農業科技創新能力與農業高質量發展耦合協調度研究

王 昊，李敬鎖

（青島農業大學 經濟管理學院（合作社學院），山東 青島 266109）

0 引言

走農業高質量發展道路是實現農業現代化的關鍵。黨的十九大明確表明，我國經濟已經轉向高質量發展階段。農業高質量發展是經濟高質量發展的題中應有之義，因此，推動農業高質量發展是我國未來的重點工作任務。自改革開放以來，盡管我國農業發展成績顯著，但我們也要厘清農業發展中存在的短板。從我國農村現有情況來看，農田有效灌溉率近年不斷提高，但水資源利用率仍處于較低水平，無法改變水資源短缺的現狀；一味追求產出和經濟效益，增加化肥、農藥等投入，而忽略生態效益，導致土地肥力下降，形成惡性循環。農民非農收入的增加導致大量農村勞動力外流，一些地區傳統落后的農業耕種方式的弊端表現為生產及生活環境日益惡化［1］，農業生產成本高漲和產品質量提升緩慢等問題也在阻礙農業發展［2］。背后的原因之一是我國農業科技創新與農業當前發展失衡。堅持農業科技創新是保障我國農業穩定發展、實現國家糧食安全的有力保障，是擺脫傳統農業“靠天吃飯”的必然選擇，是加快農業現代化建設的決定力量［3］。因此，正確認識省域農業科技創新能力與農業發展質量之間的耦合協調關系，是提升農業科技創新能力、促進農業高質量發展的堅實基礎。

目前對農業科技創新能力的研究主要集中在以下幾點：第一，圍繞其內涵展開研究。如梁俊芬等［4］認為在創新環境、投入能力等多種能力要素共同作用的結果下催化了農業科技創新能力；王丹等［5］認為農業科技創新能力是創新主體優化配置創新要素，通過一系列創新活動，使企業和農民進行農業生產活動時獲得更大的經濟、社會、生態效益等綜合能力。由于省域之間農業生產異質性特點，進行農業創新活動時更應結合當地特色，而不是盲目照搬學習。第二，農業科技創新能力的影響因素研究。如Vaz Patto等［6］以因子分析法為例討論了進行農業活動時，氣候、能源變化和經濟全球化等對農業科技創新能力的影響。蔣和平等［7］認為主要有投入支撐、智力支撐、科技管理運行機制和科技創新受體等方面的影響；吳敬學等［8］認為制約我國農業科技創新水平提升的因素主要有農業基礎信息技術資源配置水平低、農業科研成果原創性不夠、農業科研項目實施周期過短、農業科研成果評價機制仍不夠完善及科技創新的學術交流環境不暢。第三，提升農業科技創新能力的對策研究。如孫長東等［9］指出“政策支持、企業引領、產學研結合、多領域合作、技能培訓”是當前我國農業科技創新能力提升的主要方向；梁俊芬等［4］從綠色發展視角指出要加強農業綠色發展的科技支撐，提高科研成果的高品質供給，加強對農業科技成果的保護。根據不同省份之間農業科技創新環境的差異，應因地制宜，從以上視角出發制定策略。第四，農業科技創新能力的評價體系構建與應用。如Hagedoorn等［10］選取R&D經費、專利數和農業重要科技成果數量等指標開展了農業科技創新能力評價；梁俊芬等［4-5，9，11］通過構建省域農業科技創新能力評價模型，對其發展情況進行了分析和比較；還有部分學者對單一省份的農業科技創新能力進行了評價分析［3，12］。

