陳妤凡，王開泳

(1 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所/中國科學(xué)院區(qū)域可持續(xù)發(fā)展分析與模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100101；2 中國科學(xué)院大學(xué)， 北京 100049) (2017年5月31日收稿； 2017年10月24日收修改稿)

經(jīng)濟(jì)全球化現(xiàn)已成為世界經(jīng)濟(jì)的重要特征和發(fā)展趨勢，隨著市場化力量的不斷加強(qiáng)，中國比較優(yōu)勢相似的地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)同構(gòu)現(xiàn)象愈發(fā)突出，一批光電信息產(chǎn)業(yè)、高新技術(shù)服務(wù)業(yè)等新興產(chǎn)業(yè)異軍突起，一些重工等傳統(tǒng)行業(yè)正面臨困難局面。創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)、保持經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的重要?jiǎng)恿Α｜h的十八大提出實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的重大任務(wù)，開發(fā)區(qū)作為地方發(fā)展穩(wěn)增長調(diào)結(jié)構(gòu)惠民生的生力軍，更應(yīng)當(dāng)確定新的發(fā)展思路、功能定位和創(chuàng)新模式以適應(yīng)新形勢的需要，逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、加強(qiáng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略的落實(shí)。

國內(nèi)外早有涉及區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)發(fā)展和創(chuàng)新能力評價(jià)的研究。美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家Schumpeter[1]首先提出“創(chuàng)新理念”，Cooke和Morgan[2]則率先提出區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的概念，認(rèn)為創(chuàng)新系統(tǒng)是由一些分工明確、相互關(guān)聯(lián)的企業(yè)、高等院校和科研機(jī)構(gòu)構(gòu)成。國內(nèi)學(xué)者黃魯成[3]在此基礎(chǔ)上提出創(chuàng)新系統(tǒng)是在一定的經(jīng)濟(jì)區(qū)域內(nèi)，由創(chuàng)新主體要素、創(chuàng)新物質(zhì)條件等各要素協(xié)調(diào)構(gòu)成的區(qū)域政策制度網(wǎng)絡(luò)。針對區(qū)域創(chuàng)新能力的評價(jià)可以追溯到美國學(xué)者Rodgers和Larson[4]，他們采用定性研究法對美國硅谷進(jìn)行評價(jià)研究，提出凝聚經(jīng)濟(jì)效益，開啟科技園區(qū)的創(chuàng)新能力評價(jià)的先河。此后，2004年美國競爭力委員會(huì)構(gòu)建創(chuàng)新評價(jià)指標(biāo)體系，它主要包括創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施、創(chuàng)新投入要素、創(chuàng)新執(zhí)行要素、國家創(chuàng)新產(chǎn)出等7項(xiàng)指標(biāo)；吳友軍等[5]針對高新區(qū)的個(gè)體將創(chuàng)新能力由上到下劃分為企業(yè)個(gè)體、產(chǎn)業(yè)集群、園區(qū)、上級(jí)政府4個(gè)層次定量評價(jià)東湖高新區(qū)的科技創(chuàng)新水平；曹俊文和徐莉[6]從技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)、資源投入等角度綜合構(gòu)建高新區(qū)評價(jià)指標(biāo)體系；姜霞[7-8]從高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值等多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)研究開發(fā)區(qū)科技創(chuàng)新能力。

在產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型方面，國外的研究多偏重于理論層面的研究，其研究認(rèn)為產(chǎn)業(yè)升級(jí)是產(chǎn)業(yè)由低技術(shù)水平、低附加價(jià)值狀態(tài)向高技術(shù)、高附加價(jià)值狀態(tài)演變的過程[9-11]。國內(nèi)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的研究起步較晚，早期的研究者認(rèn)為中國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)走向合理化和高度化的過程，意味著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)、技術(shù)和資本密集程度的提高[12-14]。而針對產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級(jí)和創(chuàng)新的交互關(guān)系研究，任少林和張耀輝[15]認(rèn)為產(chǎn)業(yè)升級(jí)過程實(shí)質(zhì)上是產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)替代的過程，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新是產(chǎn)業(yè)升級(jí)的主要方面；劉朝明和任來玲[16]認(rèn)為通過產(chǎn)品、服務(wù)、信息技術(shù)的創(chuàng)新可以改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)惡性循環(huán)的變化趨勢；王鵬和趙捷[17]利用2002—2008年的面板數(shù)據(jù)研究得到區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與創(chuàng)新機(jī)制之間存在密切聯(lián)系；江洪[18]通過研究自主創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)之間的邏輯關(guān)系，挖掘自主創(chuàng)新對產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)的影響因素和作用機(jī)制；葛秋萍和李梅[19]提到創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)的互為作用機(jī)制，認(rèn)為應(yīng)當(dāng)將產(chǎn)業(yè)政策落實(shí)到創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)型方向。

