基于偏最小二乘通徑模型的我國區(qū)域科技績效綜合評價

王慶豐

（中原工學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，鄭州450007）

0 引言

科技投入帶來的不僅僅是經(jīng)濟(jì)的增長，還有科技實(shí)力的增強(qiáng)和社會效益的提高，衡量科技績效應(yīng)從經(jīng)濟(jì)效益、社會效益以及科技實(shí)力提高等方面進(jìn)行綜合考慮。近年來我國的科技進(jìn)步水平得到了快速提升，但是區(qū)域間科技進(jìn)步能力卻存在著極大的不平衡?，F(xiàn)有文獻(xiàn)更多地集中在國家層面上研究科技績效評價問題，而較少地從區(qū)域的角度研究不同省份之間的差異。鑒于以往研究在指標(biāo)體系選取和設(shè)立上不夠全面或不具有代表性，論文通過建立科學(xué)的科技績效評價指標(biāo)體系，運(yùn)用偏最小二乘分析方法對我國各地區(qū)科技績效進(jìn)行正確的評價和分析，為促進(jìn)區(qū)域之間科技均衡發(fā)展提供借鑒和參考。

1 區(qū)域科技績效評價指標(biāo)體系構(gòu)建及數(shù)據(jù)來源

目前，現(xiàn)有文獻(xiàn)在評價衡量科技績效問題時，過多地看重經(jīng)濟(jì)方面的單一產(chǎn)出。但這些指標(biāo)體系過于簡單，包含因素較少，不能全面反映科技績效的整體性。衡量科技績效不能僅僅只看GDP的增長，還需考慮由此帶來的科技實(shí)力和社會效益的提高。因此，論文基于全面性、代表性和實(shí)際可操作性的原則，建立了一套較為完整的區(qū)域科技績效評價指標(biāo)體系，分別從科技成果產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益三方面來衡量科技績效水平，具體指標(biāo)構(gòu)成如表1所示。此外，在指標(biāo)的選取和設(shè)立上，盡量采用可比性較強(qiáng)的相對量指標(biāo)和區(qū)域間具有共性特征的可比指標(biāo)，以增加區(qū)域之間的可比性。

論文選取了北京、上海、廣東、江蘇等31個?。ㄊ谢騾^(qū)）作為樣本省份。為保證數(shù)據(jù)的權(quán)威性、準(zhǔn)確性和可得性，所有數(shù)據(jù)均來源于《中國統(tǒng)計年鑒2010》和國家科技部中國主要科技指標(biāo)數(shù)據(jù)庫。限于篇幅的原因，原始數(shù)據(jù)從略。

表1 區(qū)域科技績效評價指標(biāo)體系

2 基于偏最小二乘模型的我國區(qū)域科技績效評價實(shí)證分析

2.1 偏最小二乘通徑模型簡介

偏最小二乘通徑模型由伍德（Wold）等于上世紀(jì)80年代建立[1]。該方法采用偏最小二乘回歸方法，通過一系列一元或多元線性回歸進(jìn)行迭代求解。當(dāng)各變量集合內(nèi)部存在較高程度的相關(guān)性時，該方法處理的結(jié)果更加可靠有效，是一種比較實(shí)用和有效的線性統(tǒng)計建模方法[2]。以偏最小二乘通徑模型為基礎(chǔ)，2001年古義諾特（C.Guinot）等提出一種復(fù)數(shù)據(jù)表分析方法[3]。在進(jìn)行復(fù)數(shù)據(jù)表分析時，相當(dāng)于設(shè)計一個特殊的結(jié)構(gòu)方程模型。模型的左邊由每一個數(shù)據(jù)表組成，同一個數(shù)據(jù)表中的所有顯變量都受到同一個隱變量的影響。而模型的右邊則由所有原始變量組成，由它們提取一個綜合變量，該變量對所有原變量的代表性最好，同時又可以由所有的隱變量進(jìn)行解釋。論文即采用該方法對我國區(qū)域科技績效水平進(jìn)行評價和分析。

