生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能、過程和可持續(xù)評估

李 力

中國科學院文獻情報中心,中國現(xiàn)代化研究中心,北京 100190

根據聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標,到2030年要實現(xiàn)自然資源的可持續(xù)管理和高效利用,采用可持續(xù)的消費和生產模式,使經濟增長和環(huán)境退化脫鉤,促進持久、包容和可持續(xù)經濟增長。為此各國都在積極尋求變革之路,以協(xié)調社會經濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護。生態(tài)創(chuàng)新是開發(fā)新產品、流程或服務的過程,這些過程可以為客戶和商業(yè)提供價值,同時減少對環(huán)境的影響[1]；通過減少對環(huán)境的影響(有意和無意的)或實現(xiàn)對資源的更有效和負責任的使用,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標[2]。生態(tài)創(chuàng)新正在吸引越來越多的公司、政府和學者的關注[3]。然而創(chuàng)新不是從研發(fā)到新產品的單向線性流動,而是將技術可能性與市場機會相匹配的過程,涉及多種互動和學習類型[4]。引入創(chuàng)新是一項集體活動,發(fā)生在一個更廣泛的系統(tǒng)內,這個系統(tǒng)通常被稱為“創(chuàng)新系統(tǒng)”[5],它是影響創(chuàng)新產生和采用,影響創(chuàng)新績效的一組組件和因果關系[6]。

生態(tài)創(chuàng)新具有知識和環(huán)境雙重外部性特征,對市場和政策的敏感性更高[7],需要通過創(chuàng)新系統(tǒng)來協(xié)同推進。不同國家由于資源稟賦、技術條件、社會基礎、管理體制千差萬別,因此其生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)存在多樣性,不僅影響創(chuàng)新發(fā)展的方向,創(chuàng)新資源的配置,也會影響相關市場的形成和企業(yè)的發(fā)展,最終導致不同國家生態(tài)創(chuàng)新效率的高低和生態(tài)創(chuàng)新影響的大小。比較各國生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的差異,從理論層面上有助于加深對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)作用機制的認識,從實踐層面上有助于促進生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的優(yōu)化完善,為各國生態(tài)創(chuàng)新促進政策的有的放矢提供基礎。

近年來,國際研究機構和各國學者紛紛推出各種生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)科學評價體系,這些評價研究或是基于投入-產出模型[8—11],或是基于系統(tǒng)功能模型[12],把兩者結合起來并付諸評價實踐的研究鮮有發(fā)現(xiàn)。創(chuàng)新系統(tǒng)主要涉及八大功能[13—15],每個功能都有相應的投入、產出和影響,把功能和過程結合起來,有利于更加精準地判斷創(chuàng)新系統(tǒng)各部分、創(chuàng)新過程各環(huán)節(jié)的優(yōu)勢和不足。此外,創(chuàng)新研究的最終目標是實現(xiàn)創(chuàng)新的可持續(xù)性,一些領域已經開展創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)性(即系統(tǒng)推動創(chuàng)新的持續(xù)能力)評價,如健康醫(yī)療創(chuàng)新系統(tǒng)的可持續(xù)性評估[16]。而很多生態(tài)創(chuàng)新往往投資較大、周期較長,涉及大量公共投資,對國家和地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展影響深遠。因此,生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)在評估現(xiàn)狀的同時,也亟需開發(fā)潛力評估工具,把不同因素對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)未來的影響納入科學評估框架中,幫助決策部門提前發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新系統(tǒng)的短板,及時調整創(chuàng)新政策。

基于上述分析,本文主要解決兩個問題,一是對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的現(xiàn)狀水平進行評估,把生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的功能評價和過程評價結合起來；二是對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的可持續(xù)性進行評估,著重研究創(chuàng)新系統(tǒng)資本的存量、流量和風險因素,包括知識資本、人力資本、經濟資本和社會資本等。

1 生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)及其評估

1.1 生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)

根據《奧斯陸手冊》,創(chuàng)新即“在業(yè)務實踐、工作場所組織或外部關系中實施新的或顯著改進的產品(商品或服務)、流程、新的營銷方法或新的組織方法”[17]。生態(tài)創(chuàng)新源于“綠色創(chuàng)新”、“可持續(xù)創(chuàng)新”和“環(huán)境創(chuàng)新”,更加力求平衡經濟效益和環(huán)境效益。

