科技创新与碳排放效率耦合协调及空间演化——以闽东北、闽西南协同发展区为例.pdf
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1、第 卷第 期 年 月新余学院学报 ,科技创新与碳排放效率耦合协调及空间演化 以闽东北、闽西南协同发展区为例 林淑伟,关松立(莆田学院 土木工程学院;管理学院,福建莆田 櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆)摘要:通过对科技创新和碳排放效率互动机理分析,构建科技创新和碳排放效率协同发展指标体系,运用耦合协调模型,测算 年闽东北、闽西南协同发展区科技创新和碳排放效率的耦合关系和耦合协调度,并对两大协同发展区的空间演化进行分析。研究发现:从耦合关系上看,两大协同发展区科技创新和碳排放效率水平基本呈上升趋势,二者相互影响、相互作用;两大系统的耦
2、合关系可以分为五个阶段,二者相互交替上升,共同带动经济发展;两大系统的耦合协调度可以分为六个阶段,虽然中间有部分年份呈拮抗关系,但总体而言呈协调发展趋势;两大协同发展区应从空间上完善创新链条,走科技创新和区域产业协同的发展道路。研究结果表明,两大协同发展区应当立足新发展阶段,以经济社会全面绿色转型为引领,正确处理好发展和减排的关系,坚定不移走生态优先、绿色低碳的高质量发展道路。关键词:科技创新;碳排放效率;闽东北协同发展区;闽西南协同发展区中图分类号:;文献标识码:文章编号:()櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆 收稿日期:基金项目:
3、福建省教育厅中青年教师教育科研项目(科技类)“福建省区域碳排放效率及其影响因素的空间计量研究”();福建省教育厅中青年教师教育科研项目(社科类)“基于产业结构视角的福建碳中和实现路径及环境政策经济效应研究”();福建省科技厅创新战略研究计划项目“福建两大协同发展区山海协作科技创新 飞地 新机制研究”()。作者简介:林淑伟(),女,福建莆田人,讲师,博士,主要从事产业经济、城乡规划研究。长期以来,粗放型的经济增长方式逐渐失去了后续的发展空间,为实现科技创新和经济的高质量发展目标,福建省委十届六次全会明确提出两大协同发展区建设,其中,闽东北协同区包括福州、莆田、南平、宁德、平潭,闽西南协同区包括厦
4、门、漳州、泉州、三明、龙岩。两大协同发展区的建设是实现“双轮驱动、南北互动、协调推进、统筹发展”的福建方案,念好“山海经”的新思路。科技创新能有效提升碳排放的效率,并进一步提高环境保护的能力,而环境质量的提高又能反作用于经济的发展和科技创新能力的提升,二者相辅相成,相互促进。科技创新和提升碳排放效率二者的动态互动和协调发展,是企业转型升级和实现碳中和的关键因素之一。根据 年 福建统计年鉴 数据统计显示,福建工业总产值占全省地区生产总值的 ,工业生产在经济发展中承担着主要角色,但同时工业生产也是主要的碳排放源头之一。而减少碳排放总量、提高碳排放效率的关键是科技创新,因此,在“双碳”战略背景下,研
5、究科技创新和碳排放效率耦合协调,及其在闽东北、闽西南两大协同发展区的空间演化问题,具有重要的理论和实践意义。一、文献综述国内外学者主要从以下几个方面来研究科技创新和碳排放效率的关系问题:一是对科技创新、碳排第 期林淑伟,关松立:科技创新与碳排放效率耦合协调及空间演化 以闽东北、闽西南协同发展区为例 放与经济增长的关系研究。孙景兵等 以中国 个省份为研究样本,分析科技创新对碳排放效率的影响,研究经济增长与碳减排协调发展的机制;王保乾等 考察了科技创新对二氧化碳减排的成果和效益,对科技创新促进碳减排系统效率进行评价并分析其影响因素;牛宝春等 基于中国 个省份的面板数据,通过基准模型估计、异质性分析
