京津冀区域创新生态系统:运行机理及效果评价

王德起1,何皛彦1,吴 件2

(1.首都经济贸易大学 城市经济与公共管理学院,北京 100070;2.清华大学 公共管理学院,北京 100084)

摘 要:通过构建“承载-集聚-行动-产出-辐射”5个子系统和“利润回馈-技术溢出-保障机制”3个循环动力机制的区域创新生态系统,建立指标体系并运用复合系统协同度和耦合协调度模型评价京津冀创新生态系统运行水平。结果显示:2008—2018年系统运行处于低水平协同阶段,子系统有序度逐年提高,系统间耦合能力经历由低度协调向中度协调的蜕变。三地创新的马太效应、产业链与创新链耦合不足、系统间联动机制不完善是制约系统协调的短板。最后,从构建要素平衡型流动机制、强化创新链-产业链融合、优化创新生态等方面提出相应建议。

关键词:京津冀;区域创新生态系统;运行机理;复合系统协同度;耦合协调度

Beijing-Tianjin-Hebei Regional Innovation Ecosystem:Operational Mechanism and Comprehensive Evaluation

Wang Deqi1,He Xiaoyan1,Wu Jian2

(1.School of Urban Economics & Public Administration, Capital University of Economics and Business,Beijing 100070,China;2.School of Public & Management,Tsinghua University,Beijing 100084,China)

AbstractBuild a regional innovation ecosystem with five subsystems of "bearing-gathering-action-output-radiation" and three linkage transmission mechanisms of "profit feedback-technology spillover-guarantee mechanism",establish an index system,and evaluate the operation level of Beijing-Tianjin-Hebei innovation ecosystem by using a composite system coordination degree and coupling coordination degree model.The results show that from 2008 to 2018,the system operation is at a low level of coordination,the order degree of subsystems increases year by year,and the coupling ability between systems undergoes a transformation from low coordination to medium coordination.The Matthew effect of innovation in the three places,insufficient coupling between industrial chain and innovation chain, and imperfect linkage mechanism between systems are the short boards that restrict system coordination.Finally,some suggestions are put forward from the aspects of constructing a balanced flow mechanism of factors,strengthening the integration of "innovation chain-industrial chain" and optimizing the innovation ecology.

Key Words:Beijing,Tianjin and Hebei;Regional Innovation System;Operating Mechanism;Coordination Degree of Composite System;Coupling Coordination Degree

DOI10.6049/kjjbydc.2019110196

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

中图分类号:F127.1

文献标识码:A

文章编号:1001-7348(2020)10-0053-09

收稿日期:2020-03-27

基金项目:国家社会科学基金重大项目(17ZDA059);教育部人文社科规划基金项目(19YJA630074);北京市重点实验室基金项目(MCR2019QN18)

作者简介:王德起(1962-),男,山东临清人,博士,首都经济贸易大学城市经济与公共管理学院教授、博士生导师,研究方向为城市经济;何皛彦(1991-),男,天津人,首都经济贸易大学城市经济与公共管理学院博士研究生,研究方向为区域创新发展;吴件(1993-),男,重庆人,清华大学公共管理学院博士研究生,研究方向为组织创新与区域治理。本文通讯作者:何皛彦。

0 引言

纵观世界发达国家以及硅谷、筑波等全球科技创新中心的发展历程,区域创新经历了线性模式(创新1.0)和区域创新系统(创新2.0)阶段,正在进入区域创新生态系统(创新3.0)阶段[1]。集聚全球创新要素并构建创新利益相关者与环境高效互动的创新生态系统,已成为实现国家或区域创新发展的重要途径[2]。区域创新生态系统是国家创新体系构建的基础单元,京津冀作为创新型国家建设的重要承载地,承担着打造创新驱动型发展区域的重要任务。2019年初习近平同志视察京津冀时强调,要形成京津冀协同创新共同体,建立健全区域创新体系。要求京津冀地区进一步促进高质量创新要素集聚与流动,加快构建区域创新生态系统。这既可以满足地区转型发展的现实需求,又是中国经济高质量发展和创新型国家建设的有力支撑。

