海南省数字经济与区域创新能力的耦合协调发展研究

李 倩，秦 浩

(1.海南经贸职业技术学院 财务管理学院，海南 海口 517721；2.海南热带海洋学院 商学院，海南 三亚 572022)

“十四五”时期是高标准高质量建设海南自由贸易港的关键五年，打造创新创业新聚集地，推进创新驱动发展战略是海南实现高质量发展的重要途径。科技创新是引领经济发展的第一动力，在资源与环境的双重约束下，转变经济增长方式和实现产业结构升级，必须以创新驱动发展。创新是通过各种资源要素的流动、产业关联、经济合作等渠道产生集聚效应和扩散效应，进而推动整个区域创新能力的提升，是区域经济持续发展的决定性因素[注]温珺、阎志军、程愚：《数字经济与区域创新能力的提升》，《经济问题探索》，2019年第11期。。企业是创新的主体，研发创新投入和科技人才集聚是提升企业创新能力的主要路径，对区域创新能力产生直接影响[注]王宇新、姚梅：《空间效应下中国省域间技术创新能力影响因素的实证分析》，《科学决策》，2015年第3期。。随着创新要素在不同主体、地域间的流动，区域创新还与产业结构、协同创新等因素有关，表现出较强的空间溢出效应[注]白俊红、蒋伏心：《协同创新、空间关联与区域创新绩效》，《经济研究》，2015年第7期。。此外，金融支持、外商直接投资(FDI)、产业基础、政府参与等特定要素均影响区域创新能力[注]高丽娜、华冬芳：《创新环境、网络外部性与城市群创新能力——来自长三角城市群的经验研究》，《华东经济管理》，2020年第9期。。因此，如何提升区域创新能力是海南经济发展的重大议题。

在海南自由贸易港建设中，数字经济是推动经济高质量发展、提高国际竞争力的中坚力量，海南正在加快产业数字化转型，转变经济发展方式。近年来，海南成立了大数据产业联盟、大数据管理局等发展平台。为加速新一代信息基础设施建设，2019年海南生态软件园实施“链上海南”计划，实现数据跨主体、跨区域高效流动。2019年6月，国家发布5G牌照。为更好地助力海南数字经济发展，海南省政府11月印发了《海南省加快5G网络建设政策措施》。2020年8月，《智慧海南总体方案(2020—2025年)》明确提出：强化创新驱动与智慧赋能，推动新一代信息技术与海南经济社会发展全方位深度融合，构筑开放型数字经济创新高地[注]《智慧海南总体方案(2020—2025年)》(2020年8月14日)，https://www.hainan.gov.cn/hainan/ztzc/202008/6758897ae22d4b6abb89387b2c41019d.shtml。。如何构建数字经济发展水平、区域创新能力的测度评价体系，较为精准地判定二者的关系，对海南自由贸易港的建设至关重要。基于以上问题，本文分别构建数字经济发展水平、区域创新能力指标评价体系，通过客观数据，运用耦合协调模型，以更宽泛的视角为数字经济与区域创新能力的协调发展提供理论依据。

一、数字经济与区域创新能力的耦合协调机理

数字经济与区域创新能力是海南经济高质量发展的两个重要方面，二者存在相互促进又相互制约的错综复杂关系。一方面，数字经济为区域创新能力提供技术支撑。新一代信息技术逐渐渗透到企业、产业等经济活动中，不断孕育出“新零售”等全新的商业模式，全方位地催生创新浪潮。另一方面，区域创新能力是数字经济快速发展的动力。企业是创新要素集成和科技成果转换的生力军，创新主要通过新一代信息技术实现资源流通、经济合作，进而产生扩散效应，提升区域创新能力。区域创新和转变经济发展方式是海南经济实现高质量持续发展的动力，数字经济与实体经济的深度融合是海南经济提质增效的重要途径。二者的耦合机理如图1所示。

