布《中國落實2030年可持續發展議程創新示范區建設方案》，提出牢固樹立創新、協調、綠色、開放、共享的發展理念，以實施創新驅動發展戰略為主線，以推動科技創新與社會發展深度融合為目標，以破解制約我國可持續發展的關鍵瓶頸問題為著力點，打造創新驅動區域協調高質量發展的新格局[3]。梳理相關文獻發現，關于區域可持續發展的研究主要可以分為兩個方面：一是關于可持續發展實驗區評估指標體系構建的研究；二是關于可持續發展實驗區發展模式和路徑的研究。

在可持續發展實驗區評估指標體系構建方面，學者們從不同角度進行了探索。胡子明等[4]以綠色轉型發展理論為基礎，圍繞城區型國家級可持續發展實驗區的建設目標，從“發展度”和“轉型度”兩個層面構建實驗區綠色轉型二維評價模型，對2009～2017年山東省7個城區型國家級可持續發展實驗區綠色轉型發展狀況進行效果評估；黃鈺喬等[5]將科技創新維度首次引入可持續發展評價指標體系，形成三級指標、四大維度、五種權重方案的實驗區可持續發展水平監測評估架構，使用熵值法與主觀賦權法、灰色聚類法、序參量法三類各有側重又相互關聯的方法，探究可持續發展實驗區政策的實施效果；王鵬龍等[6]結合主成分分析方法確定22個地級市國家級可持續發展實驗區創新能力的參數權重，對各可持續發展實驗區的創新能力及其空間分布特征進行精準分析和深度衡量，并據此提出相關建議；張曉彤等[7]采用情景體驗分析法，構建以資源安全、社會發展、生態環境、經濟效率和創新驅動五個不同維度為依據的國家級可持續發展實驗區評估體系，從而精準有效地判斷監測對象的發展情況是否符合區域發展定位，進一步為創建科學、規范、有效的實驗區和示范區評估方案提供衡量尺度和參考依據。

在可持續發展實驗區發展模式和路徑方面，相關研究主要聚焦科技創新與可持續發展以及各要素之間的關系。學者們認為，隨著可持續發展理論研究的不斷深入，科技創新的探索路徑需轉向“人與自然關系平衡、人與人關系和諧”的軌道上并進行深入剖析，從而構建和完善相關體制機制，為實現卓有成效的科技創新與可持續發展雙向驅動，以及均衡協調發展的理想目標形成強大合力[8]。從經濟層面來說，國內大量實證研究表明，科技創新能力與各種經濟波動周期呈現出高密度的關聯性，區域經濟發展水平是影響科研投入、成果產出和創新能力的主要因素，科技創新能力已經成為促進區域經濟增長和社會進步的主要推動力[9]。與此同時，劉和東等[10]、趙傳松等[11]通過測度國內30個省域的科技創新與經濟耦合協調度，發現各項技術創新成果可以迅速轉化為先進生產力，創造更高的經濟效益，進一步增強經濟實力，推動經濟高質量可持續發展。從社會層面來說，程萍[12]認為，科技創新成果通過廣泛應用于醫療、教育、交通等領域，向消費者提供最新科技產品，從而獲得社會認可，改善生產條件和生活質量，促進社會和諧，推動社會可持續性發展；江孝君等[13]認為社會發展對技術持續進步起到關鍵作用，社會發展貫穿整個可持續發展體系，在經濟系統和生態環境系統中起雙重作用，不僅通過提供公共服務促進經濟穩定持續發展，而且有助于帶動人們提升環保意識，追求綠色發展。從生態環境層面來說，林雄平[14]、李雪松等[15]研究發現，科技創新圍繞生態環境保護和資源節約兩個核心關鍵點發展，通過應用新技術，促進資源綜合利用，大幅降低資源消耗，提高資源利用率，以新資源代替稀缺資源，從而使通過技術創新協調人與環境的關系成為可能，為人類生存環境提供可持續發展的空間和物質基礎；向麗[16]以我國30個省市為研究對象，構建科技創新與生態環境綜合評價指標體系，通過監測近5年我國省域科技創新與生態環境協調發展水平及其趨勢走向，發現其耦合協調度總體普遍偏低且變化平穩，并呈現出顯著的“東高、中西低”的空間分布格局。

從上述文獻梳理與分析結果看，現有研究方法較為單一，運用耦合協調的實證方法探索科技創新與可持續發展整體的內在聯系的研究較少。此外，現有關于可持續發展實驗區在區域協調治理中作用的研究甚少。

