长江经济带高质量创新与绿色经济耦合协调研究

（武汉科技大学 a.恒大管理学院；b.湖北产业政策管理研究中心，湖北 武汉 430065）

一、研究背景

在经济向高质量转型的新形势下，国务院发展研究中心吕薇等专家提出“以高质量创新促进高质量发展”的观点，高质量创新是高质量发展的第一动力，是国家创新驱动战略的关键和基础[1]。高质量创新作为经济发展驱动已取得一系列成果，但是能否与生态环境协调发展成为经济社会永续发展的关键问题。面对环境恶化和资源紧缺的严峻考验，绿色经济是解决环境与发展问题和破解资源环境约束的突破口。

长江经济带是覆盖地域广阔、水上运输便利的经济圈，在推动我国绿色生态建设和创新驱动中起到示范作用。党的十九大报告明确指出，中国经济要实现绿色转变，加快建设绿色生产和消费的政策导向，形成支持环境保护和节能减排的利益导向机制。在2018年长江经济带座谈会上，习近平总书记指出通过促进绿色产业合作来提高长江经济带生态水平，并致力于形成新的产业集群。本研究以“创新驱动与绿色经济”的发展理念为切入点，测度长江经济带高质量创新与绿色经济的耦合协调发展关系，对“十三五”期间长江经济带的可持续发展具有参考价值。

二、文献综述

面对社会生产与生态环境矛盾凸显的现状，创新驱动和绿色经济的论题引起国内外学者的广泛关注。在《经济发展理论》中Schumpeter[1]最先提出创新概念，认为新产品、新工艺、新市场等变化在经济发展中起到关键作用。中国科技研究中心从20世纪90年代开始系统地评估区域创新能力的技术创新、成果转化、创新绩效等影响因素。随着经济快速增长生态环境问题也逐渐显现，绿色经济作为一种新的发展模式受到重视。1989年在《绿色经济蓝皮书》中Pearce 最早提出绿色经济概念，绿色经济是以经济、资源、环境、社会协调发展为出发点被定义为“一种能够实现可持续发展的经济形式”[2]。绿色欧洲基金会运用系统的理论和方法，对欧洲绿色新政计划构建具有代表性的绿色经济指标[3-4]。2011年北京师范大学和国家统计局构建城市绿色发展指标，为地区中心城市的生态文明建设推出绿色发展指数报告[5]。

关于创新水平与绿色经济之间协调演进的研究，主要围绕政策激励、创新转型、效率提升展开讨论。最著名的是Poter 提出的“波特假说”，认为企业由于环境规制政策推进高效生产技术的研发，并且创新为企业带来的收益超过额外的监管成本，促进企业进行创新转型[6]。经济学家Grossman 提出环境库兹涅茨曲线（EKC），指出高效率的生产技术有利于降低单位产出的要素投入，提高资源使用效率，减轻工业生产对自然环境的破坏[7]。Gradus、Stokey 等学者将生态环境纳入内生经济增长模型中研究生态保护问题[8-9]。李婉红提出政府监管对环保产品的开发和清洁技术的创新有显著正向作用[10]。岳书敬提出产业集聚达到一定水平后绿色效率的提升要依靠资金投入和创新投入的支柱作用[11]。王兵运用Luenberger 生产率指标得出区域绿色效率与技术创新之间存在明显的正向相关性[12]。杨树旺探究生态环境和高技术产业集聚水平，提出当高技术产业集聚到一定程度时，高技术产业的经济效益和技术创新促进节能减排和生产效率提升[13]。

