河北省工业创新生态系统构建及其测度研究

孙 芳，王俊岭，王兆云

河北省工业创新生态系统构建及其测度研究

孙 芳，王俊岭，王兆云

（河北地质大学 管理学院，河北 石家庄 050031）

从定量角度研究了河北创新生态问题，构建了可评价的河北省工业创新生态系统体系，在获取河北省2015—2019年相关数据的基础上，运用基于熵权-模糊综合评价方法对河北省2019年创新生态系统情况做出了客观、量化的测算评价。结果显示：河北省工业生态系统创新水平中等偏上，要实现河北省工业发展的生态化转型还有50%的改善空间。

创新生态系统；测度；河北省；河北省工业

近年来，能源、环境问题以及全球性经济竞争问题突出，学术界对于绿色创新的研究日渐深入，有些学者基于生态学的角度提出了创新生态系统，丰富了相关研究，为创新系统研究开辟了新路径，成为协调人类社会经济系统与自然环境系统的新发展模式。河北省作为我国近代工业的摇篮，积极响应国家创新驱动、工业转型升级等重大战略，本研究将构建河北省工业创新生态系统并对其进行测度研究，试图找到创新驱动发展在河北省工业领域的突破点。

1 理论综述

1.1 创新生态系统

Moore（1993）把生态系统定义为“基于组织互动的经济联合体”[1]。Dvir（1998）提出创新生态学是研究空间、时间、文化和各物种间相互关系集于一体的[2]。Iansiti和Levin（2004）基于生态位概念对创新生态系统进行了新的表述，并给出了评价其健康状况的标准[3]。Adner（2006）提出创新生态系统是一种协同整合机制，企业是其主体，把不同企业的创新成果进行整合，组成一个整体性的解决方案提供给客户[4]。

1.2 区域生态创新系统与产业创新生态系统

Philip Cooke（1992）在生态系统相关理论基础上定义了“区域技术创新生态系统”[5]。国内相关的研究最早是黄鲁成[6]在2003年给出了区域创新生态系统的定义。之后，周青和陈畴镛（2008）[7]、苌千里（2012）等人[8]分别引入生态位适宜度模型，结合运用模糊层次分析法对不同地区的区域创新生态系统适宜度情况作了测算分析。龚常（2015）[9]、张贵等人（2017）[10]、孙丽文等人（2017）[11]、刘钒等人[12]（2019）都进一步完善了生态位适宜度评价指标体系，改进了生态位适宜度模型。

Fronsch等人（1992）[13]、Breschiti等人（1997）[14]通过对自然生态系统与产业生态系统的分析类比，完善了产业生态系统理论。耿涌等人（2010）[15]则以经济、社会以及生态环境为切入点对大连市生态系统的效率情况展开了研究。张运生（2009）[16]、吴邵波（2013）[17]以及曹如中等人（2015）[18]分别从高新技术产业、战略性新兴产业以及文化产业等方面展开研究，指出：各种创新主体共同组成了产业创新生态系统。

2 创新生态系统的构建

2.1 创新生态系统的构成要素

基于前面的理论分析，可以得到创新生态系统的主体是企业、高等院校和科研机构，在创新资源的协同作用下，实现创新主体间以及创新主体与创新环境间的物质循环、信息传递以及能量流动，最终得到创新产出，提升创新能力。

为了更好地建构河北省工业创新生态系统，在借鉴以上学者相关研究的基础上，结合河北省工业发展的实际情况，基于科学性、完备性和代表性的原则，将其创新生态系统体系分为三大层次：目标层、准则层、指标层。目标层综合表征河北省工业生态创新系统的经济、环境、资源等的综合状况。根据创新生态系统的定义、构成要素把准则层划分为创新主体、创新投入、创新产出和创新环境四个方面内容。

对于指标层，高校和科研机构作为创新生产者，是创新活动的动力来源，高校主要是进行基础性的研发，而科研机构则是进行一些市场化、应用性的研究开发。企业是创新的消费者，对一些创新成果进行利用实现增值并进行再创新活动。创新投入是指创新生态系统在运行时所需的一些资源，本研究选择用创新投资和创新经费来表征。创新产出是指创新生态系统在运行中得到的一些成果和效果，是系统创新能力最直接的、最重要的表现，从创新效率和活力两方面进行体现，本研究分别用创新成果数量和系统开放度来表征。创新环境一般包括经济、文化教育、市场、信息化等环境，本研究在此基础上，结合我国大环境，添加了绿色产出环境，创新生态系统所进行的创新不应单纯地用经济效益来衡量，同时还要考虑绿色低碳生态准则，加快实现绿色转型。具体如图1所示。试图得到河北省工业创新生态系统健康运行的关键影响因素，为河北省企业健康持续发展提供借鉴参考。