二、研究方法與數據來源

1.指標體系構建。國家級可持續發展實驗區以科技創新為驅動，探索不同類型地區經濟水平、社會穩定和生態環境協調均衡發展機制，從而為不同類型地區實施可持續發展戰略提供參考示范[17]。為探討國家級可持續發展實驗區科技創新驅動可持續發展的成效特征，著眼于科技創新與可持續發展協調關系的內在聯系，從“目標層—準則層—指標層”構建評價指標體系（見表1），從區域整體性和系統性角度，涵蓋經濟發展、社會和諧和環境資源三個層面，建立全方位、多元化的可持續發展評估體系。

表1 科技創新能力與可持續發展評價指標體系

首先，科技創新是實現可持續發展的重要基礎，其通過調整投入產出，實現最優資源配置，在長江經濟帶區域發展中具有核心地位[18]。科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐，只有準確把握科技創新效率的全要素，才能有的放矢并精準發力地提升科技創新效率與區域可持續發展能力[19]。本文選取本級科學技術支出占當年本級財政一般預算支出的比例、國家或省級認定的科技企業孵化器年末在孵企業數、本級科學技術支出、國家或省級認定的高新科技企業、萬人專利授權數、高新技術產業產值占工業總產值的比重等六個二級指標衡量科技創新發展水平。其次，當前我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，正處于“轉變發展方式、優化經濟結構、轉換增長動力”的關鍵期[20]。可持續發展需在遵從客觀經濟規律的基礎上，發揮各地區優勢，促進各類要素市場流通，實現區域協調發展。本文選取GDP增長率、人均地方財政收入、新登記注冊企業數和城鎮登記失業率四項指標對長江經濟帶可持續發展水平中的經濟發展情況進行測算。再次，社會和諧是影響可持續發展的關鍵因素，為區域可持續發展和科技創新提供了堅實的智力支撐、良好的制度環境和成果轉化市場[11]，從而實現人民幸福感不斷提高的最終目的。本文主要選取人口平均預期壽命、億元GDP生產安全事故死亡率、城鄉居民人均可支配收入比、人均社會消費品零售額、每萬人刑事案件發生率、每千老年人口養老床位數六項指標進行評估。最后，平衡資源利用與環境保護是可持續發展的目標，長江經濟帶高質量發展要堅持走生態優先、綠色發展道路。在“共抓大保護，不搞大開發”背景下，生態環境發展是落實區域內可持續發展需要遵循的重要方針，明確長江經濟帶區域內的環境全要素與科技創新的影響機制及影響程度則顯得尤為重要[21]。本文主要選取萬元GDP能耗、萬元GDP水耗、空氣質量達到或好于二級以上天數、地表水達到或好于Ⅲ類水體比例、一般工業固體廢物綜合利用率五項指標進行評估。綜上，本文從四個方面構建科技創新能力與可持續發展評價體系。

2.數據來源。本文數據來源于《2019年國家可持續發展實驗區創新能力監測報告》，該報告收集了2018年全國31個省域175個國家級可持續發展實驗區的創新能力監測數據，由于該報告包含自治州、地級市、縣級市、市轄區等不同層面國家級可持續發展實驗區，地區差異較大。考慮數據的可比較性，本文剔除自治州、地級市樣本，最終選取長江經濟帶74個位于縣（市、區）的國家級可持續發展實驗區作為研究對象。

3.耦合協調度模型。根據量化計算方法，本文按“數據歸一化處理、確定指標權重、測算綜合發展指數、建立耦合度函數、測算耦合協調度、對應耦合協調度等級”六個步驟構建耦合協調度模型。

（1）數據歸一化處理。通過消除指標間單位和量綱差異，實現數據歸一化，表示為Z（Vij）（i=1，2；j=1，2，…，m），其中Vij表示第i個序參量的第j個實際取值。公式如下：

式中：Z（Vij）取值范圍為（0，1）。當Z（Vij）=0時，發展目標值最差；當Z（Vij）=1時，發展目標值最優。

（2）確定指標權重。考慮到指標間的信息重疊以及單一指標的數據分布規律，采用主成分分析法，利用各主成分的方差值作為權重。

（3）測算綜合發展指數。加總系統內所有指標對該系統的貢獻得到科技創新與可持續發展系統的綜合評價值。計算公式為：

式中：Wij表示系統i中指標j的權重，Wij≥0，Σnj=1，Wij=1；Ui為系統i的綜合評價值。

（4）建立耦合度函數。本文采用耦合度公式進行測算，C為耦合度值，取值在0～1之間，其值越大表示子系統間耦合程度越高[22]。U1、U2分別為科技創新和可持續發展系統綜合評價值，可以反映耦合度高低。計算公式如下：

