中国省域绿色创新效率与绿色发展效率耦合协调研究

段永峰，顼文晴，罗海霞

（1.内蒙古科技大学经济与管理学院；2.包头医学院图书馆，内蒙古包头市 014040）

党的十八届五中全会提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念。创新是引领发展的第一动力和灵魂，协调就要各层次全方位的动态平衡和结构优化，绿色蕴含了资源节约、可持续发展和生态文明的发展道路。在资源约束趋紧、生态环境退化的背景下，在实施创新驱动增长战略的进程中，绿色发展离不开绿色创新，在创新资源相对有限的情况下，不仅要关注创新的投入，也要关注创新的效率，创新效率的提高，有助于优化生产要素的配置，提高全要素生产率，进而提高绿色发展的产出。因此深入剖析我国省域绿色创新效率、绿色发展效率及两系统耦合协调水平有着重要的理论和现实意义。

国内研究者从不同角度对绿色发展进行了大量研究，曹鹏等［1］、刘方方等［2］指出绿色发展是在尊重、保护和高效利用资源环境的基础上，更多、更好、更节约地创造经济财富与增进社会福祉，以提升生活质量为核心的可持续发展模式。钱争鸣等［3］对我国1996—2010年绿色经济效率进行评价，并发现其与人均GDP存在“倒U型”关系，且西部地区绿色经济效率被低估了。朱帮助等［4］构建了绿色发展评价指标体系，并指出环境质量、生态保护和环境治理是提升广西绿色发展指数的关键要素。胡书芳等［5］运用灰色关联分析了浙江绿色发展水平，得出浙江省各市绿色发展水平不高，区域差异较大。黄杰［6］、杨志江等［7］在评价我国绿色发展效率的基础上，得出我国省际绿色发展效率水平不高，且东西部存在显著差异。

绿色创新是指在遵循生态经济规律和生态学原理前提下，技术创新既要促进经济的发展和社会进步，又要减少能源和资源消耗，减弱对环境的污染和破坏，从而使得一个国家或地区的经济效益、社会效益和环境效益协调一致［8］。与传统创新相比，绿色创新需产生一定的环境效益。孙晓婷等［9］指出我国区域绿色技术创新能力地区差异显著，区域间协同创新提升效果并不显著。梁文群等［10］等对我国区域绿色低碳创新效率进行了测度、分类与比较，并指出区域绿色低碳创新效率普遍较低，技术无效比规模无效更为严重。曹霞等［11］指出我国区域创新效率东西部发展不均衡，环境规制强度与创新效率呈“U”型关系。韩晶［12］、张逸昕等［13］指出中国三大区域绿色创新水平呈现自东向西“梯度递减”的趋势。罗良文等［14］指出绿色技术创新效率处在较低水平、区域间分布不均、对生态效率促进作用不明显。肖黎明等［15］在评价绿色创新效率及生态福利绩效的基础上，分析了两系统的耦合协调度，结果表明两系统处于较高耦合初级协调阶段，且地区间耦合协调度差距显著。

虽然对绿色创新与绿色发展进行了较多的研究，但鲜有学者对绿色创新效率与绿色发展效率耦合协调情况进行研究。本文在运用非径向、非角度考虑非期望产出DEA-SBM模型评价绿色创新与绿色发展效率的基础上，探究两系统的耦合协调水平。

1 研究设计

1.1 指标体系构建

在指标的选取上，参考已有文献研究成果和考虑统计资料指标设置，依据DEA模型多输入、多产出的特点，考虑全面性、综合性、可获得性和相关性，选取投入产出指标来评价我国省域绿色创新和绿色发展效率，其中产出包含期望和非期望产出指标。

（1）绿色发展效率评价指标选择。绿色发展效率是在考虑资源环境的约束下，综合评价资源配置能力与资源利用的效率。绿色发展效率评价指标投入指标选择劳动力、资本、资源消耗，期望产出用人均GDP、每百人公共图书馆藏书、每万人拥有医院和卫生院床位数和财政教育支出来衡量，非期望产出用工业废水排放量、工业二氧化硫排放量和工业烟尘排放量“工业三废”来衡量。其中，从业人员期末人数作为劳动力投入要素，固定资产投资作为资本投入要素，能源消耗总量、供水总量作为资源消耗投入要素；人均GDP表示经济产出，每百人公共图书馆藏书、每万人拥有医院和卫生院床位数、财政教育支出来反映社会福利与生活质量水平。

