京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)：運行機理及效果評價

王德起，何皛彥，吳 件

(1.首都經濟貿易大學 城市經濟與公共管理學院，北京 100070；2.清華大學 公共管理學院，北京 100084)

0 引言

縱觀世界發(fā)達國家以及硅谷、筑波等全球科技創(chuàng)新中心的發(fā)展歷程，區(qū)域創(chuàng)新經歷了線性模式(創(chuàng)新1.0)和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)(創(chuàng)新2.0)階段，正在進入?yún)^(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)(創(chuàng)新3.0)階段[1]。集聚全球創(chuàng)新要素并構建創(chuàng)新利益相關者與環(huán)境高效互動的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，已成為實現(xiàn)國家或區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展的重要途徑[2]。區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是國家創(chuàng)新體系構建的基礎單元，京津冀作為創(chuàng)新型國家建設的重要承載地，承擔著打造創(chuàng)新驅動型發(fā)展區(qū)域的重要任務。2019年初習近平同志視察京津冀時強調，要形成京津冀協(xié)同創(chuàng)新共同體，建立健全區(qū)域創(chuàng)新體系。要求京津冀地區(qū)進一步促進高質量創(chuàng)新要素集聚與流動，加快構建區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。這既可以滿足地區(qū)轉型發(fā)展的現(xiàn)實需求，又是中國經濟高質量發(fā)展和創(chuàng)新型國家建設的有力支撐。

1 文獻綜述

區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運用生態(tài)學相關概念隱喻系統(tǒng)內部構成，借用生態(tài)系統(tǒng)演化規(guī)律比擬區(qū)域創(chuàng)新運行過程，是區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)演化的高級階段。通過梳理現(xiàn)有文獻發(fā)現(xiàn)，區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)研究聚焦于以下4個方面：一是概念與內涵。美國總統(tǒng)科技顧問委員會(PCAST)[3]通過總結硅谷創(chuàng)新模式的成功經驗，首次提出區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是指特定創(chuàng)新環(huán)境下政府、大學、企業(yè)、基金會、創(chuàng)新型組織等主體，在非線性的相互合作中實現(xiàn)知識產出、技術開發(fā)與應用，進而形成緊密的生態(tài)化系統(tǒng)；黃魯成[4]、隋映輝[5]分別從技術、城市空間等不同角度提出，區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)是指創(chuàng)新主體與創(chuàng)新環(huán)境通過物質能量交互形成的共生系統(tǒng)。二是系統(tǒng)內部構成及運行特征。Luoma-aho等[6]提出，知識生產、成果應用、環(huán)境等多個子系統(tǒng)在相互作用的過程中形成創(chuàng)新鏈和良好的創(chuàng)新氛圍，形成創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；曾國屏等[7]提出，區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)內部包括研究、開發(fā)與應用3個創(chuàng)新群落，系統(tǒng)運行既具有要素配置的靜態(tài)穩(wěn)定性，又具有相互作用的動態(tài)性和開放性；李其瑋[8]從產學研合作、產業(yè)鏈整合、市場化應用3個維度構建區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)；Birol Mercan & Deniz Gktas[9]提出，系統(tǒng)內各子系統(tǒng)間通過能量傳遞構成“鏈式”聯(lián)動和反饋機制。三是對系統(tǒng)演化規(guī)律的研究。劉啟雷等(2018)驗證了在華外資研發(fā)的生態(tài)嵌入與本土創(chuàng)新環(huán)境優(yōu)化程度存在協(xié)同演化規(guī)律；李煜華等[10]運用Logistic模型，研究創(chuàng)新系統(tǒng)生態(tài)化運行過程。四是對系統(tǒng)運行水平的評價。萬立軍等[11]從技術創(chuàng)新環(huán)境、主體、資源、績效4個維度構建資源型城市創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)指標體系；張貴、呂長青[12]從創(chuàng)新主體、資源和環(huán)境3個方面構建指標體系，對中國內地30個省市的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)適宜度進行評價；馬宗國、丁晨輝[13]構建包括創(chuàng)新投入、創(chuàng)新組織支撐、創(chuàng)新基礎環(huán)境、創(chuàng)新功能輻射、創(chuàng)新經濟產出等5個子系統(tǒng)的國家自主創(chuàng)新示范區(qū)創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)指標體系并對其進行評價。