綜上所述，在國內(nèi)外的研究成果中，多是對區(qū)域創(chuàng)新能力和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的一般發(fā)展規(guī)律和影響因素進(jìn)行理論實(shí)證研究和總結(jié)分析，而開發(fā)區(qū)作為新興產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)力度最強(qiáng)、創(chuàng)新發(fā)展環(huán)境最好的地方載體，目前的研究重點(diǎn)仍多偏向于經(jīng)濟(jì)能力、創(chuàng)新能力、產(chǎn)業(yè)實(shí)力的單一評價(jià)為主，鮮有將其產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與優(yōu)化升級(jí)放在一起系統(tǒng)性分析二者內(nèi)在的交互作用機(jī)制。因此，本文立足于開發(fā)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)的耦合視角，挖掘其內(nèi)在關(guān)聯(lián)作用機(jī)制和二者協(xié)同發(fā)展的協(xié)調(diào)度，探索二者的競爭互助關(guān)系，對推進(jìn)開發(fā)區(qū)改革創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型升級(jí)有一定的借鑒意義。

1 開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)耦合機(jī)制

系統(tǒng)耦合起初是一個(gè)物理學(xué)中的概念，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的系統(tǒng)或運(yùn)動(dòng)方式之間通過各種相互作用，而彼此影響的現(xiàn)象[20]。如今被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、地理、生物等多個(gè)研究領(lǐng)域中。具體可以表述為兩個(gè)具有靜態(tài)相似性和動(dòng)態(tài)互動(dòng)性的相近相通又相差相異的系統(tǒng)，通過引導(dǎo)、強(qiáng)化，促進(jìn)二者良性的、正向的相互作用，相互影響，激發(fā)二者內(nèi)在潛能，從而實(shí)現(xiàn)二者優(yōu)勢互補(bǔ)和共同提升。

近幾年，國家不斷頒布實(shí)現(xiàn)開發(fā)區(qū)轉(zhuǎn)型升級(jí)、加強(qiáng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展的積極性、重視產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力等的綱領(lǐng)性文件。隨著開發(fā)區(qū)綜合發(fā)展水平的不斷提高，開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)兩大系統(tǒng)正在相互作用和相互影響。在此，定義產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)是在創(chuàng)新機(jī)制體制安排下，以生產(chǎn)企業(yè)、研發(fā)機(jī)構(gòu)、高等院校等為創(chuàng)新主體，以促進(jìn)區(qū)域產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新為目的，以創(chuàng)新資本流動(dòng)和創(chuàng)新成果輸出提升經(jīng)濟(jì)效益增長的一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)是以穩(wěn)步提升經(jīng)濟(jì)效益為主要目的，以技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、空間治理為主要手段，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)走向合理化、高度化、綠色化的動(dòng)態(tài)可持續(xù)系統(tǒng)。兩大系統(tǒng)間的耦合作用機(jī)制具體如圖1所示，其中，耦合關(guān)聯(lián)度是指產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)二者在共同發(fā)展過程中的相關(guān)程度及其相互作用強(qiáng)度，而耦合協(xié)調(diào)度則是反映將兩大系統(tǒng)重新置于“產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新—升級(jí)”這一大系統(tǒng)后，二者在這一大產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)中的發(fā)展演化狀態(tài)、發(fā)展水平離散差異程度及其對大系統(tǒng)的有序貢獻(xiàn)大小。

圖1 開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)耦合機(jī)制Fig.1 Industrial system coupling mechanism in development zone

