黑龙江省科技创新与可持续发展耦合协调之演化

郭美欣

[摘 要]对于正处于转型期的中国社会，面对“人口红利”逐渐消失、经济由高速增长向中速增长转变的发展现状，科技创新是促进中国经济社会逐步向高质量发展转变的重要支撑力量，是促进区域经济可持续发展的根本动力。在多学科相互交融的背景下，从城市的角度探究科技创新与可持续发展之间的关系，采用熵值法、耦合协调度模型和探索性空间数据分析方法，评估了黑龙江省12个地级市2003、2007、2011和2015年科技创新能力、可持续发展水平以及两者之间的耦合协调关系，并分析了两系统间耦合协调性的时空格局演化，以期从中观尺度完善科技创新与可持续发展的局部差异研究，为全面推进黑龙江省城市可持续发展建设提供科学依据。结果显示，一是黑龙江省各地级市间科技创新能力呈现两极分化态势，哈尔滨市和大庆市的科技创新能力远高于其他城市;可持续发展水平存在差异，大庆市可持续发展水平最高，除哈尔滨市以外的其他城市与其存在一定差距。二是黑龙江省各地级市科技创新能力与可持续发展水平之间的稳定性不高，有待加强，协调度水平以轻度失调为主，与优质协调存在一定差距，大部分城市为协调度上升型城市，两系统协同发展的趋势增强;协调度相对较高的城市主要分布在黑龙江省西南部、南部以及东北部。三是黑龙江省各地级市之间科技创新能力与可持续发展水平具有不明显的空间正相关关系，存在空间规模效应但集聚特征不明显，热点型地区主要集中分布在哈大齐工业走廊沿线。

[关键词]科技创新;可持续发展;耦合协调度;时空格局;黑龙江省

[中图分类号]K902 [文献标志码]A [文章编号]1000-8284（2019）02-0117-05

科技创新作为人类社会发展进步的重要助推力，促使人类区域经济生产活动的转变。当前科学技术的快速更新，更是促进全球供给结构的优化调整、产业结构的优化升级，对全球经济再平衡的形成具有重要作用[1]。对于正处于转型期的中国社会，通过创新驱动经济社会转型，有利于推进城市的持续稳定健康发展。但与此同时，科学技术手段的使用也使城市可持续发展能力不断受到挑战，交通拥堵、生态破坏、环境污染等一系列城市问题相继出现。因此，在当今地理学科与其他学科之间交叉融合渗透的背景下研究科技创新与可持续发展的耦合协调问题，对于促进城市高质量发展具有一定意义。

一、推动黑龙江省科技创新与可持续发展耦合协调的必要性

科技创新越来越成为促进一个国家、一座城市发展的重要力量，我国于20世纪80年代开始相继实施“863”计划、火炬计划以及星火计划等促进科技发展与科技成果转化的国家科技计划项目;始终贯彻落实“科教兴国”、“人才强国”战略，建设国家自主创新示范区，加快发展战略性新兴产业。国家于2015年公布《中共中央国务院关于深化体制机制改革加快实施创新驱动发展战略若干意见》、《中国制造2025》，并于2016年印发《“十三五”国家科技创新规划》等科技创新文件，着力推进创新驱动发展战略。科学技术快速发展的同时，城市发展进程中出现的突出环境问题、污染问题也越来越受到重视，国家加大对清洁能源的研发，推进资源的全面节约和循环利用，印发《“十三五”生态环境保护规划》等文件;党的十九大报告中明确提出，补短板、强弱项，推进实施区域协调发展战略，提高经济社会的发展质量，努力实现社会的全面协调可持续发展。对于仍处于重要战略机遇期的中国，科技创新是推动生态文明建设由重“量变”向重“质变”过渡的关键，是实现区域内可持续发展的重要手段[2]。

