生态文明、科技创新与区域经济系统耦合协调研究——以重庆市为例

谭建伟，王 宇

(重庆理工大学 a.管理学院; b.经济金融学院， 重庆 400054)

一、引言

随着中国社会的发展进入新时代，对经济、科技和生态的建设都提出了新的要求。2016年，习近平总书记视察重庆提出“两点”定位、“两地”目标和“四个扎实”要求；2018年，全国两会期间习近平总书记参加重庆代表团审议时提出了“两高”目标和营造良好政治生态的要求(1)http://theory.people.com.cn/n1/2019/0419/c40531-31039655.html.，这也是重庆市“十四五”时期需要解决的重大课题。在“十四五”期间，如何切实贯彻落实好党的“十八大”及“十九大”精神，将生态文明建设、科技创新融入到经济建设中，如何走绿色协调发展道路，是重庆在中国特色社会主义新时代面临的新任务。

经济增长、科技创新、生态文明三个子系统是相互依赖、相互作用的，其中一个子系统的发展在不同的阶段都对另外两个系统的发展产生着不同程度的影响。而当前在对于区域协调发展的研究上，较多以其中两个子系统为研究对象，而忽略了三个子系统之间的相互作用，且传统的计量分析手段已经难以分析多指标体系构成的系统之间的相互影响。因此，本文引入耦合协调的研究方法，通过构建生态文明、科技创新、经济增长三个子系统的评价体系，对重庆市三系统耦合协调发展水平以及趋势进行探究，在此基础上，探索区域协调发展推动的高质量发展模式，以适应当代经济的发展。

二、文献综述

“科技创新是经济社会发展的第一动力”，但也忽视了因滥用科技而引起的一系列生态环境问题，充分暴露了生态环境保护制度的不完善，以及科技观的片面性[1]。而且，社会的不断发展、人口的不断增长对生态环境以及资源也产生了较大的压力，人民对美好生活的向往不再仅是物质方面。因此，维持生态文明建设不仅是为了经济的可持续发展，也是保证社会和谐稳定的重要前提之一[2]。从相关研究可以看出，人们已逐渐意识到，生态文明建设与经济建设同等重要，在生态环境、生态资源方面，应该尊重自然、顺应自然，强调人与自然的和谐共生，为人类文明社会的发展做出积极的贡献[3-5]。基于此，各个地区可以通过对科研机构的市场化改革、引进各个领域的领军人才、加大对科研的投入等方法促进科技创新成果转化，带动产业与科技创新的耦合发展，从而建设生态文明系统，推动经济的高质量发展[6-7]。

近年来，大量学者通过引进耦合协调度模型，对中国的生态、经济、产业等系统之间进行了耦合协调发展的研究。耦合协调度最开始多用于物理学中[8]，研究多系统之间的相互作用关系，后被逐渐应用于各个系统之中，并对其误用进行了修正，现今已被成熟地应用于经管领域[9]。在科技创新方面，国内主要从科技创新机制、科研机构的结构性问题等方面进行了大量的探索，以期达到走出创新困境、优化科研结构的目的。在经济增长方面，对中国的经济增长方式、经济增长质量给出了中肯的评价、建议，同时，对经济转型路径进行了探究，以耦合协调的发展方法，集中研究科技创新或生态文明与产业或行业之间的关系，从而推动经济转型。蒋天颖、周成、滕堂伟等学者分别对长江经济带的生态环境与区域经济、科技创新与区域经济以及生态环境与科技创新之间的耦合协调发展进行了研究[10-12]，谷缙、赵传松等学者分别对中国生态文明与区域经济发展、科技创新与区域经济发展进行了研究[13-14]。结果显示，以耦合协调的方法对长三角区域以及其他区域整体发展水平进行研究，客观地反映出了各区域间的不同系统在发展过程中的相互作用程度以及发展趋势，城市之间的耦合协调度的差异也能真实反映出各城市、区域之间发展存在的差距，并提出了具有针对性的建议，以期改善各个城市的发展条件，拉动落后区域的经济发展。

