经济增长的基本因素是劳动、资本、科技进步和制度创新。根据科布-道格拉斯函数,技术是经济增长的内生变量。在我国,高校是科技系统中的重要组成部分,高校科技创新也是经济增长的重要源泉之一。具体而言,高校科技创新作用于产业的优化升级,经济效益的提升。一方面,高校科技创新通过知识、信息、技术资源不断扩散促使生产领域的劳动对象、生产要素、生产工序、生产组织等发生相应的变化,生产领域的各项要素都会进行相应的重新组合,进一步拓宽了生产活动空间。伴随着新技术、新工艺、新产品的产生和应用,加快科技创新扩散的步伐,推动产业创新,进而改变了原有的生产要素,促进技术的更新换代、实现产业的转型升级。另一方面,由于生产要素的不断改善,社会劳动生产率和资源配置的效率得到显著提升,不仅增加了单位要素的产出和资源的附加值,而且改变了经济增长方式。经济增长方式由粗放经营向集约经营转变,实现全要素生产率、劳动生产率以及人力资本贡献率的全面提升。

高校科技创新活动的有效开展离不开经济发展提供的资源保障。此外,经济发展对高校科技创新的深入发展产生了需求拉动的作用,也为高校科技营造了良好的创新环境。首先,高校科技创新需要投入大量的资源要素,尤其是资金的支持。经济的发展则意味着社会财富的增加,为高校开展科技创新活动提供充分的科研经费。经济发展水平直接影响着高校的办学水平和教学质量,进而提升高校科技创新水平,尤其对于新型研究型大学而言,充足的资金对于加强基础学科建设和基础研究的重要性不言而喻。其次,雄厚的区域经济实力能够吸引各类科技人才,进而优化高校的教育师资队伍结构和壮大高校科技人才队伍。再次,经济的发展会拉动人们的物质和精神需求、拓展市场空间,这也激励高校科技人员进行技术革新和发明创造。最后,经济的发展为高校科技创新营造良好的环境。经济的发展能够促进文化的交流、知识的传播,从而增强人们的创新意识、提升社会群体的综合素质为高校的科技创新创造良好的运行环境。

对高校科技创新和经济发展耦合协调研究必须是在二者的综合评价基础上进行。根据其基本内涵和主要成分,遵循科学性、系统性、可比性以及数据的可获得性等原则,在参照肖洒等^[9] 和刘勇等^[10]指标的设计,结合我国近年实际发展情况,构建了高校科技创新与区域经济发展综合评价指标体系(表1)。其中,高校科技创新子系统包括高校科技创新投入、科技创新产出以及科技创新环境3个维度9个具体指标。区域经济发展子系统包括经济规模、经济结构以及经济质量3个维度9个具体指标。

表1 高校科技创新与区域经济发展综合评价指标体系

以2011—2020年我国30个省级地区(不包括西藏、香港、澳门以及台湾地区)为研究对象。其中,数据来源于《高等学校科技统计资料汇编》《中国教育统计年鉴》《中国科技统计年鉴》以及《中国统计年鉴》,以确保数据的权威性和科学性。需要指出的是,R&D经费投入强度由R&D投入经费与GDP的比值、社会劳动生产率由地区生产总值与就业人员总数的比值来表征。

(1)熵值法。熵值法作为一种客观赋权的方法,其主要通过信息熵的计算指标得出权重系数以判断数据的离散程度,进而实现对指标体系综合评价。其具体计算步骤如下:

对于正向指标:

x'_ij=(x_ij-min{x_ij})/(max{x_ij}-min{x_ij}) (1)

对于负向指标:

x'_ij=(max{x_ij}-x_ij)/(max{x_ij}-min{x_ij}) (2)

其中,x_ij(i=1,2; j=1,2,3,…,9)为第i系统的第j个指标。由于指标在经过标准化处理后会出现零值,导致熵值计算时无法取对数。因此,为保障数据的合理性和可使用性,将各项指标标准化后的数值平移0.01个单位。

