黄河流域河南段科技创新与绿色发展耦合协调研究

关键词：科技创新；绿色发展；高质量发展；协调发展；黄河流域河南段

0引言

《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》要求黄河流域高质量发展应充分发展绿色经济。党的二十大报告强调，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展。绿色发展是黄河流域高质量发展的核心要义，科技创新是黄河流域绿色发展的重要抓手和关键推动力，绿色发展反过来也为科技创新发展提供引导。因此，研究黄河流域科技创新和绿色发展的耦合协调发展特征具有重要现实意义。

目前，专家学者对科技创新与绿色发展交互影响已进行了多角度研究。其中：关于科技创新驱动绿色发展的研究多集中在科技创新对资源优化配置、生态环境质量提升及经济发展方式转变等绿色发展特征因素的影响方面：关于绿色发展引导科技创新发展的研究主要涉及产业动能提升、科技资源配置等方面：关于科技创新与绿色发展协调关系的研究，黄娟、王亚平等从不同角度阐述了科技创新与绿色发展之间的辩证关系，谢雨桐、滕堂伟等、李大鹏等分别从国家、城市群、省域层面分析了科技创新与绿色发展耦合协调时空特征，黄东斌、梁俊芬等分别从高技术产业、农业等角度分析了科技创新与绿色发展的关联性。总之，已有研究大部分集中在科技创新或绿色发展的单一领域，虽然有部分研究对两者相互关系进行了研究，但是对黄河流域两系统耦合协调发展的研究相对较少。

河南处于黄河“豆腐腰”的关键位置，其绿色发展道路的有效推进对黄河流域高质量发展至关重要，但沿黄各地市经济社会发展不均衡，呈现梯度发展特征。探析黄河流域河南段科技创新与绿色发展协调发展特征，能够在一定程度上反馈黄河流域科技创新与绿色发展协同发展的变化趋势，有助于探析流域协调发展的堵点问题。

基于此，本文以黄河流域河南段8个地市为研究对象，基于2012-2021年城市发展面板数据，构建科技创新与绿色发展评价指标体系，通过测度两系统的耦合协调程度，分析其协调发展特征，并针对两系统协调发展中存在的问题，提出对策建议，以期为黄河流域科技创新驱动绿色发展提供科学支撑。

1评价指标体系构建

1.1研究区域概况

黄河流域河南段处于流域中下游，具有天然的枢纽经济特质和交通区位优势，是黄河流域经济社会发展的“中流砥柱”。黄河流经河南的三门峡、济源、焦作、洛阳、郑州、开封、新乡、濮阳等8个地市，该地区面积约3.62万km2，占河南总面积的21.7%。2021年8个地市GDP总量占全省GDP总量的51.3%：常住人口数占河南人口总数的41.3%。但是，目前8个地市普遍存在传统产业转型步伐滞后，对外开放程度偏低，且存在湿地和滩地保护不够、专业技术人员缺乏、水资源严重短缺等问题，制约地区可持续发展。在双循环新发展格局下，亟须科技创新的支持，尤其是要以科技创新驱动黄河流域内涵型绿色发展，推动黄河流域生态保护和高质量发展。

1.2评价指标体系

按照科学性、全面性、代表性以及数据的可获得性原则，根据黄河流域科技创新和绿色发展的相关要求，借鉴相关研究成果，选取20个指标构建了科技创新和绿色发展评价指标体系（见表1）。科技创新能力的直接表征是科技创新成果的产出，而科技创新的产出依赖于创新主体的数量、水平，以及创新投入的高低，因此从创新主体、创新投入和创新产出3个维度选择代表性指标构建科技创新评价指标体系：绿色发展成效不仅与社会经济发展水平有关，而且与企业主体对各类资源的有效利用程度、城市对各类环境污染的治理水平等密不可分，因此从资源利用、治理能力、社会发展3个维度选择代表性指标构建绿色发展评价指标体系。考虑到城市体量的差异，为增强城市间可对比性，从人均量、效率、总量等不同角度选择指标。

1.3数据来源

研究数据来自2013-2022年的《河南省统计年鉴》《中国城市建设统计年鉴》，8个地市的统计年鉴、统计公报或官方网站，其中高新技术企业数量来自于企业预警通。个别缺失数据，以公布的增长率计算或用均值插值法进行数据补充。

2研究方法

2.1科技创新和绿色发展系统评价模型

2.1.1指标权重确定

为消除数据量纲和数量级的差异，首先，采用（0，1）标准化方法对数据进行无量纲化处理。然后，利用熵值法客观赋权、层次分析法主观赋权相结合的方式，对指标初步赋权。最后，为避免客观赋权可能造成的重要指标信息缺失和主观赋权带来的非客观性、偏差性，在主客观赋权的基础上，再利用最小信息熵进行综合权重W计算（结果见表1）。

