农业科技创新与乡村振兴耦合协调度研究

姚 升

（安徽省农业科学院 农业经济与信息研究所，安徽 合肥 230031）

经济高质量增长的动力来源于科技创新水平的提高[1]。 乡村振兴是现阶段中国“三农”工作的重心，农业科技创新是推动乡村振兴发展的内在动力。 农业科技创新通过在产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效和生活富裕各板块中的辐射，为乡村振兴提供科技供给，助力其实现高质量发展。

实现农业科技创新和乡村振兴间高水平耦合具有重要的理论和现实意义，但由于农业科技创新和乡村振兴各自本身具有很强的复杂性，以及二者互动交融所带来的新的复杂因素，使得二者间并不容易达到最优状态的耦合关系，因此通过数量分析直观的展示二者间的耦合协调度，将有助于精准判断农业科技创新和乡村振兴的耦合水平，为进一步的优化和提升提供科学依据。

本文以安徽省为例进行研究，安徽省是中国长三角一体化的组成省份，同时也是长三角科技创新共同体的核心成员，兼具了农业农村和科技创新的双重特征；同时，安徽省独特的地理特征使其具有成为研究对象的价值，安徽省由淮河和长江划分为三个区域， 分别是淮河以北地区、长江与淮河之间地区、长江以南地区，其中淮河以北地区为平原地带，长江与淮河之间地区为丘陵地带，长江以南地区则多为山区，三个区域的方言、风俗习惯和经济发展水平存在着较显著的差异性， 从而形成相对独立的三个人文地理单元，使得对农业科技创新与乡村振兴耦合协调度地区差异性的研究更具代表性。

1 文献回顾

科技创新是以科学发现为源头的技术创新现象的概括，体现了知识创新（科学发现）和技术创新的密切衔接和融合[2]；农业科技创新体系的核心部分由技术创新系统和知识创新系统构成[3]。农业科技创新具有典型的公共品属性和较强的正外部性[4-5]，以及空间上的地域性和分散性特征[6]。中国农业科技改革历经恢复期、市场化改革探索期、 改革深化期和创新体系建立期四个阶段，改革成绩斐然，科技创新体系初具规模，农业科技资金来源渠道多样化，农业科技资源投入数量和结构逐渐合理， 农业科技创新产出水平不断提高，农推体系多点覆盖[7]；当前我国农业科技创新的重点在于向现代农业转变和增加农业综合效益方面[8]。

科技创新是实现乡村振兴的根本保障[9]，现代农业科技支撑体系是提高农业科技创新能力和“三农”发展的骨架[10]。 一些研究指出，当前农业科技创新在支持乡村振兴方面仍然存在问题，如农业科技创新相关政策工具在农业现代化政策体系中的占比最低，仅为22.68%，说明现有政策对农业科技创新方面的关注不够[11]；再如科技创新驱动能力不强、与乡村振兴战略实施的内生需求联动不充分、载体不突出等问题，制约着乡村振兴战略的有效实施[12]。

针对进一步释放农业科技创新对乡村振兴的支持效应，已有研究围绕这一命题，从信息技术、创新主体、要素保障、原始创新力、科技供给等多角度的提出了相关建议，如柴国生（2021）[13]认为要利用现代信息技术实现供需信息精准匹配与深度分析，以自主创新为支撑、高技术供给为引领， 打造科技驱动乡村振兴的实现路径；尹西明等（2020）[14]认为要利用创新主体发挥农业科技创新的作用，高质量推进乡村振兴；完世伟（2019）[15]从科技创新要素保障体系建设的角度，指出要优化与乡村振兴相适应的科技人才、资金等要素配置， 为科技创新提供充分的要素保障；孔令芹等（2019）[16]指出需要从增强农业科技原始创新能力、培育农业科技创新人才、加速农业科技创新成果转化、 加大乡村基础设施投资力度、推动乡村经济-社会-生态协调发展；宋保胜等 （2020）[17]认为应增强科技创新的有效供给能力，完善供给结构、提高供给质量，实现更高水平和更高质量的科技创新供需动态平衡。

2 变量选择、模型设定与数据来源

2.1 变量选择

乡村振兴系统由产业发展、农民生活、农村环境3 个二级指标构成，其中产业发展包括总产值水平、就业水平、农机化水平、灌溉水平、用电水平5 个三级指标； 农村环境包括农膜使用强度、化肥使用强度、农药使用强度、造林水平、空气质量5 个三级指标； 农民生活包括生活饮用水、农村医疗资源、城乡收入水平、城乡消费水平、农村最低生活报账、农村通信设施6 个三级指标。