即x″_ij=x'_ij+0.01 (3)

计算第j指标在子系统i中的比重P_ij,其公式为

计算第j项指标熵值e_j,其公式为

计算第j项指标差异系数g_j,其公式为

g_j=1-e_j (6)

计算第j项指标的权重w_j,其公式为

计算两个子系统2011—2020年各年的综合指数U,其公式为

(2)耦合协调模型。根据耦合协调的基本原理,在借鉴已有研究^[11]的基础上,构建了高校科技创新与经济发展耦合协调度模型对两大子系统交互耦合的协调程度进行测算。

首先,计算两大子系统耦合度C,其公式为

其次,鉴于高校科技创新和经济发展体系具有交错、不平衡等特性,在某些状况下耦合度C难以全面反映出耦合协调的真实水平。因此,引入耦合协调度模型

式中:C、D∈[0,1],C、D的取值越接近于1,则说明两大子系统的耦合水平越高、耦合协调性越好。T为两大子系统综合协调指数,其反映高校科技创新与经济发展整体水平对耦合协调度的贡献。α、β为待定系数,且α+β=1,鉴于高校科技创新与经济社会需要协调发展,故取α=β=0.5。根据实证分析得到的数据并结合已有研究^[12],将耦合协调度划分5个等级,如表2。

表2 耦合协调度等级划分标准

利用熵值法计算出2011—2020年我国30个省级地区高校科技创新与经济发展的综合评价值(图2、图3)。总体而言,我国大部分省市高新科技创新与经济发展呈现出“总体稳定,略有上升”的态势。值得注意的是,2019年底发生的新冠肺炎疫情对我国经济和社会发展造成了较大冲击,2020年各地高校科技创新和经济发展综合评价值出现不同程度的下降。

图2 30个省级地区2011—2020年高校科技创新综合评价值

图3 30个省级地区2011—2020年经济发展综合评价值

在高校科技创新方面,江苏、北京、上海的平均值位居前三位,体现出强劲的高校科技创新能力。除此之外,浙江、山东、湖北等地评价值较高且呈现出良好的增长势头。究其原因,在于区域内丰富的高校科技资源和完善的科技创新体系。比如,北京的“双一流”高校有31所、江苏有16所、上海有15所,远远多于其他地区,一流的高校科技人才和创新团队以及充足的高校科技研发资金为高校科技创新注入源源不断的活力。然而,西部地区的青海、宁夏、新疆等地受区位地理位置的约束以及高校科研基础薄弱等因素的影响,高校科技创新综合评价值始终处于较低层次,与东部沿海发达地区差距十分明显。同时,东北地区的高校科技创新综合评价值出现下降的趋势,而中部地区的山西、河南、江西以及湖南等地呈现出稳步上升的态势。

在区域经济发展方面,北京、上海、江苏、广东以及浙江一直位居全国前列。绝大部分地区呈现出稳中有进的发展势头,这也与经济发展进入新常态所呈现的经济结构不断优化、发展动力由要素和投资驱动转向由创新驱动等阶段性特征相契合。在京津冀协同发展、长江经济带发展、长三角经济圈以及成渝地区双城经济圈建设等区域经济发展战略体系的指引和带动下,我国综合经济实力持续提升。仅有天津、山西、内蒙古、广西、宁夏以及东北地区受粗放型的生产方式以及产业结构升级相对缓慢等因素的影响使得区域经济发展综合评价值略有下降,导致在经济结构转型升级以及高质量发展方面相对落后。从空间布局来看,各地差距较大,尤其是东部沿海地区与西部偏远地区之间的经济发展综合值差距悬殊。此外,中部地区近年来经济发展呈现出逐年稳步增长的趋势,经济发展基本总体向好,处于快速成长阶段和重要战略机遇期。

在高校科技创新与经济发展综合评价值的基础上,运用耦合协调模型。经测算得出,2011—2020年我国30个省级地区两大子系统的耦合协调度,以进一步探讨其耦合协调关系。结果见表3。