图1 数字经济与区域创新能力的耦合机理

(一)数字经济是提升区域创新能力的有力保障

首先，数字经济为企业创新提供技术支撑。传统企业转型依赖产品创新，数字化、智能化生产不断推动技术创新，“数字思维”对企业日常内部管理、组织架构和战略决策方面产生较大冲击[注]苗力：《保险企业数字化战略转型路径研究》，《保险研究》，2019年第4期。，数字技术降低了供给需求的搜寻成本等，公开透明的信息提高了管理水平和决策效率，共享创新成果的同时，带动产品和技术的创新[注]刘政、姚雨秀、张国胜等：《企业数字化、专用知识与组织授权》，《中国工业经济》，2020年第9期。。其次，数字技术为产业交流合作提供平台。数字经济时代，大数据对接平台使技术、知识、资金等资源要素自由流动，跨越时空壁垒进行资源配置，拓宽了知识传播的渠道和路径，加速了知识的溢出效应和扩散效应[注]Paunova C，Rollob V． Has the internet fostered inclusive innovation in the developing world，World Development，2016，No.3．。以数字技术进行资源对接，促进研发资源集成共享，将行业的多元主体形成创新集群，进一步提高资源配置效率，重构商业模式，创新成果在产业链中不断渗透，实现产业链转型升级[注]张昕蔚：《数字经济条件下的创新模式演化研究》，《经济学家》，2019年第7期。。最后，数字经济为区域创新提供有力保障。企业、科研机构、高校等将创新要素转为新技术、新产品和新服务，根据规模报酬递减规律，电子商务、在线支付等基础设施随着用户的增加，边际成本降低而边际收益增加[注]王君、张于喆、张义博等：《人工智能等新技术进步影响就业的机理与对策》，《宏观经济研究》，2017年第10期。。创新能力强的区域对资源要素进行较快吸收再创新，优化的创新环境和资金支持对创新能力弱的地区产生正外部性，缩小区域创新能力差异，整体提升区域创新能力[注]张骞、吴晓飞：《信息化对区域创新能力的影响——马太效应存在吗》，《科学决策》，2018年第7期。。可见，企业是创新的主体，数字经济具有扩散性和渗透性，数字经济通过新一代信息技术，促进了知识再造和信息传播，提高空间集聚和扩散的灵活性，进而带动整个产业和区域创新能力的提升。

(二)区域创新能力是数字经济发展的新动能

较强的区域创新能力能够实现数字经济快速发展，推动信息资源、企业数字化转型、产业数字化和数字产业化等要素的协调发展。首先，区域创新能力提高了数字技术的应用程度。区域创新需要优质的技术、知识、人力等创新要素。在数字经济时代，产品的更新换代、网络技术的发展等经济活动，呈现高度信息化，高科技产品是信息资源的载体。其次，区域创新能力促进了产业数字化发展。数字消费者和数字化企业是未来的两大重点领域，企业只有具备研发创新、组织管理再造的能力，才能在管理理念、生产方式、组织架构等方面进行全方位的变革创新[注]韩文龙：《数字经济中的消费新内涵与消费力培育》，《福建师范大学学报(哲学社会科学版)》，2020年第5期。。最后，区域创新推动产业结构发生改变。随着信息技术市场化应用，互联网平台与传统产业深度融合，数字技术在实体经济中不断渗透，对原有企业进行全方位改造，推动产业数字化发展，增强了区域经济活力[注]薛洁、胡苏婷：《中国数字经济内部耦合协调机制及其水平研究》，《调研世界》，2020年第9期。。此外，区域创新催生了科技产品的普及应用，如提高了互联网的普及率、移动支付平台的应用、电子产品的更新换代等，区域内经济活动呈现数字化特征。可见，科技创新在一定程度上带动了数字经济的发展，区域创新使得数字经济广泛活跃在经济发展的各个层面。数字经济充分利用新一代信息技术，促进信息交流和共享，实现经济转型升级，是创新活动的主战场，是区域创新能力提升的有力保障。数字经济与区域创新相互促进、相互制约，二者的良性互动循环、耦合协调发展有力推动了产业结构调整和区域经济发展。

二、模型构建与指标体系设计

(一)模型构建

1.耦合度模型

关于数字经济和区域创新能力的研究，若只从单一角度分析则会忽视二者的内在影响机制，不利于海南推行创新驱动战略的效果。借助物理学中的耦合模型，客观反映数字经济与区域创新能力的耦合关系和互动效应，计算公式为

(1)

其中：f(x)、g(y)分别为数字经济和区域创新能力的综合发展水平指数，反映二者的发展水平；C为数字经济发展水平与区域创新能力的耦合度，C⊂[0，1]。C趋近于0，说明数字经济与区域创新能力的作用效果较弱；C趋近于1，说明数字经济与区域创新能力的作用效果较强，具有良好的耦合关系。

2.综合发展水平指数

由公式(1)可知，耦合度受数字经济和区域创新能力这两个系统综合发展水平的共同影响。综合发展水平指数是子系统内各项指标进行逐项加权，计算对整个系统贡献的综合指数，反映子系统的发展水平。在计算各子系统的综合发展水平指数时，首先需要对各指标进行标准化处理，然后进行赋权。笔者采用熵值法计算各指标权重，通过线性加权平均计算各子系统的综合发展水平指数。

(2)

(3)

