珠三角地区科技创新与绿色发展耦合协调关系研究

蔡 军 郑雪玲

(广东技术师范大学，广东 广州 510450)

0 引言

作为改革开放的先行地，珠三角地区经济发展迅速。随着资源环境约束的加剧，如何率先在新发展理念下实现全方位发展，任重而道远。创新是引领发展的第一动力，对于实现以绿色为导向的经济高质量发展具有重要作用。正确认识科技创新与绿色发展之间的内在机制，对于推动我国经济永续健康发展、提升我国科技创新能力具有重要的现实意义。

关于科技创新与绿色发展方面的相关研究，学者们主要侧重于经济、环境与科技之间的相互作用关系，多采用熵值法、灰色关联度模型、DEA模型等。廖凯诚[2]等学者提出我国目前科技创新与绿色治理协调发展仍然处于较低水平。汪明月[7]等研究发现环境绩效能转化为经济绩效。朱冬元[4]等实证研究了长江经济带科技创新驱动绿色发展效率，发现科技创新成果对绿色发展效率具有明显的促进作用。不少学者在研究科技创新、生态环境与经济发展的问题中运用耦合协调模型，陈章喜[5]等学者借鉴耦合理论，对粤港澳大湾区科技创新与经济的耦合度进行研究，实证发现该地区各城市发展水平和耦合协调度存在明显差异。谢泗薪、胡伟[6]运用耦合协调模型研究京津冀地区经济高质量发展与科技创新的关系，发现对外贸易、政策扶持等因素会影响系统的协调度。总体来说，现有研究成果较为丰富，但较少学者从科技创新与绿色发展的角度出发进行耦合协调测度，对于珠三角地区所作的研究也较少。本文选取珠三角地区为研究对象，对该地区各城市科技创新与绿色发展进行耦合协调度分析，对促进区域科技创新与生态环境协调发展具有重要的借鉴意义。

1 研究方法

1.1 研究范围

本文研究的范围为珠三角地区广州、深圳、珠海、惠州、佛山、东莞、中山、肇庆、江门9个城市。

1.2 研究方法

1.2.1 数据处理

考虑到指标原始数据差异，采用极差标准化的方法剔除原始数据在量纲与数量级上的差异，使得数据之间具有可比性。极差标准化公式如下：

(1)

Xij为正向指标(越大越好)。

(2)

Xij为负向指标(越小越好)。

其中，xij为第j年i指标的标准化数据，Xij为第j年i指标的原始数据值，min(Xij)为i指标的最小值，max(Xij)为i指标的最大值。

1.2.2 熵值法

为确保指标权重赋予的客观性，本文借鉴蒋文莉[8]学者的做法，采用熵值法对评价指标体系中的各个指标赋予权重。具体计算公式如下：

(3)

运用公式分别计算珠三角地区科技创新子系统和绿色发展子系统的综合指数：

(4)

(5)

其中，u1jk，u2jk分别为k城市的科技创新子系统和绿色发展子系统在第j年的综合指数。

1.2.3 耦合协调度模型

耦合协调度模型在科技创新与绿色发展测度中被学者们广泛应用。通过耦合度能够衡量系统整体内部相互作用关系，通过协调度可以衡量研究对象之间协调配合、良性运转程度。基于分析珠三角地区各城市科技创新与绿色发展的协调情况以揭示城市协调发展状况的需要，采用耦合协调度模型进行测度及分析。根据耦合协调度模型，公式如下：

(6)

构建科技创新综合指数u1和绿色发展综合指数u2，因此式(6)可简化为：

(7)

其中，C表示科技创新与绿色发展子系统之间的耦合度，其取值为0～1，C值越大表明二者之间的发展越有序。本文通过查阅相关资料，借鉴谢泗薪[6]等学者的做法，将两系统的耦合度类型分为以下5个阶段(见表1)。

表1 科技创新与绿色发展耦合阶段划分标准

由于科技创新与绿色发展两系统间的指标差异存在，仅通过耦合度测算两系统之间的相互作用关系会存在一定偏差，因此，在计算出两系统耦合度后，进一步地需要计算出两系统的协调度D，公式如下：

(8)

其中，C为科技创新与绿色发展两系统之间的耦合度，T为两系统的综合协调指数，α、β为两系统综合指数的系数。由于科技创新与绿色发展处于同等重要的程度，故本文取α=β=0.5。将两系统的协调度类型分为以下5种(见表2)。

