我国中部地区科技创新与经济高质量发展耦合协调度的时空演化

周筱扬，左国存

（湖南理工学院经济与管理学院，湖南岳阳 414006）

党的十八大作出了实施创新驱动发展战略的部署，党的十九大进一步作出我国经济由高速增长阶段转向高质量发展阶段的科学论断，表明我国今后将继续以科技创新驱动经济高质量发展。我国的中部地区处于东部沿海地区和西部地区的过渡地带，战略位置十分重要，但一度发展缓慢，出现“中部塌陷”现象。自中部崛起战略实施以来，中部地区发展加速。“十三五”期间，中部地区年均经济增长率达8.6%，增速居东部、中部、西部、东北地区之首，以10.7%的土地面积承载了全国（未含港澳台地区。下同）25.8%的人口、贡献了全国22%的地区生产总值［1］。《中共中央国务院关于新时代推动中部地区高质量发展的意见》（以下简称《意见》）指出，中部地区要以改革创新为根本动力推动高质量发展，以满足人民日益增长的美好生活需要。那么，现阶段中部地区经济高质量发展水平如何？中部地区科技创新能力如何？中部地区科技创新与经济高质量发展是否协调？本研究将在对中部地区科技创新与经济高质量发展水平测度的基础上，从科技创新与经济高质量发展的耦合协调时空演化角度探讨上述问题。

1 文献综述

1.1 区域科技创新及其测度

科技创新是指人在对客观事物及其规律认识深化基础上实现的生产技术革新，它发生于劳动过程中，是人类劳动的特征［2］。一般而言，科技创新是一个集体成就，具有显著的系统特性。黏滞性知识和本地化学习使得科技创新在区域内各类创新者的交互中产生，因此，区域是考察创新活动的较好视角［3］。目前普遍以单一指标、科技创新效率或通过建立多维度科技创新评价指标体系测度区域科技创新水平，如，沈菊华［4］从科研开发能力、科技成果转化能力、科技支撑能力方面选取40 多个指标，构建区域科技创新能力评价指标体系，并通过层次分析法确定各指标的权重，对连云港市1990—2002年的科技创新能力进行纵向比较评价，并对江苏省2002 年的科技创新能力进行横向比较分析；巴吾尔江等［5］从科技投入水平、科技创新环境、科技产出能力、企业创新能力方面构建科技创新能力评价指标体系，运用主成分分析方法确定指标权重，对我国30 个省区市的区域科技创新能力进行实证研究与比较分析。

1.2 经济高质量发展及其测度

卡马耶夫［6］认为经济增长不仅包括生产资源与生产量的增加，还应该包括产品质量和效率的提高，并提出“经济增长质量”的概念。Mlachila 等［7］认为高质量增长是高速增长和可持续、社会友好型的增长，并从经济增长的基本属性和社会成果发展两个维度构建经济增长质量指数。党的十九大提出了经济高质量发展理念，在新时代中国语境下赋予了经济高质量发展新的更科学内涵。高质量发展的实践取向体现为创新成为第一动力、遵循规律的科学发展、转向中高速增长、迈向中高端结构、走文明发展道路的发展［8］。在经济高质量发展水平测度方面，刘思明等［9］认为全要素生产率同时考虑了生产过程中资本和劳动两个要素投入，以全要素生产率表征经济高质量发展水平。由于高质量发展具有广泛的经济、社会和生态环境内涵，从其内在多维性特征出发，构建经济高质量发展评价指标体系进行测度得到了更多学者的认可，例如吴刚等［10］从供给侧和需求侧两端构建经济高质量发展评价指标体系；周清香等［11］构建包含动力转化、结构升级、成果共享与环境保护4 个维度的经济高质量发展评价指标体系，并运用熵权法等评价方法对区域经济高质量发展水平进行测度。

1.3 科技创新与经济发展的关系

缺乏创新，经济将进入停滞状态，经济发展难以持续［12］。创新是多样的，包括科技创新、制度创新、商业模式创新等创新形式，其中科技创新是关系发展全局的核心［13］。科技创新在实现经济增长和改善人类福祉等社会目标方面发挥了核心作用［14］。进入新时代，我国经济结构升级，相应的增长动力需要转换，新的发展动力在于创新，创新能够驱动服务升级、推动高端制造业发展、促进深度城市化和技术进步［15］。但不同类型的创新对区域经济高质量发展的影响作用并非完全一致［16］。科技创新通过推动经济高质量发展体系的6 个核心要素——要素生产效率、高质量产品和服务供给、产业结构升级、消费结构升级、资源与环境和促进社会公平，促进社会经济高质量发展［17］。