综上文献，可发现以下几个问题：首先，现有研究主要以中国的大部分省域进行横向对比研究，所涉及到的评价指标体系趋于简单，忽略了不同地区地理位置、资源分布、经济发展定位、生态科技发展等的差异性，以此设计的评价指标体系不能客观衡量某一个省域或者城市的发展趋势以及具体情况。其次，在涉及到多个系统的情况时，测度不够精确，无法精确反映各系统之间的耦合协调关系，提出的政策建议显得比较宽泛。最后，由于新型发展模式的要求，在经济发展、科技创新及生态环境三系统间，任一系统的发展都制约着另外两系统，因此在区域整体规划时应当三管齐下、齐头并进。就当前来看，大部分学者多以两系统进行耦合研究，鲜有对生态文明、科技创新以及区域经济三系统进行耦合协调研究。因此，本文将利用耦合协调模型，对重庆市的生态文明建设、科技创新以及区域经济发展三者进行系统、细致的探究，以期为重庆市生态文明建设与科技创新寻求新的发展道路，并提出相关政策建议。

三、研究方案

(一)模型构建

基于重庆市发展规划和实际发展情况，构建三系统之间的耦合协调发展路径模型(见图1)。其中区域经济增长系统为生态文明、科技创新系统提供了物质需求保障，同时受到生态环境以及科技发展水平的制约。生态文明系统的建设不仅包含区域内的生态环境建设，还包括区域内相关生态产业的发展，在一定程度上体现了科技观、环保观以及经济发展水平。科技创新作为经济发展的第一动力，是产业转型升级的驱动器，科技创新系统的建设会通过产业优化升级、提高全要素生产率等多种途径推动经济发展，并通过转变企业生产方式、降低资源消耗、提高废物利用率等方式推动生态文明系统的建设。经济增长为科技创新提供了物质基础，科技创新又是引领发展的第一动力，也是支持产业转型升级的关键，而生态文明建设又是区域经济可持续发展的基础，因此三系统之间相互作用、相互影响，存在着耦合发展的关系。

图1 重庆市生态—科技—经济系统耦合协调路径图

经济社会的整体发展涵盖了科技创新、区域经济发展以及生态文明三个子系统，三者之间是相互影响相互支撑的，其耦合协调路径见图1。本研究指标体系构建考虑了评价体系的全面性以及数据的可得性等多方面，避免因评价指标过于简单而无法达到综合测度的目的。其中，科技创新系统主要从其创新的投入、产出以及科研环境方面进行评价[12]，在此基础上结合重庆市科技创新的实际情况，丰富相关指标使科技创新评价体系更加完善；生态文明评价系统包括了绿化水平、居民绿色生活情况、城市污染水平，以及能源消耗方面[13]，但以往对城市污染以及居民绿色生活情况的评价指标相对单一，本文在以往的评价指标的基础上对声污染、生态制度、居民对生态环境的态度等方面也进行了较全面的评价，更能反映一域的生态文明发展水平；经济发展主要从城市经济的整体规模、对外开放度以及发展质量3个方面进行评价。此外，各指标系统都从政府、企业到居民进行了充分考虑，层次更加完善，结果更加具有客观性以及说服力。因此，遵循指标体系构建的科学性、整体性，并参考其他学者的量化指标[14-17]，最终筛选出54个指标的评价体系(见表1)，原始指标通过熵权法即式(1)—(5)进行计算，计算出各指标权重大小如表1。

表1 重庆市生态环境—科技创新—区域经济系统评价体系

续表(表1)

(二)研究方法

1.熵值法

(1)原始数据标准化。对所采集到的数据进行归一化无量纲处理，由于所采集的指标对于指标系统的影响方向不同，对于正向和负向的指标采取分别处理的方式。

(1)

(2)

其中，Xij表示i项指标j年份的指标数据(i=1，2，3，…，n；j=1，2，3，…，n)。

(2)确定i项指标在j年份的比重。其中Xij为数据标准化后的值，该步骤主要是计算出每一指标在该年的指标中所占比重。

(3)

(3)确定指标熵值。其中m为所采集指标的年数。

(4)

(4)计算各指标权重。

(5)

(5)计算系统得分。对每一年该系统的得分进行计算。

(6)

2.耦合度模型

构建耦合度模型时参考国内学者对该模型的修正[18-19]，推导出两系统耦合度模型：

(7)

三系统耦合度模型：

(8)

其中：C为多个系统的耦合度得分，0≤C≤1，C越大表示两系统之间的相互作用及影响力越强。当0

3.协调度模型

耦合度仅能说明科技与生态文明之间相互作用程度的强弱，无法反映协调发展水平的高低。因此，在耦合度的基础上，引入耦合协调度来反映重庆市科技和生态文明的耦合协调程度：

(9)