（2）绿色创新效率评价指标选择。绿色创新在传统创新评价的基础上，需要考虑环境效益。绿色创新效率评价指标投入指标选取R&D全时人员、R&D经费内部支出、科技与教育财政支出（政策支持力度），期望产出用国内专利授权量、国外主要检索工具收录的科技论文数和技术市场成交合同金额来衡量，非期望产出选取单位GDP综合能耗、工业废水排放量、工业二氧化硫排放量和工业烟尘排放量来衡量，用于评价环境效益。

1.2 评价对象与数据来源

本文选取我国30个省、直辖市和自治区（以下简称省域）2009—2017年数据为研究对象，由于香港、澳门、台湾与西藏自治区数据缺失严重，故将其剔除。研究数据主要来源于《中国统计年鉴》和《中国科技统计年鉴》，部分数据来自于各省（市、自治区）统计年鉴，个别缺失数据采用多重替代法估算补齐。

2 研究方法模型

2.1 Slack-based Model

数据包络（DataEnvelopmentAnalysis，DEA）是一种评价多投入、多产出同类型决策单元相对有效性的非参方法。Tone［16］于2001年提出了基于松弛变量的非径向、非角度DEA模型（Slack-basedModel，简称SBM），2003年提出了处理包含非期望产出的非径向、非角度的SBM模型［17-18］，其定义为：

2.2 耦合协调度模型

耦合度描述多个不同的系统或要素相互影响、相互作用的紧密（强弱）程度，取值在［0,1］之间，但当不同系统处于较低水平时，也可能出现较高耦合［19］，故该模型无法描述系统协调发展水平的高低。协调度用来描述不同系统或要素相互平衡、相互协调（和谐）程度，取值在［0,1］之间［20］。本文构建耦合协调度模型来考察我国省域绿色创新与绿色发展相互作用的强弱及协调状况好坏程度，具体计算公式公式为式（5）—（7）。

表1 耦合协调度等级划分标准

3 实证结果分析

本文将利用MaxDEA Pro 7.0软件采用非径向、非角度考虑非期望产出的DEA-SBM模型来测度我国30个省域2009—2017年绿色发展效率与绿色创新效率，并评价了两系统的耦合协调度水平。

3.1 绿色发展效率测算结果分析

样本期间我国30个省域绿色发展效率有效地区较少，无效地区偏多，各地区绿色发展效率差异不断缩小。在270个评价单元中共有106个达到有效绿色发展，占比为39.26%，60.74%为无效绿色发展。从图1可知，只有北京、上海、天津、海南、贵州、青海、宁夏和新疆8个省域样本期间达到有效绿色发展，占比为26.67%。其他22个省域均未实现有效绿色发展，占比为73.33%，其中甘肃仅在2011未达到有效发展，其他年份均为有效；陕西、江西、云南、山西和广西绿色发展效率波动较大，重庆、吉林、辽宁、内蒙古和安徽等16个省域绿色发展效率均值小于0.5，存在较为严重的污染过量排放和能源过量消耗，这些地区效率在波动中呈现缓慢上升的趋势。

图1 2009—2017年我国30个省域绿色发展效率评价结果雷达图

样本期间我国30个省域绿色发展效率均值为0.552，方差为0.380，无效部分为0.448，说明绿色发展效率整体较低、变动大且存在较大提升空间。从图2、图3中可知，我国绿色发展效率在波动中呈现先降后升的趋势且波动较小，各地区绿色发展效率表现出显著差异——区域发展不均衡与两级分化严重。绿色发展效率最大的北京、上海、天津、海南、贵州、青海、宁夏和新疆（1.00）与效率最低的河北（0.102）效率均值的差值为0.898。在绿色发展无效的22个省域中，绿色发展效率均值除甘肃（0.972）、陕西（0.859）、江西（0.849）、云南（0.805）、山西（0.669）、广西（0.644）大于0.6，其他的效率均值极低，其中湖南、湖北、四川、河南、广东、山东、江苏和河北7个地区绿色发展效率均值小于0.2。

