孫中瑞 ， 樊 杰 ， 孫 勇

(1.中國科學(xué)院 科技戰(zhàn)略咨詢研究院，北京 100190；2.中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049； 3.中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101)

0 引言

知識經(jīng)濟(jì)時代，創(chuàng)新已經(jīng)成為一個國家或地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的重要動力來源。全球各國都把創(chuàng)新當(dāng)做未來發(fā)展的推動器，并通過合作創(chuàng)新來實現(xiàn)較快發(fā)展，普遍形成了產(chǎn)學(xué)研合作[1]、技術(shù)聯(lián)盟[2]、科技園區(qū)合作[3]等多種合作創(chuàng)新形式。以往創(chuàng)新合作多發(fā)生在城市內(nèi)部，而隨著交通、計算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的“場地空間”已向“流空間”轉(zhuǎn)變[4]，知識、技術(shù)等“創(chuàng)新流”已經(jīng)擺脫空間、距離等自然因素的限制，跨越行政邊界進(jìn)行傳播，在地理空間上形成了聯(lián)系日益密切的城市間合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。

在城市間合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的研究中，對于網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，一方面，學(xué)者主要基于城市屬性數(shù)據(jù)，使用引力模型測度城市間創(chuàng)新聯(lián)系強(qiáng)度，進(jìn)而構(gòu)建創(chuàng)新關(guān)系網(wǎng)絡(luò)。但是，引力模型本身存在局限性，基于引力模型建立的創(chuàng)新關(guān)系網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)存在一定的差別[5]。另一方面，較多學(xué)者基于合作論文、合作專利等關(guān)系數(shù)據(jù)中的地址信息直接構(gòu)建合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。其中，合作論文主要側(cè)重于知識交流，而合作專利主要側(cè)重于科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，更有利于經(jīng)濟(jì)實現(xiàn)快速發(fā)展。在研究區(qū)域上，國內(nèi)學(xué)者較多關(guān)注京津冀[6]、長三角[7]、珠三角[8]等經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)、創(chuàng)新能力較強(qiáng)的區(qū)域，對發(fā)展相對緩慢、創(chuàng)新能力相對較弱的區(qū)域如成渝城市群卻鮮有研究。在研究內(nèi)容上，學(xué)者一方面主要從時間和空間的角度對創(chuàng)新合作空間模式、創(chuàng)新聯(lián)系空間態(tài)勢、聯(lián)系格局等問題進(jìn)行研究[9-11]，另一方面主要使用社會網(wǎng)絡(luò)分析法對網(wǎng)絡(luò)密度、集聚系數(shù)、核心-邊緣結(jié)構(gòu)、中心性等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征[12-13]和網(wǎng)絡(luò)時空演化[14-15]進(jìn)行分析，或者結(jié)合定量研究方法對網(wǎng)絡(luò)影響因素[16]、創(chuàng)新績效[17-18]進(jìn)行案例研究。其中，現(xiàn)有對合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)特征的研究多數(shù)仍停留在對特征指標(biāo)的描述性分析，缺乏對創(chuàng)新合作的深層次探索。并且，由于數(shù)據(jù)獲取以及處理過程較為困難、復(fù)雜等，現(xiàn)有研究多從單一視角出發(fā)，對城市群或者省份等地域單元內(nèi)部城市之間的合作網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，而對單元內(nèi)部城市與外部城市之間的合作網(wǎng)絡(luò)研究較為缺乏，無法全面分析城市創(chuàng)新合作關(guān)系。在當(dāng)前開放式創(chuàng)新背景下，城市跨地域單元合作日益密切，合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究有待于從單元內(nèi)部和外部兩個視角進(jìn)一步深化。

