我国创新极化与产业结构的耦合性分析

张 肃，郭 文

（长春理工大学经济管理学院，吉林长春，130022）

一、引言

创新资源是经济发展的重要生产要素之一，但是目前我国存在着创新资源由落后地区向发达地区流动的极化现象，资源分配不合理的问题不利于产业结构的调整升级。产业结构的优化升级是我国提升经济实力、提高综合竞争力的重要举措之一，我国现有的产业结构存在着产能过剩等结构不合理问题，产业结构的优化升级有利于提高资源利用率，促进资源配置向着更加合理的方向发展。创新极化和产业结构两个系统间存在着相互促进、相互影响的关系，彼此间的作用能够相互吸收、相互消化。

创新极化和产业结构两个系统间的彼此联系主要体现在创新要素层面上，相互之间产生关联，进而使得双方达到耦合协调的程度，从而紧密联系在一起。人才、资本投入、技术等资源的配置问题影响着产业经济的发展。第一，在人才要素方面，高素质人才是实现创新的基础条件，他们具有的丰富知识，一方面能够为传统产业带来新鲜的血液，带动其进行调整和改造，另一方面可以为新兴产业发展提供技术支持。产业结构的优化升级提高了对人才要素的数量和质量要求，推动劳动人口向着更高的专业化和知识化水平发展。伴随着人才要素水平的提升，会将进一步推动产业结构调整。第二，在资本要素方面，原始的资本积累主要来源于现有的传统产业。传统产业经过长时间的发展，由初始状态逐步走向成熟，具备了一定的资本要素。为了寻求更高的利润，企业会进行科技创新，研发新产品，提高在市场中的竞争力水平，对传统产业进行升级，大力发展新兴产业。新兴产业也会随着经济社会的发展，重复原传统产业的发展路径，积累资本要素，进行创新发展，促进优化升级。第三，在技术要素方面，技术创新成果实体化对产业结构升级起到重要作用。技术要素能够带动新产品的形成，促进产业的发展。高新技术起着支撑科技创新、改造落后产业、推动产业结构升级的作用。技术要素体现在产业发展的众多层面中，例如改进旧设备旧工艺、发明新产品、保护生态环境等，从而带来更高的经济效益。高收益为产业进行深层次技术革新提供了动力以及资本，刺激其开展创新活动，同时，有助于传统产业吸收新的技术，并在此基础上进行再创新。

笔者以全国以及四个经济地区为研究对象，在测算出创新极化程度和产业结构调整指数的基础上，运用耦合协调模型对全国及四个经济地区在1997～2016年间的创新极化和产业结构两个系统的耦合协调度进行了计算，并对结果进行耦合性分析，提出优化二者间协调关系的对策建议，为提升我国创新资源配置和产业结构优化升级的协调发展提供科学依据。

二、文献综述

耦合理论最初是物理学中反映两个及两个以上系统间存在的相互影响、相互促进、协调互动关系的一个理论。现如今耦合理论已经广泛地应用在经济、化学等众多领域中，尤其对于经济管理问题的研究，国内外学者对耦合理论的应用已经驾轻就熟。早在20世纪70年代，美国学者K.E.Weick首创性的在研究经济社会问题时运用了耦合理论，提出了松散结合系统理论，表明在学校组织中，成员之间存在着“藕断丝连”的关系，相互之间有联系但却又彼此保持着独立的关系［1］。吴大进在《协同学原理和应用》一书中详细介绍了耦合理论在经济管理领域的应用方法，并进行了数理推导［2］。

在对于创新资源的研究中，祝影、王飞将创新驱动发展分解为创新和发展两个系统，运用耦合评价模型对中国省域创新驱动发展绩效进行实证分析，研究表明创新驱动发展绩效虽整体偏低，但呈现逐年提升态势，突破转型正在加快［3］。李二玲、崔之珍对我国区域创新能力与经济发展水平耦合协调度进行了研究，分析表明：中国区域创新能力与经济发展水平存在着长期稳定而短期跳跃的关系，耦合协调高值区主要分布在沿海城市及内陆的省会城市，已经形成由沿海到腹地的创新—经济合作区［4］。苏屹从投入产出视角研究了区域创新系统耦合度评价指标体系，并结合耦合度测度模型分析了我国31个省市的创新系统耦合度。研究结果表明：各区域的创新系统耦合度分布大致呈金字塔型，只有少数发达省市处于高度协调耦合阶段，东中西部地区修正耦合度有显著差异［5］。