1 文献综述

区域创新生态系统运用生态学相关概念隐喻系统内部构成,借用生态系统演化规律比拟区域创新运行过程,是区域创新系统演化的高级阶段。通过梳理现有文献发现,区域创新生态系统研究聚焦于以下4个方面:一是概念与内涵。美国总统科技顾问委员会(PCAST)[3]通过总结硅谷创新模式的成功经验,首次提出区域创新生态系统是指特定创新环境下政府、大学、企业、基金会、创新型组织等主体,在非线性的相互合作中实现知识产出、技术开发与应用,进而形成紧密的生态化系统;黄鲁成[4]、隋映辉[5]分别从技术、城市空间等不同角度提出,区域创新生态系统是指创新主体与创新环境通过物质能量交互形成的共生系统。二是系统内部构成及运行特征。Luoma-aho等[6]提出,知识生产、成果应用、环境等多个子系统在相互作用的过程中形成创新链和良好的创新氛围,形成创新生态系统;曾国屏等[7]提出,区域创新生态系统内部包括研究、开发与应用3个创新群落,系统运行既具有要素配置的静态稳定性,又具有相互作用的动态性和开放性;李其玮[8]从产学研合作、产业链整合、市场化应用3个维度构建区域创新生态系统;Birol Mercan & Deniz Gktas[9]提出,系统内各子系统间通过能量传递构成“链式”联动和反馈机制。三是对系统演化规律的研究。刘启雷等(2018)验证了在华外资研发的生态嵌入与本土创新环境优化程度存在协同演化规律;李煜华等[10]运用Logistic模型,研究创新系统生态化运行过程。四是对系统运行水平的评价。万立军等[11]从技术创新环境、主体、资源、绩效4个维度构建资源型城市创新生态系统指标体系;张贵、吕长青[12]从创新主体、资源和环境3个方面构建指标体系,对中国内地30个省市的创新生态系统适宜度进行评价;马宗国、丁晨辉[13]构建包括创新投入、创新组织支撑、创新基础环境、创新功能辐射、创新经济产出等5个子系统的国家自主创新示范区创新生态系统指标体系并对其进行评价。

总体来看,学界对区域创新生态系统的研究从理论研究和实践评价两个方面展开。在理论层面,重点研究区域创新生态系统的概念、系统构成等内容。对系统内部构成及运转机理的研究大多以单一区域为主,缺乏对跨区域要素流动、异地合作及能量传递的考虑。在实践层面,重点从创新主体、创新资源、创新产出与创新环境等方面构建指标体系,从生态位适宜度和竞争力等角度对区域创新生态系统运行状况进行静态存量评价,未分析系统运行的内部联动机制与动态特征。伴随跨区域创新合作升温[14],区域创新生态系统运行的非线性、动态性和开放性特征更加突出。但目前学界对跨区域创新的研究聚焦于企业创新合作、技术交易等方面的创新网络[15],较少从区域创新生态系统视角分析跨区域创新生态群落形成、运行机制,并进行静态和动态相结合的评价。因此,本文基于生态学理论和复杂系统论(CAS),在界定创新生态系统内部构成的基础上,进一步细化研究跨区域创新生态系统内部构成及运行机理,并以京津冀区域为研究对象,分析各子系统运行态势、系统间相互作用的协调程度和系统综合运行水平,为区域创新体系构建提供现实依据。

2 区域创新生态系统运行机理

根据前文综述,相对于区域创新系统(RIS)[16],区域创新生态系统更强调研究创新组织之间,以及创新组织与创新环境间的互动机制和耦合协调程度[3-5,17]。本文将区域创新生态系统界定为特定空间内的创新主体和创新环境,通过主体间的要素与信息流动、主体与环境间的能量交互,形成共生竞合、动态演化的有机系统。借用自然界生态系统演化规律,区域创新生态系统具有有机聚集性、动态演化性和自组织生长性等特点[7]。系统以创新主体和创新环境为主要构成要素[18]。创新主体在特定环境下有机聚集为多样化创新种群(产、学、研、中介组织等),通过不同种群间以及种群与环境的互动融合,逐渐演化为创新生态群落并衍生为新的功能性子系统。系统运行以其内部多个子系统的相互作用和动态联系为特征,通过公共政策强化或改变系统内部联系强度[19],从而实现系统整体协调运行。

根据区域创新生态系统和CAS相关理论,借鉴Kline[20]提出的技术创新“链环回路”模型,本文从以下两个方面审视创新驱动全过程,并以此构建区域创新生态系统:一是承担区域创新功能运转的子系统,包括承载子系统、集聚子系统、行动子系统、产出子系统和辐射子系统。二是承担创新链内外部联动功能的循环动力系统,包括利润回馈效应、技术溢出效应和保障机制。功能运转子系统承担实现区域创新驱动各环节的主体功能,循环动力系统起链接各功能子系统的作用,各子系统在层层递进的动态演化中,共同构成跨区域视角下非线性区域创新生态系统(见图1),从而推动区域向创新驱动转型发展。