3.耦合协调发展模型

耦合度只能反映二者的耦合关系，不能反映二者的协调发展程度，因此，为更客观、准确地反映数字经济发展水平与区域创新能力的耦合关系，需要建立耦合协调度模型。

(4)

T=αf(x)+βg(y)

，

(5)

其中：D为耦合协调度，D⊂[0，1]，D值越大，说明两个系统的耦合协调度越高，二者的协调程度越好，相反，则说明二者仍需磨合。T为数字经济发展水平与区域创新能力的综合协调指数，反映二者的整体协同效应。α、β为待定参数，代表数字经济与区域创新能力对系统耦合度的贡献程度，借鉴李强等[注]李强、韦薇：《长江经济带经济增长质量与生态环境优化耦合协调度研究》，《软科学》，2019年第5期。的研究，笔者认为二者对经济发展的贡献同等重要，故设定α=β=0.5。

4.GM(1,1)灰色预测模型

GM(1,1)灰色预测模型在经济领域广泛应用，通过对指标随时间变化的序列，预测指标未来时点的数值。具体步骤分为三步：

首先，将原始时间序列CO[co(1),co(2),…，co(n)]做累加处理生成序列C1=[c1(1),c1(2),…，c1(n)]，则GM(1，1)模型对应的微分方程为

，

(6)

公式(6)中，∂为发展灰度，φ为内生控制灰度。

(7)

最后，对预测模型进行检验分析，借鉴周成等[注]周成、冯学钢、唐睿：《区域经济—生态环境—旅游产业耦合协调发展分析与预测——以长江经济带沿线各省市为例》，《经济地理》，2016年第3期。的研究，当检验结果中小误差概率P>0.7，且均方差比值C<0.65，则预测模型方可通过检验，取得有效预测值，否则需要通过残差模型进行修正。

(二)指标体系测度

1.海南省数字经济发展水平测度

由于数字经济具有虚拟性，其发展水平难以量化。近年来，各研究机构纷纷创新应用大数据平台进行测度。如2015年腾讯推出“互联网+”数字经济指数，但仅用于互联网产业；2017年财新智库编制中国数字经济指数；2019年中国信通研究院从数字产业化和产业数字化的维度测算数字经济指数；等等。笔者参考中国信通研究院发布的《数字经济治理白皮书》《中国数字经济发展白皮书》等资料，借鉴温珺等[注]温珺、阎志军、程愚：《数字经济驱动创新效应研究——基于省际面板数据的回归》，《经济体制改革》，2020年第3期。的观点，结合海南省数字经济发展的实际情况，从数字化基础设施、数字化应用和数字化产业发展三个维度构建综合测评体系，设置3个一级指标、6个二级指标和14个三级指标，基于客观性、可比性、权威性、可操作性等原则，综合测评海南省数字经济发展水平。

表1 海南省数字经济发展水平指标体系

2.区域创新能力测度

1992年英国学者Philip Nicholas Cooke首次提出区域创新，学术界对区域创新的概念尚未统一界定，现有的评价指标体系缺乏统一的理论基础。相关研究主要集中在从创新环境、创新投入和创新产出的维度，测度各区域的创新能力[注]宋帅邦：《中国区域创新能力评价研究》，《技术经济与管理研究》，2020年第12期；凌华、李新伟、董必荣等：《互联网、创新要素流动与区域创新能力差异》，《审计与经济研究》，2020年第6期。。2017年《中国区域创新能力监测报告》从创新环境、创新资源、创新产出、创新绩效和企业创新的维度，较全面地监测和评价各省的创新能力。笔者结合海南省区域创新能力的实际情况，从产品技术创新、知识创新和制度创新三个维度构建综合测评体系，设置3个一级指标、6个二级指标和16个三级指标，综合测评海南省区域创新能力水平。

表2 海南省区域创新能力指标体系

(三)数据来源

2010年海南省首次发布了《海南省互联网发展报告》，政府开始注重移动互联网建设，为推动数字经济的发展打下坚实基础。2011年海南全面开展国际旅游岛数字地理空间框架建设项目。鉴于此，笔者选择2011—2019年的数据作为研究对象，数据来源于历年《海南省统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》、国家统计局、海南省国民经济与社会发展统计公报、海南省知识产权局发布的报告等，个别年份缺失的数据采用算术平均和趋势分析法推断计算得出。

