吳艷霞,楊帥帥,陳步宇
(西安理工大學(xué) 經(jīng)濟與管理學(xué)院,陜西 西安 710054)
受各種因素的影響,黃河流域科技創(chuàng)新對經(jīng)濟增長的貢獻(xiàn)率遠(yuǎn)低于全國平均水平[1],如何構(gòu)建能持續(xù)可靠地驅(qū)動黃河流域高質(zhì)量發(fā)展的協(xié)同高效的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)(本文所述生態(tài)系統(tǒng)不同于通常所說的生物群落及其生長環(huán)境組成的生態(tài)系統(tǒng))是一個亟待解決的問題。
創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)有線性范式、系統(tǒng)范式、網(wǎng)絡(luò)范式、生態(tài)范式等[2-4],根據(jù)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的層次和空間范圍可將其分為產(chǎn)業(yè)、區(qū)域和國家3 種類型,其中產(chǎn)業(yè)型強調(diào)產(chǎn)業(yè)生態(tài)邊界、區(qū)域型強調(diào)地理生態(tài)邊界[5-6]。關(guān)于創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的概念和內(nèi)涵,有的學(xué)者認(rèn)為創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是不同創(chuàng)新主體之間相互作用、相互影響的交互過程[7-8],有的學(xué)者認(rèn)為創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是存在于一定時空范圍內(nèi)通過物質(zhì)循環(huán)、能量交換和信息共享等實現(xiàn)動態(tài)平衡的系統(tǒng)[9-10]。創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的功能,一是促進區(qū)域內(nèi)各生產(chǎn)要素和組織要素在創(chuàng)新主體之間的交流與合作,進而提高區(qū)域內(nèi)的創(chuàng)新活力和創(chuàng)新績效,二是提高創(chuàng)新資源的配置效率和創(chuàng)新協(xié)同水平[11-13]。創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平及績效測度采用的方法或模型有全排列多邊形法、DPSIR 模型、Logistic增長模型、共生模型等[14-16]。綜合來看,對區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究已取得豐碩成果,但對其協(xié)同演化機理的研究較少且已有研究多以長江經(jīng)濟帶等較為發(fā)達(dá)的區(qū)域為對象,對黃河流域的研究相對較少。因此,本文構(gòu)建基于創(chuàng)新價值鏈和創(chuàng)新層次兩個維度的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化機制,采用耦合協(xié)調(diào)度模型對黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同水平進行測度,利用泰爾指數(shù)模型進行空間差異分析,通過空間引力模型進行空間聯(lián)系強度分析,采用障礙度模型對制約創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平提高的因子進行識別,以期為提高黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同水平及相關(guān)研究提供參考。
創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)強調(diào)三大創(chuàng)新主體(創(chuàng)新生產(chǎn)者、創(chuàng)新中介者、創(chuàng)新消費者)之間的依賴性和協(xié)同性、系統(tǒng)的可持續(xù)運作能力和創(chuàng)新產(chǎn)出能力?;趧?chuàng)新價值鏈維度和創(chuàng)新層次維度進行分析,創(chuàng)新生產(chǎn)者、創(chuàng)新中介者、創(chuàng)新消費者三大創(chuàng)新主體在創(chuàng)新價值鏈維度的位置分別為上游、中游、下游,而在創(chuàng)新層次維度則分別對應(yīng)技術(shù)生態(tài)位、市場生態(tài)位、社會生態(tài)位,據(jù)此構(gòu)建圖1 所示的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化機制。
圖1 創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化機制
從創(chuàng)新價值鏈維度看,處于價值鏈上游的創(chuàng)新生產(chǎn)者(如高校、科研院所等)承擔(dān)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究任務(wù),是創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的原動力;處于價值鏈中游的創(chuàng)新中介者(如人才市場、科技企業(yè)孵化器、金融機構(gòu)等)具有促進科技成果轉(zhuǎn)化的重要功能,通過多種方式促使創(chuàng)新成果、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新信息等在系統(tǒng)內(nèi)流動,是聯(lián)系創(chuàng)新生產(chǎn)者和創(chuàng)新消費者的紐帶;處于價值鏈下游的創(chuàng)新消費者(如知識密集型企業(yè)、高新技術(shù)企業(yè)、個體消費者等)是創(chuàng)新成果的檢驗者和受益者,同時通過向創(chuàng)新中介者和創(chuàng)新生產(chǎn)者進行信息反饋,逆向促進新思想、新技術(shù)的誕生。