基于创新驱动的各功能环节,从5个维度构建区域创新生态的功能运转系统:一是承载子系统。区别于劳动力、资本等传统要素,创新要素往往集聚在地方品质优良的区域。这些地区经历多次产业结构调整升级,不同层次的产业间协同集聚并有效支撑经济高质量增长,地区公共服务、知识环境优化,生态环境水平提升,旺盛的经济同时催生了多元化创新需求。因此,以不可贸易性为特征的经济条件、金融环境、服务水平、知识环境等地方品质[21]构成了承载创新主体集聚的环境要素。二是集聚子系统。创新要素主要包括R&D人员、R&D经费、创新型组织等[22]。创新发展的核心是人才,人才和研发活动需要依托研发机构,创新行为需要R&D经费支持,三者紧密链接构成创新活动的核心生态群落。在跨区域视角下,创新要素异地流动与合作成为跨区域联合创新的微观基础,也影响了系统组织稳定性和动态开放性。三是行动子系统。区域创新行为包括区内自组织和异地联合两种模式。自组织创新是指特定空间单元内高校、科研院所、企业独立或相互合作形成创新成果,构成创新共同体模式;区域间联合创新是以立足比较优势的跨区域产学研协同创新共同体为核心[23],以政府服务和市场激励为保障机制的高水平协同模式。两种模式的创新过程均遵循“创新资源利用—创新成果产出—成果市场化推广—创新收益回馈”的链环回路。四是产出子系统。通过行动子系统综合利用区域内创新要素,形成学术论文、专利成果等创新成果,也构成区域创新产出水平评价的主要指标[24]。五是辐射子系统。新技术应用和新产品推向市场能够有效降低行业整体生产成本,提升地方生产效率,形成新的规模经济效应,以利润扩大反哺新产品研发,助力区域发展向创新驱动转型[25]。5个子系统通过相互作用与能量传递,保障创新驱动各环节功能常态化运转。

图1 区域创新生态系统运行机理

区域创新生态系统实现常态化自组织运转需要一套循环动力系统保障各子系统有序链接,构成“链环回路”结构。本文将循环动力系统界定为以下3个方面:一是创新成果的转化保障机制。新产品、新技术研发与推广应用分属创新链的前端和后端,在当前知识经济体系尚不完备的环境下,特别是高技术类中小企业创新活动存在较大风险,亟需政府、市场在R&D资金与风险投资、技术交易与转移、产权保护制度、科技金融支撑机制等方面合力提供保障,实现创新成果高效产出、精准对接与有偿交易。二是利润回馈效应。在市场机制作用下,新产品、新技术等创新成果的产业化生产与应用,将转化为企业创新活动的经济利润,从而成为企业研发活动的经济来源,同时为地区经济带来新的技术动力和市场需求。三是技术溢出效应。新技术发明和科技产品应用一方面能够提高地区全要素生产率,在经济系统运行过程中实现生产环节要素重组和经济内生增长,进而提高地区竞争力;另一方面能够革新城市公共服务、基础设施、知识文化氛围,全面提升地方品质,实现区域智慧化、绿色化发展,进而形成对创新的深层需求。承载子系统优化能够进一步集聚高质量创新要素,大幅度提升系统整体运行效能[18]。上述3个具有链接功能的环节支撑系统常态化运转。

3 研究设计

3.1 指标体系构建与数据来源

本文构建了“承载子系统—集聚子系统—行动子系统—产出子系统—辐射子系统”五位一体的指标体系。承载子系统主要衡量特定区位创新环境发育水平。借鉴张贵等[26]的研究成果,选取京津冀地区人均GDP、现代服务业增加值占地区生产总值(GRP)比重、吸纳风险投资(VC)与私募股权投资(PE)额、科普活动参加人次等指标,分别从经济水平、服务支撑、金融环境和知识环境4个方面反映创新环境优化程度。集聚子系统主要衡量创新种群发育水平,借鉴凌峰、戚湧[27]的研究成果,选取R&D人员数量、R&D内部经费支出额、创新机构数量(高校、研究与开发机构和高技术企业数量)反映创新要素集聚强度。行动子系统主要衡量创新群落间的能量传递、异地合作与融合水平,选取北京企业在津冀设立子公司数量、三地企业联合专利申请授权量等指标,通过创新要素流动与异地合作,从微观动态视角反映京津冀三地内部及区域间的创新群落融合水平,这也是本文最具创新价值之处。产出子系统主要衡量创新成果产出群落发育水平,选取京津冀国内外论文收录量(含跨区域合著论文)、京津冀3种专利授权量从论文和专利成果两个方面反映创新成果产出水平。辐射子系统主要衡量成果应用转化能力,选取京津冀地区高技术产业主营收入、技术市场交易额,从产品转化与技术辐射两个方面反映科技成果的应用水平,这也是衡量一个地区实现创新驱动发展与否的关键。通过分析各子系统有序度及系统间的协同度,研判京津冀区域创新生态系统综合运转水平(见表1)。