科技创新与经济发展之间具有相互促进、和谐共生的耦合发展关系［18］。肖田野等［19］通过实证分析发现，广东省各区域的科技创新与经济发展系统的综合序参量值均呈现上升态势，各区域科技创新与经济发展两者的交互作用较强。有研究指出科技创新与经济高质量发展两个系统之间相互联系、相互作用，存在较强的互动关系，其理想的耦合协调关系是“高-高”的优质协调，并通过实证得出结论：我国科技创新与经济高质量发展已初步实现良好协调，但存在明显的区域差异，与优质协调发展仍有差距［20］。

综上，目前已有相关研究主要阐释了科技创新对经济高质量发展的驱动机制，但科技创新系统与经济高质量发展系统并不是单向的影响关系，而是互动耦合关系。中部地区在全国区域经济高质量发展格局中具有举足轻重的战略地位，但目前以中部地区为研究对象探究科技创新与经济高质量发展耦合协调关系的研究仍比较缺乏。基于此，本研究以我国中部地区为研究对象，对其科技创新与经济高质量发展水平进行测度，并探究二者的耦合协调关系，以期为中部地区及全国其他区域科技创新与经济高质量协调发展提供参考。

2 研究设计

2.1 研究方法

2.1.1 熵权法

参考窦若愚［21］的研究，使用加入时间年份变量的熵权法对指标权重进行计算可用于面板数据的分析。首先，对数据进行标准化处理。为保证后续计算有意义，将计算后的矩阵进行平移L 单位，标准化过程如式（1）所示：

计算指标权重的具体过程如下：

2.1.2 耦合协调度评价模型

耦合度是对系统间相互影响程度的衡量，通过建立区域创新与经济高质量发展水平的耦合度（C）模型，对二者之间的关联程度进行测度。耦合度计算公式如下：

式（5）中：C 的取值范围为(0～1］，值越大说明科技创新系统与经济高质量发展系统之间相互作用、相互影响程度越明显；为区域科技创新水平；区域为经济高质量发展水平。

耦合度虽能反映科技创新与经济高质量发展系统的相互作用程度，但不能表征各系统之间是在高水平上相互促进还是低水平上相互制约，因此，以耦合协调度衡量两系统的耦合协调关系。计算公式如下：

参考唐晓华等［22］的研究，结合中部地区科技创新与经济高质量发展的现实状况，对科技创新与经济高质量发展耦合协调度进行阶段划分，如表1所示。

表1 科技创新与经济高质量发展耦合协调度类型和区间划分

2.2 评价指标体系构建与数据说明

2.2.1 评价指标体系构建

对于科技创新水平的评价，有如陈章喜等［23］从创新环境、创新投入、创新产出3 个方面构建科技创新评价指标体系；朱新玲等［24］从创新环境、创新投入、创新产出、创新合作4 个维度对科技创新水平进行测度。经济高质量发展水平的测度，应综合考虑经济发展的方方面面，不仅追求高质量的经济发展过程，还要追求高质量的发展结果；不仅把握经济高质量发展的当前能力，还要把握经济高质量发展的前景与潜力［25］。充分考虑系统性、全面性、科学性和数据可获得性等指标选取原则，立足于中部地区实际，以科技创新作为经济高质量发展的核心驱动力视角，从创新投入、创新产出及创新环境3 个维度构建科技创新水平评价指标体系，如表2 所示。

表2 区域科技创新水平评价指标体系

在新时代下，我国经济高质量发展突出表现为在保护生态环境的前提下保持经济运行稳定、提升发展效率、协调城乡关系及产业关系、继续扩大对外开放，最终实现经济发展成果改善民生福祉、满足人们美好生活需要。基于此，将科技创新与经济高质量发展视为相对独立的两个系统，构建经济高质量发展评价指标体系，如表3 所示。