关于当前创新与绿色经济面临的问题及化解对策的研究，主要关于成果转化、人才集聚、结构优化等方面。程俊杰对现阶段创新困境进行探讨，认为虽然我国科技研发和试验经费投入量、国际科技论文总量、发明专利保有量都有明显提升，但是与发达国家创新水平相比仍有较大进步空间，创新存在成果转化效率不高、质量有待提高的问题[14]。盛来运等基于生产函数法，对创新驱动经济发展的未来前景进行预测，提出优化创新成果产业化机制、人才培养集聚机制等，为创新发展提供有力支撑[15]。杨志江运用SBM-DEA模型研究区域绿色效率空间差异，由于区域协调发展战略技术密集型产业主要集聚在东部地区，节能减排政策在中西部并未严格实施，高耗能高污染的能源密集型产业向中西部转移进而导致绿色效率较低[16]。杨翔等研究发现制造业的碳生产率具有正的规模效应和环境效应，提升创新质量、开发利用新能源及优化产业结构成为中国制造“又好又快”发展的重要途径[17]。苏利阳、陈鸽从资本循环视角下分析环境成本内部化的补偿机制，认为绿色发展所致的高成本会因环境改善、技术进步带来的经济效益逐步得到补偿，通过调整产品策略、绿色营销、宣传教育等途径可以解决环境规制造成的短期性生产经营压力问题[18]。袁怀宇、刘江浩运用AHP-熵权法赋权测度湖南省各地级市的绿色发展水平，提出对于“低-低”型市州区域，打造湘西地带绿色发展规模点，由绿色发展极点形成的辐射效应提升周围城市的绿色发展水平[19]。

通过对现有文献的研读发现：第一，创新系统评价体系尚需完善，高质量创新尚未有确切概念，本研究从五个关键因素对高质量创新进行探讨，创新效率和创新资源因素虽被广泛研究，但创新合作与创新共享因素的研究尚不多见。第二，虽然已有学者评价创新能力与生态环境的耦合阶段，但少有文献验证创新与生态的因果联系，未进一步对发展滞后类型做出评判，本研究运用格兰杰因果检验判断两者是否具有双向因果关系，并且对各省市的高质量创新滞后型、绿色经济滞后型进行讨论，深入探究高质量创新与绿色经济的互动关系。

三、高质量创新与绿色经济耦合关系的理论分析

高质量创新是能够很好地驱动经济转型、产业升级的创新，是高质量发展与创新驱动的融合，是创新环境作为基础、政府引导作为保障、合作共享作为动力、创新效率作为关键、创新转化作为方向的创新。绿色经济是满足资源节约和环境友好要求的一种新的经济形式，是经济社会可持续发展的必然要求。此处从环境规制、生态压力、资源约束三个角度分析高质量创新系统与绿色经济系统间的耦合机理，如图1所示。

（一）基于环境规制角度的分析

政府通过制定严格的环境规制政策促进高质量的技术创新与产品创新。政府监管改变传统的竞争环境，企业无法再通过牺牲生态环境来获取超额利益，从而提高企业的环保意识。虽然环境保护税等绿色税制导致企业费用增加，但是从长期来看有助于提升企业新产品与新技术的质量，提高企业盈利能力，进而获取超过额外的环境成本的创新效益。现阶段我国开发生产的一批具有一定水平的环保成果中，有准确成形、快速原型制造、准干式切削等高技术工艺，也有再生塑料、环保电池、无氟冰箱等高品质产品。这些高质量创新成果成为生态环境修复与保护的重要途径，减少由于原先粗放型生产带来的环境破坏，削弱生产生活造成的环境负担。环境规制政策以绿色经济为目标，同时高质量创新为绿色经济提供前进动力，不断推动生态文明与经济社会协同发展。

（二）基于生态压力角度的分析

生态压力推动长江经济带产业结构向绿色产业转变。通过增加生产要素投入来实现经济增长的生产方式给生态环境带来大量 “三废”等污染物，在研究开发过程中污染性创新产出也会造成生态压力，当污染排放超出自然恢复能力时，生态恶化对人类正常的社会经济活动产生严重负面影响。生态压迫促使产能过剩的高污染产业兼并重组，着力发展低污染的高技术产业，同时以生产环保设备、垃圾回收和处理为主力军的绿色产业迅速发展，废气净化装置、污水处理设备、除尘器等环保产品最大限度地把环境污染物的排放消除在生产过程中。水资源管理、废弃物管理、水资源管理作为绿色经济的主要方面，为高质量创新提供良好的生态环境。

