对外开放、科技创新与经济高质量发展耦合协调研究

当前，中国正处于动能转换、结构升级的重要时期，面对新时代的发展机遇与挑战，党中央多次提及，要以新发展理念引领经济高质量发展。《习近平谈治国理政》中有关经济高质量发展的论述，强调了开放的时代大势要求与创新的第一动力作用。经济新常态下，伴随着全球化的深入发展和科技创新的不断推进，实现经济高质量发展亟需对外开放的引领与科技创新的赋能。

对外开放、科技创新与经济高质量发展间的关系不仅仅是单方向的推动，还有相互影响、相互促进的复杂关联：(1)从对外开放与科技创新的互动关系来看，对外开放对于科技创新的推动作用体现在知识示范与需求拉动上，而科技创新能力的提升可以为区域带来竞争优势，促进国际间的合作交流，刺激外资外贸的增长。(2)从对外开放与经济高质量发展的互动关系来看，党中央提出的国内国际“双循环”新发展格局，强调了对外开放对经济高质量发展的动力支持作用。江三良等从实证研究角度，验证了对外开放对区域经济高质量发展的正向作用[1]。同时，经济高质量发展是经济发展的客观规律性结果，经济达到高质量发展阶段，意味着拥有较高的对外开放水平，区域也在全球化进程中逐步实现世界范围内的信息流动共享与资源最优配置。(3)从科技创新与经济高质量发展的互动关系来看，科技创新显著推动经济持续发展，科技创新对绿色全要素生产率也存在显著的正向影响[2-3]。在经济高质量发展的过程中，必然伴随着经济结构的优化。冯云延等发现，城市经济结构的变化影响其创新行为与能力，对经济从高速向高质量发展转变过程中的波动具有熨平效应[4]。高质量发展是创新成为第一动力的发展，科技创新与经济高质量发展相辅相成。

对外开放、科技创新与经济高质量发展间存在着较为紧密的相互关系与影响作用，目前可将国内外学者相关文献分为两两间关系研究与三者间关系研究。(1)关于两两间关系研究，国内外众多学者偏向探析对外开放或科技创新对经济高质量发展的驱动效应和发展路径。从对外开放驱动经济高质量发展方面来看，胡海峰强调开放与经济高质量发展间应是互动前行关系，并论述了两者达到更高水平时展现出的新特点与新目标[5]。余思勤等使用面板数据与PVAR模型，实现了对贸易开放度这一对外开放重要指标与经济高质量发展间互动关系的验证[6]。从科技创新驱动经济高质量发展来看，孙祁祥等多角度阐述了科技创新促进经济高质量发展的内在规律[7]。还有学者实证研究了小区域范围内科技创新与经济高质量发展间的耦合协调情况，如：陈章喜等发现，粤港澳大湾区的高耦合协调城市间存在差异加大的趋势[8]；魏奇锋等利用耦合协调方法发现，成渝地区双城经济圈内各城市耦合协调发展差异较大，中心城市辐射效果并不突出[9]。(2)关于三者间关系的研究，现有文献还未成体系。而以对外开放、科技创新与经济高质量发展为研究对象的相关文献虽有，但数量较少。吴传清等梳理出对外开放影响科技创新，进而驱动经济高质量发展的作用机理，并以对外开放为背景，发现其可以缓解科技创新驱动经济高质量发展过程中的门槛问题[10]。刘涛等阐述了创新与开放各自作用于经济高质量发展的影响机制[11]。对三者耦合机理等问题的研究，仅有部分学者在区域两系统耦合协调发展基础上对京津冀地区的科技创新、对外开放与高质量协同发展间的关系展开了研究。

综上可见，现阶段关于对外开放、科技创新与经济高质量发展间耦合协调的研究尚少，且耦合协调关系研究大多着眼于小范围的区域经济。基于此，本文在现有文献提出的理论与方法基础上，以副省级城市为对象展开进一步研究，探究其对外开放、科技创新与经济高质量发展耦合现状。一方面，从理论上探究三者耦合机理问题，能够完善补充相关理论；另一方面，从实践价值来看，副省级城市是未来推动区域经济社会发展的核心城市，辐射带动周边城市经济发展，是肩负国家战略的重要城市，也是帮助普通城市承接高端城市外部效应的桥梁。因此，本文对发挥系统间协同促进效应，推进全国经济高质量发展具有一定指导作用。