（5）測算耦合協調度。由于耦合度模型無法判斷耦合是否為良性，為此，結合協調度模型進一步驗證系統間的協調發展水平。模型表達式為：

T=（αU1×βU2）1/2

D=（C×T）1/2

（6）對應耦合協調度等級。綜合既有研究對耦合協調度等級劃分方法，本文采用四分法進行劃分，如表2所示。

表2 耦合度與協調度類別劃分標準

三、結果分析與評價

1.長江經濟帶國家級可持續發展實驗區科技創新與可持續發展綜合評價。長江經濟帶國家級可持續發展實驗區耦合協調計算結果如表3所示，受篇幅所限，每個省域僅呈現部分具有代表性的國家級可持續發展實驗區。總體來看，長江經濟帶74個縣域國家級可持續發展實驗區之間的科技創新與可持續發展綜合水平差異顯著，最大值（昆山市0.81）與最小值（淮南市毛集實驗區0.25）相差0.56。從科技創新與可持續發展水平綜合指數看，綜合指數較高的區域主要集中在長江下游地區，即上海、江蘇和浙江。江浙滬地處我國東部，國家級經濟技術開發區和高新區較多，科技創新能力和可持續發展能力遙遙領先[23]。長江中游地區科技創新與可持續發展綜合水平不均衡，發展較好的國家級可持續發展實驗區主要分布在安徽、江西、湖北以及湖南。這些地區科技創新和可持續發展基礎較好，經濟實力和科技創新能力較強，但占比不高。長江上游地區發展差異明顯，主要以川渝地區為“雙核”驅動，重慶和成都城區國家級可持續發展實驗區綜合指數領先，而云貴地區經濟發展水平相對落后，科技創新投入與產出有待加大，創新驅動可持續發展的動力不足。長江經濟帶幅員遼闊，綜合發展水平差異較大，上中下游流域城市依托各自優勢，在科技創新與可持續發展方面展現出不同特征。因此，實現國家級可持續發展實驗區高質量發展需要經濟發展、社會和諧、資源環境各子系統均衡協調發展[24]，科技創新驅動要合理融入各領域中，實現高水平的可持續發展。

表3 長江經濟帶國家級可持續發展實驗區耦合協調計算結果

2.長江經濟帶國家級可持續發展實驗區耦合度分析。長江經濟帶74個縣域國家可持續發展實驗區中，科技創新與可持續發展水平耦合度的最大值為1（宜興市），處于高水平耦合階段，最小值為0.416（遵義市紅花崗區），差異顯著，總體呈現出以長三角為核心進行輻射、自東向西階梯狀分布的發展格局。研究結果顯示，科技創新與可持續發展處于高水平耦合階段（耦合度值在0.8～0.1之間）的國家級可持續發展實驗區主要集中在江浙滬等長江下游地區以及重慶地區。大部分國家級可持續發展實驗區處于磨合階段（耦合度值在0.5～0.8之間），主要分布在長江中游城市群、云貴地區和四川的欠發達地區。云貴地區僅遵義市紅花崗區耦合度值在0.3～0.5之間。

3.長江經濟帶國家級可持續發展實驗區耦合協調度分析。74個國家級可持續發展實驗區科技創新與可持續發展耦合協調度的最大值為0.994（宜興市），最小值為0.148（長陽縣），平均值為0.564。不同區域間的科技創新與可持續發展耦合協調度情況和空間分布特征存在一定差異，長江下游地區（江浙滬）和重慶的國家級可持續發展實驗區基本達到高水平協調耦合，長江中上游地區高度協調耦合的國家級可持續發展實驗區呈散點狀分布，主要位于經濟發展水平高的城市，發展極不均衡。中度協調耦合的國家級可持續發展實驗區主要分散在長江中游地區產業集群區域的非核心地帶，少數低度協調耦合的國家級可持續發展實驗區則分布在湖北長陽和四川瀘州等欠發達地區。

四、結論與建議

1.研究結論。長江經濟帶科技創新與可持續發展水平整體較高，但區域間差異較大，呈現下游長三角城市“三足鼎立”，中游城市發展不充分不平衡，上游城市支撐力度不夠的特征。其中，下游地區的江浙滬走在科技創新高質量發展前列，中游地區的省會城市及核心城區發展平緩，上游地區重慶綜合創新能力異軍突起，四川、貴州和云南則整體表現相對滯后。此外，長江經濟帶各地區在可持續發展的不同維度以及與科技創新耦合協調方面也存在不均衡特征，突出體現為流域呈現自東向西梯度遞減特征，高水平區域主要集中在長三角地區的核心區，中、上游地區各省會協調水平較高，其余地區總體相對落后。

