共生理論視角下區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)演化特征研究

楊力 尚超 楊建超

摘 要：基于科學(xué)轉(zhuǎn)移思路，將耗散結(jié)構(gòu)理論中的Brusselator經(jīng)典模型移植到區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)演化分析中，同時(shí)，結(jié)合共生理論，圍繞共生單元、結(jié)構(gòu)與模式、網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境等生態(tài)特征，構(gòu)建“創(chuàng)新投入—?jiǎng)?chuàng)新環(huán)境”要素指標(biāo)體系，進(jìn)而運(yùn)用“全局熵—突變級(jí)數(shù)”評(píng)價(jià)模型刻畫系統(tǒng)耗散演化過程。基于對(duì)2013-2020年我國(guó)四大國(guó)家級(jí)城市群及毗鄰省份的區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耗散演化狀態(tài)進(jìn)行實(shí)證分析，研究發(fā)現(xiàn)：①我國(guó)四大城市群及毗鄰省份的區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放性系統(tǒng)，同時(shí)滿足小幅漲落、非線性耦合等耗散結(jié)構(gòu)形成條件；②樣本點(diǎn)耗散評(píng)價(jià)值呈正向演化，說明系統(tǒng)逐步向耗散結(jié)構(gòu)演化，2015—2020年四大城市群及毗鄰省份的創(chuàng)新環(huán)境（經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、技術(shù)）顯著優(yōu)化，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新活力及創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化有積極的促進(jìn)作用；③樣本點(diǎn)區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的耗散演化持續(xù)向高區(qū)域創(chuàng)新投入—高水平區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境方向發(fā)展。基于實(shí)證分析結(jié)果，從打造區(qū)域創(chuàng)新中心、完善協(xié)同體制機(jī)制、培育企業(yè)主體以及形成良性循環(huán)等方面對(duì)我國(guó)區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展提出對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：共生理論；區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；Brusselator模型；耗散結(jié)構(gòu)；耗散演化

DOI：10.6049/kjjbydc.2022050517

中圖分類號(hào)：F061.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-7348（2023）11-0071-11

0 引言

隨著創(chuàng)新范式進(jìn)入創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)3.0時(shí)代（李萬等，2014；梅亮等，2015），如何提高區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出與區(qū)域創(chuàng)新能級(jí)成為促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵所在^[1]。由此，在融合區(qū)域創(chuàng)新理論與生態(tài)學(xué)理論的視角下，以可持續(xù)發(fā)展為基本理念的區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)（Regional Innovation Ecosystem，以下簡(jiǎn)稱RIES系統(tǒng)）因其構(gòu)成多樣性、資源集聚性、環(huán)境適應(yīng)性與友好性、交互動(dòng)態(tài)性和互利共生性，成為推動(dòng)區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境協(xié)同共生的重要載體，越來越多的地方政府致力于建設(shè)打造高水平的RIES系統(tǒng)，因此關(guān)于RIES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)演化、創(chuàng)新績(jī)效、效率評(píng)價(jià)的研究也受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注（張堅(jiān)等，2021）。與此同時(shí)，已有研究表明，RIES系統(tǒng)呈現(xiàn)出自組織演化特征，是一個(gè)典型的復(fù)雜系統(tǒng)并具有周期性變化的耗散結(jié)構(gòu)，需要從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化角度對(duì)其演化規(guī)律進(jìn)行深層次挖掘。因此，在共生理論視角下，基于共生單元、結(jié)構(gòu)與模式、網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境等生態(tài)特征，分析RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)演進(jìn)規(guī)律，刻畫系統(tǒng)主體之間以及系統(tǒng)與環(huán)境之間的相互作用關(guān)系，對(duì)合理配置創(chuàng)新資源、促進(jìn)多元主體協(xié)同合作、加快區(qū)域創(chuàng)新結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、實(shí)現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新效率與能力提升具有重要意義。

1 理論綜述

當(dāng)前針對(duì)RIES系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層面的研究主要從結(jié)構(gòu)模型角度解析區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)特征、構(gòu)成要素及其相互作用關(guān)系。其中，TRIZ^[2]、ANT^[3]以及復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)^[4]是常用的分析理論。

