科技创新与区域经济协调发展相关性研究——以安徽省为例

荀守奎,秦梦云

(安徽理工大学 经济与管理学院,安徽 淮南 232001)

20世纪90年代,为了缩小差异、促进区域经济协调发展,中央提出实施西部大开发、振兴东北地区等老工业基地和中部崛起等战略重大的决定[1]。其后,区域协调发展越来越被重视。“十四五”期间,优化经济布局,促进区域协调发展仍然是重要议题。

区域发展离不开科技创新。科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。党的十九届五中全会坚持创新在现代化建设全局中的核心地位,把科技自立自强作为国家发展的战略支撑[2]。科技创新已经成为区域发展的关键所在。

近年来,因为经济发展活跃、开放程度高、创新能力强,长三角一体化发展越发受到广泛关注。从2003年融入长三角战略,到2019年全域纳入长三角,安徽省的区域作用和地位不断提升,创新优势也不断增强。《中国区域创新能力评价报告(2021)》显示,安徽省区域创新能力排名第8,连续10年位于全国第一方阵[3]。但同时,安徽省区域发展不平衡现象仍然比较突出。因此,基于长三角一体化背景,本文选择对安徽省科技创新水平、区域经济协调发展水平进行评价,并对二者相关性进行研究。

一、研究现状

(一)国外研究现状

Joseph在《经济发展理论》中首次系统提出技术创新理论,认为创新是一种新的生产函数的建立,即对生产要素和生产条件进行全新的组合[4](P37)。Adam在《国富论》中首次从社会分工的角度提出了技术进步对于经济增长的积极意义[5](P2)。此后国外学者对于科技创新与经济发展之间关系的研究从未间断且不断深入。

目前国外学者对二者关系的研究可以分成2类:一是从宏观层面上探究一个或多个国家科技创新与经济增长之间的因果关系,如Mohamed等发现技术创新对发展中国家的经济增长有可持续性的直接影响[6],Adak对土耳其科技创新和经济增长关系进行分析,发现科技创新对经济增长具有显著影响[7];二是从微观层面上研究不同行业中技术创新对经济发展的作用,如Theodoridis等通过效率分析证明了现代技术的创新和应用是保持欧洲羊肉行业竞争力的重要途径[8],Chavas等指出虽然新技术的采用可以给农业经济带来增长,但技术进步也会导致农产品价格降低从而给农民带来不利的影响[9]。

(二)国内研究现状

国内关于科技创新与经济发展的研究最早可以追溯到20世纪90年代,当时已经有学者提出科技进步可以通过技术创新转化为经济效益[10]。此后对二者关系的研究也随着改革开放的推进而不断深入。党的十八大提出要把创新摆在国家发展全局位置后,这一课题更是成为学术界关注的热点,研究范围和层次也发生了改变。习近平总书记在十九大报告中提出“高质量发展”后,对经济增长影响的研究也实现了从关注“量”向“质”的转变。

目前的研究主要可以分为3类。一是从时空范围或行业角度研究科技创新与经济发展的相互作用:魏奇锋等实证发现成渝地区双城经济圈科技创新与经济高质量发展的耦合协调度在时间上逐年递增,在空间上成都略高于重庆、远高于其他地区[11];曾珍等研究发现科技创新对农业经济的影响并不显著[12]。二是研究科技创新对经济发展的支撑效应:庞瑞芝等发现科技创新对经济的支撑作用受制于创新成果转化率[13];张杰等从创新引发经济停滞的现象出发,构建新理论框架分析创新影响经济的内在逻辑,发现激发创新投入动力可以达到重塑和强化我国经济内生型增长动力的目的[14]。三是研究两者与彼此子系统之间的关系:冯淑燕[15]、张莉娜[16]、刘大勇[17]等分别研究了财政投入、人力资源、成果转化等科技创新子系统与经济发展之间的关系,证明各科技创新子系统对经济发展产生正面影响;叶堂林[18]、郭晨[19]、王立平[20]等则从产业结构升级、收入不平等、城镇化水平等角度探索了经济发展子系统与科技创新之间的关系,发现产业结构升级和城镇化推进与科技创新之间呈正相关,而收入不平等与科技创新之间呈负相关。

(三)文献评述

目前的文献大多研究科技创新对区域整体经济增长的作用,很少研究区域间经济发展协调性问题。因此,本文将安徽省划分为皖北、皖中、皖南3个区域,以2011—2020年的面板数据为基础,通过耦合协调度模型研究不同区域经济协调发展水平与科技创新水平的耦合协调度,以及与不同科技创新指标的相关性,以期为安徽省区域经济协调发展服务。