其中，两系统协调指数：F=aZ1+bZ2

(10)

三系统协调指数：F=aZ1+bZ2+cZ3

(11)

其中：F为多系统的综合协调指数，D为耦合协调度，a、b、c为待定系数。

考虑到科技创新、生态文明以及区域经济发展三者同样重要，并参考彭朝霞、韩瑞玲等学者的做法[18-19]，三系统综合协调指数计算公式中的待定系数a、b、c均赋值为0.333；两系统综合协调指数的待定系数均赋值为0.5。耦合协调度D在[0，1]，协调度越高，表明科技和生态文明的协调发展状况越理想。其中，协调度值D与协调度等级参考相关文献划分[20-21]，其划分依据为离差系数及标准差[22]，详细等级划分见表2。

表2 耦合协调等级分类表

4.数据来源

本文数据采集自2011—2018年《重庆市环境状况公报》《重庆市统计年鉴》《重庆市环境保护产业发展报告》《重庆市水资源公报》。本文在数据收集过程中，若涉及到某个别的数据无法直接采集，则通过对相关数据计算得出，对于个别缺失数据参考谷缙、赵传松等学者[13-14]的做法利用插值法补齐。

四、结果与讨论

(一)生态—科技—经济系统综合得分情况

通过测评，重庆市2011—2018年各个系统综合得分情况以及耦合协调度情况如表3。综观整体区域发展水平，无论是生态系统、科技系统还是区域经济系统的综合得分都呈现出整体向上的趋势(见图2)，与全国科技创新和生态文明变化趋势趋于一致[13]。

表3 重庆市生态—科技—经济综合得分及耦合协调度

2011—2018年区域经济呈现出高速的增长趋势，从0.145到0.842，经济发展指数增长了6倍，发展速度处于中国各大城市前列，在2018年以城市排名的经济体当中名列前茅。究其原因，主要应当归功于重庆市的发展定位以及社会主义市场经济体制的不断完善，各大产业蓬勃发展。除传统制造业以外，房地产行业、金融业纷纷崛起，充分发挥了产业的扩散效应，拉动重庆市的经济快速增长，使其产业结构从“二、三、一”的结构发展成“三、二、一”，产业结构得到优化升级，在一定程度上拉动了区域的经济增长。从2011年到2018年，重庆市就业人员从1 585万人增长到1 717万人，截至2018年，常驻人口已达到 3 403万人，作为一个人口大市，享受着人口的福利，大量的人口在一定程度上拉动了经济内需，进而拉动了经济的增长。

图2 2011—2018年重庆市生态—科技—经济系统综合能力得分评估趋势

从生态环境系统的综合测度评分情况来看，整体上从0.211上升到了0.711，其涨幅在3倍左右，但必须看到的是，其上升并不稳定，甚至在2013年、2017年出现较为明显的下滑趋势，且整体增长速度以及稳定性明显低于经济系统的增长速度以及稳定性。主要是由于前期发展模式大多是以资源环境换取经济的增长，且单位GDP能耗过高对于生态环境的压力过大，政府的考核体制或是企业的发展模式皆是如此，没有将生态文明建设摆在战略性的定位上来，因此给后期的生态系统恢复治理工程留下诸多隐患[23]。2011—2018年，在每年生态环保重大项目中，用于污水处理的都有30余项，同时财政支出总额中环保支出逐年上涨，可见重庆市生态环保压力较大。再则，人口庞大对生态系统也带来了较大的压力，人口的快速增长、产业结构的优化程度不够等一系列问题给生态文明系统的建设带来了不小的压力。

