科技创新与产业韧性的耦合协调研究

[摘要]科技创新与产业韧性相辅相成、协同促进，两者耦合协调状态发展有助于释放数字红利，催生产业发展内生动力，提速经济现代化发展。在对科技创新和产业韧性耦合关系理论分析基础上，利用2011—2020年省域面板数据，测算科技创新水平和产业韧性发展水平，并建立耦合协调度模型评价两者耦合协调程度。结果表明，研究期内科技创新和产业韧性的耦合协调程度较低，但两者间良性互动程度表现出逐渐增强态势；东部地区科技创新与产业韧性双向互动较为频繁，且科技创新发展前景广阔；中西部地区科技创新与产业韧性的耦合协调程度呈上升态势，但须突破现有短板制约。据此，应通过健全科技创新发展机制、提升企业核心竞争力、打造高水平科创共享平台，多措并举全方位促进科技创新与产业韧性耦合协调发展。

[关键词]科技创新；产业韧性；耦合协调度；地区差异

一、 引言及文献综述

产业韧性快速提升是完善现代产业体系的迫切需要，也是持续推动经济高质量发展的重要途径[1]。当前，中国产业体系独立完整、门类齐全等特征，为增强产业韧性提供基础保障。据工信部2022年信息数据显示，我国现拥有41个工业大类、207个工业中类以及666个工业小类，是全世界唯一拥有联合国产业分类体系中全部类别的国家1。《中国新一代人工智能科技产业发展报告（2022）》指出，科技创新是驱动产业发展的关键要素，可为增强产业韧性奠定基石2。科技创新以关键核心技术攻关为导向，统筹推进产业强链补链，是深入贯彻落实创新驱动发展战略、推进产业集群高质量发展的重大战略支撑。2021年7月，中共中央政治局会议指出，要持续强化科技创新和产业链韧性，加强基础技术研究与实践应用，并开展补链强链延链专项活动，加快解决产业“卡脖子”发展难题3。与此同时，国内产业韧性持续增强将为科技创新提供充足研发空间和广阔实践场景，助力科技创新持续转型升级[2]。因此，正确认识科技创新与产业韧性的耦合协同关系并对其进行量化分析具有重要现实意义。

当前，学术界关于科技创新与产业韧性的关联研究探讨较少，多是从单一方面展开。对于科技创新而言，仅从科技创新与数字经济、生态环境、产业结构、碳排放等方面的关系进行系统分析。赖一飞等[3]研究发现，现阶段国内区域科技创新能力与数字经济发展态势趋于良好，且两者间耦合协调度在大多地区表现为从低耦合逐步进入磨合或高耦合发展阶段；科技创新与数字经济耦合协调度整体差异较大，且东南地区优于西北地区。冯俊华等[4]研究发现，黄河流域高技术产业科技创新与生态环境耦合协调发展状态整体呈向好趋向，但不同年份各省份间科技创新与生态环境耦合协调度差异较为显著。Dai Shengli等[5]研究表明，科技创新可以加快产业结构高级化发展进程，碳足迹对产业结构和科技创新均具有显著倒逼效应。Liu Yanran等[6]研究发现，科技创新对省域碳排放具有显著负向影响效应，对相邻省份也体现出显著空间溢出效应；科技创新主要通过提升能源利用效率的中介作用对省域碳减排产生间接影响效应。

对于产业韧性而言，学者们主要从不同地区或不同视角对其进行深入分析。一是基于不同地区，胡志强等[7]研究发现，黄河流域产业韧性水平整体较高，且产业韧性对外部冲击具有较强抵抗力，同时在外部冲击削减之后具有较强恢复能力。彭荣熙等[8]研究发现，东部沿海地区产业整体技术含量与关联指数可以显著提升城市长期经济韧性，短期经济韧性的影响因素则会随时期不同而有所改变。赵霄伟[9]研究发现，中美贸易摩擦、新冠疫情大环境加剧了京津冀产业链不强、供应链不稳、创新链不固的发展风险，进而增加产业协同的不确定性，影响产业韧性的可持续发展。二是基于不同视角，徐圆等[10]从产业结构多样化视角出发，发现面对全球金融危机的外部环境冲击，中国各城市经济韧性表现出较大差异性特征，且具备产业结构多样化特征的城市产业韧性更强，更能抵御外来金融风险。刘瑞等[11]从产业适应性结构调整视角出发，发现空间集聚能够显著提升产业韧性，在更换核心变量、转变模型测算方式以及排除样本偏差之后，此结论仍成立。