成渝城市群位于中國城市群“菱形結(jié)構(gòu)”西部頂點[19]，肩負(fù)著帶動西部地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重任，但與京津冀、長三角、珠三角三大城市群相比發(fā)展相對緩慢，經(jīng)濟(jì)、科技創(chuàng)新水平較低。2020年，中央財經(jīng)委員會第六次會議強(qiáng)調(diào)要把成渝地區(qū)建設(shè)成為具有全國影響力的重要經(jīng)濟(jì)中心、科技創(chuàng)新中心，在西部形成高質(zhì)量發(fā)展的重要增長極，這對成渝城市群創(chuàng)新發(fā)展提出了更高的要求。在此背景下，當(dāng)前成渝城市群創(chuàng)新合作現(xiàn)狀以及合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)育程度如何？網(wǎng)絡(luò)演化路徑是什么？合作網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)什么樣的特征和結(jié)構(gòu)？各城市在網(wǎng)絡(luò)中處于什么樣的地位？發(fā)揮什么樣的作用？這些成為政策制定者較為關(guān)注的問題。基于此，本研究以成渝城市群為研究單元，利用能夠較好反映科技創(chuàng)新的合作專利數(shù)據(jù)，以城市為尺度，從群內(nèi)和跨群雙視角出發(fā)，構(gòu)建成渝城市群內(nèi)部合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(群內(nèi)市際)、跨城市群合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)(跨群市際)并對其進(jìn)行案例研究，以期為成渝城市群優(yōu)化創(chuàng)新空間格局提供參考，為實現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展開辟新的方向。

1 研究區(qū)域、數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)域

根據(jù)《成渝城市群發(fā)展規(guī)劃》中確定的具體范圍，按照地級及以上城市對所要研究區(qū)域進(jìn)行界定，具體包括重慶、成都、自貢、瀘州、德陽、綿陽、遂寧、內(nèi)江、樂山、南充、眉山、宜賓、廣安、達(dá)州、雅安、資陽，共計16個城市，面積18.5萬 km2。2019年常住人口10 071萬人，占全國總?cè)丝诘?.19%，地區(qū)生產(chǎn)總值6.5萬億元，占全國生產(chǎn)總值的6.57%，合作申請專利數(shù)達(dá)到6 860件，是引領(lǐng)西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的重要增長極。

1.2 數(shù)據(jù)來源

2006年，《西部大開發(fā)“十一五”規(guī)劃》發(fā)布，正式提出建設(shè)成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)；2011年，國務(wù)院批復(fù)《成渝經(jīng)濟(jì)區(qū)區(qū)域規(guī)劃》；2016年，國務(wù)院正式批復(fù)同意《成渝城市群發(fā)展規(guī)劃》。在考慮上述規(guī)劃發(fā)布時間的基礎(chǔ)上，為了把握成渝城市群創(chuàng)新合作最新動態(tài)，分別對2006年、2011年、2016年和2019年成渝城市群16座城市的專利申請數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索，經(jīng)清洗后共得到10 803件合作專利數(shù)據(jù)。將各年度專利數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，按照申請人單位所在城市劃分為城市內(nèi)合作、城市群內(nèi)合作(群內(nèi)市際)以及跨城市群合作(跨群市際)。

1.3 研究方法

社會網(wǎng)絡(luò)分析法能夠清晰地描述節(jié)點之間的關(guān)系以及網(wǎng)絡(luò)個體、整體等結(jié)構(gòu)特征[20]。整體特征主要通過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)、關(guān)系數(shù)、平均節(jié)點度、網(wǎng)絡(luò)密度、集聚系數(shù)、平均路徑長度、凝聚力指數(shù)(距離)等指標(biāo)進(jìn)行測度[20-21]，通過對網(wǎng)絡(luò)整體特征進(jìn)行研究，可以厘清創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)總體態(tài)勢。網(wǎng)絡(luò)個體特征主要通過中心度指標(biāo)進(jìn)行測度[21]，進(jìn)而可以量化節(jié)點的位置和權(quán)力。此外，核心-邊緣結(jié)構(gòu)分析可以厘清節(jié)點所處“區(qū)域”，掌握網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特性。

2 合作專利總量空間分析

成渝城市群合作專利總量空間分布差異顯著，“中部塌陷區(qū)”較為明顯(圖1)。2006—2019年，各城市合作專利總量不斷增長，城市間總量差距由76件擴(kuò)大到3 193件，這主要是因為中心城市成都、重慶匯聚了大量創(chuàng)新資源，而群內(nèi)其他城市資源較少、吸引力小，城市間專利總量極差不斷增大。達(dá)州、廣安、資陽、遂寧、南充、內(nèi)江、自貢等城市雖毗鄰成都、重慶，但城市創(chuàng)新水平較低，專利總量較少，且這些城市均處于成都和重慶兩市的中間地帶，在直觀上形成明顯的合作創(chuàng)新中部塌陷區(qū)[22]，這給成都和重慶兩市充分對接、促進(jìn)協(xié)同發(fā)展帶來較大的挑戰(zhàn)。