2.2 基于偏最小二乘模型的區(qū)域科技績效評價

根據(jù)復(fù)數(shù)據(jù)表分析方法，構(gòu)造區(qū)域科技績效評價偏最小二乘通徑模型，如圖1所示。該模型圖的左邊分別是反映隱變量科技成果（Y1）、經(jīng)濟(jì)效益（Y2）和社會效益（Y3）的顯變量組Y11～Y12、Y21～Y25、Y31～Y32；模型的右邊是由所有顯變量組成的一個大變量組，用Y11～Y32表示，相應(yīng)的隱變量用Y表示。圖中數(shù)字反映的是隱變量之間的路徑關(guān)系。

從圖1中可以看到，以這種方式提取的隱變量Y，一方面可以反映其他隱變量Y1、Y2和Y3所包含的信息，另一方面又與所有原始顯變量之間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，因此，Y可以作為概括原始變量信息的綜合指標(biāo)，成為區(qū)域科技績效綜合評價排序指標(biāo)的依據(jù)。

對所有顯變量進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，利用偏最小二乘通徑模型進(jìn)行計算，結(jié)果如表2所示。由表2看出，各組顯變量與其相應(yīng)的隱變量的相關(guān)程度均較高，說明隱變量很好地概括了顯變量組所包含的信息。同時隱變量Y對Y11～Y32的多元回歸方程的R2為1.000，可以最大程度地代表原始變量的信息。

圖1 區(qū)域科技績效綜合評價路徑設(shè)計圖

表2 區(qū)域科技績效綜合評價模型各顯變量的外部權(quán)重及相關(guān)系數(shù)

同時，由表2中可以看出，隱變量Y與所有原始變量均有較高的相關(guān)系數(shù)，其中與萬名就業(yè)人員發(fā)明專利擁有量、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重、高技術(shù)產(chǎn)品出口額占商品出口額比重、人均GDP、城市人均可支配收入相關(guān)程度最大，達(dá)到0.85以上；而與代表社會效益指標(biāo)的工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率、單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗相關(guān)程度相對稍弱，但也分別達(dá)到了0.516和-0.633。這說明隱變量Y不僅能夠代表科技成果產(chǎn)出水平，還能夠很好地反映科技進(jìn)步所帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的提高，可以綜合地反映科技績效水平。依據(jù)各省市隱變量Y的得分情況對31個省市區(qū)科技績效綜合評價結(jié)果進(jìn)行排序，結(jié)果如表3所示。

2.3 結(jié)果分析與討論

區(qū)域科技績效綜合評價結(jié)果顯示，我國各省市之間科技產(chǎn)出綜合績效差距較大，其中北京、上海、天津得分最高，分別達(dá)到了3.107、2.640和1.892。而得分最低的青海、寧夏、新疆三地，其科技績效綜合評價得分分別只有-1.175、-1.157和-0.988。其中綜合得分在0以上的只有8個省份，除北京三市以外，包括廣東、江蘇、浙江、福建、山東五省。究其原因，我國京、津、滬三市以及沿海各省集中了眾多的科研機(jī)構(gòu)和高等院校，科研力量雄厚，科技投入強(qiáng)度較高，科技成果較為豐富，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)生了明顯的技術(shù)溢出效應(yīng)和帶動效應(yīng)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的快速增長。在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過程中同時注意保護(hù)環(huán)境，注重可持續(xù)發(fā)展，單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗明顯降低。而科技績效得分較低的省市則主要表現(xiàn)為科技力量薄弱，科技投入過少，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，或者以犧牲環(huán)境為代價來發(fā)展經(jīng)濟(jì)，節(jié)能降耗水平較低。從實(shí)際數(shù)據(jù)來看，以北京為例，2009年其萬人技術(shù)成果成交額為5404.5萬元，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重達(dá)到了26.57%，單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗僅為0.714噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元。我國科技績效水平較低的省份主要集中在西部地區(qū)。其中，2009年萬人技術(shù)成果成交額最低的廣西只有2.1萬元，高技術(shù)產(chǎn)業(yè)增加值占工業(yè)增加值比重最低的新疆只有0.33%，單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗最高的寧夏達(dá)到了3.954噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元。

表3 2009年我國各省市區(qū)科技績效評價綜合得分

結(jié)合圖1有關(guān)信息可以發(fā)現(xiàn)，科技產(chǎn)出綜合績效Y是科技成果Y1、經(jīng)濟(jì)效益Y2和社會效益Y3的綜合體現(xiàn)，其路徑系數(shù)分別為0.284、0.633和-0.206，即：