一方面，現(xiàn)有研究較少針對(duì)RIES系統(tǒng)演化問題進(jìn)行專門分析，2010年至今發(fā)表在CSSCI期刊上的相關(guān)研究成果共計(jì)9篇，說明僅有部分學(xué)者作出了有益嘗試。如張笑楠^[5]構(gòu)建了戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)共生演化模型；王慶金等^[6]基于對(duì)區(qū)域一體化創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)特征分析，從動(dòng)力機(jī)制和治理機(jī)制兩個(gè)維度揭示RIES系統(tǒng)協(xié)同演化內(nèi)在規(guī)律；武翠和譚清美^[7]基于功能與結(jié)構(gòu)二維視角，研究構(gòu)建了長(zhǎng)三角一體化RIES系統(tǒng)新結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)學(xué)理論和博弈模型，并采用Lotka-Volterra模型和復(fù)合系統(tǒng)協(xié)同度模型進(jìn)行實(shí)證分析；李曉娣和張小燕^[8]建立了RIES系統(tǒng)共生度模型；蔡杜榮和于旭^[9]基于全新的“架構(gòu)者”理論視角，剖析了創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)形成和演化機(jī)理，并詮釋了“架構(gòu)者”在不同階段對(duì)系統(tǒng)演化的作用。已有研究較多從靜態(tài)視角結(jié)合線性分析技術(shù)，或基于自然熵增理論，針對(duì)某特定時(shí)段橫截面數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而在更具全局性的復(fù)雜系統(tǒng)動(dòng)態(tài)演化分析和更深層次的系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)分析上有所欠缺。

另一方面，耗散理論可作為分析復(fù)雜系統(tǒng)演化的有效工具，這已得到學(xué)術(shù)界的一致認(rèn)可，并涌現(xiàn)出較多代表性成果。如蘇屹等^[10]基于B-Z模型，以協(xié)同為重點(diǎn)，實(shí)證分析了我國(guó)區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化過程；吳穎和車林杰^[11]研究分析了協(xié)同創(chuàng)新系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)；趙炎和武晨^[12]基于耗散結(jié)構(gòu)構(gòu)建了區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)績(jī)效評(píng)價(jià)模型；王展昭和唐朝陽（2021）構(gòu)建了RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定模型并進(jìn)行實(shí)證分析；伊輝勇和曾芷墨^[13]對(duì)耗散結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行轉(zhuǎn)譯，運(yùn)用“全局熵—突變級(jí)數(shù)”評(píng)價(jià)模型刻畫系統(tǒng)耗散演化過程。

基于上述分析，本文嘗試結(jié)合已有研究成果，基于科學(xué)轉(zhuǎn)移思路，將耗散結(jié)構(gòu)理論中的Brusselator經(jīng)典模型移植到RIES系統(tǒng)演化分析中，同時(shí)，結(jié)合共生理論，基于共生單元、結(jié)構(gòu)與模式、網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境等生態(tài)特征，構(gòu)建創(chuàng)新投入—?jiǎng)?chuàng)新環(huán)境要素指標(biāo)體系，進(jìn)而構(gòu)建RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定模型并對(duì)2013-2020年我國(guó)四大國(guó)家級(jí)城市群及毗鄰省份的RIES系統(tǒng)耗散演化情況進(jìn)行實(shí)證分析。

2 研究設(shè)計(jì)與模型構(gòu)建

2.1 共生理論視角下RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)特征分析

基于共生理論視角，可以發(fā)現(xiàn)RIES在系統(tǒng)開放交互、創(chuàng)新資源流動(dòng)、生態(tài)位勢(shì)差異以及結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)演化4個(gè)關(guān)鍵維度上具備構(gòu)成耗散結(jié)構(gòu)的特征條件。基于RIES系統(tǒng)的開放屬性，本研究提出RIES系統(tǒng)通過與創(chuàng)新環(huán)境進(jìn)行資源（知識(shí)、技術(shù)、制度、信息）交互（系統(tǒng)的新陳代謝），在交互過程中改變系統(tǒng)平衡狀態(tài)，進(jìn)而觸發(fā)“動(dòng)力場(chǎng)”發(fā)生躍遷。如圖1所示，伴隨系統(tǒng)從非平衡狀態(tài)1演進(jìn)至非平衡狀態(tài)2，系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)也從演化狀態(tài)1突變至演化狀態(tài)2，并持續(xù)演進(jìn)至演化狀態(tài)n，即進(jìn)入耗散結(jié)構(gòu)定態(tài)，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的相對(duì)有序。

2.2 基于Brusselator模型的總體設(shè)計(jì)

2.2.1 Brusselator模型

Brusselator Model 即布魯塞爾模型（也稱三分子模型），源于化學(xué)動(dòng)力研究模型，其原理是通過數(shù)學(xué)建模觀測(cè)化學(xué)反應(yīng)中各元素自組織演化過程，可用于量化分析與判定復(fù)雜系統(tǒng)是否形成耗散結(jié)構(gòu)。Brusselator模型包含四組數(shù)學(xué)方程式，如公式（1）所示^[14]。

