基于DPSIR模型的環保科技創新評價模型初探*

譚映宇 干雅平 錢 璨 張鳳熔 張 宇 王澤遠

(1.浙江省生態環境科學設計研究院，浙江 杭州 310007；2.杭州職業技術學院生態與健康學院，浙江 杭州 310018；3.浙江大學環境與資源學院，浙江 杭州 310058)

近年，中國越來越重視環境污染治理和生態保護，生態環境質量取得了明顯改善，但生態環境保護面臨的形勢依舊嚴峻、復雜[1]，到2035年要實現生態環境根本好轉的目標，需要從環保科技基礎上認清生態環境演變規律，突破關鍵技術和關鍵技術的集成問題[2]。因此，環保科技創新是解決生態環境問題的基礎，然而當前環保科技創新水平與生態環境治理需求之間仍然存在一定差距，具體表現為關鍵技術亟待突破、企業自主研發能力仍需提高、科研機構研發成果產業化水平低、未形成有效的科技創新激勵機制等[3]4。精準化、規范化、科學化的環保科技創新管理有利于環保科技創新能力的提升。

美國、日本等發達國家環保產業發展較快，在環保科技創新管理方面已有一些較好的實踐。美國始終以市場為創新導向、以企業為創新主體，政府發揮職能的范疇明確，并且建立了技術轉移模式、產學研發中心模式和技術創新集群模式，對小型企業的技術創新培養及扶持力度也較大[3]5-6。日本非常重視科技創新，已基本形成了環保科技創新推進體系、產學研協作機制及企業科技創新的促進政策體系，并且開展了多個國家級重點示范項目[3]7-8。國內對于環保科技創新還停留在體系建設層面。宋瑞祥[4]在2000年提出了要深化環境科技體制改革，推動建立環境技術創新體系；常杪等[3]8-9分析了政府、科研院所與高校及企業3個主體在環保科技創新活動中各自的優勢；段娟[5]和左茜[6]均有提出加快環保產業技術創新體系建設的建議；王雪等[7]對上海市環保產業發展提出了加大環保科技創新投入、制定相應技術標準、培育龍頭企業等建議。但我國還未能從管理上系統形成促進環保科技創新的有效模式[3]4，更沒有構建起量化的評價體系。

環保科技創新評價模型的構建將有利于環保科技創新的管理。DPSIR模型是一種基于因果關系組織信息及相關指數的框架模型，將表征一個自然系統的評價指標分成驅動力、壓力、狀態、影響和響應5個方面[8]，已被廣泛運用于生態環境領域[9-12]。本研究基于DPSIR模型，構建了環保科技創新評價模型，并應用于國家環境保護水污染控制工程技術(浙江)中心(以下簡稱工程技術中心)案例研究。

1 基于DPSIR的環保科技創新評價模型構建

1.1 指標體系框架分析

環保新政、環保市場需求、環境健康需求和環保投資對于環保科技創新過程具有驅動力作用。政策要求緊和環保要求嚴，而研發經費少和創新產出弱，形成了環保科技創新的壓力。壓力導致環保技術供求矛盾突出、環保產業結構不合理、創新技術向產業轉化慢等，進而對區域環境保護和經濟發展產生一定的影響，包括區域經濟影響與環境經濟影響。生態修復與污染控制、創新主體、服務基層活動、完善環保服務鏈是對這些影響應做出的響應方面。因此，環保科技創新評價模型可以從以上分析的驅動力、壓力、狀態、影響和響應5個方面選取具有代表性的指標。

1.2 具體評價指標的篩選

確定評價對象后再根據評價對象的特點進一步篩選具體評價指標，本研究采用成對比較法來進行指標的篩選。成對比較法的步驟如下：專家通過兩兩比較給各個指標打分，對于重要性較大的指標賦1，重要性較小的指標賦0，進而根據一定的目的或要求篩選出重要性較大的指標作為具體評價指標[13]。

1.3 指標數據的標準化

由于各評價指標數據類型、單位等不盡相同，須對指標數據進行標準化，效益型指標和成本型指標的標準化方法分別見式(1)和式(2)。各參數單位根據實際情況而定。

(1)

(2)

式中：i、j分別為年份、指標序號；rij為i年j指標的標準化后數據；xij為i年j指標的原始數據；xj，max為j指標數據的最大值；xj，min為j指標數據的最小值。

1.4 指標權重的確定

采用改進的層次分析(AHP)法[14]確定評價指標權重，相比傳統AHP法減少了判斷指標相對重要性時的模糊性。指標權重的初始值由專家通過兩兩比較給各個指標打分得到。

1.5 環保科技創新綜合指數的計算

對于確定的評價對象其i年的環保科技創新綜合指數(Ei)計算公式見式(3)。Ei越大，表明評價對象i年的環保科技創新能力越強。

(3)

式中：wj為j指標的權重。

2 案例研究

2.1 研究對象

工程技術中心成立于2004年，圍繞水污染控制領域熱點技術問題開展科研工作，同時也為政府制定相關環保標準、規范和政策提供決策依據和技術支持。以工程技術中心為案例進行2013—2018年的環保科技創新評價。