創(chuàng)新系統(tǒng)的研究由來已久[18]，它主要基于Schumpeter關于創(chuàng)新和企業(yè)家精神的理論研究[19—20]，Rogers的創(chuàng)新擴散理論[21]，以及Nelson[22]、Lundvall[23]、Edquist[24]、de la Mothe[25]、Pavitt[26]、Jacobsson[27]等提出的創(chuàng)新系統(tǒng)框架。 總的來說,創(chuàng)新系統(tǒng)由參與者、網絡和機制組成[27],通過參與者及其活動將創(chuàng)新輸入轉化為創(chuàng)新輸出,影響創(chuàng)新的產生、采用和績效[6]。在此基礎上形成“國家創(chuàng)新系統(tǒng)”[22—23,28—29]、“地區(qū)創(chuàng)新系統(tǒng)”[25,30—31]、“部門創(chuàng)新系統(tǒng)”[32]、“公司創(chuàng)新系統(tǒng)”[33—34]、創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)[6,35—37],還有把創(chuàng)新政策作為專門的政策領域進行研究[38—42]。

生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)是特定領域范圍的創(chuàng)新系統(tǒng),生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)由一系列參與者,包括生態(tài)知識生產者、傳播者、政府機構、企業(yè)、公眾通過相互作用形成的網絡系統(tǒng),目的是提高有利于協(xié)調生態(tài)環(huán)境保護和社會經濟發(fā)展的知識和技術的生產、傳播和應用。

1.2 創(chuàng)新系統(tǒng)評價

創(chuàng)新系統(tǒng)的評價模型主要遵循投入-產出、結構-功能、三重螺旋、四重螺旋等邏輯進行構建。常見的評價指標一是按照創(chuàng)新的過程組織,分為投入指標、活動指標、產出指標、影響指標等,主要指標包括研發(fā)支出、專利、出版物、服務、產品、資源利用效率、生產力變化等[11,43—48]。二是按照創(chuàng)新系統(tǒng)的功能組織,分為知識發(fā)展指標、知識傳播指標、搜索向導指標、創(chuàng)業(yè)活動指標、市場形成指標、資源籌集指標、發(fā)展正外部性、創(chuàng)建合法性指標等。三是按照創(chuàng)新系統(tǒng)的參與者進行組織,分為政府指標、大學指標、產業(yè)指標和公民社會指標。四是綜合多種分類方法,創(chuàng)建評估指標矩陣,如根據創(chuàng)新系統(tǒng)七個功能和創(chuàng)新過程五個方面構建的評價指標矩陣[13],根據創(chuàng)新系統(tǒng)四重螺旋與四個維度構建的創(chuàng)新系統(tǒng)四重螺旋指標矩陣[49]。具有代表性的國家生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)評估研究有生態(tài)創(chuàng)新記分板[8]、全球清潔技術創(chuàng)新指數(shù)[9]、生態(tài)創(chuàng)新指數(shù)[11]等(表1)。

表1 代表性生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)評價Table 1 Representative evaluation of eco-innovation systems

2 生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)綜合評估

2.1 模型構建

研究采用兩步法對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)進行綜合評估,一是對現(xiàn)有生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能和過程進行評估,二是對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的可持續(xù)性進行評估(圖1)。整個分析框架既反映生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的客觀現(xiàn)實水平,也兼顧生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的未來前景。

由于針對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能的數(shù)據獲取困難,部分功能存在交叉重疊,研究在綜合分析生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)八個功能基礎上,對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能進行整合,包括三個評估維度,分別為生態(tài)基礎研究功能、生態(tài)創(chuàng)新引導功能和生態(tài)市場創(chuàng)建功能。生態(tài)基礎研究功能主要針對在創(chuàng)新系統(tǒng)中發(fā)展生態(tài)新知識、新技術,在研究網絡內部和跨網絡的參與者或代理人之間進行知識轉移。生態(tài)創(chuàng)新引導功能主要引導參與者選擇進入某一創(chuàng)新系統(tǒng)和開發(fā)特定應用場景,促進企業(yè)家進行創(chuàng)新商業(yè)實驗,發(fā)現(xiàn)并利用商機,引導政府、企業(yè)和公眾做出有利于生態(tài)的戰(zhàn)略決策和行為選擇。生態(tài)市場創(chuàng)建功能促使生態(tài)創(chuàng)新的雙重外部性實現(xiàn)內部化,擺脫路徑依賴,提高創(chuàng)新的社會認可度,降低生態(tài)創(chuàng)新阻力。把這三個集成的系統(tǒng)功能與生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的投入、產出、影響過程進行交叉組合,形成生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-過程評估的3×3維矩陣。

