基于DPSIR模型的环保科技创新评价模型初探*

谭映宇 干雅平 钱 璨 张凤熔 张 宇 王泽远

(1.浙江省生态环境科学设计研究院，浙江 杭州 310007；2.杭州职业技术学院生态与健康学院，浙江 杭州 310018；3.浙江大学环境与资源学院，浙江 杭州 310058)

近年，中国越来越重视环境污染治理和生态保护，生态环境质量取得了明显改善，但生态环境保护面临的形势依旧严峻、复杂[1]，到2035年要实现生态环境根本好转的目标，需要从环保科技基础上认清生态环境演变规律，突破关键技术和关键技术的集成问题[2]。因此，环保科技创新是解决生态环境问题的基础，然而当前环保科技创新水平与生态环境治理需求之间仍然存在一定差距，具体表现为关键技术亟待突破、企业自主研发能力仍需提高、科研机构研发成果产业化水平低、未形成有效的科技创新激励机制等[3]4。精准化、规范化、科学化的环保科技创新管理有利于环保科技创新能力的提升。

美国、日本等发达国家环保产业发展较快，在环保科技创新管理方面已有一些较好的实践。美国始终以市场为创新导向、以企业为创新主体，政府发挥职能的范畴明确，并且建立了技术转移模式、产学研发中心模式和技术创新集群模式，对小型企业的技术创新培养及扶持力度也较大[3]5-6。日本非常重视科技创新，已基本形成了环保科技创新推进体系、产学研协作机制及企业科技创新的促进政策体系，并且开展了多个国家级重点示范项目[3]7-8。国内对于环保科技创新还停留在体系建设层面。宋瑞祥[4]在2000年提出了要深化环境科技体制改革，推动建立环境技术创新体系；常杪等[3]8-9分析了政府、科研院所与高校及企业3个主体在环保科技创新活动中各自的优势；段娟[5]和左茜[6]均有提出加快环保产业技术创新体系建设的建议；王雪等[7]对上海市环保产业发展提出了加大环保科技创新投入、制定相应技术标准、培育龙头企业等建议。但我国还未能从管理上系统形成促进环保科技创新的有效模式[3]4，更没有构建起量化的评价体系。

环保科技创新评价模型的构建将有利于环保科技创新的管理。DPSIR模型是一种基于因果关系组织信息及相关指数的框架模型，将表征一个自然系统的评价指标分成驱动力、压力、状态、影响和响应5个方面[8]，已被广泛运用于生态环境领域[9-12]。本研究基于DPSIR模型，构建了环保科技创新评价模型，并应用于国家环境保护水污染控制工程技术(浙江)中心(以下简称工程技术中心)案例研究。

1 基于DPSIR的环保科技创新评价模型构建

1.1 指标体系框架分析

环保新政、环保市场需求、环境健康需求和环保投资对于环保科技创新过程具有驱动力作用。政策要求紧和环保要求严，而研发经费少和创新产出弱，形成了环保科技创新的压力。压力导致环保技术供求矛盾突出、环保产业结构不合理、创新技术向产业转化慢等，进而对区域环境保护和经济发展产生一定的影响，包括区域经济影响与环境经济影响。生态修复与污染控制、创新主体、服务基层活动、完善环保服务链是对这些影响应做出的响应方面。因此，环保科技创新评价模型可以从以上分析的驱动力、压力、状态、影响和响应5个方面选取具有代表性的指标。

1.2 具体评价指标的筛选

确定评价对象后再根据评价对象的特点进一步筛选具体评价指标，本研究采用成对比较法来进行指标的筛选。成对比较法的步骤如下：专家通过两两比较给各个指标打分，对于重要性较大的指标赋1，重要性较小的指标赋0，进而根据一定的目的或要求筛选出重要性较大的指标作为具体评价指标[13]。

1.3 指标数据的标准化

由于各评价指标数据类型、单位等不尽相同，须对指标数据进行标准化，效益型指标和成本型指标的标准化方法分别见式(1)和式(2)。各参数单位根据实际情况而定。

(1)

(2)

式中：i、j分别为年份、指标序号；rij为i年j指标的标准化后数据；xij为i年j指标的原始数据；xj，max为j指标数据的最大值；xj，min为j指标数据的最小值。

1.4 指标权重的确定

采用改进的层次分析(AHP)法[14]确定评价指标权重，相比传统AHP法减少了判断指标相对重要性时的模糊性。指标权重的初始值由专家通过两两比较给各个指标打分得到。

1.5 环保科技创新综合指数的计算

对于确定的评价对象其i年的环保科技创新综合指数(Ei)计算公式见式(3)。Ei越大，表明评价对象i年的环保科技创新能力越强。

(3)

式中：wj为j指标的权重。

2 案例研究

2.1 研究对象

工程技术中心成立于2004年，围绕水污染控制领域热点技术问题开展科研工作，同时也为政府制定相关环保标准、规范和政策提供决策依据和技术支持。以工程技术中心为案例进行2013—2018年的环保科技创新评价。

