云南省创新生态系统韧性测度与路径提升

刘含琪　唐世凯

关键词：创新生态系统；韧性理论；熵权TOPSIS法；突变级数法

中图分类号：F124 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1003-8256.2023.06.010

0 引言

随着数字技术驱动竞争格局向平台间转变，科技创新日益成为支持地区经济增长、提高产业整体竞争力的基础。创新是城市获得可持续竞争力的关键所在，而创新依赖于良好的创新生态系统［1］。在全球创新的新浪潮下，区域、产业及企业间的竞争已逐渐从单一维度的竞争转变为基于创新生态系统的竞争与合作。优化创新生态系统效能，有助于创新主体间联动共生，创新要素高效匹配和转变［2］。

新冠病毒感染疫情、自然灾害等突发事件的冲击，使系统创新要素及资源的流动与集聚受到阻碍，原有的业态和商业模式受到不同程度冲击，区域经济下行压力持续增大。创新生态系统最重要的方面是其可持续性能力，即在其结构中产生变化的能力，创造新的或有效的方法，或产生新的内容和价值以应对不同的冲击［3］。因此，需考虑原有创新环境的抗冲击力与恢复力，汲取适当理论工具对危机情境下的创新生态系统治理进行指导，释放创新要素潜在价值。创新生态系统的韧性研究提供了一种机制，在解决危机情境下创新生态系统的治理问题方面具有一定可行性，使参与者能够及时采取措施和调整战略，以应对市场、技术及外部环境的变化。创新生态系统韧性评价和提升，对提升系统应对突发事件和抵御风险的弹性和适应能力具有重要意义。

云南省地处我国西南，与缅甸、老挝和越南陆地接壤，同我国“一带一路”经济走廊建设密切相关，对建设面向南亚、东南亚的辐射中心具有显著区位优势。2021年，云南科技创新工作成效显著。高新技术企业相较于2020年增加了376家，净增长率达到122.39%；982 家科技型中小企业通过评估入库；全年专利授权达到41 167 件。尽管多领域创新研究取得进展，但仍存在诸多问题。2018—2020 年认定登记的技术合同成交额逐年下降，分别为89.61亿元、82.82亿元和50.1亿元，与全国较快增长的发展趋势形成反差。2018年科技成果登记577 项，不足2017 年1 224 项的一半，科技成果转化波动大。2021 年云南省R&D 经费投入281.9亿元，与中东部R&D经费投入均值1 455.99亿元仍具有较大差距。相较其他省份，云南省创新基础研究依旧相对薄弱，一定程度上造成了人才流失，领域之间发展水平差距拉大，加大了整体科技创新环境的不确定性和脆弱性。

提升系统韧性，有助于精准识别可能的危机事件，提升对冲击的吸收能力和自主适应能力，更新创新生态系统整体环境，推动人力、技术和资本等要素的堆叠向要素间有效匹配和互动共生转变。识别系统韧性提升影响因素，有利于云南省依据自身优势制定针对性创新生态优化方案，对提升中国创新生态系统韧性和经济韧性的协调发展、推动经济高质量发展具有重要现实意义。

1 理论基础与文献回顾

从Moore［4］首次引入“商业生态系统”概念到欧盟提出进入创新范式3.0阶段后，创新生态系统的研究逐渐受到重视。创新生态系统的研究从最初关注创新生态系统本身的概念、框架和知识演进［5］、演化机理阐释［6］，到宏观、中观和微观不同层次的知识治理［7］、协同创新，再过渡到价值共同创造［8］。学术界创新生态系统相关概念有多种，如Adner［9］认为创新生态系统是企业整合投资和创新成果，产生以客户为导向的、一致的解决方案的协同机制。樊霞等［10］指出，创新生态系统是一个聚合网络，由异质创新主体在特定环境的相互作用和相互依存组成。尽管缺少统一界定，但都强调了不同行为者之间的相互适应和依赖，以加速技术的發展和创新。

关于创新生态系统的构成存在不同观点，从资源转移角度而言，创新生态系统包含知识应用开发和知识转移扩散两个子系统；从系统主体功能角度而言，创新生态系统包含高校、科研机构、企业与政府结构；同样有学者基于生态学视角，提出创新生态系统的研究除考虑高校、科研机构、企业与政府结构4 类主体外，还应将自然环境作为一类系统主体进行研究［11］。创新生态系统演化过程的研究与趋势的评价，是深入了解创新生态系统内部结构功能与内外部交互关系的关键切入点，也是进行创新生态系统有效治理的前提。学术界基于不同理论视角对创新生态系统的演化过程进行探究，比较有代表性的视角包括生态学视角、复杂网络视角等，不同理论视角下所提出的创新生态系统的评价标准也存在较大差异。当前关于创新生态系统评价指标中运用较多的有生态学视角下的适宜度、健康度和成熟度等指标，也有学者尝试从其他视角进行创新生态系统的评价，如从经济学视角评价创新生态系统的生产率、创新效率与适应力等［12］，从共生视角评价创新生态系统的共生性，从系统视角评价创新生态系统的耦合度等［13］。