图1 河北省工业创新生态系统构成图

2.2 创新生态系统的构建

企业发展至关重要的动态能力之一就是创新能力，工业的创新发展取决于创新主体、创新投入、创新产出和创新环境，而决定这些的是诸多的创新生态因子。本研究根据区域可持续发展与资源环境条件间的关系，在参考周青等人[7]、覃荔荔等人[19]、武翠等人[20]、甄美荣等人[21]人研究的基础上，结合黄鲁成[6]关于区域创新生态系统的理论研究结论，构建了区域创新生态系统生态位适宜度评价指标体系。

其中创新主体要素下的二级指标选取规模以上工业企业数、研究与开发机构数、普通高等学校数以及教育经费四个指标进行表征。创新投入与产出要素主要是反映系统内创新活动所耗用的资源以及所产出的成果。创新投资和创新经费分别采用固定资产投资额和R&D经费内部支出来表征，创新成果数量和系统开放度分别用专利授权量和外商投资企业进出口总额进行表征。创新环境的生态因子在借鉴前人研究的基础上进行了选择，并创新了部分二级指标：用碳排放量来表征绿色排放情况，人均GDP表示经济环境状况，社会消费品零售总额表示市场容量情况等，具体情况见表1。这些二级指标可能不能全面地代表测度指标真实情况，但基于数据可获得性，这可以在一定程度上反映区域创新生态系统的情况。

表1 河北省工业创新生态系统指标体系

3 河北省工业创新生态系统测度评价

3.1 数据来源

本研究的数据来自2016—2020年的《河北统计年鉴》《中国统计年鉴》《中国工业企业科技统计年鉴》《中国工业经济统计年鉴》，对个别缺失的数据用SPSS中临近点的线性趋势方法进行了填补。

3.2 熵权法与多层次模糊综合评价法

3.2.1 熵权法

熵权法，在综合考虑各种因素所提供的信息量的基础上确定综合指标，并根据各项指标所能传递的信息量大小来确定其权重。

第一步，计算第项指标下，第个被评价对象的特征比重，公式如下：

第二步，计算第项指标的熵值，公式如下：

其中，＞0，e＞0。若x对于给定的都相等，则可以得到p=1/n, e=kln。

第三步，计算指标x的差异性系数比。

对于某确定的指标，x之间的取值波动程度越小，e就越大，若x完全相等，e=emax1（1ln），则这时的指标对于需要进行区分的被评价对象的作用便微乎其微；当x差异越大时，e越小，这时指标对被评价对象的区分作用就越大，因此定义差异系数g=1e，g越大，该项指标的作用就越需引起重视，该指标对应的权重也相应越大。