对于科技创新与产业韧性，现阶段学术界关于两者研究尚处于初步探讨阶段。大多学者仅从科技创新与经济韧性研究中凝练科技创新与产业韧性的协同发展关系。华桂宏和陈雨佳[12]研究结果表明，金融集聚对城市经济韧性具有显著促进作用，且科技创新的中介影响作用在两者间具有区域异质性。王鹏等[13]研究发现，珠三角地区科技创新研发与经济韧性存在显著协同效应，即科技创新效率增强经济韧性的同时，经济韧性也可以反向提升科技创新效率。

基于已有研究，本文将从以下几点对现有文献内容进行优化完善。首先，对科技创新与产业韧性的耦合协调关系进行定量研究。现有文献仅从科技创新或者产业韧性层面进行研究，缺乏对科技创新与产业韧性耦合协调关系的量化分析。其次，以中国30个省（区市）数据深入研究科技创新与产业韧性的关系，能够最大化降低测算误差，提高分析准确度。相关研究仅从科技创新与经济韧性发展中推测科技创新与产业韧性关系，且在产业韧性中缺乏宏观层面的深入探究。最后，关注科技创新与产业韧性耦合协调发展关系中的地区差异。当前，地区发展不平衡已成为中国基本现状，系统分析科技创新与产业韧性的耦合协调地区差异，具有较强现实意义。基于此，本文通过系统梳理科技创新与产业韧性的理论机制，分别测算省域科技创新与产业韧性相关数据及耦合协调度，实证分析两者耦合协调的时空差异，以期为我国增强产业韧性、提升科技创新能力的实践提供经验参考与启示。

二、 理论分析

科技创新通过全方位赋能产业数字化升级、革新产业生态发展环境，可最大化突破现有产业关键技术研发壁垒，增强产业韧性发展新动能。反之，产业韧性持续增强，会对科技创新发展产生显著正向影响。

1. 科技创新发展赋能产业数字化升级

新一轮科技革新加速推进背景下，各地政府持续推进产业延链、补链、固链与强链等工作，并依托人工智能、物联网等现代信息技术加快实现产业数字化转型升级，提升产业韧性[14]。一方面，科技创新体系通过完善数字基础设施建设，助推产业数字化转型升级，为增强产业韧性提供坚实基础[15]。数字基础设施建设是产业数据收集、存储与应用的关键举措，在产业数字化过程中具有重要支撑作用。各地政府以培育智能产业集群为抓手，将数字技术纳入经济发展体系，依托互联网企业，优先建构一批科技创新基础平台[16]，进一步实现对产业信息数据的创新应用，赋能产业数字化升级，提升产业韧性。另一方面，部分企业为提高科技创新能力，在营销过程中出现“投机取巧”行为，即采用“内外部不同科研手段”选择性创新方式，对科技创新的薄弱环节进行掩饰[17]。我国各地企业能够充分发挥人工智能、大数据、云计算等技术优势，严格规范产业基础运作环节，对部分薄弱环节进行补充与完善，赋能产业数字化升级，从而提升产业韧性。此外，高技术产业为提升科技创新能力，会对数字科研生产经营内容进行长远规划，促进产业数字化升级的同时，稳步提升产业韧性。

2. 科技创新发展营造良好产业创新生态环境

当前，在百年大变局复杂背景下，科技创新已成为统筹国家安全与发展的关键因素。在此形势下，实现高水平科技自立自强，需要深入贯彻新发展理念、全面立足新发展阶段、系统构建新发展格局，营造良好产业创新生态环境[18]，从而提升产业韧性。一方面，健全的科技创新机制有助于引导科研人员树立数字研发目标，强化科研人员技能需求和社会科技创新供给的匹配力度，打造良好产业创新生态环境，提升产业韧性。另一方面，科技创新体系有利于优化自主可控能力，打造良好创新生产环境，提升产业韧性。科技创新体系要加快构建创新链产业链相互融合、有机嵌入的良好协同机制，强化自主可控能力，打造良好创新生产环境[19]，以全面实现产业韧性稳步提升。此外，国家要增强科技创新能力，不仅需要高技术企业须积极打造产业技术平台，汇聚创新资源，也须加快建构全链条的科技服务系统，优化创新生态生产环境，为提升产业韧性、筑牢我国国际竞争优势提供重要基础。