2.2 评价指标的确定

基于环保科技创新指标体系框架和工程技术中心的特点，首先初步选取了17个具有代表性的指标。驱动力指标包括工程技术中心的研发投入增长率、国家环保投资总额、市场对环保设备的需求量。压力指标包括工程技术中心的年度计划专利数、年度计划承担项目合同额、年度计划论文数。状态指标包括工程技术中心的设备资产价值、实验设备数量、高级职称比例、研发人员总数。影响指标包括工程技术中心的社会服务项目数、年度实际发表论文数、年度实际授权专利数、省部级科技获奖次数。响应指标包括年度最终承担的项目合同额、销售环保设备数量、技术服务收入增长率。以上指标依次记为C1～C17。

17个指标经过专家两两比较打分后的得分见表1，去除4个得分≤4的C3、C7、C12、C16指标，其余13个指标作为工程技术中心选定的具体评价指标。

表1 17个指标的得分Table 1 Score of 17 indicators

2.3 评价指标的权重

工程技术中心2013—2018年的各指标数据见表2，其中C2数据使用相应年份的中国统计年鉴中的环境污染治理投资总额，其他指标数据均由工程技术中心提供，13项指标均为效益型指标。根据1.4节的方法确定工程技术中心的环保科技创新评价指标权重(见表3)。权重可以反映各评价指标对环保科技创新的影响程度。从各指标的权重来看，影响工程技术中心环保科技创新程度从大到小排名前五的评价指标为研发投入增长率、技术服务收入增长率/研发人员总数、高级职称比例、省部级科技获奖次数。

表2 工程技术中心2013—2018年各指标数据Table 2 The data of each indicator of the Engineering Technology Center from 2013 to 2018

表3 指标权重Table 3 Weights of the indicators

2.4 结果分析

由图1可以看到，工程技术中心2013—2018年的环保科技创新综合指数总和分别为0.213、0.530、0.208、0.519、0.587、0.636。2013、2015年的环保科技创新综合指数总和较低，只有0.2左右，2015年后基本能保持稳步上升趋势。

图1 工程技术中心的环保科技创新评价结果Fig.1 Evaluation results of environmental protection technology innovation of Engineering Technology Center

从驱动力方面看，2015年的环保科技创新综合指数最低，这是因为2015年国家环保投资总额最低，工程技术中心的研发投入增长率为负，因此环保科技创新的驱动力不足。由于国家环保投资总额涉及范围广，因此工程技术中心本身的研发投入增长率更具有针对性，对工程技术中心的环保科技创新驱动力影响程度更大。

从压力方面看，2013—2015年的环保科技创新综合指数很低，2016年后上升到了0.132，并保持稳定。2015—2016年的这一突变主要是因为工程技术中心年度计划专利数、年度计划承担项目合同额和年度计划论文数都进行了提升。工程技术中心在定位上更偏向技术应用和成果转化，而非基础研究，因此3个压力指标中，年度计划承担项目合同额对环保科技创新压力的影响程度大于年度计划专利数和年度计划论文数。

从状态方面看，2013—2018年的环保科技创新综合指数呈波动上升趋势。状态方面的各指标中，工程技术中心的研发人员总数的影响力最大，对于环保科技创新能力的提升十分关键，其次是高级职称比例。因此，人才是工程技术中心提升环保科技创新能力的关键因素，应进一步稳定研发队伍，提高研发人员的水平。

从影响方面看，2013—2017年的环保科技创新综合指数为0.052～0.079，2018年突降至0.016。原因可能是从2015年开始年度实际授权专利数有较大滑坡，加上2018年工程技术中心的社会服务项目数和省部级科技获奖次数都不多。省部级科技获奖次数对于环保科技创新能力的提升具有重要作用，年度实际授权专利数也是对环保科技创新能力的重要体现，相对而言社会服务项目数对核心创新能力提升的直接作用较小。

从响应方面看，环保科技创新综合指数在2013—2015年波动较大，2015年之后总体呈上升趋势，其中2014年最高，达到0.183。2014年，工程技术中心年度最终承担的项目合同额和技术服务收入增长率均为历年最高。相对于年度最终承担的项目合同额，技术服务收入增长率在响应方面的权重更高，工程技术中心在提供技术服务过程中，应发现更多实际的环保问题，努力提升技术服务收入增长率。

3 结论与建议

基于DPSIR模型构建的环保科技创新评价模型应用于工程技术中心发现，2013—2018年的环保科技创新综合指数总和分别为0.213、0.530、0.208、0.519、0.587、0.636，2013、2015年的环保科技创新综合指数总和较低。驱动力、压力、状态、影响和响应5个方面中最主要的指标分别是研发投入增长率、年度计划承担项目合同额、研发人员总数、省部级科技获奖次数和技术服务收入增长率。

根据评价结果，提出如下建议：(1)针对环保热点技术问题或者工程技术中心自身较为薄弱的板块提高研发投入。(2)加强工程技术中心研发人才队伍的建设，增加高级职称比例，优化人才结构。(3)促进环保科技成果转化，提升技术服务收入。(4)针对生态环境领域亟待解决的关键问题开展研究，努力多争取省部级科技奖项，激发科研人员的创新积极性。

本研究初步探索构建了环保科技创新评价模型，并进行了案例研究。针对工程技术中心的案例研究，其分析结果及建议对于类似科研单位的环保科技创新评价具有一定的参考价值，同时也希望后续有更多关于环保科技创新评价和管理的研究探讨。