2.2 評價指標的確定

基于環保科技創新指標體系框架和工程技術中心的特點，首先初步選取了17個具有代表性的指標。驅動力指標包括工程技術中心的研發投入增長率、國家環保投資總額、市場對環保設備的需求量。壓力指標包括工程技術中心的年度計劃專利數、年度計劃承擔項目合同額、年度計劃論文數。狀態指標包括工程技術中心的設備資產價值、實驗設備數量、高級職稱比例、研發人員總數。影響指標包括工程技術中心的社會服務項目數、年度實際發表論文數、年度實際授權專利數、省部級科技獲獎次數。響應指標包括年度最終承擔的項目合同額、銷售環保設備數量、技術服務收入增長率。以上指標依次記為C1～C17。

17個指標經過專家兩兩比較打分后的得分見表1，去除4個得分≤4的C3、C7、C12、C16指標，其余13個指標作為工程技術中心選定的具體評價指標。

表1 17個指標的得分Table 1 Score of 17 indicators

2.3 評價指標的權重

工程技術中心2013—2018年的各指標數據見表2，其中C2數據使用相應年份的中國統計年鑒中的環境污染治理投資總額，其他指標數據均由工程技術中心提供，13項指標均為效益型指標。根據1.4節的方法確定工程技術中心的環保科技創新評價指標權重(見表3)。權重可以反映各評價指標對環保科技創新的影響程度。從各指標的權重來看，影響工程技術中心環保科技創新程度從大到小排名前五的評價指標為研發投入增長率、技術服務收入增長率/研發人員總數、高級職稱比例、省部級科技獲獎次數。

表2 工程技術中心2013—2018年各指標數據Table 2 The data of each indicator of the Engineering Technology Center from 2013 to 2018

表3 指標權重Table 3 Weights of the indicators

2.4 結果分析

由圖1可以看到，工程技術中心2013—2018年的環保科技創新綜合指數總和分別為0.213、0.530、0.208、0.519、0.587、0.636。2013、2015年的環保科技創新綜合指數總和較低，只有0.2左右，2015年后基本能保持穩步上升趨勢。

圖1 工程技術中心的環保科技創新評價結果Fig.1 Evaluation results of environmental protection technology innovation of Engineering Technology Center

從驅動力方面看，2015年的環保科技創新綜合指數最低，這是因為2015年國家環保投資總額最低，工程技術中心的研發投入增長率為負，因此環保科技創新的驅動力不足。由于國家環保投資總額涉及范圍廣，因此工程技術中心本身的研發投入增長率更具有針對性，對工程技術中心的環保科技創新驅動力影響程度更大。

從壓力方面看，2013—2015年的環保科技創新綜合指數很低，2016年后上升到了0.132，并保持穩定。2015—2016年的這一突變主要是因為工程技術中心年度計劃專利數、年度計劃承擔項目合同額和年度計劃論文數都進行了提升。工程技術中心在定位上更偏向技術應用和成果轉化，而非基礎研究，因此3個壓力指標中，年度計劃承擔項目合同額對環保科技創新壓力的影響程度大于年度計劃專利數和年度計劃論文數。

從狀態方面看，2013—2018年的環保科技創新綜合指數呈波動上升趨勢。狀態方面的各指標中，工程技術中心的研發人員總數的影響力最大，對于環保科技創新能力的提升十分關鍵，其次是高級職稱比例。因此，人才是工程技術中心提升環保科技創新能力的關鍵因素，應進一步穩定研發隊伍，提高研發人員的水平。

從影響方面看，2013—2017年的環保科技創新綜合指數為0.052～0.079，2018年突降至0.016。原因可能是從2015年開始年度實際授權專利數有較大滑坡，加上2018年工程技術中心的社會服務項目數和省部級科技獲獎次數都不多。省部級科技獲獎次數對于環保科技創新能力的提升具有重要作用，年度實際授權專利數也是對環保科技創新能力的重要體現，相對而言社會服務項目數對核心創新能力提升的直接作用較小。

從響應方面看，環保科技創新綜合指數在2013—2015年波動較大，2015年之后總體呈上升趨勢，其中2014年最高，達到0.183。2014年，工程技術中心年度最終承擔的項目合同額和技術服務收入增長率均為歷年最高。相對于年度最終承擔的項目合同額，技術服務收入增長率在響應方面的權重更高，工程技術中心在提供技術服務過程中，應發現更多實際的環保問題，努力提升技術服務收入增長率。

3 結論與建議

基于DPSIR模型構建的環保科技創新評價模型應用于工程技術中心發現，2013—2018年的環保科技創新綜合指數總和分別為0.213、0.530、0.208、0.519、0.587、0.636，2013、2015年的環保科技創新綜合指數總和較低。驅動力、壓力、狀態、影響和響應5個方面中最主要的指標分別是研發投入增長率、年度計劃承擔項目合同額、研發人員總數、省部級科技獲獎次數和技術服務收入增長率。

根據評價結果，提出如下建議：(1)針對環保熱點技術問題或者工程技術中心自身較為薄弱的板塊提高研發投入。(2)加強工程技術中心研發人才隊伍的建設，增加高級職稱比例，優化人才結構。(3)促進環保科技成果轉化，提升技術服務收入。(4)針對生態環境領域亟待解決的關鍵問題開展研究，努力多爭取省部級科技獎項，激發科研人員的創新積極性。

本研究初步探索構建了環保科技創新評價模型，并進行了案例研究。針對工程技術中心的案例研究，其分析結果及建議對于類似科研單位的環保科技創新評價具有一定的參考價值，同時也希望后續有更多關于環保科技創新評價和管理的研究探討。