老工业基地在我国的工业化发展进程中占据着不可忽视的地位，随着我国经济发展进入工业化后期阶段，发现老工业基地普遍存在产业结构单一、计划经济体制束缚严重、对外开放程度低、科技创新活力不足等问题，区域可持续发展面临较大挑战。自国家2003年开始实施东北老工业基地振兴战略以来，东北地区获得的财政支持、大型项目的投资等措施对其早期振兴起到了不可忽视的作用[3]509。但后期出现经济增长速度持续放缓的现象，面临产业多样化发展动力不足的突出问题，并且其科技创新能力与我国东部、中部地区相比具有一定的差距[4]。当前和今后一个时期对于东北地区来说是一个关键的发展机遇期，必须把振兴发展的基点放在创新上，注重其从要素驱动向创新驱动的转变，使创新成為经济增长的根本动力，才能在新形势下促进东北老工业基地的振兴。黑龙江省作为东北老工业基地之一，与吉林省和辽宁省相比，总体科技创新水平不高，大部分城市科技创新对经济的带动能力较弱[5]。但是黑龙江省作为我国的农业大省和粮食主产区，对全国社会经济的健康可持续发展起着非常重要作用，促进黑龙江省科技创新与可持续发展及两者的耦合协调是其突破经济增长乏力的重要手段。

在此背景下，本文在前人的研究基础上，选择较欠发达的黑龙江省地区，其中大兴安岭地区由于数据不易获取不作为研究区域，采用2003年、2007年、2011年以及2015年4个时间节点的市域数据对城市的科技创新与可持续发展的耦合协调进行研究，以期从城市角度探究科技创新与可持续发展之间的关系，完善中观尺度的局部差异研究，为全面推进黑龙江省城市可持续发展建设提供科学依据，为欠发达地区的科技创新与可持续发展的耦合协调研究提供实证。

二、黑龙江省科技创新与可持续发展评价指标体系构建与研究方法选择

归纳借鉴已有的城市科技创新和可持续发展的综合评价指标体系[6-8]，充分考虑黑龙江省实际情况，遵循科学性、全面性、代表性和数据可得性原则，对指标进行了筛选。根据科技创新的内涵，从创新环境、创新投入、创新产出3个维度构建科技创新评价指标体系;基于可持续发展的内涵，从经济发展、社会进步、生态环境3个维度构建可持续发展水平评价指标体系（表）。综合两系统共计38项具体指标，数据来源于相应年份的《中国城市统计年鉴》、《中国区域经济统计年鉴》、《黑龙江省统计年鉴》、黑龙江省各地市国民经济与社会发展统计公报、黑龙江省各地市环境统计公报、国家知识产权局、黑龙江省科技厅，其中科技论文数指标采用范斐等人[9]的研究方法获得，部分指标数据由原始指标数据计算得到，部分空缺的某项指标数据采用相邻年份数据插值得到。

通过梳理国内外相关研究方法，对数据进行标准化后，为避免层次分析法过于主观，采用熵值法与层次分析法相结合的方法对各项指标的权重进行确定，再通过加权求和对科技创新与可持续发展水平的综合水平进行计算。在此基础上，运用耦合协调度模型对黑龙江省科技创新与可持续发展的耦合协调发展进行评价。一般依照标准将协调度进行等级划分，0～0.1为极度失调，0.1～0.2为严重失调，0.2～0.3为中度失调，0.3～0.4为轻度失调，0.4～0.5为濒临失调，0.5～0.6为勉强协调，0.6～0.7为初级协调，0.7～0.8为中级协调，0.8～0.9为良好协调，0.9～1为优质协调[10]。最后，在空间差异的评价中，采用探索性空间数据分析方法中的空间自相关[11]对黑龙江省内12个地级市之间的空间集聚程度进行分析。

三、黑龙江省科技创新与可持续发展耦合协调时空差异分析

（一）科技创新水平与可持续发展水平呈现上升态势，但均呈现两极分化态势

2003、2007、2011、2015年黑龙江省城市科技创新指数均值分别为0.2569、0.2766、0.2533、0.2823，结果表明，黑龙江省城市整体科技创新水平发生波动变化，2015年达到4个年份中最高水平。分析各地市指数，科技创新水平与可持续发展水平均排名前两位的城市为哈尔滨市、大庆市，且明显高于其他城市。哈尔滨市作为省会城市，是黑龙江省经济中心、政治中心，人才集聚中心，科技研发投入比重大，2015年哈尔滨R&D经费内部支出117.6亿元，是大庆市R&D经费内部支出的5倍，是黑龙江省其他城市的十多倍，其余各项科技指标也远高于其他城市。哈尔滨市作为国家创新型试点城市在航空航天领域取得了丰硕的科技成果，是“国家民用航空高新技术产业基地”，具有明显的科技创新优势，基本具备创新型城市雏形[3]513。