基于韧性水平的研究，国内外学者进行了多方向深层次的讨论。“韧性”概念起源于机械工程领域，用于描述物理材料受到外部冲击时的抗冲击力及复原能力。随着时代发展与学科间的不断融合，韧性的研究逐渐拓展到其他学科，不断被应用于社会、经济与心理学［14］等领域。21世纪以来，“韧性”不断被赋予新内涵，在城市建设［15］、区域经济［16］及灾害防治［17］等领域中的应用日渐凸显。随着数字经济迅猛发展及新冠疫情的暴发，组织韧性［18-19］、演化韧性、数字韧性等方向研究逐渐成为学界关注焦点。现有创新生态系统的韧性相关研究中，梁林等［20］从多维度构建了国家级新区创新生态系统的韧性监测体系。杨伟等［21］指出数据驱动是提升创新生态系统韧性的关键，并通过优化评价指标体系，识别出不同韧性水平对应的治理利基组态［22］。

梳理已有文献发现，围绕创新生态系统的研究多为文献综述和多目标静态分析，评价标准也多为健康度、协同度和系统适宜度等［23］。韧性在社会生态系统领域的研究多集中于特定城市的韧性评价，在创新生态系统治理方面的研究仍处于初级阶段。基于此，本文以云南省为研究对象，从多样性、生长性、流动性和可持续性四维视角构建创新生态系统韧性理论模型。从动态和静态两方面对创新生态系统四个维度进行评估，综合测度2012—2020年创新生态系统韧性水平发展趋势，深入探究云南省创新生态系统韧性提升的影响要素及演化规律。

2 指标体系设计

本文基于创新生态系统内涵，依托国家和地方产业链、供应链韧性指导思想，借鉴现有研究成果及评价指标，综合考虑系统多方面影响因素，进行各层次指标的合理设计。系统构建云南省创新生态系统韧性评价指标体系，以期对云南省创新生态系统韧性内涵作出完整、综合的反映。

2.1 框架设计

系统中各创新要素时刻处于发展、进化和演变过程中，各要素间连接关系也在时刻发生变化。在总结和回顾创新生态系统研究基础上，提出从多样性、生长性、流动性和可持续性4个维度，测度包含政府、科研机构、企业在内的多创新主体的云南省创新生态系统韧性综合评价指标体系，理论框架如图1所示。

多样性是各种系统的基本特征。创新生态系统中，多样性指创新要素与创新活动种类的丰富度、均匀度和差异度，用以测度系统要素组成和连接关系的复杂程度。异质性主体构成的创新生态群落多样性程度越高，系统复杂性越强，生态系统越稳定，抵御各类风险干扰的能力就越强［24-25］。经济学中，生长性相关研究多集中在企业和产业的生长。在创新生态系统中，生长性反映了人力、资金等创新要素投入、产出的规模和结构的变化过程。系统中创新主体在竞争与协作及创新资源的流动与扩散中实现共同进化。创新生态系统会因创新主体的适应度、系统所处外界环境的变化而变动。流动性多指人才、资本、信息和技术等创新要素的流动和循环。韧性视角下，不同创新要素的持续交互有助于提升各种突发事件冲击时的适应和恢复能力，提升系统的整体稳定性。测算创新生态系统要素的流动性，能够及时准确地发现要素流动发展现状和趋势，有助于创新生态系统在受到外部冲击时高效地进行要素优化和资源配置结构重塑，快速适应现有社会、市场、经济的发展。可持续性是一种可以长久维持现有状态的能力。人类社会对持续性定义包括经济可持续性、生态可持续性和社会可持续性，三者紧密联系不可分割。创新生态系统中，强可持续性意味着整体生态环境的高度稳定性，是促进系统主体适应外部环境变化，不断进行自适应、自学习、自调整，提升抵御能力的依托。

在区域韧性研究中，多样性被特别地与可持续性联系在一起［26-28］。一个更加多样化的系统能更加灵活地应对冲击，提供一个对抗冲击的投资组合。流动性将区域从特定轨迹中解放出来，并增强适应性。在企业层面，多样性需要灵活地应对市场变化。技术与人力组合的多样化为创新主体提供了减轻路径依赖的能力。可持续性来自多样化通过混合资源为新的增长轨迹提供的机会。流动性依赖于连续性和适应性，需要同质性和异质性。同质性保证了稳定和增长，异质性意味着任何集群的适应性和可持续性的开放性和多样性。