图1 高质量创新与绿色经济耦合机理

（三）基于资源约束角度的分析

紧缺的自然资源对创新投入形成约束，促使企业积极开发循环技术和清洁技术。过度开发资源导致煤炭、石油、矿石等非可再生资源匮乏，为合理使用稀缺的资源，绿色经济势在必行。创新质量的提升需要增加创新资源和环境资源的投入，资源约束倒逼企业提高创新质量以合理高效利用自然资源。企业通过工艺技术创新提高生产效率，减少单位产出的资源投入，运用循环技术将固体废弃物、废水等经加工处理，提高资源的重复使用率。面对资源困境企业广泛采用可再生能源及可替代性材料，运用现代化手段发展生态农业，通过先进的设备技术实现电网智能化，依靠甲醇、氢能、燃料电池作为动力来源发展可持续交通，清洁技术成为节能减排这个领域的重要组成部分。优良的生态环境和充足的资源供给是高质量创新的基础，高质量创新又是生态环境建设的关键方式。

四、数据测算

（一）高质量创新的测算

本研究结合国务院发展中心提出的高质量创新理念，参考杜春丽的高质量发展体系建立长江经济带高质量创新指标体系[20]，共27 个指标，如表1所示。

选取2010—2016年作为样本研究长江经济带11 个省市高质量创新水平，通过整理《高技术产业统计年鉴》《中国科技统计年鉴》得到表中所需数据，运用均值替换法补全缺失数据。为消除不同量纲和数量级的影响，正向指标、负向指标分别运用公式（1）～（2）对原始数据进行离差标准化，其中i表示各省份，j代表指标体系中的第j个指标。

鉴于长江经济带高质量创新系统的多维结构，采用因子分析法对经济带内11 个省市的高质量创新的多维因素进行分析。借助SPSS 25 软件先选取2016年长江经济带11 个省市的创新数据进行分析，KMO 检验统计量为0.903 >0.9，Bartlett 球形检验显著性为0.000，这表明选取的数据非常适合作因子分析。得到前4 个因子的累计方差贡献率已达87.474%，提取F1,F2,F3,F4分别为影响高质量创新水平的创新合作因子、外商资金因子、创新环境因子、知识共享因子，四个因子的方差贡献率与总方差贡献率之比得到各因子权重，如下列公式：

表1 高质量创新指标体系

由该式得2016年长江经济带11 个省市的综合得分，对2010—2016年的创新数据分别进行因子分析，得到各省市高质量创新测算结果，便于下一步耦合协调度计算。

（二）绿色经济的测算

在李琳等学者的生态环境指标基础上测度长江经济带绿色经济水平[21]，从环境污染、资源节约、生态环境、经济响应4 个方面进行衡量，共计10 个指标，如表2所示。

选取2010—2016年作为样本研究长江经济带绿色经济水平，数据由《中国环境统计年鉴》整理而来，运用公式（1）～（2）对原始数据进行离差标准化。绿色经济指标通过熵值法计算权重，并测度经济带绿色经济综合评分。

1.构造评价矩阵，设有m个评价对象，n个评价指标，xij表示第i个样本在第j项评价指标下的数值；

表2 绿色经济指标体系

2.计算第j个指标下，第i个省份的特征比重；

3.计算第j个指标的熵值，其中常数k=1/lnm，此处m 为11；

4.计算xj的差异性系数；

5.计算指标xj的权重；

6.计算各省市绿色经济综合得分，通过熵值法得出绿色经济各指标权重为0.021、0.031、0.030、0.507、0.056、0.097、0.052、0.071、0.070、0.065，再运用下式测度绿色经济综合评分，式中wj为第j项指标权重，S为综合评分值。