第四步，确定权重系数，公式如下：

3.2.2 多层次模糊综合评价法

第一步，首先要确定被评价对象集、因素集以及评语集。

对象集：（oo,...,o），因素集：（u,u,...,u），评语集：（v,v,...,v）。

第二步，确立个评价因素的权重向量（a,a,...,a）。

进一步可表示为：

第四步，按模糊数学模型进行合成运算，即可以获得综合评价结果，

第五步，进行归一化处理，得出具有有可比性的评价结果，确定最优者。

综合评价最终是要从对象集（oo,...,o）中选出优胜者，将进行归一化处理，从而可以选出最优者。

3.3 确定生态因子的权重

2015—2019年河北省年生态因子原始数据见表2。

表2 河北省2015—2019年生态因子原始数据

由于表2中各生态因子有的为正向指标，有的为逆向指标，并且计量单位也不尽相同，现做以下处理得到表3的数据：

1）对于逆向指标首先要按下面公式进行正向化处理。

2）为了消除量纲间差异的影响，方便对数据进行比较和计算，本研究对原始指标数据按下面公式进行归一化处理。

表3 河北省2015—2019年生态因子处理后数据

由表3可以得到特征比重矩阵，根据公式1和公式2便计算确定各个生态因子的熵值e，如表4所示。

根据公式g=1－e可以计算得出各生态因子的差异系数，得到表5。

表4 各生态因子的信息熵值

表5 各生态因子的差异系数

根据公式3确定各生态因子的权重系数，如表6所示，可以看出各项生态因子间的权重相对较为均匀。其中指标7（专利授权量）占比最大，为9.06%，这表明了专利产出情况对创新生态系统的重要性，在进行创新生态系统测度时是非常关键的指标，符合实际情况；除此之外，13（城镇居民人均可支配收入）、17（移动电话普及率）以及18（公共图书馆数）三项指标的权重也较大，超过了6%，对于创新生态系统测度也是重要影响因素。而指标1（规模以上工业企业数）占比最小，仅为3.68%，表明其对创新生态系统测度影响相对较小。

表6 各生态因子权重系数

3.4 分析评价

对于河北省工业创新生态环境的评价等级，本研究将其分为四个等级，从优到差依次为：整体发展状况优（i级），整体发展状况良（ii级），整体状况发展一般（iii级），整体发展状况差（iv级）。i级：如果河北省发展对资源进行了充分利用且创新产出数量和质量俱佳，则说明其创新生态情况优，实现了可持续发展。ii级：如果河北省发展对资源利用相对合理、效率也较好且废弃物产出较少，生态环境良好，则说明其创新生态情况良。iii级：如果河北省发展对资源利用情况一般且废弃物产出较多，生态环境一般，则说明其创新生态情况一般。iv级：如果河北省工业发展投入很大，但对资源利用不合理、效率低，创新产出数量和质量情况差，生态环境差，则说明其创新生态情况差，不能有序、健康发展。

表7 模糊综合评价矩阵表

本研究的对象为2019年河北省工业创新生态系统，对上述介绍熵权法与模糊综合评价法进行结合，基于本研究创建的创新生态系统体系指标，建立因素集=（1,2,...,18）；评语集：=（优，良，一般，差）。对于这18个评价因素的权重向量在前边已经通过熵权法计算得出，见表6。由此，我们邀请了10名专家，并以全国其他省份2015—2019年相关测评数据情况做为专家评价的参考依据，对河北省2019年创新生态系统发展情况进行打分。这10位专家对1（规模以上工业企业数）的打分情况为：3人评价为优；6人评价为良；1人评价为一般；0人评价为差。根据上述公式4和5 便可以得到模糊综合评价矩阵，将其进行归一化处理，展示为表格形式，如表7所示。

根据上述公式6进行复合运算，得到综合评价结果，并进行归一化处理，得到各子系统的隶属度情况，如表8所示。

表8 权重计算结果表

根据表8的隶属度计算结果，按照最大隶属度原则，因为（v）=0.360=max{0.142,0.360,0.335,0.162}，即0.360为最大隶属度，可以得到：河北省工业创新生态系统发展情况为第ii等级。其中，有14.2%的可能性河北省创新生态系统状况优，有36%的可能性河北省创新生态系统状况为良，有33.5%的可能性河北省创新生态系统状况为一般，也有16.2%的可能性河北省创新生态系统状况为差。整体来看，半数以上的评价结果显示是在一般等级以上的，可见河北省工业创新生态系统发展情况良好，但也存在一些需要进一步完善、改进的地方。

表9 综合得分结果表

最后，用隶属度与相应的权数相乘，得到指标层最终的综合评价结果，见表9。2019年河北省工业创新生态系统的综合得分为5.442分，处于一个中等偏上的水平，说明其创新效率尚可，要实现河北省工业发展的生态化转型还有50%的改善空间。

通过前面的数据测度，河北省可以考虑从以下几个方面展开：第一，拓展研究与开发机构规模，增加投入，吸引高素质研发人才，实现技术、资金、人才的流动畅通，提升商业性技术创新产出的量和质；第二，合理利用政府资金，加大高校的经费投入，鼓励其积极进行理论科研，保证与企业目标的一致性，特别是实用性、可转化的商业化研究产出数量和质量应当有所保障。加强研发机构、高校与企业的关系，目标一致，提高质量，推动商业化成果产出；第三，从绿色产出方面来看，河北省做得并不好，这当然与其原来的工业基础有很大的关系，要积极响应国家号召，逐步实现节能减排、低碳城市的绿色转型。建立相关法规政策导向和激励，加强企业的绿色生态环保责任意识，减少恶性竞争引发的生态环境问题，加快实现河北省工业的绿色转型，防止生态环境的进一步恶化。第四，可以通过整合京津冀区域的技术、资金、人才等创新资源的协同发展、流动，建立健全区域系统创新的生态体系，形成京津冀生态创新共同体，实现资源互补，实现可持续性发展。

[1] MOORE J. Predators and prey: a new ecology of competition[J].Harvard Business Review,1993,71(3):75-86.