在产业结构的研究中，耦合理论主要应用在讨论产业结构优化升级与不同系统间的耦合协调程度。徐卓顺分析了东北三省能源效率和产业结构调整之间的耦合关系。结果表明，东北三省能源效率与产业结构高度化的耦合度高于产业结构合理化的耦合度，并存在着低耦合城市多，高耦合城市少的现象［6］。郑兰先、孙成基于湖南省高技能人才配置与产业结构的耦合关联度特征，提出了构建高技能人才合作联盟等相关对策建议［7］。夏建红、矫卫红研究分析产业结构与就业结构二者的耦合效应，结果表明：山东省产业结构的总体协调度有明显增强的趋势，对就业的拉动作用逐渐加大，提高全要素生产率成为经济增长的新动力［8］。

对于创新能力、创新资源和产业结构之间的耦合协调关系，部分学者也做了较多的研究。霍远、王盛兰首先采用拉开档次法评价了产业创新与产业升级两个系统，其次通过耦合协调发展模型分析得出：我国30个省市区近10年间二者的耦合协调度存在着递减趋势，且呈现出明显的“东高西低”空间分布特征［9］。陈妤凡、王开泳通过测算武汉东湖新技术开发区的产业创新与产业结构优化升级的耦合协调度，发现其耦合协调度受地方政策的影响，并据此提出要坚持走创新要素引领的发展道路，推动产业融合［10］。王章豹、魏多多综合运用熵值法和耦合协调度模型，研究了技术创新能力与产业结构优化升级二者之间的耦合协调关系。结果表明，中国技术创新能力与产业结构优化升级的耦合协调度总体上均呈现出稳步上升趋势，从严重失调逐步过渡至初级协调状态，但整体耦合协调水平仍然偏低［11］。

三、指标测算与研究方法

（一）创新极化程度测算

采用崔启源和王有强测算极化程度的TW指数来衡量地区的创新极化水平［12］。具体公式如下：

式中，TWkt是第k个区域在第t期的创新极化程度；Ikti为区域k在第t年第i个样本的创新能力综合得分Ikti，Pkti为专利授权数，mkt是为二者比值得中位数；Nkt为区域k在第t年内的样本数；因西藏技术创新数据统计不全，故Nkt为30；文中选取θ=1、r=0.5。为能够更加精确地测算创新极化程度，选取代表性较强的11个二级指标建立创新能力评价指标体系（见表1），运用因子分析法测算创新能力综合得分Ikti。

表1 创新能力评价指标

数据来源于1998～2017年国家统计年鉴、中国科技统计年鉴和各个省份的统计年鉴。

（二）产业结构调整指数测算

产业结构指的是第一二三产业在整个经济结构中所占据的比重，随着经济社会的不断进步和发展，第三产业也就是服务业的增加值占整个GDP的比重会逐渐上涨，服务业对经济的影响逐步加大。在对产业结构的衡量问题上，单纯采用第一、二、三产业的产值或是占GDP的比重，不能完全地反映我国产业结构优化升级的现象。为了克服指标选取的单一性，本文借鉴了汤婧、于立新的产业结构调整指数指标体系（见表2）［13］。

表2 产业结构调整指标体系及权重

根据上述指标体系及权重，计算得出全国以及四个经济地区1997～2016年的产业结构调整指数（见表3），产业结构调整指数的取值范围为0至1，其值越接近1，表示该地区的产业结构越合理。

表3 我国1997～2016年产业结构调整指数

（三）耦合协调度模型

1.耦合度模型

为了进一步研究我国创新极化和产业结构的耦合程度，本文引入耦合度模型，具体如下：

根据该耦合模型，可以得出我国创新极化和产业结构耦合度的模型：

式中，C为耦合度，TW为创新极化指数，S为产业结构调整指数。耦合度C介于0和1之间。当C=0时，创新极化和产业结构这二者之间不存在相关性；当0＜C≤0.3时，创新极化和产业结构存在着较低的耦合度，二者之间的相互作用不显著；当0.3＜C≤0.5时，创新极化和产业结构的耦合度处于颉颃阶段，二者间的相互作用较为明显，但是彼此间的影响不能完全被消化和吸收；当0.5＜C≤0.8时，表明耦合度处于磨合阶段，创新极化和产业结构之间的耦合程度逐渐地趋向于最终的状态；当0.8＜C≤1时，创新极化和产业结构间已经呈现出高度耦合的状态，二者间的相互作用十分明显。当C=1时，耦合度达到最大值，表明创新极化和产业结构之间处于一个良性共振的耦合状态。

2.协调度模型

通过耦合度模型只是能够说明创新极化和产业结构这二者之间的相互作用强弱程度，若想反映二者耦合的协调水平高低，则需要引入协调度模型，具体如下：

式中，D表示协调度，C表示耦合度，T表示创新极化和产业结构的协同效应综合指数，a和b分别表示二者在整个系统中的贡献程度，取a=b=0.5。协调度D介于0和1之间。