圖1 基于功能-過程-可持續(xù)性的生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)綜合評價模型Fig.1 Evaluation model of eco-innovation systems based on function-process-sustainability

實現(xiàn)創(chuàng)新的可持續(xù)性,需要考察各個創(chuàng)新系統(tǒng)關聯(lián)的社會經濟系統(tǒng)的狀況,衡量用以維持創(chuàng)新系統(tǒng)持續(xù)運轉的不同資本的存量、流量、風險因素和彈性。生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的可持續(xù)性衡量主要參考一些國際倡議所采用的方法,如經合組織(OECD)的美好生活倡議把經濟資本、自然資本、人力資本、社會資本納入可持續(xù)美好生活的評估中[51],聯(lián)合國歐洲經濟委員會的可持續(xù)發(fā)展測量把經濟資本、生產資本、自然資本、人力資本、社會資本納入可持續(xù)性發(fā)展評估中[52]。借鑒上述研究成果,本評價根據生態(tài)創(chuàng)新和生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的特征,把影響生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展的資本因素分為四個部分,即知識資本、經濟資本、人力資本和社會資本。知識資本是支撐未來創(chuàng)新的基礎,生態(tài)知識的積累、傳播、交流的廣度和力度都會對生態(tài)創(chuàng)新的可持續(xù)性產生影響。經濟資本既包括資金投入,也包括生態(tài)創(chuàng)新市場前景。人力資本既包括專業(yè)研發(fā)人員,也包括相關的工程師、管理人員和熟練工人,他們的數(shù)量和質量直接影響生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。社會資本是促進不同群體之間合作的社會網絡、規(guī)范和共享價值觀,公共環(huán)境政策和公眾參與是生態(tài)創(chuàng)新最主要的社會支持。

2.2 指標篩選

基于ISI Web of Science,搜索關鍵詞、標題和摘要中包括生態(tài)創(chuàng)新、創(chuàng)新系統(tǒng)和指標、評估的出版物,識別生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)相關評估中使用的所有類型的指標。同時參考主要國際組織、國家和地區(qū)的相關研究報告、指南、手冊等,構建生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)候選指標數(shù)據庫,作為評估的潛在使用指標。根據含義明確性、相關性、可獲得性、可度量性原則,分析文獻中指標采用的頻次,遴選出優(yōu)先評估指標。把指標按照創(chuàng)新過程三個方面和創(chuàng)新系統(tǒng)三大功能進行聚類,形成生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-過程指標矩陣(表2),按照創(chuàng)新系統(tǒng)四類資本和三個因素劃分指標,形成生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)性評估指標矩陣(表3)。

表2 生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-過程評估指標矩陣Table 2 Function-process evaluation index matrix of eco-innovation systems

表3 生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)評估指標矩陣Table 3 Sustainability evaluation index matrix of eco-innovation systems

2.3 評估方法和數(shù)據準備

本研究采用主成分分析和綜合評價方法相結合,首先對評估指標進行選取,指標備選的原則是指標數(shù)據獲取率超過80%,指標不能出現(xiàn)大量的數(shù)據空缺,同時利用主成分分析法,對原始變量信息進行濃縮。根據主成分分析結果,利用主成分F1,F2……Fm作線性組合,并以每個主成分Fi的方差貢獻率αi作為權數(shù)構建綜合評價指數(shù)：

式中,y為評價指數(shù),α為各主成分的方差貢獻率,F為選取的主成分,m為選取的主成分個數(shù)。

根據OECD環(huán)境技術專利數(shù)據庫,2018年環(huán)境技術專利數(shù)排前30名國家的環(huán)境專利數(shù)占全球總量的95.9%,其中23個國家屬于OECD成員國,其環(huán)境技術專利占OECD成員國總量的99.1%。因此,這些國家基本囊括了全球主要的生態(tài)創(chuàng)新。根據數(shù)據獲得情況,選擇2018年作為功能-過程評估的基準年,采集2018年或最近年數(shù)據進行評估。在可持續(xù)性評估中,考慮資本作用的持續(xù)性和不同資本作用的時間差異性,指標數(shù)據采集的原則為累計類指標選擇2009—2018年的累計數(shù)據,速率類指標選擇2009—2018年的平均增長率數(shù)據,其他指標選擇2009年以后的最新年數(shù)據。