表3 区域经济高质量发展水平评价指标体系

2.2.2 数据说明

原始数据来源于2010 至2020 年《中国科技统计年鉴》《中国高技术产业统计年鉴》《中国统计年鉴》以及中部各省《统计年鉴》和《国民经济和社会发展统计公报》，以取相邻年份均值方法补齐缺失数据。此外，对部分指标数据进行如下处理：考虑通货膨胀因素，对人均地区生产总值、万元地区生产总值电耗、万元地区生产总值能耗、万元地区生产总值水耗等涉及地区生产总值的指标均换算为以2005 年为基期的可比的地区生产总值。

3 实证分析

3.1 科技创新与经济高质量发展水平分析

在运用熵权法分别确定区域经济高质量发展系统和区域科技创新系统各指标权重的基础上，采用综合加权法计算科技创新与经济高质量发展综合指数以衡量科技创新与经济高质量发展水平，并以中部六省历年平均科技创新和高质量发展得分表征该时期中部地区科技与经济高质量发展的整体水平。如图1 所示，2010 年科技创新与高质量发展水平相差较大，且皆处于较低水平，之后，科技创新与经济高质量发展水平一直处于稳定上升状态。“十二五”“十三五”时期，中部地区不断加大对科技创新的支持力度，贯彻落实创新驱动发展战略，科技创新实力提升显著，科技创新水平提升幅度明显高于经济高质量发展水平，到2019 年科技创新水平略低于高质量发展水平。

图1 我国中部地区科技创新与经济高质量发展水平指数的年度分布

如表4 所示，考察期间除山西省外，其余五省科技创新水平呈稳定上升趋势。中部六省的科技创新水平存在较大差距，其中，湖北省的科技创新水平最高；山西省科技创新水平最低，其2010—2019年科技创新水平均值仅为湖北省的29%；河南省、安徽省、湖南省三省科技创新水平接近，但安徽省通过建设国家研发中心汇集了诸多创新要素，科技创新水平提升幅度明显大于其余地区。

表4 2010—2019 年我国中部六省科技创新水平情况

如表5 所示，中部六省经济高质量发展水平差距不大，但山西省经济高质量发展水平略低于其余五省，原因在于其生产方式相对落后，省内多资源型城市，亟须产业转型升级。从增长幅度来看，安徽省经济高质量发展水平增长幅度最大，2010 年其经济高质量发展水平仅高于山西省，到了2019 年却排在中部六省的第2 位。

表5 2010—2019 年我国中部六省经济高质量发展水平情况

3.2 科技创新与经济高质量发展耦合协调度分析

如图2 所示，2010—2019 年中部地区科技创新与经济高质量发展系统之间的耦合度一直处于较高水平，趋近于1，并且变化幅度较小；耦合协调度持续稳定上涨，2010年为0.504，到2019年达到0.714，较2010 年增长41.75%，从勉强协调状态演化到中级协调状态。由于受到科技创新水平落后于经济高质量发展水平的影响，中部地区科技创新与经济高质量发展整体耦合协调度不优，与高水平优质协调存在较大差距。

图2 我国中部地区科技创新与经济高质量发展的耦合协调水平趋势

表6 所示，2010—2019 年，山西省科技创新与经济高质量发展的耦合协调度呈波动上升趋势，2014 年、2015 年出现小幅度波动下降，而其余五省耦合协调度呈稳定上升趋势。山西省科技创新与经济高质量发展的耦合协调度一直处于中部地区最低水平，究其原因，目前其科技投入的主体仍然是政府和大型国有企业，科研经费不足，知识密集型产业较为落后，高新技术企业等科研主体数量少，科技创新水平低。湖北省耦合协调度高于其余地区，表明湖北省一直兼顾科技创新与经济高质量发展，推进科技进步与经济高质量发展深度融合。湖北省作为我国的科教大省，不断加大科技创新研发投入，加快推进科技强省建设，创新驱动经济高质量发展取得显著成效；同时，湖北省作为长江经济带发展区域的重要组成部分，坚持新发展理念，毫不动摇地坚持共抓大保护、不搞大开发，推进生态环境保护工作，推进经济高质量发展。安徽省科技创新与经济高质量发展的耦合协调度从2010 年的0.490 提升至2019 年的0.751，上升幅度为53.3%，变化幅度在中部六省中最大。安徽省在长三角区域创新共同体建设的推动下，坚定不移打造具有重要影响力的科技创新策源地，科技创新不断取得新成效，积极承接长三角地区产业转移，并以科技进步促进产业结构不断升级，经济发展迅速，人民生活水平显著提升，科技创新与经济高质量发展愈发协调。