式（1）中，A與B為反應(yīng)物，D與E為產(chǎn)物。在反應(yīng)過程中，A與B不斷被消耗并由外部環(huán)境持續(xù)補(bǔ)給，因此其濃度在反應(yīng)過程中保持不變，而D與E作為產(chǎn)物，一旦產(chǎn)生即可去除；x，y是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，其濃度隨時(shí)間變化。基于公式（1），進(jìn)一步應(yīng)用穩(wěn)定性分析技術(shù)對(duì)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定點(diǎn)進(jìn)行判定識(shí)別，通過識(shí)別不穩(wěn)定點(diǎn)，可研判系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)演化趨勢(shì)。因此，參考任佩瑜等^[15]提出的雙變量微分方程組，構(gòu)建系統(tǒng)變量x，y的演化動(dòng)力學(xué)模型，如公式（2）所示。

在不考慮擴(kuò)散項(xiàng)M₁?²x?²t、M₂?²y?²t 的情況下，進(jìn)一步設(shè)k₁=k₂=k₃=k₄=1，則公式（2）可以簡(jiǎn)化為：

由公式（3）可進(jìn)一步推導(dǎo)，設(shè)τ=k₄t，x=k₃k₄X，y=k₃k₄Y，a=k₁²k₃k₄³A，b=k₂k₄B，經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，再設(shè)Δx=x-x₀=x-x₀，Δy=y-y₀=y-ba，進(jìn)而在穩(wěn)定狀態(tài)解x₀，y₀處獲得穩(wěn)態(tài)方程（線性化的方程），如公式（4）所示。

進(jìn)一步，設(shè)置公式（4）中線性化方程的特征值為λ，穩(wěn)定性參數(shù)為ω，則有λ²-ωλ+T=0，其中ω=b-1-a²，T=a²>0，λ_1，2=12ω±ω²-4a²。

基于上述分析，可得到如表1所示的5種典型狀態(tài)。

如表1所示，ω≤0時(shí)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài) 低效率無序結(jié)構(gòu)；當(dāng)ω>0時(shí)，系統(tǒng)失去穩(wěn)定向有序的耗散結(jié)構(gòu)進(jìn)行演化。因此，系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定條件可描述為公式（5）。

b<1+a²時(shí)，系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài) 非耗散結(jié)構(gòu)

b=1+a²時(shí)，系統(tǒng)處于臨界狀態(tài)

b>1+a²時(shí)，系統(tǒng)處于失穩(wěn)狀態(tài) 形成耗散結(jié)構(gòu)（5）

基于公式（5）所示的判定邏輯，可以對(duì)系統(tǒng)是否形成耗散結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量判定，但仍需進(jìn)一步挖掘系統(tǒng)耗散演化規(guī)律。結(jié)合突變理論，借鑒李柏洲（2012）的突變級(jí)數(shù)和王展等（2021）的全局熵研究成果，構(gòu)建“突變級(jí)數(shù)+全局熵”的綜合評(píng)估模型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)耗散演化內(nèi)在機(jī)理的深度分析。

2.2.2 Brusselator模型的RIES系統(tǒng)轉(zhuǎn)譯

結(jié)合RIES系統(tǒng)共生演化的理論分析，對(duì)Brusselator模型進(jìn)行科學(xué)轉(zhuǎn)譯。

（1）經(jīng)轉(zhuǎn)譯的Brusselator模型，A代表區(qū)域創(chuàng)新投入（生態(tài)學(xué)領(lǐng)域中推動(dòng)演化發(fā)展的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）；B代表區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境（共生環(huán)境）；A、B作為反應(yīng)物，通過系統(tǒng)外要素的持續(xù)補(bǔ)給與流動(dòng)，維持穩(wěn)定“濃度”。

（2）D代表區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)產(chǎn)生的收益（創(chuàng)新績(jī)效），E代表區(qū)域創(chuàng)新活動(dòng)的產(chǎn)出（耗散結(jié)構(gòu)）。

（3）x，y是反應(yīng)的中間產(chǎn)出物，如x代表創(chuàng)新成果，y代表成果轉(zhuǎn)化能力。

基于上述分析，對(duì)RIES系統(tǒng)的Brusselator模型進(jìn)行描繪，具體如圖2所示。

2.2.3 指標(biāo)選取與數(shù)據(jù)來源

（1）構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。經(jīng)過科學(xué)轉(zhuǎn)譯后，RIES系統(tǒng)的耗散演化由A區(qū)域創(chuàng)新投入與B區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境共同決定。由此，結(jié)合共生單元、結(jié)構(gòu)與模式、網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境等生態(tài)特征，搭建基于區(qū)域創(chuàng)新投入—區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境雙重維度的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，具體如表2所示。