五、高质量创新与绿色经济耦合关系的实证分析

（一）综合评分特征

图2表示2010—2016年长江经济带11 省市高质量创新评分均值、绿色经济评分均值及两系统差值的绝对值。通过分析高质量创新水平得出，长江下游区域呈现“一超多强”的特点，江苏省的高质量创新评分每年均居于首位，在新产品出口方面江苏省在长江经济带起到引领带头作用；长江中游整体呈现“中部凹陷”态势，中游区域以湖北省为代表，湖北省的公共科技馆数量相比其他省市具备优势；长江上游区域以四川省为代表，四川省的研究与开发人员、研究机构数量明显多于上游其他省市；安徽省、江西省的高质量创新水平虽逐年上升，但仍处于较弱地位，贵州省、云南省的创新水平较低。通过分析绿色经济水平得出，长江上游绿色经济水平优于中下区域，云南省的绿色经济评分居于首位，云南省拥有广阔的森林面积、丰富的水资源和生物资源，建有162 个自然保护区，在绿色生态保护与建设方面位于领先地位；中游区域以湖南省为代表在污染防治和生态保护方面能力突出；下游区域的绿色经济评分则相对较低，低于经济带平均水平。

（二）因果关系检验

通过Granger 因果关系检验两系统间的因果联系，选取R&D 经费投入指标与环境治理投资总额指标进行长江经济带高质量创新与绿色经济因果关系检验，分别计为X、Y，为消除样本中的指数增长特征，对R&D 经费和环境治理投资数据进行对数处理，分别计为LNX、LNY。

图2 2010—2016年长江经济带高质量创新与绿色经济综合评分及差值

1.单位根检验

通过单位根检验可以明确时间序列变量的单整阶数，本研究运用ADF 方法检验变量LNX、LNY，表明变量在5%的显著性水平下都是非平整序列，取一阶差分后全部为平稳序列，因此这些时间序列满足在一阶差分后同阶单整，如表3所示。

2.协整检验

通过Engle-Granger 协整检验进一步验证变量DLNX、DLNY 之间是否存在协整关系以确定是否进行下一步因果检验。结果显示在5%显著性水平下拒绝原假设，残差序列平稳，即R&D经费投入与环境治理投资总额时间序列数据存在长期均衡关系，如表4所示。

3.Granger 因果关系检验

进一步利用AIC、SC 及HQ 三种判别准则得到2 阶为最佳滞后阶数，格兰杰因果检验表明在5%的显著性水平下，假设1 的P值为0.006，拒绝R&D 经费投入不是环境治理投资总额的Granger 原因的假设，假设2 的P值为0.287，不能拒绝环境治理投资总额不是R&D 经费投入的Granger 原因的假设，如表5所示。实证结果表明高质量创新显著影响绿色经济，而绿色经济对高质量创新的促进作用有待增强，二者尚未形成双向因果关系。

表3 单位根检验结果

表4 协整检验结果

表5 格兰杰因果检验结果

（三）耦合协调分析

因果关系检验可以验证高质量创新与绿色经济的因果联系，但无法测度两系统间的相互影响程度。耦合协调度是基于复合系统整体视角高质量创新与绿色经济的和谐一致程度，评判标准如表6所示。公式中C为复合系统耦合度，U1表示高质量创新系统的综合评分，U2表示绿色经济系统的综合评分；

构造两系统的耦合协调度函数，D为系统耦合协调度，具体公式如下；

表6 耦合协调判断标准

式中：T为高质量创新与绿色经济结构特征的综合协调指数，用如下公式进行求解；

式中：a,b分别表示该复合系统中高质量创新与绿色经济的贡献度系数，此处取a=b=0.5，高质量创新与经济发展被认为同等重要。

表7表示2010—2016年长江经济带高质量创新与绿色经济耦合协调程度。从2010—2016年两系统耦合协调度的变化分析，经济带内11 个省市高质量创新与绿色经济的耦合协调度均值具有逐渐协调发展趋势，从0.327 逐步增长到0.496，增幅达到51.68%，但是与实现优质协调发展仍有差距。具体而言，2010—2016年长江下游、中游、上游的耦合协调度从0.406、0.299、0.268 增长至0.542、0.491、0.454，增幅分别为33.56%、64.56%、69.27%，下游区域耦合协调均值至勉强协调阶段，而中上游区域尚处于濒临失调阶段，上游区域的耦合协调关系发展较为迅速，但达到协调发展阶段还有待提升。

