绿色发展背景下数字产业链发展水平测度与耦合研究.pdf

第 25 卷 第 4 期2023 年 7 月科技管理学报Journal of Science and Technology ManagementVol.25No.4Jul.,2023 文章编号:1008-7133(2023)04-0071-09绿色发展背景下数字产业链发展水平测度与耦合研究邓 燕1,刘小红1,2,张人龙1,2(1.贵州大学 管理学院,贵州 贵阳 550025;2.喀斯特地区发展战略研究中心,贵州 贵阳 550025)摘 要:绿色发展背景下如何对我国数字产业链的发展水平进行测度是进一步促进其平衡发展的前提。文章基于现有研究,并考虑现实需求,从产业基础能力、数字智慧水平及环保可持续性 3 个维度构建了测度指标体系及基于熵权TOPSIS 的测度模型。基于 20112020 年长江经济带沿线 11 个省市的面板数据,测度其发展水平并进行了耦合协调分析。研究发现,绿色发展背景下长江经济带的数字产业链发展水平偏低,整体呈现出逐年提升的态势,有明显的空间差异;各维度间的耦合协调水平不高,整体逐年提升,存在区域不协调态势。因此,为促进我国产数字业链向好发展,针对不足提出了相应的发展建议。关 键 词:数字产业链;绿色发展;测度评价;耦合度;熵权TOPSISDOI:10.16315/j.stm.2023.04.006中图分类号:F 124文献标志码:A收稿日期:2023-04-07基金项目:贵州省哲学社会科学规划课题一般项目(21GZYB10、21GZYB09);贵州省省级科技计划项目(黔科合基础-ZK2022一般 080、黔科合基础-ZK2021一般 339);贵州 大 学 文 科 研 究 一 般 项 目 资 助(GDYB2021022、GDYB2021023)作者简介:邓 燕(1998),女,硕士研究生;刘小红(1980),女,副教授,博士;张人龙(1976),男,副教授,博士.产业链是经济增长的强大推动力,同时其高能耗、高排放也是影响生态平衡及环境保护的主要来源。世界已经进入数字化经济时代,在物联网、大数据、云计算等信息化高新技术的不断推动下,传统产业链得以快速“数字化”转型。“十四五”工业绿色发展规划表示,在“十四五”期间,将着力推进工业领域数字化转型,推动新一代信息技术与工业深度融合,以数字化转型驱动生产方式“绿色”升级。因此,为切实实现“绿色高质量发展”及“双碳”目标,如何推动数字产业链的绿色低碳发展是一个十分迫切的问题,而如何对绿色发展背景下数字产业链的发展水平进行测度则是进一步找到其发展短板并提出建议的关键问题。随着各地方相关政策出台,企业也开始将产业链的管理与数字化技术相融合,变革产业链运行机制,升级产业链管理体系。因此,产业链相关研究已经成为国内外学者研究的热点。诸多学者从不同研究视角对产业链展开研究,产业链概念被引申到诸多行业,逐渐衍生出价值链1、供应链2-3、生产链4、增值链5等诸多概念,丰富和完善了产业链的内涵及理论研究。综合以上对产业链内涵的研究演变过程,可以认为产业链本质上是产业节点之间相互关联的总和,其内涵根据其研究视角的不同而产生变化,是多个内涵子链的集合。而关于对产业链进行评估的研究,不少学者对产业链的安全水平6-7、现代化水平8-9、风险程度10、柔性11、韧性12、运行绩效13等进行测度和评估,基本上是对产业链某一方面的研究,缺乏对产业链发展的整体性研究。因此,本文考虑绿色发展与数字经济两大背景,就如何从宏观角度对产业链的发展水平进行测度和分析的问题进行研究。基于熵权TOPSIS的评价模型构建绿色发展背景下数字产业链发展水平测度指标体系,并通过对其一级指标进行耦合协调度分析,研究长江经济带地区绿色发展背景下数字产业链发展现状和差异,以探索其协调发展的路径和策略。1 指标体系构建数字产业链是高新数字技术与产业链相互融合的产物。随着“双碳”目标的提出,放弃原有经济增长模式,探索低能耗、低排放的经济增长新途径成为当前发展的重要背景。因此,在构建绿色发展背景下数字产业链发展水平测度指标体系时,应顺应时代的发展背景和把握行业的政策规划。陆岷峰等14指出数字技术是实现“双碳”目标的重要手段,数字技术与低碳经济相互促进,现代产业链具有显著的科技特征。黄泰岩等15将产业链供应链现代化理论概括为基础建设、自主和安全、企业为主体、数字化、绿色化、开放合作 6 个方面。