中國沿海地區海洋科技與海洋產業耦合協調發展研究

李顯顯

（上海建橋學院，上海 201306）

中國沿海地區海洋科技與海洋產業耦合協調發展研究

李顯顯

（上海建橋學院，上海 201306）

海洋科技與海洋產業相互作用，兩者的協調發展是海洋經濟可持續發展和高質量發展的必要條件。建立海洋科技與海洋產業的耦合模型，對兩者間的耦合協調度和協調發展類型進行研究，結果表明，中國沿海地區海洋科技與海洋產業整體處于高水平耦合階段，但地區間的科技水平、產業發展水平和耦合協調發展類型存在明顯差異。通過SPSS系統聚類法，沿海地區海洋科技與海洋產業協調發展水平可分為三類：第一類包括山東、廣東、上海，海洋科技實力較強，海洋產業發展水平較高，兩個系統之間呈良性協調發展；第二類包括江蘇、天津、浙江、福建、遼寧，海洋產業發展較快，海洋科技發展滯后于產業發展，一定程度上影響了系統間的協調作用，處于中度耦合協調；第三類包括河北、廣西、海南，由于海洋支柱產業和資源環境特點導致這些地區海洋科技發展水平偏低，明顯滯后于海洋產業的發展，處于低度耦合協調。

中國沿海地區；海洋科技；海洋產業；耦合度；耦合協調度

引言

科技發展的動力來自于市場和經濟發展需求的推動，同時科學技術的進步又是促進產業發展和產業結構升級的重要因素。當前，中國海洋經濟發展正從資源依賴型向科技創新引領型轉變，海洋產業結構逐漸優化，第二產業和第三產業的比重逐年上升，勞動密集型產業也逐漸向技術密集型產業轉化。隨著科技的進步，海洋科技對海洋產業發展的推動作用越來越明顯，國家對海洋科技的投入也逐漸加強[1]。海洋科技與海洋產業發展相互滲透并相互作用，呈耦合發展，海洋科技與海洋產業發展的良性耦合能夠提高海洋科技水平，同時帶動海洋產業結構優化升級。雖然中國海洋科技與海洋產業發展迅速，但沿海地區之間的科技實力和產業發展水平存在著明顯差異。本文對中國主要沿海地區的海洋科技與海洋產業協同發展態勢進行研究，基于實證分析，為海洋產業結構優化和持續發展提供一定參考。

對海洋產業的研究，國外學者主要針對具體產業的水平和發展潛力進行研究[2，3]。國內研究主要有海洋產業結構和布局的發展和趨勢[4，5]、沿海地區產業結構和發展水平績效評價[6，7]、特定區域的產業結構優化與主導產業選擇[8]、與資源環境和城市化的關聯研究[9]等。對海洋科技的研究，國外學者多基于具體的產業進行研究[10，11]，國內研究主要集中于海洋科技評價體系建立和沿海城市海洋科技水平評價和比較[12]、海洋科技生產率[13]等?？偨Y發現，目前國內外研究多單獨針對海洋科技或海洋產業進行研究，對二者關系的研究比較薄弱，缺乏相關的定量分析。本文試圖通過建立海洋科技與海洋產業的耦合模型，對兩者間的耦合協調度和協調發展類型進行研究。

1 海洋科技系統與海洋產業系統的耦合機理分析

耦合作為物理學概念是指兩個或兩個以上的系統之間相互作用彼此影響的現象，在各個子系統間的良性互動下，相互協調和促進的動態關聯關系[14]。海洋產業的結構優化和可持續發展離不開海洋科技的支持，同時海洋科技水平的提高和科技實力的形成離不開海洋產業提供發展空間和資源，海洋科技與海洋產業發展的耦合是一個相輔相成和循序漸進的過程。