表2 科技创新与绿色发展协调度评价标准

1.3 数据来源及指标构建

基于科学性、系统性、可操作性原则，本文借鉴已有的关于科技创新与绿色发展综合评价指标体系研究结果，采用2个一级指标、5个二级指标、11个三级指标衡量科技创新与绿色发展子系统的综合水平，构建了2013-2018年珠三角地区科技创新与绿色发展系统的评价指标体系。数据来源于《中国统计年鉴》以及国家统计局、广东省统计局等官方网站的统计公报数据。评价指标体系如表3所示。

表3 科技创新与绿色发展评价指标体系

2 珠三角地区耦合协调分析

2.1 综合指数特征分析

2.1.1 科技创新综合指数特征

珠三角地区科技创新综合指数参差不齐，存在明显的差异。作为引领珠三角地区创新活力的深圳，在经费投入上显著高于其他地区，其创新产出也相应较多，因此深圳地区的科技创新指数稳居第一。从综合指数上看，广州的科技创新水平次于深圳，由表4可以看出，广州的经费投入虽不及深圳高，但每亿元经费专利申请量在2014-2018年超过了深圳，一定程度上说明广州的科技创新能力较强。佛山、东莞的科技创新综合指数处于居中水平。惠州、中山、珠海、江门、肇庆等城市长期处于科技创新滞后状态，在科技创新上的投入较少，创新能力弱。

图1 2013年-2018年珠三角地区科技创新综合指数

2.1.2 绿色发展综合指数特征

深圳的绿色发展综合指数与科技创新一致，始终保持着领先地位，其对生态环境的重视程度高，通过高水平的投入和科技创新，对环境改善起到较大帮助，较好地实现了科技创新与绿色生态协同发展。对比其他城市而言，科技创新能力较强的广州、东莞，其绿色发展综合指数并不高，原因在于广州、东莞两个城市的工业三废排放量相较于其他城市而言过高，工业废水、废气、固体废物的排放量基本位列前两名。这主要是由于城市发展的初期，经济依靠传统的污染程度较重的工业带动，虽然科技创新水平较高，但仍然不足以弥补前期高能耗产业对生态环境造成的损害，需要进一步加大对环境污染的治理，控制工业三废的排放量。其余城市的绿色发展水平较高，江门、肇庆、惠州等城市具有先天的生态环境优势，肇庆的森林覆盖率位居珠三角地区榜首，惠州其次，但经济发展和科技创新水平仍有较大的改善空间。

图2 2013年-2018年珠三角地区绿色发展综合指数

表5 2013-2018年珠三角地区“工业三废”排放前三名情况

2.2 复合系统耦合与协调测度分析

2.2.1 耦合度变化比较分析

由表6可以看出，珠三角地区各城市科技创新与绿色发展耦合度在2013-2018年存在明显变化。珠三角地区耦合度在空间上差异明显。半数以上城市2018年耦合度较2013年有明显提升，表明多数城市科技创新和绿色发展耦合程度得到明显改善。其中，一直处于高度耦合阶段的城市有4个，占比达44.4%，分别为广州、深圳、东莞、佛山。珠海虽然在2013-2017年一直处于中度耦合阶段，但耦合度在2016-2018年呈现明显上升趋势，到2018年已经进入较高耦合阶段。江门地区的耦合度虽然得到明显改善，但仍处于中度耦合阶段。但仍存在少数城市耦合度出现下滑趋势，肇庆一直处于低度耦合阶段，且耦合度大致呈现出波动下滑的趋势。惠州、中山两个城市始终处于较高耦合阶段，但耦合度在2018年出现了不同程度的下降。因此，珠三角地区科技创新与绿色发展的耦合程度存在显著的提升空间。

表6 2013年-2018年珠三角地区各城市科技创新与绿色发展耦合度

2.2.2 协调度变化分析

2013-2018年珠三角地区多数城市科技创新与绿色发展协调度呈波动上升趋势。其中深圳地区的协调度仍保持着优势地位，一直处于高水平协调。广州、佛山两个城市的协调度基本处于较高水平协调。而肇庆地区的协调度与其耦合阶段类似，始终处于低水平协调，并呈现出波动下降的趋势。此外，其余城市的协调度集中于0.2～0.6的范围内，其中江门在2013-2017年间始终处于较低水平协调，但其协调度呈现明显上升的趋势，至2018年已进入中水平协调；珠海、惠州、东莞、中山的协调度处于小范围波动状态，稳定在中水平协调。总体而言，珠三角地区多数城市的科技创新与绿色发展协调度呈现向好趋势，其中在2015-2018年协调度的增幅较为明显，由此可见珠三角地区科技创新与绿色发展之间的作用程度不断加强。