表6 2010—2019 年我国中部六省科技创新与经济高质量发展耦合协调度

3.3 科技创新与经济高质量发展的发展类型特征分析

图3 我国中部六省科技创新与经济高质量发展的耦合发展类型分布

湖北省在研究期内由科技创新与经济高质量发展同步型逐渐变为科技创新超前型地区。究其原因，近年湖北省力争建设中部地区创新高地，发挥省内科教资源优势，提升科技创新能力，但其经济高质量发展增速滞后于科技创新增速，造成未能一直保持为科技创新与经济高质量发展同步型地区。山西省、湖南省由于在科技创新投入、创新产出能力、创新环境优化方面均存在显著不足，造成科技创新水平均明显低于经济高质量发展水平，两省在研究期内始终为经济高质量发展超前型地区。河南省、安徽省、江西省皆从经济高质量发展超前型演变为科技创新与经济高质量发展同步型，并且河南省在加大科技创新投入、改善科技创新环境的推动下，向科技创新与经济高质量发展地区转化的进程快于安徽省与江西省。到2019 年，中部地区仅有湖北省为科技创新超前型省份，山西省、湖南省为经济高质量发展超前型省份，河南省、安徽省、江西省为科技创新与经济高质量发展同步型地区。

3.4 科技创新与经济高质量发展耦合协调类型的时空演化分析

为了更直观地分析中部地区科技创新与经济高质量发展耦合协调的时序演变趋势和空间分布特征，绘制中部地区主要年份的科技创新与经济高质量发展耦合协调类型时空分布图，如图4 所示。

图4 我国中部六省科技创新与经济高质量发展耦合协调类型的分布格局

3.4.1 时序演化特征

2010 年，山西省、安徽省、江西省的科技创新与经济高质量发展耦合协调类型为濒临失调，河南省、湖北省、湖南省为勉强协调。2019 年，山西省从濒临失调演化为勉强协调，成为当年唯一一个勉强协调地区，其耦合协调类型一直处于过渡区间，并未发生实质改变，科技创新与经济高质量协调发展水平亟待进一步加强。湖北省经历了勉强协调、初级协调、中级协调阶段，在2019 年成为良好协调地区，标示着中部地区首次出现良好协调型地区。2019年，湖南省、河南省由勉强协调演化为中级协调；安徽省、江西省从濒临失调地区演变为中级协调地区，跨越了较多耦合协调类型。

3.4.2 空间演化特征

中部六省2010—2019 年科技创新与经济高质量发展耦合协调类型全部处于过渡区间与可接受区间，而良好协调、濒临失调的高、低型区域较少，勉强协调、初级协调、中级协调类的中间型区域多，基本呈现“高低型地区数量少、中间型地区数量多”的橄榄型模式。到2019 年，中部六省科技创新与经济高质量发展整体空间差异较为明显，湖北省的科技创新与经济高质量发展耦合协调水平最高，环湖北省的其他四省的耦合水平居中且相差不大，山西省一直处于最低水平，因而中部地区的耦合协调度呈现“北低、中高、南平”的空间分布格局。

4 结论及建议

4.1 研究结论

（1）我国中部地区科技创新与经济高质量发展水平呈不断上升趋势，且随着创新驱动发展战略的贯彻实施和对科技创新活动的日益重视，科技创新水平增速高于经济高质量发展水平；但中部六省之间科技创新水平一直存在较大差距，其中湖北省的科技创新水平最高，山西省处于最低水平。

（2）根据科技创新与经济高质量发展耦合协调类型划分，山西省、湖南省一直为经济高质量发展超前型地区，而河南省、安徽省、江西省由科技创新超前型转化为科技创新与经济高质量发展同步型地区，湖北省由科技创新与经济高质量发展同步型转向科技创新超前型地区。

（3）中部地区科技创新与经济高质量发展整体耦合度处于较高水平，且耦合协调度总体稳步上升。从各地耦合协调类型的时序演变上看，山西省从濒临失调型演化为勉强协调型，但一直处于过渡区间，并未有实质改变；安徽省、江西省由濒临协调向中级协调演化，跨越较多的耦合协调类型；湖北省由勉强协调到2019 年演化为唯一良好协调型地区。从空间分布看，耦合协调度极高或极低型地区数量少，而中间型地区数量多，基本呈现“北低、中高、南平”的空间分布格局。

