安徽省环境规制、技术创新与经济高质量发展的时空耦合分析

张伟 鲁欣文

摘要：全球碳减排的背景下，如何在注重环境问题的情况下实现经济高质量发展成为各国经济发展的主题。以安徽省为例，研究环境规制、技术创新与经济高质量发展的时空耦合性，从多个维度构建评价指标体系，利用熵值法、耦合协调模型等，从三系统及两两系统角度分析各系统间耦合协调度的大小及时空分布特征与变化。研究表明：时序上，安徽省环境规制显著，技术创新水平与经济发展质量稳步提高，三个系统间逐步有序发展；空间上，安徽省内系统间耦合状况存在地区异质性。三系统间耦合度特征逐步“低差异、平均化”，耦合协调度呈现出东高西低的趋势；两两系统间，环境与技术、环境与经济的作用高于技术与经济的作用，系统间耦合质量提升，耦合协调度以合肥市为中心，展现出“中心高、外围低”的结构特征。

关键词：环境规制；技术创新；经济高质量发展；耦合协调度；时空特征

中图分类号：F224      文献标志码：A      文章编号：1008-4657（2024）02-0022-11

0        引言

随着我国经济的快速发展，高能耗、高污染、高排放的“三高”发展模式使得环境污染加剧，危害经济的可持续发展。现今，我国经济正处于由高速增长转向高质量发展的进程。为此，应加快推动由“三高”模式转向“三低”模式，提高社会生产力的同时加强对资源环境的约束。一方面，企业技术创新水平的提高，不仅有利于降低生产成本，同时还能减少生态环境污染，推动社会经济的可持续发展；另一方面，近年来政府逐步重视环境规制并提出相应政策，有利于降污减排、资源利用率提高，而企业外部环境压力的增大使得生产成本增加，进而促使其技术创新。安徽省位于长三角经济区，区位环境优越，但作为老工业基地，产业结构弊端明显，环境问题突出，经济发展质量有待提高。基于此，本文选取安徽省作为主要研究区域，分析评价安徽省及各市系统间发展水平的差异性，为后续经济高质量发展进程提供参考。

對于环境规制、技术创新和经济增长三个方面，现有研究成果多为前两者对于经济增长影响的研究。而经济高质量增长内涵更为丰富，不仅是发展要求数量上的增长，还包含了对经济结构、效率、可持续性等发展质量方面的变化要求。

从现有理论来看，环境规制和经济增长之间主要存在三种观点。其一，依据“波特假说”，恰当力度的环境规制可以提升企业技术创新水平。Lanjouw   J  O等［ 1 ］的研究指出，环境规制的提升可以促进企业自发增加对科研创新方面的投入，长期看促使企业找到更高效的生产方式，提升竞争力，从而形成良性循环。其二，环境规制对企业的绿色技术创新能力存在反作用，环境规制水平的提升在一定程度上可以说是企业成本的提升，包括更多的人力物力成本以及对污染物的治理成本，由此企业的单位产出下降，进而阻碍企业进行技术创新。Jaffe  A  B等［ 2 ］认为环境规制一定程度上造成某些生产要素价格的增长，导致企业成本提高的同时削弱了其市场竞争力。其三，环境规制和经济增长之间存在“倒U”型关系。孙英杰等［ 3 ］基于省际面板数据，运用广义矩估计法进行研究，结果表明两者间呈现倒U型关系，但也存在地域异质性，综合看目前环境规制强度处于拐点左侧，进一步强化利于我国经济增长和质量提升。

关于技术创新与经济高质量增长之间的关系方面。王成强等［ 4 ］在长江经济带的研究中指出，技术创新和资源共享明显促进经济发展，同时对邻近城市的经济发展呈现正向空间溢出效应。林木西等［ 5 ］将技术创新作为中介变量，论证了数字金融推动区域经济增长，特别是在东部地区效应强度更加突出。Liu Chao等［ 6 ］以经济增长、研发投入和技术创新为研究变量，建立VAR模型，运用脉冲响应函数、方差分解等方法揭示三者的动态关系。

关于环境规制与经济高质量增长的关系方面。李卫红等［ 7 ］对环境规制下企业的“创新补偿效应”生成过程进行探究，表明效应受企业创新动机、行为和绩效因素的影响。吴明琴等［ 8 ］对1998年实施的“两控区”政策进行分析，表明环境规制促进社会经济的发展，进而推动经济高质量发展。此外，环境规制还通过影响产业结构来影响经济发展状况，何慧爽［ 9 ］研究发现，在某些初级产业与高耗能产业为主要经济增长方式的城市中，环境规制强度的提升可以强制地区进行产业结构调整，对产业结构调整产生正向促进效应，进一步促进经济高质量发展。