三、实证分析

(一)海南省数字经济与区域创新能力的发展概况

1.海南省数字经济发展

2015年海南省政府发布《海南省人民政府关于加快发展互联网产业的若干意见》(琼府〔2015〕42号)，明确指出：加快信息基础设施建设[注]《海南省人民政府关于加快发展互联网产业的若干意见》(2016年2月25日)，http://www.gov.cn/zhengce/2016-02/25/content_5046093.htm。。2018年，习近平总书记发表“4·13”重要讲话和中共中央、国务院发布《关于支持海南全面深化改革开放的指导意见》，海南省互联网产业迎来重大发展机遇，加快了与国际接轨的建设步伐。近年来，海南省政府高度重视互联网产业发展，数字经济发展速度较快，建立了“多规合一”信息综合管理平台，大力推进数字经济基础设施建设并取得积极成效：数字化基础设施方面，每平方千米光缆线路长度和互联网宽带接入口分别由2011年的6.70万千米和127.61个增加到2019年的28.52万千米和794.10个，每百万人拥有的域名数由2011年的3.58个增加到2019年的64.19个；数字化应用方面，2019年，个人互联网普及率是2011年的2.04倍，人均电子商务销售额是2011年的8.57倍，采用电子商务交易活动的企业数量是2011年的5.16倍；数字化产业发展方面，电信业务收入、软件业务收入和电子商务交易额占GDP的比重分别由2011年的3.44%、0.23%和3.70%增长到2019年的16.46%、5.39%和21.20%。

2.海南省区域创新能力

2011年《海南省“十二五”科技发展规划纲要》明确提出：以创新驱动为动力，提高自主创新能力，增强区域创新能力。2018年，海南省政府颁布《海南省推进县域创新驱动发展实施方案》，提出创新驱动发展战略，高标准推进海南自由贸易试验区建设，实现高层次的开放型经济。此后，区域创新能力在各方面均有较大提升，为海南自由贸易港建设奠定良好基础。在产品创新方面，2019年规模以上工业企业开发新产品经费和技术市场成交额分别是2011年的2.16倍和2.63倍。在知识技术创新方面，2019年R&D经费10.82亿，是2011年的1.87倍；2019年专利申请量和专利授权量分别为9 302个和4 423个，分别是2011年的6.25倍和5.78倍。在制度创新方面，教育经费支出、科学技术支出、信息技术固定资产投资等，均有较大投入。

(二)数字经济与区域创新能力的综合发展水平

将原始数据进行标准化处理后，根据熵值法计算各指标权重，分别测算出2011—2019年海南省数字经济发展指数f(x)、区域创新能力指数g(y)、二者的综合发展指数，如图2所示。

由图2可知：(1)数字经济发展水平呈稳步上升趋势，综合指数由2011年的0.015提升到2019年的0.789 5，年均增长率为38.19%，海南数字经济发展取得较大成效；(2)区域创新能力呈波动上升趋势，发展水平综合指数由2011年的0.079提升到2013年的0.431 7，2014—2015呈波动状态，2016年开始稳步提升到2019年的0.664 7；(3)数字经济与区域创新能力的综合发展指数呈稳步上升状态。

根据海南省数字经济与区域创新能力综合发展指数的大小关系，可将2011—2019年划分为两个阶段：数字经济发展滞后阶段(2011—2016年)，数字经济发展综合指数小于区域创新能力发展综合指数(f(x)g(y))。由此可见，创新是海南自由贸易港建设的动力，海南在创新驱动方面拥有良好机遇，具有较大的提升空间。

(三)数字经济和区域创新能力的耦合协调度

由于耦合度只表明了海南省数字经济与区域创新能力之间具有较强的关联度，需要进一步引入耦合协调度模型，才能更加深入、综合地分析二者的协调发展状况。借鉴李二玲和崔之珍[注]李二玲、崔之珍：《中国区域创新能力与经济发展水平的耦合协调分析》，《地理科学》，2018年第9期。的研究，结合海南省实际情况，耦合协调度的等级划分标准为：0

由图3可知：(1)2011—2019年海南省数字经济与区域创新能力的耦合度呈上升趋势。耦合度在2011年偏低，主要是经济发展落后，数字基础设施投入较少，创新未予以高度重视。2015年之后，数字经济与区域创新能力受到高度重视，进入快速发展阶段，二者的耦合度增长速度更加迅猛。(2)海南省数字经济与区域创新能力的耦合协状态良好且呈现上升趋势，2011—2012年耦合协调度D处于0.2～0.4之间，耦合等级为轻度失调；2013—2014年耦合协调度D处于0.4～0.6之间，耦合等级为勉强协调；2015—2018年耦合协调度D处于0.6～0.8之间，耦合等级为中度协调；2019年耦合协调度D处于0.8～0.9之间，耦合等级为良好协调。由此可见，2015年以来，海南省高度重视互联网发展，实施创新驱动战略，数字经济与区域创新能力并驾齐驱的发展趋势较为明显。