在具體的耦合過程中，對于產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)而言，創(chuàng)新生產(chǎn)要素的投入會(huì)帶來新的創(chuàng)新產(chǎn)出效益和結(jié)構(gòu)調(diào)整，例如高新技術(shù)的滲透和新資本的風(fēng)險(xiǎn)投資能夠使得企業(yè)輸出更多的創(chuàng)新知識(shí)成果和獲取更高的利潤收入。創(chuàng)新活動(dòng)會(huì)在各個(gè)產(chǎn)業(yè)中持續(xù)進(jìn)行，帶來規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)創(chuàng)新行為，傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)逐步淘汰，形成若干個(gè)由創(chuàng)新主體構(gòu)成的新興產(chǎn)業(yè)，后發(fā)展為新的產(chǎn)業(yè)集群從而完成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級(jí)。對于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)而言，各項(xiàng)資源在各產(chǎn)業(yè)中合理配置，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由低級(jí)狀態(tài)逐步演化為高級(jí)狀態(tài)，這意味著新的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)會(huì)為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新提供原動(dòng)力和基礎(chǔ)條件，新的生產(chǎn)環(huán)境會(huì)對新知識(shí)和新技術(shù)產(chǎn)生更高的需求，而循環(huán)經(jīng)濟(jì)的提出以及新市場的形成會(huì)有更多創(chuàng)新生產(chǎn)要素需要投入，新的供需關(guān)系將不斷促進(jìn)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的提升。通過以上兩大系統(tǒng)的相互耦合作用，將提升產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出效益和開發(fā)區(qū)產(chǎn)出強(qiáng)度，強(qiáng)化開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)綜合競爭實(shí)力，推動(dòng)開發(fā)區(qū)順利完成產(chǎn)業(yè)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文研究2003—2015年東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，基礎(chǔ)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于湖北省統(tǒng)計(jì)年鑒、武漢市統(tǒng)計(jì)年鑒、武漢年鑒(開發(fā)區(qū)建設(shè)篇章)、武漢城市圈年鑒及武漢市國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)等。另外，部分高新區(qū)數(shù)據(jù)來源于中國高技術(shù)產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒和東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)政務(wù)網(wǎng)(http:∥zt.wehdz.gov.cn/structure/zt.htm)；相關(guān)環(huán)保數(shù)據(jù)來源于武漢市環(huán)保局網(wǎng)站(http:∥www.whepb.gov.cn)。

本文獲取基礎(chǔ)原始數(shù)據(jù)后，根據(jù)各指標(biāo)的定義要求，進(jìn)一步計(jì)算處理得到2003—2015年的指標(biāo)數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 綜合指標(biāo)評價(jià)法

1) 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

根據(jù)上文提到的系統(tǒng)耦合機(jī)制，本文從開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)兩個(gè)子系統(tǒng)出發(fā)，建立開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)綜合系統(tǒng)(表1)，綜合評價(jià)各系統(tǒng)的發(fā)展水平，從而分析兩個(gè)系統(tǒng)之間的耦合關(guān)系。

表1 開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與優(yōu)化升級(jí)耦合評價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Index system for evaluation of coupling betweenindustry innovation and industry structureoptimization and upgrading in development zone

開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新能力與多個(gè)因素相關(guān)，本文以方創(chuàng)琳等[21]提出的創(chuàng)新型城市綜合評估理想指標(biāo)體系為基礎(chǔ)，根據(jù)開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)定義，從創(chuàng)新要素投入與平臺(tái)建設(shè)、創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化與經(jīng)濟(jì)效益和創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與人員構(gòu)成3方面篩選11個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，定量化開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平。

傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化多是理解為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化的過程，而循環(huán)經(jīng)濟(jì)在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時(shí)對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提出了新的要求。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的高度化依賴于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化又取決于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)是否可持續(xù)[22-25]。故本文從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色化3大層面著手，選取12個(gè)評價(jià)指標(biāo)，綜合判別開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)水平。

2) 指標(biāo)權(quán)重確定

熵值法賦權(quán)較為客觀，通過計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的信息熵，根據(jù)其變化程度對系統(tǒng)的影響來計(jì)算確定指標(biāo)的權(quán)重值，其中，指標(biāo)的相對變化程度越大，其賦予的權(quán)重值越大，具體計(jì)算方法如下：

①數(shù)據(jù)無量綱化處理

本文標(biāo)準(zhǔn)化采用Max-Min法，具體方法如下：

②測算第i年份指標(biāo)值在第j項(xiàng)指標(biāo)下的比重Pij

③分別測算信息熵值e以及信息效用值d：

dj=1-ej.