總體來看，學界對區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的研究從理論研究和實踐評價兩個方面展開。在理論層面，重點研究區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)構成等內容。對系統(tǒng)內部構成及運轉機理的研究大多以單一區(qū)域為主，缺乏對跨區(qū)域要素流動、異地合作及能量傳遞的考慮。在實踐層面，重點從創(chuàng)新主體、創(chuàng)新資源、創(chuàng)新產出與創(chuàng)新環(huán)境等方面構建指標體系，從生態(tài)位適宜度和競爭力等角度對區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行狀況進行靜態(tài)存量評價，未分析系統(tǒng)運行的內部聯(lián)動機制與動態(tài)特征。伴隨跨區(qū)域創(chuàng)新合作升溫[14]，區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行的非線性、動態(tài)性和開放性特征更加突出。但目前學界對跨區(qū)域創(chuàng)新的研究聚焦于企業(yè)創(chuàng)新合作、技術交易等方面的創(chuàng)新網(wǎng)絡[15]，較少從區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)視角分析跨區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)群落形成、運行機制，并進行靜態(tài)和動態(tài)相結合的評價。因此，本文基于生態(tài)學理論和復雜系統(tǒng)論(CAS)，在界定創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)內部構成的基礎上，進一步細化研究跨區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)內部構成及運行機理，并以京津冀區(qū)域為研究對象，分析各子系統(tǒng)運行態(tài)勢、系統(tǒng)間相互作用的協(xié)調程度和系統(tǒng)綜合運行水平，為區(qū)域創(chuàng)新體系構建提供現(xiàn)實依據(jù)。

2 區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行機理

根據(jù)前文綜述，相對于區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)(RIS)[16],區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)更強調研究創(chuàng)新組織之間，以及創(chuàng)新組織與創(chuàng)新環(huán)境間的互動機制和耦合協(xié)調程度[3-5，17]。本文將區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)界定為特定空間內的創(chuàng)新主體和創(chuàng)新環(huán)境，通過主體間的要素與信息流動、主體與環(huán)境間的能量交互，形成共生競合、動態(tài)演化的有機系統(tǒng)。借用自然界生態(tài)系統(tǒng)演化規(guī)律，區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)具有有機聚集性、動態(tài)演化性和自組織生長性等特點[7]。系統(tǒng)以創(chuàng)新主體和創(chuàng)新環(huán)境為主要構成要素[18]。創(chuàng)新主體在特定環(huán)境下有機聚集為多樣化創(chuàng)新種群(產、學、研、中介組織等)，通過不同種群間以及種群與環(huán)境的互動融合，逐漸演化為創(chuàng)新生態(tài)群落并衍生為新的功能性子系統(tǒng)。系統(tǒng)運行以其內部多個子系統(tǒng)的相互作用和動態(tài)聯(lián)系為特征，通過公共政策強化或改變系統(tǒng)內部聯(lián)系強度[19]，從而實現(xiàn)系統(tǒng)整體協(xié)調運行。

根據(jù)區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)和CAS相關理論，借鑒Kline[20]提出的技術創(chuàng)新“鏈環(huán)回路”模型，本文從以下兩個方面審視創(chuàng)新驅動全過程，并以此構建區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)：一是承擔區(qū)域創(chuàng)新功能運轉的子系統(tǒng)，包括承載子系統(tǒng)、集聚子系統(tǒng)、行動子系統(tǒng)、產出子系統(tǒng)和輻射子系統(tǒng)。二是承擔創(chuàng)新鏈內外部聯(lián)動功能的循環(huán)動力系統(tǒng)，包括利潤回饋效應、技術溢出效應和保障機制。功能運轉子系統(tǒng)承擔實現(xiàn)區(qū)域創(chuàng)新驅動各環(huán)節(jié)的主體功能，循環(huán)動力系統(tǒng)起鏈接各功能子系統(tǒng)的作用，各子系統(tǒng)在層層遞進的動態(tài)演化中，共同構成跨區(qū)域視角下非線性區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)(見圖1)，從而推動區(qū)域向創(chuàng)新驅動轉型發(fā)展。

