黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调分析.pdf

78 2024年第1期 西北工业大学学报（社会科学版）黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调分析李媛李妍摘要：基于多系统协调发展视角，从理论层面阐释黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调机理。在此基础上通过构建“数字经济生态保护区域创新”三系统耦合协调评价指标体系，实证检验20132020年黄河流域数字经济、生态保护与区域创新各系统的综合评价水平及三系统耦合协调度的时空差异及其驱动因素。结果表明：黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的综合发展水平总体呈现稳步上升态势，但具有明显的地区发展不平衡和系统性差异；从整体均值看，全流域长期处于濒临失调状态，在2020年初步迈入勉强协调阶段，且空间分布差异明显，总体呈现由下游到中上游的递减趋势；黄河流域三系统耦合协调发展依次受到外商投资、科技投入、财政支持、经济发展水平、对外开放和产业结构升级等多种驱动因素影响，且影响力依次增强，整体出现内在动力最大、外在动力次之而政府动力相对较小的态势。基于此提出以下建议：推动数字技术创新，强化流域三系统的技术支撑；优化内在动力，加强流域数字基础设施建设与产业结构升级；推进外在动力，打造黄河流域开放新格局；发挥政府动力，以财政政策支持和科技投入强化流域协调合作。关键词：数字经济；生态保护；区域创新；耦合协调中图分类号：F127文献标志码：A文章编号：1009-2447（2024）01-0078-12基金项目：国家社会科学基金重大项目“黄河流域生态环境保护与高质量发展耦合协调与协同推进研究”(21ZDA066)；西安财经大学研究生创新基金项目“数字经济赋能黄河流域城市群协同发展问题研究”(22YC053)作者简介：李媛，女，陕西武功人，西安财经大学公共管理学院副教授、硕士生导师，研究方向为数字经济；李妍，女，陕西咸阳人，西安财经大学公共管理学院硕士生，研究方向为数字经济。党的十八大以来，通过坚持把生态保护和高质量发展作为重中之重，黄河流域绿色发展取得显著成效。20122021年黄河流域二氧化硫排放总量下降了88.91%，能源消费总量增速由4.97%减缓至2.70%，同时流域碳排放总量在2012年后增长放缓，呈小幅下降趋势1。然而黄河流域生态本底差，资源环境承载能力弱，区域创新发展不充分，沿黄各省区发展不平衡问题突出，要素在流域间流动不畅通，区域发展仍有提升空间。2021年10月中共中央、国务院印发黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要，全面贯彻了习近平总书记重要讲话、重要指示精神，明确了黄河流域资源利用应当精打细算，坚定不移走生态优先、绿色发展的现代化道路。面对新一轮产业革命与科技革命，数字经济已成为驱动高质量发展的新动能。以数字生产力为标志的全球经济结构和竞争格局正在加速重塑，数字技术已成为汇聚创新要素最多、应用范围最广和辐射带动作用最强的技术创新领域2，并且数据作为新型生产要素已经成为促进区域创新和生态保护的重要引擎。作为国家区域重大战略之一的黄河流域，正在成为国家生态环境与经济协调发展的试验区，亟须以数字技术为引领，探索黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调效应，为国家构建优势互补、高质量发展的区域经济布局提供79 李媛李妍：黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调分析强有力的支撑。一、文献综述作为重大国家战略，黄河流域生态保护和高质量发展是践行生态文明建设的空间格局的重要遵循，也是新时代区域经济发展的代表3。然而在黄河流域生态保护和高质量发展推进过程中，始终受到流域内区域发展不平衡、数字经济发展水平差距大、资源环境负荷过高等方面的制约4。因此，在数字经济背景下，立足黄河流域数字经济、生态保护与区域创新，探究三大系统的耦合协调问题逐渐成为研究黄河流域的焦点。当前学术界关于黄河流域数字经济、生态保护、区域创新的研究主要集中在以下三个方面：一是数字经济赋能黄河流域高质量发展的研究。周清香等明晰黄河流域数字经济与高质量发展的理论机理，提出数字经济助推黄河流域高质量发展的路径设计5。流域经济具有较强的空间关联性，王军等运用内生增长模型厘清数字经济作用于高质量发展的机理，从城市层面检验数字经济对黄河流域高质量发展的提升作用，拓展了黄河流域高质量发展的实证研究6。