（2）樣本選取：參考四大城市群發(fā)展規(guī)劃綱要的最新劃分標(biāo)準(zhǔn)，選取京津冀城市群、粵港澳大灣區(qū)、長(zhǎng)三角城市群、成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈所對(duì)應(yīng)的省域以及相鄰省域作為研究對(duì)象，共計(jì)20個(gè)樣本。

3 基于Brusselator模型的實(shí)證分析與結(jié)果討論

3.1 系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)判定

研究設(shè)定k₁=k₂=k₃=k₄=1，進(jìn)而采用Matlab2020b測(cè)算樣本的耗散結(jié)構(gòu)，并以公式（5）所示的標(biāo)準(zhǔn)作為判定條件，對(duì)系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)進(jìn)行判定，測(cè)算結(jié)果如表3所示。

基于表3的測(cè)算數(shù)據(jù)，進(jìn)一步按照“京津冀城市群及毗鄰省份”“長(zhǎng)三角城市群及毗鄰省份”“粵港澳大灣區(qū)及毗鄰省份”和“成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈及毗鄰省份”對(duì)樣本進(jìn)行具體分析。

3.1.1 全局?jǐn)?shù)據(jù)層面

（1）對(duì)比2013年樣本點(diǎn)的RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)判定值，可知，2015-2020年隨著區(qū)域創(chuàng)新投入增大，區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境不斷完善，創(chuàng)新政策、體制機(jī)制、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，各區(qū)域創(chuàng)新產(chǎn)出效率與成果轉(zhuǎn)化能力顯著提升，越來越多省（市）的RIES系統(tǒng)形成耗散結(jié)構(gòu)，具有耗散結(jié)構(gòu)的省（市）數(shù)量從2013年的3個(gè)增長(zhǎng)至2017年的11個(gè)并保持至2020年。

（2）實(shí)證結(jié)果顯示，2015-2020年樣本點(diǎn)RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定值具有顯著連續(xù)性，如以2013年為起點(diǎn)，北京、上海、香港一直維持耗散結(jié)構(gòu)（時(shí)長(zhǎng)8年），以2015年為起點(diǎn)，北京、上海、香港、天津、浙江、安徽、山東、湖北、四川一直保持耗散結(jié)構(gòu)（時(shí)長(zhǎng)6年）。上述數(shù)據(jù)特征符合耗散結(jié)構(gòu)的理論邏輯，即當(dāng)某省（市）在某時(shí)間點(diǎn)形成耗散結(jié)構(gòu)后，將會(huì)在后續(xù)周期內(nèi)保持該狀態(tài)。

3.1.2 分區(qū)域數(shù)據(jù)層面

（1）2015-2020年京津冀城市群及毗鄰省份RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定值顯示：5個(gè)樣本點(diǎn)中北京、天津、河南形成耗散結(jié)構(gòu)，占60%；河北、山西尚未形成耗散結(jié)構(gòu)；北京、天津的耗散結(jié)構(gòu)判定值，即b-1-a²值呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。

（2）2015-2020年長(zhǎng)三角城市群及毗鄰省份RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定值顯示，6個(gè)樣本點(diǎn)中僅江蘇尚未形成耗散結(jié)構(gòu)，其它樣本點(diǎn)都形成耗散結(jié)構(gòu)，上海、浙江、安徽、湖北、山東5個(gè)樣本點(diǎn)的耗散結(jié)構(gòu)判定值即b-1-a²值呈遞增趨勢(shì)。

（3）2015-2020年粵港澳大灣區(qū)及毗鄰省份RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定值顯示，4個(gè)樣本點(diǎn)中香港、廣東形成耗散結(jié)構(gòu)，福建、海南尚未形成耗散結(jié)構(gòu)。

（4）2015-2020年成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈及毗鄰省份RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定值顯示，5個(gè)樣本點(diǎn)中僅四川、陜西形成耗散結(jié)構(gòu)，重慶、貴州、云南尚未形成耗散結(jié)構(gòu)。

綜上，我國(guó)四大國(guó)家級(jí)城市群及毗鄰省份RIES系統(tǒng)整體有序性表現(xiàn)為：長(zhǎng)三角城市群及毗鄰省份＞京津冀城市群及毗鄰省份＞粵港澳大灣區(qū)及毗鄰省份＞成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈及毗鄰省份。

3.1.3 特殊情況

（1）數(shù)據(jù)結(jié)果顯示，山西、河北等東中部資源型省份2015-2020年的b-1-a²值持續(xù)保持負(fù)數(shù)，并呈現(xiàn)出較穩(wěn)定狀態(tài)，說明系統(tǒng)的新陳代謝速率放緩，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的后勁相對(duì)不足；而福建、海南兩省RIES系統(tǒng)從未形成耗散結(jié)構(gòu)，可能的原因是在集聚創(chuàng)新資源時(shí)，系統(tǒng)中積累的主要問題和深層次矛盾仍未解決，尤其是新興產(chǎn)業(yè)支撐帶動(dòng)效力不足。

