皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度研究

金 蘭 何 剛 朱艷娜 李恕洲

（安徽理工大學(xué),安徽 淮南 232001）

一、文獻(xiàn)述評(píng)

當(dāng)今社會(huì)科技創(chuàng)新飛速發(fā)展，成為推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中堅(jiān)力量。黨的十九大報(bào)告指出，創(chuàng)新是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建立創(chuàng)新型國(guó)家的戰(zhàn)略選擇[1]。黨的十八大明確提出要實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，走中國(guó)特色自主創(chuàng)新道路，將創(chuàng)新擺在了國(guó)家發(fā)展全局的核心位置，并強(qiáng)調(diào)科技創(chuàng)新在提高社會(huì)生產(chǎn)力和綜合國(guó)力中的重要作用[2]?？萍紕?chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，研究區(qū)域科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)水平對(duì)制定地區(qū)科技投入等相關(guān)性政策具有重要的理論意義。

從目前的研究現(xiàn)狀來看，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的研究主要從科技創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的促進(jìn)作用、科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的關(guān)系、科技和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展關(guān)系這三個(gè)角度開展的。例如，劉林、張勇通過建立面板模型，探究科技投入和科技創(chuàng)新對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)合理、良性增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)路徑[3]。龍小寧基于邏輯分析和實(shí)證分析，研究科技創(chuàng)新和實(shí)體經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系[4]。劉媛媛、孫慧運(yùn)用索洛余值法測(cè)算新疆科技投入對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)度，并利用DEA分析法對(duì)貢獻(xiàn)度進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]。張優(yōu)智借助平滑轉(zhuǎn)換回歸模型對(duì)我國(guó)科技投入和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系進(jìn)行研究[6]。彭新一、王春梅采用耦合協(xié)調(diào)模型測(cè)算區(qū)域高?？萍紕?chuàng)新能力與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的耦合協(xié)調(diào)度，進(jìn)而探討兩者間的內(nèi)在聯(lián)系[7]。其中耦合協(xié)調(diào)度模型在系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)要素間的關(guān)系研究中有著獨(dú)特的視角，以其量化過程的簡(jiǎn)單、便捷等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。因此，本研究借助耦合協(xié)調(diào)度模型，基于2006-2017年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)關(guān)系進(jìn)行探究。

二、研究方法與指標(biāo)體系

（一）耦合度模型

耦合是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)或者運(yùn)動(dòng)形式通過各種相互作用而彼此影響的現(xiàn)象[8]。系統(tǒng)之間通過各種相互作用產(chǎn)生的影響程度可以用耦合度來衡量，耦合度能夠刻畫系統(tǒng)之間及系統(tǒng)內(nèi)各要素之間交互依存、脅迫關(guān)系的變化趨勢(shì)[9]。利用耦合度模型計(jì)算系統(tǒng)之間的耦合程度，主要操作步驟如下：

第1步，標(biāo)準(zhǔn)化處理。

設(shè) xij（i=1,2；j=1,2…，n）為第 i個(gè)系統(tǒng)的第 j個(gè)指標(biāo)，為經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理后的功效函數(shù)值，表示變量對(duì)系統(tǒng)的功效貢獻(xiàn)值。指標(biāo)體系中存在正向指標(biāo)（正效用）和負(fù)向指標(biāo)（負(fù)效用）的差異，具體的處理公式如下：

正向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化公式：

負(fù)向指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化公式：

第3步，計(jì)算系統(tǒng)耦合度C。

（二）協(xié)調(diào)度模型

協(xié)調(diào)是指在系統(tǒng)總體演進(jìn)過程中，系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)相互促進(jìn)、共同和諧所形成的一種良性耦合態(tài)勢(shì)[10]。耦合度雖然能刻畫科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互影響的程度，卻難以反映系統(tǒng)間交互耦合的協(xié)調(diào)程度。此處引入?yún)f(xié)調(diào)度模型，計(jì)算系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度D，計(jì)算公式如下：