(5)

式中：k為常數(shù)，k=1/lnm；ej為指標(biāo)信息熵值；dj為信息效用值。

④計(jì)算評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

2.2.2 耦合度評價(jià)模型

本文在設(shè)計(jì)開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)這兩個(gè)子系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，為了更深入地體現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)，參考容量耦合系統(tǒng)模型和已有的區(qū)域發(fā)展耦合模型[26-28]，建立“開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新-升級(jí)”綜合系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)度模型，分別分析兩個(gè)子系統(tǒng)在靜態(tài)耦合中的耦合關(guān)聯(lián)度和動(dòng)態(tài)耦合中的耦合協(xié)調(diào)度。

1) 靜態(tài)耦合下系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度測算

靜態(tài)耦合下系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度能夠反映大系統(tǒng)內(nèi)部兩個(gè)子系統(tǒng)之間的耦合情況，假設(shè)uij為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)中的自變量，第i項(xiàng)指標(biāo)的第j項(xiàng)變量參數(shù)值為xij；vij為產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)中的自變量，第i項(xiàng)指標(biāo)的第j項(xiàng)變量參數(shù)值為yij；λij、ωij分別為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)中各評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值；αij、βij為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)中各指標(biāo)變量的上下限值；δij、ξij為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)中各指標(biāo)變量的上下限值，得到產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)中各層級(jí)和各指標(biāo)變量的貢獻(xiàn)值：

uij=(xij-βij)/(αij-βij)，

(7)

vij=(yij-ξij)/(δij-ξij)，

(8)

本文產(chǎn)業(yè)耦合系統(tǒng)僅含一個(gè)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新子系統(tǒng)和一個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)子系統(tǒng)，參考容量耦合系統(tǒng)模型，取n值為2，定義系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度C如下

2) 動(dòng)態(tài)耦合下系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度測算

本文為避免出現(xiàn)兩個(gè)子系統(tǒng)均處在一個(gè)較低的發(fā)展水平，但由于相互關(guān)聯(lián)程度很高而呈現(xiàn)高度協(xié)調(diào)狀態(tài)的不符合實(shí)際發(fā)展走向的偽協(xié)調(diào)問題，引入動(dòng)態(tài)耦合協(xié)調(diào)模型，將開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)的交互關(guān)系整合為一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)來衡量二者在大系統(tǒng)中發(fā)展水平的差異性。

本文利用產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)的發(fā)展離差系數(shù)θ來衡量兩個(gè)系統(tǒng)在發(fā)展過程中的協(xié)調(diào)程度，θ值越小，表示兩個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展越協(xié)調(diào)，離差系數(shù)θ的計(jì)算公式如下：

θ=2S×[f(x)+g(y)]-1.

(14)

根據(jù)上述規(guī)則，當(dāng)f(x)=g(y) 時(shí)，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)發(fā)展處于同一水平。

為更直觀地反映兩個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)程度，將離差系數(shù)開方后得到系統(tǒng)動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)度σ如下：

σ=2{f(x)g(y)×[f(x)+g(y)]-1×

[f(x)+g(y)]-1}1/2.

(15)

此外，本文為有效避免以上模型出現(xiàn)偽協(xié)調(diào)發(fā)展的問題引入系統(tǒng)發(fā)展綜合指數(shù)P對動(dòng)態(tài)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度D進(jìn)行修正。

D=(σ×P)?，

(16)

P=af(x)+bg(y).

(17)

式中，?、a、b均為模型參數(shù)，在本文中均取0.5。

3 東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)耦合實(shí)證研究

3.1 東湖高新區(qū)發(fā)展概況

東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)(下稱東湖高新區(qū))位于湖北省武漢市，正式成立于1988年，1991年被國務(wù)院批準(zhǔn)為首批國家級(jí)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)。作為武漢市重點(diǎn)建設(shè)區(qū)域，東湖高新區(qū)在政府支持下快速發(fā)展，實(shí)力連年遞增，企業(yè)總收入以年均30%的速度增長，高新區(qū)企業(yè)總收入已達(dá)到6 517億元，經(jīng)濟(jì)總量連續(xù)3年翻倍，綜合排名上升至全國第3位。同時(shí)，東湖高新區(qū)重視自主創(chuàng)新體系建設(shè)，聚集幾十所高校和科研院所，是中國第二大智力密集區(qū)域，孵化器總面積達(dá)300萬m2，構(gòu)建了由產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、孵化器、技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)組成的多層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺(tái)，其技術(shù)創(chuàng)新能力在全國繼北京后排名第2位。當(dāng)前，區(qū)域已經(jīng)形成初步的光電子信息產(chǎn)業(yè)為主，節(jié)能環(huán)保、高端裝備制造、現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為輔的“131”產(chǎn)業(yè)格局分布。隨著產(chǎn)業(yè)不斷集聚和發(fā)展，東湖高新區(qū)已形成多個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)園區(qū)，“一城五園”的園區(qū)結(jié)構(gòu)逐漸成型。