1.1 海洋科技對海洋產業發展的促進作用

由于海洋開發的復雜性、多變性和高風險性決定了海洋產業的發展需要以海洋科學知識的創新和海洋技術的發展為前提[4]。海洋科技對海洋產業發展的促進作用主要體現在四個方面。第一，海洋產業中很多是新興產業，對高新技術的依賴性強，在全球經濟增長趨緩的背景下，海洋科技已成為了海洋經濟向質量效益型轉變和提高產業競爭力的關鍵動力，海洋科技是海洋產業規?？沙掷m發展的原動力。第二，目前中國海洋產業結構逐漸優化，第二產業和第三產業的比重逐年上升，只有三次產業間形成合理的結構、協調綜合地發展才能更科學、合理地對海洋資源進行開發；隨著海洋科技快速發展，海洋產業逐漸降低其資源環境依賴度，產業結構的優化升級離不開科技力量的支持。第三，海洋產業發展需要提高資源利用效率，海洋科技為提高海洋產業生產能力提供了科學技術支持和知識基礎。第四，海洋科技有利于培育新的經濟增長點，提高產業發展潛力，在海洋科技相關領域的產出成果如海洋生物、海水資源開發利用、海洋觀測技術、海洋信息等有利于搶占海洋產業競爭力的制高點。

1.2 海洋產業發展對海洋科技的促進作用

根據中華人民共和國國家標準GBT2079—2006《海洋及相關產業分類》，可以把海洋科技相關行業分為海洋科學研究和海洋技術服務業，科學技術研究依托于產業的發展，海洋產業的發展水平能夠推動也會制約海洋科技的發展。海洋產業發展對海洋科技的促進作用主要體現在四個方面。第一，海洋產業發展能夠吸引更多的人才和資源的集聚，為海洋科技發展提供基礎支持。第二，海洋產業結構調整意味著產業結構整體素質和效率向更高層次發展，為海洋科學技術人才制造了需求的同時也為海洋科技的發展提供了更加充足的人才和資金支持。第三，海洋科技成果與海洋相關產業緊密相連，海洋產業的升級帶來了對新知識新技術的需求，為海洋科技發展提供了機遇，同時產業范圍的擴大為成果應用和擴大提供了平臺。第四，現代海洋產業的發展能夠直接帶動海洋科研教育服務業的發展，海洋新興產業和傳統產業的改造升級直接形成了海洋科技領域的經濟效益。

綜上所述，海洋科技從產業規模、產業結構、發展基礎和發展潛力四個方面促進海洋產業發展；海洋產業從科技基礎、科技投入、科技產出和經濟影響四個方面促進海洋科技的發展。

2 研究方法

本研究將海洋科技系統與海洋產業系統作為兩個相互耦合的系統，構建海洋科技和海洋產業兩大系統耦合評價指標體系。2006年，我國提出《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006—2020年）》，為海洋科技發展提供了支撐和引領，海洋科技與海洋產業發展迅速，本研究從《中國海洋統計年鑒》選取11個沿海省市2007至2014年相關數據，測算系統耦合度與耦合協調度，對中國沿海地區海洋科技和海洋產業協同發展情況進行實證分析和量化研究。

2.1 海洋科技系統與海洋產業系統耦合協調度模型

（1）耦合度模型

沿海區域海洋科技系統和海洋產業系統是由多個要素構成的不同系統，由于子要素的含義、權重和量綱不同，不能進行直接比較。參考物理學中耦合的概念，通過耦合度描述系統和要素的相互影響程度[15]，分別構建海洋科技系統綜合評價函數為F1（x），海洋產業系統綜合評價函數為F2（y）:

式中:x，y分別是兩個系統的特征向量。x1，x2，…，xm為海洋科技系統的m個標準化指標，αi為各個指標的權重；y1，y2，…，yn是海洋產業系統的n個標準化指標，βj為各個指標的權重。

在此基礎上借鑒物理學中的容量耦合概念及容量耦合系數模型，得到海洋科技和海洋產業兩個系統相互作用的耦合度模型:

參考相關文獻[16]，對耦合度C進行等級劃分，形成海洋科技和海洋產業系統的耦合評判標準，如表1所示。

表1 耦合階段及判定標準Tab.1 Assessment Criteria of Coupling Degree

（2）耦合協調度模型

一般情況下，耦合度作為反映系統間耦合作用強度和作用時序的重要指標，能夠反映海洋科技和海洋產業系統間的相互作用程度，但難以反映出兩系統的整體水平。如果僅參考耦合度，可能出現誤導。當F1（x）與F2（y）同時偏低時，得出的結果可能高于參量一高一低時。為此引入海洋科技和海洋產業發展的綜合協調指數T，反映海洋科技和海洋產業綜合水平；并進一步構建海洋科技和海洋產業發展耦合協調度模型，反映兩系統的耦合協調度:

式中:a和b為待定系數，通常為簡便運算取0.5。

參考相關研究成果[14]，對耦合協調度D進行等級劃分，結合海洋科技水平F1（x）與海洋產業發展水平F2（y）的比較，形成協調度和協調類型評判標準，如表2所示。

2.2 評價指標體系構建及權重計算方法

為了計算海洋科技系統和海洋產業系統間的耦合協調度，考慮到海洋科技和產業結構內部存在著復雜的關系，無法用單一指標反映兩個系統的發展水平和耦合機理。遵循評價指標體系構建的系統性、科學性、可量化性、一致性等原則，參考海洋產業和海洋科技相關研究成果[7，12]，設計了海洋科技和海洋產業發展的評價指標體系?？萍紕撔码x不開科技人才，人才是科技創新的根本動力，社會和高?？蒲袕臉I人員及科研機構體現了科技發展的基礎，人員和財政投入是科技發展的驅動力，科技成果主要從科研課題、科研論文、專利數量等方面得到體現，所以本研究在海洋科技評價子系統中，從科技基礎、科技投入、科技產出和經濟影響四個方面選擇11個相關指標進行評價。海洋產業的發展受到在相關的海洋資源稟賦及生產要素的影響，其中自然稟賦受到經濟發展的影響較少，難以體現出產業發展水平。由于產業對人才的聚集效應，海洋相關從業人員數一定程度能夠體現海洋產業的發展水平。同時，有相關研究選取港口吞吐量與城市經濟發展水平進行研究，發現港口作為重要的基礎設施對城市經濟發展有一定相互促進作用[17]，故選取港口吞吐量作為海洋產業發展的基礎條件。本研究從產業規模、產業結構、發展水平和產業貢獻四個方面選擇10個相關指標對海洋產業發展水平進行評價。構建的評價指標體系如表3所示。數據來源于《中國海洋統計年鑒》，以2007至2014年年11個沿海省市數據作為樣本。

表2 海洋科技與海洋產業發展耦合協調度評價標準Tab.2 Assessment Criteria of Coupling Coordination Degree Between Marine S&T and Marine Industry

由于不同的指標具有不同的量綱和數量級，運用離差標準化法和非負數處理對數據進行標準化處理。對多指標評價系統各指標權重的確定，本文采取熵值法。熵值法作為一種客觀賦權法，能夠在一定程度上避免主觀因素帶來的偏差。

表3 海洋科技和海洋產業發展的評價體系Tab.3 Assessment System of Development Level of Marine S&T and Marine Industry

3 實證結果及分析

根據熵值法所得出的海洋科技系統與海洋產業子系統中各指標的權重，計算得出2007—2014年11個沿海主要地區的海洋科技水平F1（x） 與海洋產業發展水平F2（y）。帶入上述模型（3）和（4）得出各地區耦合度C與耦合協調度D。通過計算兩個系統之間的比值F1（x）/F2（y）進一步比較海洋科技與海洋產業發展水平之間的水平差距，確定各地區的耦合發展類型。計算結果如表4所示。

表4 中國沿海地區海洋科技與海洋產業發展耦合階段與發展類型Tab.4 The Coupling Degree and Coupling Coordination Degree Between Marine S&T and Marine Industry of Coastal Regions in China

