健康度视角下区域技术创新生态系统的进化与提升路径——京津冀与长三角的实证研究

□靖鲲鹏 宋之杰

一、引言

站在“两个一百年”奋斗目标的历史交汇点上，世界之变、时代之变日益复杂，为更好应对国内外复杂多变的形势，我国提出了创新驱动发展战略，推进以科技创新为核心的全面创新。为此，重点构建国内科技创新环至关重要。近段时间美国单方面挑起的贸易战，不仅严重威胁着中美双边经贸关系，而且对世界经济也产生了明显的负面影响，这也凸显了我国企业创新水平不够、自主创新能力和动力不足以及创新主体地位不强的短板。中国要在激烈的国际竞争中突出重围，在民族复兴之路上走得更加自信，就必须“坚持创新在我国现代化建设全局中的核心地位，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑”，党的十九届五中全会作出的这一重大部署明确了科技创新的努力方向，即要实现中国科技的自主自强，关键就是要抓好科技创新主体。由此可见，高技术企业在科技创新中处于突出地位。系统环境会对创新成果产生重大影响，建设完善的技术创新生态系统有助于提高国家竞争力，能够为增强创新软实力提供重要支撑。在中央统筹下，全国多省（市、区）陆续出台了有特色、适宜本地区的科技创新政策，创新聚集区内的优势互补性得到进一步发挥。如：2018年3月，河北省人民政府印发了《关于河北省科技创新三年行动计划（2018—2020年）》（冀政发〔2018〕6号），计划中明确了实施高新技术企业倍增计划，提出每年河北省新增高技术企业1000家、入库后备高新技术企业2000家；优化创新生态环境，构建创新驱动新生态。2021年3月，浙江省人民政府办公厅在《关于加强技术创新中心体系建设的实施意见》（浙政办发〔2021〕12号）中指出，要加快构建由国家技术创新中心、省技术创新中心和省级企业研发机构（统称技术创新中心）组成的技术创新中心体系，到2025年，省高新技术企业研发中心数量要大幅增加，支撑引领创新驱动发展的技术供给能力显著增强，基本建成特色优势明显的技术创新中心体系，到2035年，要基本实现重点产业链的关键核心技术自主可控。

二、文献综述

（一）区域创新生态系统

Cooke等（1997）指出，区域创新系统是创新主体间的一种网络模式，包含高等院校、科研机构、企业和政府机构以及创新主体间的互动效应。区域技术创新生态系统是科技创新主体以创新环境为基底，通过创新活动输出创新成果，实现协同共生和可持续发展的开放性系统。黄鲁成（2003）阐释了区域技术创新生态系统的内涵，认为区域技术创新生态系统是在一定空间范围内技术创新复合组织与技术创新复合环境通过创新物质、能量和信息流动而相互作用、相互依存形成的系统；Reynolds和Uygun（2018）认为，相比区域创新系统，引入生态概念的区域创新生态系统能够更好地体现系统的动态演化过程；Zemtsov和Kotsemir（2019）则认为，在拥有名校和专利丰富的地区，区域创新系统效率更高。

（二）区域创新生态系统健康

生态系统健康是系统管理的目标。Rapport（1989）首次提出生态系统健康的概念，即以符合适宜目标为标准来定义一个生态系统的状态、条件和表现。在此基础上，Costanza等（1992）提出的“组织结构-恢复力-活力”评价原则成为生态系统健康评价体系的公认标准。此后该理论也逐渐延伸到社会学、管理学等诸多领域，使人们意识到健康的创新生态系统应是多元主体间相互依存、和谐发展并共同进化的协同关系。从生物学中衍生出来的生态系统健康评估体系是对生态系统结构理论的有益补充。在创新生态系统的健康评价研究中：苗红和黄鲁成（2008）在论述技术创新生态系统健康内涵的基础上，运用多层级模糊综合评价法对苏州科技园区的健康状况进行了评价；李福和曾国屏（2015）通过阐述创新生态系统的健康机理，提出了基于共生力、平衡力、组织力和生长力四个层面的评价体系；杨武等（2018）在对我国创业生态孵化系统健康的评价中，得出创新能力对创业孵化生态环境影响最大的结论；张贵等（2018）对我国整体高技术产业创新生态系统进行了健康度研究；关雪凌（2019）认为，一个健康的产业创新生态系统应包括创新生产群落、创新资源整合群落、创新成果应用群落以及健康的创新环境；姚艳红等（2019）基于企业视角建立创新生态系统健康度评价指标体系并进行了实证研究；刘钒等（2019）运用PCA分析法从定量和定性两个维度，对省、市两个层次的区域创新生态系统作出健康度评价；李佳颖（2019）运用密切值法对我国各省（市、区）2017年区域创新生态系统健康状况进行分析和评价；顾桂芳和胡恩华（2020）基于生命周期理论，提出在企业创新生态系统的不同阶段，健康度的评价重点也不同。