二是黄河流域生态保护与高质量发展两者之间关系的研究。任保平等通过构建黄河流域开放发展的三重开放指标体系，探究了开放发展驱动黄河流域高质量发展与生态环境保护耦合协调的作用机制7。徐勇等通过搭建黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的总体规划，提出黄河流域生态保护路径及高质量发展对策8。三是黄河流域区域创新与高质量发展的研究，这部分研究趋向于探索内部各要素之间的协同机理。曾刚等探讨了技术创新与黄河流域绿色发展的内在机理，为促进创新要素流动与发展新优势提供了重要理论启示9。区域创新能力发展具有一定的动态特征，钟顺昌等运用探索性数据分析等方法揭示黄河流域创新发展的空间分布及演进特征，为缩小创新发展差异提供决策依据10。不同于前者，程德智等则是聚焦金融集聚与高质量发展的关系，采用空间计量模型分析黄河流域金融集聚对区域高质量发展的空间外溢效 应11。上述研究为全面揭示黄河流域数字经济、生态保护、区域创新的内涵及其之间的耦合协调关系奠定了基础，但仍存在进一步拓展的空间：一是学术界对于黄河流域数字经济与生态保护、区域创新的研究仅限于某单一层面，有关三系统之间的耦合互动研究整体匮乏，特别是针对区域创新与其他两个系统的关系研究仍处于初级探索阶段。二是为数不多的相关研究也是聚焦在黄河流域数字经济、生态保护以及高质量发展的耦合协调上，针对黄河流域区域创新的考察尚显不足。然而在高质量发展的区域经济布局下，区域创新则正是新发展阶段推动黄河流域高质量发展的战略基点。基于以上分析，本文在耦合协调视角下，在理论层面阐释黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调机理，通过构建三系统综合评价指标体系，并结合耦合协调度模型和灰色关联度模型，实证检验20132020年黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调关系及动力因素。本文的边际贡献主要体现在以下三个方面：一是在理论上厘清黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的协调机制，从全局视野综合考量并构建了“数字经济生态保护区域创新”三系统耦合协调模型，增进了对黄河流域数字经济、生态保护与区域创新发展关系的理解，丰富了数字经济发展与黄河流域的现有研究成果。二是通过测度黄河流域9省区及流域上中下游3个经济区域的数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调度，在实证上精确甄别了三大系统间的发展状态，有助于把握数字经济水平是否适配流域生态保护和区域创新的发展现实，为黄河流域生态保护和高质量发展提供有益指导。三是鲜有文献以驱动因素为视角进一步探究系统间耦合协调度产生明显差异的原因，而本文则丰富了影响因素的相关文献，拓展了研究耦合协调度与各驱动因素间良性互动关系的研究。二、理论分析与研究设计（一）三系统耦合协调机理分析人的生产活动与自然环境共同构成一个统一的环境经济系统，这一系统中最重要的单位要素便是人口、资本、资源和技术。这四个基本要素又共同80李媛李妍：黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调分析形成三个子系统：环境子系统、经济子系统和技术子系统12。这三个子系统之间既相互独立，又相互联系，形成一个耦合协调的统一体。耦合协调度体现系统内的协调一致性，反映系统间相互作用的结果。黄河流域数字经济、生态保护与区域创新耦合协调的机理主要体现在以下三方面。首先，数字经济发展通过区域创新能力提升推动生态环境保护。数字经济的发展能够促进创新产出，直接引领技术开源化和创新活动的去中心化，从而降低创新成本，使得创新速度不断加快，群体性、链条性和交叉性的创新产出逐渐增多。并且物联网、大数据等数字技术的深度应用有助于对企业的经营进行全流程的监控，极大地提升了微观经济主体的信息获取能力，促进企业之间和地区之间的知识溢出，从而提升区域创新能力。在此基础 上，高水平的区域创新能力通过优化新型产业要素供给，推动区域产业结构调整和升级，变革区域生产方式，以新产业、新模式、新技术，促进传统产业全方位、全链条绿色低碳转型，进而实现生态环境保护13。其次，区域创新能力的提升能够为数字经济发展和生态环境保护的协调推进提供技术支撑。发展数字经济不仅能够促进区域创新，技术创新也能反作用于数字经济。数字经济的不断发展离不开大数据、人工智能、区块链等新技术的涌现及其应用场景的不断丰富。