本文在以往学者研究［ 10-15 ］的基础上，对环境规制、技术创新与经济高质量发展三方面相互影响的具体情况进行统一分析，分析其各系统间耦合协调度的大小及时空分布特征与变化，更精准地认知该体系的具体情况，进一步促进经济高质量发展。

1       模型构建

1.1       指标选取

关于环境规制水平的体现，本文借鉴黄昶生等［ 16 ］构建的环境规制指标体系，考虑到数据的可得性，调整修改后建立以环境污染强度、环境规制成效为划分的指标体系。工业废水、废气和固体废弃物的排放是环境问题的主要来源，因此将三废排放量作为环境污染强度的反映，利用工业二氧化硫排放量作为废气排放量的指标。此外，环境规制成效方面，人均公园绿地面积反映地区环境规制在改善人民生活方面的积极作用，城市供水综合生产能力与生活垃圾清运量一定程度上体现出环境规制的效率，节能环保支出的力度反映当地环境规制的积极影响。各系统指标体系如表1所示。

技术创新方面，地区高等学校在校人数往往能够反映该地区的技术创新潜力，R&D经费支出与教育支出反映政府对科技创新的重视程度，专利申请数反映当前科技创新成效。综上所述，选取高等教育学校在校人数、地区研究与试验发展经费支出、教育支出与专利申请数作为技术创新的代理变量。

经济高质量发展作为对经济发展质量的直观展示，它包含多维度的信息［ 17-18 ］。首先，经济总量越高表明经济发展质量越高，选取人均GDP作为经济总量的代理变量；其次，产业结构可以从侧面反映经济发展质量，选取第二产业增加值占GDP的比重反映产业结构情况。技术进步与效率提升方面，用科学技术支出占政府财政支出的比重来表示技术创新水平，用各市全要素生产率来反映地区生产效率情况。社会基础设施方面，道路交通系统越发达，医疗系统越完善，侧面反映经济发展质量越高，选取人均道路面积、每万人医疗卫生机构数作为指标。人民生活方面，人民失业情况越少，贫富差距越小说明经济发展质量越高，选取城镇化率、城镇登记失业率、城乡可支配收入比来反映人民生活质量。

1.2    模型构建

本文以安徽省内16个地级市为研究对象，通过《安徽省统计年鉴》（2011～2021年）、统计局网站等渠道获取原始数据，考虑到是对三个系统间的耦合度与耦合协调度进行探讨，首先，选用熵值法对各指标进行客观赋权；然后，求得各个系统相对应的综合指数；最后进行模型分析。

1.2.1    熵值法

选用面板熵值法，以样本期内各个指标所对应的数据为基础，基于指标变异性的大小确定其权重，分别求出环境规制、技术创新和经济高质量发展系统的综合指数。具体步骤如下［ 19 ］：

1.2.1.1    数据指标归一化

由于原始数据之间数值、数据量级和指标方向等存在差异性，故先对数据预处理。

正向指标：

负向指标：

式（1）和式（2）中，xijk为第i年，第j地区，第k个指标的值；max（xijk）、min（xijk）分别为第k个指标在n个地区、r年中的最大值和最小值；xijk为标准化后的指标值，取值范围［0，1］，具体表示在n个地区、r年中的相对大小。

为了避免数据标准化后可能出现零值，对标准化后的数据进行平移：

1.2.1.2    指标同量化

1.2.1.3    计算第k个指标的熵值：

其中： l = ，ej ≥ 0

1.2.1.4    计算第个指标的差异系数：

1.2.1.5    差异系数归一化，计算第个指标的权重：

1.2.1.6    计算综合指数

1.2.2    耦合度模型

为探究安徽省环境规制、技术创新与经济高质量发展三个系统之间的相互作用关系，采用耦合度模型对此问题做进一步探究，具体模型如下：

式（9）中，C为三系统耦合度，取值范围［0，1］，值越大说明系统之间相互作用与影响越强，反之则越弱。Ei 、Ri 、Hi分别为所求出的环境规制、技术创新、经济高质量发展系统的综合指数。在对三系统耦合度分析之后，可将其进一步拆分，用以探究两两系统之间耦合度，模型如下：