创新生态系统健康度受到了学者们的关注，但研究仍处于起步阶段，现有关于区域创新生态系统健康度的研究，研究范围比较宽泛，没有聚焦到高技术企业。由于对健康水平进化态势的研究不足，导致健康度提升路径的针对性不强。高技术企业作为核心技术前沿技术的创新主体，是开展创新活动的主力军，高校、科研机构是技术创新的内生动力，因此研究以高技术企业为主体的技术创新生态系统的健康度及其提升路径成为一个必要课题。本文基于区域技术创新生态系统健康度视角，构建“高技术企业-高校-科研机构”三螺旋结构的区域技术创新生态系统，以京津冀和长三角地区为研究对象，建立了健康测度模型及进化动量模型，以此对区域技术创新生态系统的健康度进行纵向剖析。通过测度2014—2018年京津冀地区和长三角地区的健康度，计算健康度进化动量，分析两个地区具有的优势及存在问题，提出两个地区技术创新生态系统的健康发展路径。

三、研究设计

（一）区域技术创新生态系统的发展模式

依据“组织结构-恢复力-活力”生态系统健康评价原则，区域技术创新生态系统健康内涵包括：稳定发展的多元性科技创新主体，即政府出台创新政策引导高科技企业、高校、科研机构在联动中形成稳定的三螺旋发展结构；积极的创新资源投入和适宜的创新环境，即各主体持续进行创新资源投入，努力营造适宜的创新环境，可以增强区域技术创新生态系统的弹性和恢复能力；丰富的创新成果，即在科技研发以及企业孵化中，各创新主体能够稳定输出创新成果，彰显出创新生态系统的活力。因此，区域技术创新生态系统的健康发展模式表现为：在政府创新政策的引导下进行创新资源投入，科技创新主体在创新环境中结成协同创新网络（图1）。创新主体是创新生态系统的构成要素，创新投入是创新主体得以发展的源泉，进一步形成网络化的发展关系，取得创新成果，创新生态系统的发展依托于创新环境。

图1 区域创新生态系统健康发展模式

（二）指标构建

本文借鉴相关学者的研究，参照区域技术创新生态系统健康发展模式，依据科学性、可靠性、代表性、可获得性等原则，从创新主体规模、创新资源投入、创新产出效率、创新环境适宜4个维度进行指标选取，形成京津冀地区和长三角地区的区域技术创新生态系统健康度指标评价体系（表1），具体为：（1）创新主体规模，指促进地区共生式创新发展与研究的组成部分，二级指标包括高技术企业数、研究与开发机构数、普通高校专任教师数，分别用来衡量参与高技术创新活动的企业、研发机构以及高校的规模；（2）创新资源投入，指为促进地区协同创新，各主体进行投入以支撑创新发展并形成高科技产出规模，二级指标包括高技术产业R&D折合全时当量、R&D经费投入强度、科技企业孵化基金总额；（3）创新产出效率，指在促进区域创新发展、科技研究以及经济发展方面创新成果产出的丰富程度，二级指标包括区域内同省（市）但不同单位作者合作发表论文数、高技术企业新产品销售收入、技术市场交易额、高技术产品出口额、发明专利授权数；（4）创新环境适宜，指技术创新发展所依托的经济环境、人文环境、生产生活环境、投资环境等，二级指标包括地区人均GDP、科技企业孵化器数量、区域高校（机构）在校研究生数、科技服务业从业人员数量、互联网宽带接入端口数、居民消费水平、地区公共图书馆藏书量。

表1 区域技术创新生态系统健康度评价指标

四、分析模型构建

（一）优化说明

为了更好地计算方案的贴近程度，本研究对正交投影法的动态评价方法进行改进，摒弃欧氏距离而选择采用垂直距离。对正交投影法的优化主要包括：（1）Sigmoid函数归一化，相较于极大值等线性归一化方法，采用Sigmoid函数归一化能够使得指标更加接近正态分布，同时在科技评价体系中，Sigmoid函数所呈现的S型生长曲线能更好体现评价的直接判断功能；（2）跨期变动的熵权法，传统的客观赋权方法所得到的权重大小往往与实际情况相背离，而跨期变动的熵权法能够利用指标随着时间增长的快慢明确指标的重要程度，可以在一定程度上避免常规熵权法的弊端。