4.2 政策建议

4.2.1 因地施策，实施差异化发展战略

中部六省需在《意见》的基础上明确自身发展比较优势与不足，坚持创新驱动发展战略，推动经济高质量发展水平不断提升。其中，山西省应着力推动产业结构转型升级，通过不断加大科技创新投入，提高科技成果产出效率，以技术创新促进资源枯竭型城市转型，改造传统老工业基地，推动粗放型经济发展方式转向集约型发展，培育高质量发展新动能。河南省经济总量庞大且人口众多，在经济发展过程中应进一步重视社会发展成果的分配，充分利用发展成果再分配等手段缩小居民生活差距；同时，在“一带一路”建设和“六廊六路多国多港”的发展格局下应积极发挥交通区位优势，大力发展“陆空、铁海、公水”等多式联运，建设国际货物物流通道枢纽，促进更高层次的对外开放。安徽省应进一步创新合肥综合性国家科学中心建设路径和机制，加快建设世界一流实验室、大科学装置群，构建高端科技产业，破解高科技产业发展核心难题；同时，继续加强生态文明建设，推广“三河一湖一园区”建设经验，推进皖江生态文明示范区建设，构建皖江生态绿色廊道。江西省要积极参与长三角、泛珠三角区域发展，深度融入“一带一路”建设，着力打造内陆双向开放新高地；同时，发挥江西省旅游资源优势，打造生态旅游品牌形象，实现旅游产业的高质量发展。湖北省应发挥武汉、襄阳、宜昌三市作为国家创新城市以及东湖技术开发区等优势，吸引高端人才、创新要素，打造内陆创新高地，通过强化武汉中心城市地位加强中心城市的带动作用，增强都市圈的重要性。湖南省在经济发展过程中要着力推进生态环境保护，贯彻落实“守护一江碧水”，发挥长沙、岳阳、郴州3 个自由贸易试验区的辐射作用，加快形成更高水平开放型经济新体制；同时，发挥区域内科科教资源优势，完善科技人才引育机制，提升科技创新水平。

4.2.2 提升科技创新能力，促进高质量发展

从创新投入源头入手，增加科技创新要素投入，提高创新水平。第一，增加R&D 经费投入。2019 年，山西省R&D经费投入强度为1.12%，河南省为1.46%，江西省为1.55%，安徽省为2.03%，湖北省为2.09%，湖南省为1.98%，全国平均为2.23%［26］，可见中部各省份R&D 经费投入强度均低于全国水平。在新的发展阶段，中部各地应继续加大地方财政科技拨款，完善社会多渠道科技投入机制，放开科技市场准入门槛，吸引民间资本参与区域科技基础设施建设，鼓励各类创新主体加大研发资金投入力度，为科技创新奠定良好资金基础。第二，加强科技人才队伍建设。政府部门通过制定实施创新人才计划大力引进高水平、高端科技创新人才，健全人才配套政策，在人才住房、子女入学、社会保险、科技入股等方面给予便利，通过高校引才、研究院引才、企业引才等途径提高区域的人才吸引力；大力实施育人工程，加快各类科技创新人才队伍培养，为更高水平的科技创新提供坚实人才基础。

4.2.3 畅通科技成果转化，融合科技创新与产业发展

首先，建立由政府、企业、金融机构、社会组织等共同投资的多元化科技成果转化资金保障体系，依靠政府公信力吸引海内外风险投资资金、制定资金进入退出机制，最大程度地激发投资人的投资热情。其次，深化产学研合作，打造从科学研究到产品生产的“一条龙”体系。依托国家实验室、省级技术中心等顶尖创新平台，联合高校、科研院所、龙头企业等共同建立新型研发机构，构建基础研究与应用研究、产业化开发紧密衔接的创新价值链，高校、科研机构从企业创新需求出发，进一步以市场为导向进行科学研究。企业是科技成果转化的主要动力和最终载体，高新技术企业应着力提高技术进步和自主创新能力，承接高校科技成果转化与产业化。另外，发挥各国家级高新区的辐射带动作用。中部六省均有数量不等的国家级高新区，其既是科技人才的聚集地、科技成果产出地，同时也是区域经济高质量发展的重要组成部分，因此应充分发挥高新区的虹吸效应，形成新产业、新业态，推动科技创新成果与产业融合。