一、评价指标体系的确定

为研究三系统、两系统间耦合协调关系，先将其分为对外开放、科技创新和经济高质量发展三大子系统，通过大量文献研究，按照科学客观、数据可获取、独立导向等原则确定相应的衡量指标，构建综合评价指标体系，具体如表1所示。

1. 对外开放指标体系

对外开放度的衡量最常见的是从经济开放角度进行外资外贸流通性的度量。现有的经济开放度指标，通常被理解为非国内参与者能够或实际参与国内经济的程度，可以分为贸易、金融两方面[12]。贸易开放度用来说明外贸影响经济发展的程度，对其衡量的核心指标是进出口贸易量与GDP的关系[13]。金融开放度即资本开放度，可使用区域外国资产和负债相对于GDP的数量来衡量。

对外开放还包括劳务、文化、旅游等多方面的交流活动，仅从经济开放角度进行对外开放度的测量存在局限性。杨朝均等建立的指标体系除包含对外贸易与资本以外，还包括反映进口技术依赖程度的生产开放、反映境外劳动需求程度的劳动开放、反映进口技术吸收程度的技术开放和反映国际化进程的旅游开放[14]。

鉴于大多数研究均基于贸易与资本两个角度分析地区对外开放程度，本文补充了二级指标旅游开放度，来衡量地区对外吸引力与知名度。最终，根据副省级城市实际情况与数据获取程度，将对外开放度的衡量分为贸易、资本、旅游3个层面、5个三级指标。其中，使用进口依存度与出口依存度衡量贸易开放度，使用实际利用外资依存度衡量资本开放度，使用国际旅游收入占GDP比重与接待国内外游客人数衡量旅游开放度。

2. 科技创新指标体系

区域科技创新战略通常由研究、教育、发展等不同领域行动者合作制定，对于区域科技创新综合水平的测度也应涉及研究、教育等不同角度[15]。从科技创新全过程来看，科技创新与成果转化是区域科技创新的重点阶段。王慧艳等从科技投入与科技产出两个角度，对科技创新发展水平进行了衡量[16]。Yang等将科技研究投入分为基础研究和应用研究两部分[17]。赵丽霞等构建了评价指标体系，在科技创新投入与产出的基础上增加了环境、潜力、贡献维度[18]。

本文的科技创新指标体系以数据可获取为基本选取原则，从研发投入与成果产出两个方面衡量，共4个三级指标。研发投入中具体指标有科技类公共财政支撑强度与普通高等院校在校学生数，其中，科技类公共财政支撑强度从财政角度反映政府对科技创新的支持力度，普通高等院校在校学生数则从教育角度反映研发创新潜力；成果产出使用每万人口专利申请量和每万人口发明专利申请授权量测度。

3. 经济高质量发展指标体系

经济高质量发展强调经济发展的稳健与高效率，同时注重资源高效配置与人的全面发展[19]。所以，国内学者大多基于五大发展理念对经济高质量发展水平进行测度[20-23]。还有部分学者在五大发展理念基础上，根据自身研究进行了适当调整，如王亚男等将其调整为经济、创新、协调、绿色、开放、民生6个方面[24]。也有学者从其内涵出发构建评价指标体系，如张侠等选择经济学角度，从高质量的供需、循环、发展等方面阐述其内涵，最终从创新、动力、绿色、社会与生活5个维度对经济高质量发展进行测度[25]。本文经济高质量发展指标以科学、客观、全面为基本选取原则，主要依据“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，去除对外开放子系统与科技创新子系统指标，着重从协调发展、绿色发展、共享发展3个角度筛选出频率较高且具有较高代表性的指标，构建经济高质量发展评价指标体系。