2.2 指标选取

依据科学性、可比性、数据可获得性等原则，对评价指标的选取进行优化和改进。充分考虑不同时期云南省自身情况，采用可以长期稳定获取指标，如R&D人员全时当量、人均GDP、建成区绿化覆盖率等，选取23项基础指标构建创新生态系统韧性评价指标体系（表1），对云南省创新生态系统韧性水平进行综合评价。为进一步推动云南省数字经济发展、科技创新提供科学决策依据。

2.3 数据的来源

数据所涉及统计年鉴有《中国科技统计年鉴》《云南省统计年鉴》《高技术产业统计年鉴》《中国火炬统计年鉴》。相关报告及互联网数据包括云南省国民经济与社会发展统计公报、云南省科技统计公报、中经网统计数据库等，少数缺失值采用插值法、均值法进行填补。

2.4 数據的无量纲化

为减少原始数据的量纲差异对研究结论造成的偏差，在开展各维度及综合研究之前，采用极值处理方法进行无量纲化处理。

2.5 指标权重测定

信息熵主要体现各指数的离散程度。信息熵值越小，指数中所包含信息量就越大，而相应的指数权重也越大；相反，熵值越大则相应的指数权重也越小。因此本文采用熵值法测算各指数权重大小，结果如表2所示。

3 研究方法

3.1 多样性

香农-威纳（Shannon-Wiener）指数和辛普森指数在多样性测算中最为常见。20世纪60年代初，Shannon以费歇尔和普雷斯顿的方法为基础，提出香农-威纳指数，用于生物学领域计算物种多样性。随后，这一概念被引入社会科学领域，并广泛应用于文化多元化、人口分布多样性等的研究中。本文借用香农-威纳指数测度系统的多样性，计算公式如下：

其中，p_e为物种e 的数量与各种类总数量之比，n 表示种类数目。将多样性各维度指标原始数据代入（2）式后可得香农指数H，再乘以相应权重后加和可得多样性维度。

3.2 生长性

突变级数法结合了模糊数学和突变理论，通过对评价目标进行多层次分解和排序分析来进行综合评价。相较于隶属函数评估法、加权评分法更具科学性、合理性，且计算简易准确，因此得到广泛应用。本文借鉴李柏洲和董恒敏［29］的研究，运用突变级数法对创新生态系统生长性维度进行测度。

3.3 流动性

生态系统内人力、物资、资金、信息等要素的流动是创新生态系统抵御外部冲击的重要源泉。提升创新要素流动速度和频率，有助于优化市场资源配置结构。参考刘微微等［30］构建的具有速度特征的动态评价模型，对云南省创新生态系统流动性维度进行测度和分析。

3.4 可持续性

可持续性源于系统内部资源的丰富度以及结构的复杂程度，丰富的创新资源积累和多元化复杂连接结构能提高系统承载力，最大化降低外部冲击力对系统的破坏。本文借鉴现有研究中构建熵值法和TOPSIS法相结合的集成评价方法［31］，架构可持续性维度测度模型。通过熵值法确定指标权重，利用TOPSIS法测定最终结果与最优解的欧氏距离，达到科学测定可持续性的目的，对云南省创新生态系统可持续性做出准确评估。

4 结果与分析

依据理论分析及研究设计步骤，根据设定模型对数据分别从多样性、生长性、流动性和可持续性四个维度进行实证分析，测度结果如图2所示。

4.1 多样性

总体看，云南省创新生态系统多样性测度值呈现波浪式下降趋势。2012—2020年中，2015年受严重自然灾害影响，多样性维度值降幅最大，达到3.14%。2016—2020年多样性维度值整体态势较为稳定。结合创新生态系统多样性一级指标的变化趋势（图3），评价期内，人才、企业和高校多样性均出现了不同程度的下降，产业多样性指数有所提升，但2018—2020年仍出现连续下降态势。四项一级指标中，人才多样性指数波动幅度最大，而科技人才的流失，成为近年来人才多样性降低的重要原因。

4.2 生长性

创新生态系统生长性维度值在2013 年出现显著提升，2014—2020 年整体呈现平滑的U 形曲线波动趋势。2013 年，云南省出台突破性政策支撑科研发展，使得该年度创新人力、资金、实物的投入和创新产出均呈现较大幅度增长，其中创新资金投入增加15.99%、科技论文产出量增长达28.8%，推动了系统生长性维度值迅速增长。

4.3 流动性

2016 年流动性维度值C<0，2012—2015 年和2017—2020 年流动性维度值C>0，表明2016 年云南省創新生态系统流动性变化速度呈下降趋势，其他年份流动性变化速度均呈现上升趋势。受2019 年末疫情影响，2019—2020 年流动增长速度持续降低，相较2019年，2020年增长率降低2.74%。

