農業科技創新與鄉村振興耦合協調度研究

姚 升

（安徽省農業科學院 農業經濟與信息研究所，安徽 合肥 230031）

經濟高質量增長的動力來源于科技創新水平的提高[1]。 鄉村振興是現階段中國“三農”工作的重心，農業科技創新是推動鄉村振興發展的內在動力。 農業科技創新通過在產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效和生活富裕各板塊中的輻射，為鄉村振興提供科技供給，助力其實現高質量發展。

實現農業科技創新和鄉村振興間高水平耦合具有重要的理論和現實意義，但由于農業科技創新和鄉村振興各自本身具有很強的復雜性，以及二者互動交融所帶來的新的復雜因素，使得二者間并不容易達到最優狀態的耦合關系，因此通過數量分析直觀的展示二者間的耦合協調度，將有助于精準判斷農業科技創新和鄉村振興的耦合水平，為進一步的優化和提升提供科學依據。

本文以安徽省為例進行研究，安徽省是中國長三角一體化的組成省份，同時也是長三角科技創新共同體的核心成員，兼具了農業農村和科技創新的雙重特征；同時，安徽省獨特的地理特征使其具有成為研究對象的價值，安徽省由淮河和長江劃分為三個區域， 分別是淮河以北地區、長江與淮河之間地區、長江以南地區，其中淮河以北地區為平原地帶，長江與淮河之間地區為丘陵地帶，長江以南地區則多為山區，三個區域的方言、風俗習慣和經濟發展水平存在著較顯著的差異性， 從而形成相對獨立的三個人文地理單元，使得對農業科技創新與鄉村振興耦合協調度地區差異性的研究更具代表性。

1 文獻回顧

科技創新是以科學發現為源頭的技術創新現象的概括，體現了知識創新（科學發現）和技術創新的密切銜接和融合[2]；農業科技創新體系的核心部分由技術創新系統和知識創新系統構成[3]。農業科技創新具有典型的公共品屬性和較強的正外部性[4-5]，以及空間上的地域性和分散性特征[6]。中國農業科技改革歷經恢復期、市場化改革探索期、 改革深化期和創新體系建立期四個階段，改革成績斐然，科技創新體系初具規模，農業科技資金來源渠道多樣化，農業科技資源投入數量和結構逐漸合理， 農業科技創新產出水平不斷提高，農推體系多點覆蓋[7]；當前我國農業科技創新的重點在于向現代農業轉變和增加農業綜合效益方面[8]。

科技創新是實現鄉村振興的根本保障[9]，現代農業科技支撐體系是提高農業科技創新能力和“三農”發展的骨架[10]。 一些研究指出，當前農業科技創新在支持鄉村振興方面仍然存在問題，如農業科技創新相關政策工具在農業現代化政策體系中的占比最低，僅為22.68%，說明現有政策對農業科技創新方面的關注不夠[11]；再如科技創新驅動能力不強、與鄉村振興戰略實施的內生需求聯動不充分、載體不突出等問題，制約著鄉村振興戰略的有效實施[12]。

針對進一步釋放農業科技創新對鄉村振興的支持效應，已有研究圍繞這一命題，從信息技術、創新主體、要素保障、原始創新力、科技供給等多角度的提出了相關建議，如柴國生（2021）[13]認為要利用現代信息技術實現供需信息精準匹配與深度分析，以自主創新為支撐、高技術供給為引領， 打造科技驅動鄉村振興的實現路徑；尹西明等（2020）[14]認為要利用創新主體發揮農業科技創新的作用，高質量推進鄉村振興；完世偉（2019）[15]從科技創新要素保障體系建設的角度，指出要優化與鄉村振興相適應的科技人才、資金等要素配置， 為科技創新提供充分的要素保障；孔令芹等（2019）[16]指出需要從增強農業科技原始創新能力、培育農業科技創新人才、加速農業科技創新成果轉化、 加大鄉村基礎設施投資力度、推動鄉村經濟-社會-生態協調發展；宋保勝等 （2020）[17]認為應增強科技創新的有效供給能力，完善供給結構、提高供給質量，實現更高水平和更高質量的科技創新供需動態平衡。

2 變量選擇、模型設定與數據來源

2.1 變量選擇

鄉村振興系統由產業發展、農民生活、農村環境3 個二級指標構成，其中產業發展包括總產值水平、就業水平、農機化水平、灌溉水平、用電水平5 個三級指標； 農村環境包括農膜使用強度、化肥使用強度、農藥使用強度、造林水平、空氣質量5 個三級指標； 農民生活包括生活飲用水、農村醫療資源、城鄉收入水平、城鄉消費水平、農村最低生活報賬、農村通信設施6 個三級指標。