农业科技创新系统由投入指标和产出指标2 个二级指标构成，其中投入指标包括农业R&D 人员投入和农业R&D 经费投入两项，前者使用农业R&D 人员全时当量表示， 后者使用农业R&D 经费内部支出； 所使用的产出指标包括专利产出、论文产出和经济产出，其中专利产出由专利授权数表示，论文产出由发表科技论文数表示，经济产出由农林牧渔总产值表示。

对所构建的两个系统，首先使用熵值法确定具体指标的权重，其次使用耦合度模型计算二者耦合度水平，再次使用耦合协调度模型计算二者耦合协调度水平。

2.2 模型设定

2．2．1 熵值法

对指标进行无量纲化处理：

式中：x 表示各指标的原始值，若该指标值越大越好，则将此指标定义为正效应指标，反之定义为负效应指标；xi表示各指标的标准化值，xmax表示各指标原值最大值，xmin表示各指标原值最小值

为避免在对指标的标准化值取对数时无意义，将标准化后的指标数据进行平移处理：

式中：m=1,2,……,b；n=1,2,……,a。

第n 个指标下第m 个评价对象占该指标的比重Pmn：

式中：m=1,2,……,b；n=1,2,……,a。

第n 个指标的信息熵：

式中：m=1,2,……,b；n=1,2,……,a，k 为常数，En的取值区间为[0,1]

第n 个指标的差异系数：

第n 个指标的权重：

2．2．2 耦合度模型

本研究借助耦合度模型分析农业科技创新与乡村振兴两个系统间耦合关系的强弱，表示两个系统间的耦合程度。 令 x1，x2……xi为评价农业科技创新的i 个指标，构建农业科技创新评价函数：

令y1，y2……yj为评价乡村振兴的j 个指标，构建乡村振兴评价函数：

上式中，p（x）为农业科技创新指数，i 为衡量农业科技创新的指标个数，am为农业科技创新系统第m 个指标的权重，xm为农业科技创新系统第m 个指标的标准化值；u（y）为乡村振兴系统，j为衡量乡村振兴系统的指标个数，b_n 为乡村振兴系统第n 个指标的权重，yn为乡村振兴系统第n 个指标的标准化值。

进一步， 根据容量耦合理论及系数模型，构建农业科技创新与乡村振兴两个子系统的耦合度函数如下：

耦合度的取值范围为[0，1]，当 C=0 时，说明农业科技创新与乡村振兴的关联性极小，意味着两个系统间不存在耦合关系；当0＜C≤0.3 时，农业科技创新与乡村振兴间存在低水平耦合关系；当0.3＜C≤0.5 时，农业科技创新与乡村振兴间存在中低水平耦合关系；当0.5＜C≤0.8 时，农业科技创新与乡村振兴间存在中高水平耦合关系；当0.8＜C≤1 时，农业科技创新与乡村振兴间存在高水平耦合关系；当C=1 时，说明两个系统间的耦合度达到最大，表示农业科技创新与乡村振兴实现良性耦合。

2．2．3 耦合协调度模型

在进行多年份比较分析时，虽然不同时期农业科技创新与乡村振兴耦合度可能相同，然而二者的发展进程却无法完全一致，使得单纯依靠耦合度模型无法全面有效的反映出两个子系统在整体系统中的“功效”和“协同”效应，导致耦合度模型的分析结果存在着一定的局限性。 因此，本研究进一步在耦合度基础上利用耦合协调度模型揭示农业科技创新与乡村振兴间的交互耦合协调程度。

上式中，D 为农业科技创新与乡村振兴两个系统间的耦合协调度，C 为耦合度，T 为农业科技创新与乡村振兴两个系统的综合协调指数，反映两个系统间的整体协同效应，体现了二者在何种耦合水平上的协调；α、β 表示待定系数， 依据二者在各自系统中的重要性进行取值，实际中通常取 α=β=0.5。 耦合协调度的取值范围为（0，1]，当0＜D≤0.3 时，农业科技创新与乡村振兴存在低度协调关系；当0.3＜D≤0.5 时，农业科技创新与乡村振兴间存在中度协调关系； 当0.5＜D≤0.8 时，农业科技创新与乡村振兴间存在高度协调关系；当0.8＜D≤1 时， 农业科技创新与乡村振兴间存在极度协调关系。