從創(chuàng)新層次維度看,在技術(shù)生態(tài)位,創(chuàng)新生產(chǎn)者開展基礎(chǔ)研究和新技術(shù)研發(fā)等,其研發(fā)結(jié)果具有一定的不確定性;在市場生態(tài)位,創(chuàng)新中介者協(xié)助消費者提高對新技術(shù)的認(rèn)知,促進新技術(shù)通過市場轉(zhuǎn)向消費者;在社會生態(tài)位,創(chuàng)新消費者使新技術(shù)的應(yīng)用更加成熟,形成全社會普遍認(rèn)可的新技術(shù)創(chuàng)新范式。
創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是三大創(chuàng)新主體在創(chuàng)新價值鏈不同位置和創(chuàng)新層次不同生態(tài)位的協(xié)同中不斷發(fā)展完善的。協(xié)同演化機制中的正向協(xié)同鏈?zhǔn)侵竸?chuàng)新產(chǎn)出(包括各類創(chuàng)新要素)作為創(chuàng)新中介者的輸入,經(jīng)中介者的孵化轉(zhuǎn)化后投入商業(yè)量產(chǎn),最后到達(dá)創(chuàng)新消費者的過程;逆向協(xié)同鏈?zhǔn)侵竸?chuàng)新消費者經(jīng)過對創(chuàng)新成果的檢驗,形成對新技術(shù)的實踐認(rèn)知,再通過創(chuàng)新中介向上游的創(chuàng)新生產(chǎn)者提供反饋信息,最后實現(xiàn)再創(chuàng)新的過程。
創(chuàng)新地景[17]是指三大創(chuàng)新主體良性協(xié)同互動和開展各類創(chuàng)新活動所必需的環(huán)境要素,如創(chuàng)新政策、創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等。
參考李曉娣等[16]、孫冰等[18]的研究,構(gòu)建了與三大創(chuàng)新主體對應(yīng)的創(chuàng)新生產(chǎn)能力、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力、創(chuàng)新消費能力等3 個一級指標(biāo)的評價指標(biāo)體系(見表1),分別從投入、轉(zhuǎn)化和產(chǎn)出角度衡量創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同水平。其中:金融機構(gòu)本外幣各項存款余額用于衡量金融機構(gòu)對創(chuàng)新主體的服務(wù)水平;創(chuàng)新主體咨詢服務(wù)機構(gòu)指為創(chuàng)新生產(chǎn)者在法律、會計、管理等方面提供專業(yè)服務(wù)的機構(gòu),如律師事務(wù)所、會計師事務(wù)所等,用于衡量區(qū)域創(chuàng)新咨詢服務(wù)水平;創(chuàng)新產(chǎn)品市場消費潛力=人均可支配收入-人均生活消費支出。參考張力雋等[19]、楊晨鈺婧等[20]的研究,采用極差變換法對各指標(biāo)進行歸一化處理,采取熵值法確定各指標(biāo)權(quán)重,各一級指標(biāo)值由其對應(yīng)的二級指標(biāo)歸一化值加權(quán)求和得到。
表1 創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平評價指標(biāo)體系
2.2.1 耦合協(xié)調(diào)度模型
(1)耦合度模型。耦合度模型形式為
式中:C為耦合度,用于度量創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)各創(chuàng)新主體相互作用和影響的程度,其值越大表示創(chuàng)新主體之間的作用和影響程度越高;U1、U2、U3分別為創(chuàng)新生產(chǎn)能力、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力、創(chuàng)新消費能力。
(2)耦合協(xié)調(diào)度模型。耦合協(xié)調(diào)度模型形式為
式中:D為耦合協(xié)調(diào)度,其值越大表示創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平越高;α1、α2、α3分別為創(chuàng)新生產(chǎn)能力、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力、創(chuàng)新消費能力的權(quán)重。
參考安敏等[21]的研究,依據(jù)耦合協(xié)調(diào)度把創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平劃分為5 級,見表2。
表2 創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平分級標(biāo)準(zhǔn)
2.2.2 泰爾指數(shù)模型
參考楊騫等[22]的研究,采用泰爾指數(shù)分析各區(qū)域(黃河流域上、中、下游地區(qū)或各省份)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平的差異。泰爾指數(shù)模型形式為