6、以及空间面板模型的估计,系统考察了科技创新对低碳经济的影响。二是科技创新、碳排放与产业结构的关系研究。刘志华等 从全国和东中西区域层面分析科技创新、产业结构升级与碳排放效率的动态关系;尹迎港等 基于省际面板数据,构建空间杜宾模型,实证分析了科技创新、产业结构升级与区域碳减排的关系;郭士伊等 以主要发达国家为研究对象,剖析发达国家通过调整产业结构降低碳排放强度,对中国实现碳达峰、碳中和目标具有参考价值。三是对科技创新、碳排放和环境规制的关系研究。曾珍等 采用 方法,探讨了环境规制、科技创新对农业经济的影响;李菁等 认为环境规制是填补环境方面市场失灵的重要方法,并考察了技术创新约束下双重环境规制对
7、碳排放强度的门槛效应和空间溢出效应。四是对科技创新、碳排放和区域空间发展的关系研究。何伟军等 基于长江经济带面板数据,考察人力资本、绿色科技创新与全要素碳排放效率之间的关系;宋敏等 分析了黄河流域的碳排放效率,并通过空间杜宾模型分析了碳排放效率的影响因素;李金铠等 探究中国八大经济区域能源碳排放效率的特征与差异性,为提高各区域碳排放效率及加快推进节能减排和协调发展提供决策参考。从现有成果来看,关于科技创新和碳排放效率的理论成果较多,覆盖面涉及经济发展、产业结构、环境规制和区域空间发展,但目前缺乏对福建两大协同发展区的具体研究,为此,本文以闽东北、闽西南两大协同发展区为研究对象,对两大协同发展区
8、科技创新和碳排放效率的耦合协调及空间演化进行研究,为推动两大协同发展区的经济增长提供理论支撑。二、机理分析科技创新和碳排放效率二者相互影响、相互作用,二者的协同发展能够促进福建两大协同发展区经济的高质量发展。劳动效率的提升是经济发展的重要因素,因此科技创新对经济增长有着直接的推动作用,但科技创新和技术进步在推动经济增长、扩大经济规模的同时,可能还会增加能源和资源的消耗,进一步导致碳排放的增加。科技创新和技术进步会使部分行业利用机械设备来代替人力,以提高劳动生产率和降低人工成本,而大量机械设备的使用,在降低人工投入的同时还会增加能源消耗,增加碳排放。因此单纯的科技创新并不能实现经济的高质量发展,
9、只有兼顾生态文明的科技创新,才能实现区域经济的高质量发展和绿色低碳发展,二者的关系如图 所示。图 科技创新与碳排放效率互动机理一方面,科技创新通过降低能源消耗,减少碳排放量,进而提升经济发展水平。科技创新提高碳排放效率的途径有两个,一是通过低碳技术进步,增加非化石能源的使用,进而减少碳排放;二是通过推动经济向以知识为要素投入的经济增长方式转变,减少高耗能产业在国民经济中的比重,从而实现碳排放效率的提高。另一方面,碳排放效率能够助推科技创新的发展。随着生态文明进程的推进,倒逼企业进行科技创新和技术升级来提升能源利用效率,进而促进企业创新水平的提升。新余学院学报 年三、模型构建与指标体系(一)指标
10、选择与数据来源如前所述,科技创新与碳排放效率相辅相成,科技创新的投入能够减少碳排放总量,提高碳排放效率,二者的协调能够共同促进经济的高质量发展。参照万程成 对科技创新系统的评价指标,影响科技创新的投入产出因素有技术投入、人员投入和科技产出三方面因素。具体而言,技术投入因素主要指在技术研发阶段的技术活动情况,反映出一个地区的技术研发活跃情况,可以选取技术开发合同数和技术服务合同数来表示;人员投入因素是指进行科研的人员数量,反映了进行基础研究的科技人才投入情况,可以选取研究与试验发展人员数和研究生毕业数来表示;科技产出因素是指经过技术投入和人员投入之后能够产生多少技术进步,反映了市场化应用和产业化