总体而言,大部分地区的高校科技创新与经济发展呈现稳步上升并逐渐趋于稳定的态势,但增幅较低。说明我国高校科技创新与经济朝着更加协调的方向发展,但协调发展的速度较为缓慢,绝大部分地区仍有较大的提升空间。其中,中部地区增幅在四大地区最大,由2011年的0.461增长至2020年的0.485。甚至出现下降的现象,比如东北地区。2020年东部地区各项改革发展任务受新冠肺炎的冲击较为严重,2020年耦合协调度略有下降。但除天津和河北外,其他地区2011—2019年耦合协调度均呈现上升趋势; 西部地区受自然和历史因素的影响,其高校科技发展和经济建设方面与东部、中部等地区具有较大差距,但西部地区高校科技与经济协调发展呈现出良好势头,除青海、广西和内蒙古地区,其他地区耦合协调度均有所上升。

利用ArcGIS10.2软件,将2011—2020年高校科技创与经济发展耦合协调度的均值以区域地图的形式更为直观地展示出来(图2)。从空间布局来看,我国高校科技创新与经济发展耦合协调度存在明显的地区差异。整体呈现出“东高西低,南高北低”的不均衡态势,耦合协调度由沿海向内陆地区逐渐递减的空间分层特征。

以各地区2011—2020年的均值为例,北京、江苏、广东、上海地区耦合协调度位居全国前列,其中北京和江苏处于优质协调阶段。北京作为我国首都,是国家科技创新中心,亦是我国科教智力和人才资源最为密集的区域,依靠得天独厚的区位优势、雄厚的经济实力以及优越的科技创新基础等优质条件,其耦合协调度一直位居全国首位。江苏凭借实体经济和产学研双重优势一直致力于建设科技强省并在深入实施创新驱动发展战略的基础上落实高质量发展的各项规划,其耦合度一直紧随北京。广东作为我国经济大省,高校科技综合实力持续增强,其耦合协调度也一直处于良好协调阶段并保持稳步上升的态势。上海是我国经济最发达地区,也是高等教育资源集中地区。近年来,加快推动高校科技创新体系建设,高校科技创新能力不断增强,其耦合协调度保持在良好耦合水平。除此之外,东部地区的福建、海南等地区虽然耦合协调度较低,但近十年一直保持稳步上升的良好态势。中部地区的耦合协调度(除山西外)均保持上升趋势,在中部地区崛起战略实施带动下,科教实力显著增强,中部地区协调发展势头正劲。除山西外,2020年中部地区的耦合协调度均在0.4以上,其高校科技创新与经济协调发展的局面初步形成。东北三省近十年的耦合协调度均值都保持在0.4以上,但是由于东北老工业基地体制性结构性问题日益显现,传统支柱性产业竞争力减弱以及受重化工价值链转型升级和高校科技创新发展相对缓慢等因素的影响,东北地区耦合度呈现逐年下降的趋势。西部地区除了四川、重庆以及陕西实现了初级耦合,其他地区耦合协调度相对较低,受自然环境恶劣和经济基础薄弱等因素影响,其耦合协调度均值在我国四大地区为最低,与东部发达地区差距较大。

表3 30个省级高校科技创新与经济发展耦合协调度(2011—2020年)

高校科技创新与经济发展的耦合协调度受多重因素的影响,为了进一步探索耦合协调度的重要影响因素,本文在前文研究的基础上结合已有学者的研究成果^[13-14],借助SPSS23.0软件进行多元回归分析。其中,将东部、中部、东北以及西部的耦合协调度作为因变量,选取高校科技创新与区域经济发展综合评价指标体系中8个更具有代表性的二级指标标准化后的数值作为自变量。

(1)高校科技创新对耦合协调性的影响。将四大地区的教学与教研人员、科技经费投入、学术论文数量以及专利授权量四个二级指标标准化的数值作为自变量,分别记为X₁、X₂、X₃以及X₄,Y为各地区的耦合协调度,进而建立多元线性回归方程,具体结果见表4和表5。