（二）模型构建

1.健康度模型构建

式中：x表示系统第i个评价方案下的第j个评价指标。按照时间t进行排序，可得x（t），（m=1，2，...，Z）。具体步骤如下：

（1）对原始数据进行标准化

（2）确定权重

（3）确定（负）理想解及平移后矩阵V（t）

（4）计算垂直距离L（t）

（5）确定综合排序值

2.健康度进化动量模型构建

该模型的优点是通过对传统进化动量模型进行进一步改进，能够更好反映共生进化速度的状态和趋势，从而得知共生进化的质量和潜力。其方法如下：

设定所测定的若干区域E=（e，e，e，...，e）在T=（t，t，t，...，t）时期内组成的健康度矩阵为：

当P>0，表明该区域健康水平进化呈现上升态势；P<0，表明该区域健康水平进化呈现下降态势；P=0，表明该区域健康水平进化呈现稳定态势。

五、实证研究

（一）数据来源

以2014—2018年为研究时段，数据主要来自各年区域创新能力评价报告、中国统计年鉴、中国科技统计年鉴、中国火炬年鉴、中国高技术产业统计年鉴、京津冀和长三角地区的统计年鉴，对京津冀（北京、天津、河北）和长三角地区（上海、浙江、江苏、安徽）共7个省（市）的样本进行研究。

（二）数据处理及结果分析

1.健康度分析

首先，利用Sigmoid函数对7省（市）的原始数据进行归一化处理；然后，通过发展趋势值对一级指标下的二级指标进行重要性排序。利用考虑跨期变动的熵权法，得到各指标的权重（表2）。

表2 2014—2018年各二级指标权重值

根据模型计算结果可得，京津冀和长三角两个地区区域技术创新生态系统的健康度以及健康度的综合排序值（2014—2018年），具体数值如表3所示。

表3 2014—2018年各地区技术创新生态系统的健康度及综合排序

基于区域技术创新生态系统整体水平（表3），健康度的计算结果表明：2014—2018年，江苏技术创新生态系统的健康度保持领先，均在1.1700以上，在2014年最高，此后呈现波动下降的态势，表明江苏与其他省（市）的差距逐渐缩小，主要原因在于江苏创新资源投入增速降低，合作产出减少；其次为北京，其创新主体数量、科研经费投入、企业孵化基金、高技术企业营收、高技术产品出口额先减少后稳步提升，健康度基本处于波动上升态势；再次是浙江和上海，健康度在0.7000～0.8600之间波动，总体上呈现波动上升态势；安徽、河北、天津3省（市）健康度较低，其中安徽健康度上升态势明显，这与近些年安徽在科技创新政策的稳步实施逐渐产生效应有关，也与造就一批高技术领军企业的现实性相符合，而河北健康度时高时低，稳定性有待提高，科技创新环境的营造、政策的实施效果需要进一步加强，与此同时，天津在诸多创新指标上出现了不同程度的下滑，致使健康水平下降较为明显，从2014年的0.4326波动下降至0.3806，意味着天津技术创新生态系统的发展遭遇到较明显的阻碍。

根据京津冀及长三角地区一级指标数值雷达图（图2）可以看出：北京在创新主体规模、创新资源投入和创新产出效率排名靠前，而营造适宜创新环境的表现略显不足；天津各一级指标表现均较为落后，其中创新主体缺乏多元性，这也就导致天津近年来高科技企业数明显减少，与2014年相比，2018年天津高技术企业数下降22%，同时科技人力投入也有所减少，与其他省（市）合作成果不足，创新资源投入、创新环境营造均表现乏力。河北显示出创新资源投入不足、创新产出成果较少的问题，R&D经费投入强度不足，科技企业孵化支持力度不够，科研经费投入相较其他省（市）差距较大，浙江、安徽两省的科研投入和知识成果产出逐年递增，高技术企业孵化成果显著；江苏在巩固创新主体和科研投入力度上后劲不足，呈现出增速放缓的迹象。

图2 京津冀及长三角地区区域技术创新生态系统健康度一级指标雷达图

图3为2014—2018年京津冀和长三角地区区域技术创新生态系统健康度的均值和离散系数。从平均值来看，京津冀地区区域技术创新生态系统健康水平明显落后于长三角地区，且低于7省（市）平均值。从离散程度来看，京津冀地区的离散程度增大，表明京津冀区域的发展差距在变大；长三角地区健康度的离散系数逐步减小，表明长三角地区内部的差距在变小。因此，从均值和离散系数两个角度看，京津冀地区的区域技术创新生态系统健康水平在逐步落后于长三角。京津冀地区中北京的虹吸效应促进北京的健康水平提高，而三地的整体健康水平不高；长三角地区的协同效应使得4省（市）的整体水平得到提升，这就导致了京津冀与长三角的差距有扩大趋势。