在科技创新系统方面，分析省域情况，主要呈现出浮动式上升趋势，但在三个系统的综合测度评分中仍处于较低水平，从0.312上升到了0.634，涨幅在两倍左右，且增长的趋势极不稳定。分析原因，主要是因为拉动重庆市经济发展的产业是传统制造业，后来随着第三产业的发展，开始占据了一定的席位，同时金融产业、房地产业等逐渐开始扮演重要角色，但总体上对科技创新的依赖较小；由于产业的发展对科技创新的实际需求并不是很大，大部分制造业仅停留在制造的层面，通常以“代工厂”的形式存在，对于核心技术缺乏话语权，高新技术产业进出口差额从2011年的195万美元到2018年1 100万美元，虽呈增长趋势，但对于经济增长拉动贡献依然较小[24]。从研究与实验发展的资源投入上来看，2018年研究与试验发展R&D人员达131 997人，经费支出为3 646 309万元，活动单位个数为2 315个。相较重庆市整体经济体量，投入并不算大，这也在一定程度上造成了创新困境。占据科技制高点对目前的发展状况尤为重要，并未掌握核心技术的重庆各大企业面临着转型困境，因此导致科技创新得分受到较大的限制。

(二)重庆市生态—科技—创新系统耦合协调发展水平演变

由图3可知，所测度的重庆市生态—科技—创新系统之间的耦合度水平都处于0.93～0.99，说明在三系统之间或两个系统之间的相互作用程度都处于一个较高的水平。针对这一结果可得到，生态—科技—经济系统之间的发展并不是相互割裂的，彼此相互影响程度极高。在此前提下，为了促进生态—科技—经济的发展，应当赋予“耦合协调的发展方式”战略性的定位，促进可持续发展，这一结论与其他学者的研究结果不谋而合[15]，利用多系统之间的耦合协调发展已是促进经济高质量发展的重要举措。

生态—科技两系统的协调度发展水平，在2011年达到了0.501，进入了勉强耦合协调发展阶段，在2018年达到0.819，已经进入了良好耦合发展阶段，相较其他系统耦合协调水平更高。其发展应是得益于国家对生态文明建设的高度重视，自党的十八大以来，全面贯彻可持续发展观，将生态文明建设提到了至关重要的位置。就当前发展情况来看，重庆市对于科技创新的投入逐年增加，对于资源环境的重视程度也在逐步提高，并采取了一系列的污染防治举措。2021年，工业污染治理项目已增至253个，此类举措使重庆市生态—科技耦合协调发展水平逐步提升，并达到了良好的耦合协调等级。

科技—经济系统进入磨合期所花费的时间较长，2011年耦合协调发展水平为0.461，处于濒临失调阶段，2012年上升至0.542，进入勉强耦合发展阶段，在2017年上升至0.840，先于生态—科技和生态—经济进入良好耦合发展阶段。其主要原因在于，经济发展在一定程度上依赖于科技创新的发展程度，而重庆市经济发展以制造业、工业为主，想要实现高质量发展就必须依靠核心科学技术。截至2018年，重庆市通过打造高新企业园区开发在建项目已累积达到16个，一系列相关优惠免税政策吸引了大量外商投资，促进了本地产业的发展，使得科技—经济系统的耦合发展水平快速提高。结合重庆市的发展定位来看，各大产业还需继续探索转型之路，走出创新困境。2018年，重庆市的GDP出现断崖式下降，其主要原因也在于各个企业对于核心技术的掌握程度不够，尤其是像汽车、电子等注重核心技术的行业，在AI技术的应用乃至新型能源汽车的研发等方面都处于较为落后的水平，虽然打造了很多高新产业区，但企业入住率并不高，自主研发能力也不足，导致经济转型面临着前所未有的困境[24]。

在2013年，生态—经济的耦合协调发展度达到了0.572，进入勉强耦合协调阶段，较前两者进入时间最晚，其原因是发展模式以及整体绩效考核方式很难一下子转变，使得整个城市的发展模式很难在极短的时间内改变。同时，由于社会制度的优越性，生态文明建设可以很快在制度上贯彻到经济建设中。从2011年到2018年，急需整治的高污染企业从原本的224个降低到90个，可见整治力度极大。同时，随着重庆市环保产业的发展，城市环境基础设施建设的投入不断增多，对高污染企业的整顿整治力度增强，居民整体的环保意识也逐步提升。到2018年，耦合协调发展度已经进入良好耦合协调阶段。遗憾的是，由于对环保产业的发展缺乏整体规划，也缺少能起带头作用的龙头企业，导致截至2018年，环境保护产业产值仍仅为GDP的4.47%，处于较低水平。

