基于耦合协调分析的山东省创新驱动经济发展研究

王娜

摘要：创新是驱动经济发展的关键动力，同时经济发展也是创新能力提升的重要支撑。通过构建综合评价指标体系，客观评价山东省创新驱动能力与经济发展水平，进一步运用耦合协调度评价模型，对2001—2017年创新能力与经济发展水平的耦合协调性进行定量分析。研究发现，2009年前后耦合协调程度存在阶段性变化，尽管创新能力与经济发展二者较好地维持了耦合发展，但尚未形成同步协调的发展趋势，仍需通过加大创新投入、促进成果转化、调整经济结构等措施实现创新驱动发展、发展反哺创新的双赢。

关键词：创新能力；经济发展；耦合协调度

中图分类号：F207；F204文献标识码： ADOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2020.04.004

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

基金项目：山东省软科学研究计划一般项目（2018RKC23002）；山东省重点研发计划（软科学）项目（2019RZB01084）

0引言

熊彼特[1]首次提出创新经济学理论，认为经济的根本现象是发展，而发展的根源在于创新。Solow[2]和Arrow[3]的研究将技术进步纳入经济增长的重要因素，柳卸林[4]从市场结构、企业发展、产业演化、经济增长等多个方面系统阐释了技术创新对经济发展的作用机理。随着第四次工业革命的到来，创新是国家或区域经济发展的关键驱动力这一结论已得到广泛认可，社会生产力和综合国力的提高均离不开科技创新。Kaneva等[5]对俄罗斯的研究表明，技术创新对地区经济增长存在极大的积极作用。针对中国国情，董敏杰等[6]研究认为，尽管目前中国经济对资本的依赖性很高，但是技术进步带来的全要素生产率TFP的提高仍是中国经济增长的重要推动力之一。陈晓红[7]运用因子分析研究发现，区域技术创新能力能够有效促进区域经济增长，其决定要素主要体现在技术创新效率、人力资源投入和市场环境等方面。刘跃等[8]研究认为区域创新能力对经济增长质量有显著推动作用，包括技术创新能力的直接效应和间接效应。曹裕等[9]研究认为创新能力、吸收能力与区域经济增长之间存在长期协整关系，提高自主创新能力是实现经济增长方式转变的核心环节。

加快科技创新是促进国家或地区经济发展的有效途径之一，然而，一个国家或地区创新能力的高低又取决于其经济发展水平的高低。创新是经济发展的重要驱动力，经济发展是创新能力提升的重要支撑，创新能力与经济发展是相互促进、相互影响的两个系统。近年来，对于创新能力与经济发展是否能耦合协调发展的研究也成为关注的热点。Guloglu等[10]研究发现，技术创新促进了经济增长，而产出的增长又加快了技术变革的速度，创新一方面来自于研发投入的技术推动，另一方面也源自于产出增长的需求拉动。Gordon[11]针对创新加速与经济放缓并存这一现象探讨了经济放缓的原因，认为经济放缓可部分归因于IT技术革命的成熟，这从侧面说明技术进步与经济发展并不总是协调同步的。针对国内情况，杨武等[12]对我国科技创新和经济发展的耦合协同发展关系进行了探讨，认为科技创新和经济发展具有耦合协调发展关系，且科技创新与经济增长的协同发展对经济产出具有重要的推动作用。李二玲等[13]研究认为中国区域创新能力与经济发展水平具有长期稳定性和短期跳跃性，其耦合协调程度具有尺度敏感性，沿海省份的耦合协调度较高。也有学者针对个别省份或区域展开研究，如谢彦龙等[14]研究认为陕西区域创新与经济发展的耦合性存在显著的区域差异，整体处于磨合阶段，且为中度耦合协调水平；刘佐菁[15]以及肖田野等[16]分别对广东省展开研究，得出的结论基本一致，认为创新和经济发展两系统的耦合、协调程度不断提高且处于全国领先地位；彭迪云等[17]以长江经济带为例进行研究，结果表明多数省域的经济增长与创新能力能达到初级协调发展，但尚未有省市达到优质协调发展。