1（x） F2（y） C D F1（x）/F2（y） 耦合階段 協調等級 耦合發展類型66 7 0.519 0 0.947 0 0.610 0 0.513 8 高水平耦合 初級協調 海洋科技發展滯后型73 7 0.516 1 0.951 8 0.613 1 0.530 4 高水平耦合 初級協調 海洋科技發展滯后型77 2 0.569 6 0.938 5 0.630 3 0.486 6 高水平耦合 初級協調 海洋科技發展滯后型71 8 0.451 6 0.968 6 0.591 9 0.601 9 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型70 7 0.443 8 0.970 2 0.588 7 0.610 0 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型74 2 0.430 2 0.975 2 0.586 1 0.637 3 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型04 8 0.429 1 0.985 5 0.601 3 0.710 3 高水平耦合 初級協調 海洋科技發展滯后型32 5 0.420 5 0.993 1 0.611 5 0.790 7 高水平耦合 初級協調 海洋科技發展滯后型86 5 0.376 6 0.941 3 0.514 8 0.495 1 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型91 8 0.377 5 0.945 3 0.518 7 0.508 1 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型2009 0.217 7 0.451 4 0.937 0 0.559 9 0.482 2 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型2010 0.218 2 0.430 9 0.944 8 0.553 7 0.506 3 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型2011 0.213 5 0.429 6 0.941 9 0.550 3 0.497 0 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型2012 0.206 3 0.404 6 0.945 8 0.537 5 0.509 8 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型2013 0.222 5 0.423 9 0.950 2 0.554 2 0.524 9 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型2014 0.230 7 0.425 5 0.954 9 0.559 7 0.542 1 高水平耦合 勉強協調 海洋科技發展滯后型山東 2007 0.831 3 0.626 2 0.990 0 0.849 4 1.327 5 高水平耦合 良好協調 海洋產業發展滯后型2008 0.878 9 0.640 4 0.987 6 0.866 2 1.372 3 高水平耦合 良好協調 海洋產業發展滯后型2009 0.654 0 0.654 6 1.000 0 0.808 9 0.999 1 高水平耦合 良好協調 同步型2010 0.699 8 0.644 8 0.999 2 0.819 6 1.085 2 高水平耦合 良好協調 同步型2011 0.714 0 0.653 5 0.999 0 0.826 5 1.092 6 高水平耦合 良好協調 同步型2012 0.736 4 0.705 0 0.999 8 0.848 9 1.044 5 高水平耦合 良好協調 同步型2013 0.750 7 0.652 9 0.997 6 0.836 7 1.149 8 高水平耦合 良好協調 同步型2014 0.721 1 0.655 9 0.998 9 0.829 3 1.099 4 高水平耦合 良好協調 同步型廣東 2007 0.682 2 0.779 7 0.997 8 0.854 0 0.874 9 高水平耦合 良好協調 同步型2008 0.841 2 0.789 3 0.999 5 0.902 7 1.065 7 高水平耦合 優質協調 同步型2009 0.676 5 0.635 9 0.999 5 0.809 9 1.063 7 高水平耦合 良好協調 同步型2010 0.716 5 0.811 2 0.998 1 0.873 1 0.883 2 高水平耦合 良好協調 同步型2011 0.673 4 0.838 2 0.994 0 0.866 8 0.803 5 高水平耦合 良好協調 同步型2012 0.729 2 0.880 9 0.995 5 0.895 2 0.827 7 高水平耦合 良好協調 同步型2013 0.556 3 0.835 2 0.979 7 0.825 6 0.666 1 高水平耦合 良好協調 海洋科技發展滯后型2014 0.746 7 0.832 6 0.998 5 0.888 0 0.896 8 高水平耦合 良好協調 同步型廣西 2007 0.026 2 0.062 9 0.911 1 0.201 4 0.416 3 高水平耦合 中度失調 海洋科技發展滯后型2008 0.018 8 0.063 7 0.838 7 0.186 0 0.294 9 高水平耦合 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2009 0.041 8 0.045 2 0.999 2 0.208 5 0.924 8 高水平耦合 中度失調 同步型2010 0.049 4 0.052 9 0.999 4 0.226 1 0.932 7 高水平耦合 中度失調 同步型2011 0.054 0 0.057 3 0.999 6 0.235 8 0.942 2 高水平耦合 中度失調 同步型2012 0.016 9 0.049 4 0.871 7 0.169 9 0.342 3 高水平耦合 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2013 0.052 6 0.056 7 0.999 3 0.233 7 0.928 3 高水平耦合 中度失調 同步型2014 0.069 9 0.091 3 0.991 2 0.282 6 1.305 4 高水平耦合 中度失調 海洋科技發展滯后型海南 2007 0.008 3 0.224 5 0.370 6 0.207 7 0.036 9 頡抗時期 中度失調 海洋科技發展滯后型2008 0.007 7 0.174 1 0.402 2 0.191 2 0.044 1 頡抗時期 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2009 0.003 5 0.231 4 0.240 9 0.168 2 0.015 0 低水平耦合 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2010 0.004 0 0.231 2 0.258 2 0.174 2 0.017 2 低水平耦合 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2011 0.005 8 0.246 9 0.299 0 0.194 4 0.023 4 低水平耦合 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2012 0.004 9 0.160 6 0.338 9 0.167 5 0.030 5 頡抗時期 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2013 0.005 1 0.236 1 0.288 4 0.186 5 0.021 7 低水平耦合 嚴重失調 海洋科技發展滯后型2014 0.013 6 0.197 7 0.490 5 0.227 6 0.068 7 頡抗時期 中度失調 海洋科技發展滯后型