基于創(chuàng)新驅動的各功能環(huán)節(jié)，從5個維度構建區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)的功能運轉系統(tǒng)：一是承載子系統(tǒng)。區(qū)別于勞動力、資本等傳統(tǒng)要素，創(chuàng)新要素往往集聚在地方品質優(yōu)良的區(qū)域。這些地區(qū)經歷多次產業(yè)結構調整升級，不同層次的產業(yè)間協(xié)同集聚并有效支撐經濟高質量增長，地區(qū)公共服務、知識環(huán)境優(yōu)化，生態(tài)環(huán)境水平提升，旺盛的經濟同時催生了多元化創(chuàng)新需求。因此，以不可貿易性為特征的經濟條件、金融環(huán)境、服務水平、知識環(huán)境等地方品質[21]構成了承載創(chuàng)新主體集聚的環(huán)境要素。二是集聚子系統(tǒng)。創(chuàng)新要素主要包括R&D人員、R&D經費、創(chuàng)新型組織等[22]。創(chuàng)新發(fā)展的核心是人才，人才和研發(fā)活動需要依托研發(fā)機構，創(chuàng)新行為需要R&D經費支持，三者緊密鏈接構成創(chuàng)新活動的核心生態(tài)群落。在跨區(qū)域視角下，創(chuàng)新要素異地流動與合作成為跨區(qū)域聯(lián)合創(chuàng)新的微觀基礎，也影響了系統(tǒng)組織穩(wěn)定性和動態(tài)開放性。三是行動子系統(tǒng)。區(qū)域創(chuàng)新行為包括區(qū)內自組織和異地聯(lián)合兩種模式。自組織創(chuàng)新是指特定空間單元內高校、科研院所、企業(yè)獨立或相互合作形成創(chuàng)新成果，構成創(chuàng)新共同體模式；區(qū)域間聯(lián)合創(chuàng)新是以立足比較優(yōu)勢的跨區(qū)域產學研協(xié)同創(chuàng)新共同體為核心[23]，以政府服務和市場激勵為保障機制的高水平協(xié)同模式。兩種模式的創(chuàng)新過程均遵循“創(chuàng)新資源利用—創(chuàng)新成果產出—成果市場化推廣—創(chuàng)新收益回饋”的鏈環(huán)回路。四是產出子系統(tǒng)。通過行動子系統(tǒng)綜合利用區(qū)域內創(chuàng)新要素，形成學術論文、專利成果等創(chuàng)新成果，也構成區(qū)域創(chuàng)新產出水平評價的主要指標[24]。五是輻射子系統(tǒng)。新技術應用和新產品推向市場能夠有效降低行業(yè)整體生產成本，提升地方生產效率，形成新的規(guī)模經濟效應，以利潤擴大反哺新產品研發(fā)，助力區(qū)域發(fā)展向創(chuàng)新驅動轉型[25]。5個子系統(tǒng)通過相互作用與能量傳遞，保障創(chuàng)新驅動各環(huán)節(jié)功能常態(tài)化運轉。

圖1 區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行機理

區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)常態(tài)化自組織運轉需要一套循環(huán)動力系統(tǒng)保障各子系統(tǒng)有序鏈接，構成“鏈環(huán)回路”結構。本文將循環(huán)動力系統(tǒng)界定為以下3個方面：一是創(chuàng)新成果的轉化保障機制。新產品、新技術研發(fā)與推廣應用分屬創(chuàng)新鏈的前端和后端，在當前知識經濟體系尚不完備的環(huán)境下，特別是高技術類中小企業(yè)創(chuàng)新活動存在較大風險，亟需政府、市場在R&D資金與風險投資、技術交易與轉移、產權保護制度、科技金融支撐機制等方面合力提供保障，實現(xiàn)創(chuàng)新成果高效產出、精準對接與有償交易。二是利潤回饋效應。在市場機制作用下，新產品、新技術等創(chuàng)新成果的產業(yè)化生產與應用，將轉化為企業(yè)創(chuàng)新活動的經濟利潤，從而成為企業(yè)研發(fā)活動的經濟來源，同時為地區(qū)經濟帶來新的技術動力和市場需求。三是技術溢出效應。新技術發(fā)明和科技產品應用一方面能夠提高地區(qū)全要素生產率，在經濟系統(tǒng)運行過程中實現(xiàn)生產環(huán)節(jié)要素重組和經濟內生增長，進而提高地區(qū)競爭力；另一方面能夠革新城市公共服務、基礎設施、知識文化氛圍，全面提升地方品質，實現(xiàn)區(qū)域智慧化、綠色化發(fā)展，進而形成對創(chuàng)新的深層需求。承載子系統(tǒng)優(yōu)化能夠進一步集聚高質量創(chuàng)新要素，大幅度提升系統(tǒng)整體運行效能[18]。上述3個具有鏈接功能的環(huán)節(jié)支撐系統(tǒng)常態(tài)化運轉。