(四)数字经济、区域创新能力和耦合协调度的相关性

为进一步掌握海南省数字经济与区域创新能力耦合协调度的未来发展趋势，笔者运用DSP软件，借鉴时朋飞等[注]时朋飞、李星明、熊元斌：《区域美丽中国建设与旅游业发展耦合关联性测度及前景预测——以长江经济带11省市为例》，《中国软科学》，2018年第2期。的研究，将2011—2019年的耦合协调度作为原始数据，代入GM(1,1)模型，预测时间长度设为1，残差重复建模次数为7，逐次建模预测海南省2020—2024年两个子系统的耦合协调度。

表3 2020—2024年海南省数字经济与区域创新能力耦合协调度预测

由表3可知，海南省数字经济与区域创新能力的耦合协调度在2020—2024年将延续之前的上升发展态势，2020—2022年呈良好协调发展，2023年开始进入优质协调阶段。2020—2024年是海南自由贸易港建设的关键阶段，海南省应高度重视数字经济发展和区域创新能力的提升，实现二者的优质协调发展，进而实现海南经济高质量发展。

四、结论与建议

(一)结论

本文基于海南省2011—2019年的相关数据，首先，剖析了数字经济和区域创新能力这两个系统的耦合作用机制。其次，运用熵值法从数字化基础设施、数字化应用和数字化产业发展三个层面测度了海南省数字经济发展水平，从产品技术创新、知识创新和制度创新三个层面测度了海南省区域创新能力，并运用耦合协调度模型实证分析了数字经济与区域创新能力的耦合协调关系。最后，运用GM(1,1)模型预测两个系统2020—2024年耦合协调度的发展趋势，得出以下结论：

第一，海南数字经济与区域创新能力稳步提升，二者的综合发展指数均呈上升趋势。2011—2016年，区域创新能力综合指数大于数字经济发展综合指数，说明数字经济发展较为薄弱，为数字经济发展相对滞后阶段；之后则相反，为区域创新能力相对滞后阶段，说明区域创新能力有待进一步提高。

第二，海南数字经济与区域创新能力的耦合协调度呈稳步上升趋势。2015年之前二者的耦合度较低，2015年之后，二者耦合度增长速度较快。二者的耦合协调度由2011—2012年的轻度失调，2013—2014年的勉强协调、2015—2018的中度协调，逐步发展为2019年的良好协调。

第三，2020—2024年，海南数字经济与区域创新能力的耦合协调度呈上升趋势。根据GM(1,1)预测模型，2020—2024年数字经济与区域创新能力耦合协调程度较好，对海南实现经济高质量发展产生重要作用。

(二)相关建议

1.完善基础设施，促进数字经济与实体经济发展

加强对物联网、云计算、5G网络等信息化基础设施的投入，加大工业互联网平台建设，并不断培育电子商务平台，实现网络支付、物流协同的智能化服务，形成以创造客户价值为导向的互联网商业模式，构建资源共享的产业链。海南以传统产业为主，在数字经济时代，应提高企业数字化转型的积极性，由传统产业向智能制造、智能服务转变，加大海南省十二大重点产业数字化转型力度，进而带动其他产业转型。

2.打造优势领域，提升区域创新能力

2017年之后，区域创新能力相对数字经济发展较为薄弱，应充分发挥数字经济对区域创新能力的提升作用。海南各市县区域创新存在较大差异，各市县应因地制宜地制定创新发展战略。一方面，采用独特的生态环境优势吸引腾讯、华为等高新技术企业入驻海南，并培育新的高新技术企业，实现产业结构向高新技术产业、现代服务业和旅游业深度转型。另一方面，集中优势创新资源，打造具有特色领域的科技创新高地，加强与粤港澳大湾区的科技创新合作，进一步完善创新环境，吸收优质创新资源。此外，还应发挥外商投资对区域创新的作用，优化外资引进结构，引导外商投资与产业结合，提升区域创新能力。

3.政府应精准施策，推进数字经济与区域创新的融合发展

健全的知识产权保护是数字经济发展的关键，是创新驱动战略有力实施的保障。在海南自由贸易港建设中，政府应不断完善知识产权立法，加强数字经济与区域创新的协同作用，避免短板现象。数字经济的提升主要依靠信息化基础设施，而区域创新能力的提升则需要不断投入人力、物力及知识积累等，是一个长期的过程。政府部门应持续加强信息化基础设施管理，宣传和鼓励创新，营造良好的创新氛围，健全相关的机制体制，加大财政科技资金投入，并引导创新主体加大创新投入，推动数字经济与区域创新能力的耦合协调发展。