農業科技創新系統由投入指標和產出指標2 個二級指標構成，其中投入指標包括農業R&D 人員投入和農業R&D 經費投入兩項，前者使用農業R&D 人員全時當量表示， 后者使用農業R&D 經費內部支出； 所使用的產出指標包括專利產出、論文產出和經濟產出，其中專利產出由專利授權數表示，論文產出由發表科技論文數表示，經濟產出由農林牧漁總產值表示。

對所構建的兩個系統，首先使用熵值法確定具體指標的權重，其次使用耦合度模型計算二者耦合度水平，再次使用耦合協調度模型計算二者耦合協調度水平。

2.2 模型設定

2．2．1 熵值法

對指標進行無量綱化處理：

式中：x 表示各指標的原始值，若該指標值越大越好，則將此指標定義為正效應指標，反之定義為負效應指標；xi表示各指標的標準化值，xmax表示各指標原值最大值，xmin表示各指標原值最小值

為避免在對指標的標準化值取對數時無意義，將標準化后的指標數據進行平移處理：

式中：m=1,2,……,b；n=1,2,……,a。

第n 個指標下第m 個評價對象占該指標的比重Pmn：

式中：m=1,2,……,b；n=1,2,……,a。

第n 個指標的信息熵：

式中：m=1,2,……,b；n=1,2,……,a，k 為常數，En的取值區間為[0,1]

第n 個指標的差異系數：

第n 個指標的權重：

2．2．2 耦合度模型

本研究借助耦合度模型分析農業科技創新與鄉村振興兩個系統間耦合關系的強弱，表示兩個系統間的耦合程度。 令 x1，x2……xi為評價農業科技創新的i 個指標，構建農業科技創新評價函數：

令y1，y2……yj為評價鄉村振興的j 個指標，構建鄉村振興評價函數：

上式中，p（x）為農業科技創新指數，i 為衡量農業科技創新的指標個數，am為農業科技創新系統第m 個指標的權重，xm為農業科技創新系統第m 個指標的標準化值；u（y）為鄉村振興系統，j為衡量鄉村振興系統的指標個數，b_n 為鄉村振興系統第n 個指標的權重，yn為鄉村振興系統第n 個指標的標準化值。

進一步， 根據容量耦合理論及系數模型，構建農業科技創新與鄉村振興兩個子系統的耦合度函數如下：

耦合度的取值范圍為[0，1]，當 C=0 時，說明農業科技創新與鄉村振興的關聯性極小，意味著兩個系統間不存在耦合關系；當0＜C≤0.3 時，農業科技創新與鄉村振興間存在低水平耦合關系；當0.3＜C≤0.5 時，農業科技創新與鄉村振興間存在中低水平耦合關系；當0.5＜C≤0.8 時，農業科技創新與鄉村振興間存在中高水平耦合關系；當0.8＜C≤1 時，農業科技創新與鄉村振興間存在高水平耦合關系；當C=1 時，說明兩個系統間的耦合度達到最大，表示農業科技創新與鄉村振興實現良性耦合。

2．2．3 耦合協調度模型

在進行多年份比較分析時，雖然不同時期農業科技創新與鄉村振興耦合度可能相同，然而二者的發展進程卻無法完全一致，使得單純依靠耦合度模型無法全面有效的反映出兩個子系統在整體系統中的“功效”和“協同”效應，導致耦合度模型的分析結果存在著一定的局限性。 因此，本研究進一步在耦合度基礎上利用耦合協調度模型揭示農業科技創新與鄉村振興間的交互耦合協調程度。

上式中，D 為農業科技創新與鄉村振興兩個系統間的耦合協調度，C 為耦合度，T 為農業科技創新與鄉村振興兩個系統的綜合協調指數，反映兩個系統間的整體協同效應，體現了二者在何種耦合水平上的協調；α、β 表示待定系數， 依據二者在各自系統中的重要性進行取值，實際中通常取 α=β=0.5。 耦合協調度的取值范圍為（0，1]，當0＜D≤0.3 時，農業科技創新與鄉村振興存在低度協調關系；當0.3＜D≤0.5 時，農業科技創新與鄉村振興間存在中度協調關系； 當0.5＜D≤0.8 時，農業科技創新與鄉村振興間存在高度協調關系；當0.8＜D≤1 時， 農業科技創新與鄉村振興間存在極度協調關系。