3 研究設計

3.1 指標體系構建與數(shù)據(jù)來源

本文構建了“承載子系統(tǒng)—集聚子系統(tǒng)—行動子系統(tǒng)—產出子系統(tǒng)—輻射子系統(tǒng)”五位一體的指標體系。承載子系統(tǒng)主要衡量特定區(qū)位創(chuàng)新環(huán)境發(fā)育水平。借鑒張貴等[26]的研究成果，選取京津冀地區(qū)人均GDP、現(xiàn)代服務業(yè)增加值占地區(qū)生產總值(GRP)比重、吸納風險投資(VC)與私募股權投資(PE)額、科普活動參加人次等指標，分別從經濟水平、服務支撐、金融環(huán)境和知識環(huán)境4個方面反映創(chuàng)新環(huán)境優(yōu)化程度。集聚子系統(tǒng)主要衡量創(chuàng)新種群發(fā)育水平，借鑒凌峰、戚湧[27]的研究成果，選取R&D人員數(shù)量、R&D內部經費支出額、創(chuàng)新機構數(shù)量(高校、研究與開發(fā)機構和高技術企業(yè)數(shù)量)反映創(chuàng)新要素集聚強度。行動子系統(tǒng)主要衡量創(chuàng)新群落間的能量傳遞、異地合作與融合水平，選取北京企業(yè)在津冀設立子公司數(shù)量、三地企業(yè)聯(lián)合專利申請授權量等指標，通過創(chuàng)新要素流動與異地合作，從微觀動態(tài)視角反映京津冀三地內部及區(qū)域間的創(chuàng)新群落融合水平，這也是本文最具創(chuàng)新價值之處。產出子系統(tǒng)主要衡量創(chuàng)新成果產出群落發(fā)育水平，選取京津冀國內外論文收錄量(含跨區(qū)域合著論文)、京津冀3種專利授權量從論文和專利成果兩個方面反映創(chuàng)新成果產出水平。輻射子系統(tǒng)主要衡量成果應用轉化能力，選取京津冀地區(qū)高技術產業(yè)主營收入、技術市場交易額，從產品轉化與技術輻射兩個方面反映科技成果的應用水平，這也是衡量一個地區(qū)實現(xiàn)創(chuàng)新驅動發(fā)展與否的關鍵。通過分析各子系統(tǒng)有序度及系統(tǒng)間的協(xié)同度，研判京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)綜合運轉水平(見表1)。

表1 京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行指標體系

本文以京津冀三地為研究對象，綜合統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全面、鮮活地反映區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行水平。其中，行動子系統(tǒng)和金融環(huán)境數(shù)據(jù)來源于龍信大數(shù)據(jù)，其余維度數(shù)據(jù)來源于2009-2019年《中國科技統(tǒng)計年鑒》、CNKI、Web of Science、《中國科學技術協(xié)會統(tǒng)計年鑒》、三地統(tǒng)計年鑒及經濟社會發(fā)展統(tǒng)計公報。

3.2 研究方法

復雜系統(tǒng)的高效有序運行需要實現(xiàn)子系統(tǒng)內部有序度和子系統(tǒng)間協(xié)調度的雙優(yōu)化[2]。因此，本文運用有序度模型分析子系統(tǒng)運行水平，采用耦合協(xié)調度模型分析子系統(tǒng)的相互作用與關聯(lián)強度，構建復合系統(tǒng)協(xié)同度模型研判京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行水平。

(1)

(2)

(3)

計算各子系統(tǒng)有序度。其中，δi∈[0，1]，數(shù)值越接近1表示子系統(tǒng)有序度越高，越接近0表示子系統(tǒng)有序度越低。

(4)

(2)耦合協(xié)調度模型構建。運用式(5)測度5個子系統(tǒng)的相互作用水平。C∈[0，1]，當C=1時，各子系統(tǒng)間和系統(tǒng)內部達到良性耦合狀態(tài);當C=0時，各子系統(tǒng)發(fā)展水平差異懸殊，系統(tǒng)處于相互無關狀態(tài)。

(5)

在式(5)的基礎上，構建耦合協(xié)調度函數(shù)(見式(6))分析5個子系統(tǒng)交互作用的協(xié)調程度。參照蘇屹等[28]對協(xié)調度范圍的界定，當D∈[0，0.3)時，系統(tǒng)處于低度協(xié)調耦合階段；當D∈[0.3，0.5)時，系統(tǒng)處于中度協(xié)調耦合階段；當D∈[0.5，0.8)時，系統(tǒng)處于高度協(xié)調耦合階段；當D∈[0.8，1]時，系統(tǒng)處于完全協(xié)調耦合階段。ai為調節(jié)系數(shù)，本文將其界定為0.2。

(6)

(7)

