R&D投入強(qiáng)度的演變規(guī)律及預(yù)測研究

許大英，田曉琴

（貴州省科學(xué)技術(shù)情報研究所，貴州貴陽 550004）

隨著自然資源日趨枯竭，資本和勞動等生產(chǎn)要素投入的邊際報酬逐步遞減，我國經(jīng)濟(jì)已由過去拼資源、拼資本、拼勞動力為主的要素驅(qū)動，轉(zhuǎn)向拼創(chuàng)新、拼科技、拼人才為主的創(chuàng)新驅(qū)動。創(chuàng)新驅(qū)動成為國家命運(yùn)所系、世界大勢所趨、發(fā)展形勢所迫，為此，黨中央、國務(wù)院明確提出到2020年使我國進(jìn)入創(chuàng)新型國家行列，到2030年使我國進(jìn)入創(chuàng)新型國家前列，到新中國成立100年時使我國成為世界科技強(qiáng)國。創(chuàng)新型國家建設(shè)既是推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展在新常態(tài)下順利跨越轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力關(guān)口的戰(zhàn)略舉措,也是全面建設(shè)社會主義現(xiàn)代化國家的重要內(nèi)容、戰(zhàn)略支撐。R&D投入強(qiáng)度作為衡量創(chuàng)新型國家建設(shè)的一項(xiàng)核心指標(biāo)，隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，呈現(xiàn)出一定的演變規(guī)律，科學(xué)合理地分析R&D投入強(qiáng)度的演變態(tài)勢，預(yù)測發(fā)展趨勢，對預(yù)判2030年我國創(chuàng)新型國家建設(shè)程度和水平具有重要的借鑒意義。

1 國際R&D投入強(qiáng)度的一般演變規(guī)律

根據(jù)美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家H·錢納里對工業(yè)化進(jìn)程的劃分，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)［1-3］對部分發(fā)達(dá)國家研發(fā)投入強(qiáng)度和經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的研究表明，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展正常運(yùn)行的情況下，隨著國家工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，R&D投入強(qiáng)度的發(fā)展軌跡呈現(xiàn)出一條S型曲線，亦稱邏輯斯蒂曲線：按2000年美元匯率計(jì)算，當(dāng)人均GDP在1 240～2 480美元時，該經(jīng)濟(jì)體處于工業(yè)化發(fā)展的初級階段，研發(fā)投入強(qiáng)度處于緩慢增長階段，一般不超過1%；當(dāng)人均GDP在2 480～4 960美元時，該經(jīng)濟(jì)體處于工業(yè)化中級階段，研發(fā)投入強(qiáng)度處于快速增長階段，一般約為1%～2.15%；當(dāng)人均GDP在4 960～9 300美元時，該經(jīng)濟(jì)體處于工業(yè)化高級階段，研發(fā)投入強(qiáng)度將保持緩慢或波動式增長，一般大于2.15%；當(dāng)人均GDP超過9 300美元時，該經(jīng)濟(jì)體則進(jìn)入發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段。從總的趨勢看，第一個拐點(diǎn)大約是R&D強(qiáng)度為1%,第二個拐點(diǎn)大約為2.15%，因此，可以把R&D投入強(qiáng)度變化的總過程大致劃分為3個階段，即緩慢增長階段、快速增長階段、緩慢或波動增長階段（見圖1）。

圖1 部分發(fā)達(dá)國家研發(fā)投入強(qiáng)度演變規(guī)律

R&D投入強(qiáng)度的S形增長曲線，也被稱為“國際R&D強(qiáng)度增長一般規(guī)律”，是技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)增長規(guī)律相互作用的結(jié)果。偏離這個規(guī)律，R&D投入過高，超出國民經(jīng)濟(jì)增長的承受能力，將會導(dǎo)致研發(fā)活動不可維系；R&D投入過低，不能有力支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展對技術(shù)進(jìn)步的要求，將會導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)競爭力下降［4］。