表1 京津冀区域创新生态系统运行指标体系

子系统序类序参量指标解释权重承载子系统经济支撑京津冀地区人均GDP(元)反映经济发展对创新的支撑能力0.011 6服务支撑京津冀现代服务业增加值占GRP比重(%)反映现代服务对创新的支撑能力0.002 7金融环境京津冀吸纳VC、PE额(亿元)反映金融环境对创新的支撑能力0.002 6知识环境京津冀科普活动参加人次(万人次)反映知识氛围对创新的支撑能力0.178 0集聚子系统创新人才京津冀R&D人员数量(人)反映人才集聚规模0.314 5研发经费京津冀R&D内部经费支出额(亿元)反映经费投入规模0.025 7创新机构京津冀创新机构数量(个)反映研究机构集聚规模0.103 5行动子系统主体协同北京企业在津冀设立子公司数量(个)反映三地创新要素异地流动情况0.014 1联合创新企业联合专利申请授权量(件)反映三地创新主体跨界融合情况0.073 5产出子系统学术论文京津冀国内外论文收录量(篇)反映三地学术成果产出水平0.019 6专利成果京津冀3种专利授权量(件)反映三地技术成果产出水平0.006 4辐射子系统产品转化京津冀高技术产业主营收入(亿元)反映三地科技成果产业化水平0.107 2技术辐射京津冀技术市场交易额(亿元)反映三地技术成果交易水平0.140 6

本文以京津冀三地为研究对象,综合统计数据,全面、鲜活地反映区域创新生态系统运行水平。其中,行动子系统和金融环境数据来源于龙信大数据,其余维度数据来源于2009-2019年《中国科技统计年鉴》、CNKI、Web of Science、《中国科学技术协会统计年鉴》、三地统计年鉴及经济社会发展统计公报。

3.2 研究方法

复杂系统的高效有序运行需要实现子系统内部有序度和子系统间协调度的双优化[2]。因此,本文运用有序度模型分析子系统运行水平,采用耦合协调度模型分析子系统的相互作用与关联强度,构建复合系统协同度模型研判京津冀区域创新生态系统运行水平。

(1)子系统有序度模型构建。本文构建5个子系统:X={X1,X2,X3,X4,X5},分别为集聚子系统、行动子系统、产出子系统、辐射子系统、承载子系统。设xij为子系统内的序参量,i∈{1,2,3,4,5},j∈{1, 2,…,n}。运用式(1)将数据标准化,表示标准化后的指标值。

(1)

进而采用客观赋权的熵值法指标赋权,确定权重

(2)

(3)

计算各子系统有序度。其中,δi∈[0,1],数值越接近1表示子系统有序度越高,越接近0表示子系统有序度越低。

其中

(4)

(2)耦合协调度模型构建。运用式(5)测度5个子系统的相互作用水平。C∈[0,1],当C=1时,各子系统间和系统内部达到良性耦合状态;当C=0时,各子系统发展水平差异悬殊,系统处于相互无关状态。

(5)

在式(5)的基础上,构建耦合协调度函数(见式(6))分析5个子系统交互作用的协调程度。参照苏屹等[28]对协调度范围的界定,当D∈[0,0.3)时,系统处于低度协调耦合阶段;当D∈[0.3,0.5)时,系统处于中度协调耦合阶段;当D∈[0.5,0.8)时,系统处于高度协调耦合阶段;当D∈[0.8,1]时,系统处于完全协调耦合阶段。ai为调节系数,本文将其界定为0.2。

(6)

(3)复合系统综合协同度模型构建。本文构建复合系统协同度模型对系统运行综合水平进行测度。在初始时刻t0,5个子系统的有序度分别为在另一时刻t',各子系统有序度分别为跨时期的京津冀区域创新生态系统综合协同度如下:

(7)

式(7)中,D为复合系统综合协同度,D值越大表示系统综合协同程度越高。其中,θ表示系统运行稳定性,当θ为负时,表示系统处于不稳定状态。ηi代表权重系数,采用创新成果产出总量计算。

4 实证结果与分析

4.1 总体评价

京津冀区域创新生态系统综合运行水平逐步提升,但仍处于低水平协同阶段。2008—2018年京津冀区域创新生态系统的协同度为0.306 7,从分时段协同度演化看,综合协同度由-0.022 3增长至0.201 1,系统运行由不协同向有序协同转变,但整体仍处于低于0.4的低水平协同阶段,说明京津冀区域创新生态系统运行状态持续优化,但系统内部仍存在短板和链接不足。从各子系统运行态势看,京津冀三地创新合作明显升温,创新环境亟待优化。自2014年京津冀协同发展上升为国家战略以来,北京对津冀的创新要素溢出有效促进三地产学研协同创新,行动子系统有序度增幅居于首位。这也带动了产出子系统及系统综合运转水平提高,各子系统有序度整体呈现上升态势。自2017年以来,承载系统有序度较之前年份有所下滑(见表2)。