目前，學者們關于農業高質量發展的探討主要有以下幾點：第一，對其內涵研究。如張默等［13］認為高質量農業是高質量的經濟發展結構、高質量的社會生活形態、高質量的農業技術成果、高質量的人力資本水平。劉濤等［14-15］則認為在農業高質量發展過程中，應以科技創新推動農業現代化，堅持人與自然和諧共生的發展模式，走可持續的綠色農業發展道路，吸收借鑒，最終共享高質量發展成果。夏顯力等［2］認為高質量農業由產業、生產和經營高質量3個部分構成。第二，農業高質量發展的影響因素研究。如劉濤等［14］認為我國堅持發展綠色農業，提高創新能力，加強農資共享有助于推動農業高質量發展。孫江超［16］認為家庭經營是中國農業傳統經營方式，規模化生產推廣受到制約；農資投入成本較高與追求經濟利益存在矛盾；農田建設水平無法適應發展要求等影響農業高質量發展。第三，農業高質量發展的對策研究。如夏顯力等［2］認為“數字鄉村”可以助推農業高質量發展。孫江超［16］針對農業高質量發展中所面臨的困境，提出了應深化供給側改革，著力結構調整；聚焦市場調節，著力要素流動；完善社會服務，著力規模經營；推進產業融合，聚焦農業增效發展方向，為農民增加收入開拓新途徑，提供新思路。第四，農業高質量發展評價體系構建與應用研究。如辛嶺等［17］概括總結出4個特點，即綠色可持續發展、提高產品質量和產出效率、規模化生產、產業多元化和一體化，構建中國農業高質量發展綜合評價體系。劉濤等［14，18］以“創新、協調、綠色、開放、共享”的新發展理念為指引構建了評價指標體系。銀西陽等［19］基于“三生”理念，從農業生產質量、農業生態質量和農民生活質量3個方面出發，構建了農業高質量發展的指標評價體系。

此外，華堅等［20-22］還采用定量研究的方法，對省域科技創新與經濟高質量發展之間的關系展開了研究；謝泗薪等［23-26］分別對個別省份或對國家經濟帶的科技創新與經濟高質量發展的耦合關系進行了評價；劉暢等［27］對2008年黑龍江省農業高質量發展與農業科技創新能力的協調發展現狀展開了研究。

自黨的十八大提出“創新驅動發展戰略”以及十九大提出“高質量發展”以來，學者們在農業科技創新能力、農業高質量發展以及科技創新與經濟高質量發展之間的關系方面取得了豐富的成果，但是針對農業科技創新能力與農業高質量發展關系的研究還相對較少。在農業現代化進程中，農業科技創新能力與農業高質量發展相輔相成，哪一方面都不可或缺。中國省域農業科技創新能力與農業高質量發展的水平如何？兩者的耦合協調度及其區域差異如何？時間上的動態變化如何？現有研究較少關注這些問題。鑒于此，筆者闡述了農業科技創新能力與農業高質量發展的耦合機理，運用熵值法以及耦合協調模型，以我國2008—2020年的30個省級行政區作為研究對象，從時空維度分析了農業科技創新能力與農業高質量發展的現狀和協調發展狀況，并提出了政策建議，旨在為推動我國農業現代化提供新思路。

1 農業科技創新能力與農業高質量發展的耦合機理

農業科技創新能力與農業高質量發展存在著既相互促進又相互制約的耦合關系。一方面，農業科技創新能力是實現農業高質量發展不可或缺的重要手段和關鍵驅動力；另一方面，農業高質量發展為農業科技創新能力提供指引和堅實的經濟基礎。兩者是互為發展的基礎和條件，因此需要協調發展。2個系統的耦合機理如圖1所示。

圖1 農業科技創新能力與農業高質量發展的耦合機理

創新是發展的第一驅動力，黨的十九大明確表明，我國已經轉向高質量發展階段。農業科技創新能力是農業高質量發展的核心驅動力，具體作用于農業高質量發展的供給提質增效、綠色可持續發展、規模化集約化生產以及產業融合發展。第一，農業科技創新能力的提高可以有效推動農業供給提質增效。通過新技術、新成果降低農業生產成本，提高生產效率，以市場為導向生產更多優質農產品，促進農民增收。第二，農業科技創新能力的提高是農業綠色發展的內生動力，綠色發展是科技創新的重要方向。通過綠色的農業科技成果，加強資源環境保護，優化生態環境，提高農業生產中的資源利用水平，發展農業可持續、循環模式，不止看到眼前的經濟效益，更要有長遠的生態眼光。第三，農業科技創新能力是農業規模化生產的技術保障。通過新的農機物質裝備和新技術新知識為農業適度規模經營提供技術支撐。第四，農業科技創新能力是產業多元融合的內生動力。農業科技創新轉化帶來的優勢有助于提高農業競爭力，有助于延長產業鏈，推動產業多元化，以科技為手段將一二三產業緊密結合。