从现有研究可以看出，创新系统与经济系统之间不仅存在单向的驱动效应，还存在相互影响的反馈效应，只有当二者形成耦合互动、协调共生关系时，才能实现创新驱动发展、发展支撑创新的双赢。纵观山东改革开放40多年来的经济发展情况，山东经济增速在全国排名前列，但长期形成的粗放型增长方式仍未彻底转变。根据中国科技发展战略研究小组《中国区域创新能力评价报告》的评价结果，山东区域创新能力连续数年位列全国第六，与山东省的经济实力相比，其创新能力与经济发展在一定程度上存在不相称、不协调。在供给侧结构性改革背景下，一方面通过创新驱动加快转变经济增长方式，增强经济内生发展动力，另一方面通过经济发展提升创新能力，打造高水平创新型省份，才能更好地助力新旧动能转换，促进经济高质量发展。

从现有文献来看，尚未有研究对山东区域创新能力与经济发展水平的耦合协调程度进行定量分析，而这一研究对寻找山東在创新驱动发展中存在的问题，探讨创新与经济耦合协调的发展路径具有重要的现实意义。基于此，本文在梳理区域创新能力与经济发展水平互动作用机理的基础上，通过构建区域创新能力和经济发展水平的综合评价指标体系，运用耦合协调度评价模型，对2001—2017年间山东区域创新能力与经济发展水平的耦合度、协调度展开定量分析，在此基础上提出创新能力与经济发展协调推进的对策建议，以期为推动山东创新驱动发展和创新型省份建设提供决策参考。

1区域创新能力与经济发展的互动作用

1.1创新推动经济发展

当今世界科技日新月异，创新成为经济发展的关键驱动力。一方面，创新能够促进产业结构升级和产业更新换代。新技术的应用和新产品的开发，不仅可以促进新兴产业的兴起和发展，而且能够促进传统产业的转型升级，进而使得产业结构得以优化调整，产业不断迭代升级，经济增长方式由粗放型向集约型转变。另一方面，创新可以提高生产效率，促进产业生产率增长。通过技术创新，可以提高资源利用效率，降低生产成本；可以降低生产难度，改善生产速度，提高劳动生产率；同时创新的扩散还可以促进产业集群发展，产生规模效益，形成区域经济增长极。

1.2经济发展促进创新能力提升

一个区域的经济发展是其创新能力提升的重要支撑。一方面，经济发展可以为科技创新提供资金保障、硬件基础以及环境支持。经济实力越强，政府财政的科技投入也会随之增加，从而为一个地区的研发活动提供资金保障，同时经济实力较强的地区，对人才的吸引力更大，从而为研发活动积累高素质的人力资源，有利于创新系统的发展和创新能力的提高。另一方面，经济发展带来生活水平的提高，使得人们对新产品的需求增加，这一需求又成为创新的内因和动力，促使企业注重新产品研发，倒逼企业不断取得技术进步和产品创新。

1.3区域创新能力与区域经济耦合协调发展

创新活动与经济发展两个系统相互作用、相互影响，二者若能相互促进、协调共生则能够实现创新能力提高和经济快速发展的双赢，二者的耦合协调度取决于二者相互依赖、相互溢出的程度。当科技创新成果顺利实现商品化和产业化，并在区域间广泛传播和采用，而经济发展对创新的需求也能通过研发得以快速满足时，创新与经济发展之间就会形成高度耦合。然而，创新能力提高并不必然导致经济发展水平提高，创新能力有可能超前于经济发展，也可能滞后于经济发展。协调度是对二者和谐一致状态的度量，其取决于二者步调、速度和方向的一致程度。研发投入不足、研发人才缺乏等会造成经济发展水平超前于创新水平，而产学研脱节，成果转化受阻，创新网络不通畅，则可能削弱创新对经济发展的带动作用，使得经济发展滞后于创新发展。因此只有二者相互促进，协调演化，其协调程度才能提高。