从表4可以看出,四大地区的教学与科研人员、科技经费投入拟合优度较高。其中,中部地区的拟合优度最高(94.5%)较好的解释了高校科技创新与经济发展的耦合协调度。从回归方程可以看出,在其他变量保持不变的情况下,东部地区每增加一个单位的教学与科研人员,其耦合协调度将提升0.383。中部地区增加一个单位的科技经费投入,其耦合协调度将提升0.386,而增加一个单位的科技经费投入可提升0.62的耦合协调度。因此,对中部地区而言,应该加大对高校科研经费的投入。相应地,西部地区应加大对教学与科研人员的投入以提高其耦合协调度。而东北地区需要同时增加教学与科研、科技经费才能促进高校科技创新与经济的协调发展。

从表5可以看出,东部、中部以及东北地区的高校学术论文数量、专利授权量能较好解释其耦合协调度,其拟合优度分别为83.9%、94.6%、83.1%。而西部地区的拟合优度较低,模型的拟合相对较差,对其耦合协调度的影响较小。此外,对于东北地区而言,学术论文数量对东北地区耦合协调度的提升影响相对较大,专利授权量影响较小。在其他变量不变的前提下,每增加一个单位的学术论文,其耦合协调度将提升0.795。

表4 教学与教研人员、科技经费投入对耦合协调度的回归分析

表5 学术论文数量、专利授权量对耦合协调度的回归分析

(2)经济发展对耦合协调性的影响。同样地,将四大地区的地区生产总值、地区财政收入、第三产业从业人员占就业人员比重以及R&D经费投入强度4个二级指标标准化的数值作为自变量,分别记为X₅、X₆、X₇以及X₈,Y为各地区的耦合协调度,进而建立多元线性回归方程,具体结果见表6和表7。

东部和中部地区的耦合协调度的增长在地区生产总值和地区财政收入的拟合优度较低,模型的拟合效果较差,对耦合协调度的影响相对较小。也就是说,其对于提升高校科技创新与经济协调发展的水平相对有限。相较而言,东北和西部地区的生产总值和财政收入可以解释其耦合协调度的88.8%和82.6%,由此表明,其对促进东北和西部地区的耦合协调度具有显著作用。此外,生产总值每增加一个单位,东北地区的耦合协调度将提升0.792、西部地区的耦合协调度将提升0.749。

由表7可知,中部地区和西部地区第三产业从业人员占就业人员比重和R&D经费投入强度能解释两地区耦合协调度分别为61.7%和54.9%,拟合优度相对较低。此外,东部、中部以及西部地区第三产业从业人员占就业人员比重呈负相关,说明过多劳动人员从事第三产业会导致耦合协调度呈现递减的现象。因此,要合理规划三大产业就业人员的比重,进一步完善就业的结构性矛盾以促进地区的协调发展。整体而言,四大地区的R&D经费投入强度与耦合协调度都达到了显著相关。因此,加大研发经费是促进我国高校科技创新和经济发展的当务之急。

表6 地区生产总值、地区财政收入对耦合协调度的回归分析

表7 第三产业从业人员占就业人员比重、R&D经费投入强度对耦合协调度的回归分析

在对高校科技创新与经济发展互动作用机理进行回顾和梳理的基础上,从高校科技创新的投入、产出、环境以及经济发展的规模、结构、质量6个维度建立了综合评价指标体系,再采用熵值法和耦合协调度模型,对2011—2020年我国30个省级地区耦合协调度时间演变与空间格局特征进行了探讨,并运用多元回归分析的方法对耦合协调度的主要影响因素深入分析。得出如下结论。

第一,在时间上,绝大部分地区高校与经济发展之间的耦合协调度呈逐年缓慢增长的趋势,尤其是中部地区增幅相对最快,说明我国“创新驱动发展”战略以及经济高质量发展已经初见成效。但是,除东部沿海发达地区外,其他地区耦合协调度相对较低,仍有较大提升空间。此外,局部地区受传统产业和高校科技创新水平的影响,其耦合协调度呈现下降态势,比如东北地区,需要围绕着高校科技创新产出、科技成果转化、产业结构以及经济质量等方面针对性提升。