圖1 成渝城市群合作專利總量空間分析

3 城市群內(nèi)市際專利合作網(wǎng)絡(luò)分析

3.1 整體特征演化分析

由圖2、表1可知，城市群內(nèi)市際專利合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)關(guān)系不斷增長，規(guī)模不斷擴(kuò)大，城市間專利合作強(qiáng)度顯著增強(qiáng)。2019年，16個城市均與群內(nèi)其他城市建立創(chuàng)新合作關(guān)系，成渝城市群內(nèi)部已由最初的雙核主導(dǎo)逐步發(fā)展為“2+2”多核心格局，形成以成都、重慶為核心，以綿陽、宜賓為次核心的非均衡合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。

表1 成渝城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)整體特征

圖2 成渝城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)理論關(guān)系數(shù)最大值為120，但實際關(guān)系數(shù)最大僅為80，二者相差較大。合作網(wǎng)絡(luò)密度總體較小，最大僅為0.4，可見內(nèi)部城市之間的專利合作仍然較為松散，尚未形成緊密的合作關(guān)系，合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)育仍不完善[23]。這主要是由于成渝城市群建設(shè)較晚、城市間協(xié)同水平較低所導(dǎo)致。平均節(jié)點度從1.600逐漸增長到5.000，反映出城市平均合作對象數(shù)不斷增加，但創(chuàng)新聯(lián)系不均衡問題較為突出。

小世界特性主要用來衡量網(wǎng)絡(luò)的通達(dá)性。一般認(rèn)為當(dāng)網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)大于0.1、平均路徑長度小于10時，就可認(rèn)為該網(wǎng)絡(luò)存在小世界性質(zhì)[24]。由表1可知，除2006年網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)為0以外，其余年度集聚系數(shù)均大于0.7，平均路徑長度最大值僅為1.800，可見成渝城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)具有小世界性質(zhì)。同時，凝聚力指數(shù)呈現(xiàn)出緩慢增長態(tài)勢，城市間的凝聚力不斷提高，這反映出在合作網(wǎng)絡(luò)中信息、技術(shù)等資源可以實現(xiàn)快速流動，成渝城市群據(jù)此可以提高整體協(xié)作效率。

3.2 個體特征演化分析

各城市相對中心度指標(biāo)整體呈上升態(tài)勢，但城市間中心度差距較大，呈梯度分布(表2)。成都、重慶由于具有較多的合作城市，中心度位于成渝城市群前兩位，在網(wǎng)絡(luò)中處于核心位置，擁有較高的網(wǎng)絡(luò)地位以及較強(qiáng)的自主創(chuàng)新能力，在城市間創(chuàng)新合作中起到重要的“橋梁”作用。綿陽和宜賓分別作為國家級科技城和省級創(chuàng)新城市，與成渝城市群大多數(shù)城市建立了創(chuàng)新合作關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)各中心度僅次于成都和重慶，是網(wǎng)絡(luò)的次級核心城市，網(wǎng)絡(luò)地位稍遜于成都和重慶兩市，擁有較強(qiáng)的中介能力以及創(chuàng)新能力。廣安、內(nèi)江、德陽、雅安、遂寧等12個城市多受成都和重慶兩市的輻射，合作對象較為單一，網(wǎng)絡(luò)中心度較小，在網(wǎng)絡(luò)中處于邊緣位置，在合作中易受到核心節(jié)點城市的控制。

表2 成渝城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)相對中心度前10名城市

3.3 核心-邊緣結(jié)構(gòu)分析

核心-邊緣結(jié)構(gòu)較為明顯，核心區(qū)、邊緣區(qū)城市數(shù)量較為穩(wěn)定(表3)。成都、重慶、綿陽由于與群內(nèi)其他城市合作較多，在各年度均牢牢占據(jù)網(wǎng)絡(luò)核心區(qū)位置，自貢、廣安、雅安、內(nèi)江等城市與群內(nèi)其他城市合作較少，在網(wǎng)絡(luò)中均位于邊緣區(qū)。各區(qū)域密度均呈不斷增長態(tài)勢，2019年，核心區(qū)密度達(dá)到1.000，反映出核心區(qū)城市已經(jīng)建立完備的合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；核心-邊緣區(qū)密度增長到0.542，反映出核心城市對邊緣城市的輻射帶動作用較為明顯；邊緣區(qū)密度為0.121，增長緩慢且數(shù)值較小，可見邊緣區(qū)城市間的創(chuàng)新聯(lián)系仍較為松散，創(chuàng)新合作有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