式中:Tt為第t年的泰爾指數(shù);Dit為區(qū)域i第t年的耦合協(xié)調(diào)度;為全流域第t年的耦合協(xié)調(diào)度(各省份第t年耦合協(xié)調(diào)度算術(shù)平均值)。
泰爾指數(shù)Tt的值域為0~1,其值越大表示協(xié)同水平區(qū)域差異越大。
2.2.3 空間引力模型
參考周園等[23]的研究,采用修正的空間引力模型分析各省份對周邊省份的輻射帶動能力,模型形式如下:
式中:Rij、Rji分別為省份i與省份j的空間聯(lián)系度、省份j與省份i的空間聯(lián)系度;Di、Dj分別為省份i、省份j的耦合協(xié)調(diào)度;Sij為省份i與省份j的空間距離(反映空間可達(dá)成本);Ki、Kj分別為省份i、省份j的引力常數(shù),Ki=Di/(Di+Dj),Kj=Dj/(Di+Dj);ΔR為省份i對省份j的相對空間引力強度,其值越大表示省份i對省份j的空間引力越強、輻射帶動作用越大。
2.2.4 障礙度模型
在測度區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平的基礎(chǔ)上,采用障礙度模型進行障礙因子識別,模型形式為
式中:dij為第i年第j項指標(biāo)的偏離度,表示相對于理想值1 的偏離程度;Aij為第i年第j項指標(biāo)障礙度,表示第j項指標(biāo)在第i年對系統(tǒng)協(xié)同水平的影響程度,其數(shù)值越大,說明該項指標(biāo)對協(xié)同水平提高的阻礙性越強;Yij為第j項指標(biāo)在第i年的歸一化值;wij為第j項指標(biāo)在第i年的權(quán)重。
本文以黃河流域9 個省份全域為研究對象,以9個省份為樣本數(shù)據(jù)采集單元和各評價指標(biāo)測算及其分析單元,以2011—2020 年為研究時段,對創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平進行測度和分析。研究所需數(shù)據(jù)來源于國家統(tǒng)計局網(wǎng)站、中國統(tǒng)計年鑒、中國科技統(tǒng)計年鑒、各省份統(tǒng)計年鑒和統(tǒng)計公報等??臻g引力模型中省份間的空間距離依據(jù)百度地圖按省會城市間的最短物理線路量取。
黃河流域各省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度測算結(jié)果見表3(表中部分?jǐn)?shù)值為0.000 0,表示當(dāng)年創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平較低,并非數(shù)學(xué)意義上的絕對零值),可以看出,黃河流域各省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平普遍較低,2020 年只有山東達(dá)到5 級(耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)屬優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)),有4 個省份僅為2 級(耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)屬輕度失調(diào))。
表3 黃河流域各省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度測算結(jié)果
(1)時序變化情況分析。從時間序列上看,黃河流域各省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平整體上呈現(xiàn)波動上升趨勢,創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平達(dá)到3 級(耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為中度協(xié)調(diào))及以上的省份由2011 年的1 個增長到2020 年的5 個。其中:青海、四川、甘肅、寧夏4 個省份起點較低(協(xié)同水平為1 級,耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為嚴(yán)重失調(diào)),青海、甘肅、寧夏到2020 年協(xié)同水平上升到2 級但耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)仍屬失調(diào)(其中甘肅接近中度協(xié)調(diào)),四川上升幅度最大(到2020 年位居流域第四,耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為良好協(xié)調(diào));山東起點較高(協(xié)同水平為3 級,耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為中度協(xié)調(diào))且逐年穩(wěn)步上升。
(2)空間差異情況分析。把青海、四川、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古5 個省份作為上游地區(qū),把山西、陜西兩省作為中游地區(qū),把河南、山東兩省作為下游地區(qū),把各地區(qū)所屬省份耦合協(xié)調(diào)度的算術(shù)平均值作為各地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度,把9 個省份耦合協(xié)調(diào)度的算術(shù)平均值作為黃河流域耦合協(xié)調(diào)度,各地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度變化情況見圖2。
