谷國鋒,王弘彥,周宏浩

(1.東北師范大學 地理科學學院,吉林 長春 130024;2.山西師范大學 經(jīng)濟與管理學院,山西 太原 030031)

引 言

在知識經(jīng)濟時代,創(chuàng)新已成為區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展的內(nèi)核動力以及衡量區(qū)域未來發(fā)展?jié)摿Φ闹匾笜?1)王緝慈:《創(chuàng)新的空間》,北京:北京大學出版社,2001年。。黨的二十大報告指出:“要完善科技創(chuàng)新體系,堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位,健全新型舉國體制,強化國家戰(zhàn)略科技力量,提升國家創(chuàng)新體系整體效能,形成具有全球競爭力的開放創(chuàng)新生態(tài)?！薄吨腥A人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》把“堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展”作為全面塑造發(fā)展新優(yōu)勢的重要舉措,并強調(diào)“堅持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設全局中的核心地位,把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐”。可見,創(chuàng)新是區(qū)域競爭力提升和經(jīng)濟增長的第一動力(2)周銳波、邱奕鋒、胡耀宗:《中國城市創(chuàng)新網(wǎng)絡演化特征及多維鄰近性機制》,《經(jīng)濟地理》2021年第5期。,構(gòu)建高水平開放式區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新體系是推動創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

20世紀初,經(jīng)濟學家Schumpeter首次提出“創(chuàng)新理論”(3)Schumpeter J,“The Theory of Economic Development”,Cambridge,MA:Harvard University Press,1934.,而后學者們逐漸意識到“空間”對于創(chuàng)新經(jīng)濟活動的重要性(4)D.C,“Innovation Diffusion As a Spatial Process”,Population (French Edition),Vol.24,No.5,1969,p.1032.。20世紀末,國家創(chuàng)新系統(tǒng)理論和區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)相繼由Lundvall和Cooke提出(5)Lundvall B-A,“Innovation as an Interactive Process:From User-Producer Interaction to National Systems of Innovation”,in Dosi G,Freeman C,Nelson R,et al.,“Technical Change and Economic Theory”, London:Pinter Publishers,1988;Cooke P,“Regional innovation systems:Competitive regulation in the new Europe”,Geoforum,Vol.23,No.3,1992,pp.365-382.。隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展,學者們逐漸認識到傳統(tǒng)地域系統(tǒng)的視角已不能解釋很多創(chuàng)新現(xiàn)象。1991年Freeman C正式提出創(chuàng)新網(wǎng)絡的概念(6)Freeman C,“Networks of innovators:A synthesis of research issues”,Research Policy,Vol.20,No.5,1991,pp.499-514.,認為創(chuàng)新網(wǎng)絡是一種解決系統(tǒng)創(chuàng)新問題的基本制度安排,成員之間構(gòu)成強弱關系并存的松散結(jié)構(gòu)。1996年,Castells M提出“地方空間” 向“流動空間”“網(wǎng)絡空間”轉(zhuǎn)變(7)Castells M,“The Rise of Network Society”,Cambridge,MA:Harvard University Press,1996.,創(chuàng)新過程承載著跨越空間尺度的參與者網(wǎng)絡;2009年開始,Boschma和Frenken等學者發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新具有動態(tài)演化規(guī)律(8)Boschma R A,Frenken K,“Some notes in institutions in evolutionary economic geography”,Economic Geography,Vol.85,No.2,2009,pp.151-158.。至此,創(chuàng)新地理學的研究視角,實現(xiàn)了由傳統(tǒng)地域創(chuàng)新系統(tǒng)向創(chuàng)新網(wǎng)絡范式及其動態(tài)演化的轉(zhuǎn)變。