2指标体系构建

2.1区域创新能力与经济发展水平评价指标体系

无论区域创新能力还是经济发展水平，均受多种因素的综合影响，对其进行测度时需考虑多个维度。兼顾数据的综合性、代表性、科学性和可获得性等原则，构建区域创新能力评价指标体系和经济发展水平评价指标体系，如表1和表2所示。基于投入产出的角度，本文从创新投入、创新环境和创新产出三个维度构建区域创新能力评价指标体系，包括一级指标1个，二级指标3个，三级指标15个。从经济规模、经济质量和经济结构三个维度构建经济发展水平评价指标体系，包含一级指标1个，二级指标3个，三级指标16个。与现有多数研究不同，区域创新能力评价体系并未包含企业创新和创新绩效两个二级指标，原因在于企业数据的统计口径在2011年之后发生变动，无法获取口径一致的统计数据；而创新绩效所包含的三级指标与经济质量所包含的三级指标多有重复。

2.2基于熵权法的权重计算

Shannon最早将熵这一热力学概念引入信息论，称之为信息熵。信息熵可用于反映指标的变异程度，从而可用于综合评价。熵权法的核心是确定各指标数据的差异性，通过突出局部差异确定指标权重，与层次分析法等主观赋权法相比，熵权法具有客观性和适应性特点，能够避免主观因素的掺杂，更客观地确定各指标权重，因此适用于多指标的相对评价。本文采用熵权法对区域创新能力及经济发展水平指数进行计算，具体步骤如下。

2.3评价指数计算结果

采用山东省2001—2017年的各指标年度数据，对区域创新能力综合指数、经济发展水平综合指数，以及各自的分项指数进行计算，结果如表3所示。可以看出，2001—2017年间，无论是综合指数还是分项指数，均呈现逐年上升的趋势，说明山东区域创新能力和经济综合实力均取得了长足进步和发展。从区域创新能力的分项指数来看，影响区域创新能力的主要因素是创新环境和创新产出，二者指数之和占比超过区域创新能力综合指数的85%，其中创新环境是最主要的影响因素。这意味着在创新投入有限的情况下，通过营造良好的创新环境，可以有效提升区域创新能力。从经济发展水平分项指数来看，影响经济发展水平的主要因素是经济规模，其指数值接近综合指数的50%，其次是经济质量，再次是经济结构。这说明山东经济发展水平主要仍取决于经济规模，经济质量和经济结构有待进一步提升。

将区域创新能力综合指数与经济发展水平综合指数进行对比，如图1所示。图1显示，经济发展水平综合指数大于创新能力综合指数，根据综合指数的计算方法可知，这并不意味着创新水平的提升滞后于经济发展，只能说明经济发展指标的数值波动程度整体大于创新水平指标的波动程度。进一步观察二者上升的速度可以发现，2009年之前的这一时期内，区域创新能力出现快速增长趋势，但自2010年开始增长速度明显放缓，2011年區域创新能力指数甚至出现了小幅回落。计算区域创新能力综合指数与经济发展水平综合指数各自的增长率，并进行比较，如图2所示。可以发现，区域创新能力综合指数的增长率波动较大，经济发展水平综合指数相对平稳。2002—2009年间，区域创新能力综合指数增长速度高于经济发展水平综合指数增长速度，2010年之后，区域创新增长速度显著放缓，整体低于经济发展水平。这说明，前一阶段区域创新能力领先于经济发展水平，处于创新领跑阶段，这一时期的创新来自于国外先进技术的引进、基础设施建设带来的创新环境大幅改善、改革带来的技术创新、制度创新等多方面因素。但是自2010年之后，区域创新能力增速放缓，滞后于经济发展的需要，与此同时，经济发展水平增速也出现了明显下降。说明这一时期内，经济发展的内生动力不足，创新未能发挥引领和带动经济发展的作用，创新对于经济发展的贡献潜力有待进一步释放。事实上，现阶段山东经济发展仍以重工业为主，新技术新产业所占比重较小，这在一定程度上限制了创新红利的充分释放；同时，自主创新能力有待提高，科技创新尚未成为经济增长的内生动力，在科技创新转化为经济驱动力的过程中，人才培养、成果转化等环节均有待改善。