由于部分國家數(shù)據不全,為避免因數(shù)據缺乏、指標不全導致的評估偏差,國家備選的原則是至少有50%的指標可獲得數(shù)據。在功能-過程評估和可持續(xù)性評估中,分別有18個和13個國家的數(shù)據覆蓋率符合評估要求。

3 評估結果

3.1 功能-過程評估

剔除數(shù)據缺失嚴重和重復性指標,得到10個功能-過程評估指標的相關性矩陣(表4)。結果表明部分變量之間存在較強的相關性(如公共生態(tài)研發(fā)與生態(tài)高等教育),有必要對原始變量信息進行濃縮。

表4 相關性矩陣Table 4 Correlation matrix

根據系統(tǒng)功能-過程評價各主成分的方差貢獻率和累積貢獻率,有4個主成分的特征值大于1,其中第一主成分方差占所有原始變量總方差的29.78%,前4個主成分的累積方差貢獻率為83.95%(表5)。

表5 總方差解釋Table 5 Interpretation of total variance

根據主成分載荷矩陣(表6),可以清楚看到第一主成分中生態(tài)研發(fā)支出、生態(tài)科學出版物的載荷均達到0.728,因此,第一主成分主要代表生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的生態(tài)基礎研究。第三主成分中企業(yè)生態(tài)研發(fā)人員的載荷達到0.772,代表生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的生態(tài)創(chuàng)新引導。第四主成分中環(huán)境稅征收的載荷達到0.611,代表生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的生態(tài)市場創(chuàng)建。

表6 成分矩陣Table 6 Component matrix

根據主成分系數(shù)矩陣,計算各國生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-過程的綜合評價值。根據評估結果,18個參評國家生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-過程評分較高的國家包括法國、德國、韓國、西班牙和挪威(表7)。

表7 不同國家生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-過程評估結果(2018年)Table 7 Results of the function and process assessment of eco-innovation systems in different countries (2018)

3.2 可持續(xù)性評估

剔除數(shù)據缺失嚴重和重復性指標,得到9個可持續(xù)評估指標的相關性矩陣(表8)。結果表明部分變量之間存在較強的相關性(如生態(tài)研發(fā)投入增長率與產品稅減補貼),有必要對原始變量信息進行濃縮。

表8 相關性矩陣Table 8 Correlation matrix

根據可持續(xù)性評價各主成分的方差貢獻率和累積貢獻率,有3個主成分的特征值大于1,其中第一主成分方差占所有原始變量總方差的31.79%,前3個主成分的累積方差貢獻率為74.99%(表9)。

表9 總方差解釋Table 9 Interpretation of total variance

根據主成分載荷矩陣(表10),可以清楚看到第一主成分中人均環(huán)保固定資產、累計生態(tài)專利、環(huán)境績效、環(huán)境政策嚴厲指數(shù)的載荷分別達到0.790、0.761、0.761和0.741,因此,第一主成分主要代表生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的知識資本和社會資本。第二主成分中生態(tài)研發(fā)投入增長率、產品稅減補貼的載荷分別達到0.891和0.877,主要代表生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的經濟資本。第三主成分中科技人員職業(yè)技能短缺的載荷達到0.843,代表生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的人力資本。

表10 成分矩陣Table 10 Component matrix

根據主成分系數(shù)矩陣,計算各國生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)綜合評價值。根據評估結果,13個參評國家生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)性較高的國家包括韓國、德國、奧地利、挪威、捷克(表11)。

表11 不同國家生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)性的綜合評價值(2009—2018年)Table 11 Results of sustainability assessment of eco-innovation systems in different countries (2009—2018)