各子系统交互耦合协调水平处于中度协调阶段。2018年,京津冀及三地区域创新生态系统内部各子系统耦合协调度分别为0.433 2、0.428 1、0.403 2和0.428 6,均处于(0.3-0.5)中度协调耦合阶段。从变化趋势看,11年间4个空间单元的系统内部耦合协调度均实现了从低度耦合向中度耦合转变(见表3),说明系统间的相互作用强度逐步提升。但中度协调水平仍会在一定程度上抑制系统高效运转,各子系统耦合强度与区域融合创新能力仍待提升。

表2 京津冀区域创新生态系统运行水平测度结果

年份子系统有序度集聚子系统行动子系统产出子系统辐射子系统承载子系统系数综合协同度2008-20112011-20142014-20182008-201820080.735 90.040 80.194 90.253 10.105 60.024 1-0.022 30.101 40.201 10.306 720090.654 70.063 50.217 20.282 60.220 80.029 820100.695 90.099 80.301 90.348 90.275 70.043 720110.721 20.143 20.332 10.410 00.317 10.052 920120.786 30.142 40.409 50.521 20.516 40.068 620130.833 50.204 20.499 20.600 80.583 00.084 720140.886 00.426 70.570 50.664 90.712 40.097 120150.923 80.463 90.730 20.727 40.906 00.129 420160.949 20.926 00.782 80.805 70.943 50.137 920170.962 20.913 00.828 00.884 50.790 70.147 420180.954 60.940 70.999 80.994 10.814 70.184 4

数据来源:作者计算得出,下同

表3 2008—2018年京津冀及三地创新生态系统内部耦合协调度

年份京津冀北京天津河北20080.186 20.152 40.172 60.131 820090.211 60.196 60.202 20.159 620100.240 40.227 00.219 40.192 320110.260 30.240 70.261 40.213 220120.288 20.285 10.273 70.217 220130.314 70.280 60.324 00.249 120140.356 00.363 60.346 80.280 620150.381 90.379 50.379 10.303 720160.419 10.421 50.411 50.354 620170.418 00.413 90.404 40.390 620180.433 20.428 10.403 20.428 6

三地各子系统有序度整体逐步提升,创新环境是主要短板。3个子系统优势突出说明三地自组织创新活动和协同创新均取得显著成效,而测度结果显示,京津冀三地承载子系统有序度均是各地创新生态系统中的薄弱环节,特别是2018年天津承载子系统有序度低于2011、2014年的水平(见图2)。系统中任意一环弱化都会造成系统整体运行失衡。承载子系统作为创新生态系统的基础环节,创新环境等不可贸易品的弱化必将造成创新要素流失,长期来看,不利于系统整体优化。因此,三地创新环境均存在优化提升需求。

4.2 结构特征

(1)区域创新要素集聚优势突出,北京远优于津冀。京津冀地区R&D人员、R&D经费、高校和科研机构数量、国家重点实验室和工程(技术)研究中心分别占全国的1/10、1/7、1/4、1/3。2018年,北京拥有R&D人员数量为397 034人,是天津的2.47倍、河北的2.35倍;R&D经费内部支出额为1 870.77亿元,是天津的3.78倍、河北的3.74倍,北京高校、研发机构和高技术产业数量分别是天津的1.64倍、6.26倍、1.76倍,是河北的75%、5倍和1.23倍。区域科技资源基础雄厚但主要集聚于北京,资源空间配置呈现明显的“核心-外围”结构,严重制约了集聚子系统有序度提高,导致区域创新生态系统整体运转效果难以实现。

(2)北京引领三地协同创新能力大幅提升。一是京企异地设立子公司促进三地创新主体融合。从总量看,2018年北京企业在津冀设立子公司4 960家,同比增长13.29%,是2008年(488家)的10.16倍;从变化趋势看,2014—2018年京企异地设厂行为呈显著增长态势,说明协同发展战略能有效激发北京创新主体向津冀溢出。二是北京引领联合创新成果大幅激增。2008—2018年,京津冀(京津、京冀、津冀和京津冀4个方面)企业联合专利授权量累计26 160件,其中2018年为5 550件,是2008年的110倍。自2014年以来,三地企业联合创新步伐明显加快。从内部结构看,2008—2018年企业联合专利授权量累计数中,京冀为14 373件(占比54.94%)、京津为10 662件(占比40.76%)、津冀为917件(占比3.51%)、京津冀为208件(占比0.80%)。京津与京冀的授权量之和占三地企业联合专利授权总量的95.70%,说明北京在三地协同创新中的引领作用显著,而津冀和京津冀合作力度亟待提升(见图3)。

北京 天津 河北

图2 2008、2011、2014、2018年三地各子系统有序度

图3 2008—2018年三地协同创新情况(个、件)