对区域创新能力的二级指标进行分析，可以发现，在区域创新能力评价体系中，创新环境指数最高，创新产出指数次之，创新投入指数最小。这意味创新投入仍是区域创新能力提升中的薄弱环节，应进一步加大对科技活动的资金支持，加大研发投入力度，提高研发投入强度，同时增加研发人员投入，提高人力资本水平。对经济发展水平的二级指标指数进行分析，可以发现，在经济发展水平评价体系中，经济规模指数最高，经济质量指数次之，经济结构指数最小。这意味着要想提高经济发展水平，应重点调整经济结构，促进城乡区域协调发展，通过产业转型升级不断优化产业结构，同时加大金融机构对实体经济尤其是新兴产业的扶持力度。

3山东区域创新能力与经济发展水平的耦合协调分析

3.1耦合协调度评价模型

3.2山東区域创新能力与经济发展水平的耦合协调分析

耦合协调度的评价旨在衡量区域创新系统和经济发展系统交互协同、相互促进的效率。协调度越高意味着创新能力与经济的协同发展水平越高，也意味着创新驱动发展的成效更明显。图3显示了耦合度和协调度的计算结果，从耦合度来看，2001—2017年间，山东省区域创新能力与经济发展两系统的耦合程度整体较高，但以2009年为分界点，呈现先上升后下降的趋势。较高的耦合水平说明两个系统之间存在显著的相互作用、相互影响，但是近年来，这种交互作用强度有所松动，出现下降趋势。

从协调度来看，协调度整体呈现上升趋势，但在2009年前后上升速度存在变化，2009年之前上升速度较快，2009年之后上升速度放缓。根据协调度的计算公式可知，协调度的取值一方面取决于耦合度的大小，另一方面取决于两个系统的综合指数值，创新能力与经济发展的综合指数均逐年上升，这是协调度保持上升趋势的主要原因，而耦合度先上升后下降的变化趋势，导致了协调度前期增速较快而后期增速放缓。进一步对区域创新能力与经济发展水平综合指数的变异系数进行计算，如图4所示。可以发现，创新能力综合指数的变异系数以2009年为分界点，呈现先上升后下降的变动趋势，说明创新能力指数在2009年之前增长较快，但2009年之后变动越来越小。经济发展水平综合指数的变异系数呈现稳定增长趋势，说明经济发展水平增长的变动较平稳。

整体而言，2001—2017年间区域创新能力与经济发展水平二者较好地维持了耦合发展，但是在2009年前后耦合协调程度存在阶段性变化。结合综合指数增长率及变异系数的计算结果，本文认为山东省区域创新能力与经济发展水平尚未形成理想的协同发展趋势，在2009年之前的阶段内，创新能力超前于经济发展，对经济发展起到了一定的带动作用，这一方面因为创新基础设施、市场环境和金融环境等方面的改善优化了创新环境，另一方面由于大中型企业研发人员、研发投入的增加，以及通过对外开放引进先进技术增强了企业创新能力。在这一阶段内，经济发展虽然保持了较高的增长率（平均增长率约为15%），但仍然滞后于创新能力的提高（平均增长率约为24%）。在2009年之后的阶段内，受全球金融危机、经济结构不平衡、能源损耗、环境污染等因素的影响，山东经济发展水平与创新能力均出现增速下降，其中创新能力增速下降更为明显，因此这一阶段创新能力滞后于经济发展，未能给经济发展提供相应的内生动力。经济发展水平的下滑，尤其是GDP增速的放缓，使得对于教育、科技等方面的投入难以增加，因此这一阶段经济发展和创新能力未能形成互动共生的良性循环。