（2）江蘇、重慶等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省（市）的RIES系統(tǒng)在2015-2020年一直未形成耗散結(jié)構(gòu)。以江蘇為例，分析其原因，無論是創(chuàng)新投入（優(yōu)質(zhì)高新技術(shù)企業(yè)數(shù)量與財(cái)政支撐水平），還是創(chuàng)新資源（科研機(jī)構(gòu)與高校集聚），抑或是創(chuàng)新環(huán)境（先行先試政策、良好的市場(chǎng)環(huán)境以及國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)、國(guó)家創(chuàng)新型城市、國(guó)家高新區(qū)等區(qū)位優(yōu)勢(shì)），江蘇均具備得天獨(dú)厚的創(chuàng)新條件，正是在這樣的優(yōu)勢(shì)下逐步呈現(xiàn)“馬太效應(yīng)”，即江蘇能夠不斷強(qiáng)化創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，積極與外部進(jìn)行創(chuàng)新合作。數(shù)據(jù)顯示，2020年江蘇人均GDP居全國(guó)各省（區(qū)）之首，達(dá)12萬元，邁過國(guó)際貨幣基金組織制定的“人均GDP1.7萬美元”的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)入創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展模式。縱觀整個(gè)“十三五”，江蘇省R&D經(jīng)費(fèi)支出持續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，R&D經(jīng)費(fèi)投入總額位列全國(guó)第二，并且在科技創(chuàng)新能力、科研產(chǎn)出、學(xué)歷結(jié)構(gòu)等關(guān)鍵領(lǐng)域領(lǐng)先全國(guó)，僅落后于北京、廣東，但這種優(yōu)勢(shì)是通過外界“他組織”實(shí)現(xiàn)的，而不是形成耗散結(jié)構(gòu)的自組織RIES系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，主要表現(xiàn)為“蘇南、蘇中與蘇北創(chuàng)新能力水平和財(cái)政實(shí)力存在較大差距”。

3.2 系統(tǒng)耗散演化綜合評(píng)估

為深入分析RIES系統(tǒng)耗散演化過程，在測(cè)算耗散結(jié)構(gòu)判定值的基礎(chǔ)上，結(jié)合突變理論，對(duì)樣本省（市）的區(qū)域創(chuàng)新投入和創(chuàng)新環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)。

步驟1：依據(jù)表2 的RIES系統(tǒng)Brusselator模型評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中測(cè)度指標(biāo)的數(shù)目進(jìn)行變量分層。

步驟2：以SPSS25.0作為分析工具，按照全局熵值法確定指標(biāo)權(quán)重；

步驟3：分析指標(biāo)關(guān)系，有關(guān)聯(lián)的為互補(bǔ)型。

依據(jù)上述步驟，得出如表4所示的分析結(jié)果。

基于表4的權(quán)重結(jié)果及突變級(jí)數(shù)類別，可進(jìn)一步得到：

第一，針對(duì)x₁，有x₁₁，x₁₂，x₁₃共3個(gè)測(cè)度指標(biāo)，權(quán)重值分別為0.092 9、0.098 3、0.096 3，由此可得Q₁₂>Q₁₃>Q₁₁，x₁=13×x₁₂¹²+x₁₃¹³+x₁₁¹⁴。

第二，針對(duì)x₂，有x₂₁，x₂₂，x₂₃共3個(gè)測(cè)度指標(biāo)，權(quán)重值分別為0.125 1、0.140 7、0.125 8，由此可得Q₂₂>Q₂₃>Q₂₁，x₂=13×x₂₂¹²+x₂₃¹³+x₂₁¹⁴。

第三，針對(duì)x₃，有x₃₁，x₃₂，x₃₃，x₃₄共4個(gè)測(cè)度指標(biāo)，權(quán)重值分別為0.103 7、0.097 3、0.045 5、0.074 4，由此可得Q₃₁>Q₃₂>Q₃₄>Q₃₃，x₃=minx₃₁¹²，x₃₂¹³，x₃₄¹⁴，x₃₃¹⁴。

基于上述分析，可進(jìn)一步得到A區(qū)域創(chuàng)新投入的評(píng)價(jià)值：Q₂>Q₃>Q₁，A=13×x₂¹²+x₃¹³+x₁¹⁴，采用同樣的計(jì)算方式，得到B=13×y₂¹²+y₁¹³+y₃¹⁴，可進(jìn)一步得到20個(gè)樣本點(diǎn)RIES系統(tǒng)創(chuàng)新投入—?jiǎng)?chuàng)新環(huán)境耗散演化評(píng)價(jià)結(jié)果，具體如表5所示。