有學(xué)者擬合出中國R&D投入強(qiáng)度的邏輯斯蒂曲線拐點(diǎn)為1.5%，位于轉(zhuǎn)折點(diǎn) 1.0%～2.5%之間，認(rèn)為符合國際R&D強(qiáng)度增長一般規(guī)律，R&D強(qiáng)度處于快速增長階段，未來將較快達(dá)到3%［5］。

2 我國各?。ㄊ校┕I(yè)化程度與R&D投入強(qiáng)度分析

各省（市）在推進(jìn)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的大潮中，逐步形成了“中心引領(lǐng)”“縱橫帶動”“多點(diǎn)支撐”的多層次區(qū)域創(chuàng)新格局，工業(yè)化進(jìn)程和R&D投入強(qiáng)度水平也呈現(xiàn)出不同特征。

首先，將全國31個地區(qū)（不包括港澳臺，下同）2018年生產(chǎn)總值換算成2000年可比價GDP，再根據(jù)2000年年末常住人口計(jì)算出2000年可比價的人均GDP，并換算成以2000年美元為基的人均GDP（見表1）。

表1 全國31個地區(qū)2018年以2000年匯率換算的人均GDP

表1（續(xù)）

其次，根據(jù)H·錢納里對工業(yè)化進(jìn)程的劃分標(biāo)準(zhǔn)，考察表1中全國31個地區(qū)2000年可比價人均GDP對應(yīng)的工業(yè)化進(jìn)程。

最后，根據(jù)31個地區(qū)目前工業(yè)化水平，對比2018年的R&D投入強(qiáng)度，分析每個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度是否達(dá)到相應(yīng)水平（見表2）。

表2 全國31個地區(qū)2018年R&D投入強(qiáng)度與工業(yè)化程度對應(yīng)情況

由此可見，我國處于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的省（區(qū)、市）共有8個，除福建外，其余?。▍^(qū)、市）R&D投入強(qiáng)度均達(dá)到或超過2.15%；處于工業(yè)化高級階段的地區(qū)共有22個，但R&D投入強(qiáng)度超過2.15%的地區(qū)僅有2個、1%～2.15%有11個、低于1%有9個；處于工業(yè)化中級階段的地區(qū)共有1個，即甘肅省，其R&D投入強(qiáng)度超過1%。說明我國基本進(jìn)入工業(yè)化高級階段，但有2/3的地區(qū)研發(fā)投入強(qiáng)度滯后于當(dāng)前工業(yè)化程度，R&D投入強(qiáng)度未達(dá)到相應(yīng)水平，嚴(yán)重偏離了研發(fā)投入強(qiáng)度的演變規(guī)律。

3 各地區(qū)R&D投入強(qiáng)度的變化態(tài)勢

根據(jù)我國31個省（區(qū)、市）2006—2018年R&D投入強(qiáng)度呈現(xiàn)出的變化態(tài)勢，可將31個?。▍^(qū)、市）分成四類。

3.1 R&D投入強(qiáng)度低于1%的地區(qū)

2006—2018年R&D投入強(qiáng)度始終低于1%的地區(qū)有7個，分別是內(nèi)蒙古、廣西、海南、貴州、西藏、青海和新疆，主要集中在西部地區(qū)。2006—2018年這7個地區(qū)中，平均增幅為0.24個百分點(diǎn)，增幅最高達(dá)0.41個百分點(diǎn)（內(nèi)蒙古），最低為0.08個百分點(diǎn)（青海和西藏）；平均增速為4.73%，增速最高達(dá)8.96%（海南），最低為1.20%（青海）。（見圖2）

圖2 R&D投入強(qiáng)度長期低于1%的地區(qū)

由此可見，這7個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度處于緩慢增長階段，符合“國際R&D強(qiáng)度增長一般規(guī)律”，說明R&D投入強(qiáng)度從無到有直至增長到1%時是一個較為漫長的過程。