4 實證結果與分析

4.1 總體評價

京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)綜合運行水平逐步提升，但仍處于低水平協(xié)同階段。2008—2018年京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)同度為0.306 7，從分時段協(xié)同度演化看，綜合協(xié)同度由-0.022 3增長至0.201 1，系統(tǒng)運行由不協(xié)同向有序協(xié)同轉變，但整體仍處于低于0.4的低水平協(xié)同階段，說明京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行狀態(tài)持續(xù)優(yōu)化，但系統(tǒng)內部仍存在短板和鏈接不足。從各子系統(tǒng)運行態(tài)勢看，京津冀三地創(chuàng)新合作明顯升溫，創(chuàng)新環(huán)境亟待優(yōu)化。自2014年京津冀協(xié)同發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略以來，北京對津冀的創(chuàng)新要素溢出有效促進三地產學研協(xié)同創(chuàng)新，行動子系統(tǒng)有序度增幅居于首位。這也帶動了產出子系統(tǒng)及系統(tǒng)綜合運轉水平提高，各子系統(tǒng)有序度整體呈現(xiàn)上升態(tài)勢。自2017年以來，承載系統(tǒng)有序度較之前年份有所下滑(見表2)。

各子系統(tǒng)交互耦合協(xié)調水平處于中度協(xié)調階段。2018年，京津冀及三地區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)內部各子系統(tǒng)耦合協(xié)調度分別為0.433 2、0.428 1、0.403 2和0.428 6，均處于(0.3-0.5)中度協(xié)調耦合階段。從變化趨勢看，11年間4個空間單元的系統(tǒng)內部耦合協(xié)調度均實現(xiàn)了從低度耦合向中度耦合轉變(見表3)，說明系統(tǒng)間的相互作用強度逐步提升。但中度協(xié)調水平仍會在一定程度上抑制系統(tǒng)高效運轉，各子系統(tǒng)耦合強度與區(qū)域融合創(chuàng)新能力仍待提升。

表2 京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行水平測度結果

數(shù)據(jù)來源：作者計算得出，下同

表3 2008—2018年京津冀及三地創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)內部耦合協(xié)調度

三地各子系統(tǒng)有序度整體逐步提升，創(chuàng)新環(huán)境是主要短板。3個子系統(tǒng)優(yōu)勢突出說明三地自組織創(chuàng)新活動和協(xié)同創(chuàng)新均取得顯著成效，而測度結果顯示，京津冀三地承載子系統(tǒng)有序度均是各地創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)，特別是2018年天津承載子系統(tǒng)有序度低于2011、2014年的水平(見圖2)。系統(tǒng)中任意一環(huán)弱化都會造成系統(tǒng)整體運行失衡。承載子系統(tǒng)作為創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)的基礎環(huán)節(jié)，創(chuàng)新環(huán)境等不可貿易品的弱化必將造成創(chuàng)新要素流失，長期來看，不利于系統(tǒng)整體優(yōu)化。因此，三地創(chuàng)新環(huán)境均存在優(yōu)化提升需求。

4.2 結構特征

(1)區(qū)域創(chuàng)新要素集聚優(yōu)勢突出，北京遠優(yōu)于津冀。京津冀地區(qū)R&D人員、R&D經費、高校和科研機構數(shù)量、國家重點實驗室和工程(技術)研究中心分別占全國的1/10、1/7、1/4、1/3。2018年，北京擁有R&D人員數(shù)量為397 034人，是天津的2.47倍、河北的2.35倍；R&D經費內部支出額為1 870.77億元，是天津的3.78倍、河北的3.74倍，北京高校、研發(fā)機構和高技術產業(yè)數(shù)量分別是天津的1.64倍、6.26倍、1.76倍，是河北的75%、5倍和1.23倍。區(qū)域科技資源基礎雄厚但主要集聚于北京，資源空間配置呈現(xiàn)明顯的“核心-外圍”結構，嚴重制約了集聚子系統(tǒng)有序度提高，導致區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)整體運轉效果難以實現(xiàn)。

(2)北京引領三地協(xié)同創(chuàng)新能力大幅提升。一是京企異地設立子公司促進三地創(chuàng)新主體融合。從總量看，2018年北京企業(yè)在津冀設立子公司4 960家，同比增長13.29%，是2008年(488家)的10.16倍；從變化趨勢看，2014—2018年京企異地設廠行為呈顯著增長態(tài)勢，說明協(xié)同發(fā)展戰(zhàn)略能有效激發(fā)北京創(chuàng)新主體向津冀溢出。二是北京引領聯(lián)合創(chuàng)新成果大幅激增。2008—2018年，京津冀(京津、京冀、津冀和京津冀4個方面)企業(yè)聯(lián)合專利授權量累計26 160件，其中2018年為5 550件，是2008年的110倍。自2014年以來，三地企業(yè)聯(lián)合創(chuàng)新步伐明顯加快。從內部結構看，2008—2018年企業(yè)聯(lián)合專利授權量累計數(shù)中，京冀為14 373件(占比54.94%)、京津為10 662件(占比40.76%)、津冀為917件(占比3.51%)、京津冀為208件(占比0.80%)。京津與京冀的授權量之和占三地企業(yè)聯(lián)合專利授權總量的95.70%，說明北京在三地協(xié)同創(chuàng)新中的引領作用顯著，而津冀和京津冀合作力度亟待提升(見圖3)。