（1）評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，區(qū)域創(chuàng)新投入—區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境耗散評(píng)價(jià)值呈正向演化，系統(tǒng)逐步向耗散結(jié)構(gòu)演進(jìn)。京津冀城市群及毗鄰省份、長(zhǎng)三角城市群及毗鄰省份、粵港澳大灣區(qū)及毗鄰省份，以及成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈及毗鄰省份的創(chuàng)新環(huán)境評(píng)價(jià)值普遍高于創(chuàng)新投入評(píng)價(jià)值，說明2015-2020年四大城市群及毗鄰省份的創(chuàng)新環(huán)境（經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、技術(shù)）顯著優(yōu)化，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新活力及創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化具有積極作用，促進(jìn)RIES系統(tǒng)向有序穩(wěn)定方向發(fā)展。

（2）評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，樣本點(diǎn)區(qū)域創(chuàng)新投入-區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境耗散評(píng)價(jià)值逐步提高。如圖3所示，對(duì)比2013年、2015年、2017年、2019年4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)，樣本點(diǎn)RIES系統(tǒng)耗散演化分布呈現(xiàn)出象限3→象限2→象限1的演化趨勢(shì)，即持續(xù)向“高區(qū)域創(chuàng)新投入-高區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境”方向發(fā)展。

（3）評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，四大城市群及毗鄰省份的耗散演化存在差異。對(duì)比2013年四大城市群及毗鄰省份數(shù)據(jù)值可見：①?gòu)V東、香港兩地的區(qū)域創(chuàng)新投入值顯著高于其它省（市）；②北京的區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境明顯優(yōu)于其它省（市）；③成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈及毗鄰省份的創(chuàng)新環(huán)境評(píng)價(jià)值普遍高于創(chuàng)新投入評(píng)價(jià)值；④四大城市群中心省（市）的創(chuàng)新投入和創(chuàng)新環(huán)境水平明顯優(yōu)于毗鄰省份。

對(duì)比2020年四大城市群及毗鄰省份的數(shù)據(jù)值可見：①在廣東、香港兩個(gè)地區(qū)的基礎(chǔ)上新增了江蘇，3個(gè)地區(qū)的創(chuàng)新投入值顯著高于其它省域；②北京、上海兩市的區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境明顯優(yōu)于其它省域，其中，相較于2013年，上海的區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境有較大提升；③廣東的創(chuàng)新投入評(píng)價(jià)值明顯優(yōu)于北京和上海，但北京、上海的創(chuàng)新環(huán)境評(píng)價(jià)值比廣東高，說明僅憑持續(xù)的高創(chuàng)新投入也難以形成耗散結(jié)構(gòu)，需要?jiǎng)?chuàng)新投入與環(huán)境的共同作用；④四大城市群中心省（市）與毗鄰省份的差距逐步縮小，中心省（市）的輻射帶動(dòng)效應(yīng)逐步顯現(xiàn)。

4 研究結(jié)論及政策啟示

4.1 研究結(jié)論

基于科學(xué)轉(zhuǎn)移思路，將耗散結(jié)構(gòu)理論中的Brusselator經(jīng)典模型移植到RIES系統(tǒng)演化分析中，結(jié)合共生理論，圍繞共生單元、結(jié)構(gòu)與模式、網(wǎng)絡(luò)與環(huán)境等生態(tài)特征，構(gòu)建創(chuàng)新投入—?jiǎng)?chuàng)新環(huán)境要素指標(biāo)體系，推導(dǎo)RIES系統(tǒng)形成耗散結(jié)構(gòu)的判定條件，進(jìn)一步運(yùn)用“全局熵—突變級(jí)數(shù)”評(píng)價(jià)模型刻畫系統(tǒng)耗散演化過程。通過構(gòu)建RIES系統(tǒng)耗散結(jié)構(gòu)的判定模型，對(duì)2013-2020年我國(guó)四大國(guó)家級(jí)城市群及毗鄰省份的RIES系統(tǒng)耗散演化狀態(tài)進(jìn)行實(shí)證分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

（1）我國(guó)四大城市群及毗鄰省份的RIES系統(tǒng)具有開放性、非線性耦合、遠(yuǎn)離平衡態(tài)、漲落現(xiàn)象等特性，具備形成耗散結(jié)構(gòu)的前提條件。其中，北京、天津、上海等11個(gè)樣本點(diǎn)的RIES系統(tǒng)已形成耗散結(jié)構(gòu)，其它部分地區(qū)雖未形成耗散結(jié)構(gòu)但正向耗散結(jié)構(gòu)演進(jìn)，我國(guó)四大國(guó)家級(jí)城市群及毗鄰省份RIES系統(tǒng)的整體有序性表現(xiàn)為：長(zhǎng)三角城市群及毗鄰省份＞京津冀城市群及毗鄰省份＞粵港澳大灣區(qū)及毗鄰省份＞成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈及毗鄰省份。