4 討論和展望

生態(tài)創(chuàng)新是平衡人類社會經濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護的重要工具。在有關生態(tài)創(chuàng)新的評估中有兩點需要特別注意,一是需要注意區(qū)分生態(tài)創(chuàng)新水平和生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)水平,前者在宏觀上主要關注創(chuàng)新本身的數(shù)量、質量和投入-產出關系,在微觀上關注具體創(chuàng)新的成本-效益,以及對經濟社會和生態(tài)環(huán)境的影響；后者主要關注創(chuàng)新系統(tǒng)的結構、功能、過程是否完善,有哪些方面可以改進,大到一個國家,小到一個具體生態(tài)技術,都有可能形成其獨特的創(chuàng)新系統(tǒng)。兩者的評價結果有時會出現(xiàn)不一致的地方,甚至差距較大。以美國為例,2018年美國生態(tài)創(chuàng)新總量(環(huán)境專利數(shù))在30個國家中排名第一,生態(tài)創(chuàng)新密度排名第十位,但其生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)功能-結構評分并不高,在18個參評國家中僅排第14位。從另一個角度看,僅用創(chuàng)新數(shù)量去衡量國家的生態(tài)創(chuàng)新宏觀水平時可能會產生偏差,需要更多地從系統(tǒng)的角度去考察國家的生態(tài)創(chuàng)新水平。

二是需要區(qū)分生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)水平和生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)可持續(xù)性,前者關注系統(tǒng)的現(xiàn)實水平,后者關注系統(tǒng)的發(fā)展?jié)摿Α８鶕鷳B(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)現(xiàn)有的功能-過程水平和可持續(xù)性,主要生態(tài)創(chuàng)新國家大致可以分為四種類型(圖2)。第一種類型是生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)現(xiàn)狀水平和可持續(xù)性都較高,屬于先進的生態(tài)創(chuàng)新國,如韓國、德國、挪威和法國。特別是韓國,近20年來其國家創(chuàng)新能力大幅提升、生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)不斷優(yōu)化、創(chuàng)新投入源源不斷。第二種類型是系統(tǒng)現(xiàn)狀水平較高而可持續(xù)性較弱,或者可持續(xù)性較高而現(xiàn)狀水平較低,西班牙、芬蘭屬于前者,需要加大對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的投資,捷克、奧地利屬于后者,需要加大系統(tǒng)功能的優(yōu)化和創(chuàng)新過程的提升。第三種類型是現(xiàn)狀水平和可持續(xù)性都較弱的國家,包括土耳其、丹麥,除了要加大對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的資本投入外,還要加強系統(tǒng)功能的提升和創(chuàng)新過程的優(yōu)化。第四種類型包括荷蘭、波蘭、意大利,屬于現(xiàn)狀發(fā)展和可持續(xù)性較同步的類型,需要繼續(xù)保持創(chuàng)新系統(tǒng)水平和可持續(xù)性。

圖2 生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)評估結果Fig.2 Results of eco-innovation system assessment

本文的生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)評估框架有三個特征：(1)它側重于創(chuàng)新系統(tǒng)的功能、過程和發(fā)展?jié)摿?而不是簡單的資源配置和成本-效益分析,對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的功能、結構和資本儲備進行全方位評價；(2)它把創(chuàng)新系統(tǒng)的當前水平和未來發(fā)展?jié)摿C合起來進行評價,未來可以擴展分析創(chuàng)新系統(tǒng)功能、過程與系統(tǒng)可持續(xù)性的關系,從資本的角度挖掘影響系統(tǒng)功能和過程的因素；(3)它兼顧考慮產業(yè)部門和公共部門在生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的作用,同時著眼生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的硬件和軟件。

當前,對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的評估和分析仍受理論研究不充分、社區(qū)創(chuàng)新調查不完善、生態(tài)創(chuàng)新相關數(shù)據可獲得性差等的極大限制。未來,一方面要加大對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)結構、功能、過程和可持續(xù)性問題的分析和評估,包括不同系統(tǒng)結構功能和不同創(chuàng)新資本的相互作用,以及對生態(tài)創(chuàng)新總體效果的影響,增加創(chuàng)新功能、創(chuàng)新資本對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)綜合表現(xiàn)影響的時間序列分析。另一方面要加大對生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)相關指標的研究和數(shù)據采集,充分利用大數(shù)據和創(chuàng)新社區(qū)調查數(shù)據,完善生態(tài)創(chuàng)新數(shù)據庫建設。此外,在國家比較和評估的基礎上,增加對不同地區(qū)、不同行業(yè)和不同部門生態(tài)創(chuàng)新系統(tǒng)的評估和比較研究。