農業高質量發展是農業科技創新能力提升的有力保障，具體作用于農業科技創新支撐能力、投入能力、產出能力、轉化能力以及環境水平。第一，農業科技創新的支撐能力。國家為推動農業發展質量提高，加強了農業基礎設施建設，為農業科技創新奠定了堅實基礎，基礎設施建設水平是農業科技創新支撐能力的重要體現。第二，農業科技創新的投入能力。為推動農業發展質量提升，政府投入眾多的人力、物力、財力等, 在某種意義上也成為了農業科技創新投入的有力保障，農業科技創新系統可以有效整合資源為自己所用。第三，農業科技創新的產出能力。農業高質量發展對農業科技創新產出的成果有著旺盛的需求，并以此來推動自身；農業科技創新的產出需要應用平臺，因此會刺激成果產出源源不斷。第四，農業科技創新的轉化能力。農戶應用農業科技創新產出的成果進行適度規模經營，從而獲得收益，因輻射效應促進農業科技成果轉化機制的優化。第五，農業科技創新的環境水平。在農業高質量發展進程中產生的經濟效益、社會效益和生態效益會推動農業科技創新環境的形成，增加農業科技創新投入，推動我國科技創新不斷向前發展。

2 指標與數據選取及模型構建

2.1 指標及數據

2.1.1 指標體系的構建 在農業科技創新能力評價指標體系的構建方面，借鑒孫長東等［9］的已有研究，根據其構建的農業創新驅動過程模型，從農業科技創新支撐能力、投入能力、產出能力、轉化能力及農業科技創新的環境水平5個維度構建出共18項指標。在農業高質量發展評價指標體系的構建方面，借鑒辛嶺等［17］的已有研究，依據農業高質量發展的特征，從綠色發展引領、供給提質增效、規模化生產和產業多元融合4個維度構建出共13項指標，具體見表1。

表1 農業科技創新能力與農業高質量發展評價指標體系

2.1.2 研究對象與數據來源 本研究以2008—2020年中國的30個省級行政區作為研究對象，運用熵值法、耦合協調模型測算農業科技創新能力與農業高質量發展的綜合發展水平指數、耦合度、協調發展度。本文研究數據來源于2008—2020年的《中國統計年鑒》和各省級行政區的《統計年鑒》。

2.2 測度模型

2.2.1 耦合度模型 運用耦合度模型可以準確度量農業科技創新能力與農業高質量發展之間的協同作用，具體公式為：

式（1）中，耦合度C值區間為［0，1］，C值越大，表示農業科技創新能力U1與農業高質量發展U2之間的離散程度越小，耦合度越高，協同效果越好。

2.2.2 綜合發展水平指數 綜合發展水平指數可以清晰判斷出各系統的發展現狀以及相對發展狀況。由上述耦合度模型可知，農業科技創新能力U1與農業高質量發展U2影響耦合度C的取值，因此首先需要計算綜合發展水平指數，具體計算公式為：

式（2）、式（3）中，u1j、u2j分別表示各系統中指標j對農業科技創新能力與農業高質量發展系統的功效作用的大小；w1j、w2j分別是農業科技創新能力與農業高質量發展兩系統中指標j的權重。

在測算農業科技創新能力與農業高質量發展2個系統的綜合發展水平指數時，需要計算2個子系統中各個指標的權重。本文采用熵值法來對各指標進行賦權，但由于2個系統涉及多個不同的層面，首先需要運用歸一化法進行無量綱化處理，再對標準化處理的數據進行非負化處理，最后再通過熵值法計算權重。具體計算步驟為：