基于过往文献研究［ 20-23 ］，可将耦合度的区间类型划分如表2所示。

1.2.3    耦合协调度模型

耦合度反映系统间相互作用程度，但无法反映出系统间耦合质量情况，因此引出耦合协调度模型，用以判断系统间耦合质量情况，具体模型如下：

式（11）中，D代表研究系统之间的耦合协调度，E 、R、H分别代表环境规制、技术创新、经济高质量发展系统的综合指数，α、 β、γ分别为三个系统对耦合模型的贡献权重，α + β + γ = 1。对其拆分，探究两两系统间耦合协调度情况，模型如下：

式（12）中：两两系统重要性视作相同，系数均取0.5，当三个系统之间进行耦合协调度测算时，α = 0.4， β = 0.3，γ = 0.3。

耦合协调度的大小参考李楠博等［ 24 ］的划分标准分為10个等级，并对应划分成三大区间，具体如表3所示。

2    实证分析

2.1    三系统间耦合协调时空分析

2.1.1    时序角度

对取得的2010～2020年原数据标准化处理，用熵值法对各个指标赋权，求出安徽省各系统的综合指数Ei、Ri和Hi，并求出三系统间耦合协调度，如表4所示。

从表4数据来看，安徽省环境规制、技术创新和经济高质量发展综合指数在2010～2020年间基本保持稳定增长的态势，其中，环境规制指数相比其他两个系统指数波动更大，三种指数整体反映出安徽省综合发展水平的逐步提升。

2010～2020年安徽省三系统综合指数变化趋势如图1所示。

图1更直观的反映出三个系统的发展在时序上基本一致，特别是技术创新和经济高质量发展之间联系更为紧密，而环境规制水平有待提高，对此，离不开政府政策的引导支持与大众的积极响应。结合已知的区间划分类型，2010～2020年间，初时安徽省内环境规制、技术创新和经济高质量发展均处于较低水平，系统之间相关性较低，处于高度不耦合时期，耦合严重失调；2012年起，系统之间相关性加强，处于高度耦合时期，技术创新水平领先于其他两者，耦合仍处于失调衰落阶段；此后，系统间相互联系作用，趋向于新的有序结构，处于良性协调状态。

综上所述，安徽省内三个系统之间相互影响作用逐步加强，环境规制成效显著，技术创新水平提升，经济发展质量提高，系统耦合协调状态从严重失调发展至优质协调。为研究安徽省内各地级市的具体发展状况及其差异，选取对应数据进一步分析。

2.1.2    空间角度

根据模型计算出安徽省内各市耦合度与协调度，由于本文所选取的数据是从2010年至2020年，为更好比较出各市系统间的耦合协调变化情况，选取2010年与2020年的结果数据，通过ArcGIS10.2软件进行可视化处理，采用空间柱状图，既能在空间上反映出安徽省内各市之间的耦合变化情况，又能在时间上体现出其近十年间的发展变化，如表5、图2～3所示。

图2～3中，以柱状图的高低反映安徽省内各地区相应的耦合度或协调度数值大小，地图来源为高德开放平台，审图号：GS京（2022）1061号，下同。结合图2来看，2010年安徽省内各市耦合度差异较大，仅合肥市处于耦合协调时期，空间上以合肥市为中心、圈层为阶梯逐步下降，呈现“中心高、外围低”的结构特征。经过十年的发展，多数地区的系统耦合度提升至耦合协调时期，个别地区如淮北市、黄山市处于磨合时期。耦合度空间特征由 “高差异、中心化”向“低差异、平均化”转变，反映出合肥市作为省会城市充分发挥带头作用，通过空间溢出效应拉动周边地区系统耦合度的提升。

结合图3，2010年各市系统间耦合协调度处于较低水平且存在差异性，仅合肥市达到勉强协调状态，其余均处于不同程度的失调，呈现“东高西低”的空间特征。2020年时，各市耦合协调度均有不同程度的提升，合肥市达到良好协调程度，但“东高西低”的空间特征并未发生改变。

2.2    两两系统间耦合协调时空分析

2.2.1    耦合度空间视角

对环境规制、技术创新和经济高质量发展两两间耦合协调分析，反映各个系统间相互影响的情况，进一步研究三者发展之间的协调特征。计算出两两系统间的耦合度与协调度，并据此绘制空间柱状图，见图4～6。