（2）樣本點(diǎn)耗散評(píng)價(jià)值向正向演化，系統(tǒng)趨向耗散結(jié)構(gòu)，2015-2020年四大城市群及毗鄰省份的創(chuàng)新環(huán)境（經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)、技術(shù)）顯著提升，對(duì)區(qū)域創(chuàng)新活力及創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化具有積極作用，促進(jìn)RIES系統(tǒng)向有序、穩(wěn)定方向發(fā)展。

（3）對(duì)比2013、2015、2017、2019年4個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，樣本點(diǎn)RIES系統(tǒng)的耗散演化分布整體呈現(xiàn)為象限3→象限2→象限1的演化趨勢(shì)，即持續(xù)向“高區(qū)域創(chuàng)新投入—高區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境”方向發(fā)展。

4.2 政策啟示

（1）探索打造以國(guó)家、區(qū)域產(chǎn)業(yè)策源為導(dǎo)向的區(qū)域創(chuàng)新中心。相較于其它城市，實(shí)體經(jīng)濟(jì)與未來科技“兩頭強(qiáng)”是北京、上海、深圳等創(chuàng)新中心城市的產(chǎn)業(yè)比較優(yōu)勢(shì)，也是RIES系統(tǒng)能級(jí)全面提升的關(guān)鍵基礎(chǔ)。因此，建議按照“遵循比較優(yōu)勢(shì)、發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)和塑造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)”的基本理念，通過增長(zhǎng)甄別、因勢(shì)利導(dǎo)，重點(diǎn)打造一批國(guó)家級(jí)科技創(chuàng)新平臺(tái)，重點(diǎn)圍繞“兩頭強(qiáng)”優(yōu)勢(shì)，打造以國(guó)家、區(qū)域產(chǎn)業(yè)策源為導(dǎo)向，以國(guó)家創(chuàng)新中樞為目標(biāo)，基礎(chǔ)研究與關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)并重，產(chǎn)學(xué)研用一體化結(jié)合的國(guó)家創(chuàng)新中心雁陣，提升產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈現(xiàn)代化水平，強(qiáng)化創(chuàng)新策源功能。

（2）積極探索構(gòu)建更為緊密的區(qū)域性協(xié)同創(chuàng)新體制機(jī)制。基于中心城市區(qū)域創(chuàng)新樞紐的發(fā)展定位，在區(qū)域產(chǎn)業(yè)中心共建、關(guān)鍵共性技術(shù)協(xié)同攻關(guān)、科技創(chuàng)新成果協(xié)同轉(zhuǎn)化、雙向飛地經(jīng)濟(jì)建設(shè)以及人才多元培育等方面進(jìn)行深入探索，展開先行先試。加快區(qū)域內(nèi)整合，建設(shè)跨區(qū)域協(xié)同的產(chǎn)業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈，逐步形成“研發(fā)—轉(zhuǎn)化—制造—銷售”區(qū)域一體化協(xié)作體系。

（3）積極培育、壯大本土“專精特新”中小企業(yè)。區(qū)域創(chuàng)新需按“圈”規(guī)劃，加強(qiáng)政府對(duì)本土“專精特新”中小企業(yè)的政策傾斜與專項(xiàng)扶持力度，充分發(fā)揮市場(chǎng)主導(dǎo)作用，推進(jìn)本土優(yōu)勢(shì)中小企業(yè)與行業(yè)龍頭企業(yè)融通發(fā)展；加速構(gòu)建與完善區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，圍繞創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵條件要素，重點(diǎn)在財(cái)稅政策、創(chuàng)新孵化、科技金融、成果轉(zhuǎn)化以及平臺(tái)支撐等方面進(jìn)行先行先試探索。加快推進(jìn)區(qū)域內(nèi)高校、科研院所與本土“專精特新”中小企業(yè)聯(lián)合興辦符合國(guó)家發(fā)展需求導(dǎo)向的基礎(chǔ)學(xué)科及新興前沿學(xué)科聯(lián)合研究中心、研究院或創(chuàng)新聯(lián)盟，加大前瞻性、多元化、稀缺性專業(yè)人才引進(jìn)。