（1）指標標準化處理

正向指標：

負向指標：

式（4）、式（5）中，i指省級行政區；j、x分別指指標j和變量值；Zij和Yij分別是農業科技創新能力與農業高質量發展第i個省級行政區的第j項指標的歸一化數值。

（2）指標非負化處理

由于熵值法一般采用對數形式，對標準化后的數據進行平移可以避免出現零值導致無法使用的現象。

式（6）中，Z＇ij(Y＇ij)指平移后的數值；N指平移的幅度。

（3）指標同度量化處理

式（7）中，n指省份個數，m為指標個數。

（4）計算信息熵

其中，0≤ej≤1。

（5）計算差異系數

（6）確定指標的權重

2.2.3 耦合協調模型 目前已有諸多學者在實證檢驗中發現，當2個系統的綜合發展水平指數相近時都會出現較高程度的耦合，僅僅依靠耦合度模型得到的結果進行分析可能會出現錯誤的判斷。而耦合協調度模型可以避免上述情況，能夠科學、客觀地反映農業科技創新能力與農業高質量發展的協調發展狀況。因此，引入耦合協調模型，具體公式為：

式（11）中，綜合協調指數T體現2個系統的綜合發展水平指數對其耦合協調度D的作用程度大小；α、β分別表示農業科技創新能力與農業高質量發展對其耦合的貢獻程度，借鑒劉暢等［27］的已有研究，認為α、β兩者同等重要，因此，確定α=β=0.5。式（12）中，耦合協調度D值區間為［0，1］，D值越大，表示2個系統協調發展程度越高，相互促進的效果越好。

借鑒已有研究對于耦合協調度D值的普遍分類方法［28-30］，同時結合農業高質量發展和農業科技創新能力系統耦合的特殊性，將耦合協調度劃分為4個階段（表2）：當0≤D＜0.3時，為低度協調耦合階段（Ⅳ類）；當0.3≤D＜0.5時，為中度協調耦合階段（Ⅲ類）；當0.5≤D＜0.8時，為高度協調耦合階段（Ⅱ類）；當0.8≤D≤1.0時，為極度協調耦合階段（Ⅰ類）。

表2 農業科技創新能力與農業高質量發展耦合階段劃分

3 實證結果分析

3.1 綜合發展水平分析

測算農業科技創新能力與農業高質量發展的綜合發展水平指數，目的在于明確認識兩者各自發展狀況以及相對發展水平，其中U1、U2分別代表農業科技創新能力和農業高質量發展的綜合發展水平。由于篇幅原因，本文只選取2008、2012、2016和2020年進行分析，以此顯示各省域農業科技創新能力與農業高質量發展的綜合發展水平及相對變化情況，如表3所示。

表3 農業科技創新能力與農業高質量發展的綜合評價指數

農業科技創新能力系統與農業高質量發展系統多數子指標權重分布較為均勻，從側面說明這2個系統評價指標體系較為科學、合理。農業科技創新能力系統準則層對其影響程度的大小順序為：產出能力（0.297）＞投入能力（0.271）＞環境水平（0.163）＞轉化能力（0.140）＞支撐能力（0.130）。農業科技創新的產出能力和投入能力對其影響最為顯著，環境水平、轉化能力及支撐能力影響偏弱。因此，加強農業科技創新的基礎支撐，完善農業科技的轉化機制，營造有利于農業科技創新的環境水平等，可能會顯著促進農業科技創新能力的提升。農業高質量發展系統準則層對其影響程度的大小順序為：規模化生產（0.420）＞供給提質增效（0.242）＞產業多元融合（0.232）＞綠色發展引領（0.105）。目前，規模化生產在農業高質量發展中取得初步成效，應繼續以供給側結構性改革為主線，促進農業綠色、可持續發展，加強產業多元融合，對農業高質量發展可能會產生積極效應。