从理论方面分析2010—2016年长江经济带11 个省市高质量创新与绿色经济滞后情况，如图3所示。根据绿色经济评分与高质量创新评分差值得到2010—2016年长江经济带的同步发展型省市逐渐减少，高质量创新滞后型省市呈现增加趋势，在2016年经济带以高质量创新滞后为主导，并且高质量创新滞后型省市数量远超过绿色经济滞后型省市，2016年长江经济带内有8 省市都存有高质量创新水平欠缺的现状，经济带高质量创新与绿色经济同步发展趋势渐弱，高质量创新系统与绿色经济系统非均衡差异较大。2010—2012年绿色经济滞后型省市数量持续稳定在1 个，按照绿色经济综合评分与高质量创新综合评分的差值判断，江苏省为绿色经济滞后型，江苏省通过丰富的科技研发资源促进创新质量提升，使其新产品出口量和创新经济效益远远领先于下游其他省市，由于高质量创新的绝对优势使得江苏省的绿色经济综合评分相对高质量创新综合评分较低，所以江苏省归类为绿色经济滞后型。随后在2013—2015年绿色经济滞后型数量逐步增加为3个，绿色经济滞后型省市主要集中于长江下游江苏省、上海市、浙江省，下游区域在绿色生态保护与建设方面较弱，制约两系统进一步协调发展。2010—2014年经济带高质量创新滞后型省市数量由2 个增加为3 个，高质量创新滞后型省市主要集中在经济带中上游，云南省、贵州省、江西省由于创新投入较少、创新效率较低致使高质量创新水平长期处于落后地位。2015—2016年由于国家严格执行环境规制政策，大力倡导节能减排和绿色发展，使得经济带内湖北、湖南、安徽等省市的绿色经济综合评分显著提升，原先这些省市的高质量创新综合评分相比于绿色经济评分较低，实施绿色税收和环境保护政策之后两者之间的评分差距加大，这些省份归类于高质量创新滞后型省份，导致在2016年高质量创新滞后型省市数量增加为8 个，同步发展型数量减少至1 个。浙江省在高质量创新方面评分为第3 位，在绿色经济方面评分为第5 位，高质量创新能力和环境保护与建设能力的发展水平相近，两系统差值均值为0.071，小于0.1 被评判为同步发展型。

表7 长江经济带高质量创新与绿色经济耦合协调度

从政策方面分析2010—2016年长江经济带11 个省市高质量创新与绿色经济滞后情况。在高质量创新方面，2014年国家提出“大众创业、万众创新”政策，全国各地加强高新技术产业园建设，2016年《长江经济带发展规划纲要》强调长江经济带以创新驱动经济发展为重点任务，2018年习近平总书记在长江经济带座谈会上指出，采取多种手段倒逼产业转型升级和高质量发展，加快培育新的产能，致力于形成新的产业集群。但是2014—2016年高质量创新滞后型省份数量逐步增长，主要集中于长江中上游区域，这一阶段长江经济带经济增长速度逐渐放缓，创新开始作为新要素带动生产，高技术产业发展迅速，发展模式从低水平模仿创新向自主创新转变，创新质量提升的过程中具有投入大、周期长、转化低效等弱势，这些创新困境一定程度上影响高质量创新发展速度，导致高质量创新评分滞后于绿色经济评分。在绿色经济方面，1999年推行的区域协调发展战略和长江下游区域较高的环境征税导致大量高耗能高污染的产业向内迁移，虽然2006年以后实行了节能减排政策，但是长江上游区域节能减排的低效率成为绿色经济滞后型省市数量逐渐增长的主要原因。由于下游区域严格的环境管制，使得绿色经济整体水平从长江下游到长江中游再到上游呈逐渐递减趋势，不同省份的环境水平各有差异，在推进区域绿色发展的进程中应实施相应的差别化政策措施。长江经济带高质量创新与绿色经济协调发展仍有很大提升空间，长江下游区域涵盖的省市由于科技研发、外商投资差异，各省市高质量创新水平差异显著，而上游区域无论从高质量创新能力角度，还是从绿色经济水平角度，区域内各省市存在明显不均衡现象，上游创新滞后性和环境独特性是缩小省市间差距的阻碍，因此政府制定和实施差异化政策势在必行。对于区域指导政策不仅要考虑两系统的耦合协调等级，更要重视其内部发展水平高低，在创新质量与绿色经济方面寻求突破。