(3)创新成果数量稳步提升,北京原始创新能力显著。在学术成果方面,近年来,国外主要检索工具(SCI、EI、CPCI-S)收录京津冀地区科技论文数量呈逐年上升态势,占全国的23%。其中,北京凭借雄厚的科研人员储备和R&D经费支持,论文收录量始终居全国首位,占京津冀区域国外期刊论文收录总量的80%。在专利成果方面,北京发明专利始终居全国首位,津冀平稳增长,说明北京创新能力较强且富有知识原创性,津冀则侧重应用创新且产出能力稳步提升。

(4)三地政府科技部门有序推进平台建设与政策对接,以要素融合带动子系统异地耦合。在顶层设计方面,2018年京津冀三地联合签署《关于共同推进京津冀协同创新共同体建设合作协议(2018-2020年)》,加快构建科技部主导下的 “1+3”协同创新跨区域联动机制;在科技资源共享方面,搭建京津冀科学资源创新服务平台、科技资源数字地图平台、河北大型科研仪器设备资源开放共享服务平台。截至2019年,三地共建省级创新平台98家,累计实现500余万条科技资源信息和5 349台大型科研仪器设备仪器资源共享;在科技成果孵化方面,建立河北·京南科技成果转移转化示范区、科技冬奥绿色廊道、中国国际技术转移中心河北分中心等跨区域技术转化平台,推动“京津研发、河北转化、河北制造”的创新合作模式日臻完善。2019年吸纳北京技术合同成交额214亿元,同比增长近20%;在政策机制构建方面,2019年,三地签订《京津冀科协全面战略合作框架协议》,研究制定《雄安新区科技创新改革实施方案》,依托“中关村+”、“中科院+”的创新孵化模式制定并实行科技创新劵制度,推动中关村税收优惠等试点政策和科研机构的先进研发成果在京津冀各合作园区内共享,三地科技政策协同进程不断加速。相关平台和政策有效推动了京津冀协同创新共同体建设进程,促进三地创新生态系统中各子系统实现异地链接与耦合,提升区域整体创新效能。

4.3 短板分析

(1)三地创新马太效应造成各子系统难以高效互动。京津冀“2+11”城市创新水平呈现稳定的“核心-外围”格局。一是创新投入空间配置严重失衡。前文已分析发现, 北京的优势远大于津冀。二是创新产出呈现显著的“极化-洼地”格局,即北京论文收录和专利授权量均远超津冀。三是区域创新环境差异大且亟待完善。在经济水平方面,2019年京津冀区域人均GRP为74 800元,高于全国水平,而北京人均GRP为164 242元,是河北的3.55倍,差距呈现持续扩大态势。在投融资环境方面,2008-2018年北京吸纳VC、PE总额约占全国的18.17%,而津冀分别仅占3.92%和3.93%(见图4)。近年来,北京通过深化放管服改革促进营商环境持续优化,自2015年成为全国首个服务业扩大开放试点城市以来,大力支持社会资本进入科技、商务服务、医疗等重点领域,VC、PE吸纳额持续上升,2016年出现短期峰值。从长期看,北京吸纳VC、PE投资额占全国的比重虽然远高于津冀,但三地均处于波动变化状态,说明金融方面的营商环境仍需优化;在知识环境方面,2018年北京科普图书出版种数占全国的比重为39.56%,而津冀分别为2.81%、2.43%。北京科技馆参观人次占全国的比重为8.11%,而津冀仅为0.63%、1.73%。承载子系统是吸引创新要素集聚的培养液,创新环境差异加剧了三地创新要素集聚差距,造成津冀创新产出水平下降,导致创新要素报酬率下降,循环累积作用下三地创新马太效应越发显著,难以实施三地要素逆向流动和成果就地转化,造成子系统相互衔接不足、区域间融合困难,从而加剧区域创新生态系统失衡。

图4 2008—2018年京津冀三地企业吸纳VC、PE金额及占全国比重(亿元、%)

(2)创新链与产业链耦合程度较低。一是高技术产业对创新的支撑能力不足,主要表现为京津竞争力下降和河北实力不足。2018年北京高技术产业出口额占全国的比重仅为2.02%,较2011年大幅下降了3.23%。高技术产业主营收入5 314亿元,占全国的比重为3.38%,相比于2011年的峰值下降了0.5%;天津高技术产业产品出口额占全国的比重和高技术产业主营收入占全国的比重分别由2013年的峰值6.99%、3.36%下降到2018年的2.13%、1.70%;河北上述两项指标均居全国后位。高技术产业萎缩势必降低技术成果转化能力,导致津冀承接北京技术成果的能力较弱。2013-2018年北京技术输出50%以上流向京外地区,并主要流向粤、浙等长江经济带地区,流向津冀的技术合同额仅占流向京外总额的6.9%。二是三地间产业链链接不足。三地产业自成体系,尚未形成基于产业链布局的创新链:北京偏向产业链和价值链的高端环节,天津偏向高端制造环节和战略性新兴产业,河北偏向制造业,三地产业尚未形成完善的对接链条,导致津冀对北京的技术需求不强,创新链形成“断链”现象,从而导致北京技术输出呈现“东南飞”的格局,京津冀也难以形成全国性技术辐射源。