协调发展即区域总体结构的协调和区域经济关系的协调。Xu等认为，区域实现协调发展表现为经济的开放合作、发展高效且结构合理[26]。中国还存在明显的经济关系结构差，部分城市存在城乡差距大、三产比重低等结构性问题。程晶晶等将城乡协调发展评价指标分为经济结构、区域结构、城乡结构[27]；钟文等在此基础上还考虑了公共服务、基础设施和生态环境维度[28]。本文在城乡结构、产业结构的基础上增加了金融结构维度。其中，城乡结构包括城乡居民收入比例与城乡居民消费比例两个指标；产业结构包括产业高级化指数与产业合理化指数，反映资源配置效率和发展所处阶段；金融结构具体指标为金融机构本外币存款余额、金融机构本外币贷款余额分别占GDP比重。

经济可持续增长理论重视资源约束下的经济高质量发展。测度绿色发展水平，一是看绿色生态的发展，即城市为环境治理作出的贡献，可以通过城市绿色环保事业成效反映；二是看能源的减耗，即经济生产活动带来的耗能和污染[29]。习近平总书记在第75届联合国大会上提出碳达峰与碳中和目标，绿色低碳转型是实现经济高质量发展的内在要求。Chen等指出，以化石能源燃烧为代表的人为温室气体排放已成为环境变化的主要原因[30]。2020年底，全国全口径煤电装机容量达10.8亿kW，占总装机容量的49.1%，减少煤电生产的碳排放是绿色低碳转型亟需解决的重要问题。所以在能源消耗上，全社会用电量可以在一定程度上反映出城市能源消耗情况。本文的绿色发展相关指标从绿色环保与能源消耗两个角度构建，其中绿色环保涉及绿色发展的正向指标，包括建成区绿化覆盖率、污水处理率和年度环境空气优良天数；能源消耗涉及影响绿色发展的负向因素，使用电力消费量来衡量。

经济发展的根本目的就是满足人民的物质文化需求，这就要求全社会资源价值的共享。党中央多次强调发展成果应由人民共享，共享发展的测度需贴合民生共享内容[31]。民生共享要求教育、医疗、就业、保障等多领域实现共享，为此将共享发展指标体系分为社会与经济两个方面。社会共享侧重于非经济类指标，包括人口死亡率、参加城镇职工基本养老保险人数、参加城镇职工基本医疗保险人数、每万人卫生机构床位数和城镇登记失业率。经济共享的度量使用经济类指标，反映经济价值创造带来的共享，本文选择教育投入力度、人均一般公共服务支出和常住人口人均地区生产总值3项指标，即涵盖了教育、社会公共服务等关系民生的财政投入类指标和生产总值等经济产出类指标。

二、数据来源与模型构建

1. 数据来源与预处理

对原始数据进行汇总与整理，使用Anaconda3中的Jupyter作为编程工具，Python3作为编程语言，进行模型构建与数据分析。具体指标样本数据来自副省级城市发布的2017—2020年《统计年鉴》和2016—2019年《国民经济和社会发展统计公报》等。公报与年鉴数据不一致时，均以统计年鉴为准；对缺失值进行同指标数据均值补插。

(1) 对原始数据进行无量纲化处理。为消除对外开放、科技创新和经济高质量发展子系统评价指标的量纲与量级差异，本文使用离差标准化方法进行无量纲化处理。其特点是将各指标数值转化至0～1区间内，但也存在数值为0的问题，故需将无量纲化后的指标数值全部平移一个最小单位值0.000 1。当xij为正向、负向指标时，离差标准化公式分别如式(1)、(2)所示：

式中：x′ij为标准化后的指标；i为样本个体，i=1，2，3，…，n；j为具体指标，j=1，2，3，…，m；xmax、xmin分别为指标j的最大值和最小值。

(2) 计算对外开放、科技创新、经济高质量发展各系统综合得分。熵权法利用数据自身的信息量差异赋权，相较于层次分析等主观赋权方法，熵权法以数据定义权值，可减轻主观因素干扰，提高可信度。相较于主成分适用于高维度赋权和CRITIC注重数据稳定性等，熵权法较适用于解决利用纵向数据对具体指标赋权的问题，故本文选用熵权法确定各系统内的二级指标权重。