式（5）中，T為系統(tǒng)綜合協(xié)調(diào)指數(shù)，用來衡量各子系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)總體協(xié)調(diào)度的貢獻(xiàn)情況；α、β表示兩個(gè)子系統(tǒng)的貢獻(xiàn)系數(shù)，通常取α+β=1?？紤]到經(jīng)濟(jì)發(fā)展涉及的因素較為廣泛，科技創(chuàng)新是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，但不是唯一因素，故本研究取α=0.4，β=0.6。借鑒前人的研究成果，將科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)階段劃分為五個(gè)階段。

0≤C＜0.2，低度耦合（低度耦合協(xié)調(diào)）階段；0.2≤C＜0.4，較低度耦合（較低度耦合協(xié)調(diào)）階段；0.4≤C＜0.6，中度耦合（中度耦合協(xié)調(diào)）階段；0.6≤C＜0.8，較高度耦合（較高度耦合協(xié)調(diào)）階段；0.8≤C＜1，高度耦合（高度耦合協(xié)調(diào)）階段。

（三）熵權(quán)法

熵權(quán)法是通過信息熵來測(cè)算指標(biāo)值的變異程度，根據(jù)指標(biāo)所提供信息量的多少來確定權(quán)重的一種客觀賦權(quán)法，相較于主觀賦權(quán)法具有更高的可信度[11]。主要操作步驟如下：

第1步，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理：

第2步，計(jì)算i年份第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)值的比重，即規(guī)范化：

第3步，計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的熵值：

第4步，計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重：

（四）指標(biāo)體系構(gòu)建

在前人研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)科技創(chuàng)新子系統(tǒng)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)的特征以及耦合協(xié)調(diào)分析所涉及的系統(tǒng)要素，遵循指標(biāo)篩選的科學(xué)客觀性、可獲取性等原則，構(gòu)建皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)指標(biāo)體系。

科技創(chuàng)新子系統(tǒng)以創(chuàng)新要素為研究基礎(chǔ)，創(chuàng)新要素是指科技創(chuàng)新過程中必須具備的且有驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新作用的構(gòu)成要素。本研究借鑒屠年松等人對(duì)創(chuàng)新要素的劃分方式，從創(chuàng)新投入、創(chuàng)新環(huán)境和創(chuàng)新產(chǎn)出三個(gè)層面對(duì)科技創(chuàng)新子系統(tǒng)進(jìn)行描述，共選取9個(gè)二級(jí)指標(biāo)?？萍紕?chuàng)新投入是科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵要素，也是科技創(chuàng)新產(chǎn)出的支撐要素，本研究選取的創(chuàng)新投入指標(biāo)主要考慮科技創(chuàng)新的資金投入（R&D經(jīng)費(fèi)投入、教育投入）和人才投入，包括“R&D經(jīng)費(fèi)內(nèi)部支出占GDP比重”、“教育支出占財(cái)政支出比重”、“R&D人員數(shù)占從業(yè)人員數(shù)比重”；科技創(chuàng)新環(huán)境是科技創(chuàng)新系統(tǒng)的保障，良好的創(chuàng)新環(huán)境能使科技創(chuàng)新成果最大化，本研究選取“科學(xué)技術(shù)支出占財(cái)政支出比重”表征科技創(chuàng)新的政策環(huán)境，體現(xiàn)政府對(duì)科技創(chuàng)新活動(dòng)的支持力度。用“金融業(yè)固定資產(chǎn)投資”描述金融環(huán)境，金融市場(chǎng)服務(wù)強(qiáng)度越大，創(chuàng)新型企業(yè)的研發(fā)積極性就越高。用“郵電業(yè)務(wù)總量”衡量物流信息環(huán)境，物流水平和信息化程度越高，科技成果轉(zhuǎn)化越快；科技創(chuàng)新產(chǎn)出是指科技創(chuàng)新活動(dòng)帶來的一系列成果，包括直接成果和間接成果，分別用“專利申請(qǐng)量”、“專利授權(quán)量”、“新產(chǎn)品銷售收入”來描述。