二、研究设计

(一)研究方法

1.耦合协调模型

耦合最早是作为一个物理学的概念,指2个或2个以上系统通过各种相互作用而彼此影响的现象,多个系统相互作用的耦合度模型可以用以下模型表示:

(1)

其中,Cn为个系统的耦合度,u1…un分别为第一个子系统到第n个子系统对的综合发展水平,计算方法如下:

(2)

(3)

其中,uij表示第i个子系统中第j个指标的标准化值,wij表示第i个子系统中第j个指标的权重,该权重用熵权法计算得出。

正向指标标准化公式:

uij=(xij-xmin)/(xmax-xmin)

(4)

负向指标标准化公式:

uij=(xmax-xij)/(xmax-xmin)

(5)

由于耦合度不能显示出各子系统的整体协同效应,所以提出了耦合协调度,耦合协调度计算公式如下:

(6)

(7)

其中D为耦合协调度,C为耦合度,T为协调指数;βi代表各系统的权重系数,文中系数为0.5。根据D值的不同,耦合协调度的等级划分如表1[21]。

表1 耦合协调度等级划分标准

2.灰色关联模型

灰色关联分析是根据因素之间发展趋势的相似或相异程度衡量其关联程度的方法,具体计算步骤如下。

第一步:确定分析数列。

参考数列为Y={y(k)|k=1,2,3,……,n}

(8)

比较数列为

Xi={xi(k)|k=1,2,3,……,n},

i=1,2,3,……,m

(9)

第二步:变量的无量纲化。

各因素列中的数据可能因量纲不同导致不具有可比性。本文运用均值法对安徽省2011—2020年的相关数据进行处理。

(10)

i=1,2,3,……,m

(11)

第三步:计算无量纲化处理后参考数列Y′和比较数列X′i在第k点的关联系数。

(12)

记Δi(k)=|y(k)-xi(k)|,则:

(13)

其中ρ∈(0,∞),称为分辨系数,通常取ρ=0.5。

由以上公式可以计算出,y(k)与xi(k)之间,即序列Y′和序列X′i在k点的关联系数为:

ξ=ξi(k),k=1,2,3,……,n

(14)

第四步:计算关联度。

(15)

(二)指标选取及数据来源

1.科技创新系统指标

本文参照已有研究成果,从投入和产出两方面选取指标衡量城市的科技创新水平,具体指标体系如表2所示。

表2 科技创新水平评价指标体系

关于科技创新投入指标的选取,学界基本达成共识,即选取经费和人力资源两方面。创新是一项高投入与高不确定性的活动,这使得科技创新一定要依赖于大规模的、持续不断的经费投入[22]。R&D经费支出代表区域用于研究与实验发展的全部经费支出,因此选取该统计指标来衡量科技创新的经费投入。人才是提升区域创新水平的关键要素之一,是创新所必须的知识与技术的重要载体[23]。R&D人员折合全时当量是国际上为比较科技人力投入而制定的可比指标,因此选取该项统计指标衡量科技创新的人力投入。

在科技创新产出指标的选取上,学界尚存争议。汪本强等选取R&D新产品销售收入、技术合同数、技术成交额、科技成果登记数、发明专利申请量、发明专利授权量,以及工业企业发表科技论文数构成科创产出的指标层[24];刘成杰等用发明、实用新型以及外观设计3类专利授权量代表创新产出[25];段新等用科技论文数、专利授权量和技术市场合同成交额表征创新产出[26]。综上所述,本文选取工业企业发表科技论文数、发明专利申请授权量和工业企业新产品销售收入,分别从理论、技术和成果转化3方面衡量科技创新产出。

2.协调发展水平指标

目前国际上通用的用来衡量区域差异的常用指标有基尼系数、泰尔指数等。又因为泰尔指数可以分解为区内差异和区际差异,便于比较区域之间及各区域内部差异,本文选用泰尔指数作为衡量区域经济协调发展水平的指标。

用泰尔指数表示区域经济差异状况时,数值越大表示差异程度越大,即区域经济发展不协调程度越高。其公式如下:

(16)

其中,T为泰尔指数,测度安徽省总体差异,N为区域个数,yi为第i个区域GDP占全省总GDP的比重,pi为第i个区域人口数占全省总人口数的比重。

如果定义第i区域的城市间差异为:

(17)

则总差异T可被分解为:

(18)

其中:Yij为第i区域第j城市的GDP,Yi为i区域的总GDP,Y为全省的总GDP,Pij为第i区域第j城市的人口,Pi为i区域的总人口,P为全省的总人口;TW为区内差异,是各区域内部差异Ti的加权和;TB表示区际差异。