表3 成渝城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)核心-邊緣結(jié)構(gòu)分析

4 跨城市群專利合作網(wǎng)絡(luò)分析

4.1 整體特征演化分析

結(jié)合圖3、表4來看，跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點城市數(shù)量、合作關(guān)系以及合作強(qiáng)度不斷增加，并且均遠(yuǎn)大于城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)，說明成都、重慶等城市群內(nèi)部城市更傾向于同外部城市建立專利合作關(guān)系?？缛簩＠献髀窂娇臻g指向明顯，已經(jīng)融入到中國城市群“菱形結(jié)構(gòu)”[19]。目前，已經(jīng)形成以成渝城市群為頂點，以京津冀、長三角、珠三角、長江中游城市群城市為主要合作對象的放射狀跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)。

表4 成渝城市群跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)整體特征

圖3 成渝城市群跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)密度最大僅為0.137，數(shù)值較小，并且隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)的不斷增加，網(wǎng)絡(luò)密度呈遞減態(tài)勢，平均節(jié)點度從2006年的2.333逐漸增長到2019年的5.057，說明跨群專利合作中各城市的平均合作對象數(shù)量不斷增加，但與城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)相比跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)整體較為松散。并且，該網(wǎng)絡(luò)平均節(jié)點度顯著大于城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)平均節(jié)點度，進(jìn)一步驗證了群內(nèi)城市與外部城市建立合作關(guān)系較多，這有利于群內(nèi)城市獲取外部城市異質(zhì)性資源。

網(wǎng)絡(luò)集聚系數(shù)在0.355～0.763波動，平均路徑長度在2.032～2.524波動，說明跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)滿足小世界特征，但明顯弱于城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)。凝聚力指數(shù)總體上呈增長態(tài)勢，節(jié)點間創(chuàng)新聯(lián)系較為便捷，成渝城市群可充分利用網(wǎng)絡(luò)小世界特性，積極吸取城市群外部資源，從而不斷提高城市群整體創(chuàng)新水平。

4.2 個體特征演化分析

在跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)中，成渝城市群16個城市中心度指標(biāo)總體上呈不斷增長趨勢，各城市在網(wǎng)絡(luò)中的地位不斷提高(表5)。與城市群內(nèi)部專利合作網(wǎng)絡(luò)保持一致的是，中心城市成都、重慶由于具有較多的企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)，對外專利合作較多，其相對中心度仍然位居城市群前兩位，在對外合作中發(fā)揮了重要的中介作用，具有較高的自主創(chuàng)新能力。廣安、雅安、眉山等城市對外專利合作較少，網(wǎng)絡(luò)中心度較低，在跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)中仍處于邊緣位置。

表5 成渝城市群跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)相對中心度前10名

4.3 核心-邊緣結(jié)構(gòu)分析

成渝城市群跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)核心-邊緣結(jié)構(gòu)較為明顯，核心區(qū)和邊緣區(qū)的城市數(shù)量不斷增多，但各區(qū)域密度呈遞減態(tài)勢(表6)。隨著創(chuàng)新合作的不斷發(fā)展，核心區(qū)城市數(shù)量從2006年的4個增長到2019年的20個，邊緣區(qū)城市數(shù)量由14個增長到123個，增長較為迅速；成都、重慶、北京、上海均位于各年度的核心區(qū)，反映出成都、重慶是城市群對外創(chuàng)新聯(lián)系最主要的城市，北京、上海是與群內(nèi)城市進(jìn)行創(chuàng)新聯(lián)系最為密切的外部城市，其中與北京的聯(lián)系強(qiáng)度達(dá)1 844，占對外總聯(lián)系強(qiáng)度的35%，北京是成渝城市群對外專利合作中聯(lián)系最多的城市；核心區(qū)密度遠(yuǎn)大于邊緣區(qū)以及核心-邊緣區(qū)，但與城市群內(nèi)部合作網(wǎng)絡(luò)相反的是，參與創(chuàng)新合作的城市數(shù)量不斷增加，新增加的城市仍然以單一合作為主，各區(qū)域密度均呈不斷減小態(tài)勢，核心區(qū)、邊緣區(qū)城市間以及核心區(qū)-邊緣區(qū)城市間聯(lián)系的總體密切程度不斷降低。