4.4 可持续性

云南省创新生态系统可持续性维度值整体呈现上升态势。受疫情影响，2020年可持续性维度值增速有所降低，相较2019年增长率降低26.09%。2012—2020年，经济资源、自然环境资源、社会环境资源的各项指标值均呈稳步上升趋势。云南省人均GDP 平均增速达10.5%，人均GDP排名上升5个位次，但增速有所下降且仍低于全国平均水平。2010年以后，政府持续推进节能减排工作，淘汰落后产能，提升了自然环境的可持续发展效能，各方有利因素共同推动了云南省创新生态系统可持续性水平不断提高。

4.5 韧性

由于创新生态系统四个维度具有同等重要程度，本研究采用均值法测算创新生态系统韧性值。通过SPSS27 采用方差膨胀因子检验方法对模型回归进行了检验，以避免由于解释变量之间存在多重共线性而导致估计结果无效。由图4可知，2012—2020年韧性值呈现波浪式上升态势，受自然灾害及创新投入和产出的影响，2015年韧性水平最低。2020年疫情的出现，使得韧性值增速降低。

表3 表明，各解释变量的VIF 值均小于5、容差均大于0.1，可知模型不存在严重多重共线性的问题。同时，出于对比分析及影响显著性的考虑，本研究采用最小二乘模型（OLS）对四个维度进行回归分析。由OLS估计显著性结果可知，四个维度值均通过了1% 的显著性水平。Beta 系数分别为0.058、0.498、0.140 和0.904，即创新生态系统的各个维度对韧性的提升均具有明显的正向促进作用。其中，可持续性的波动对系统韧性水平影响最为显著，生长性次之，多样性和流动性对创新生态系统的影响相对较弱。由此可知创新资金和创新性人才的投入、创新成果产出及资金、技术和科研技术设施建设对提升云南省创新生态系统韧性具有显著推动作用。

5 结论与建议

5.1 研究结论

云南省创新生态系统韧性水平呈现波浪式上升趋势，系统整体韧性水平发展态势良好，仍具有较大的提升空间。其中，多样性水平呈现波浪式下降趋势，生长性、流动性和可持续性三个维度测度值均有不同程度的上升。相较2014和2015年韧性水平的下降，2020年面对突发疫情事件，系统应对冲击的反应速度及吸收能力和适应能力明显增加，系统韧性受扰动后的波动程度有所降低。提升云南省创新生态系统韧性水平可从提高系统生长性和可持续性入手，创新要素的投入对科研成果转化率及系统生长性维度值的提升具有重要影响，经济和人文教育等资源储备对促进系统内部整体流动及系统应对外部干扰的适应能力和恢复能力影响显著。

5.2 政策建议

结合云南省地区优势，加快创新生态系统建设，抵御和化解各种冲击影响，提升系统更新和组织重构的能力，提出以下对策和建议：

（1）提升云南省创新生态系统发展可持续性和生长性。可持续性表征系统的抵御能力，而生长性反映了系统的重构和更新能力。提升系统内部结构的复杂程度和资源的储备量，能够形成先发资源禀赋优势。系统内部创新资源的有效积累和不同要素的多元连接，能够提升系统承受风险冲击的缓冲能力，避免脆弱性导致的系统崩溃。着重提升R&D人力投入规模，积极引入农业、流通性服务业和社会性服务业等行业科研人员，突出滇中城市经济圈等区域技术转移服务联盟，促进高新技术向现实生产力转化。

（2）增强系统流动性和巩固系统多样性。促进资金、技术和信息等创新要素的流动速度和频率，有助于创新生态系统在受到外部冲击时高效地进行要素优化和资源配置结构重塑，填补系统因受到冲击出现的各种缺口，快速适应现有社会、市场、经济的发展。多样性持续降低会提升创新主体的试错成本，削弱应对外部环境变化的反应空间，进而增加系统整体衰退的风险。政府应充分识别云南区位和生态资源禀赋优势，强化“智汇云南”计划的实施，支持国内外各领域人才和企业入滇创新创业，提升系统创新主体的多元异质性，进而提升系统整体应对冲击的弹性和缓冲能力。

（3）促进创新生态系统多维度耦合协调发展。系统内部各主体多维广泛互联，人才、物资、信息实时流动。单一维度值的持续性走低，对其他维度的发展产生抑制作用，不利于整体开放式创新的提升。提高系统内外环境协调性和适应性能够促进区域内部创新资源的均衡分布和产学研用的紧密结合，优化整体创新环境，进而提升系统的抗风险能力和再组织能力，形成具有较强韧性的创新生态系统。