第二,在空间上,东部沿海地区与中西部地区差距明显,整体呈现出“东高西低、南高北低”的空间布局。北京、江苏已经达到优质协调的高水平阶段,上海、浙江、广东以及山东地区也处于良好协调阶段。就中部六省而言,山西和江西两地耦合协调度相对较低。在西部地区,除四川、重庆和陕西外,其他地区均处于濒临失调的阶段,宁夏、青海等地甚至处于严重失调的阶段。此外,环渤海地区、长三角地区以及珠三角地区的耦合协调程度明显优于其他地区,反映出区域间的差距亟待进一步缩小。

第三,通过对高校科技创新和经济发展的耦合协调度进行多元回归分析,其结果表明,东部地区对地区财政收入和R&D经费投入强度的依赖性较大; 科研经费对中部地区的耦合协调度影响较大; 学术论文数量、地区生产总值以及第三产业从业人员占就业人员比重对东北地区的耦合协调度具有较强影响; 而对西部地区而言,地区生产总值和研发经费对其耦合协调性具有显著影响。因此,推动我国高校科技创新与经济协调发展需要加大对高校科技经费的扶持,做好持续优化经济结构、力促经济转型升级,加强对中西部以及东北地区的科技创新发展的资源扶持力度、推动区域协调发展以实现经济高质量发展。

首先,加大高校科技研发资源的投入力度,为高校科技创新营造良好的发展环境。一是在针对性地增加科研经费和科研项目的同时,建立多方位、多元化的高校科技创新活动融资机制,扩展科技创新的融资渠道。同时,各地应结合自身情况,建立相应的高校科技创新资金管理制度,对科技项目资金进行有效的监督管理以提升资金的使用效率。二是着力培养高校科研人才,尤其是中西部和东北地区要依托国家政策和地区特点不断完善高校科技人才引进机制、建立行之有效的人才培养模式以及高校科技人才流动机制,激发高校科技创新活力^[15]。三是加强高校科技基础设施建设,充分发挥重点实验室基础和应用研究作用、通信网络基础设施建设、积极搭建高校科技成果转化平台建设以进一步提升高校科技创新产出效益。

其次,促进经济结构的持续优化升级为经济的高质量发展增添动力。一方面,要加快经济发展方式,要持续深化供给侧结构性改革。加快发展现代产业体系、促进传统产业的转型升级、大力支持第三产业发展,特别是高技术制造业和科技服务业的发展,提升全要素生产率^[16]。另一方面,将生产与消费紧密结合起来,推动经济发展向内需主导转变,进一步完善内需体系以释放经济动力,比如西部地区依靠独特的旅游资源和地方文化底蕴促进旅游业的发展以激发市场需求。除此之外,继续加强社会领域的投资,增加惠民生补短板项目,尤其是中西部偏远地区的教育、医疗服务、公共卫生以及基础设施建设等问题,实现经济社会的高质量发展。

最后,构建多层次、多主体、跨区域内外联动发展机制为高校科技创新与经济发展协调发展凝聚力量。囿于各个地区耦合协调度空间分布的不平衡性和经济社会发展的局限性,亟需缩小地区间差距以提升整体耦合度。一是做好高校科技创新与区域经济发展的协调工作,例如北京和上海地区着力促进高校科技创新发展,而江苏、广东等应大力优化经济结构,促进经济的高质量发展,以推进区域内高校科技创新与经济社会的协调发展。二是鼓励地方政府与企业机构以及高校院校三方共建研发机构,进而形成产学研深度融合的创新体系,发挥三方主体各自优势实现跨领域的科技创新合作^[17]。三是促进各个地区经济要素和高校科技创新资源的合理流动,促进东部沿海地区的资金、技术、人才等要素积极向中西部地区传递,增强区域协调发展的辐射效应和带动作用。