長江經濟帶東部沿海城市在科技創新與可持續發展空間格局中處于領先地位，這得益于其良好的發展基礎和豐富的創新資源。江浙滬地區產業基礎雄厚，資源配置合理，其充分利用自身經濟基礎和沿海地理位置優勢，聚焦科技產業投入，與國內外知名研究機構、專家學者開展廣泛合作，建設了一批具有國際影響力的、輻射帶動力強的產業研發基地。同時，下游地區經濟發展、科技資源、人才要素等優勢更為突出，能夠有效推動科技成果轉化，引領工業綠色發展和社會高質量發展。此外，各地區近年來積極打造創新型城市，有力推動了科技創新能力和可持續發展水平共同提高。

中游城市群科技創新與可持續發展不均衡，主要依靠省會城市和核心城市驅動。這些城市具備一定的社會資源和經濟基礎，為貫徹創新驅動發展戰略，著力建設重大科技基礎設施和突破關鍵技術，引進高質量科技人才，加快重大科技成果轉化，從而帶動了經濟、社會和生態發展。然而，盡管長江中游地區有中部崛起戰略作為支撐，但湖北、江西、湖南等地區的可持續發展仍具有一定依賴性和滯后性，導致中部地區可持續發展進程較為緩慢。

除重慶外，長江上游城市群其他地區科技創新與可持續發展水平基本位于梯隊尾端。這些城市科技創新基礎薄弱，大學、科研院所和高新技術企業數量較少，同時體制機制不夠完善，創新政策支持不足，地區創造新成果、新技術的能力以及培養和吸引人才的能力有限。同時，經濟基礎薄弱制約了這些地區的公共基礎設施供給，導致地區綠色發展水平較低，對社會進步和生態建設的推動力不足。

2.政策建議。為提升集群化發展水平，長江經濟帶建設需實現區域協同與可持續發展，需積極加強區域協同治理，促進上、中、下游地區深化合作，調動各方綠色發展的積極性。同時，各地區要因地制宜，發揮自身優勢，促進長江經濟帶協同創新發展，有效解決區域經濟發展不均衡、科技創新與可持續發展耦合協調水平不高的問題，形成共同發展的有效路徑[25]。

（1）推動長江經濟帶區域一體化協同發展。針對區域間發展不平衡的狀況，需實施區域協同發展戰略，加快區域間要素流通，促進資源共享。在國家級可持續發展實驗區建設取得實際成效的基礎上，搭建以科技創新驅動可持續發展為主題的交流合作平臺，通過開展考察、學習、培訓等活動，積極向國內同類地區推廣實踐經驗和系統解決方案，對其他區域形成輻射帶動作用，共同推進長江經濟帶區域一體化協同發展。

首先，發揮輻射擴散效應，縮小區域間差距。在科技創新與可持續發展中占據主導地位的江浙滬地區加強與湖北、江西、湖南等經濟發展和科技創新基礎較好的中游省域的分工合作，并與上游流域資源豐富的貴州、四川、云南進行優勢互補，優化資源配置，推動長江經濟帶整體全面均衡發展。

其次，建立協同合作機制，增強區域粘性。長江經濟帶各流域需聯動起來，促進科技創新要素互融聯通。流域各地區可共享創新平臺，深化科研院所、重點高校之間的合作與交流，激發創新活力，促進科技成果轉化，逐步形成長江經濟帶完整的高質量的產業鏈，推進城市群間科技創新協調發展，形成長江經濟帶合作共贏的生態布局[26]。

最后，完善協調創新機制，實現區域綠色發展。圍繞“五位一體”協調發展理念和2030年創新可持續發展議程，著力攻克一批關鍵核心技術，加速科技成果轉化和產業化，探索新時期高質量發展的新型體制機制配套措施，為全球生態環境保護提供全方位、系統化的解決方案，打造一批可復制、可推廣的可持續發展現實樣板。

（2）促進長江經濟帶各區域特色化發展。長江經濟帶橫跨11個省市，科技創新與可持續發展具有很強的區域異質性。需充分挖掘自身資源優勢，因地制宜，精準實施特色化發展戰略，積極落實“一區一策”，鼓勵具有地方特色的科技成果轉化，發揮科技創新的支撐作用，助推經濟可持續發展。