并且区域创新是黄河流域高质量发展的战略基点，创新要素的流动加快了区域间创新合作网络的形成，以数字技术为核心驱动力，实现“创新链和产业链”双链融合；创新和技术进步也是推进高质量发展、促进生态环境保护和落实绿色发展的有效抓手，以绿色发展为导向的科技创新，可以促使高排放、高污染的经济发展模式向循环的环境和环境友好型的经济发展模式转变，实现产业绿色升级14。党海卿等以专利作为创新的代理变量，研究发现绿色专利能够通过工业绿色转型与能源效率提升两种途径实现前端防治与末端治理相结合的生态保护效应15。最后，生态环境保护能够为发展数字经济以及提升区域创新能力营造良好的外部环境。友好的生态环境助推高质量发展，从而促进生态文明与数字经济、数字社会与数字政府的广泛融合，以规模经济和范围经济来降低数字化生产和转型成本，扩大数字设备应用场景，统筹解决好生态文明与工业文明的冲突。并且良好的生态环境有助于增强区域对科技人才的吸引力，为发展数字经济提供人力资本支撑。波特假说认为政府实行适当的环境规制会诱发企业创新，通过抵消部分环境规制成本，达到实现提升环境质量和促进经济发展的双赢结果。此外，强化生态环境保护进一步提升了区域整体的创新能力与创新水平，进而催生流域内新旧动能转换，倒逼产业结构转型升级，实现黄河流域在新发展阶段中的创新转型16。数字经济区域创新培育新型生态体系倒逼产业升级生态保护抑制生态恶化降低生产成本优化要素供给实现双链融合图1数字经济、生态保护与区域创新耦合协调机理分析图可见，推动系统间耦合协调的良性互动，不仅可以壮大新型产业，实现黄河流域高质量发展，提升生态治理效能，促进以数字技术为核心驱动力的高新技术发展，而且能够加速创新要素跨区域流动，强化区域间协同创新机制，有利于促进区域协调发展，推动黄河流域生态保护和高质量发展战略目标的实现。（二）研究区域的划分黄河流域作为我国重要的经济地带，对我国区域协调发展有着不可替代的推动作用。本文以黄河流域9省区为研究区域，并参考任保平等的做法，将流域划分为三部分，其中上游包括青海、四川、甘肃、宁夏四个省区，中游包括内蒙古、陕西、山西三个省区，下游包括河南、山东两省17。（三）数据来源数据来源于中国经济社会大数据研究平台及中国统计年鉴中国区域统计年鉴中国科技统计年鉴中国环境统计年鉴以及各省区统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报等。由于部81 李媛李妍：黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调分析分数据缺失，本文通过运用线性插值法和加权平均值进行数据处理和缺失值填补。（四）指标体系构建数字经济作为继农业经济与工业经济等传统经济形态之后的重要新型经济形态，具有高创新性、强渗透性、广覆盖性等特点，能够驱动黄河流域上中下游之间的区域协作与创新互动，助推黄河流域的生态保护与高质量发展18。本文将数字经济作为主要研究要素之一，综合参考潘为华19和李媛20的做法，选取数字基础设施、数字产业化、产业数字化和数字治理化4个一级指标和8个二级指标构成其评价指标体系。加强生态保护可以减少工业废水废气的排放量，提高水资源的二次利用率，增强环境治理能力。良好的生态环境能够促进创新要素集聚，提升区域创新能力并进一步为数字经济发展提供人力资本支撑。因此本文把生态保护作为耦合协调研究的基本要素，借鉴任保平的研究成果，以生活环境、污染排放和环境治理3个一级指标以及7个二级指标来衡量。在新一轮科技革命和产业革命的背景下，创新具体体现为数字技术创新与产业技术创新，是驱动经济中高速增长与高质量发展的核心动力。因此，参考马茹等的研究，区域创新主要以产业技术创新、经济增速创新2个一级指标进行比对研究，构成区域创新指标评价体系21。综上所述，本研究在遵循数据选取代表性、可行性原则的前提下，围绕数字经济、生态保护与区域创新三大核心要素，通过9个一级指标以及21个二级指标构建黄河流域数字经济、生态保护与区域创新指标体系，具体见表1。表1黄河流域数字经济、生态保护与区域创新耦合协调综合评价指标体系目标层一级指标二级指标单位属性权重/%数字经济数字基础设施互联网宽带接入用户万户正4.64IPv4地址数万个正5.53数字产业化电信业务量亿元正6.59软件业务收入亿元正12.80产业数字化电子商务交易额亿元正6.99数字普惠金融指数亿元正1.70数字治理化专利申请授权量项正6.21平均受教育年限年正0.98生态保护生活环境年末供水综合生产能力万m3/d正14.96城市绿地面积hm2正4.23污染排放二氧化硫排放量万t/日负1.03工业烟（粉）尘排放量万t/日负0.83工业废水排放量万t/日负0.98环境治理水土流失治理面积千hm2正2.86污水处理厂处理能力万m3/d正4.20区域创新产业技术创新电子及通信设备制造业主营业务收入亿元正7.84电子信息服务业产值亿元正6.06规模以上工业企业科学研究与试验发展经费内部支出万元正7.58经济增速创新国内生产总值（GDP）增长率%正0.77GDP中工业增加值%正0.72最终消费率%正2.52注：权重系数来源于熵权法计算。