經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)從經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、經(jīng)濟(jì)效益3個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系，其中：經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)維度包括第三產(chǎn)業(yè)占GDP比重、進(jìn)出口總額占GDP比重2個(gè)具體指標(biāo)；經(jīng)濟(jì)規(guī)模維度包括GDP、GDP增長(zhǎng)速度、人均GDP等3個(gè)具體指標(biāo)；經(jīng)濟(jì)效益層面包括地方財(cái)政收入、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)總額等3個(gè)具體指標(biāo)。如表1所示。

表1 科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)指標(biāo)體系

三、實(shí)證分析

（一）研究區(qū)概況

作為承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)的皖江城市帶，包括合肥、蕪湖、銅陵、馬鞍山、安慶、池州、宣城、滁州8個(gè)城市和六安市的舒城縣、金安區(qū)，合計(jì)59個(gè)縣（市、區(qū)），占地面積約達(dá)7.6萬平方公里，人口總數(shù)3058萬人，是全國(guó)唯一以產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移為主題的地區(qū)發(fā)展規(guī)劃以及促進(jìn)中部地區(qū)崛起戰(zhàn)略的重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域，對(duì)融入長(zhǎng)三角經(jīng)濟(jì)帶起到“承東啟西”的關(guān)鍵作用[12]。本研究的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)均來源于《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒（2011-2018）》，由于巢湖市在2011年被劃分到馬鞍山市和合肥市，本研究的研究時(shí)段為2010-2017年，考慮到數(shù)據(jù)的可靠性和易獲取性，本研究未將巢湖市和六安市金安區(qū)、舒城縣列入統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，僅統(tǒng)計(jì)了其余八市的相關(guān)數(shù)據(jù)信息。

（二）實(shí)證結(jié)果

利用標(biāo)準(zhǔn)化后的功效函數(shù)值和指標(biāo)權(quán)重，根據(jù)公式（3）計(jì)算出各子系統(tǒng)的綜合序參量，結(jié)果如表2、表3所示。

表3 皖江城市帶經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)綜合序參量

利用計(jì)算得出的綜合序參量值，根據(jù)公式（4）、（5）分別計(jì)算出皖江城市帶科技創(chuàng)新系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)間的耦合度及耦合協(xié)調(diào)度，并由表1中的科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)階段劃分標(biāo)準(zhǔn)將各系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)情況進(jìn)行階段劃分，最終得出耦合度數(shù)值及耦合階段、耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值及耦合協(xié)調(diào)階段分別如表4、表5所示。

表4 皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)耦合度情況

表5 皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度情況

（三）結(jié)果分析

1.相關(guān)性分析

將科技創(chuàng)新系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)綜合序參量分別作為自變量、因變量，利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，借助SPSS20.0軟件對(duì)皖江城市帶科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)子系統(tǒng)進(jìn)行一元線性回歸分析，分析結(jié)果見表6。從總體來說，皖江城市帶科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩個(gè)子系統(tǒng)綜合序參量的線性擬合度為0.825，說明擬合度較高，回歸系數(shù)為0.456，說明皖江城市帶總體科技創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)力度一般，由各城市回歸系數(shù)知，主要是受到馬鞍山科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力度差的影響。以省會(huì)合肥市為例，回歸系數(shù)為0.516，說明科技創(chuàng)新系統(tǒng)綜合序參量每提高1個(gè)百分點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)相應(yīng)提高0.516個(gè)百分點(diǎn)。從各個(gè)城市來看，池州、安慶、合肥、滁州的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展線性擬合效果較好，銅陵、安慶、池州、滁州、合肥、宣城等城市科技創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)力度較為顯著，銅陵市的科技創(chuàng)新給經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的效益最高。

表6 皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)回歸情況

2.耦合協(xié)調(diào)分析

由圖1可以得出，2010-2011年間，除合肥和銅陵外，其余六市均呈現(xiàn)耦合度快速增長(zhǎng)趨勢(shì)；2011-2012年間，皖江八市的耦合度持續(xù)攀升，在2012年到達(dá)高度耦合階段，且在2012-2017年間穩(wěn)定在高度耦合階段。這說明皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合度總體處在高水平階段，科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的交互作用強(qiáng)。