圖2 各地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度變化情況
由圖2 可以看出,黃河流域上、中、下游地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平差異較大,3 個地區(qū)耦合協(xié)調(diào)度逐年變化過程線呈大致平行的層級狀態(tài),下游地區(qū)最高、中游地區(qū)次之、上游地區(qū)最低,2020 年耦合協(xié)調(diào)度分別為0.726 2、0.543 3、0.363 5。究其原因,主要是我國創(chuàng)新要素分布不均,“西部大開發(fā)”等戰(zhàn)略的實施使東西部經(jīng)濟發(fā)展的差距逐漸縮小,但位于中西部的黃河中上游地區(qū)在創(chuàng)新能力和創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)等方面還存在區(qū)域性短板。
位于下游地區(qū)的山東省地處東部沿海,開放程度較高、區(qū)位優(yōu)勢明顯,是黃河流域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展的龍頭,經(jīng)濟發(fā)展水平比上中游地區(qū)各省份高,創(chuàng)新生產(chǎn)能力、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力和創(chuàng)新消費能力均較強,因而創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度和協(xié)同水平較高,在2020 年達(dá)到了“優(yōu)質(zhì)協(xié)調(diào)”狀態(tài);相對而言,河南則掣肘于傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)水平始終低于山東(2020 年耦合協(xié)調(diào)度為0.637 2,屬良好協(xié)調(diào)狀態(tài))。
位于中游地區(qū)的陜西、山西兩省創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平居中,其中:陜西是我國西部地區(qū)的創(chuàng)新高地,其利用豐富的高校教育資源和科研資源積極實施“人才強省、創(chuàng)新富省”等戰(zhàn)略,使創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平由2011 年的2 級(耦合協(xié)調(diào)度為0.393 1、耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為輕度失調(diào))上升到2020 年的4 級(耦合協(xié)調(diào)度為0.644 4、耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為良好協(xié)調(diào)),僅次于山東;山西則迫于經(jīng)濟發(fā)展模式轉(zhuǎn)型升級、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整、生態(tài)環(huán)境改善等方面的壓力,創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平的提高并不明顯(2020 年耦合協(xié)調(diào)度僅為0.444 2,耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為中度協(xié)調(diào)),未來仍需做出更大的努力。
位于上游地區(qū)的青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古4 個省份經(jīng)濟發(fā)展客觀條件較差,創(chuàng)新投入和產(chǎn)出力量相對薄弱,科研人才流失嚴(yán)重,研發(fā)經(jīng)費投入不足,導(dǎo)致其創(chuàng)新生產(chǎn)能力、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力、創(chuàng)新消費能力均較弱;然而,四川雖然也位于黃河上游地區(qū),但其高校、科研機構(gòu)和科技孵化基地數(shù)量較多,創(chuàng)新生產(chǎn)能力較強和創(chuàng)新消費能力較強,創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平在2014 年超過了位于中游地區(qū)的陜西,在2020 年達(dá)到4 級(耦合協(xié)調(diào)度為0.605 0,耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)為中度協(xié)調(diào))。