11、推广的规模化效应,可以选取专利申请数和专利授权数来表示。参照徐丽笑等 对碳排放核算的理论框架,影响碳排放效率的指标可以分为投入因素和产出因素。具体而言,投入因素主要是指能源的生产和消费情况,可以选取能源生产总量、能源消费总量和人均生活能源消费量来表示;产出因素主要是指经济发展和人民生活水平的提高,可以选取工业生产总值、城乡居民人均可支配收入和规模以上工业企业利润总额来表示。指标体系构建如表 所示。表 科技创新和碳排放效率评价指标体系子系统一级指标二级指标参数单位指标属性科技创新系统()技术投入人员投入科技产出技术开发合同数项正向技术服务合同数项正向研究与试验发展人员数人正向研究生毕业数人正向专
12、利申请数项正向专利授权数项正向碳排放效率系统()投入因素产出因素能源生产总量万吨标准煤正向能源消费总量万吨标准煤负向人均生活能源消费量千克标准煤负向工业生产总值亿元正向城乡居民人均可支配收入元正向规模以上工业企业利润总额亿元正向(二)数据标准化将科技创新系统和碳排放效率系统视为两个复合系统,假设科技创新系统为 ,碳排放效率系统为,复合系统在投入产出过程中的第 年的 指标的初始数据为 ,在测算的所有年份中 指标所有数据的最大值为 ,在测算的所有年份中 指标所有数据的最小值为 ,表示标准化处理后的数据。在科技创新系统中,对正指标初始数据和负指标初始数据进行标准化处理来消除量纲影响,可得:当()为正
13、效果指标时 当()为负效果指标时()同理,在碳排放效率系统中,对正指标初始数据和负指标初始数据进行标准化处理后可得:第 期林淑伟,关松立:科技创新与碳排放效率耦合协调及空间演化 以闽东北、闽西南协同发展区为例 当()为正效果指标时 当()为负效果指标时()在式()和式()中,(),(),越接近于,说明 对 的贡献值越高。数据标准化处理结果如表 所示。表 闽东北、闽西南协同发展区科技创新和碳排放效率评价指标标准化值年份 注:以上数据均取自 福建统计年鉴 (三)权重设定采用 等 的权重设定法,运用熵值法计算各指标的权重。假设 为评价年数,为指标个数,计算第 年的 指标的比重 为:()在 的基础上,
14、计算系统各指标的信息熵,可得:()()其中 ,信息熵是系统的信息有序化处理程度的重要度量。如果系统有序,信息熵值就比较低;如果系统是混乱无序的,信息熵值就较高。计算信息熵冗余度,可得:()系统各指标权重 为:()根据公式()到(),得到的权重结果如表 所示。表 闽东北、闽西南协同发展区科技创新和碳排放效率评价指标体系权重科技创新系统()权重碳排放效率系统()权重 (四)耦合协调模型参照张虎等 的耦合协调理论构建耦合协调模型,首先统计两个子系统的综合评价值,假设科技创新系统的综合评价为(),指标权重为 ,碳排放效率系统的综合评价为(),指标权重为 ,可得:新余学院学报 年()()()()两个系统
15、之间的相互关联程度用协调度指标来表示,协调度 为:()()槡()()()协调度的程度范围 ,(),越大或接近,则表明两大系统间的协调度越高;越小或接近,则表明两大系统间的协调度越低。两个系统之间协调指数 为:()()()其中 和 为待定权数,表示两系统对经济发展的带动能力,根据之前的分析,两系统相辅相成,共同促进经济高质量发展,因此取 。两系统之间的耦合协调度 为:槡()耦合协调度的取值范围 ,(),越接近于 ,则说明两系统之间的耦合协调度越高;越接近于 ,则说明两系统之间的耦合协调度越低。四、实证分析(一)耦合关系根据式()和式()统计 年闽东北、闽西南协同发展区科技创新系统和碳排放效率系统
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