计算所有i个体对第j项指标的贡献度p′ij，即

计算熵值，第j项指标的熵值为ej，其中k为常数，一般令k=1/ln(n)，即

计算差异系数，即第j项指标的信息熵dj=1-ej，得到指标x′ij的权重wj，即

计算综合得分ui，即

2. 耦合协调模型

耦合是指两个或两个以上个体、系统在不断运动中产生相互联系，并影响着彼此发展的一种现象。耦合度可呈现系统间的依存程度，较高的耦合度说明各系统在不断运动中形成了相互依赖、相互影响的动态协调状态。耦合协调度反映系统间的依存关系，即系统整体功能与系统要素协调发展的状态；反映系统间相互影响的好坏，较高的耦合协调度说明系统间呈现正向促进的关联关系。一个系统的发展变化，影响与制约着其他系统的发展，系统间的良好耦合协调效应，会使系统的联动性在不断波动中越来越强，最终找到合适的联动状态，形成动态协调发展态势。

耦合模型源于容量耦合系数理论，反映电路元件间的紧密度。本文将其应用于系统间，当系统之间完全耦合时，耦合度为1，离差为0。两系统、三系统耦合度模型分别如式(7)、(8)所示：

式中：Ci为i样本的系统间耦合度，Ci∈[0，1]；ui1、ui2、ui3为各子系统综合发展水平。

由于耦合度只能显示出各系统间的作用强度，无法区分发展水平的差异，引入多系统综合协调指数Ti，构建两系统、三系统耦合协调度模型，以反映系统耦合作用中的协调发展水平，分别表示为式(9)、(10)：

关于参数的取值，若子系统拥有相同的重要程度，则两系统参数取值为a=b=1/2，三系统参数取值为a=b=c=1/3。本文视各子系统拥有同等重要程度，系统的耦合协调度为

对Ci和Di取值结果划分等级，参考储雪俭等的相关研究[32-33]，将耦合度分为无耦合(x=0)、低水平耦合(0<x≤0.3)、拮抗耦合(0.3<x≤0.5)、磨合耦合(0.5<x≤0.8)、高水平耦合(0.8<x<1)、共振耦合(x=1)6个等级。将耦合协调度分为完全不协同(x=0)、极度失调(0<x≤0.1)、严重失调(0.1<x≤0.2)、中度失调(0.2<x≤0.3)、轻度失调(0.3<x≤0.4)、濒临失调(0.4<x≤0.5)、勉强协调(0.5<x≤0.6)、初级协调(0.6<x≤0.7)、中级协调(0.7<x≤0.8)、良好协调(0.8<x≤0.9)、优质协调(0.9<x<1)、完全协调(x=1)12个等级。

3. 灰色关联度法

相较于计量回归等方法，灰色关联度法有着不受样本量和样本特征限制的优点，可通过曲线走向的相似程度来判定时序变量的关联程度，有效寻找关键影响因素。

确定母序列和子序列。母序列即参考序列，代表系统整体的行为方式；子序列即比较序列，影响整体的行为动向。使用初值法对数据进行无量纲化处理，最终得到无量纲化母序列X0(X0=(x0(1)，x0(2)，…，x0(n)))和子序列Xk(Xk=(xk(1)，xk(2)，…，xk(n)))。

计算关联度γ0k，反映影响整体行为动向的子序列与母序列的关联关系，计算公式为

式中，ρ为分辨系数(ρ∈(0，1))，用来调节差距的显著程度，一般取值为0.5。

依据关联度大小，对各参数序列对应指标进行排序，从而找到影响系统特征行为的主次因素，基于灰色关联度计算方法筛选影响耦合协调度的关键指标。

三、耦合协调发展分析

1. 对外开放、科技创新与经济高质量发展耦合度分析

根据构建的指标体系与各年统计数据，对评价指标进行标准化处理，运用耦合度模型与耦合协调度模型，测算并分析2016—2019年15个副省级城市的系统间耦合协调情况，结果如表2所示。总体来看，15个副省级城市三系统耦合水平整体较高，除沈阳、济南的三系统耦合度处于“磨合耦合”状态外，其余城市均保持在“高水平耦合”阶段，说明各城市对外开放、科技创新与经济高质量发展的耦合关联程度很强。