從空間差異來看,黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平泰爾指數(shù)呈逐年減小趨勢(見圖3),由2011 年的0.296 6下降到2020 年0.037 0,說明各省份間的差距呈不斷縮小的態(tài)勢。其原因:一方面,黃河下游地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較高,在技術(shù)發(fā)展到一定階段后人才、資本、知識等創(chuàng)新要素的集聚效應(yīng)達(dá)到峰值,出現(xiàn)創(chuàng)新領(lǐng)域的“邊際效應(yīng)遞減”現(xiàn)象,因而創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平增速放緩;另一方面,國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的廣泛實施使黃河中上游地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平快速提升,與下游地區(qū)的差距逐漸縮小。
圖3 創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平泰爾指數(shù)變化情況
把各省份2011—2020 年創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的算術(shù)平均值作為創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的綜合水平,計算各省份間的空間聯(lián)系度,結(jié)果(見圖4)表明:下游地區(qū)的山東與其他省份的空間聯(lián)系度最大、其創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)對其他省份的輻射帶動能力最強,其中對山西的輻射作用最大(空間聯(lián)系度為110)、對寧夏的輻射作用最小(空間聯(lián)系度為48);上游地區(qū)的青海與其他省份的空間聯(lián)系度最小、對其他省份的輻射帶動能力最弱;某省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)對其他省份的輻射帶動作用除受兩省份之間空間可達(dá)成本的影響外,還受被輻射省份自身發(fā)展水平的限制。
圖4 各省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)空間聯(lián)系度Circos 弦圖
黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平一級指標(biāo)障礙度逐年變化情況(見圖5)表明,在2011 年創(chuàng)新生產(chǎn)能力、創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力、創(chuàng)新消費能力障礙度相當(dāng)?shù)那闆r下,創(chuàng)新消費能力的障礙度在2012 年及以后明顯大于創(chuàng)新生產(chǎn)能力和創(chuàng)新轉(zhuǎn)化能力的障礙度,即創(chuàng)新消費能力不足是黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平提升的主要障礙因子。
圖5 創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平一級指標(biāo)障礙度變化情況
(1)黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平普遍較低,雖然在研究時段呈現(xiàn)穩(wěn)步提升的態(tài)勢,但是2020 年尚有4 個省份的耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)屬輕度失調(diào)。
(2)黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平存在空間不平衡的現(xiàn)象,下游地區(qū)最高、中游地區(qū)次之、上游地區(qū)最低,但這種不平衡隨著時間的推移逐漸弱化。
(3)某省份創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平對周邊省份的輻射帶動作用除受兩省份之間空間可達(dá)成本的影響外,還受被輻射省份自身發(fā)展水平的限制。
(4)創(chuàng)新消費能力不足是黃河流域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平提升的主要障礙因子。
(1)黃河上游地區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同水平較低的省份,創(chuàng)新資源稟賦較差,應(yīng)出臺相關(guān)惠企政策,增加創(chuàng)新投入,加快創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化平臺建設(shè),注重創(chuàng)新消費主體吸納能力的提高,并加強與創(chuàng)新水平較高省份的合作。
(2)黃河中游地區(qū)的省份應(yīng)進一步提升創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化能力,營造良好的創(chuàng)新轉(zhuǎn)化氛圍,提高創(chuàng)新轉(zhuǎn)化效率,構(gòu)建綠色高效的科技企業(yè)孵化基地和轉(zhuǎn)化平臺,實現(xiàn)創(chuàng)新生產(chǎn)和創(chuàng)新消費的有效銜接。
(3)黃河下游地區(qū)的省份應(yīng)進一步重視創(chuàng)新要素和創(chuàng)新資源配置的合理化,提高關(guān)鍵核心技術(shù)的研發(fā)和生產(chǎn)能力,同時應(yīng)避免對創(chuàng)新要素和創(chuàng)新資源的“虹吸效應(yīng)”。
(4)調(diào)整創(chuàng)新資金和資源對三大創(chuàng)新主體的分配比例,重點提高區(qū)域創(chuàng)新消費能力,以增強弱項、補齊短板。