图2 2009—2017年我国绿色发展效率均值变动图

图3 2009—2017年我国30个省域绿色发展效率均值雷达图

依据绿色发展效率情况，我国绿色发展可划分为：高效率绿色发展地区有北京、天津、上海、海南、贵州、青海、宁夏、新疆和甘肃，效率值等于或者接近于1，这些地区要继续保持并引导进一步优化产业结构，提高绿色发展的质量；中高效率绿色发展地区有陕西、江西、云南、山西和广西，效率值分布区间为(0.6，0.8)，都存在效率值为1的年份，变动较大，说明这几个地区绿色发展效率提升潜力大，若进一步采取实施环境保护、增加社会福利管理等措施，较易实现有效绿色发展；中低效率绿色发展地区有重庆、吉林、辽宁和内蒙古，效率值分布区间为(0.3，0.5)，其效率值在波动中有所改善，但改善不大，说明这些省域绿色发展不稳定且遇到了瓶颈；低效率绿色发展地区有安徽、黑龙江、福建、浙江、湖南、湖北、四川、河南、广东、山东、江苏和河北，效率值分布于0.1～0.3之间，这些地区应当加强污染排放与社会福利水平的管理。

在空间分布上，参考杨志江［7］、刘应元等［22］区域划分，来研究东部、中部和西部的区域差异。从图4可知，我国区域间绿色发展效率差异较大，西部地区绿色发展效率均值较东中部地区高，呈现在波动中缓慢下降而后回升的趋势，而中东部地区绿色发展效率在均值呈波动上升的演化态势，特别是中部地区有较大幅度的上升。区域绿色发展效率变化趋势的异质性，使区域间的差距在不断缩小。

图4 2009—2017年我国东、中、西部绿色发展效率均值变动图

3.2 绿色创新效率测算结果分析

从图5可知，样本期间我国30个省域绿色创新效率有效地区比无效地区略多，各地区效率在波动中有缓慢上升的趋势。样本期间共有153个达到有效，占比为56.67%。北京、天津、江苏、浙江、广东、海南、重庆、陕西、青海和宁夏10个省域为有效绿色创新，占比为33.33%；其余20个省域为无效绿色创新，其中甘肃、黑龙江、福建和吉林4个地区评价期仅出现1次无效其余均为有效，江西、四川、湖北、上海、河南、贵州和辽宁效率波动较大，山东、湖南、安徽、云南、山西、河北、新疆、广西和内蒙古效率损失值较大，效率最小的内蒙古绿色创新效率均小于0.2。在评价期效率最小值为2012年的新疆，效率值仅为0.06，效率损失值高达0.994。

图5 2009—2017年我国30个省域绿色创新效率评价结果雷达图

样本期间我国30个省域绿色创新效率均值为0.692，方差为0.034，效率损失值为0.308，说明绿色创新效率整体变动不大，区域创新规模总体上比较均衡，但存在较大的提升空间。从图6可知，样本期间我国绿色创新效率在波动中有所增加，特别是2014年后，绿色创新效率提升幅度较大，2017年比2014年提升了16.6%。从图7可知，效率损失较大的内蒙古、广西、新疆、河北和山西，与绿色创新有效地区差距较大，说明绿色创新效率地区间差异显著，但各地区绿色创新效率差异不断缩小。各地区中效率均值损失最大的内蒙古损失为0.892，说明区域绿色创新效率两级分化严重，区域绿色创新资源配置和综合利用能力存在显著差异。

图6 2009—2017年我国绿色创新效率均值变动图

图7 2009—2017年我国30个省域绿色发展效率均值雷达图

依据绿色创新效率情况，我国绿色创新可划分为：高效率绿色创新地区包括北京、天津、江苏、浙江、广东、海南、重庆、陕西、青海、宁夏、甘肃、黑龙江、福建和吉林，效率均值等于或者接近于1；中高效率绿色创新区域包括江西、四川、湖北和上海，效率均值分布区间为(0.6，0.8)，都存在效率值为1的年份，说明这几个地区绿色创新效率提升潜力大，较易实现有效绿色创新；中低效率绿色创新区域包括河南、贵州、辽宁、山东、湖南和安徽，效率均值分布区间为(0.4，0.6)，其效率值在波动中有所改善，但改善不大，说明这些区域绿色创新不稳定且遇效率提升阻力较大；低效率绿色创新区域包括云南、山西、河北、新疆、广西和内蒙古，其效率值小于0.3，这些地区应当提升绿色创新资源配置和管理能力。