处于“磨合耦合”等级的沈阳、济南两个城市，虽相较于其他副省级城市平均耦合度等级略低，但2016—2019年间，两地耦合度均呈现逐年上升趋势，耦合度均值接近0.8，且2019年已经达到了“高水平耦合”等级。处于“高水平耦合”等级的城市中，南京、广州两地2016—2019年耦合度呈现先下降又逐步上升的态势，大连、厦门、深圳出现小幅波动，青岛、西安、武汉的变化较为平稳，而长春、哈尔滨、杭州、宁波、成都等地的耦合度出现了下降趋势。其中，长春与哈尔滨两地下降幅度最大，哈尔滨2019年耦合度已下降至0.665 9，居15个副省级城市耦合度末位。因此，副省级城市间耦合度差值从2016年的0.260 4增加至2019年的0.329 2，城市间耦合度差距拉大。故从具体耦合度变化来看，副省级城市耦合发展存在一定差异性，处于“磨合耦合”等级的城市正逐步追赶，缩小差距；但处于“高水平耦合”等级的部分城市却出现不进反退问题，不甚理想。出现这种现象可能是由于城市自身发展出现瓶颈，需要发现症结所在，调整政策，回归原有发展轨道；也可能是由于当今对外开放面临的国际政治环境不断变化，科技创新迎来数字经济蓬勃发展，城市发展未能及时转变方式、抓住机遇，需重新进行顶层设计，前瞻时代，探寻新动能，推进经济高质量发展。

2. 对外开放、科技创新与经济高质量发展耦合协调度分析

表3为2016—2019年副省级城市对外开放、科技创新与经济高质量发展三系统耦合协调度与耦合协调等级情况。总体上看，15个副省级城市的耦合协调程度差异较大，1/3的城市面临耦合协调度失调或濒临失调问题；耦合协调程度最好的城市是深圳，已经达到“中级协调”等级。

处于“轻度失调”和“濒临失调”的城市中，沈阳、长春、济南的耦合协调度变动较为平稳，且有小幅上升趋势；大连的波动幅度较大，存在失调风险；哈尔滨耦合协调度与其耦合度变化趋势相同，近几年均出现下滑问题，其对外开放、科技创新与经济高质量发展的系统间联动协调发展态势不容乐观。处于“勉强协调”的城市是宁波和青岛：宁波的耦合协调整体稍有下降，相较于2016年的“初级协调”，2019年下降到“勉强协调”；青岛2016—2018年的耦合协调度变化较为平稳，在2019年出现了提升。处于“初级协调”的城市有7个，其中，南京、广州、武汉的耦合协调度大致呈现稳步提升状态，杭州的下降幅度明显，厦门变化较为平稳，西安和成都的波动较大。深圳是处于“中级协调”等级的唯一城市，各年数值波动较大，但均居耦合协调度排名首位。从“轻度失调”和“濒临失调”的城市所处地域可以看出，耦合协调失调问题大多出现在偏北部地区，即耦合协调发展水平在副省级城市中呈现出一定的南北差异。但不同于耦合度的“低等级追赶”，存在耦合协调度失调或濒临失调问题的城市，其耦合协调度发展趋势并未出现明显上升；步入协调等级的城市，其耦合协调度整体变化较为稳定。耦合度与耦合协调度城市特征上的差异，可能与城市所处地域和城市产业结构有关，北方城市和耦合协调度出现下降的宁波，均有着第二产业占比较大的经济结构，打破结构固化需要城市从根本上改革各经济要素间关系，这也同国家强调的转变生产方式、优化产业结构引领新常态相呼应。