表6 成渝城市群跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)核心-邊緣結(jié)構(gòu)分析

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

(1)成渝城市群合作專利總量空間分布差異顯著，合作創(chuàng)新中部塌陷區(qū)較為明顯。成都、重慶是城市群創(chuàng)新發(fā)展高地，綿陽、宜賓次之，達(dá)州、廣安、資陽、遂寧、南充、內(nèi)江、自貢等城市由于合作專利總量較少，在城市群內(nèi)構(gòu)成中部塌陷區(qū)。

(2)成渝城市群內(nèi)部已演化形成以成都、重慶為核心，以綿陽、宜賓為次核心的非均衡合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，但網(wǎng)絡(luò)發(fā)育仍不完善。成都、重慶在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著重要的資源輻射和橋梁作用，雙核獨大現(xiàn)象突出，次級城市數(shù)量較少；合作網(wǎng)絡(luò)小世界性質(zhì)較為明顯，核心-邊緣結(jié)構(gòu)較為穩(wěn)定，但網(wǎng)絡(luò)密度整體較小，城市群協(xié)同創(chuàng)新水平較低，城市間尚未形成緊密的合作關(guān)系。

(3)現(xiàn)已形成以成渝城市群為頂點，以京津冀、長三角、珠三角、長江中游城市群城市為主要合作對象的放射狀跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)。合作路徑空間指向明顯，主要分為東北、東南和東部3個方向，和西部地區(qū)合作較少。成都、重慶仍居于網(wǎng)絡(luò)核心位置，綿陽、德陽是次級核心城市，北京、上海、武漢等城市是對外主要合作城市；網(wǎng)絡(luò)小世界特征較為明顯，核心-邊緣結(jié)構(gòu)較為顯著，但隨著節(jié)點城市的增多，網(wǎng)絡(luò)密度呈遞減態(tài)勢，跨群專利合作網(wǎng)絡(luò)特性整體弱于群內(nèi)專利合作網(wǎng)絡(luò)。

5.2 建議

(1)加大核心城市培育力度。核心城市成都、重慶的吸引力以及引領(lǐng)作用仍相對較弱，應(yīng)加快創(chuàng)新資源向成都和重慶集聚，不斷提高兩市的中心度，在成渝城市群形成創(chuàng)新發(fā)展增長極，建成創(chuàng)新發(fā)展高地。積極培育綿陽、宜賓等網(wǎng)絡(luò)次級城市，不斷提高次級城市數(shù)量以及城市創(chuàng)新水平，避免中間斷層現(xiàn)象發(fā)生。

(2)積極推進(jìn)成渝城市群創(chuàng)新一體化發(fā)展，逐步提升合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)育程度。成都、重慶具有較高的中心度，應(yīng)充分利用成都和重慶在網(wǎng)絡(luò)中的位置優(yōu)勢，加強(qiáng)與周圍城市的創(chuàng)新合作，輻射引領(lǐng)周圍城市實現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展，不斷提升中部塌陷區(qū)城市創(chuàng)新能力，加速成都和重慶兩市銜接，實現(xiàn)城市群創(chuàng)新協(xié)調(diào)發(fā)展。同時，要利用合作網(wǎng)絡(luò)小世界性質(zhì)以及較為穩(wěn)定的核心-邊緣結(jié)構(gòu)，打破行政壁壘，促進(jìn)創(chuàng)新資源在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)自由流動，加強(qiáng)核心區(qū)城市間以及邊緣區(qū)城市間的創(chuàng)新合作，在城市群形成較為密切的合作關(guān)系。

(3)加強(qiáng)跨城市群合作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，加大創(chuàng)新合作力度，不斷提升網(wǎng)絡(luò)密度。各城市應(yīng)按照現(xiàn)有合作路徑，深化與京津冀、長三角、珠三角創(chuàng)新合作，不斷提高網(wǎng)絡(luò)密度，縮短平均路徑長度，充分吸取外部異質(zhì)性資源，實現(xiàn)城市群創(chuàng)新資源循環(huán)更替。成都、重慶應(yīng)利用自身吸引力，充分發(fā)揮在合作網(wǎng)絡(luò)中的橋梁作用，積極促進(jìn)城市群外部城市與內(nèi)部城市間建立合作關(guān)系，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)邊緣區(qū)城市與外部城市的創(chuàng)新合作。