(3)子系统间联动保障机制尚不完善。一是缺乏促进科技资源合理配置的长效机制。由于三地在科技资源、经济水平、知识环境等方面差异较大,在自组织机制作用下,科技人才、资本、技术等要素在北京过度集中。同时,三地尚未建立完善的政产学研异地合作长效机制和科技创新政策支撑体系(贺德方等,2019),导致联合研发、科技人才交流等仅实现项目式推进,未形成有利于人才自由流动的政策支持体系。二是政府与市场调节机制失衡加大创新梯度差。受区域行政壁垒、发展阶段差异等因素影响,京津冀在要素流动、技术交易、成果共享等方面的创新联系明显弱于长三角、珠三角城市群[29]。创新要素和技术成果受技术风险与收益率等市场因素影响,割断了京津冀区域创新生态系统中辐射子系统与承载子系统的有序链接,使得京津冀区域创新活动形成相对稳定的路径依赖,创新要素转移溢出与创新成果回流反哺的常态化互动机制尚未建立,“核心-外围”格局在短期内难以改变。

5 结语

5.1 研究结论

本文通过构建包括“承载-集聚-行动-产出-辐射”5个子系统和3个循环动力机制的区域创新生态系统理论模型,运用复合系统协同度模型和耦合协调度模型对京津冀区域创新生态系统运转水平进行实证分析,得出以下结论:①2008—2018年系统综合协同度为0.306 7,处于低水平协同阶段;②各子系统有序度逐年提高,但系统间耦合协调度偏低;③北京带动三地协同创新能力大幅提升,但创新环境是系统的薄弱环节;④三地创新马太效应、产业链与创新链耦合不足、联动保障机制不完善制约了子系统区域间融合和创新效能整体提升。为此,本文提出以下建议:

(1)构建创新要素平衡型流动机制。一是完善科技资源共享机制。发挥三地政府间横向协调机制的作用,探索区域内科技资源开放共享机制,发挥北京和天津两大中心城市的辐射功能,促进创新要素自由流动。二是深化三地科技政策对接。改革限制区域内人才、资本、产权、技术等生产要素自由流动和优化配置的体制机制,实现创新要素在三地间自由流动。建议以雄安新区和天津自贸区为先试地区,建立健全区域协同创新过程中的资质通认制度、科技人才居住证制度、重大课题联合申报制度、科技成果奖励制度等。实现资质互认和优惠共享,促进北京高水平人才向津冀转移、生根。

(2)强化“产业链-创新链”深度融合。一是明确工业4.0版的技术升级路径。建议产业结构政策由选择性政策向功能性政策转型,产业政策布局由国内区域间布局转向产业全球化布局,有效应对技术创新不确定性风险,顺应制造业智能化、绿色化发展大势。二是完善基于重点产业的区域协同创新链。打造基于创新禀赋优势、产业优势和市场需求的区域创新链条,利用人工智能、大数据、节能低碳等技术发展绿色低碳科技型新业态,促进京津高技术产业智能化、绿色化,在以短期项目投资和R&D长期资金为双轮驱动智能制造领域创新的过程中,优化京津研发、河北转化、河北制造的创新链,加速三地产学研等创新主体异地融合,补齐河北产业短板和创新短板,提升区域创新综合效能。三是发挥科技中介在“产业-创新”中粘合剂的作用。依托三地科协、第三方评级机构等,促进市场需求与创新能力跨地区对接。

(3)优化三地创新生态。建立京津冀内部重大项目联合攻关、技术成果交易、转化与共享的区域创新合作新机制,提高区域创新治理效能。制定规范合作的科技成果价格评估体系,细化合作创新知识产权分享机制,保障各方合理利益。同时,以金融环境为突破口,优化三地创新生态。逐步完善区域科技金融体制,以VC、PE投资链接“产业-科技成果”的关键环节,并通过完善风险投资管理法规为社会资本在科技孵化领域运作提供法律保障。

5.2 贡献与不足

区别于传统RIS框架下创新系统运行评价研究,本文在分析创新种群之间及其与创新环境间互动机理的基础上,构建“链环-回路”结构的区域创新生态系统理论框架,并基于要素异地流动和主体异地合作视角,将传统单区域创新生态系统扩展至多区域创新生态系统。将跨区域空间单元视为一个整体,统筹分析各子系统运转水平及系统间协调能力,同时,最大程度地分析区域内各单元创新生态系统运行水平和区际融合能力,对进一步丰富区域创新生态系统理论架构具有一定的理论价值。通过运行效果评价为京津冀区域创新生态系统运转水平研判提供参考。但受数据所限,无法从科技成果异地转化、创新平台共建等角度分析子系统异地协作与融合程度。未来可从投入产出角度分析津冀对北京创新成果的承接能力,更好地为区域创新生态系统建设建言献策。

参考文献:

[1] 李万,常静,王敏杰,等.创新3.0与创新生态系统[J].科学学研究,2014,32(12):1761-1770.