2.3 數據來源

由于受相關數據可得性的限制，本研究將樣本期設定為2010-2020 年；使用的樣本地區為安徽省的16 個地市。本研究所使用數據來源于《安徽省統計年鑒》《中國城市統計年鑒》。 對于其中部分年份缺失的數據使用插值法補齊，且對相關數據進行了價格平減。

3 實證分析

3.1 耦合度分析

3．1．1 全省維度的分析

根據計算結果（表1），安徽省農業科技創新與鄉村振興間耦合度在樣本期內的均值為0.4604，處于（0.3，0.5]區間內，屬于中低水平耦合關系。從具體年度看，二者間耦合度在2011 年開始進入中低水平耦合關系， 但之后增長速度放緩， 且有微小波動，2016 年達到樣本期峰值，之后有所回落，2020 年耦合度為0.4917， 沒有突破進入更高一級耦合度水平。

表1 全省維度耦合度計算結果

3．1．2 區域維度的分析

以淮河和長江為界， 將安徽省分為三個區域，分別是淮河以北區域（淮北市、亳州市、宿州市、蚌埠市、阜陽市、淮南市）、長江與淮河之間區域（合肥市、滁州市、六安市、安慶市）、長江以南區域（黃山市、池州市、蕪湖市、馬鞍山市、宣城市、銅陵市），分析不同區域農業科技創新與鄉村振興的耦合度。

根據計算結果（表2），淮河以北區域、長江與淮河之間區域、長江以南區域樣本期內耦合度均值都處于（0.3，0.5]的中低水平耦合關系區間內，而且在各具體時間上也都沒有突破該區間的年份出現。

表2 區域維度耦合度計算結果

3．1．3 地區維度的分析

根據計算結果（表3），各市農業科技創新與鄉村振興的耦合度同樣處于（0.3，0.5]的中低水平耦合關系區間內；2020 年， 耦合度水平最高的是安慶市， 其次分別是黃山市和六安市，而宿州市、蕪湖市、阜陽市的耦合度水平則相對落后。

表3 地區維度耦合度計算結果

3.2 耦合協調度分析

3．2．1 全省維度的分析

由于單純使用耦合度模型無法全面有效的反映出兩個子系統在整體系統中的“功效”和“協同”效應，因此本研究進一步使用耦合協調度模型揭示農業科技創新與鄉村振興間的交互耦合協調程度。

根據計算結果（表4），安徽省農業科技創新與鄉村振興的耦合協調度在樣本期的均值為0.4707，屬于中度協調關系；但在具體年份上，二者的耦合協調度表現出穩健的增長態勢，樣本期年平均增長速度達到 6.51%； 在 2014 年進入（0.5，0.8]的高度協調關系區間，2020 年耦合協調度水平達到0.6070。

表4 全省維度耦合協調度計算結果

3．2．2 區域維度的分析

根據計算結果（表5），淮河以北區域、長江與淮河之間區域、 長江以南區域的耦合協調度在2010-2020 年期間均實現了由中度協調關系到高度協調關系的進階，其中長江與淮河之間區域在2013 年率先完成進階， 淮河以北區域和長江以南區域則均在2015 年完成進階。 到2020 年，長江以南區域的耦合協調度達到0.6252，在三個區域中處于領先位置。

表5 區域維度耦合協調度計算結果

3．2．3 地區維度的分析

根據計算結果（表6），安徽省16 個地市的農業科技創新與鄉村振興的耦合協調度在樣本期內也均完成了由中度協調關系到高度協調關系的進階。除合肥市、蚌埠市和蕪湖市外，其余地市樣本期內耦合協調度的均值均處于 （0.4，0.5）區間內；在2020 年，所有地市的耦合協調度均進入（0.5，0.7）區間內，有 9 個地市的耦合協調度超過0.6，其中池州市耦合協調度水平相對最高，其次分別是銅陵市和宣城市。

表6 地區維度耦合協調度計算結果

4 研究結論

本研究以安徽省為例，聚焦農業科技創新與鄉村振興的耦合協調度分析，研究發現，安徽省農業科技創新與鄉村振興的耦合協調度在樣本期內表現出穩健的增長態勢，年平均增長速度達到6.51%，在2014 年進入高度協調關系區間；淮河以北區域、長江與淮河之間區域、長江以南區域的耦合協調度在樣本期內均實現了由中度協調關系到高度協調關系的進階；16 個地市的農業科技創新與鄉村振興的耦合協調度在樣本期內也均完成了由中度協調關系到高度協調關系的進階。