表7 2013-2018年珠三角地区各城市科技创新与绿色发展协调度

2.3 耦合协调关系分析

基于上述分析，可以发现深圳的耦合协调状况最优，其科技创新与绿色发展综合指数也遥遥领先，真正做到环境质量与经济质量齐头并进。深圳环境质量的提高离不开科技创新水平的提升，高水平的科技创新有助于维护生态环境的可持续发展。珠三角地区耦合协调水平阶级分布如图3所示，处于第一阶级的深圳在快速发展的同时始终践行绿水青山就是金山银山的发展理念，在美丽湾区建设中走在前列。第二梯队广州、佛山、东莞的耦合协调状况处于中上游水平，在绿色发展方面稍落后于经济发展，科技创新的进一步发展对环境起到一定的优化作用，但科技创新与绿色发展的耦合协调仍有进一步完善的空间，因此在发展经济和科技的同时也要注重对环境污染的治理，推动绿色发展。第三梯队惠州、中山、珠海的耦合协调状况位于中位，三者长期处于科技创新发展滞后的状态，其良好的生态环境并没有给经济和科技的发展带来显著推动作用，科技创新与绿色发展相互作用程度低，因此应尽快推动科技创新的发展，促进经济与环境协同发展。第四梯队江门、肇庆的耦合协调状况欠佳，两所城市都存在科技创新能力较弱，科技创新投入较少的问题。根据绿色发展综合指数，这两所城市具备较好的生态环境条件，但其经济发展实力靠后，因此还没有充分利用现有的环境资源来提高自身的经济水平和科技创新能力。

图3 珠三角地区耦合协调水平阶级分布

3 结论及建议

珠三角地区各城市的耦合协调程度不同，区域发展不平衡的问题仍然存在。可以发现，处于高度耦合阶段的城市协调度也较高，这是由于科技创新的发展能够推动城市使用先进技术进行环境治理，处理好环境污染问题。而处于较高或中度耦合阶段的城市其绿色发展水平滞后，这些城市在发展过程中过于盲目，环境遭受破坏，后期的科技创新也难以承受污染压力，不足以驱动环境绿色发展，导致生态环境发展滞后。处于较低或低度耦合阶段的城市科技创新与绿色发展会相互制约，由于这些城市的科技创新水平低，而科技创新又恰恰是城市经济与环境发展的关键所在，因此这些城市通常受限于此，无法很好地实现环境污染治理和提高生态环境的利用率。为此,本文提出以下关于科技创新与生态环境协调发展的建议：

3.1 提升科技创新水平，实现创新驱动绿色发展

科技创新与绿色发展并非一个相反增长的过程，而应当是协调发展的过程。尽管珠三角地区各城市两系统的耦合协调关系在不断改善，但科技创新水平两极分化现象严重。创新是推动城市绿色发展的内在动力，也是实现绿色发展的必然要求。珠三角地区各城市应清楚认识到自己在科技创新水平上的优势和劣势。对于深圳、广州等创新能力较强的城市，应当继续给予扶持，适当增加科技创新投入，推进高新技术产业的发展，实现科技成果与绿色发展的有效衔接。对于肇庆、江门等科技发展滞后的城市，政府应当重点帮扶，加大科研经费投入，鼓励这些城市引入高新技术，实现自我创新。同时加强各城市之间技术交流与合作，充分发挥广州、深圳对其他地区的带动作用，实现与其他城市科技资源共享。立足珠三角地区，结合自身实际情况，补短板、强优势，实现科技创新与绿色发展双驱动，促进珠三角形成良性协调、绿色发展的可持续增长模式。

3.2 贯彻绿色发展理念，健全绿色发展生产体系

从全局来看，2013-2018年珠三角地区绿色发展水平呈现向好趋势，但环境污染问题依然严峻。在具体实践中，珠三角地区各城市要将绿色化贯穿经济发展的全过程，推动产业绿色化。既要做好污染节能协同治理，又要加强绿色低碳经济发展，不断培育出环境影响小、产出效益好的优势产业群体。东莞、佛山应当重视生态环境滞后对科技创新发展的限制，良好的生态环境能够带动城市可持续发展，因此要优化传统工业的转型升级，减少工业三废的排放，淘汰“三高”产业，建立宜居的生态圈。各城市应当建立健全绿色发展生产体系，推进工业数字化转型，大力发展节能环保等绿色产业。引入先进的绿色生产技术，提高资源利用率，加大环境污染整治力度，实现绿色生产与绿色发展齐头并进。深入贯彻绿色发展理念，将珠三角地区打造成以绿色发展为核心，经济社会科技全面发展的先行示范区。