（4）形成基于要素資源—?jiǎng)?chuàng)新投入—產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的“市場(chǎng)—技術(shù)—市場(chǎng)”的良性循環(huán)。在促進(jìn)“市場(chǎng)—技術(shù)—市場(chǎng)”的良性循環(huán)中，第一個(gè)“市場(chǎng)”是指企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)間的良性互動(dòng)，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向進(jìn)行深度的產(chǎn)學(xué)研合作，實(shí)現(xiàn)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)技術(shù)需求的精準(zhǔn)對(duì)接；第二個(gè)“市場(chǎng)”是指要讓科技成果能夠及時(shí)產(chǎn)業(yè)化。“市場(chǎng)—技術(shù)—市場(chǎng)”良性循環(huán)的核心是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈的高效對(duì)接，即充分響應(yīng)習(xí)近平總書記在考察陜西時(shí)的重要指示，“要圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈、圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展邁出更大步伐”。因此，未來的著力點(diǎn)是引導(dǎo)科技活動(dòng)從自循環(huán)向科研與市場(chǎng)融合聯(lián)動(dòng)的大循環(huán)轉(zhuǎn)變，同時(shí)，保持政策穩(wěn)定性、連續(xù)性，逐步建立并完善要素集成、資源集中、服務(wù)集聚的政產(chǎn)學(xué)研金服用創(chuàng)新體系。

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（責(zé)任編輯：胡俊健）

Dissipative Evolution of Regional Innovation Ecosystem

from the Perspective of Symbiosis Theory

Yang Li¹，Shang Chao²，Yang Jianchao³

（1. School of Economics and Management，Southwest Jiao Tong University， Chengdu 610031， China;

2. Institute of New Structural Economics，Peking University， Beijing 100871， China；

3. Business School， Hohai University， Nanjing 211100， China）

Abstract：With the complex transformation of the global economy， the innovation paradigm has entered the innovation ecosystem 3.0 period. It is vital to figure out how to accelerate the improvement of regional innovation output level and regional innovation level based on the new innovation ecosystem so as to promote the sustainable development of regional economy， industrial transformation and upgrading， and effective improvement of market competitiveness. The RIES system is an important carrier to promote regional innovation and development， economic and environmental synergy and symbiosis， because of its diversity and superiority of species at the component element level， its clustering of resources at the resource element level， its adaptability and friendliness at the environmental element level， and its dynamic and mutually beneficial symbiosis at the interactive behavior level. More and more government departments are committed to building a high-level RIES system. The structure evolution， innovation performance and efficiency evaluation of RIES system have also attracted extensive attention from scholars at home and abroad.Previous studies have shown that RIES system presents the characteristics of self-organization evolution. It is a typical complex system and has a periodically changing dissipative structure. It is necessary to deeply analyze its evolution and changing laws from the perspective of the dynamic change of system structure. Therefore， from the perspective of symbiosis theory， this paper analyzes the evolution law of the dissipative structure of RIES system， depicts the interaction relationship between multiple subjects in the system and between resource input and system environment based on the ecological characteristics of symbiosis unit， structure and mode， network and environment， ， which is of great significance to the rational allocation of innovation resources， the promotion of multi subject cooperation， and the acceleration of the optimization and adjustment of regional innovation structure. It is essential for the realization of the integration and improvement of regional innovation efficiency and capability.

On the basis of the scientific transfer， Brusselator， a classic model in dissipative structure theory， has been transplanted into the evolution analysis of RIES system. At the same time， by combining symbiosis theory and focusing on such ecological characteristics as symbiotic unit， structure and mode， network and environment， etc.， this study constructs an “innovation investment—symbiotic environment” factor index system and forms judgement criteria for dissipative structure. It further applies? the“overall entropy—catastrophe progression” evaluation model to present the process of dissipative evolution of the system. By constructing a decision model for the dissipative structure of the RIES system， the study conducts an empirical study of dissipative evolution of RIES system in Chinas four major national urban agglomerations and nearby provinces from 2013 to 2020.

Empirical research analysis has found that （1） the regional innovation ecosystems in China's four major urban agglomerations and adjacent provinces have the characteristics of openness， nonlinear coupling， far away from equilibrium， fluctuation and so on， and have the prerequisite for the formation of dissipative structures; （2） the dissipative evaluation value of the sample points is evolving positively， and the system is gradually evolving to a dissipative structure， for during 2015-2020， the innovation environment （economy， market and Technology） of the four major urban agglomerations and adjacent provinces has been significantly improved， which has a positive role in promoting the regional innovation vitality and the transformation of innovation achievements; （3） the dissipative evolution distribution of the regional innovation ecosystem in the sample points continues to develop in the direction of "high regional innovation investment—high regional innovation environment".

According to the results of empirical analysis， this paper puts forward countermeasures and suggestions for the healthy development of China's regional innovation ecosystem by building a regional innovation center， improving the collaborative system and mechanism， cultivating enterprise subjects and forming a virtuous circle.

Key Words：Symbiosis Theory; Regional Innovation Ecosystem; Brusselsator Model; Dissipative Structure; Dissipative Evolution