82李媛李妍：黄河流域数字经济、生态保护与区域创新的耦合协调分析（五）研究方法及模型构建1.熵权法本文采用熵权法对黄河流域数字经济、生态保护与区域创新三大系统指标体系进行客观赋权，确定其权重。熵权法是依据指标提供的信息量来确定指标权重大小，信息量越多，权重占比越高，是测算综合评分的一般做法。2.耦合协调度模型耦合协调度模型用于分析不同事物间的协调水平22。耦合度是指不同系统间相互依赖、相互制约的关系，反映协调状况的好坏。协调度用来刻画系统间持续发展、和谐共生的关系。黄河流域三系统的耦合度公式为：C=3U1U2U3U1+U2+U333=U1U2U3U1+U2+U333 （1）如式1，U1代表数字经济指标，U2代表生态保护指标，U3代表区域创新指标。在计算耦合度之后，计算耦合协调度D：D=CT （2）T=1U1+2 U2+3U3 （3）如式3，T为综合协调指数；U为各子系统的水平；1，2，3为指标权重赋值，本着三系统同等重要的原则，均设置为1/3。耦合协调度值越大，维度之间协调性越好；值越小，协调性越差。根据本文研究需求，将耦合协调度进行等级划分，见表2。表2耦合协调度等级划分标准耦合协调度D值区间协调等级耦合协调程度耦合协调度D值区间协调等级耦合协调程度0.00.11极度失调0.50.66勉强协调0.10.22严重失调0.60.77初级协调0.20.33中度失调0.70.88中级协调0.30.44轻度失调0.80.99良好协调0.40.55濒临失调0.9middle reachesupstream.The coupled and coordinated development of the three systems in the Yellow River Basin is affected by a variety of driving factors such as,in turn,foreign investment,technological inputs,financial support,level of economic development,degree of opening up,and upgrading of industrial structure,with increasing influence in that order.In terms of the driving force,the Yellow River Basin as a whole shows the development trend of intrinsicextrinsicgovernmental motivation.In this regard,it is proposed to promote digital technology innovation and increase technological support of the three systems in the basin,to optimize the intrinsic power and enhance the construction of digital infrastructure and the upgrading of industrial structure in the basin,to intensify the extrinsic power and create a new pattern of opening up in the Yellow River Basin,and to give full play to the governments power,and strengthen the coordination and cooperation in the basin with the support of fiscal policies and technological inputs.Key words:digital economy;ecological protection;regional innovation;coupling and coordination