從2017年皖江各市的耦合度數(shù)值來看，研究區(qū)域的耦合度均在0.994以上，耦合階段處于高度耦合階段。其中銅陵市的耦合度為0.999，在所有城市中位居第一，銅陵市除在2010-2011年間科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的耦合度出現(xiàn)下降趨勢(shì)，其余年份耦合度增長(zhǎng)較快，這與表6反映的情況相符，即銅陵市的科技創(chuàng)新系統(tǒng)綜合序參量向經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)綜合序參量靠近所需的時(shí)間更短。

圖1 皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)耦合度（2010-2017年）

圖2 皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度（2010-2017年）

由圖2可知，皖江城市帶的科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度在2010-2017年間呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，從耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展階段來看，皖江城市帶在研究期限內(nèi)經(jīng)歷了從低度到高度的演變趨勢(shì)。其中合肥、蕪湖、銅陵、安慶等市的耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展歷程為較低度-中度耦合協(xié)調(diào)，滁州、馬鞍山、池州等市的耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展歷程為較低度-中度-較高度耦合協(xié)調(diào)，宣城市的耦合協(xié)調(diào)度發(fā)展階段為較低度-中度-較低度-中度耦合協(xié)調(diào)，說明宣城市的科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)子系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)性較不穩(wěn)定，科技創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐作用還需進(jìn)一步加強(qiáng)。2017年，耦合協(xié)調(diào)度排名第一的滁州市為0.627，處于較高度耦合協(xié)調(diào)階段?？傮w來看，皖江城市帶的科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈高耦合、低耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)，協(xié)調(diào)度最優(yōu)達(dá)較高度耦合協(xié)調(diào)階段，且呈現(xiàn)不斷改善的發(fā)展趨勢(shì)。

四、結(jié)論與建議

本研究基于耦合度和協(xié)調(diào)度模型，借鑒前人的研究成果，篩選指標(biāo)并構(gòu)建科技創(chuàng)新子系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展子系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)皖江城市帶2010-2017年科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)發(fā)展耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行實(shí)證分析，得出以下兩點(diǎn)結(jié)論：

（1）2017年皖江城市帶區(qū)域的科技創(chuàng)新綜合序參量數(shù)值比經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合序參量數(shù)值更高，這說明科技創(chuàng)新的貢獻(xiàn)大于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)；從相關(guān)性分析來看，皖江城市帶科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展兩個(gè)子系統(tǒng)綜合序參量的線性擬合效果較好，回歸系數(shù)偏低，說明皖江城市帶總體科技創(chuàng)新對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)力度一般。

（2）皖江城市帶的耦合度數(shù)值在2017年均達(dá)到0.994以上，耦合階段均處于高度耦合階段，但是其耦合協(xié)調(diào)度數(shù)值偏低，最大為滁州市的0.627，所處階段僅為較高度耦合協(xié)調(diào)階段，說明皖江城市帶的科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的交互作用強(qiáng)，但是科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展并未完全相適應(yīng)，因此需要加大科技投入和科技創(chuàng)新模式調(diào)整，實(shí)現(xiàn)皖江城市帶科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)二者的協(xié)同，形成經(jīng)濟(jì)和科技的良性循環(huán)。

基于本研究的實(shí)證結(jié)論，促進(jìn)皖江城市帶科技創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的耦合協(xié)調(diào)需要加強(qiáng)區(qū)域間的交流和學(xué)習(xí)，建立經(jīng)濟(jì)發(fā)展聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)帶動(dòng)周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)的局面，通過地區(qū)合作交流促進(jìn)財(cái)力、人力、物力平衡分配，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的健康可持續(xù)發(fā)展。把創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略作為第一戰(zhàn)略，明確科技創(chuàng)新在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位，加大科技投入，促進(jìn)科技創(chuàng)新成果的轉(zhuǎn)化，注重科技創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，落實(shí)產(chǎn)學(xué)研用一體化，將科技創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不竭源泉。