長江下游地區可充分發揮技術、資金、人才等優勢，提升科技創新效率。積極推動各類科技資源向可持續發展實驗區集聚，促進國際國內創新資源的有效對接，推動國家重點研發計劃等項目與長江下游實驗區的銜接，積極爭取國家科技成果轉化引導基金等專項資金，充分發揮東部可持續發展實驗區的平臺作用，促進開放共享，積極推進國際科技交流，在技術轉讓與引進、共建聯合實驗室、共建產業園區等方面開展高層次的國際科技合作。充分利用區位優勢，發揮輻射帶動作用，加快創新成果轉化應用，強化科技創新對經濟發展的推動作用，培養高水平科技人才，推動長江經濟帶創新發展。

長江中游地區可著力轉變經濟增長方式，在改善生態環境的基礎上，加大科技創新投入。平衡資源開發與環境保護的關系，充分利用科教資源，深化產學研協作機制，圍繞長江經濟帶高新技術產業發展目標，加快打造集技術、人才、成果轉化于一體的科技創新實踐平臺，進一步提升科技創新能力。加大科技對供給側結構性改革的支持力度，建設惠民科技孵化中心與技術轉移中心，搭建技術集成應用載體，形成更多新興產業創新集群，增強地方整合匯聚創新資源的能力，加快資本、人才、市場的重組與流動，承接長江下游發達地區經濟輻射和產業轉移，促進區域可持續發展。

長江上游地區應充分挖掘自然資源優勢，增加社會領域的科技產品供給，從民生改善和綠色轉型中培育發展新動能。深入學習貫徹全國科技創新大會精神，重點圍繞重大疾病防治、人口老齡化、智慧城市、生態環保、綠色制造、清潔能源、公共安全等社會發展的關鍵領域加大創新投入，突破技術瓶頸，消除制約創新發展的體制機制障礙，實現創新鏈、產業鏈、資金鏈的有機鏈接，培育新經濟增長點，支撐供給側結構性改革，進一步深化社會治理和生態文明建設的制度創新[27]，促進經濟可持續發展。

（3）堅持創新驅動可持續發展實驗區的發展。充分發揮科技創新對可持續發展的支撐引領作用，深化體制機制改革與科技成果轉化應用。鼓勵可持續發展實驗區在體制機制方面大膽創新，發展成為理念、制度、科技、文化等各方面改革與創新的實驗示范平臺。

第一，積極推動科技成果轉化應用。加強國內外各類科技資源向可持續發展實驗區集聚，推動國家科技計劃與其有效銜接，針對可持續發展瓶頸問題，制定以科技創新及成果應用為核心的系統解決方案。在經濟方面，可持續發展實驗區科技創新圍繞落實2030年可持續發展議程，圍繞健康、教育、環保等方面的發展目標，以可持續發展理念為引領，以創新為第一動力，促進經濟社會協調發展。在生態方面，可持續發展實驗區科技創新圍繞廢棄物綜合利用、清潔能源、特色生態資源保護等，制定技術路線，加大集成力度，開展科技成果轉移轉化，支持各類創新主體開發新技術、新產品，構建新業態、新模式，形成成熟有效的系統解決方案。

第二，探索優化可持續發展實驗區分類管理機制。一方面，科學構建可持續發展實驗區建設規劃體系，引導可持續發展實驗區標準化建設。優化可持續發展試驗區發展模式，統籌整體引導和自主發展，在加強可持續發展實驗區指導支持的同時，充分發揮其特色資源優勢。鼓勵可持續發展實驗區建設規劃與當地經濟及社會發展規劃等緊密銜接，實現多規合一。強化國內外區域合作，暢通與國外可持續發展社區、城市間的溝通，支持可持續發展實驗區參加2030年可持續發展議程相關國際性活動。另一方面，針對可持續發展實驗區建設制定配套支持政策。支持其中符合條件的單位參與重點專項的研發及成果應用示范，鼓勵科研人員、大學生、境外人才到可持續發展實驗區開展創新創業活動，鼓勵各部門在可持續發展實驗區開展與創新驅動發展戰略等相關的改革與發展政策綜合實驗和示范。

第三，強化自身能力建設，提升可持續發展實驗區可持續發展管理水平。強化地方政府在可持續發展實驗區建設中的主導功能，形成政府引導、市場配置、各利益方共同參與的良性互動機制。提高可持續發展實驗區建設主體和公眾的可持續發展意識，充分吸收國際先進的管理理念，提升可持續發展管理能力。完善遴選標準體系，對申報地區區域特色產業發展、對外開放程度以及管理水平、人才資源等提出明確要求，幫助其以較高的起點開展建設工作。研究制定可持續發展實驗區建設情況監測與評估機制，保障其高質量發展。