4结论及对策建议

通过构建综合评价指标体系，对2001—2017年间山东区域创新能力和经济发展水平的综合指数及分项指数进行测算，进一步运用耦合协调度评价模型，对山东区域创新能力与经济发展水平的耦合度、协调度进行定量分析。结果显示，山东省区域创新能力与经济发展水平二者较好地维持了耦合发展，但二者尚未形成理想的协同发展趋势，尚未达到同步协调。尤其是在2009年之后，经济发展水平与创新能力双双出现增速下滑，二者耦合度也有所降低，致使协调度虽然走高但速度放缓。

从实证分析结果可以看出，若要促进山东创新与经济发展的良性互动，一方面应通过加大创新投入、增加创新产出，提高区域创新能力，从而增强经济发展的内生动力；另一方面应通过调整经济结构，提高经济发展质量，进而为创新驱动提供优质载体和良好环境。具体建议如下。

（1）创新投入是提升区域创新能力的薄弱环节，应加大科技活动支出及研发投入强度，增加研发人员投入。从资金投入情况来看，近年来随着山东经济总量的增长，政府科技支出及研发投入也逐年增加，但其所占比重并未显著提高。《2018年全国科技经费投入统计公报》显示，与2017年相比，2018年山东研发经费投入不升反降，因此加大研发投入刻不容缓。与此同时，可以通过建立公共研发基础设施、打造研发产业园和企业孵化器等实现科技资源集中共享，降低企业研发成本，通过创投基金、信用担保、债转股等模式拓宽企业融资渠道，多方发力弥补企业研发中的资金缺口。从人力投入情况来看，近年来山东人才流失尤其是年轻人才流失较严重，人力资本水平与京沪浙粤等地区存在显著差距，可通过政策软环境和城市硬环境的双重改善，加大对年轻人尤其是省内应届高校毕业生的引才力度。

（2）创新产出水平仍需进一步提升，科研成果到技术应用的转化渠道需进一步畅通。可通过创新科技体制改革，建立综合性研发基地，形成人才协同培养机制，以生产需求促进人才培养和研发水平，以研发实力带动产品创新和生产率提高，依靠市场引导科研资源的合理配置，实现科研成果到市场应用的准确定位，提高科研成果的直接转化率。通过畅通成果转化渠道，实现知识向生产力的实质性转变，才能打通创新驱动经济发展的“最后一公里”。

（3）调整经济结构是提升经济发展水平的首要任务，也是促进创新和经济两个系统耦合协调发展的关键。需要从几个方面入手：一是打破城乡二元结构，以工促农、以城带乡，促进城乡一体化发展；二是加快传统产业转型，积极发展新兴产业和高技术产业，促进产业转型升级，优化产业结构，尤其是做大做强制造业，实现山东制造业高质量发展，塑造品牌效应；三是加强金融业供给侧改革，引导资金流向实体经济，夯实产业基础，特别是夯实高技术产业基础，为创新驱动发展提供优质载体。调整经济结构离不开科技创新的助力，同时经济结构的调整也能改善创新环境，增加研发需求，提高区域创新能力，从而实现创新驱动发展，发展反哺创新的双赢。

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Research on Innovation-Driven Economic Development of Shandong Province Based on Coupling Coordination Analysis

WANG Na（Shandong Academy of Social Science， Jinan 250002， China）

Abstract： Innovation is the key driving force of economic development， and economic development is also an important support for the improvement of innovation ability. This paper constructs a comprehensive evaluation index system to objectively evaluate the innovation-driven ability and economic development level of Shandong province. Furthermore， the coupling coordination degree evaluation model is used to quantitatively analyze the coupling coordination between regional innovation ability and economic development level from 2001 to 2017. The results show that there were periodic changes in coupling coordination degree around 2009， and although innovation ability and economic development have maintained their coupling development， they have not formed a synchronous and coordinated development trend. It is still necessary to increase investment in research and development， promote the transformation of achievements， adjust economic structure in order to achieve the win-win situation of innovation-driven development and development feeding innovation.

Keywords： innovation capability；economic development；coupling coordination degree