四、创新极化和产业结构耦合协调度分析

根据上述模型和公式，计算得出1997～2016年创新极化和产业结构的耦合协调度，结果见表4。

表4 创新极化和产业结构的耦合协调度

根据上述结果，我国创新极化和产业结构的耦合度和协调度在1997～2016年这20年间呈现平稳中略有上升的趋势，但协调度的上升幅度稍强于耦合度的上升变化。从耦合度来看，我国创新极化和产业结构二者的耦合度均大于0.8，处于高度耦合的阶段，二者之间的相互作用明显；从协调度来看，二者之间的协调度均在0.6之上，处于轻度协调阶段。我国创新极化虽然有下降趋势，但是仍处于较高水平，创新资源由落后地区向发达地区流动，呈现出非均质分布的状态，与此同时，产业结构优化升级问题亟待解决。我国创新极化和产业结构优化升级水平这二者之间基本形成了相互耦合、高度协调的互动机制，创新资源的极化趋势影响产业结构的进一步优化，产业结构的合理调整促进创新资源的优化配置。

东部地区和西部地区的耦合度均大于0.8，处于高度耦合阶段，东部地区的耦合度稍高于西部地区。从协调度来看，东部地区和西部地区的协调度均处于轻度协调阶段，但两个地区的协调度整体低于全国整体系统的协调度，其中西部地区的协调度浮动程度较大。

中部地区耦合度在1997～2010年均大于0.8，处于高度耦合阶段，2011～2014年耦合度下降，处于磨合阶段；2015年耦合度增长至0.8以上，2015～2016年耦合度处于高度耦合阶段。从协调度来看，中部地区协调度虽同处于轻度协调阶段，但整体协调度略低于东部地区和西部地区。

东北地区的耦合度经历了从磨合阶段到高度耦合再到磨合阶段的过程，并且呈现出缓慢下降的趋势；协调度与耦合度的变化趋势相似，呈现从轻度失衡到较低水平的轻度协调再到轻度失衡的过程。东北地区的创新极化程度较低，创新资源在区域内配置较为合理，不存在明显的极化流向，产业结构以第一二产业为主，第三产业为辅。创新极化和产业结构二者之间的协调偶合程度较低，彼此间的相互影响作用不明显。

五、对策建议

一方面，创新资源是产业发展的重要因素，尤其是二三产业的发展，更加离不开创新资源的推动作用。创新资源的优化配置能够促进传统产业的高新技术发展以及新兴产业的出现和快速成长，进而达到推动产业结构优化升级的效果。另一方面，产业结构的优化升级同时对创新资源的配置起到正向作用，第一二三产业结构的调整能够促进创新资源在产业间和地区间的流动，有利于缓解创新资源由落后地区向发达地区集聚的趋势，有利于减弱创新极化程度。

基于以上结论，对于我国创新资源优化配置与产业结构升级的问题提出几点建议：

第一，提高创新要素对高新产业的推动作用。建立良好的创新要素传导转化机制，将创新要素与高新技术紧密地结合在一起，在创新链和产业链的融合上发挥促进作用，提升高新产业的自主创新水平，积极研发具有自主知识产权的产品，增强整个产业的国际竞争力。高新产业的良好发展带来的经济收益能够为其提供更为良好的发展条件及环境，同时降低创新要素的生产及流动成本，这就会进一步促进发展，从而形成一个良性循环。随着产业的发展，应当提升创新要素对于传统产业改造升级的促进作用，促进传统产业逐步向自主研发制造等更加高端的产业跨越，有利于产业的转型升级，也对产业结构的优化调整起到推动作用。

第二，优化地区间产业分工情况。产业结构政策的制定应充分考虑产业结构的布局合理性以及长期的均衡发展问题，推动产业结构更加合理化。产业结构优化升级的首要条件是产业结构要布局合理，不同地区间存在着经济水平、生产要素、地理环境等方面的差异，产业结构布局应依照地区的实际发展情况，制定相对应的政策，充分发挥比较优势。优化地区间的产业分工格局，有利于提高创新极化和产业结构的协调耦合度，增强二者之间的相互影响作用，同时能够提升落后地区的经济水平，促进区域乃至全国的快速发展。

第三，构建完善的政策支持体系。为进一步提升创新资源配置与产业结构间的协调度，促进两者间相互影响、相互作用的吸收和消化，需要有科学高效的政策制度作为支持。地区间创新资源的合理分配受经济影响的同时，相关政策也起到优化配置的作用。为减缓创新极化程度，政府应完善强化配套的政策，推进区域的科技创新发展，为产业的创新发展营造更加宽松的环境，增强产业凝聚力。