3.2 東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)耦合評價(jià)

3.2.1 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)耦合度測算

根據(jù)上文提到的評價(jià)方法，利用熵值法計(jì)算產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值以及產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)評價(jià)指標(biāo)的權(quán)重值，運(yùn)算結(jié)果如表2所示。

表2 系統(tǒng)指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果Table 2 Weights of system indexes

以2010年數(shù)據(jù)為例，通過式(7)與式(9)，可以計(jì)算得到東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)二級(jí)準(zhǔn)則層的綜合貢獻(xiàn)值，其中創(chuàng)新要素投入與平臺(tái)建設(shè)U1=0.319 0，創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化與經(jīng)濟(jì)效益U2=0.349 6，創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與人員構(gòu)成U3=0.697 0；而利用式(8)與式(10)，可以計(jì)算得到東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)二級(jí)準(zhǔn)則層的綜合貢獻(xiàn)值，其中產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化V1=0.464 2，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高度化V2=0.655 6，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)綠色化V3=0.616 6。后利用式(11)與式(12)，可以得到產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)對耦合系統(tǒng)的貢獻(xiàn)度U=0.398 5，而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)對耦合系統(tǒng)的貢獻(xiàn)度V=0.585 4。再利用式(13)，可以計(jì)算得到2010年東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)的耦合關(guān)聯(lián)度C=0.490 9。

最后，利用式(15)、式(16)與式(17)，計(jì)算得到2010年東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)耦合協(xié)調(diào)度。其中，Va=f(x)=0.398，Vb=g(y)=0.585 4，協(xié)調(diào)度σ=0.981 8，系統(tǒng)發(fā)展綜合指數(shù)P=0.492 0，最終計(jì)算得到耦合協(xié)調(diào)度D=0.695 0。

根據(jù)上述計(jì)算過程，同理可以得到東湖高新區(qū)2003—2015年各年份的耦合關(guān)聯(lián)度和耦合協(xié)調(diào)度，其具體數(shù)值如表3所示。

由表3可以發(fā)現(xiàn)，2003—2015年東湖高新區(qū)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度和耦合協(xié)調(diào)度均呈現(xiàn)基本上升趨勢，但系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度的上升變化更為突出，變化幅度更大。其中，系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度于2003—2006年期間自0.314 3起穩(wěn)步上升，2007年回落至0.469 6，而后至2010年一直在0.46～0.49間上下波動(dòng)，直至2011年起逐步逼近0.50，而系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度從2003年的0.253 0快速上升至2015年的0.925 9，從一個(gè)較低的系統(tǒng)協(xié)調(diào)程度快速變化至一個(gè)較高的系統(tǒng)協(xié)調(diào)程度，基本保持每年0.08左右的上升幅度，后期變緩。

表3 東湖高新區(qū)2003—2015年產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)耦合度分析結(jié)果Table 3 Coupling analysis of industrial innovation andindustrial optimization and upgrading in East LakeHigh-tech Zone from 2003 to 2015

3.2.2 產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)耦合結(jié)果分析

本文根據(jù)實(shí)際數(shù)值分布，將產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度和耦合協(xié)調(diào)度由0至1均分為若干個(gè)級(jí)別，如表4、表5所示。

表4 系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Standards of coupling correlation degrees

表5 系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 5 Standards of coupling coordination degrees

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，結(jié)合東湖高新區(qū)2000年以來的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)政策落實(shí)情況，可以發(fā)現(xiàn)，東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)的耦合協(xié)調(diào)發(fā)展變化，與該階段國家調(diào)整園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)且大力鼓勵(lì)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)戰(zhàn)略密切相關(guān)。