3. 综合发展水平与耦合协调特征分类分析

为了对城市对外开放、科技创新、经济高质量发展间联动关系有更好的认识，探寻提升不同城市三系统间耦合发展水平的路径，依据子系统综合发展水平、两系统耦合协调和三系统耦合协调情况对15个副省级城市进行特征分类分析。据测算，各城市的两系统和三系统间耦合度均较高，故不将其作为分类变量。选择区分度较高的对外开放、科技创新、经济高质量发展三个子系统各自综合发展水平，对外开放

科技创新、对外开放

经济高质量发展、科技创新

经济高质量发展两系统耦合协调度，以及对外开放

科技创新

经济高质量发展三系统耦合协调度作为分类变量，并与社会平均水平进行比较。如子系统综合发展水平类别或两系统耦合协调度类别中包含的任一变量低于均值，则将该类别列为低水平，最终结果如表4所示。

从建立的耦合协调模型可推出，三个分类变量间的关系是高子系统综合发展水平会带来高两系统耦合协调度，从而得到高三系统耦合协调度，这在表4的分类结果中也得到了验证。所以，城市的对外开放、科技创新、经济高质量发展系统自身的建设与发展水平很重要，系统间的协调发展是建立在各系统均有较好发展基础之上的，类似于“木桶效应”。故总体的系统间耦合协调提升路径为找寻“木桶短板”，即滞后子系统；再从短板入手，通过提升子系统发展水平带动两系统间耦合协调发展水平提高；最终实现三系统的耦合协调发展。以下将15个副省级城市分为4类，展开具体分析。

第一类为低子系统综合发展水平

低两系统耦合协调度

低三系统耦合协调度，包括沈阳、长春、哈尔滨、大连、济南、青岛等6个城市。这类城市的对外开放、科技创新、经济高质量发展各子系统自身发展水平较低，虽然系统间相互依存度较高，但受其自身能力限制，未能发挥较好的外部效应，以至于系统间耦合协调存在失调风险。因此，这类城市需从子系统自身发展着手，逐步释放对外开放、科技创新的带动效应，并以高质量的经济发展反哺对外开放与科技创新水平，形成系统间的良性互动。再者，低

低

低城市所处地域均为偏北部地区，这也与城市耦合协调度分析中显现出的问题相同，即存在一定的南北差异。所以，这类城市的发展很可能受到地域和原有产业结构影响，还需创新模式、打破壁垒，探寻对外开放、科技创新与经济高质量发展新动力。

第二类为低子系统综合发展水平

低两系统耦合协调度

高三系统耦合协调度，包括宁波和厦门两个城市。这类城市与低

低

低型城市存在相似问题，但程度较轻，虽其三系统耦合协调度等级位于社会平均水平以上，但对外开放、科技创新与经济高质量发展也未能达到较好协调联动发展态势，还需在推进子系统发展的同时，注重系统间协调关系的增进。

第三类为低子系统综合发展水平

高两系统耦合协调度

高三系统耦合协调度，包括南京、广州、武汉、西安、成都5个城市。这类城市对外开放、科技创新与经济高质量发展的互动关系已经向着相互促进的方向发展，综合发展水平略低的子系统可充分依托系统间协调促进效应实现自身发展。

第四类为高

高

高型，即高子系统综合发展水平

高两系统耦合协调度

高三系统耦合协调度，仅杭州、深圳两个城市位列其中。这类城市对外开放力度大，科技创新能力强，经济高质量发展水平突出。杭州和深圳也是15个副省级城市中经济发展水平和辐射带动效应位居前列的城市，杭州已经形成了以阿里巴巴为龙头的互联网经济群，深圳则形成了以华为、腾讯、长城开发等为龙头的数字创新经济体，这些龙头企业的试点与带动，加强了对外开放、科技创新与经济高质量发展的协调与相互推进。高

高

高型城市的三系统逐步融合成为一个发展整体，有效促进了经济社会的高质量、可持续发展。

四、区域耦合协调发展及其影响因素分析

1. 区域耦合协调发展时序演化特征分析

国内各城市发展或多或少存在一些地域差异，为放大地域特征，本文对15个副省级城市进行地域聚类，划分为东北地区、东部地区和中西部地区，探究对外开放、科技创新与经济高质量发展耦合协调的区域时序演化特征。图1、2反映了2016—2019年区域三系统耦合度及耦合协调度的变化情况。