北京 天津 河北

圖2 2008、2011、2014、2018年三地各子系統(tǒng)有序度

圖3 2008—2018年三地協(xié)同創(chuàng)新情況(個、件)

(3)創(chuàng)新成果數(shù)量穩(wěn)步提升，北京原始創(chuàng)新能力顯著。在學術成果方面，近年來，國外主要檢索工具(SCI、EI、CPCI-S)收錄京津冀地區(qū)科技論文數(shù)量呈逐年上升態(tài)勢，占全國的23%。其中，北京憑借雄厚的科研人員儲備和R&D經費支持，論文收錄量始終居全國首位，占京津冀區(qū)域國外期刊論文收錄總量的80%。在專利成果方面，北京發(fā)明專利始終居全國首位，津冀平穩(wěn)增長，說明北京創(chuàng)新能力較強且富有知識原創(chuàng)性，津冀則側重應用創(chuàng)新且產出能力穩(wěn)步提升。

(4)三地政府科技部門有序推進平臺建設與政策對接，以要素融合帶動子系統(tǒng)異地耦合。在頂層設計方面，2018年京津冀三地聯(lián)合簽署《關于共同推進京津冀協(xié)同創(chuàng)新共同體建設合作協(xié)議(2018-2020年)》，加快構建科技部主導下的 “1+3”協(xié)同創(chuàng)新跨區(qū)域聯(lián)動機制；在科技資源共享方面，搭建京津冀科學資源創(chuàng)新服務平臺、科技資源數(shù)字地圖平臺、河北大型科研儀器設備資源開放共享服務平臺。截至2019年，三地共建省級創(chuàng)新平臺98家，累計實現(xiàn)500余萬條科技資源信息和5 349臺大型科研儀器設備儀器資源共享；在科技成果孵化方面，建立河北·京南科技成果轉移轉化示范區(qū)、科技冬奧綠色廊道、中國國際技術轉移中心河北分中心等跨區(qū)域技術轉化平臺，推動“京津研發(fā)、河北轉化、河北制造”的創(chuàng)新合作模式日臻完善。2019年吸納北京技術合同成交額214億元，同比增長近20%；在政策機制構建方面，2019年，三地簽訂《京津冀科協(xié)全面戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》，研究制定《雄安新區(qū)科技創(chuàng)新改革實施方案》，依托“中關村+”、“中科院+”的創(chuàng)新孵化模式制定并實行科技創(chuàng)新劵制度，推動中關村稅收優(yōu)惠等試點政策和科研機構的先進研發(fā)成果在京津冀各合作園區(qū)內共享，三地科技政策協(xié)同進程不斷加速。相關平臺和政策有效推動了京津冀協(xié)同創(chuàng)新共同體建設進程，促進三地創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中各子系統(tǒng)實現(xiàn)異地鏈接與耦合，提升區(qū)域整體創(chuàng)新效能。

4.3 短板分析

(1)三地創(chuàng)新馬太效應造成各子系統(tǒng)難以高效互動。京津冀“2+11”城市創(chuàng)新水平呈現(xiàn)穩(wěn)定的“核心-外圍”格局。一是創(chuàng)新投入空間配置嚴重失衡。前文已分析發(fā)現(xiàn)， 北京的優(yōu)勢遠大于津冀。二是創(chuàng)新產出呈現(xiàn)顯著的“極化-洼地”格局，即北京論文收錄和專利授權量均遠超津冀。三是區(qū)域創(chuàng)新環(huán)境差異大且亟待完善。在經濟水平方面，2019年京津冀區(qū)域人均GRP為74 800元，高于全國水平，而北京人均GRP為164 242元，是河北的3.55倍，差距呈現(xiàn)持續(xù)擴大態(tài)勢。在投融資環(huán)境方面，2008-2018年北京吸納VC、PE總額約占全國的18.17%，而津冀分別僅占3.92%和3.93%(見圖4)。近年來，北京通過深化放管服改革促進營商環(huán)境持續(xù)優(yōu)化，自2015年成為全國首個服務業(yè)擴大開放試點城市以來，大力支持社會資本進入科技、商務服務、醫(yī)療等重點領域，VC、PE吸納額持續(xù)上升，2016年出現(xiàn)短期峰值。從長期看，北京吸納VC、PE投資額占全國的比重雖然遠高于津冀，但三地均處于波動變化狀態(tài)，說明金融方面的營商環(huán)境仍需優(yōu)化；在知識環(huán)境方面，2018年北京科普圖書出版種數(shù)占全國的比重為39.56%，而津冀分別為2.81%、2.43%。北京科技館參觀人次占全國的比重為8.11%，而津冀僅為0.63%、1.73%。承載子系統(tǒng)是吸引創(chuàng)新要素集聚的培養(yǎng)液，創(chuàng)新環(huán)境差異加劇了三地創(chuàng)新要素集聚差距，造成津冀創(chuàng)新產出水平下降，導致創(chuàng)新要素報酬率下降，循環(huán)累積作用下三地創(chuàng)新馬太效應越發(fā)顯著，難以實施三地要素逆向流動和成果就地轉化，造成子系統(tǒng)相互銜接不足、區(qū)域間融合困難，從而加劇區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)失衡。