大庆市作为石油资源型城市，对黑龙江省经济的拉动起着重要作用，科研投入在黑龙江省也仅次于哈尔滨市。其通过借鉴国内外石油城市发展路径，在发展石油资源开发的同时也在大力发展汽车产业，吸纳“沃尔沃”等汽车企业激发企业创新活力;促进旅游产业的发展，提高第三产业对经济的贡献;建立了国家级高新区，重视科学技术的研发与转化，科技创新水平仅次于哈尔滨市。其他城市之间科技创新水平相差不大，但与哈尔滨市和大庆市的科技创新水平形成了明显的两极分化态势。

2003、2007、2011、2015年黑龙江省城市可持续发展指数均值分别为0.3588、0.3700、0.4059、0.4165，表明黑龙江省城市整体可持续发展水平有所提升。分析各个地级市指数，可持续发展水平排名首位的是一直以“全国文明城市”的优良城市环境和丰富的资源禀赋著称的大庆市，城市可持续发展水平较黑龙江省其他城市更高，省会哈尔滨市与牡丹江市次之。其他城市之间可持续发展水平存在差异但相差不大，大部分城市可持续发展水平呈现稳定上升态势，尤其在2011—2015年间，可持续发展水平增幅明显，体现了我国“十二五规划”期间对促进城市绿色发展，建设资源节约型、环境友好型社会的重视。

（二）科技创新与可持续发展水平耦合协调性测度均不高，但大部分城市科技创新与可持续发展之间相互促进趋势增强

根据耦合协调度发展模型，计算得到各城市耦合度与协调度，根据分类标准得到各城市耦合阶段与协调程度。黑龙江省各地级市的科技创新能力与可持续发展水平耦合数值在0.3 646～0.4 944之间，耦合程度不高，处于颉颃阶段，表明黑龙江省各地级市的科技创新能力与其可持续发展水平之间的稳定性不足。黑龙江省12个地级市的科技创新与可持续发展之间的协调度在0.2 603～0.6 111之间，各个城市的协调度水平存在一定差距。其中哈尔滨市为12个地级市中协调度最高的城市，前三个时间节点均处于勉强协调水平，2015年上升为初级协调水平，表明哈尔滨市在深入贯彻落实科学发展观的同时，在十二五规划实施期间取得了良好的成效;其次为始终贯彻落实生态环境保护的大庆市，一直处于勉强协调水平，表明大庆市的科技创新能力还有待提升、科技成果转化与城市可持续发展之间的匹配有待加强。

其他城市的得分与哈尔滨市和大庆市具有一定差距，大部分处于轻度失调水平，牡丹江、黑河、伊春市以及煤炭城市鸡西市4座资源型城市的协调度数值有所升高，协调水平呈现转好态势，其中黑河市协调程度由中度失调提升至轻度失调，转好态势明显。作为农业城市的绥化市，相比省内其他城市，其科技创新与可持续发展之间的耦合互动较弱，协调程度最低。整体来看，哈尔滨、大庆、牡丹江、齐齐哈尔市等7座城市为协调度上升型城市，表明黑龙江省大部分城市科技创新与可持续发展之间相互促进趋势增强。

从空间上看，协调度相對较高的城市为哈尔滨市、大庆市、齐齐哈尔市、牡丹江市、佳木斯市，主要分布于黑龙江省南部、西南部与东北部地区，呈“T”字形空间分布格局。该区域为黑龙江省两大平原地区，城市吸引力强，经济发展活力相对较高;处于哈大齐工业走廊、高铁沿线城市的科技创新水平与可持续发展水平的协调度相对更高，这与经济较发达城市人口的集聚以及城市之间不断加强的联系与交流有一定的关系。