由图1、2可知，无论是三系统间耦合度还是耦合协调度，均存在较大的地域差异性。从区域三系统耦合度来看，中西部地区副省级城市表现突出，几近达到“完全耦合”阶段；东部地区副省级城市三系统耦合度变化呈现平稳上升态势；而东北地区副省级城市2018年、2019年均出现大幅下滑。从区域三系统耦合协调度来看，东部地区与中西部地区水平相近，均在0.6～0.7之间波动上升；东北地区副省级城市仅在0.4附近上下波动，与东部地区和中西部地区相比差异较大。东北地区主要以工业为主，高校毕业生众多，但也存在人才流失严重、人才结构失衡等问题，创新优势不足，其对外开放、科技创新、经济高质量发展各子系统的综合发展水平均与东部、中西部地区存在较大差距。未来，东北地区只有同时提高三系统综合水平，紧抓新兴技术发展机遇，才能有效推动三系统高效协调发展。

2. 三系统耦合协调度影响因素的灰色关联分析

基于灰色关联度计算方法，选取对外开放

科技创新

经济高质量发展三系统耦合协调度为母序列，选择各系统具体评价指标为子序列，研究东北地区、东部地区、中西部地区三系统指标与三系统耦合协调度的关联现状。为更直观地反映其间的关联关系，根据关联度的计算结果，对各指标与三系统耦合协调度的灰色关联程度进行排名，排名前10的结果如表5所示。

由表5可知，各区域的子系统具体指标与其三系统耦合协调度的灰色关联度数值均在0.6以上，可见对外开放、科技创新、经济高质量发展各子系统中的具体指标均对三系统耦合协调度存在较大影响。各子系统指标关联度均值都在0.7以上，说明三个子系统与三系统耦合协调度的关联程度较为均衡，反映出各区域城市三系统之间均有较强的关联互动关系。

从表5还可以看出，各区域强灰色关联度重合指标有产业高级化指数(c3)、建成区绿化覆盖率(c7)、污水处理率(c8)、年度环境空气优良天数(c9)、教育投入力度(c16)等，强关联度指标偏向协调、绿色、共享等方面，可见多方位的全面协调愈发成为缩小城市差距的关键。不同地区的灰色关联度排名存在细微差异，如东北地区接待国内外游客人数(a5)和每万人口发明专利申请授权量(b4)、东部地区的常住人口人均地区生产总值(c18)和金融机构本外币存款余额占GDP比重(c5)、中西部地区的实际利用外资依存度(a3)和每万人卫生机构床位数(c14)，相较于其他地区影响程度略大。这说明为实现三系统耦合协调高水平发展，各地区所应关注的关键影响因素不同：东北地区可以从发展文旅产业和推进科技创新入手，东部地区偏向于关注对资源与资金的吸附配置，中西部地区则可以从推进对外开放、强化医疗卫生事业等方面提升三系统耦合协调发展水平。

五、结论与建议

本文构建了对外开放、科技创新、经济高质量发展的综合评价指标体系，并利用耦合协调模型和灰色关联度计算方法，实证研究了2016—2019年15个副省级城市的系统间耦合协调情况与子系统综合发展水平、区域耦合协调发展时序演化特征、各区域影响三系统耦合协调度的关键指标等问题。研究发现：

(1) 15个副省级城市的对外开放、科技创新和经济高质量发展系统，无论是两系统间还是三系统间耦合度，均处于较高耦合等级，各城市三系统间耦合度变化呈现低等级逐步追赶、部分高等级不甚乐观的特征。与耦合度变化不同，从耦合协调度分析中发现，约1/3的副省级城市处于濒临或已失调状态，且并未出现明显增长趋势。深圳是唯一一个均值达到“中级协调”等级的城市；而哈尔滨三系统耦合度和耦合协调度均出现明显下滑趋势，存在进一步失调风险。对城市子系统综合发展水平与耦合协调水平特征进行分类发现，低