[2] 刘云,叶选挺,杨芳娟,等.中国国家创新体系国际化政策概念、分类及演进特征——基于政策文本的量化分析[J].管理世界,2014(12):62-69+78.

[3] PCAST.Sustaining the nation's innovation ecosystem,information technology manufacturing and competitiveness[R].2004.

[4] 黄鲁成.区域技术创新生态系统的特征[J].中国科技论坛,2003(1):23-26.

[5] 隋映辉.城市创新生态系统与“城市创新圈”[J].社会科学辑刊,2004(2):65-70.

[6] LUOMA-AHO,VILMA,SAARA HALONEN.Intangibles and innovation:the role of communication in the innovation ecosystem[J].Innovation Journalism,2010,7(2):1-19.

[7] 曾国屏,苟尤钊,刘磊.从“创新生态系统”到“创新生态系统”[J].科学学研究,2013,31(1):4-12.

[8] 李其玮,顾新,赵长轶.产业创新生态系统知识优势影响因素:理论框架与实证研究[J].经济问题探索,2017(9):163-174.

[9] BIROL MERCA,DENIZ GOKTAS.Components of innovation ecosystems:a cross-country study[J].International Research Journal of Finance and Economics,2011(76):102-112.

[10] 李煜华,武晓锋,胡瑶瑛.共生视角下战略性新兴产业创新生态系统协同创新策略分析[J].科技进步与对策,2014,31(2):47-50.

[11] 万立军,罗廷,于天军,等.资源型城市技术创新生态系统评价研究[J].科学管理研究,2016,34(3):72-75.

[12] 张贵,吕长青.基于生态位适宜度的区域创新生态系统与创新效率研究[J].工业技术经济,2017,36(10):12-21.

[13] 马宗国,丁晨辉.国家自主创新示范区创新生态系统的构建与评价——基于研究联合体视角[J].经济体制改革,2019(6):60-67.

[14] LUNDQUIST K J,TRIPPL M.Distance,proximity and types of cross-border innovation systems:a conceptual analysis [J].Regional Studies,2013,47(3):450-460.

[15] 刘树峰,杜德斌,覃雄合,等.中国沿海三大城市群企业创新时空格局与影响因素[J].经济地理,2018,38(12):111-118.

[16] COOKE P.Regional innovation systems:competitive regulation in the new Europe[J].Geoforum, 1992,23(3):365-382.

[17] 李晓娣,张小燕.我国区域创新生态系统共生及其进化研究——基于共生度模型、融合速度特征进化动量模型的实证分析[J].科学学与科学技术管理,2019,40(4):48-64.

[18] 刘雪芹,张贵.创新生态系统:创新驱动的本质探源与范式转换[J].科技进步与对策,2016,33(20):1-6.

[19] WESSNER C W.The global tour of innovation policy[J].Issues in Science & Technology,2007,24(1):41-44.

[20] KLINE S J.Innovation is not a linear process[J].Research Management,1985,28(2) :36-45.

[21] 杨开忠.京津冀协同发展的新逻辑:地方品质驱动型发展[J].经济与管理,2019,33(1):1-3.

[22] 王钺,刘秉镰.创新要素的流动为何如此重要——基于全要素生产率的视角[J].中国软科学,2017(8):91-101.

[23] TRIPPL M.Developing cross-border regional innovation systems:key factors and chanllenges [J].Regional Studies,2013,47(10):1653-1667.

[24] 徐国祥,陈燃萍.创新驱动转型发展能力的影响因素分析——基于省级面板数据的实证研究[J].数理统计与管理,2019,38(5):770-784.

[25] 孙彦明,赵树宽.中国科技成果产业化影响因子分析及路径选择[J].宏观经济研究,2019(1):125-136.

[26] 张贵,梁莹,徐杨杨.生态系统视阈下区域创新效率的多维溢出效应——对面板数据的空间计量分析[J].科技进步与对策,2016,33(15):30-37.

[27] 凌峰,戚湧.协同治理下江苏科技资源配置创新生态群落研究[J].科技进步与对策,2016,33(13):34-40.

[28] 苏屹,安晓丽,孙莹,等.区域创新系统耦合度测度模型构建与实证研究[J].系统工程学报,2018,33(3):398-411.

[29] 王越,王承云.长三角城市创新联系网络及辐射能力[J].经济地理,2018,38(9):130-137.

(责任编辑:张 悦)