鉴于此,结合发改委 2022 年发布的“十四五”现代流通体系建设规划指导内容,考虑到产业基础能力是数字产业链发展的根本保障;数字科技水平是数字产业链发展的强大动力;环保可持续性是数字产业链发展的重要目标;本文从“产业基础能力”、“数字智慧水平”及“环保可持续性”3 个维度构建绿色发展背景下数字产业链发展水平测度的指标体系,如表 1 所示。表 1 绿色发展背景下数字产业链发展水平测度指标体系Tab.1 Index system for measuring the development level of digital industrial chain under the background of green development总指标一级指标二级指标三级指标方向 参考绿色发展背景下数字产业链发展水平交通及设施情况(X11)公路密度/(X111)/(km/万 km2)+文献16铁路密度(X112)/(km/万 km2)+文献16内河航道密度(X113)/(km/万 km2)+文献16经济增长(X12)第三产业生产总值(X121)/亿元+文献17产业基础能力(X1)规模以上工业企业利润总额(X122)/亿元+文献18物流业务水平(X13)货物运输量(X131/万 t+文献17货物周转量(X132)/亿 t km+文献17,19邮政业务总量(X133)/亿元+文献18,20资源投入(X14)物流业从业人员占比(X141)/%+文献16-17一般公共预算支出(X142)/亿元+文献17信息化基础(X21)移动互联网普及率(X211)/%+文献16光缆线路密度(X212)/(km/万 km2)+文献17每百家企业拥有网站数(X213)/个+文献18数字投入(X22)信息化从业人员占比(X221)/%+文献17数字智慧水平(X2)高技术产业投资(X222)/亿元+文献21数字产出(X23)电信业务总量(X231)/亿元+文献18,20高技术产业利润(X232)/亿元+文献20电子商务销售额(X233)/亿元+文献18数字创新(X24)高技术产业专利数量(X241)/件+文献20高技术产业 R&D 项目数(X242)/项+文献20环境污染(X31)单位产出的废水 COD(X311)/(t/亿元)-文献19,22,23单位产出的废气 SO2(X312)/(t/亿元)-文献18,22,23单位产出的废物(X313)/(t/万元)-文献22,23能源消耗(X32)单位 GDP 能耗(X321)/(t 标准煤/万元)-文献19,21环保可持续性(X3)单位 GDP 电力消费量(X322)/(亿 kwh/万元)-文献18环保能力(X33)工业废水治理设施处理能力(X331)/(万 t/天)+文献23生活垃圾无害化处理率(X332)/%+文献23工业固体废物综合利用率(X333)/%+文献23投入及创新(X34)环境投资占 GDP 比重(X341)/%+文献21-22水利、环境及公共设施管理人员占比(X342)/%+文献22 其中,产业基础能力是评价产业链发展水平不可或缺的指标,也是评价产业链最基本的指标,主要反映产业链的经济效益、交通水平及物流水平。数字智慧水平是随着人工智能、大数据、物联网等的广泛应用,衡量产业链发展水平不可缺少的一部分,主要反映产业链的数字化基础、数字投入产出及创新水平。环保可持续性是当前发展要求的重要考量,主要反映产业链环境污染及能源消耗程度、环保能27科技管理学报 第 25 卷力及投入水平。2 研究模型构建本文借鉴 Ma 等24的评估模型,采用熵权TOPSIS 模型对绿色发展背景下产业链发展水平进行测度,并基于此创新性地运用耦合协调度模型对其各一级指标间协调发展的动态关联程度进行探索。2.1 数据预处理考虑有 M 个测度对象 A=am|m=1,2,M,测度模型是三级指标结构,且有 N 个三级评价指标 B=bn|n=1,2,N,从而构成原始样本数据矩阵 S=smn。在进行权重的求解之前,当数据类型和方向不一致时,为使指标值之间具有可比性,需要对原始样本数据 S=smn进行无量纲化处理,即通过式(1)、式(2)得到矩阵 Y=ymn。当指标值越大越优时(即正向指标):ymn=smn-minsnmaxsn-minsn,(1)当指标值越小越优时(即负向指标):ymn=maxsn-smnmaxsn-minsn。