圖4 2008—2018年京津冀三地企業(yè)吸納VC、PE金額及占全國比重(億元、%)

(2)創(chuàng)新鏈與產業(yè)鏈耦合程度較低。一是高技術產業(yè)對創(chuàng)新的支撐能力不足，主要表現(xiàn)為京津競爭力下降和河北實力不足。2018年北京高技術產業(yè)出口額占全國的比重僅為2.02%，較2011年大幅下降了3.23%。高技術產業(yè)主營收入5 314億元，占全國的比重為3.38%，相比于2011年的峰值下降了0.5%；天津高技術產業(yè)產品出口額占全國的比重和高技術產業(yè)主營收入占全國的比重分別由2013年的峰值6.99%、3.36%下降到2018年的2.13%、1.70%；河北上述兩項指標均居全國后位。高技術產業(yè)萎縮勢必降低技術成果轉化能力，導致津冀承接北京技術成果的能力較弱。2013-2018年北京技術輸出50%以上流向京外地區(qū)，并主要流向粵、浙等長江經濟帶地區(qū)，流向津冀的技術合同額僅占流向京外總額的6.9%。二是三地間產業(yè)鏈鏈接不足。三地產業(yè)自成體系，尚未形成基于產業(yè)鏈布局的創(chuàng)新鏈：北京偏向產業(yè)鏈和價值鏈的高端環(huán)節(jié)，天津偏向高端制造環(huán)節(jié)和戰(zhàn)略性新興產業(yè)，河北偏向制造業(yè)，三地產業(yè)尚未形成完善的對接鏈條，導致津冀對北京的技術需求不強，創(chuàng)新鏈形成“斷鏈”現(xiàn)象，從而導致北京技術輸出呈現(xiàn)“東南飛”的格局，京津冀也難以形成全國性技術輻射源。

(3)子系統(tǒng)間聯(lián)動保障機制尚不完善。一是缺乏促進科技資源合理配置的長效機制。由于三地在科技資源、經濟水平、知識環(huán)境等方面差異較大，在自組織機制作用下，科技人才、資本、技術等要素在北京過度集中。同時，三地尚未建立完善的政產學研異地合作長效機制和科技創(chuàng)新政策支撐體系(賀德方等，2019)，導致聯(lián)合研發(fā)、科技人才交流等僅實現(xiàn)項目式推進，未形成有利于人才自由流動的政策支持體系。二是政府與市場調節(jié)機制失衡加大創(chuàng)新梯度差。受區(qū)域行政壁壘、發(fā)展階段差異等因素影響，京津冀在要素流動、技術交易、成果共享等方面的創(chuàng)新聯(lián)系明顯弱于長三角、珠三角城市群[29]。創(chuàng)新要素和技術成果受技術風險與收益率等市場因素影響，割斷了京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)中輻射子系統(tǒng)與承載子系統(tǒng)的有序鏈接，使得京津冀區(qū)域創(chuàng)新活動形成相對穩(wěn)定的路徑依賴，創(chuàng)新要素轉移溢出與創(chuàng)新成果回流反哺的常態(tài)化互動機制尚未建立，“核心-外圍”格局在短期內難以改變。

5 結語

5.1 研究結論

本文通過構建包括“承載-集聚-行動-產出-輻射”5個子系統(tǒng)和3個循環(huán)動力機制的區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)理論模型，運用復合系統(tǒng)協(xié)同度模型和耦合協(xié)調度模型對京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運轉水平進行實證分析，得出以下結論：①2008—2018年系統(tǒng)綜合協(xié)同度為0.306 7，處于低水平協(xié)同階段；②各子系統(tǒng)有序度逐年提高，但系統(tǒng)間耦合協(xié)調度偏低；③北京帶動三地協(xié)同創(chuàng)新能力大幅提升，但創(chuàng)新環(huán)境是系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)；④三地創(chuàng)新馬太效應、產業(yè)鏈與創(chuàng)新鏈耦合不足、聯(lián)動保障機制不完善制約了子系統(tǒng)區(qū)域間融合和創(chuàng)新效能整體提升。為此，本文提出以下建議：

