基于DPSIR模型的環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價模型初探*

譚映宇 干雅平 錢 璨 張鳳熔 張 宇 王澤遠(yuǎn)

(1.浙江省生態(tài)環(huán)境科學(xué)設(shè)計研究院，浙江 杭州 310007；2.杭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院生態(tài)與健康學(xué)院，浙江 杭州 310018；3.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，浙江 杭州 310058)

近年，中國越來越重視環(huán)境污染治理和生態(tài)保護(hù)，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量取得了明顯改善，但生態(tài)環(huán)境保護(hù)面臨的形勢依舊嚴(yán)峻、復(fù)雜[1]，到2035年要實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境根本好轉(zhuǎn)的目標(biāo)，需要從環(huán)?？萍蓟A(chǔ)上認(rèn)清生態(tài)環(huán)境演變規(guī)律，突破關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)的集成問題[2]。因此，環(huán)?？萍紕?chuàng)新是解決生態(tài)環(huán)境問題的基礎(chǔ)，然而當(dāng)前環(huán)保科技創(chuàng)新水平與生態(tài)環(huán)境治理需求之間仍然存在一定差距，具體表現(xiàn)為關(guān)鍵技術(shù)亟待突破、企業(yè)自主研發(fā)能力仍需提高、科研機(jī)構(gòu)研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化水平低、未形成有效的科技創(chuàng)新激勵機(jī)制等[3]4。精準(zhǔn)化、規(guī)范化、科學(xué)化的環(huán)?？萍紕?chuàng)新管理有利于環(huán)保科技創(chuàng)新能力的提升。

美國、日本等發(fā)達(dá)國家環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，在環(huán)?？萍紕?chuàng)新管理方面已有一些較好的實踐。美國始終以市場為創(chuàng)新導(dǎo)向、以企業(yè)為創(chuàng)新主體，政府發(fā)揮職能的范疇明確，并且建立了技術(shù)轉(zhuǎn)移模式、產(chǎn)學(xué)研發(fā)中心模式和技術(shù)創(chuàng)新集群模式，對小型企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新培養(yǎng)及扶持力度也較大[3]5-6。日本非常重視科技創(chuàng)新，已基本形成了環(huán)?？萍紕?chuàng)新推進(jìn)體系、產(chǎn)學(xué)研協(xié)作機(jī)制及企業(yè)科技創(chuàng)新的促進(jìn)政策體系，并且開展了多個國家級重點示范項目[3]7-8。國內(nèi)對于環(huán)保科技創(chuàng)新還停留在體系建設(shè)層面。宋瑞祥[4]在2000年提出了要深化環(huán)境科技體制改革，推動建立環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新體系；常杪等[3]8-9分析了政府、科研院所與高校及企業(yè)3個主體在環(huán)?？萍紕?chuàng)新活動中各自的優(yōu)勢；段娟[5]和左茜[6]均有提出加快環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)的建議；王雪等[7]對上海市環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了加大環(huán)?？萍紕?chuàng)新投入、制定相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、培育龍頭企業(yè)等建議。但我國還未能從管理上系統(tǒng)形成促進(jìn)環(huán)保科技創(chuàng)新的有效模式[3]4，更沒有構(gòu)建起量化的評價體系。

環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價模型的構(gòu)建將有利于環(huán)保科技創(chuàng)新的管理。DPSIR模型是一種基于因果關(guān)系組織信息及相關(guān)指數(shù)的框架模型，將表征一個自然系統(tǒng)的評價指標(biāo)分成驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)5個方面[8]，已被廣泛運(yùn)用于生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域[9-12]。本研究基于DPSIR模型，構(gòu)建了環(huán)保科技創(chuàng)新評價模型，并應(yīng)用于國家環(huán)境保護(hù)水污染控制工程技術(shù)(浙江)中心(以下簡稱工程技術(shù)中心)案例研究。

1 基于DPSIR的環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價模型構(gòu)建

1.1 指標(biāo)體系框架分析

環(huán)保新政、環(huán)保市場需求、環(huán)境健康需求和環(huán)保投資對于環(huán)保科技創(chuàng)新過程具有驅(qū)動力作用。政策要求緊和環(huán)保要求嚴(yán)，而研發(fā)經(jīng)費少和創(chuàng)新產(chǎn)出弱，形成了環(huán)保科技創(chuàng)新的壓力。壓力導(dǎo)致環(huán)保技術(shù)供求矛盾突出、環(huán)保產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、創(chuàng)新技術(shù)向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化慢等，進(jìn)而對區(qū)域環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生一定的影響，包括區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響與環(huán)境經(jīng)濟(jì)影響。生態(tài)修復(fù)與污染控制、創(chuàng)新主體、服務(wù)基層活動、完善環(huán)保服務(wù)鏈?zhǔn)菍@些影響應(yīng)做出的響應(yīng)方面。因此，環(huán)保科技創(chuàng)新評價模型可以從以上分析的驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)5個方面選取具有代表性的指標(biāo)。