结合数据，“环境-经济”系统的耦合度明显高于同一时期其他系统，整体处于高度协调耦合时期，呈现逐年增长态势。两个系统间相关关系明显，环境规制的提出促使企业降污减排，加快产业结构的升级调整，推动经济高发展质量。而经济高质量发展的提出，加重了环境规制强度，整体环境规制水平得以提高。从空间演化特征来看，具有“西高东低、北高南低”分布特征，东侧地区趋势线相比西侧坡度较陡，耦合度提升速度较缓慢，南北趋势线坡度未发生明显变化，表明南北两侧地区耦合度提升速度较小。

“环境-技术”与“技术-经济”系统耦合度的上升幅度明显。空间上，南北趋势线均呈现较为明显的倒“U”型空间特征，南部地区趋势线比北部地区趋势线坡度更陡，反映两类系统耦合度南部地区低于北部地区，且提升速度较缓慢；而东西趋势线呈现出两种趋势。2010年，东西趋势线呈现较为明显的“U”型空间特征，西侧地区坡度较小，东侧地区系统间耦合度低于西侧地区，2020年呈现倒“U”型空间特征，侧面反映合肥、芜湖等市由于初期耦合度较好，处于缓慢提升阶段，而多数地市提升空间较大。以耦合性良好的合肥市为中心，点状辐射其余各市，空间分布特征逐步“平均化”，整体耦合度皖南偏低于皖北皖中，技术创新和经济高质量发展两者作用显著提升。

2.2.2    耦合协调度空间视角

同理，绘制出两两系统间耦合协调度的空间柱状图，见图7～9。

从图7～9来看，各市两兩系统间耦合协调度逐年提升，同时期下“环境-经济”系统的协调性高于其他系统。特别地，合肥市作为省会城市，两两系统间协调度均高于其他市，各系统间处于良性协调，环境、技术与经济有序协调发展。

三类系统耦合协调度空间趋势均呈现“东高西低”的分布特征，东侧地区协调度提升速度高于西侧。“环境-技术”系统中，耦合协调度“中心高、外围低”，以合肥市为中心点、圈层为阶梯逐步下降。2010年时，仅合肥市处于勉强协调状态，其余各市均处于不同程度的失调，环境规制和技术创新系统有待磨合。至2020年，合肥市处于良好协调状态，其他各市协调程度均有提高，除芜湖市达到勉强协调，多数处于轻度失调与濒临失调之间。

“环境-经济”系统中，耦合协调度空间分布上“北低南高”，2010年以合肥市、马鞍山市、铜陵市、芜湖市为第一梯队达到勉强协调与初级协调之间，以亳州市、宿州市、滁州市为第三梯队处于轻度失调；2020年时各市耦合协调度均有提升，但空间布局未有明显变动，以第一梯队为圈层中心向外辐射扩散，各市协调程度处于磨合提升中。

“技术-经济”系统中，除合肥、芜湖两市外，各市均处于不同程度的失调。及至2020年，仅合肥市协调度处于良好协调，芜湖市处于中级协调，各市技术创新与经济高质量发展间耦合质量有待提高。

综上所述，安徽省内各市环境规制、技术创新和经济高质量发展三个系统间相互作用，两两系统间逐渐高度相关，但区域经济的协调发展有待推进。从耦合度来看，总体呈现“西高东低、北高南低”的空间分布特征；从耦合协调度来看，呈现以合肥市为中心、圈层为阶梯逐步下降的态势，表现为“中心高、外围低”的空间结构特征。

3    结论与建议

3.1    结论

本文立足于全面探究环境规制、技术创新与经济高质量发展之间的相互关系，分析各系统间耦合协调度的大小、时空分布特征与变化。从多个维度构建指标体系，利用熵值法、耦合协调模型、趋势面分析等，从三系统及两两系统角度出发，得出以下结论：

第一，从系统综合指数来看，安徽省经济高质量发展指数大体呈上升趋势，环境规制指数除合肥市有明显增幅外，其余上下波动幅度较小，技术创新指数反映出合肥市的高速发展，其他各市技术创新水平过低，整体上各市三系统间的发展差距过大。