(1)構建創(chuàng)新要素平衡型流動機制。一是完善科技資源共享機制。發(fā)揮三地政府間橫向協(xié)調機制的作用，探索區(qū)域內科技資源開放共享機制，發(fā)揮北京和天津兩大中心城市的輻射功能，促進創(chuàng)新要素自由流動。二是深化三地科技政策對接。改革限制區(qū)域內人才、資本、產權、技術等生產要素自由流動和優(yōu)化配置的體制機制，實現(xiàn)創(chuàng)新要素在三地間自由流動。建議以雄安新區(qū)和天津自貿區(qū)為先試地區(qū)，建立健全區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新過程中的資質通認制度、科技人才居住證制度、重大課題聯(lián)合申報制度、科技成果獎勵制度等。實現(xiàn)資質互認和優(yōu)惠共享，促進北京高水平人才向津冀轉移、生根。

(2)強化“產業(yè)鏈-創(chuàng)新鏈”深度融合。一是明確工業(yè)4.0版的技術升級路徑。建議產業(yè)結構政策由選擇性政策向功能性政策轉型，產業(yè)政策布局由國內區(qū)域間布局轉向產業(yè)全球化布局，有效應對技術創(chuàng)新不確定性風險，順應制造業(yè)智能化、綠色化發(fā)展大勢。二是完善基于重點產業(yè)的區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新鏈。打造基于創(chuàng)新稟賦優(yōu)勢、產業(yè)優(yōu)勢和市場需求的區(qū)域創(chuàng)新鏈條，利用人工智能、大數(shù)據(jù)、節(jié)能低碳等技術發(fā)展綠色低碳科技型新業(yè)態(tài)，促進京津高技術產業(yè)智能化、綠色化，在以短期項目投資和R&D長期資金為雙輪驅動智能制造領域創(chuàng)新的過程中，優(yōu)化京津研發(fā)、河北轉化、河北制造的創(chuàng)新鏈，加速三地產學研等創(chuàng)新主體異地融合，補齊河北產業(yè)短板和創(chuàng)新短板，提升區(qū)域創(chuàng)新綜合效能。三是發(fā)揮科技中介在“產業(yè)-創(chuàng)新”中粘合劑的作用。依托三地科協(xié)、第三方評級機構等，促進市場需求與創(chuàng)新能力跨地區(qū)對接。

(3)優(yōu)化三地創(chuàng)新生態(tài)。建立京津冀內部重大項目聯(lián)合攻關、技術成果交易、轉化與共享的區(qū)域創(chuàng)新合作新機制，提高區(qū)域創(chuàng)新治理效能。制定規(guī)范合作的科技成果價格評估體系，細化合作創(chuàng)新知識產權分享機制，保障各方合理利益。同時，以金融環(huán)境為突破口，優(yōu)化三地創(chuàng)新生態(tài)。逐步完善區(qū)域科技金融體制，以VC、PE投資鏈接“產業(yè)-科技成果”的關鍵環(huán)節(jié)，并通過完善風險投資管理法規(guī)為社會資本在科技孵化領域運作提供法律保障。

5.2 貢獻與不足

區(qū)別于傳統(tǒng)RIS框架下創(chuàng)新系統(tǒng)運行評價研究，本文在分析創(chuàng)新種群之間及其與創(chuàng)新環(huán)境間互動機理的基礎上，構建“鏈環(huán)-回路”結構的區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)理論框架，并基于要素異地流動和主體異地合作視角，將傳統(tǒng)單區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)擴展至多區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。將跨區(qū)域空間單元視為一個整體，統(tǒng)籌分析各子系統(tǒng)運轉水平及系統(tǒng)間協(xié)調能力，同時，最大程度地分析區(qū)域內各單元創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運行水平和區(qū)際融合能力，對進一步豐富區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)理論架構具有一定的理論價值。通過運行效果評價為京津冀區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)運轉水平研判提供參考。但受數(shù)據(jù)所限，無法從科技成果異地轉化、創(chuàng)新平臺共建等角度分析子系統(tǒng)異地協(xié)作與融合程度。未來可從投入產出角度分析津冀對北京創(chuàng)新成果的承接能力，更好地為區(qū)域創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)建設建言獻策。