图8 2009—2017年我国东、中、西部绿色创新效率均值变动图

从图8可知，东部地区绿色创新效率均值呈“先降后升”的演化态势，而中西部地区绿色创新效率均值呈波动缓慢上升态势，特别是西部地区有较大幅度的上升。我国东部地区绿色创新效率均值较中西部地区高，呈“东高西低”的空间分布。由于区域绿色创新效率变化趋势的非同步性，使得中西部与东部的差距在不断缩小。

3.3 绿色创新与绿色发展耦合度测算结果分析

从图9可知，样本期间我国30个省域绿色创新效率与绿色发展效率耦合水平较高，且表现出持续改善，说明绿色创新与绿色发展相互作用的紧密程度不断加强。样本期间共有154个处于最大耦合阶段，占比为57.04%，处于高水平耦合阶段的有79个，占比为29.26%，处于磨合阶段的有31个，占比为11.48%，处于拮抗耦合阶段的有5个，占比为1.85%，低度耦合阶段共有1个，为2012年新疆，耦合度为0.16，占比为0.37%。

图9 2009—2017年我国30个省域耦合度雷达图

样本期间两系统耦合度均值为0.876，方差为0.031，说明耦合度均值变化小，且均大于0.8，说明我国大部分省域绿色创新系统与绿色发展耦合性较强，处于高水平耦合阶段，并达到良性耦合阶段。从图10可知，样本期间耦合度全国均值来看，除2012年小幅下降外，绿色创新与绿色发展之间的耦合度持续递增，耦合度从0.815增加到0.916，增幅为12.44%，体现出耦合水平逐步提高的发展趋势。从耦合度逐年增幅来看，增幅从2009年的4.13%降低到2017年的1.02%，说明增幅耦合度逐步稳定，但与优质协调发展仍有一定的差距。

图10 2009—2017年我国耦合度均值变动图

从图11可知，北京、天津、海南、青海、宁夏、甘肃、陕西、安徽、上海、江西、辽宁、河北、重庆、湖南、吉林和贵州16个省域耦合值均值均大于0.9，达到最大水平耦合阶段；山西、内蒙古、黑龙江、浙江、福建、山东、湖北、河南、四川、广西和云南11个省域耦合值均值处于0.7～0.9之间，达到高水平耦合阶段，我国大部分地区绿色创新与绿色发展相互关联性强，且进入良性耦合。广东（0.645）、江苏（0.638）和新疆（0.548）耦合值间处于0.5与0.7之间，为磨合耦合阶段，其中新疆历年耦合值均小于0.6，且有3年处于拮抗耦合阶段，说明新疆绿色创新与绿色发展相互关联性增强，且逐步进入良性耦合。

图11 2009—2017年我国30个省域耦合度均值雷达图

从图12可知，我国区域间绿色创新效率与绿色发展效率耦合水平较高，且在波动中持续改善，中部耦合水平较东部高，特别是西部地区耦合水平波动较大且有较大幅度提升，同时耦合水平在区域间的差距在不断缩小。

图12 2009—2017年我国东、中、西部耦合均值变动图

3.4 绿色创新与绿色发展协调度测算结果分析

从图13可知，样本期间我国30个省域绿色创新效率与绿色发展效率协调水平较高，且表现出持续改善的趋势。从均值来看，协调度均值为0.718，方差为0.031，说明协调度均值变化小，协调等级为中级协调。样本期间共有95个达到优良协调发展，占比为35.19%，有34个达到中级协调发展，占比为12.59%，有43个达到初级协调发展，占比为15.93%，有59个达到勉强协调发展，占比为21.85%，有22个达到濒临失调发展，占比为8.15%，共有17个评价单元协调度小于0.4即处于轻度失调及以下，占比为6.30%，处于中度失调的有1个，出现于2012年的新疆，协调度为0.284。

图13 2009—2017年我国30个省域协调度雷达图

从图14可知，样本期间协调度均值从0.688增加到0.782，增幅为13.75%，特别是2012—2017年，绿色创新与绿色发展协调度持续改善，协调度从初级协调逐步发展到中级协调，这也是我国不断调整结构、转变增长方式、注重创新、突出生态文明建设、建设美丽中国等绿色发展理念与政策执行的结果。整体上绿色创新与绿色发展协调度与良好协调存在一定的差距，还有较大的提升空间。