從全國省域角度來看，研究期內農業科技創新能力與農業高質量發展綜合水平雖有小幅波動，但均呈不斷上升趨勢，在相對發展水平方面，農業高質量發展超前于農業科技創新能力。從縱向看，農業科技創新能力的綜合發展水平指數均值在2008、2012、2016、2020年分別為0.254、0.264、0.258、0.273，這13年間提升了0.019；農業高質量發展的綜合發展水平指數均值在2008、2012、2016、2020年分別為0.307、0.220、0.349、0.340，這13年增長了0.033。農業科技創新能力綜合指數的增長速度慢于農業高質量發展綜合指數的增長速度，究其現實原因，可能是隨著創新驅動發展戰略的實施，農業科技創新領域發展成效顯著，但科技成果以常規性的科技創新為主，具有關鍵核心技術的成果相對較少，并且隨著農業科技創新成果的不斷產出，其難度也在不斷加大，因而農業科技創新能力的提升也呈現出不斷放緩的態勢。從橫向看，在2008、2012、2016和2020年，農業科技創新能力分別落后、超前、落后、落后于農業高質量發展（0.254＜0.307、0.264＞0.220、0.258＜ 0.349、0.273＜0.340），農業高質量發展超前于農業科技創新能力，說明我國農業高質量發展對農業科技創新的支撐還不夠，農業科技創新對資源整合利用還有待提升；農業科技創新能力超前于農業高質量發展，說明我國農業科技創新對農業高質量發展的驅動力需進一步提升，創新成果的產出及其成果的轉化還有待提升。

3.2 耦合協調度分析

運用耦合協調度評價模型對農業科技創新能力與農業高質量發展進行評價分析，目的在于認識兩者之間彼此促進、協調發展的關系，明確兩者的績效水平。對2008、2012、2016和2020年中國的30個省級行政區的耦合協調度進行對比，結果如表4所示。

3.2.1 時序視角 從時序角度來看，觀察全國省域耦合協調度D均值發現，耦合協調指數提升了0.25。各省域農業科技創新能力與農業高質量發展的耦合協調度均有較大提升，同時大部分省域處于中、高度耦合協調階段且提升速度在各省域間存在顯著差異。2008年，山東（0.758）、江蘇（0.744）、河 南（0.666）位 于 前3位，寧 夏（0.280）、海南（0.273）、青海（0.219）位于最后3位，其中，山東、江蘇等15個省（市）處于高度耦合協調階段（Ⅱ）；北京、河北等12個省（市）處于中度耦合協調階段（Ⅲ）；寧夏、海南、青海3個省（市）處于低度耦合協調階段（Ⅳ）。2012年，山東（0.677）、江蘇（0.698）、河南（0.608）位于前3位，寧夏（0.280）、海南（0.252）、青海（0.228）位于最后3位；其中，江蘇、山東等14個省（市）處于高度耦合協調階段（Ⅱ）；福建、廣東等13個省（市）處于中度耦合協調階段（Ⅲ）；寧夏、海南、青海3個省（市）處于低度耦合協調階段（Ⅳ）。2016年，江蘇（0.787）、山東（0.781）、河南（0.698）位于前3位，寧夏（0.312）、海南（0.298）、青海（0.249）位于最后3位，其中，山東、江蘇等17個省（市）處于高度耦合協調階段（Ⅱ）；福建、廣東等11個省（市）處于中度耦合協調階段（Ⅲ）；寧夏、海南、青海3個省（市）處于低度耦合協調階段（Ⅳ）。2020年，江蘇（0.773）、山東（0.771）、河南（0.706）位于前3位，寧夏（0.309）、海南（0.304）、青海（0.259）位于最后3位，其中，山東、江蘇等17個省（市）處于高度耦合協調階段（Ⅱ）；福建、廣東等12個省（市）處于中度耦合協調階段（Ⅲ）；青海省處于低度耦合協調階段（Ⅳ）。

在研究期內，各省域耦合協調階段增長較少，但各省域在原有耦合協調階段內其耦合協調度均有較大提升，說明隨著農業現代化進程，兩者之間的關系更加趨向于相互促進的正向效應。耦合協調度提升最多的是安徽、湖南、貴州，耦合協調指數分別提高了0.084、0.084、0.082；觀察綜合發展水平指數，安徽、湖南、貴州的農業科技創新能力與農業高質量發展綜合發展水平指數均有較大提升，一方面，說明農業科技創新能力對農業高質量發展產生了重要的驅動作用，推動了高質量的農業發展；另一方面，農業高質量發展為農業科技創新能力的提升提供了物質基礎保障和實施平臺，兩者相互促進，協調發展，因而耦合協調度提升較大。另外，北京、上海的耦合協調指標未升反降，觀察其農業科技創新能力綜合指數發現，農業科技創新能力有較大下降，可能是因為近幾年北京的政治文化、上海的金融經濟功能不斷凸顯，而農業科技創新功能相對弱化，同時由于自然資源稟賦狀況，在一定程度上相對弱化了農業科技創新驅動農業高質量發展的作用。