3.1 地區間海洋科技和海洋產業發展水平存在明顯差異

從海洋科技指數整體情況來看，2007年到2012年海洋科技發展迅速，到2013年期有所回落，遼寧、上海、江蘇、福建等多數地區海洋科技指數明顯提高，在科技投入和科技產出方面都有明顯的增長，但地區之間的科技水平不均，2014年海洋科技發展基本穩定，多數地區有少量提高。上海、山東和廣東保持著海洋科技領先地位，海南、廣西和河北整體處于落后水平，與領先地區差距明顯。在2007年到2012年間，多個地區的海洋產業發展水平明顯提高，但到2013至2014年，部分地區海洋產業發展放緩。通過比較原始數據發現，導致指數下降的原因主要是發展基礎中港口游客吞吐量有所降低，海洋產業生產總值占社會總產值比重有所降低，但整體產業規模和產業結構在不斷發展升級。海洋產業也存在地區間發展不均的情況，上海、山東、廣東和浙江地區海洋產業發展水平較高，與發展水平較低的廣西相比存在較大差距。

3.2 整體耦合度高但各地區協調發展類型存在差異

通過耦合度計算發現，除海南外的主要沿海地區都進入了高耦合階段，海洋科技與海洋產業發展之間相互作用程度高。隨著海洋科技不斷發展，人力和資金投入逐年增加，經濟影響不斷擴大，中國沿海地區海洋科技正在適應海洋產業發展的要求，同時隨著海洋產業發展和結構優化，對海洋科技的需求也在增加，兩個系統之間的耦合性增強。僅從耦合度來看，各地區之間不存在較大差異。

為了更為全面的對沿海地區海洋科技和海洋產業協調發展水平進行評價，需要考慮具體地區的協調度和發展類型。從表4可以看出，山東、廣東、上海耦合協調度高，河北、廣西和海南處于失調狀態，其中廣西丟海洋科技發展水平波動較大，海南地區由于海洋科技發展水平偏低，嚴重滯后于其產業發展水平使得其兩系統之間嚴重失調。通過海洋科技與海洋產業發展指數之間的比值可以看出，沿海地區的發展類型從海洋科技滯后型逐漸過渡到同步型，部分地區海洋科技發展水平高于產業發展水平，一定程度上帶動了海洋產業的發展。