Y=0.284Y1+0.633Y2-0.206Y3

其中經(jīng)濟(jì)效益是科技績效的主要體現(xiàn)，其路徑系數(shù)為0.633，而科技成果產(chǎn)出對科技績效的路徑系數(shù)只有0.284，尚不到經(jīng)濟(jì)效益路徑系數(shù)的一半。如果不重視科技成果轉(zhuǎn)化，充分發(fā)揮科技對經(jīng)濟(jì)的帶動作用，即使科技成果直接產(chǎn)出再多，其科技績效綜合評價水平也會處于較低水平。陜西、甘肅兩省是我國西部地區(qū)科研實(shí)力較強(qiáng)的兩個地區(qū)，其境內(nèi)的西安、蘭州分別匯集了西安交通大學(xué)、蘭州大學(xué)等一批國內(nèi)知名高校和科研機(jī)構(gòu)。就科技產(chǎn)出而言，兩省分別排在第10位和第16位，然而其高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)卻未因此而得到快速發(fā)展，占工業(yè)增加值的比重分別只有8.26%和4.44%，其經(jīng)濟(jì)效益得分為-0.432和-0.859，分別排在經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)的第17位和29位，從而導(dǎo)致兩省的科技績效綜合排名分別降到了第16位和26位。

在社會效益指標(biāo)中單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗是一個逆向指標(biāo)，是衡量可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)。科技進(jìn)步必須與可持續(xù)發(fā)展結(jié)合起來，注重經(jīng)濟(jì)與社會、自然的和諧科學(xué)發(fā)展。如果科技產(chǎn)出對可持續(xù)發(fā)展作用不明顯，也將影響到科技績效的綜合評價。東北三省作為我國重要的工業(yè)基地，集聚了大批的科研機(jī)構(gòu)和技術(shù)人員，遼寧、吉林、黑龍江三省的科技產(chǎn)出水平分別排列第5、9、8位，但是其單位地區(qū)生產(chǎn)總值能耗卻居高不下，分別高達(dá)1.704、1.520和1.354噸標(biāo)準(zhǔn)煤/萬元，致使其社會效益排名分別落到了第20、21和19位，從而導(dǎo)致其科技績效綜合評價分別滑落到第11、14和22位。

3 結(jié)論

通過建立包括科技產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)效益、社會效益等隱變量在內(nèi)的區(qū)域科技績效綜合評價指標(biāo)體系，運(yùn)用偏最小二乘分析模型對我國區(qū)域科技績效進(jìn)行綜合評價。該方法能夠較好地反映原始變量所包含的主要信息，同時又可以較好地解釋各隱變量對區(qū)域科技績效的影響程度。研究結(jié)果顯示，區(qū)域科技綜合績效是科技產(chǎn)出、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的綜合反映，其影響系數(shù)分別為0.284、0.633和-0.206，所得結(jié)論客觀、可信，較有說服力。

區(qū)域科技績效綜合評價結(jié)果顯示，我國各省市之間科技綜合績效存在較大的差異，東南沿海地區(qū)等省市由于科技投入強(qiáng)度較高，科研實(shí)力雄厚，同時注重科技成果轉(zhuǎn)化和可持續(xù)發(fā)展，區(qū)域科技績效綜合評價得分較高。我國科技績效水平較低的省份主要集中在西部地區(qū)，由于科技實(shí)力薄弱，且科技成果轉(zhuǎn)化速度較慢，未充分發(fā)揮科技對經(jīng)濟(jì)的帶動作用，導(dǎo)致高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，同時沒有將科技進(jìn)步與可持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合起來，科技進(jìn)步造成的社會效益提高有限，影響了其科技績效的綜合評價結(jié)果。

[1]Wold.H.Soft Modeling:the Basic Design and Some Extensions[M].North-Holland:Amsterdam,1982.

[2]王惠文,吳載斌,孟潔.偏最小二乘回歸的線性與非線性方法[M].北京:國防工業(yè)出版社,2006.

[3]Guinot C,Latreille J,Tenenhaus M.PLSPath Modellind and Multiple table Nanlysis:Application to the Cosmetic Habits of Women in France[J].Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems,2001,(58).