第二，从耦合与协调度来看，三系统分析中，环境规制、技术创新和经济高质量发展早年处于中高度耦合阶段，后期各市均处于高度耦合阶段，耦合作用进一步优化提升，但协调度有待提高，除合肥、芜湖两市处于协调状态，其余均存在一定程度的失调；两两系统分析中，“技术-经济”系统耦合质量略低，随着环境规制政策的实施与优化、R&D研发投入与经济发展质量的提高等，各市耦合作用不断提高，但耦合协调度过低，未能达到良性协调。

第三，不论是三系统还是两两系统间，省各市之间耦合协调情况具有差异性，空间结构呈现出以合肥市为中心、圈层为阶梯逐步下降的态势，表现为“中心高、外围低”、“东高西低”的特征趋势。同时，合肥市作为省会城市，环境规制、技术创新与经济高质量发展水平均在安徽省内排第一，各系统间有序发展，处于高度耦合与良性协调状态。

第四，通过系统间的耦合度与协调度分析，安徽省环境规制与经济高质量发展间的耦合度、协调度更高，两者之间的作用效果更加明显，而环境规制与技术创新之间具备高度相关关系。综合来看，应充分发挥三个系统的价值和作用，构建合理有序的发展结构，提高各市系统间的耦合质量，进而推动安徽省区域经济协调发展。

3.2    建议

基于上述结论，得出以下几点建议：

第一，以推动地区技术创新为基础，加强技术创新与环境规制的结合。安徽省内各地技术创新水平分化明显，仅合肥市具备较高水平，芜湖市、马鞍山市由于区位优势，也具备一定创新水平。因此应充分发挥合肥市的带头作用，加大创新研究投入，积极引入高新技术人才与企业，鼓励本省企业科创能力的提升，加快产业结构升级调整，推动地区经济高质量发展；同时，技术创新水平的提高带来环境规制成效的协同发展，进一步保护社会生态环境。

第二，因地制宜，根据各市实际发展水平与自身特点，构建与之相适应的环境规制、技术创新和经济高质量发展的结构体制，提升各地区耦合协调度，促进三个系统间有序协调发展，缩小安徽省内各市经济与技术发展差距，推动整体区域协调发展。

第三，加大政府环境治理方面的财政支出，重视环境规制政策的实施与推进，合理设置环境税、排污费或环保补贴等，激励社会各界降污减排，激发企业进行环境保护和技术创新，构建更为绿色环保的产业结构，充分发挥技术创新在环境规制与经济高质量发展之间的协调作用。

第四，发挥合肥市的联动优势，在继续推动自身环境规制、技术创新和经济高质量有序发展的同时，联合芜湖市，积极与安徽省内各市资源、技术共享，引导辐射外圈城市，在全省范围内培养领头城市，努力实现多点并发，共同拉动安徽省整体经济均衡向上发展，降低各个系统间耦合协调性的地区差异，特别是距离较远的边缘城市，改善各市系统间耦合失调状态，推动整体逐步协调有序发展，实现三个系统间的共赢，促进安徽省区域经济增长质量的全面提高。

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Spatio-temporal Coupling Analysis of Environmental

Regulation， Technological Innovation and High-Quality

Economic Development in Anhui Province

ZHANG Wei， LU Xinwen

（Institute of Statistics and Applied Mathematics， Anhui University of Finance and Economics， Bengbu 233030， China）

Abstract：In the context of global carbon emission reduction， how to achieve high-quality economic development while paying attention to environmental issues has become the theme of economic development in various countries. Taking Anhui Province as an example， this paper studies the temporal-spatial coupling of environmental regulation， technological innovation， and high-quality economic development. Building an evaluation index system from multiple dimensions， using the entropy value method， coupling coordination model， etc.， we analyze the size and the temporal and spatial distribution characteristics and changes of the coupling coordination degree between systems from the perspective of three systems and two systems. The research shows that： in terms of time series， Anhui Province has significant environmental regulations， the level of technological innovation and the quality of economic development have steadily improved， and the three systems have gradually developed in an orderly manner; in terms of space， there is regional heterogeneity in the coupling status of the systems in the province. The characteristics of the coupling degree among the three systems are gradually "low difference and average"， and the coupling coordination degree shows a trend of high in the east and low in the west; between two systems， the effects of environment and technology， environment and economy are higher than the effects of technology and economy. The quality of inter-coupling is improved， and the degree of coupling coordination is centered on Hefei City， showing the structural characteristics of  “high in the center and low in the periphery”.

Key words： Environmental regulation; Technological innovation; High-quality economic development; Coupling coordination; Temporal and spatial characteristics

［責任编辑：许立群］