從工業(yè)化進(jìn)程的角度看，這些地區(qū)均處于工業(yè)化高級發(fā)展階段，但R&D投入強(qiáng)度投入低于1%，滯后于當(dāng)前工業(yè)化程度，不能有力支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對技術(shù)進(jìn)步的要求，必然導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)競爭力的下降。

3.2 R&D投入強(qiáng)度超過1%低于2.15%的地區(qū)

2006—2018年R&D投入強(qiáng)度超過1% 低于2.15%的地區(qū)有12個，分別是福建、山東、江西、湖北、湖南、河南、安徽、河北、四川、重慶、云南和寧夏。由圖3可見，這12個地區(qū)2006—2018年R&D投入強(qiáng)度總體呈上升趨勢，但非均衡非線性增長，說明不同階段增速不一致。

圖3 R&D投入強(qiáng)度高于1%低于2.15%的地區(qū)

以12個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度首次出現(xiàn)1%的時間節(jié)點(diǎn)為拐點(diǎn)，到達(dá)拐點(diǎn)之前的階段，8個地區(qū)（山東、湖北、四川、重慶2006年R&D投入強(qiáng)度已經(jīng)超過1%）的平均增幅為0.33個百分點(diǎn)，平均增速為7.74%；到達(dá)拐點(diǎn)之后的階段，11個地區(qū)（云南2018年R&D投入強(qiáng)度才超過1%）的平均增幅為0.65個百分點(diǎn)，平均增速為6.25%。說明R&D投入強(qiáng)度超過1%之后增幅有了較大提升，但增速反而下降，并沒有進(jìn)入快速增長階段。（見表3）

表3 12個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度在1%拐點(diǎn)前后的增幅和增速對比

表3（續(xù)）

從每個地區(qū)的具體情況看，福建、湖南和安徽R&D投入強(qiáng)度的增幅在拐點(diǎn)后有較大提升，但增速略有下降；江西和寧夏的增速在拐點(diǎn)后增長較快，但增幅變化不明顯；河南在拐點(diǎn)后增幅和增速均出現(xiàn)下降；河北在拐點(diǎn)前后的增速和增速趨同；山東、湖北、重慶和四川在拐點(diǎn)后的增幅均在1.1個百分點(diǎn)以內(nèi)，增速不超過7%。說明這些地區(qū)R&D投入強(qiáng)度超過1%之后，并沒有進(jìn)入快速增長的階段，不符合“國際R&D強(qiáng)度增長一般規(guī)律”。

從工業(yè)化進(jìn)程的角度看，10個地區(qū)處于工業(yè)化高級發(fā)展階段，2個地區(qū)處于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，但R&D投入強(qiáng)度投入均低于2.15%，滯后于當(dāng)前工業(yè)化程度，不能有力支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對技術(shù)進(jìn)步的要求。

3.3 R&D投入強(qiáng)度超過2.15%的地區(qū)

2006—2018年R&D投入強(qiáng)度超過2.15%的地區(qū)有6個，分別是北京、上海、天津、江蘇、廣東、浙江，主要集中在東部地區(qū)。由圖4可見，除天津出現(xiàn)下滑外，其余地區(qū)曲線平緩上升，說明R&D投入強(qiáng)度進(jìn)入緩慢增長或穩(wěn)定增長階段。

圖4 R&D投入強(qiáng)度超過2.15%的地區(qū)

根據(jù)R&D投入強(qiáng)度歷程變化和發(fā)展趨勢，以每個省（區(qū)、市）首次出現(xiàn)2.15%的時間節(jié)點(diǎn)為拐點(diǎn)。（見表4）

表4 6個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度在2.15%拐點(diǎn)前后的增幅和增速對比