3.2.2 空間視角 運用ArcGIS進行空間可視化分析，可以更加直觀、明確地觀察農業科技創新能力與農業高質量發展在空間上的分布，結果見圖2。在空間分布方面，省域農業科技創新能力與農業高質量發展的耦合協調度大體呈階梯狀分布，呈現出東高西低、沿海高內陸低的態勢，且區域差異顯著，東部地區最高，中部地區次之，西部地區最低，西部與東、中部地區差異較大，這與區域經濟發展現狀保持高度一致。東部地區、沿海地區人才濟濟以及擁有良好的創新環境，科技成果產出及轉化成效顯著，隨著農業現代化推進，農業基礎設施建設完善、產業多元融合、生產力優化、農業適度規模經營初步取得成效，為農業科技創新推動農業高質量發展奠定了堅實基礎。2008、2012、2016和2018年，東部地區的江蘇、山東的耦合協調度一直處于高度耦合協調階段（Ⅱ），而這2個省份的農業科技創新能力與農業高質量發展的綜合發展水平也在全國領先，而西部的青海一直處于低度耦合協調階段（Ⅳ）。

圖2 農業高質量發展與農業科技創新能力耦合協調度的空間分布

4 結語

4.1 結論

本研究表明：省域農業科技創新能力與農業高質量發展的綜合發展水平雖有小幅波動，但均呈不斷增長態勢，在相對發展狀況方面，農業科技創新能力滯后于農業高質量發展，有4/5的省份出現了農業科技創新能力對農業高質量發展驅動力不足的現象；從時序視角來看，中國省域農業科技創新能力與農業高質量發展之間存在緊密的雙向促進、協調發展的正向效應，耦合度呈現良好狀態，耦合協調度有較大的提升，但提升速度在各省域間存在顯著差異，大部分省域處于中、高度耦合協調階段；從空間視角來看，省域農業科技創新能力與農業高質量發展耦合協調度在空間上呈現出東高西低、沿海高內陸低的態勢，且區域差異顯著，東部地區耦合協調度最高，中部地區次之，西部地區最低。

4.2 政策建議

（1）深入貫徹落實創新驅動發展戰略，加大投入和政策扶持。一方面，對農業科研活動的投入應繼續穩定增加，為其提供資金保障，建立以市場為導向的科研供給，同時繼續深化農業推廣體系改革，將成果轉化與農業發展需求相匹配，解決科技成果轉化為農業生產力的“最后一公里”難題。另一方面，應協同推進科技創新制度改革，完善科技治理體系和符合科研立法的政策體系，塑造有利于農業科技創新的環境。

（2）厘清農業科技創新能力與農業高質量發展耦合協調發展的內在機制，促進兩者協同發展。現實中，農業科技創新與農業高質量發展是相互促進、相互制約的，一方面，對農業科技創新能力對農業高質量發展驅動力不足地區，政府要從政策方面支持引導，加強知識產權保護，為農業科技創新營造良好的環境，實現科研工作人員待遇和貢獻相匹配，同時合理布局，推動農業科技創新合理利用農業高質量發展資源，促進兩者更好地相互適應。另一方面，對農業高質量發展基礎薄弱的地區，要利用區域資源，發展具有當地特色的產業和經濟，加快實現產業現代化，推動三產融合發展。

（3）鑒于農業科技創新與農業高質量發展耦合協調度的空間差異，不同地區應根據自身情況精準定位、因地施策。如青海一直處于低度耦合協調階段（Ⅳ），且農業科技創新能力嚴重滯后于農業高質量發展，青稞酒、冬蟲夏草是西部地區的特色，農業科技創新應針對青稞酒、冬蟲夏草等特色產業，帶動當地農業高質量的發展，實現農業科技創新能力與農業高質量發展2個系統雙向良性互動。同時耦合協調度高的省份要繼續保持引領示范作用；耦合協調度中低水平省份要認識到問題所在，精準施策，推動農業科技創新能力與農業高質量發展的協同發展。