图3 京津冀及长三角地区区域技术创新生态系统健康度的均值和离散系数

2.健康发展水平分析

各区域技术创新生态系统的健康状况处于不同的水平，具体可分为非健康、亚健康和健康三类。非健康状态下技术创新主体尚未形成创新网络，创新成果落后，创新环境恶劣；亚健康状态下，技术创新生态系统能投入较多的创新资源，创新成果比较突出，创新环境具有相对的稳定性和连续性；健康状态下，创新主体的多元程度、成果的丰富程度、创新环境的优化程度均在较高水平。借助SPSS软件，采用聚类分析法对京津冀及长三角地区的健康度进行聚类和分类，相似性高的合并为一类，结果见表4。由表4分类可知：河北、天津、安徽处于非健康状态，上海、浙江、北京、江苏处于亚健康状态，目前没有省（市）处于健康状态。

表4 区域技术创新生态系统健康度聚类分析结果

3.进化动量分析

为进一步衡量京津冀及长三角地区区域技术创新生态系统健康水平进化的动态特征，利用构造的进化动量模型，计算各省（市）的健康度进化动量（表5）。

表5 京津冀及长三角地区进化动量

根据表5可知：2014—2018年，天津和江苏的健康度进化动量为负值，2省（市）的区域技术创新生态系统健康水平呈现下降趋势；北京、上海、浙江、安徽、河北的健康度进化动量为正值，这5省（市）区域技术创新生态系统健康水平呈现良好上升趋势；浙江的健康度进化动量最高，表明在7省（市）中浙江的健康度进化势头最为强劲。

六、研究结论与提升路径

（一）研究结论

通过对2014—2018年京津冀以及长三角地区区域技术创新生态系统健康水平及进化态势进行测算，得到如下结论：（1）长三角地区区域创新生态系统健康状况优于京津冀地区，且两个地区的区域创新生态系统健康水平的差距有扩大趋势；（2）北京和江苏的健康度水平在各自的区域内最高，为高技术创新引领区域，具体而言，北京区域技术创新生态系统的健康度进化动量为正值，健康水平波动上升，江苏由于创新主体数量减少、创新资源投入增速降低、协同创新能力下降，健康度进化动量为负值，增速放缓，健康度有所下降，与其余省（市）的差距在缩小；（3）天津各一级指标均较低，且进化动量为负值，遇到了高技术创新发展的瓶颈，安徽和河北两地健康度水平低，但是安徽的进化动量高，高技术创新发展速度加快，与发达省份的差距正在逐步缩小，河北虽然也在加快发展，由于创新资源投入不足，科研经费投入较少，科技企业孵化能力不强，进化动量仅为安徽的一半。

（二）提升路径

1.优化区域技术创新组织结构，发挥自组织特性

形成以政府为主导、以高技术企业为主体、以高校和科研机构为内生动力的高技术创新格局，打破行政区划形成的创新要素壁垒，构建跨区域科技创新资源共享服务体系，探索建立创新主体间的协同发展机制。完善政产学研用一体共生创新网络，实现高技术产业链上下游深度融合。京津冀地区应进一步提升对内交流与对外开放水平，河北要发挥自身区位优势，依托北京和天津的高速发展，以交流促进步，以开放促发展，形成对外开放与经济高质量发展的良性互动，使京津冀加快成为具有国际影响力的科技创新示范区。在长三角技术创新能力大大领先其他省市的现有优势下，形成以上海为技术创新核心，苏宁杭合为重要创新支点的空间格局，率先实现长三角地区区域技术创新生态系统的健康发展。

2.强化企业创新主体地位，加强科技创新平台建设

高技术企业是评价一个地区科技创新能力高低的尺度，应出台一系列企业扶持政策，积极引进潜在独角兽企业、独角兽企业、平台型龙头企业，推动一批高技术企业进入全球价值链的中高端。积极建立国家技术创新中心，促进高校以及科研机构的合作深度及广度，发挥科技企业孵化器平台支撑作用，打造有影响力的科技企业，催生更多创新力量。

3.积极投入创新资源，营造适宜的创新环境

京津冀地区要充分发挥各省（市）的比较优势：发挥北京作为科技创新聚集区域的优势，利用天津拥有得天独厚的沿海港口资源优势，把握好河北土地资源丰富的优势，进一步完善产业承接与资源分配。河北和天津两地应加大创新资源投入力度，重点向高技术企业倾斜，加强高技术产品出口能力，提高科技创新国际竞争力。在市场化程度高度发达的长三角地区：继续优化科技创新与产业发展的关系，建成全球创新资源配置以及创新产品输出枢纽；提高科技创新领先区域对较弱地区的创新辐射力度和强度，建立合理的利益分配补偿机制；建立健全知识产权保护机制；出台相应人才政策，福利政策，合理分配教育资源，探索人才培养、引流、吸纳、服务平台；完善新型基础设施以及文化设施建设，营造良好的创新软环境。