河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续性发展水平耦合关系研究

任 伟 ， 王德新 ， 李世杰 ， 李军玉 ， 王雁霄

(1.河南省科研平台服务中心，郑州 450003；2.郑州大学 管理学院，郑州 450001；3.河南省农业科学院，郑州 450002；4.河南省科学院 地理研究所，郑州 450052)

0 引言

2020年9月，习近平总书记在第75届联合国大会上向全世界郑重宣布：中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 “双碳目标”显示了中国走可持续发展之路的决心，展现了大国责任与担当。可持续发展是一个长期系统工程，涉及减贫、气候治理、粮农治理、基础设施等多个方面。科技创新是实现经济社会与自然生态系统平衡的关键要素，对可持续发展起着不可或缺的重要作用[1-2]。

河南是人口大省、农业大省，更需通过科技创新与可持续发展的双向互动探索可持续发展的系统解决方案。可持续发展实验区是践行新发展理念的综合性区域平台，旨在探索不同地区协调发展的机制和模式，为不同类型地区高质量发展提供示范。当前，河南正处于中部崛起、黄河战略等机遇叠加期，肩负国家粮食安全、黄河流域生态保护和高质量发展、中部崛起等重大使命，因地制宜探索不同地区可持续发展新模式对于争创全国区域科技创新中心、赋能现代化河南建设、建设国家创新高地极为重要。

有关可持续发展的研究涉及循环经济[3]、农业发展[4]、乡村旅游[5]、产业结构调整[6-7]、生态文明[8]等领域。理论方面，刘贝贝等[9]阐释了绿色科技创新对经济、生态、社会的重要意义。关思甲[10]论述了第四次工业革命中量子科技革命对可持续发展具有里程碑式的影响。贾向桐[11]认为，科技创新直接影响人类社会与周围的生态环境发展。实证方面，祝恩元等[12]认为区域经济发展必须坚持科技创新与可持续发展的双向互动。王鹏龙等[13]认为科技创新和社会和谐水平是提升可持续发展实验区创新能力的关键。姚娜等[14]指出，科技创新在可持续发展实验区建设中具有引领和带动作用。张海莹[15]从生态足迹角度揭示增加科技创新投入可对河南经济可持续发展做出贡献。作为“农业大省”和“中原粮仓”，河南省应当注重科技创新，发展节约循环型农业，这既是实现农业现代化的重要途径，也是实现河南经济社会可持续发展的现实需要[16]。

已有可持续发展相关研究主要集中在宏观分析或理论层面，基于县域主体可持续发展的实证研究较少。就河南而言，县域面积占全省近九成，县域经济总量占全省六成以上，县域经济可持续发展对全省大局尤为重要。本研究以河南省区域范围内覆盖到的县区和乡镇的33个可持续发展实验区为研究对象，解析其可持续发展水平与科技创新能力耦合关系，为提升可持续发展实验区建设提供科学参考。

1 研究对象、研究方法与数据来源

1.1 研究对象

河南省目前共有34个可持续发展实验区，其中，国家级13个，省级21个(表1)。因卢氏县2019年被评为省级可持续发展实验区，缺乏相关数据，未将其作为本研究对象。

表1 河南省可持续发展实验区

1.2 研究方法

1.2.1科技创新与可持续发展指数。对原始数据进行标准化处理后，以熵值法对科技创新与可持续发展指标体系赋权，得出各评价指标权重，最后采用加权求和方法计算科技创新能力与可持续发展指数。

1.2.2灰色关联度构建模型。灰色关联度模型是利用变量之间的相似或相异程度，衡量变量之间的关联程度[17]。本研究将河南省科技创新能力作为参考序列，采用模型及其计算步骤见任宏伟等[18]的研究。

1.2.3耦合关联分析。借鉴姜磊等[19]修正后的耦合函数计算可持续发展水平和科技创新能力的耦合协调度。耦合协调度C的取值为[0,1]，耦合协调等级评价标准如表2所示。

表2 耦合协调度评定等级划分Tab.2 Classification of coupling coordination degree rating

1.3 指标体系

综合考虑指标的科学性、代表性、可获取性等，从5个子层面选取24个指标构建可持续发展实验区可持续发展与科技创新综合评价指标体系，并通过熵值法计算权重，具体测度指标如表3所示。根据《中国落实2030年可持续发展议程国别自愿陈述报告》，可持续发展水平从经济、社会、环境3个方面进行指标体系建立。经济发展方面，采用国民生产总值等衡量经济发展水平，以第三产业增加值占GDP比重等衡量经济的发展质量。在社会保障层面，采用城市居民人均可支配收入等测算社会发展的经济保障程度，以每千老年人口养老床位数等衡量居民的生活保障情况。在环境友好层面，采用生活垃圾无害化处理率等测算河南省的环境投资水平，以城市空气质量达到或优于二级以上天数等测算河南省的生态质量现状。参考刘建华等[20]的研究，科技创新能力从创新投入、创新产出进行指标选取。创新能力对区域高质量发展至关重要，从投入和产出两个方面能够较为全面评价地区科技创新水平。