3.数据来源

数据来自2010—2021年《安徽省统计年鉴》①。

三、实证分析

安徽省可以划分为皖北、皖中和皖南3个区域,对这些区域的范围界定也存在调整。根据《安徽省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035远景目标纲要》,皖北地区包括淮北市、亳州市、宿州市、蚌埠市、阜阳市、淮南市以及沿淮四县(定远县、凤阳县、明光县和霍邱县)[27]。但是,为了数据的可获取性,文中所提皖北地区仅包括皖北六市,不含沿淮四县。皖南国际文化旅游示范区(简称皖南)包括黄山、池州、宣城、马鞍山、芜湖、铜陵、安庆七市。将合肥市、滁州市、六安市为皖中地区。下文中实证分析基于以上区域划分进行。

(一)科技创新水平评价

用熵值法确定各项指标的权重后对安徽省及各区域科技创新水平进行综合评价。

图1显示,安徽省各区域科技创新水平在2011—2020年期间有较大提升,且皖中的科技创新水平明显高于皖北和皖南,皖北的科技创新水平最低。皖北的科技创新指数从2011年的0.039到2020年的0.335,整体保持平稳上升态势,在2011—2012年和2019—2020年间增速较快。皖中的科技创新指数从2011年的0.235到2020年的0.850,增幅最大,其中2016—2018年增速放缓,2019年较前一年甚至有所降低,主要是因为皖中城市的成果转化率降低,投入与产出不成比例。皖南的科技创新指数从2011年的0.041到2020年的0.280,保持平稳增长,增速相对于皖北较快,相对于皖中较稳定,这说明皖南的科技创新水平发展是稳步向前的。

(二)协调发展水平评价

1.总体评价

图2显示,2011—2020年间,泰尔指数T值从0.202降低到0.163,说明安徽省经济发展差距缩小,发展协调性提高。其中,2011—2013年缓慢降低,2014—2016年波动较大,2017—2019年降速逐年降低,到2020年略有回升。期间,2014年的泰尔指数达到峰值,为0.221,说明2014年安徽省居民收入差距最大,经济发展不协调程度最高。通过对2014年各城市GDP所占比重进行分析发现,仅合肥、芜湖两市的GDP就占了全省的三分之一以上,其余14个城市的GDP之和贡献了剩下的部分,省内经济发展不协调程度较高。区内差异指数TW值从2011年的0.135到2020年的0.087,10年间降低了0.048,区域内部差距减小,对全省不协调程度的贡献率降低。其中,2014年的TW值为0.159,是近10年来的最大值,说明2014年区域内部的差异最大,经济发展不协调程度最高,主要是因为各区域内发展领先的城市与其他城市之间差距过大。区际差异TB值由2011年的0.067到2020年的0.077,10年间仅上涨了0.01,说明安徽省各区域之间差异变化不大,区域之间经济发展协调性略有降低。

图2 安徽省2011—2020年泰尔指数

2.区域评价

图3显示,2011年皖北、皖中和皖南的泰尔指数分别为0.107、0.202和0.095,2022年分别下降为0.039、0.158和0.046,这说明皖北、皖中及皖南区域内部经济发展差异缩小,协调性提高。3个地区的泰尔指数在2015年都有大幅下降,说明经济发展协调性有大幅提升,主要是因为“十二五”期间安徽省坚持和谐发展,大力推进皖北“四化”协调发展先行区建设、合肥经济圈建设以及皖南国际文化旅游示范区建设,带动区域发展协调性增强。

图3 安徽省各区域2011—2020年泰尔指数

皖北区域的泰尔指数在2011—2013年保持稳定,2014年升至最高点后于2015年大幅下降,2015—2017年缓慢上升,2018年后逐渐下降;2011—2020年间降低了0.6倍,降幅最大,即皖北的经济发展协调水平提升最明显。皖中的泰尔指数在2011—2013年小幅度上升,2014—2016年变动幅度较大,2017年后平缓下降;2011—2020年间降低了0.2倍,降幅最小,即皖中的经济发展协调水平提升最不明显。皖中区域各年泰尔指数均大于皖北和皖南,说明皖中区域经济发展不协调程度最高,主要是因为合肥市的经济发展远超同区域的其他城市。皖南的泰尔指数波动程度最明显,2011—2013年小幅波动,2014—2015年大幅波动,2016—2020年间先上升后趋于平稳。2011—2020年间降低了0.5倍,经济发展协调水平提升较明显。