图3 长江经济带各省市高质量创新与绿色经济耦合协调滞后类型

六、结论与建议

（一）研究结论

本研究探究长江经济带高质量创新与绿色经济之间的关系特征，得出如下结论：

1.长江经济带下游区域高质量创新水平呈现“一超多强”特征，以江苏省为代表，对经济带其他省市高质量创新能力起到带动引领作用，而中上游区域现阶段创新存在创新成果转化效率不高，创新质量有待提升的问题。绿色经济水平则相对稳定，长江上游区域在绿色生态保护与建设方面较优于中下游区域。

2.从时序方面分析两系统耦合关系，通过协整检验和因果检验得到高质量创新与绿色经济之间存在长期稳定的均衡关系，高质量创新显著影响绿色经济，但绿色经济对高质量创新的促进作用有待增强，总体上二者耦合协调仍处于濒临失调阶段，距优质协调发展仍有较大差距。

3.从空间方面分析两系统耦合关系，长江经济带不同区域高质量创新与绿色经济的耦合协调度相差较大。下游区域达到勉强协调阶段，但生态环境治理能力需进一步提升。中游区域在高质量创新与绿色经济两方面优势并不突出，耦合协调度处于中间位置。上游区域高质量创新的衰弱特征导致整体耦合协调度较低。

（二）政策建议

基于上述结论提出以下政策建议：

1.长江经济带各区域实施差异化的产业发展战略，解决高质量创新与绿色经济非均衡差异较大问题。下游区域环境承载力较弱，依靠创新优势升级传统产业，培育技术密集型产业，注重高端产业与节能环保产业的相互融合，发挥出引领带头作用。中游区域创新能力较弱，也面临环境恶化和资源约束现状，中游各省市加强创新合作，实现产学研和区域之间密切合作，促进区域间的创新共享，实现“抱团”崛起。长江上游绿色生态建设处于领先地位，自然资源富集，可以作为下游区域能源转移的后备方，在建立环境影响评价制度体系的基础上严格控制损害生态环境的“三高”行业进入，促进产业绿色可持续发展。

2.贯彻绿色发展理念，以绿色经济为必要条件，提高长江经济带创新质量。高质量创新可以为绿色经济提供支持作用，创新质量的提升为生态环境建设、绿色产品开发、绿色工艺创新奠定稳固的基础。利用长江中上游、成渝城市群的创新辐射能力，增强与地级城市科技研发和创新资源互联互动，充分发挥中心城市武汉市、成都市的引领优势，开展基于生态环保的创新活动，积极开发新能源、新材料等环保产品。在推进高质量创新的同时，坚持绿色经济这个重要理念，通过创新资源的高效配置协同为节能减排行业助力，进而实现长江经济带高质量创新与绿色经济的耦合协调发展。

3.将环保问题市场化，开拓绿色产业的发展前景，加强绿色经济对高质量创新的反哺作用。营造良好的生态环保相关的市场环境，通过市场淘汰机制打造符合市场需求的优质环保产品，优化节能减排产品功能，创造更多的经济效益、社会效益及生态环境效益。在经济政策方面，采用多种方式促进环保产业发展，要求各区域建立环保专项基金，完善绿色产业扶持政策，引导资金向绿色产业投入。坚持施行城市垃圾处理与分类的法规，严格实施环境保护税等绿色税制，推进创造更好的环保技术和高效率技术。绿色经济是高质量创新的源泉，为创新质量的提升提供充足的资源供给，同时也吸引更多科研人才、研发资金等创新要素的投入。