1.2 具體評價指標(biāo)的篩選

確定評價對象后再根據(jù)評價對象的特點進(jìn)一步篩選具體評價指標(biāo)，本研究采用成對比較法來進(jìn)行指標(biāo)的篩選。成對比較法的步驟如下：專家通過兩兩比較給各個指標(biāo)打分，對于重要性較大的指標(biāo)賦1，重要性較小的指標(biāo)賦0，進(jìn)而根據(jù)一定的目的或要求篩選出重要性較大的指標(biāo)作為具體評價指標(biāo)[13]。

1.3 指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化

由于各評價指標(biāo)數(shù)據(jù)類型、單位等不盡相同，須對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，效益型指標(biāo)和成本型指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化方法分別見式(1)和式(2)。各參數(shù)單位根據(jù)實際情況而定。

(1)

(2)

式中：i、j分別為年份、指標(biāo)序號；rij為i年j指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化后數(shù)據(jù)；xij為i年j指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)；xj，max為j指標(biāo)數(shù)據(jù)的最大值；xj，min為j指標(biāo)數(shù)據(jù)的最小值。

1.4 指標(biāo)權(quán)重的確定

采用改進(jìn)的層次分析(AHP)法[14]確定評價指標(biāo)權(quán)重，相比傳統(tǒng)AHP法減少了判斷指標(biāo)相對重要性時的模糊性。指標(biāo)權(quán)重的初始值由專家通過兩兩比較給各個指標(biāo)打分得到。

1.5 環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)的計算

對于確定的評價對象其i年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)(Ei)計算公式見式(3)。Ei越大，表明評價對象i年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新能力越強(qiáng)。

(3)

式中：wj為j指標(biāo)的權(quán)重。

2 案例研究

2.1 研究對象

工程技術(shù)中心成立于2004年，圍繞水污染控制領(lǐng)域熱點技術(shù)問題開展科研工作，同時也為政府制定相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和政策提供決策依據(jù)和技術(shù)支持。以工程技術(shù)中心為案例進(jìn)行2013—2018年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價。

2.2 評價指標(biāo)的確定

基于環(huán)?？萍紕?chuàng)新指標(biāo)體系框架和工程技術(shù)中心的特點，首先初步選取了17個具有代表性的指標(biāo)。驅(qū)動力指標(biāo)包括工程技術(shù)中心的研發(fā)投入增長率、國家環(huán)保投資總額、市場對環(huán)保設(shè)備的需求量。壓力指標(biāo)包括工程技術(shù)中心的年度計劃專利數(shù)、年度計劃承擔(dān)項目合同額、年度計劃論文數(shù)。狀態(tài)指標(biāo)包括工程技術(shù)中心的設(shè)備資產(chǎn)價值、實驗設(shè)備數(shù)量、高級職稱比例、研發(fā)人員總數(shù)。影響指標(biāo)包括工程技術(shù)中心的社會服務(wù)項目數(shù)、年度實際發(fā)表論文數(shù)、年度實際授權(quán)專利數(shù)、省部級科技獲獎次數(shù)。響應(yīng)指標(biāo)包括年度最終承擔(dān)的項目合同額、銷售環(huán)保設(shè)備數(shù)量、技術(shù)服務(wù)收入增長率。以上指標(biāo)依次記為C1～C17。

17個指標(biāo)經(jīng)過專家兩兩比較打分后的得分見表1，去除4個得分≤4的C3、C7、C12、C16指標(biāo)，其余13個指標(biāo)作為工程技術(shù)中心選定的具體評價指標(biāo)。

表1 17個指標(biāo)的得分Table 1 Score of 17 indicators

2.3 評價指標(biāo)的權(quán)重

工程技術(shù)中心2013—2018年的各指標(biāo)數(shù)據(jù)見表2，其中C2數(shù)據(jù)使用相應(yīng)年份的中國統(tǒng)計年鑒中的環(huán)境污染治理投資總額，其他指標(biāo)數(shù)據(jù)均由工程技術(shù)中心提供，13項指標(biāo)均為效益型指標(biāo)。根據(jù)1.4節(jié)的方法確定工程技術(shù)中心的環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價指標(biāo)權(quán)重(見表3)。權(quán)重可以反映各評價指標(biāo)對環(huán)?？萍紕?chuàng)新的影響程度。從各指標(biāo)的權(quán)重來看，影響工程技術(shù)中心環(huán)?？萍紕?chuàng)新程度從大到小排名前五的評價指標(biāo)為研發(fā)投入增長率、技術(shù)服務(wù)收入增長率/研發(fā)人員總數(shù)、高級職稱比例、省部級科技獲獎次數(shù)。

表2 工程技術(shù)中心2013—2018年各指標(biāo)數(shù)據(jù)Table 2 The data of each indicator of the Engineering Technology Center from 2013 to 2018

表3 指標(biāo)權(quán)重Table 3 Weights of the indicators

2.4 結(jié)果分析

由圖1可以看到，工程技術(shù)中心2013—2018年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)總和分別為0.213、0.530、0.208、0.519、0.587、0.636。2013、2015年的環(huán)保科技創(chuàng)新綜合指數(shù)總和較低，只有0.2左右，2015年后基本能保持穩(wěn)步上升趨勢。