3.3 協調發展水平聚類分析

為了便于總結比較，對中國沿海11個地區的海洋科技與海洋產業協調發展水平進行聚類分析，利用SPSS軟件進行選擇耦合度、協調度與海洋科技指數和海洋產業發展指數作為變量，進行系統聚類分析，得到分類結果如表5，將沿海地區分為三類。第一類，山東、廣東、上海，海洋科技實力較強，海洋產業發展水平較高，兩個系統之間呈良性協調發展。第二類，江蘇、天津、浙江、福建、遼寧處于中度耦合協調，海洋產業發展較快，海洋科技發展滯后于產業發展，一定程度上影響了系統間的協調作用。第三類，河北、廣西、海南處于低度耦合協調，由于海洋支柱產業和資源環境特點導致這些地區海洋科技發展水平偏低，明顯滯后于海洋產業的發展。

表5 沿海地區海洋科技與海洋產業協調發展水平分類Tab.5 The Coupling Coordination Degree Classification of Coastal Regions

結合比較《中國海洋統計年鑒》中的原始數據發現，第一類地區海洋產業規模較大，產業結構以第二和第三產業為主，科研教育管理服務業產業增加值占海洋產業增加值比重較高，以海洋科學知識創新和海洋高新技術的發展為依托現代海洋產業發展迅速，同時海洋科技投入和產出不斷增加，形成了一定的海洋科技競爭力。第二類地區海洋科技與海洋產業發展不同步，造成了一定的相互制約，其中遼寧和江蘇海洋科技發展迅速，但海洋產業發展相對滯后，雖然科技投入和產出有所增加，但成果轉化和成果應用與第一類地區相比存在差距；浙江和福建海洋科技發展滯后于產業發展，由于海洋產業不斷發展但仍然主要依賴于傳統海洋產業，對海洋科技的需求和支持相對較低。第三類地區中河北、廣西、海南海洋科技與產業發展水平相對落后，由于地區總體海洋經濟水平較低，海洋科技基礎和實力薄弱，導致自主創新能力低，發展傳統海洋產業現代化和海洋新興產業面臨很大挑戰，又由于缺乏產業支持，缺乏海洋科技投入。

4 結語

本文采用耦合度模型和耦合協調度模型進行實證分析，對中國沿海地區海洋科技與海洋產業系統之間的耦合機理和協調發展狀態進行研究。結果表明，沿海多地區海洋科技與海洋產業發展已進入了高級耦合階段，但地區間海洋科技和海洋產業發展水平以及二者之間的協調發展程度存在較大差異。通過SPSS系統聚類法將沿海地區范圍三類，結合原始數據進行分析發現，第二類地區系統間協調發展程度偏低主要由于海洋科技與產業融合度不高，可以通過產學研結合的路徑對科技成果進行應用和轉化，同時對海洋科技進行人才和資金的支持；第三類地區由于海洋產業發展程度低，海洋科技實力弱，系統間相互制約，可以通過結合主導產業引入外資或人才的方式，從科技基礎和科技投入方面加強科技實力。

本文的指標選擇和評價方法基本能夠真實地反映出沿海主要地區海洋科技與海洋產業發展的協同發展情況，但由于各個區域存在經濟基礎、環境、資源稟賦、主導產業的差異，且受限于部分分區數據的可獲得性，評價結果可能存在局限性。今后應進一步擴大指標和數據的選擇優化結果，并針對部分發展不均衡的地區進行深入調研，提出海洋科技發展的相關對策建議。

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Research on the Degree of Coupling Between Marine S&T and Marine Industries of Coastal Regions in China

LI Xianxian
（Shanghai Jian Qiao University，Shanghai 201306，China）

The interaction between marine science and technology and marine industry tends to be a coupling relationship.Their coordinated development determines the quality and sustainable development of marine economy.Based on the coupling degree model of marine S&T and marine industry，the coupling degree and the coupling coordination degree have been put forward.The results show that the coupling degrees of coastal regions are generally at a high level，however，there obviously exists regional disparity in the level of development in marine S&T，marine industry and the type of coordination.Further analysis is based on the cluster analysis of SPSS，which classifies coastal regions into three types.

Coastal regions of China；Marine science and technology；Marine industry；Coupling degree；Coupling coordination degree

F204

：A

：2095-1647（2017）01-0030-09

2016-11-29

李顯顯，女，碩士研究生，助教，主要研究方向為國際貿易，E-mail:15023@gench.edu.cn。