（三）黑龙江省各地级市之间空间集聚不明显，耦合协调度高的区域对周边区域带动性较弱

通过Arcgis 10.2计算得到黑龙江省耦合协调度的Morans I指数与Z值。其中Z值分别为1.476 553、1.365 160、1.279 499、1.371 945，均未通过显著性检验，表明黑龙江省城市之间科技创新与可持续发展水平的耦合协调度一直处于弱相似属性随机分布状态，即城市之间的相互影响的概率很小。2003年、2007年、2011年和2015年的全局Morans I值分别为0.131 905、0.122 274、0.114 055、0.116 311，均为正值但数值远小于1，表明各城市科技创新与可持续发展水平耦合协调度在空间上具有正相关性，但是两者的空间相关性不明显，即具有相似属性的城市在空间上集聚特征并不明显。在Arcgis 10.2软件中，通过自然断裂法将*指数划分为冷点区、次冷点区、次热点区与热点区，得到2003-2015年黑龙江省各地级市冷热点变化情况。结果显示，热点区数目与分布区域保持稳定，哈尔滨市与大庆市始终为热点区域，城市发展稳定，经济辐射力强，是带动黑龙江省科技创新水平与可持续发展水平提升的重要区域。次热点区数目与区域都有变动，牡丹江市始终为次热点区域，后新增齐齐哈尔市、佳木斯市，鸡西市也于2007年一度成为次热点区。次冷点区与冷点区也在数目与区域上有所变化，次冷点区数目增多，区域扩大;冷点区数目减少，区域减小，其中作为黑龙江省农业大市的绥化市，始终为冷点区，其作为黑龙江省农业大市，科技资源匮乏，基础设施相对不够完善，师资力量不强，进而导致人才素质不高，难以适应科技创新的要求。

四、推动黑龙江省科技创新与可持续发展耦合协调的对策建议

（一）基于区域特色，加强高水平城市科技创新成果转化能力，推动城市高质量发展

根据所测结果，哈尔滨市和大庆市的科技创新与可持续发展水平在黑龙江省地位突出，耦合协调属于黑龙江省内高水平，但其与我国中、东部地区经济发达城市相比还存在一定的差距。因此需要从地方发展实际出发，通过进一步提升城市科技创新能力，促进城市高质量发展。

依据区域发展特点，继续加大对高水平城市科技研发投入的比重。科技创新水平较高的城市往往具备优良的科技资源、技术积累、人力资本以及区域政策等区域优势，也就意味着其较其他地区具有更高的创新投入回报率。哈尔滨具有优越的科研基础与创新人才储备，鉴于其在航空航天领域取得的丰硕成果，继续加大对航空航天产业的资金投入，将航空航天特色产业做强;加大对科研及技术创新型人才培养的资金投入，加强院校高水平的教育与基础问题研发资金的投入，为原发性创新与高精尖领域的发展提供人才与研究基础。以齐齐哈尔市、大庆市、牡丹江市为重点城市，基于其已有的产业基础，大力推动技术创新、产品创新，加快发展高端能源装备制造业，与此同时需要加大对其接续产业与替代产业的创新投入。

在加大对高水平城市科技研发投入的基础上，还需加强科技创新成果转化及推广环节的激励力度。科技创新成果能否成功转化，关系到前期研发投入是否能实现回收，加大成果转化环节的财税政策激励力度，以充分发挥政策激励作用。加强产学研联系，充分发挥区域间技术溢出的作用，促进科技创新成果的转化与应用，消除影响创新转化为经济发展动力的薄弱环节。除此之外，对于科技创新失败的项目或企业采用财政补贴、抵减所得税等方式对其进行补偿。

（二）找准区域失衡因素，推进中低水平城市传统资源产业换发新活力，促进新兴产业集群发展

黑龙江省除大庆市之外的其他资源型城市均面临科技创新与可持续发展水平不高，两系统耦合协调度不高的现状，究其原因主要为区域失衡。从产业布局的角度来看，重工业、能源工业及农业是黑龙江省的传统优势产业，在地区经济中占比很大，而信息、电子、新材料、生物、新能源等新兴产业占比较小，后发追赶的空间较大，目前亟需在传统产业和新兴产业两方面同时创新，依据城市不同特点推进城市创新驱动战略，提高城市科技创新与可持续发展的协调性，为经济的可持续发展注入创新动力。