(2)其中,maxsn、minsn分别表示第 n 个测度指标下所有数据中的最大值及最小值。2.2 熵权TOPSIS 测度模型1)对预处理矩阵标准化,即计算第 m 个测度对象在第 n 个指标下的权重:Pmn=YmnMm=1Ymn。(3)2)计算各子维度中第 n 个指标的熵值 en:en=-1ln MMm=1pmnln pmn。(4)3)计算各子维度中各指标的熵权 n:n=1-enN-Nn=1en。(5)4)对标准化后的矩阵 pmn进行加权转换:Z=zmn=n pmn(6)5)确定正、负理想解 Z+、Z-:Z+=maxzmn,nn+minzmn,nn-n=1,2,N;m=1,2,M(7)Z-=minzmn,nn+maxzmn,nn-n=1,2,N;m=1,2,M(8)其中,n+表示正向指标,n-表示负向指标。6)计算测度对象的指标与正、负理想解的距离D+m、D-m:D+m=Nn=1(zmn-Z+)2,(9)D-m=Nn=1(zmn-Z-)2。(10)7)计算测度对象与正理想解的接近度 Um:Um=D-mD+m+D-m。(11)其中,Um表示绿色发展背景下第 m 个数字产业链各维度的发展水平测度值。其值越大说明该测度对象的各指标与正理想值的距离越小。2.3 耦合协调模型1)计算耦合度 Cm:Cm=Kk=1uk1KKk=1uk()K1K。(12)其中:K 表示一级指标的个数;uk表示各一级指标维度的产业链发展水平测度值。Cm值越大,表明各维度间越耦合,其离散程度越小。2)计算绿色发展背景下数字产业链发展水平的综合测度结果 T:Tm=kUkm。(k=1,2,K)(13)其中:k为第 k 个一级指标的待定系数,其值可以表现各子维度对整体协同的贡献程度,因此本文选择使用一级指标的熵权值作为其待定系数值。3)计算维度间耦合协调度 Dm:Dm=Cm Tm。(14)其中,耦合协调度 Dm是绿色发展背景下数字产业链发展水平和耦合协调关系的综合体现。借鉴刘钒等25的耦合协调度划分方式,将其划分为 10 个等级,如表 2 所示。当协调状态处于失调时,应进一步探索其制约因素,并着重提升其短板,以使得其能协调发展,从而达到相互促进、综合水平提高的目的。37第 4 期邓 燕等:绿色发展背景下数字产业链发展水平测度与耦合研究表 2 耦合协调类型划分Tab.2 Classification of coupling coordination types协调等级协调状态耦合协调度区间协调程度10.0,0.1)极度失调2耦合失调0.1,0.2)严重失调30.2,0.3)中度失调40.3,0.4)轻度失调5耦合过渡0.4,0.5)濒临失调60.5,0.6)勉强协调70.6,0.7)初级协调8耦合协调0.7,0.8)中级协调90.8,0.9)良好协调100.9,1.0优质协调3 实证分析3.1 数据来源长江经济带是关系我国发展全局的重大战略区域,其覆盖区域横跨我国东中西三大板块,并且其明显的河运优势、资源优势、产业优势、人力资源优势等奠定了其产业链的良好发展。为探究我国数字产业链在绿色发展背景下的发展水平,本文根据表 1构建的绿色发展背景下数字产业链发展水平测度的指标体系,以 20112020 年长江经济带覆盖的 11个省市为研究对象。数据来源于中国统计年鉴、中国能源年鉴以及各地区年鉴等,部分指标的数据通过年鉴数据进行计算得到,少量缺失数据通过插补法或时间序列预测法等补齐。3.2 熵权TOPSIS 测度分析3.2.1 求指标权重根据式(1)、式(2)对数据进行极差标准化,再根据式(3)(5)求得各级指标的熵权,得到各指标的权重,如表 3 所示。