生态—科技—经济整体耦合协调发展趋势较为稳定，增长趋势平稳。从协调发展度来看，在2011年，耦合协调度为0.449，处于濒临失调状态，2012年上升至0.534，进入勉强耦合协调发展阶段，2018年上升至0.845，进入良好耦合协调发展阶段，且整体上升趋势比较平稳。从综合测评角度来看，相较两系统的发展趋势，三系统的发展趋势更为平稳，主要原因是三系统更为稳定，所以耦合协调发展水平增长趋势也比较慢，且增长速度存在着波动，两系统之间耦合发展水平在一定程度上影响着三系统之间的协调水平。

综上所述，重庆市从2011年到2018年的发展趋势整体向好，生态—科技—经济的耦合协调发展水平也呈现上升趋势，但存在着一定的波动。本文结合省域发展的特点，构建协调耦合发展路径，得出的评价指标体系更加全面客观地反映了各个系统及耦合协调的发展趋势。

五、结论及建议

本文通过对重庆市生态—科技—经济三系统与两系统之间的耦合协调发展水平的综合测评，得到了以下结论：

第一，三系统之间的耦合协调水平与两系统之间的耦合协调发展水平高度一致，较两系统而言，三系统之间产生的波动幅度更小、稳定性更高，两系统相对不够稳定，才会产生大于三系统的波动幅度，但整体趋势基本保持一致。各系统之间在研究年份的耦合协调水平先后经历了濒临失调、勉强磨合协调、初级耦合协调、中级耦合协调、良好耦合协调，尚未达到优质耦合协调发展的水平。

第二，本文所构建的综合评价体系比较完善，达到了客观评价重庆市各方面发展的目的，也客观反映了各系统的发展水平。从结果来看，重庆市的生态、科技系统的综合得分还存在着较大的波动，经济发展系统的趋势则较为稳定，因此需要在经济建设稳步提升的同时，注重生态文明、科技创新平稳发展，以使三系统之间达到更高水平的耦合协调。

第三，通过进一步分析三系统之间的耦合协调发展水平以及指标影响权重，发现目前三系统的耦合协调发展尚存在一定问题，生态文明建设尚不健全，部分生态指标对于系统的负向影响较大，所占权重较高；部分指标对系统的正向影响较小，所占权重也较低；环境污染仍较严重，生态安全保障依旧存在薄弱环节，生态文化建设滞后等。社会经济发展仍受到资源能源的约束，经济发展指标中单位GDP能耗在研究年间并未得到较大改善，部分总量指标的提升也较为有限。科技创新的人员财政投入力度不足；高新科技、环保产业的发展仍然处于边缘地位，对于经济发展贡献较小，企业产业结构优化转型面临困境。

结合以上的研究结论，为进一步促进重庆市生态—科技—经济三系统耦合协调，提出以下3个方面的建议：

第一，生态方面。重庆市应秉持可持续发展理念，完善相关方面的制度，加大对环保产业的支持力度，提高环境保护资源节约的宣传力度。加快推进完善环境污染惩处措施、排污权交易制度、环保税的相关方案，着重从规模、价值发现和排污权资产属性体现等方面进一步增强排污权交易平衡各方利益、提升环境友好型企业加大污染减排的积极性。对于居民应该加大相关宣传，促进生态保护意识。

第二，科技方面。通过出台税收优惠政策，对企业技术研发部门实行减税或免税，帮助企业降低创新研发成本，分摊创新风险，提高企业自主创新积极性。同时，政府应加强科研资金的投入力度，提高对创新型企业的科研补贴，对创新活动项目申报予以鼓励。提供便捷可靠的融资渠道，改善融资环境，帮助企业解决研发经费不足的问题。从重庆市实际情况来看，更为关键的是提升教育水平，重点在本市高校培养满足重庆市科技创新发展所需要的人才，因此将资源向教育倾斜才是长期的可持续发展战略。高校教育输出具有创新能力以及可持续发展意识的人才，方能从根本上使重庆市走出科技创新困境。

第三，经济发展方面。继续坚持对外开放并积极引进外商来渝投资，营造良好营商氛围，努力吸引外商投资，扩大对外开放的窗口，积极拓展更多边的对外贸易方式，进而促进重庆市进出口行业的发展。摒弃高污染、低效率的发展方式，完善各部门考核制度，扶植本地优势产业保持竞争优势，与此同时，提高市场化水平，使生产要素自由流动，从而推进合理的产业结构升级转换。调整产业发展的方式，尝试与高梯度地区进行合理的纵向分工，从而突破发展瓶颈。