2.1.2系统评价模型

采用加权计算法分别计算科技创新系统综合指数和绿色发展系统综合指数：

2.2耦合协调模型

2.2.1科技创新与绿色发展耦合度模型

耦合度表征了系统或系统内部要素之间在发展过程中彼此和谐一致的程度。只有科技创新与绿色发展耦合协调发展，才能达到更高的发展水平。耦合度计算公式为

2.2.2科技创新与绿色发展协调发展度模型

考虑到8个地市间区域发展程度差异较大，科技创新与绿色发展之间也存在动态不平衡的问题，为更好地反映两者之间是高质量的协调还是低质量的协调，计算两系统的协调发展度：

3结果与分析

3.1科技创新和绿色发展的时序演变

黄河流域河南段科技创新水平相对较低，绿色发展总体上处于中游水平．2012-2021年两者综合指数均呈增长态势，但差异较为明显（见图1）。科技创新综合指数2012年为0.1171、2021年增至0.2874，增长约1.5倍：绿色发展综合指数由2012年的0.5255增至2021年的0.8067，增长约0.5倍。2012年党的十八大强调要实施创新驱动发展战略，河南高度重视科技创新发展，科技创新水平得到提高，尤其是创新驱动产业转型战略实施以后，产业发展对环境友好程度有了较大提升。但是，黄河流域河南段科技创新发展水平起点较低，加上科技创新政策实施滞后，科技创新与绿色发展尚不同步。

3.1.1各地市科技创新水平变化情况

2012-2021年，8个地市的科技创新水平均有不同程度的提升，但各地市科技创新水平的空间格局基本保持不变（见图2），从高到低依次是郑州、洛阳、新乡、焦作、济源、三门峡、开封、濮阳。郑州是河南的省会、流域中心城市，城市首位度相对较高，尤其是2017年被批复建设国家中心城市以来，人才、科技发展等政策优势进一步凸显，吸引和集聚了区域各类创新资源，科技创新水平一直高于其他城市。从指标上看，2021年郑州的高新技术企业数量、普通高等院校数量等约是其他7个地市总和的2倍：2021年郑州R&D经费投入310.5亿元，是第二位洛阳的2倍。洛阳的R&D经费投入强度高于郑州，各类创新主体、创新成果产出等也都高于除郑州之外的其他6个地市，科技创新水平排第二位。

3.1.2各地市绿色发展水平变化情况

2012-2021年，8个地市绿色发展水平均持续提升（见图3），但多数地市的绿色发展水平仍有待提升。2021年，郑州的各项指标相对较优，资源利用效率高，治理能力相对更高，经济社会发展程度和社会福祉方面相对其他地市更好。三门峡虽然社会发展程度略低于郑州、洛阳，但是其资源综合利用强度和环境治理能力发展具有一定优势，仅次于郑州（0.9540）、洛阳（0.8830），排第三位。济源的人均GDP超过10万元，单位工业增加值废水排放量仅为全省平均值的一半，其绿色发展综合指数（0.7768）排第四位。焦作、新乡、濮阳等的绿色发展综合指数差距不大，开封的绿色发展综合指数（0.7139）最小。

3.2科技创新与绿色发展耦合协调的时空格局

黄河流域河南段科技创新与绿色发展的耦合度和协调发展度总体呈上升趋势（见图4）。在实施创新驱动战略初期，科技创新与绿色发展之间产生了一定的互斥作用，2016年以后两者的耦合度逐步上升。2021年黄河流域河南段协调发展度为0.6525，处于初级协调型，说明黄河流域河南段已经进入协调发展状态，科技创新有效推动绿色发展，同时绿色发展也对科技创新产生正向反馈激励。

3.2.1耦合度时空格局演变

整体上看，科技创新与绿色发展的耦合度除三门峡2012-2015年处于低水平耦合外，其他地市均在初级水平耦合及以上（见图5）。从耦合水平时空变化上看，2012-2021年郑州一直处于高水平耦合，2021年耦合度达到0.9998：洛阳自2019年达到高水平耦合后，耦合度持续提高，2021年增至0.9343；除濮阳外，其余5个地市的科技创新系统和绿色发展系统仍处于磨合发展阶段，均为中等水平耦合。

测算结果表明：10a来，各地市科技创新与绿色发展之间的相互作用关系越来越紧密，创新资源投入的增加对绿色发展效率的提升起到了积极的影响。一方面科技水平的提升提高了各类资源的利用效率、减少了污染排放，另一方面绿色发展目标进一步刺激了科技创新能力的提升。

3.2.2协调发展度时空格局演变

2012-2021年，各地市协调发展度呈持续上升趋势（见图6）。在协调发展度典型年度变化方面，2012年三门峡（0.2599）、濮阳（0.3573）、开封（0.4294）、焦作（0.4562）、济源（0.4573）等地市均属失调型，新乡（0.5385）、洛阳（0.5454）属勉强协调型，仅有郑州（0.6768）属初级协调型；2015年除开封和新乡外，其余地市协调发展水平均有不同程度提升；2018年开封（0.4672）、濮阳（0.4438）、三门峡（0.4757）仍属濒临失调型，郑州（0.8624）、洛阳（0.7013）和新乡（0.6076）分别升级为良好、中级和初级协调型；2021年，各地市协调发展度进一步提升，三门峡（0.5748）、开封（0.5320）提升为勉强协调型，其他地市协调发展类型没变。整体上看，除郑州、洛阳外，多数地市的协调发展度还较低，科技创新与绿色发展尚未形成良好的互动关系。