图14 2009—2017年我国协调度均值变动图

从图15可知，北京、天津、海南、青海、宁夏、甘肃、陕西、上海、江西、贵州和重庆11个省域协调度均值大于0.8，达到优良协调阶段；云南、浙江和吉林3个省域为中级协调，黑龙江、福建、辽宁、山西、广东和江苏6个省域为初级协调，并保持着较好的发展趋势，系统协调度不断上升；四川、湖北、安徽、新疆、广西、湖南、河南和山东8个省域为勉强协调，内蒙古为濒临失调，河北轻度失调，说明绿色创新与绿色发展的协同发展缺乏效率。

图15 2009—2017年我国30个省域协调度均值雷达图

从图16可知，我国区域间绿色创新效率与绿色发展效率耦合协调水平较高，且在波动中持续改善，中部地区协调水平与东西部地区有较大的差距，东西部地区协调水平差距不大，且较中部地区高，东部地区协调水平呈“先降后升”的态势，中部地区耦合水平有较大幅度提升，进而使耦合水平在区域间的差距在不断缩小。

图16 2009—2017年我国东、中、西部协调度均值变动图

通过上面的分析可知，北京、天津、海南、青海、宁夏、甘肃和陕西为最大耦合优质协调地区，上海、江西、贵州和重庆为最大耦合良好协调，这些地区创新效率与绿色发展效率高度耦合，相互促进、协调发展，但重庆市绿色发展效率滞后于绿色创新效率。吉林为最大耦合中级协调，辽宁为最大耦合初级协调，这些地区大部分有着良好的经济基础，创新投入的发展在对绿色发展具有一定的促进作用。安徽、湖南为最大耦合勉强协调，云南、浙江为高水平耦合中级协调，福建、山西和黑龙江为高水平初级协调，河南、山东、湖北、四川和广西为高水平勉强协调，这些地区为高度耦合相对协调，创新效率的提高一定程度上带动了绿色发展效率的提升，绿色发展效率滞后于绿色创新效率。广东、江苏为磨合耦合初级协调，主要是由于绿色发展效率较低，影响了两系统的耦合协调性。新疆为磨合耦合勉强协调，内蒙古为高水平耦合濒临失调，河北为最大耦合轻度失调，这些地区创新投入滞后，创新产出水平较低，对生态环境作用较小，生态环境受到了工业快速发展的影响，导致绿色发展效率较低，绿色发展效率是影响协调性的主要要素。

4 结论与建议

本文运用DEA-SBM模型和耦合协调度模型对2009—2017年我国省域绿色创新效率、绿色发展效率及两系统耦合协调情况进行测算、分类、评价与对比分析，得出以下结论：我国绿色发展整体有效地区较少，无效地区偏多，但绿色发展效率差异不断缩小并保持着不断提高的趋势，绿色创新整体效率偏高且相对稳定，创新效率在波动中有缓慢上升的趋势；绿色创新与绿色发展整体存在较强的互动关系，且呈现波动上升趋势，同时还存在较大提升空间；虽然东部地区绿色发展水平与绿色创新水平领先，但协调发展水平不高，西部地区两系统之间的耦合优势突出。

为促进地区绿色协调可持续的发展，发挥创新驱动作用，提出以下对策建议：（1）坚持创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，发挥区域优势，大力推动开放创新，深化区域合作［23］。加强地区组织之间的绿色创新与绿色发展交流合作，实施资源共享，合作组建绿色发展、绿色创新载体和平台，积极引进先进理念与技术，在坚守环境效益的原则上提高绿色发展与绿色创新效率，进一步提高两系统的耦合协调关系；（2）绿色创新与绿色发展相辅相成。各地区一方面要加强生态文明建设，营造宜居宜业的环境，推动区域绿色发展，另一方面要坚持创新驱动发展，要依靠自身优势资源，因地制宜，在不断加大创新投入的同时，完善绿色创新体系构建，提升创新能力与效率；（3）深挖良好协调发展背后可能存在的问题［24］，部分地区存在低效高耦合协调发展的情况，如辽宁、山西和湖南，这些地区在注重绿色创新与绿色发展水平协同发展的同时，更应推动绿色创新和绿色发展水平与效率的共同提高，发挥绿色创新的驱动作用，加强绿色发展的支撑作用，从而实现优质协调发展。