表 3 各指标权重Tab.3 Weight of each indicator一级指标权重二级指标权重三级指标权重产业基础能力(X1)0.396X110.304X1110.086X1120.162X1130.056X120.175X1210.087X1220.088X130.165X1310.063X1320.050X1430.052X140.356X1410.128X1420.228数字智慧水平(X2)0.499X210.211X2110.034X2120.152X2130.024X220.207X2210.106X2220.101X230.346X2310.133X2320.120X2430.093X240.237X2410.128X2420.109环保可持续性(X3)0.105X310.188X3110.132X3120.021X3130.036X320.071X3210.030X3220.041X330.441X3310.251X3320.031X3330.158X340.300X3410.203X3420.09747科技管理学报 第 25 卷3.2.2 熵权TOPSIS 测度及分析根据式(6)(11)计算得到 20112020 年长江经济带各省市的产业基础能力、数字智慧水平及环保可持续性的得分,并通过式(13)求得其综合水平得分。结果如图 1(a)(d)所示。图 1 20112020 年长江经济带各省市得分Fig.1 Scores of provinces and cities in the Yangtze River Economic Belt from 2011 to 2020 由图 1 可知,在 20112020 年期间,绿色发展背景下长江经济带 11 个省市的数字产业链在产业基础能力、数字智慧水平、环保可持续性 3 个维度以及其综合水平得分上均呈现出缓慢提升的趋势,且整体上水平较为稳定。绿色发展背景下数字产业链发展水平最高的省市是江苏,上海和浙江次之,发展水平最低的省市是贵州和云南。在产业基础能力方面,上海的十年均分显著高于其它省市,江苏、浙江次之。其中,上海除在 2020年以外,其余年份的产业基础能力均为当年 11 个省市中的最高水平。但从动态上看,上海的增速较为缓慢,而江苏和浙江相对较快,尤其是浙江,其在2011 年的水平为三者中的最差,但在十年间飞速增长,并在 2020 年赶超了上海和江苏。原因在于,上海拥有较好的交通环境和设施,以及充足的物流就业人员,以致于上海成为货物周转的聚集地,而江苏工业发达,在经济增长上表现突出,拥有良好的地势环境和交通设施,其货物运输体量极大,浙江自成为全国首个物流建设试点省份以来,其物流业务水平快速增长。而贵州及云南在 11 个省市中表现最差,究其原因主要是地理位置和地势条件差阻碍经济发展。在数字智慧水平方面,所有省市整体上逐年提升,江苏、上海及浙江与其它省市拉开较明显的差距。其主要原因是,其一,综合经济实力驱动数字化发展,其数字化基础设施环境优渥,也因此具有信息通信产业的集群优势,从而提升数字智慧水平,促进数字经济增长,其二,人才集聚驱动数字化发展,高校众多,教育资源丰富及相关人才引进政策,使其拥有充足的数字化人才储备。因此,经济实力较为落57第 4 期邓 燕等:绿色发展背景下数字产业链发展水平测度与耦合研究后的贵州和云南在数字智慧层面表现依然落后,其数字水平的提升主要是依托于政策环境驱动,如贵州推进大数据与实体经济深度融合的模式等。在环保可持续性方面,所有省市水平差距不大,但整体上波动较大。观其详尽指标,可以发现所有省市的单位产出的“三污”排放量、单位 GDP 能耗以及单位 GDP 电力消费量整体上均呈现逐年下降的趋势,表明各省市平衡“低碳环保”与“经济发展”的能力上升了。其中,重庆、湖北和云南在环保可持续性方面相对于其余方面排名有所上升,其原因在于,2010 年 8 月 10 日明确将重庆、湖北和云南确定为低碳试点省市行列,要求培育壮大节能环保、新能源等战略性新兴产业。从东、中、西部 3 个不同的地理区域来看,不难发现,绿色发展背景下数字产业链发展水平存在明显的空间异质性。在产业基础能力、数字智慧水平、环保可持续性及综合水平均呈现出东部发展领先、西部发展滞后的态势。究其原因,相较于中部地区和西部地区,东部地区自然条件优渥,沿海且平原多,具有突出的地理位置优势,交通发达,因此具有坚实的产业基础,经济发展强劲,且是具有雄厚教育资源的人才聚集地,亦是国家政策大力扶持的发展区域,在经济实力强、数字经济政策、低碳政策、信息化人才、绿色化人才等多重推动下,加速了绿色发展背景下数字产业链的发展。3.3 耦合协调度分析为研究绿色发展背景下数字产业链各一级指标体系的耦合协调关系,根据耦合协调模型,由式(12)(14)计算得到 20112020 年长江经济带各省市的耦合协调度,结果如图 2 所示。