低

低型与低

低

高型城市受子系统发展限制，其协调发展的良性带动作用未能充分释放出来，低

高

高型城市已初步形成系统间相互促进的发展态势。高

高

高型城市的对外开放、科技创新、经济高质量发展子系统已经逐渐融合为一个整体，展现出较好的耦合协同发展效应。系统间的协调发展是建立在子系统高水平发展基础上的，可通过提升子系统发展水平带动两系统间耦合协调发展水平提高，最终实现三系统耦合协调发展。

(2) 分区域来看，位于东北地区与位于东部、中西部地区的副省级城市耦合协调发展差距较大：东北地区副省级城市的三系统耦合度有明显下滑趋势；中西部地区副省级城市在耦合度上的表现略优于东部地区；东部地区与中西部地区副省级城市耦合协调度变化较为相似，呈现小幅波动上升趋势。从各区域子系统具体指标与三系统耦合协调度的关联关系来看，各区域灰色关联度数值均处于0.6以上，反映出三系统之间较强的关联互动关系。不同地区的灰色关联度排名存在细微差异，各区域强灰色关联度重合指标偏向协调、绿色、共享等方面。

(1) 提高对外开放、科技创新、经济高质量发展综合实力

对外开放、科技创新与经济高质量发展间实现较好耦合协调发展的前提，是各系统综合实力的提升。对外开放可依托“一带一路”倡议与“双循环”新发展格局，打破制约内外循环互联互通的制度性壁垒，构建全方位开放合作新平台。科技创新可借力大数据、物联网、人工智能等新兴技术，布局前沿科技，探索产业发展新动力，同时加大对研发创新、技术改造的奖补力度，提升自主创新能力，营造合作创新氛围。现代经济体是经济、文化、民生等各领域发展的有机统一，经济高质量发展须以新发展理念为指导，坚持可持续发展，突出问题导向，推动经济社会全面发展，为系统间形成良好联动关系奠定坚实基础。

(2) 结合地域特色资源因地适宜，缩小各区域耦合协调发展差距

缩小各地的耦合协调发展差距须从当地实际出发，发挥地域特色优势，加速实现内在要素的全面协同。东北地区与济南、青岛等部分东部地区城市传统产业较多，尤其是东北地区，作为老工业基地，须紧抓数字化转型发展机遇，培养创新型龙头企业，注重科技创新发展成效，赋能实体经济提质增效，全面提升对外开放、科技创新、经济高质量发展综合水平，逐步增强系统间的协调发展关系，避免耦合协调失调产生负外部效应风险。中西部地区副省级城市对外开放、科技创新、经济高质量发展系统间初步形成了相互促进、互联互通关系，要利用好耦合协同发展效用，发挥高水平系统的带动效应和地区比较优势，补短板、调结构，形成良性循环。发展相对均衡且耦合协调度较高的部分东部地区城市，也应发挥高水平优势，优化资金资源吸附配置能力，立足区域核心城市建设带动周边地区，扩大经济辐射范围，推进全国经济高质量发展。

(3) 发挥环渤海、长三角、成渝等经济圈合作优势，实现人才信息要素协同共享

充分利用国家级重要经济圈的合作优势，利用区块链、云平台等新技术，建立在线人才数据库、科技创新资源库等协同共享服务网络。精准对接人才需求，增强人才流动性。推进跨行业、跨地区的数据要素资源交易平台的高效流通，助力院校、企业等主体的研发与创新，方便军产学研用的有效融合，构建资源共享生态系统。跨地区的资源流动加大了监管难度，须完善金融政策体系和信息反馈机制，及时调整相关政策，促进系统间的适度协调发展。

3. 研究不足与未来展望

本文尚存不足之处：由于副省级城市数据披露的内容与统计口径等存在偏差，加大了数据获取难度，很多指标未能纳入评价指标体系，影响了评价指标体系的构建，数据的搜集与统计还需进一步完善。同时，未来应进行横向、纵向的深入研究，在耦合协调关系与灰色关联关系基础上，从每个子系统出发，提出促进经济高质量发展的具体范式。

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