表3 可持续发展水平和科技创新能力指标体系

1.4 数据来源

数据主要来源于2016—2020年《河南统计年鉴》及河南省各地市级统计年鉴，2015—2019年统计公报以及河南省科学技术厅提供的相关资料，部分缺失数据采用插值法或平均值法进行补充。

2 结果与分析

2.1 可持续发展实验区发展水平测算结果

2015—2019年河南省可持续发展实验区可持续发展指数和科技创新指数总体上不断提高，二者时序特征呈明显正相关(图1)。2015—2019年，河南省可持续发展实验区可持续发展水平不断提升，可持续发展指数由0.134 17提高至0.181 63，上升35.4%，其中2017年、2018年可持续发展指数提升幅度分别为9.4%和8.9%，与2016年的上升幅度6.7%相比，提升幅度较大。这与2016年十八届五中全会提出的绿色发展理念的有效落实密切相关，使得河南省可持续发展实验区的可持续发展能力得到显著提升。可持续发展指数均在0.19以下，整体水平偏低，表明未来有较大的发展空间。另外，河南省可持续发展实验区的科技创新指数呈逐年上升态势，且在2017年科技创新指数上升幅度最大。综合来看，可持续发展指数与科技创新指数在2015—2018年上升幅度有所差异，在2018—2019年趋于一致，这说明河南省可持续发展实验区的可持续发展指数与科技创新能力间有协同发展的趋势。

图1 2015—2019年河南省可持续发展实验区综合发展水平Fig.1 Comprehensive development level of sustainable development experimental zones in Henan Province during 2015—2019

将2015年、2017年、2019年可持续发展指数排列(图2)，结果显示河南省可持续发展实验区的可持续发展水平大多处于持续增长阶段。比较分析发现，2019年可持续发展实验区可持续发展效果显著，说明近年来河南省认真贯彻落实可持续发展方针政策，以郑州市二七区为例，虽属省级可持续发展实验区，但其可持续发展水平一直领先，并在2019年迅猛发展至0.59。此外，河南省各国家级可持续发展实验区可持续发展水平均较为平稳，总体发展水平较为偏低，均在0.40以下；而省级可持续发展实验区的发展水平呈现两极发展态势，各实验区间的发展差异较大，其中开封市通许县的发展水平在2017—2019年出现降低趋势，表明省级可持续发展实验区相较于国家级可持续发展实验区协调落实可持续发展能力不足，更需要做好战略部署，统筹规划，协同推进高质量发展。

图2 河南省各可持续发展实验区可持续发展水平

2.2 灰色关联分析

为精准测算科技创新能力对可持续发展水平的影响程度，以综合得分为基数，分别计算科技创新能力体系与可持续发展水平体系(经济发展、社会保障、环境友好)的关联系数和灰色关联度，将灰色关联度大于0.65定义为强关联。由图3可知，经济发展与科技创新能力的关联性最强，2018—2019年关联程度有略微下降，也一直保持在0.75左右的较高关联程度，二者存在明显正相关。科技创新能力与社会保障水平存在强关联关系，2018年灰色关联度下降幅度较大，仍维持在0.70左右。原因在于科技创新的落脚点始终在于满足社会发展需要，增强人民幸福感，科技创新逐渐成为中国主流社会发展方式[21]。比较来看，科技创新能力与环境友好关联程度较低，灰色关联度在0.55～0.60，处于稳步上升阶段。这与近年来河南省持续加大环境保护力度、贯彻落实“黄河流域生态保护和高质量发展”战略密切相关。

由表4可知，可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平各子体系关联系数大多超过0.500 0，与经济发展、社会保障间系数较高，表明河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平之间存在强关联关系。整体来看，郑州内部及周边可持续发展实验区的科技创新能力与可持续发展水平关联程度较高。原因在于郑州市发展基础较好、资源较优越，对周边地区产生较强的虹吸效应，区域协调红利不断释放，发展效益突出。而其他地区生产要素相对不足，同时，受地理、经济、政策等因素影响，科技创新对可持续发展的影响程度被削弱，因此，其他地区的科技创新能力与可持续发展水平的关联度较低。从可持续发展实验区可持续发展水平的不同层级看，国家级可持续发展实验区科技创新能力与经济发展关联系数为0.753 8，与省级实验区相差0.012 8；国家级可持续发展实验区科技创新能力与社会保障关联系数为0.692 3，与省级实验区相差0.024 0；国家级可持续发展实验区科技创新能力与环境友好关联系数为0.541 3，与省级实验区相差0.057 1。比较而言，科技创新能力与环境友好关联系数最小，且其国家级、省级实验区之间的差值最大，表明“双碳目标”下，要实现科技创新能力与可持续发展水平协调发展，需进一步加强科技创新与环境友好的良性互动以增强其对环境改善的支撑作用。