根據(jù)系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度標(biāo)準(zhǔn)，自2003年東湖高新區(qū)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)兩個(gè)系統(tǒng)從低度關(guān)聯(lián)的階段跨入中度關(guān)聯(lián)階段后，至2015年均位于中度關(guān)聯(lián)區(qū)間內(nèi)，整體趨勢處于一個(gè)比較穩(wěn)定的狀態(tài)，以較為緩慢的速度小范圍提升。其中，2006年系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度同比上升11.76%，這年是東湖高新區(qū)完成“十五”規(guī)劃工作任務(wù)后良好的開局之年，經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，尤其重視科技創(chuàng)新實(shí)踐能力，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)成為主要發(fā)展動(dòng)力。2007—2010年間該值在0.46～0.49區(qū)間上下波動(dòng)，這期間東湖高新區(qū)在保持經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的同時(shí)遇到金融危機(jī)，高新區(qū)內(nèi)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)受到一定影響，但仍堅(jiān)持以實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)基地為目標(biāo)穩(wěn)步提升其技術(shù)創(chuàng)新能力，因此盡管二者的關(guān)聯(lián)度有所浮動(dòng)仍呈緩慢上升趨勢。2011年作為東湖高新區(qū)“十二五”的開局之年，其全面推進(jìn)國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)，大力推動(dòng)機(jī)制體制創(chuàng)新以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)健持續(xù)快速的發(fā)展，也使得系統(tǒng)關(guān)聯(lián)度進(jìn)一步提高，數(shù)值逼近0.5。

從系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)度來看，東湖高新區(qū)是從一個(gè)高度失衡的狀態(tài)逐步發(fā)展進(jìn)步為一個(gè)高度協(xié)調(diào)的階段，協(xié)調(diào)程度穩(wěn)步上升，系統(tǒng)朝著一個(gè)協(xié)調(diào)有序的方向發(fā)展。其中，2003—2007年耦合協(xié)調(diào)度在0.2～0.4區(qū)間內(nèi)變化，系統(tǒng)處于一個(gè)失衡狀態(tài)，尤其是前期嚴(yán)重失調(diào)，說明自2001年被國家批為光電子產(chǎn)業(yè)基地后，東湖高新區(qū)開始加大創(chuàng)新投入，積極推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)，其經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，而隨之帶來的也是產(chǎn)業(yè)園區(qū)初期適應(yīng)階段的失衡與不斷磨合，產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)在發(fā)展中通過耦合作用相互促進(jìn)。2008—2010年系統(tǒng)從失衡狀態(tài)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)檩p度協(xié)調(diào)狀態(tài)，此時(shí)已經(jīng)處于“十一五”規(guī)劃的中后期，2009年東湖高新區(qū)更是成為國務(wù)院特批的3個(gè)國家級(jí)創(chuàng)新示范區(qū)之一，各項(xiàng)規(guī)劃和國家政策在構(gòu)建區(qū)域創(chuàng)新體系、打造企業(yè)創(chuàng)新環(huán)境、扶持高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面，為高新區(qū)產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展定位指明了方向，兩個(gè)系統(tǒng)也因此均開始獲得良性發(fā)展的機(jī)會(huì)，進(jìn)入磨合階段，達(dá)到良性競爭和發(fā)展的程度。2011年以后系統(tǒng)優(yōu)化為高度協(xié)調(diào)的狀態(tài)，這年作為東湖國家自主創(chuàng)新示范區(qū)建設(shè)的突破之年，一系列戰(zhàn)略規(guī)劃的實(shí)施安排進(jìn)一步加速了東湖高新區(qū)創(chuàng)新資源的投入，提高了其研究開發(fā)和創(chuàng)新制造的能力，從而提升其創(chuàng)新產(chǎn)出效益，促進(jìn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)集群的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)改善和自我提升，使產(chǎn)業(yè)在內(nèi)部各系統(tǒng)間相互協(xié)調(diào)和耦合的基礎(chǔ)上保持長期動(dòng)態(tài)的發(fā)展能力，使得園區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高效化。

3.3 東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與優(yōu)化升級(jí)建議與對策

根據(jù)上文計(jì)算結(jié)果，可以進(jìn)一步得到東湖高新區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)水平的變化趨勢及其與產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)耦合度變化的相互作用關(guān)系如圖2所示。

圖2 產(chǎn)業(yè)子系統(tǒng)貢獻(xiàn)程度變化趨勢Fig.2 Trends of contributions of industry sub-systems