[2] DVIR R, PASHER E. Innovation engines for knowledge cities: an innovation ecology perspective[J]. Journal of Knowledge Management,2004,8(5):16-27.

[3] IANSITI M, LEVIEN R. Strategy as ecology[J].Harvard Business Review,2004,82(3):68-81.

[4] ADNER R. Match your innovation strategy to your innova-tion ecosystem[J]. Harvard Business Review,2006,84(4):98.

[5] COOKE P. Regional innovation systems: competitive regulation in the new europe[J].Geoforum,1992,23(3):365-382.

[6] 黄鲁成.区域技术创新生态系统的特征[J].中国科技论坛,2003(1):23-26.

[7] 周青,陈畴镛.中国区域技术创新生态系统适宜度的实证研究[J].科学学研究,2008,26(S1):242-246.

[8] 苌千里.基于生态位适宜度理论的区域创新系统评价研究[J].经济研究导刊,2012(13):170-171,178.

[9] 龚常,游达明.区域产业生态创新系统健康评价研究——以长株潭城市群为例[J].经济学家,2015(6):41-47.

[10] 张贵,吕长青.基于生态位适宜度的区域创新生态系统与创新效率研究[J].工业技术经济,2017,36(10):12-21.

[11] 孙丽文,李跃.京津冀区域创新生态系统生态位适宜度评价[J].科技进步与对策,2017,34(4):47-53.

[12] 刘钒,张君宇,邓明亮.基于改进生态位适宜度模型的区域创新生态系统健康评价研究[J].科技管理研究,2019 (16):1-10.

[13] FROSCH R A, Gallopoulos N E. Towards an industrial ecology in treatment and handling of wastes[M].London:Chapman and Hall,1992:77-79.

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[15] 耿涌,刘晓青,张攀,等.基于MuSIASEM理论的大连经济技术开发区可持续发展评价[J].应用生态学报,2010,21(10):2615-2620.

[16] 张运生,邹思明,张利飞.基于定价的高科技企业创新生态系统治理模式研究[J].中国软科学,2011(12):157-165.

[17] 吴绍波.战略性新兴产业创新生态系统协同创新的治理机制研究[J].中国科技论坛,2013(10):5-9.

[18] 曹如中,史健勇,郭华,等.区域创意产业创新生态系统演进研究:动因、模型与功能划分[J].经济地理,2015,35(2):107-113.

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[20] 武翠,谭清美.基于生态位适宜度的区域创新生态系统与产业协同集聚研究[J].科技管理研究,2021,41(3):1-9

[21] 甄美荣,江晓壮,杨晶照.国家级高新区创新生态系统适宜度与经济绩效测度[J].统计与决策,2020,36(13):67-72.

Research on the Construction and Measurement of Industrial Innovation Ecosystem in Hebei Province

SUN Fang, WANG Junling, WANG Zhaoyun

(College of Management, Hebei Geo University, Shijiazhuang, Hebei 050031, China)

Hebei innovation ecological problems are discussed from the quantitative point of view. The evaluable system of Hebei industrial innovation ecosystem is constructed. Based on the relevant data from 2015 to 2019 in Hebei province, with the entropy weight and fuzzy comprehensive evaluation method, an objective quantitative evaluation of the innovation ecosystem in Hebei Province in 2019 is carried out. The results show that the innovation level is above the medium level, and there is 50% room for improvement to realize the ecological transformation of industrial development in Hebei Province.

innovation ecosystem; measure; Hebei Province; industry in Hebei Province

10.3969/j.issn.1673-2065.2021.04.007

孙 芳（1967—），女，辽宁大连人，副教授；

王俊岭（1977—），男，河北临漳人，教授。

河北省社科基金项目（HB16GL020）

F273.1

A

1673-2065(2021)04-0042-07

2021-03-13

（责任编校：李建明 英文校对：李玉玲）