图3 2015—2019年河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平子体系关联度

表4 河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平各子体系关联系数

2.3 耦合协调度分析

2015—2019年可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平耦合协调程度处于逐年改善状态，2015年和2016年处于失调状态，2017年转向协调发展阶段，并逐渐趋于优质协调；2015—2019年耦合协调度上升347.5%，增幅较大(表5)。表明可持续发展理念得到了贯彻落实，经济社会发展水平明显提升，特别是2018年以来创新驱动高质量发展战略的深入推进强化了科技创新对经济社会发展的支撑作用，两者的高度协同将可持续发展实验区可持续发展推向更高层次。

表5 河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平综合耦合协调度

从表6可知，可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平耦合协调度趋向逐年增长。2015年仅有两个地区处于协调发展状态，2019年上升至14个，其中国家级8个，省级6个，表明河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展系统正在由失调向和谐及更高层次协调迈进。就不同地区看，多数区域耦合协调度取得了一定幅度的突破性进展，这表明科技创新与可持续发展之间的协同程度和互动关系得到了发展。国家级可持续发展实验区间耦合协调发展程度较为稳定，有8个地区处于协调状态；濮阳市龙华区、南阳市淅川县2019年耦合协调度上升至0.600以上，转向初级协调发展；而平顶山市宝丰县5年间耦合协调度分别在2016年、2018年出现下降趋势，且总体都处于失调状态，表明需进一步采取措施促进河南国家级可持续发展实验区科技创新与可持续发展的协同发展。比较而言，省级可持续发展实验区耦合协调度差异较大。郑州市二七区、新乡市红旗区在2015—2019年耦合协调度水平迅速上升，分别由2015年的勉强协调、濒临失调发展至2019年的良好协调。20个省级可持续发展实验区中，仅6个实验区在2019年达到协调程度，有14个实验区处于失调状态。总体而言，5年间，河南省实验区科技创新与可持续发展间耦合协调度得到提升，并向高层次协同迈进。各可持续发展实验区协同工作取得一定进展，但多数县区并没有实现科技创新与可持续发展的协同发展，两者友好互动关系有待持续加强。

表6 河南省各可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平耦合协调度

3 结论、建议与讨论

3.1 结论

2015—2019年河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平逐年上升，后两年增长速度趋于一致，且一定程度上趋于协同发展。5年间各实验区可持续发展水平快速提升。国家级可持续发展实验区可持续发展水平较为稳定，省级可持续发展实验区差异较大。

科技创新能力与经济发展、社会保障关联程度在2018—2019年有所下降，但依旧保持在较高水平；与环境友好间的关联程度略低，但灰色关联度逐年稳定增长，并向较强关联关系迈进。省会郑州及周边地区科技创新能力与可持续发展水平的灰色关联度较高，环境友好是国家级、省级可持续发展实验区间灰色关联度存在差异的主要原因。

河南省可持续发展实验区科技创新能力与可持续发展水平耦合协调程度由2015年中度失调状态发展为2019年的良好协调，表明河南省近年来的可持续发展理念与科技创新相关政策落实成效明显。此外，国家级可持续发展实验区耦合协调度优于省级，地级市耦合协调度优于县域可持续发展实验区。

3.2 建议

加大科技创新相关投入，增强区域科技创新实力。充分发挥科技创新对可持续发展的引领和支撑作用，助力经济全面协调可持续发展。持续提高自主创新能力，优化科技资源配置，推进科技成果产业化，调整优化产业结构，用“高、精、尖”代替“粗、大、笨”。在数字化浪潮中，加大科技相关投资，优化科技创新布局，打造技术创新软实力，促进县域经济迈向以创新引领的可持续发展。

落实绿色低碳发展观，有序推进环境治理。环境友好是区域科技创新与可持续发展协同差异的主要影响因子，低碳科技是助力区域经济转型升级可持续发展的关键举措。加快推进以低碳科技为驱动力的县域经济发展模式，促进人与自然的和谐相处与协同发展。

优化资源分配，促进城镇协同发展。省会周边地区科技创新与可持续发展关联程度更紧密，耦合协调度更高，表明社会发展水平和资源可获得性等在相当程度上与科技创新能力、可持续发展水平协同相关。因此，县区主管部门要积极响应乡村振兴战略，优化地区间资源分配，充分发挥政府与市场作用，建立城乡比较优势，全面提升新型城镇化协同发展水平。

3.3 讨论

已有研究证实，政府的主导作用、公众的参与机制、市场的监督保障、经费投入及分配机制等要素也在多个层面影响可持续发展实验区发展水平[2-4,13]。本研究在科技创新与上述关键要素交互作用分析上有一定局限性，后续将就其他要素在不同类型地区的协调发展机制的耦合关系进行持续研究。