3. 科技创新发展突破产业关键技术研发壁垒

习近平总书记在中央全面深化改革委员会第二十七次会议上重点强调，“要构建协同攻关的组织运行机制，高效配置科技力量和创新资源，强化跨领域快学科协同攻关，形成关键核心技术攻关强大合力”1。一方面，国家通过完善科技创新体系，提升自主创新能力，助推产业突破关键技术研发壁垒，提升产业韧性。科技创新作为创新领域的核心引擎，能够系统整合产业间不同研发创新机制，通过革新模式、制度、流程等内容进一步突破关键技术研发壁垒，形成自主化、专业化、系统化治理格局，助推产业韧性稳步提升。另一方面，国家利用本国制度优势，不断优化科技创新体系，在产业关键“卡脖子”环节集中攻克难关，突破产业关键技术研发壁垒，提升产业韧性。细致而言，科技创新攻关要坚持问题导向，瞄准产业内部最紧迫问题，加快打造原始良好创新策源地，突破产业关键技术研发壁垒[20]，以全面助推产业韧性稳步提升。同时，科技创新体系以需求和问题为基准，从经济社会和国家安全发展过程中凝练问题与难点，梳理“卡脖子”技术的基础运作理论，着力提高系统性、专业性、战略性技术研发能力，进而提升产业韧性。

三、 基于耦合协调的实证分析

1. 指标体系构建

党的十八大以来，以习近平同志为核心的党中央始终将科技创新摆在国家发展核心位置，在落实企业创新研发投入税收优惠政策、加大科技创新产出、打造良好创新营商环境等方面加大力度，推动我国科技创新事业全方位发展。据国家统计局发布数据显示，2021年中国科技指数达到264.6，比上一年增长8%2。其中，创新投入、创新产出与创新环境指数均较上一年有所上升。于此，本文进一步借鉴蒋文莉等[21]、张芷若等[22]的研究，构建涵盖创新投入、创新产出与创新环境3个二级指标的科技创新评价指标体系。

所谓产业韧性，是指产业受到内外部环境冲击时，具备维持和保护自身系统平稳运行、防止中断的能力。党的二十大报告指出，“着力提升产业韧性，是助力国家产业高质量发展、保障实体经济平稳运行、构建新发展格局的重要内容，也是国家经济安全的重要组成部分”3。学者们也普遍认为增强产业韧性，是提高经济抗风险能力、完善社会经济系统的必然要求[23-24]。此背景下，国家广泛推动创新要素、开放要素与可持续要素协同共享，促使社会经济系统长期处于优质发展阶段，最终提升产业韧性发展水平。在此基础上，本文进一步借鉴田喜洲等[25]、李洪涛等[26]研究成果，将产业创新性、产业协同性、产业开放性与产业可持续性作为衡量产业韧性发展水平的表征要素，构建形成产业韧性评价指标体系（表1）。

2. 数据来源

上文所遴选的科技创新和产业韧性相关数据主要来自EPS中国统计数据库的《中国科技统计年鉴》和《中国高技术产业统计年鉴》《中国统计年鉴》。与此同时，针对部分省份缺失数据以相邻省份数据本文利用插值法进行准确补全。为更精准、科学选取研究时期，细致梳理了近10年科技创新和产业韧性方面的文献内容，选定本研究期限为2011—2020年。由于西藏与港澳台地区数据较难获取，且可能会对其他数据产生影响，由此剔除上述4个地区的样本数据，选取我国30个省（区市）数据进行深入研究。

表1  科技创新和产业韧性评价指标体系

[一级指标 二级指标 指标解释 指标方向 科技创新 创新投入 高新研发与实验人员占就业人口比重（%） + 每万人R&D人员全时当量（人年/万人） + R&D研发经费在GDP中所占比重（%） + 新技术支出在地方财政支出中所占比重（%） + 创新产出 每万人专利授权数量（件/万人） + 关于高新技术的科技论文篇数（篇） + 科技市场年成交额占地区生产总值比重（%） + 高科技产业利润金额（亿元） + 高技术产品销售总额在主营业务收入总额中所占比重（%） + 创新环境 高新技术研发机构数量（家） + 高新技术研发企业数量（家） + 政府对科研技术投入金额（万元） + 产业韧性 产业创新性 产业研发技术人员（万人） + 产业技术改造经费支出（万元） + 产业科技化水平指数（—） + 新产业产品生产总值（万元） - 产业协同性 各产业收入增长占GDP比重（%） + 产业申请专利数量（万个） + 产业部门劳动生产率（%） - 农村产业生产率与城镇产业生产率比值（%） + 产业开放性 产业进口贸易依存度（%） + 产业出口贸易依存度（%） + 产业投资依存度（%） + 产业可持续性 产业投入产出效率（%） + 产业单位产品的资源消耗量（kg/hm2） + 绿色产业GDP（万元） + ]

3. 科技创新综合得分分析

通过分析计算方法的优缺点，发现主成分分析法与线性加权法均能对科技创新发展水平进行系统测算。相较于主成分分析法，线性加权法计算过程精简易懂，且包含所有研究变量指标。因此，本文选用线性加权法测算2011—2020年中国30个省（区市）十年期间的科技创新发展水平（表2）。为更加详细、全面测算中国科技创新发展水平，遂将30个省（区市）依次划分为东部、中部、西部三地区进行衡量。