图 2 长江经济带各省市耦合协调度变化Fig.2 Variation of coupling coordination degree of provinces and cities in the Yangtze River Economic Belt 由图 2 可知,长江经济带各省市绿色发展背景下数字产业链的产业基础能力、数字智慧水平与环保可持续性之间的耦合协调度总体上呈现出逐年增长的趋势。20112020 年各省市的平均耦合协调度较高的依次是江苏、上海及浙江,均为东部地区,且均在 2020 年达到了中级协调水平,而平均耦合协调度较低的多为西部地区。所有省市的协调程度在十年内的增长跨度均为 3 个以上,其中跨度最大的浙江跨度为5,从2011 年的轻度失调到2020 年的中级协调,表明浙江是耦合协调度增长最快的省市,是其各一级指标发展均衡、相互促进的结果。江苏和上海在 20112017 年间的耦合协调度不相上下,从2018 年开始,江苏与浙江之间逐渐拉开差距。通过观察两者十年内各一级指标发展水平的测度值发现,两者在十年内的综合水平差距不大,但上海在产业基础能力方面领先,而环保可持续性发展的排名出现“拖后腿”的现象,表明上海的环保可持续性的发展不能很好的跟进其产业基础能力水平,是其耦合协调度被江苏逐渐反超的重要原因。2016 年来,耦合协调度最低的贵州和云南较前几年增速有了较明显的提升,原因在于,我国经济发展模式调整,智慧水平提升,政府出台相应政策支持数字经济和绿色发展。整体来看,耦合协调度在 0.5 以上的省市较少,长江经济带省市的总体耦合协调水平不高。67科技管理学报 第 25 卷4 结论及建议本文以 20112020 年长江经济带沿线各省市在绿色发展背景下的数字产业链发展水平为研究对象,构建了相关评价指标体系及基于熵权TOPSIS的测度模型,进一步通过耦合协调模型对其各一级指标维度的耦合协调水平进行分析。结果分析表明:绿色发展背景下长江经济带 11 个省市的数字产业链发展水平整体上缓慢提高,呈现出明显的东部领先,西部滞缓分布格局;产业基础能力、数字智慧水平与环保可持续性之间的耦合协调水平整体不高,且呈现缓慢增长态势。为推进我国产业链现代化建设,促进产业链可持续发展,结合当前长江经济带沿线省市绿色发展背景下数字产业链的现状评价,提出以下发展建议:第一,加强绿色与数字发展融合。根据研究结果,绿色发展与数字发展存在区位影响,东部地区普遍产业基础实力强,环保可持续性相对滞后,“经济”与“环保”往往站在发展的对立面,各地区应紧跟国家产业链经济发展规划,以数字化转型驱动产业链“绿色”升级。对于中部地区与西部地区数字化水平较低的省市,在未来发展中应加强数字技术发展,并增强与产业链的融合力度,拓宽数字产业链发展市场。第二,促进面面发展平衡、区域发展平衡。各地区应根据测度结果找准发展优劣势,补齐短板,其余地区以长江经济带沿线省份的发展水平为参考,有的放矢制定相关个性化战略和政策,充分发掘其发展潜能,统筹运输基础设施、数字服务水平、环保建设能力的区域布局,加强地区间发展经验交流与相互学习,以大带小,以强扶弱,推动加强产业基础能力、数字智慧水平与环保可持续性三方面相互促进、协调发展,切实实现“三发展”平衡。第三,加强人才供给与储备。东部地区因其良好的经济发展及人才引进政策,留下和储备了诸多数字技术创新与绿色环保发展人才。中西部地区产业链发展相对落后的省市应加强与东部地区的人才交流,并通过高等院校及相应激励政策,加强人才分类培养和管理水平,引导前沿理论型人才与应用实践型人才共同发力,促使数字创新与绿色创新为我国产业链发展奠定坚实基础。参考文献:1 綦良群,燕奇,王金石.基于服务化的先进制造业全球价值链升级演进过程仿真研究J.科技进步与对策:1-122023-04-07.QI L Q,YAN Q,WANG J S.Simulation research on the evolutionprocess of advanced manufacturing global value chain upgradingbased on servitizationJ.Science and Technology Progress andCountermeasures:1-122023-04-07.2 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