一是促进传统资源产业焕发新活力。黑龙江省大多数资源型城市，普遍存在早期产业结构单一，后期科技创新发展动力不足的问题，大部分资源型城市存在发展短板，无法建立持续发力的调控机制，因此需对传统产业进行优化调整。以牡丹江市、佳木斯市、大庆市、哈尔滨市等城市为重点，着力优化煤电、水电、电动机等传统能源产业;发挥现有产业基础优势，进行装备制造业、汽车、高档数控机床和生物医药等方面关键核心技术的研发，提升“黑龙江制造”的核心竞争力和影响力。以鸡西、七台河、双鸭山市为代表的煤炭资源枯竭型城市，延长其煤炭产业链条、增加煤炭产品附加值，优化煤炭存量，提高煤炭产业发展质量。绥化市等以农业为主的地区需结合自身优势积极争取并落实相应的国家农业扶持政策，通过创新粮食生产经营模式，优化生产技术措施，激发农业从业人员积极性，着力提高粮食生产效益。另外，牡丹江市、黑河市、伊春市等森工类城市，需加强对森林资源的处理与深加工，利用良好的生态资源发展旅游等第三产业，以综合性发展路径为主促进林业经济型生态城市的可持续发展。

二是培育和发展新兴产业，使新兴产业成为黑龙江省全面振兴的主要助推力。着力推进鹤岗石墨新材料新兴产业高端化发展，促进哈尔滨市、大庆市等城市生物医药、机器人研发以及清洁能源装备产业集群的发展。除此之外，促进“网络强省”战略的实施，深度挖掘“互联网+” 与经济社会发展的融合点，促进互联网与经济社会深度融合，依托黑龙江省产业基础，开展“互联网+”和新兴产业试点，进一步推进新兴产业发展。

（三）破除机制体制障碍，打破区域界线，发挥高水平城市的带动作用，促进城市间形成空间集聚

受地缘和历史等因素的影响，我国以经济增长为目标的政府考核机制及导向长期以来推动了政府盲目扩张、低成本招商引资、投资驱动发展，黑龍江省的国企长期适应了根据国家要求产量进行供给的计划经济生产模式，在由计划经济向市场转型的过程中，国有经济和计划经济根深蒂固，创新激励政策实行效果不明显，在一定程度上阻碍省内空间协同创新的发展，亟须建立透明的体制机制，打破区域界线，促进空间集聚的形成。

首先需要完善知识与科技创新相关政策法规，营造优良的合作环境，为城市间的交流提供基础。提高创新研发服务，完善技术市场和产权交易制度，加强知识产权法律法规的规范与完善，推动服务与中介机构的建设，促进城市形成可持续发展的政策环境。政府在积极完善以企业为主体、以市场为导向、产学研相结合的创新市场体系的基础上，搭建创新合作平台，为促进城市创新资源的交流营造良好的创新发展环境。通过鼓励本地创新主体间交流与合作，建立基于本地创新要素的创新发展共同体，促进各类科技创新主体共享创新信息、拓展交易市场、实现人才资源共享。除此之外，通过交流合作打破区域界线，促进空间集聚的形成。创新能力强的城市之间合作机会一般较多，而水平不高的城市之间往往会出现固守本地资源的路径依赖现象，因此加强城市之间的交流，发挥高水平城市的带动作用，在一定程度上可以避免欠发达地区形成路径依赖，有利于提升黑龙江省整体的城市发展质量。注重热点型城市与其他经济发达地区的技术交流，并将成熟的创新技术向非热点型城市扩散，加强区域内城市之间的交流合作，发挥科技创新技术的扩散与辐射带动作用，积极向黑龙江省其他城市输送人才、技术与经验，实现产业创新政策从本地化集聚发展向经济区域创新集群方向转型。非热点型城市则需要增强与外部企业、高校和科研院所的交流与合作，通过高校、企业等将外部创新要素与创新成果引入创新环境中，关注“产学研”创新网络的建立，以防止出现空间上的技术锁定，完善本地与外部创新网络间的传导机制。

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〔责任编辑：刘 阳〕