圖1 工程技術(shù)中心的環(huán)保科技創(chuàng)新評價結(jié)果Fig.1 Evaluation results of environmental protection technology innovation of Engineering Technology Center

從驅(qū)動力方面看，2015年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)最低，這是因為2015年國家環(huán)保投資總額最低，工程技術(shù)中心的研發(fā)投入增長率為負(fù)，因此環(huán)?？萍紕?chuàng)新的驅(qū)動力不足。由于國家環(huán)保投資總額涉及范圍廣，因此工程技術(shù)中心本身的研發(fā)投入增長率更具有針對性，對工程技術(shù)中心的環(huán)?？萍紕?chuàng)新驅(qū)動力影響程度更大。

從壓力方面看，2013—2015年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)很低，2016年后上升到了0.132，并保持穩(wěn)定。2015—2016年的這一突變主要是因為工程技術(shù)中心年度計劃專利數(shù)、年度計劃承擔(dān)項目合同額和年度計劃論文數(shù)都進(jìn)行了提升。工程技術(shù)中心在定位上更偏向技術(shù)應(yīng)用和成果轉(zhuǎn)化，而非基礎(chǔ)研究，因此3個壓力指標(biāo)中，年度計劃承擔(dān)項目合同額對環(huán)保科技創(chuàng)新壓力的影響程度大于年度計劃專利數(shù)和年度計劃論文數(shù)。

從狀態(tài)方面看，2013—2018年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)呈波動上升趨勢。狀態(tài)方面的各指標(biāo)中，工程技術(shù)中心的研發(fā)人員總數(shù)的影響力最大，對于環(huán)?？萍紕?chuàng)新能力的提升十分關(guān)鍵，其次是高級職稱比例。因此，人才是工程技術(shù)中心提升環(huán)保科技創(chuàng)新能力的關(guān)鍵因素，應(yīng)進(jìn)一步穩(wěn)定研發(fā)隊伍，提高研發(fā)人員的水平。

從影響方面看，2013—2017年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)為0.052～0.079，2018年突降至0.016。原因可能是從2015年開始年度實際授權(quán)專利數(shù)有較大滑坡，加上2018年工程技術(shù)中心的社會服務(wù)項目數(shù)和省部級科技獲獎次數(shù)都不多。省部級科技獲獎次數(shù)對于環(huán)?？萍紕?chuàng)新能力的提升具有重要作用，年度實際授權(quán)專利數(shù)也是對環(huán)?？萍紕?chuàng)新能力的重要體現(xiàn)，相對而言社會服務(wù)項目數(shù)對核心創(chuàng)新能力提升的直接作用較小。

從響應(yīng)方面看，環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)在2013—2015年波動較大，2015年之后總體呈上升趨勢，其中2014年最高，達(dá)到0.183。2014年，工程技術(shù)中心年度最終承擔(dān)的項目合同額和技術(shù)服務(wù)收入增長率均為歷年最高。相對于年度最終承擔(dān)的項目合同額，技術(shù)服務(wù)收入增長率在響應(yīng)方面的權(quán)重更高，工程技術(shù)中心在提供技術(shù)服務(wù)過程中，應(yīng)發(fā)現(xiàn)更多實際的環(huán)保問題，努力提升技術(shù)服務(wù)收入增長率。

3 結(jié)論與建議

基于DPSIR模型構(gòu)建的環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價模型應(yīng)用于工程技術(shù)中心發(fā)現(xiàn)，2013—2018年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)總和分別為0.213、0.530、0.208、0.519、0.587、0.636，2013、2015年的環(huán)?？萍紕?chuàng)新綜合指數(shù)總和較低。驅(qū)動力、壓力、狀態(tài)、影響和響應(yīng)5個方面中最主要的指標(biāo)分別是研發(fā)投入增長率、年度計劃承擔(dān)項目合同額、研發(fā)人員總數(shù)、省部級科技獲獎次數(shù)和技術(shù)服務(wù)收入增長率。

根據(jù)評價結(jié)果，提出如下建議：(1)針對環(huán)保熱點技術(shù)問題或者工程技術(shù)中心自身較為薄弱的板塊提高研發(fā)投入。(2)加強(qiáng)工程技術(shù)中心研發(fā)人才隊伍的建設(shè)，增加高級職稱比例，優(yōu)化人才結(jié)構(gòu)。(3)促進(jìn)環(huán)?？萍汲晒D(zhuǎn)化，提升技術(shù)服務(wù)收入。(4)針對生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域亟待解決的關(guān)鍵問題開展研究，努力多爭取省部級科技獎項，激發(fā)科研人員的創(chuàng)新積極性。

本研究初步探索構(gòu)建了環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價模型，并進(jìn)行了案例研究。針對工程技術(shù)中心的案例研究，其分析結(jié)果及建議對于類似科研單位的環(huán)?？萍紕?chuàng)新評價具有一定的參考價值，同時也希望后續(xù)有更多關(guān)于環(huán)保科技創(chuàng)新評價和管理的研究探討。