各地市科技创新综合指数与绿色发展综合指数对比，除郑州2021年为绿色发展滞后型外，其余地市均为科技创新滞后型。评价指标中，单位GDP用水量、单位GDP能耗强度等是制约各地市绿色发展的主要因子，均与科技创新的发展水平有关。因此，要推动黄河流域河南段协调发展，仍需要结合该区发展特征，持续提升科技创新水平，从而进一步推动绿色发展转型升级。

3.3科技创新与绿色发展协调发展模式

根据2021年科技创新与绿色发展耦合度和协调发展度测度结果，对8个地市的协调发展模式进行分类，分为绿色创新协调类、绿色创新磨合类、绿色创新拮抗类。

绿色创新协调类包括郑州和洛阳，两地市的耦合度均在0.9以上，协调发展度郑州为0.9774、洛阳为0.7799，进入协调发展型。两地市集聚了区域内大部分科创资源，同时其创新政策环境、创新平台在省内具有明显优势。但是，在创新成果转化方面还有待提高，对周边地市的引领辐射不强。

绿色创新磨合类包括新乡、济源、三门峡、焦作、开封，其耦合度在0.6以上，协调发展度在0.5以上，说明科技创新与绿色发展已经产生一定关联，但尚未形成良好的协同发展关系。5个地市的创新主体尤其高技术企业数量较少，创新投入不多，创新产出少，绿色发展缺乏内生动力。研究期内，5个地市的科技创新综合指数远低于绿色发展综合指数，尚处于绿色发展引导科技创新的阶段。

绿色创新拮抗类为濮阳，其耦合度为0.5691、协调发展度为0.4924．科技创新与绿色发展关联度还相对较低。2021年濮阳科技创新综合指数仅为0.0757，其中创新投入强度不足全省平均值的2/3，同时创新人才不足、创新产出少等问题更为突出。

4结论与建议

4.1结论

本文基于2012-2021年黄河流域河南段各地市面板数据，通过构建科技创新与绿色发展评价指标体系，运用耦合协调度模型，探讨该区科技创新与绿色发展耦合发展时空变化特征，得出如下结论：

1）各地市科技创新与绿色发展综合指数均有明显增长，且科技创新综合指数增幅明显大于绿色发展的，但科技创新发展起点较低，多呈科技创新滞后型发展。从各地市发展差异来看，科技创新发展水平存在明显的两极分化现象，中心城市郑州一直处于领先地位，而濮阳、开封较为落后。现阶段各地市科技创新对绿色发展的支撑还有待增强。

2）各地市耦合度分级明显。2021年郑州、洛阳耦合度均值为0.9671，达到高水平耦合；新乡、焦作、济源、三门峡、开封耦合度均值为0.7535，处于中等水平耦合；濮阳耦合度为0.5691，为初级水平耦合。整体上看，10a间，黄河流域河南段科技创新与绿色发展平均耦合度从0.6875增至0.7839，处于中等耦合水平的磨合时期，呈现明显的正向相关促进作用。

3）各地市协调发展度存在异质性。2021年郑州、洛阳、新乡分别属良好协调、中级协调和初级协调型；开封、焦作、三门峡、济源属勉强协调型，协调发展度均值为0.5709；濮阳协调发展度为0.4924、属濒临失调型。10a来，各地市协调发展度逐步提升，说明科技创新与绿色发展逐渐向有序协同方向发展。

4）黄河流域河南段8个地市现阶段的协调发展模式分为3个类型，郑州、洛阳属绿色创新协调类，新乡、济源、三门峡、焦作、开封属绿色创新磨合类，濮阳属绿色创新拮抗类。

4.2建议

1）强化绿色创新协调类地市创新成果供给的有效性，提升城市的引领力、辐射力、竞争力。完善科技成果转化服务体系，强化科技成果转化导向，将成果转化作为项目立项和验收的重要条件，提高创新主体科技成果供给的有效性，构建创新主体与企业之间紧密的产学研合作机制，推动高质量实体经济的发展。以郑州、洛阳的高校及科研院所为基础，打造高水平科创平台、大数据平台、科技金融服务平台、贸易服务平台，大力发展科技中介服务，推动各类创新资源要素自由流动。

2）提升绿色创新磨合类地市的科技创新水平，增强绿色发展的内生动力。各地市应进一步加大科技创新投入力度，培育高能级创新平台，优化科技人才的引进和培养方案，提高创新成果产出能力。发挥企业创新主体作用，将产业转型升级与流域生态优先、绿色发展的导向对接，推动传统产业绿色转型，强化链群培育，逐步构建本地特色资源产业链。

3）补齐绿色创新拮抗类地市科技创新短板，以点带面提升科技创新能力。抓住用好河南建设国家创新高地机遇，注重提升创新平台能级：充分发挥政府资金、产业基金、金融资源的示范引领和杠杆撬动作用，推动发展政策性科创金融；实行人才服务团制度，优先创新人才对公租房的使用，优化人才引进和评价激励机制等。