東湖高新區(qū)的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平自2003年起正在逐步上升，尤其是2012年其被評為國家級(jí)文化和科技融合示范基地后，2013年的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平提升近20%，說明創(chuàng)新要素對園區(qū)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的發(fā)展貢獻(xiàn)程度不斷增加，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)成為園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿褪侄?。因此，東湖高新區(qū)若想真正打造成為“有全球影響力的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中心”[29]，其必須繼續(xù)堅(jiān)持走創(chuàng)新引領(lǐng)的園區(qū)發(fā)展道路，優(yōu)化園區(qū)內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，加強(qiáng)對“技術(shù)、人才、資金、產(chǎn)品”等創(chuàng)新要素的投入力度，加快并強(qiáng)化高等院校、科研院所等創(chuàng)新領(lǐng)域平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)科技創(chuàng)新資源在不同企業(yè)和行業(yè)中的流動(dòng)和傳播。

而東湖高新區(qū)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)水平的變化趨勢與系統(tǒng)耦合度的變化趨勢更為相似，整體呈現(xiàn)上升趨勢，但在2012—2015年期間有所波動(dòng)。說明產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)水平對園區(qū)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展貢獻(xiàn)影響更為突出，尤其是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)合理化和高度化的水平變化會(huì)直接影響園區(qū)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形勢和利潤產(chǎn)出效益，受到其他如市場、外貿(mào)等要素的影響，會(huì)弱化創(chuàng)新水平對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響力度。因此，東湖高新區(qū)在依賴創(chuàng)新發(fā)展水平構(gòu)建“131”創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)體系的同時(shí)，需要進(jìn)一步推進(jìn)不同產(chǎn)業(yè)之間的相互融合，促進(jìn)資源的優(yōu)化配置和資源重組，引入產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)的配套企業(yè)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，構(gòu)建具有光谷特色的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈[30-31]。

4 結(jié)果與討論

本文通過分析開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)的耦合關(guān)系，建立開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)耦合模型進(jìn)行綜合評價(jià)，選取東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)進(jìn)行實(shí)證分析，測算其2003—2015年產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)過程中的耦合關(guān)聯(lián)度和耦合協(xié)調(diào)度，并提出其產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新及優(yōu)化升級(jí)的建議與對策。研究結(jié)果表明：1)開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)之間存在耦合關(guān)系，創(chuàng)新能力提升會(huì)帶動(dòng)規(guī)?；膱@區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新行為，形成新的產(chǎn)業(yè)集群以完成產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)，同時(shí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)帶來的新供需關(guān)系意味著需要投入和創(chuàng)造更多的創(chuàng)新生產(chǎn)要素，從而提升園區(qū)創(chuàng)新綜合能力；2)東湖高新區(qū)2003—2015年的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)之間的系統(tǒng)耦合關(guān)聯(lián)度和耦合協(xié)調(diào)度均呈上升趨勢，當(dāng)前耦合度處于中等水平，未來仍有較大提升空間，而協(xié)調(diào)度變化幅度更為明顯，正在逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)改善優(yōu)化和自我提升，兩個(gè)量化值的動(dòng)態(tài)變化過程與政策落實(shí)息息相關(guān)；3)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平對園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)度不斷增加，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)水平對園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響更為突出，為提升園區(qū)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，實(shí)現(xiàn)園區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，必須堅(jiān)持走創(chuàng)新引領(lǐng)的發(fā)展道路，優(yōu)化園區(qū)內(nèi)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境，進(jìn)一步推動(dòng)不同產(chǎn)業(yè)相互融合，促進(jìn)資源優(yōu)化配置和資源重組，構(gòu)建具有光谷特色的“131”創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

本研究的不足之處在于當(dāng)前僅考慮開發(fā)區(qū)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新系統(tǒng)與產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)系統(tǒng)的要素之間的耦合關(guān)系，未能考慮其在組織結(jié)構(gòu)和制度安排上的耦合關(guān)系，其作用機(jī)制的研究還有待進(jìn)一步的探討和深化，另外，在構(gòu)建綜合評價(jià)指標(biāo)體系時(shí)受到數(shù)據(jù)獲取的影響，考慮的角度還不夠全面，為了能夠綜合應(yīng)用到不同地區(qū)、不同類型的開發(fā)區(qū)中，評價(jià)指標(biāo)體系和耦合度模型的設(shè)計(jì)還有待完善和提高。