2.3 数据来源

由于受相关数据可得性的限制，本研究将样本期设定为2010-2020 年；使用的样本地区为安徽省的16 个地市。本研究所使用数据来源于《安徽省统计年鉴》《中国城市统计年鉴》。 对于其中部分年份缺失的数据使用插值法补齐，且对相关数据进行了价格平减。

3 实证分析

3.1 耦合度分析

3．1．1 全省维度的分析

根据计算结果（表1），安徽省农业科技创新与乡村振兴间耦合度在样本期内的均值为0.4604，处于（0.3，0.5]区间内，属于中低水平耦合关系。从具体年度看，二者间耦合度在2011 年开始进入中低水平耦合关系， 但之后增长速度放缓， 且有微小波动，2016 年达到样本期峰值，之后有所回落，2020 年耦合度为0.4917， 没有突破进入更高一级耦合度水平。

表1 全省维度耦合度计算结果

3．1．2 区域维度的分析

以淮河和长江为界， 将安徽省分为三个区域，分别是淮河以北区域（淮北市、亳州市、宿州市、蚌埠市、阜阳市、淮南市）、长江与淮河之间区域（合肥市、滁州市、六安市、安庆市）、长江以南区域（黄山市、池州市、芜湖市、马鞍山市、宣城市、铜陵市），分析不同区域农业科技创新与乡村振兴的耦合度。

根据计算结果（表2），淮河以北区域、长江与淮河之间区域、长江以南区域样本期内耦合度均值都处于（0.3，0.5]的中低水平耦合关系区间内，而且在各具体时间上也都没有突破该区间的年份出现。

表2 区域维度耦合度计算结果

3．1．3 地区维度的分析

根据计算结果（表3），各市农业科技创新与乡村振兴的耦合度同样处于（0.3，0.5]的中低水平耦合关系区间内；2020 年， 耦合度水平最高的是安庆市， 其次分别是黄山市和六安市，而宿州市、芜湖市、阜阳市的耦合度水平则相对落后。

表3 地区维度耦合度计算结果

3.2 耦合协调度分析

3．2．1 全省维度的分析

由于单纯使用耦合度模型无法全面有效的反映出两个子系统在整体系统中的“功效”和“协同”效应，因此本研究进一步使用耦合协调度模型揭示农业科技创新与乡村振兴间的交互耦合协调程度。

根据计算结果（表4），安徽省农业科技创新与乡村振兴的耦合协调度在样本期的均值为0.4707，属于中度协调关系；但在具体年份上，二者的耦合协调度表现出稳健的增长态势，样本期年平均增长速度达到 6.51%； 在 2014 年进入（0.5，0.8]的高度协调关系区间，2020 年耦合协调度水平达到0.6070。

表4 全省维度耦合协调度计算结果

3．2．2 区域维度的分析

根据计算结果（表5），淮河以北区域、长江与淮河之间区域、 长江以南区域的耦合协调度在2010-2020 年期间均实现了由中度协调关系到高度协调关系的进阶，其中长江与淮河之间区域在2013 年率先完成进阶， 淮河以北区域和长江以南区域则均在2015 年完成进阶。 到2020 年，长江以南区域的耦合协调度达到0.6252，在三个区域中处于领先位置。

表5 区域维度耦合协调度计算结果

3．2．3 地区维度的分析

根据计算结果（表6），安徽省16 个地市的农业科技创新与乡村振兴的耦合协调度在样本期内也均完成了由中度协调关系到高度协调关系的进阶。除合肥市、蚌埠市和芜湖市外，其余地市样本期内耦合协调度的均值均处于 （0.4，0.5）区间内；在2020 年，所有地市的耦合协调度均进入（0.5，0.7）区间内，有 9 个地市的耦合协调度超过0.6，其中池州市耦合协调度水平相对最高，其次分别是铜陵市和宣城市。

表6 地区维度耦合协调度计算结果

4 研究结论

本研究以安徽省为例，聚焦农业科技创新与乡村振兴的耦合协调度分析，研究发现，安徽省农业科技创新与乡村振兴的耦合协调度在样本期内表现出稳健的增长态势，年平均增长速度达到6.51%，在2014 年进入高度协调关系区间；淮河以北区域、长江与淮河之间区域、长江以南区域的耦合协调度在样本期内均实现了由中度协调关系到高度协调关系的进阶；16 个地市的农业科技创新与乡村振兴的耦合协调度在样本期内也均完成了由中度协调关系到高度协调关系的进阶。