從每個地區(qū)的具體情況看，北京市2006—2018年R&D投入強(qiáng)度在5%～6%之間徘徊，平均增速為0.96%，呈現(xiàn)出緩慢增長的趨勢，進(jìn)入穩(wěn)定增長階段；上海、浙江、江蘇和廣東平均增速均大于3%，呈現(xiàn)出中速增長趨勢，但江蘇、浙江和廣東R&D投入強(qiáng)度的增幅、增速在拐點(diǎn)后均出現(xiàn)下降，尤其是增速下降明顯，說明這些地區(qū)R&D投入強(qiáng)度超過2.15%之后，由快速增長階段進(jìn)入中低速增長階段；天津在拐點(diǎn)后的增幅不足0.5個百分點(diǎn)以下，增速不超過2%，在后期甚至出現(xiàn)略微下降，說明天津R&D投入強(qiáng)度在2.15%之后，進(jìn)入緩慢增長階段。

從工業(yè)化進(jìn)程的角度看，6個地區(qū)均處于發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，R&D投入強(qiáng)度均高于2.15%，符合“國際R&D強(qiáng)度增長一般規(guī)律”，科技與經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)發(fā)展階段。說明R&D投入強(qiáng)度有理論增長界限，一定的經(jīng)濟(jì)體不可能支撐無限量的科技發(fā)展，達(dá)到極值后R&D投入強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。

3.4 波動較大的地區(qū)

由圖5可見，陜西、山西、遼寧、吉林、黑龍江和甘肅6個地區(qū)2006—2018年R&D投入強(qiáng)度波動較大，主要集中在東北和西部地區(qū)。山西、吉林R&D強(qiáng)度達(dá)到1%后，未能進(jìn)入快速增長階段，長期在1%左右徘徊；甘肅、遼寧和黑龍江R&D強(qiáng)度雖然超過1%，也未能進(jìn)入快速增長階段，在1%～2%之間不斷波動；陜西作為科研強(qiáng)省，2006年R&D強(qiáng)度就超過2.15%，但未能進(jìn)入穩(wěn)定增長階段，長期在2%左右波動，2018年甚至低于2006年的水平，出現(xiàn)下滑的還有黑龍江和吉林。

圖5 R&D投入強(qiáng)度波動較大的地區(qū)

從工業(yè)化進(jìn)程的角度看，除甘肅外其余5個地區(qū)均處于工業(yè)化高級發(fā)展階段，但R&D投入強(qiáng)度沒有達(dá)到相應(yīng)水平，這是因?yàn)檫@些地區(qū)沒有擺脫原有重型工業(yè)化路徑依賴，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展融合度不夠，企業(yè)對技術(shù)創(chuàng)新的重要性認(rèn)識不足、高校的研究成果產(chǎn)業(yè)化水平較低、科研機(jī)構(gòu)不重視產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究、開放型經(jīng)濟(jì)水平低等，導(dǎo)致這些地區(qū)R&D投入強(qiáng)度不斷波動，達(dá)到1%后未能順利進(jìn)入快速增長階段，甚至呈階梯式下行，因此必須要解決體制機(jī)制僵化和結(jié)構(gòu)性矛盾，營造企業(yè)為主體的政務(wù)環(huán)境，激發(fā)市場活力。

4 各地區(qū)R&D投入強(qiáng)度預(yù)測

4.1 預(yù)測方法

指標(biāo)預(yù)測方法主要有德爾菲法、回歸分析法、趨勢外推法、移動平滑法、平穩(wěn)時間序列預(yù)測法、灰色預(yù)測法、景氣預(yù)測法等。根據(jù)我國31個地區(qū)2006—2018年R&D投入強(qiáng)度非線性變化的歷史曲線，綜合考慮是否預(yù)先估計(jì)參數(shù)、簡化運(yùn)算等各方面因素，采用趨勢外推法進(jìn)行預(yù)測。

趨勢外推法又稱為趨勢延伸法，該方法首先由R.賴恩（Rhyne）用于科技預(yù)測，是中長期預(yù)測中常用的一種方法。在對研究對象過去和現(xiàn)在的發(fā)展作了全面分析之后，利用某種模型描述某一參數(shù)的變化規(guī)律，然后以此規(guī)律進(jìn)行外推。本文利用各地區(qū)R&D投入強(qiáng)度的演變規(guī)律作為預(yù)測依據(jù)，把未來視為“過去歷史的延伸”，運(yùn)用多項(xiàng)式、指數(shù)、冪等方法對此前R&D投入強(qiáng)度進(jìn)行非線性擬合，建立擬合方程，預(yù)測未來發(fā)展趨勢。