(三)耦合协调性及相关性分析

1.耦合协调性分析

图4显示,2011—2020年,安徽省科技创新与协调发展的耦合协调度基本实现了从低度协调阶段到优质协调阶段的转变。其中, 2011—2012年耦合协调度快速增长,2013—2015年间有较大波动,2016—2020年呈现稳定增长态势。皖北地区科技创新与协调发展的耦合协调度初期值最小,但到2020年提升幅度最大,实现了从0.120严重失调阶段到0.995优质协调阶段的转变。皖中区域科技创新与协调发展的耦合协调度初期值最大,为0.252,并于2018年最早实现优质协调,但增长相对缓慢,到2020年的耦合协调度处于3个区域中的最低水平。皖南区域科技创新于协调发展的耦合协调度大多处于皖北与皖中之间,但在2016—2017年间处于3个区域的最高水平,可能是因为皖南加快旅游业改革发展,大大促进经济协调发展。

图4 安徽省各区域科技创新与协调发展耦合协调度

2.灰色关联分析

在分析了安徽省各区域科技创新与经济协调发展的耦合协调度以后,进一步用灰色关联分析探究科技创新各指标对经济协调发展水平的影响强弱。

表3显示,经济协调发展与科技创新各指标的灰色关联度都在0.500以上,与工业企业发表科技论文数和R&D人员折合全时当量关联度较高,表明安徽省各区域经济协调发展与科技创新水平之间相关性强。整体来看,皖中区域经济协调发展水平与科技创新水平的关联程度较高,主要是因为皖中区域经济发展基础好,科技创新投入强度高。从科技创新指标来看,在经济协调发展水平与R&D人员折合全时当量、R&D经费内部支出、工业企业发表科技论文数和工业企业新产品销售收入的灰色关联度排序上,都存在皖中>皖北>皖南。而在经济协调发展水平与发明专利申请授权量的灰色关联度排序上,则是皖北>皖南>皖中,说明皖中的科创成果产出能力有待提升。

表3 安徽省各区域经济协调发展水平与科技创新指标灰色关联度

四、结论与建议

(一)结论

本文以2011—2020年的面板数据为基础,分析了皖北、皖中和皖南3个区域科技创新与经济协调发展的耦合协调度,并在此基础上运用灰色关联模型,进一步探究科技创新各指标与区域经济协调发展之间的相关性。研究结论如下:

1.安徽省各区域科技创新水平大幅提升,但各区域一直存在较大差距,皖北的科技创新水平低于皖中和皖南。这说明安徽省内区域科技资源配置存在不合理之处。

2.安徽省各区域经济发展协调性得到提高,但是省级层面上泰尔指数降低水平低于各区域泰尔指数降低水平,这主要是因为区际差异的存在。此外,皖中区域的内部不协调程度明显高于皖南皖北区域,这说明合肥作为省会城市的辐射带动力还有待提高。

3.安徽省各区域科技创新与经济协调发展之间的耦合协调度持续上升,并于2020年全面达到优质协调阶段。

4.安徽省各区域科技创新与经济协调发展之间正相关,工业企业发表科技论文数与经济发展协调性的相关性最大,发明专利申请授权量与经济发展协调性的相关性最小。

(二)建议

根据以上结论,提出以下建议。

1.安徽省各区域间科技创新水平差距较大,在发展进程中要充分发挥中心城市的辐射效应。安徽省“十四五”规划中要求深化合芜蚌国家自主创新示范区建设,更好引领服务全省创新发展。合肥、芜湖和蚌埠分别作为皖中、皖南、皖北的中心城市,除了自身的发展外,应当加强与其他城市之间的要素流动,引导创新资源的合理配置,带动周边城市的发展,缩小城市之间的科技创新水平差距,积极推进不同区域之间科技创新的协同发展。

2.从泰尔指数的数据来看,皖北区域作为安徽省内的欠发达区域,虽然在2011—2020年间内部经济发展协调性有较大提升,但与省内其他区域相比仍有差距。要提高安徽省经济发展的整体协调性,必须缩小各区域之间的差异。为此,应抓住上海、江苏、浙江对安徽皖北地区结对合作帮扶的机遇,通过政策吸引资金与项目,加快皖北承接产业转移集聚区建设,提高皖北区域的整体经济发展水平。

3.皖北、皖中、皖南3个区域与泰尔指数关联性最强的指标是工业企业发表科技论文数,其次是R&D人员折合全时当量。这说明工业企业的创新能力对经济发展协调性的带动作用较强,科技人才的投入也与经济协调发展有很强的相关性。为此,应通过相应政策鼓励工业企业创新发展,并注重对科技创新人才的引进与培育。同时,大力推进产学研结合,提高科技创新的成果转化能力,使科技创新成果更好应用于实际的生产,提高生产效率提升经济效益,增强成果产出与经济协调发展之间的相关性。

注 释：

①《安徽省统计年鉴》来自安徽省统计局官方网站:http://tjj.ah.gov.cn/ssah/qwfbjd/tjnj/index.html。