4.2 預(yù)測步驟

（1）確定預(yù)測目標(biāo)。預(yù)測未來10年我國31個地區(qū)的R&D投入強(qiáng)度。

（2）整理數(shù)據(jù)。收集、整理2006—2018年我國31個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。

（3）建立預(yù)測模型。在散點(diǎn)圖上繪制31個地區(qū)2006年—2018年R&D投入強(qiáng)度的歷史數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)變化趨勢，分別運(yùn)用多項(xiàng)式、指數(shù)、冪等方法進(jìn)行R&D投入強(qiáng)度-時間非線性擬合，建立預(yù)測模型，選擇R2最大的模型呈現(xiàn)。

（4）計(jì)算預(yù)測值。根據(jù)預(yù)測模型確定函數(shù)式，并將x的值代入函數(shù)式，得出y值為對應(yīng)年份R&D投入強(qiáng)度的測算值。

例如：根據(jù)河北省2006—2018年R&D投入強(qiáng)度的數(shù)據(jù)擬合出圖6中的趨勢線，該曲線為指數(shù)函數(shù)曲線，擬合優(yōu)度為R2=0.979 1。

圖6 河北省R&D投入強(qiáng)度趨勢線

根據(jù)函數(shù)式y(tǒng)=0.577e0.066x，式中x取值與年份對應(yīng)，即2006年時x=1,2007年時x=2……,當(dāng)2029年時x=24，2030年時x=25，將x的值代入函數(shù)式，得出相應(yīng)年份R&D投入強(qiáng)度的預(yù)測值。同時通過對整體數(shù)據(jù)的閾值分析，部分地區(qū)前后回歸系數(shù)呈現(xiàn)出不同的情況，提示這些地區(qū)的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)分段效應(yīng)，應(yīng)該用分段函數(shù)表示。

4.3 預(yù)測結(jié)果

根據(jù)上述方法，得到31個地區(qū)2030年的預(yù)測值（見表5）。

表5 31個地區(qū)2030年R&D投入強(qiáng)度的預(yù)測值

由表5可見，預(yù)計(jì)2030年全國R&D投入強(qiáng)度低于1%的地區(qū)有2個，分別是新疆和西藏；1%～2.15%之間的地區(qū)有11個；超過2.15%的地區(qū)有18個，其中達(dá)到2.8%的地區(qū)有13個。

5 結(jié)論

衡量創(chuàng)新型國家的定量指標(biāo)有四項(xiàng)，其中第一項(xiàng)就是“創(chuàng)新投入高，國家的研發(fā)投入即R&D（研究與開發(fā)）支出占GDP的比例一般在2%以上”，我國在《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》中明確提出“2030年躋身創(chuàng)新型國家前列，研究與試驗(yàn)發(fā)展（R&D）經(jīng)費(fèi)支出占國內(nèi)生產(chǎn)總值比重達(dá)到2.8%”，將其作為一項(xiàng)戰(zhàn)略目標(biāo)。當(dāng)前時期，中國創(chuàng)新型國家建設(shè)已進(jìn)入決勝階段。研究結(jié)果表明，如果我們繼續(xù)保持戰(zhàn)略定力，充分發(fā)揮科技創(chuàng)新和體制機(jī)制改革“雙輪驅(qū)動”效應(yīng)，強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量，加快提升創(chuàng)新成果質(zhì)量和創(chuàng)新效率，推動我國科技創(chuàng)新向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變，繼續(xù)加大研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入，預(yù)計(jì)2030年有13個地區(qū)R&D投入強(qiáng)度將超過2.8%，可以更好地支撐和服務(wù)創(chuàng)新型國家和世界科技強(qiáng)國建設(shè)。