除了對網(wǎng)絡演變特征的關注,學者們還認為生產(chǎn)網(wǎng)絡、知識網(wǎng)絡等由參與者所構(gòu)成的跨空間尺度的網(wǎng)絡具有價值。2010年,Huggins首次提出了“網(wǎng)絡資本”概念(9)Huggins R,Prokop D,“Forms of network resource:Knowledge access and the role of inter-firm networks”,International Journal of Management Reviews,Vol.12,No.3,2010,pp.335-352.,認為網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是影響知識流動的關鍵因素,網(wǎng)絡主體能夠通過網(wǎng)絡關系獲取知識、信息等創(chuàng)新要素(10)Huggins R,Prokop D,“Network structure and regional innovation:A study of university-industry ties”,Urban Studies,Vol.54,No.4,2017,pp.931-952.。Coe、Cooke等學者研究發(fā)現(xiàn),網(wǎng)絡與創(chuàng)新績效存在顯著相關性和區(qū)域異質(zhì)性(11)Coe N M,Dicken P,Hess M.,“Global production networks:Realizing the potential”,Journal of Economic Geography,Vol.8,No.3,2008,pp.271-295;Cooke P,Asheim B,Boschma R,et al.,“Handbook of Regional Innovation and Growth”,Cheltenham:Edward Elgar,2011.。對于創(chuàng)新網(wǎng)絡而言,有研究表明創(chuàng)新網(wǎng)絡能有效促進知識流動、企業(yè)創(chuàng)新能力提升和區(qū)域發(fā)展(12)劉國巍、邵云飛、劉博:《模塊化網(wǎng)絡視角下我國大健康產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同創(chuàng)新能力評價研究》,《科技進步與對策》2021年第24期;吳松強、尹航、蔡婷婷:《嵌入性創(chuàng)新網(wǎng)絡、跨界合作與先進制造業(yè)企業(yè)創(chuàng)新能力——基于長三角地區(qū)先進制造業(yè)集群的實證研究》,《華東經(jīng)濟管理》2021年第4期;董津津、陳關聚:《創(chuàng)新網(wǎng)絡嵌入性、社區(qū)意識對企業(yè)創(chuàng)新績效的影響》,《科技進步與對策》2020年第5期;盛科榮、張杰、張紅霞:《上市公司500強企業(yè)網(wǎng)絡嵌入對中國城市經(jīng)濟增長的影響》,《地理學報》2021年第4期。,但很少涉及創(chuàng)新網(wǎng)絡與城市創(chuàng)新能力之間的關系問題。柳卸林等學者認為,城市創(chuàng)新能力是城市對知識進行生產(chǎn),并將其轉(zhuǎn)化為新技術、新工藝、新產(chǎn)品與新服務的能力(13)柳卸林、胡志堅:《中國區(qū)域創(chuàng)新能力的分布與成因》,《科學學研究》2002年第5期。。在網(wǎng)絡化發(fā)展模式的背景下,由城市間的合作創(chuàng)新所產(chǎn)生的網(wǎng)絡資本對城市創(chuàng)新能力的影響不容忽視。提高城市創(chuàng)新能力是實施國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(14)韓璐、陳松、梁玲玲:《數(shù)字經(jīng)濟、創(chuàng)新環(huán)境與城市創(chuàng)新能力》,《科研管理》2021年第4期。,因此,從“網(wǎng)絡資本化”視角思考城市創(chuàng)新能力、探究創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力間的關系具有重要意義。

當今,城市是創(chuàng)新活動的空間載體和創(chuàng)新交流的主要節(jié)點(15)李政、楊思瑩:《創(chuàng)新型城市試點提升城市創(chuàng)新水平了嗎?》,《經(jīng)濟學動態(tài)》2019年第8期。,城市間的創(chuàng)新聯(lián)系是城市創(chuàng)新網(wǎng)絡的基本單元和城市互補的通道(16)呂拉昌、黃茹、廖倩:《創(chuàng)新地理學研究的幾個理論問題》,《地理科學》2016年第5期。,二者所構(gòu)成的城市創(chuàng)新網(wǎng)絡是促進城市創(chuàng)新的重要動力。探究地理學尺度下城市間的創(chuàng)新聯(lián)系、構(gòu)建合理有效的城市創(chuàng)新網(wǎng)絡已成為知識經(jīng)濟時代創(chuàng)新研究關注的焦點,弄清創(chuàng)新網(wǎng)絡中作為節(jié)點的城市是否同其創(chuàng)新水平存在關聯(lián)十分必要(17)周燦、曾剛、曹賢忠:《中國城市創(chuàng)新網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力研究》,《地理研究》2017年第7期。。目前,國內(nèi)學者對組織和產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新網(wǎng)絡及其影響因素的研究較多(18)萬媛媛、王秋玉、曾剛等:《高校與生物醫(yī)藥企業(yè)創(chuàng)新結(jié)網(wǎng)的影響機制——以長三角為例》,《經(jīng)濟地理》2022年第7期。,且多聚焦于單一空間尺度下的長三角、京津冀等地區(qū),針對東北三省的研究多從企業(yè)或產(chǎn)業(yè)層面分析其網(wǎng)絡特征(19)馬麗亞、修春亮、馮興華:《基于母子企業(yè)聯(lián)系的東北三省城市網(wǎng)絡特征》,《地理科學》2019年第7期;韓增林、袁瑩瑩、彭飛:《東北地區(qū)裝備制造業(yè)官產(chǎn)學創(chuàng)新合作網(wǎng)絡發(fā)展演變》,《經(jīng)濟地理》2018年第1期。,對不同空間尺度下城市創(chuàng)新網(wǎng)絡的演化特征與城市創(chuàng)新能力相關性的研究較少。全國—本地尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡的演化特征有何異同?與城市創(chuàng)新能力是否存在關聯(lián)與尺度差異?這些問題都還有待研究。

本文將在已有城市創(chuàng)新網(wǎng)絡研究的基礎上引入“網(wǎng)絡資本”這一概念,將東北三省作為研究對象,基于2004—2018年合作專利數(shù)據(jù),以動態(tài)演化的視角,在本地尺度和全國尺度下展開研究,刻畫東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡時空演化規(guī)律、量化城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本、測度城市創(chuàng)新能力,并進一步探究城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力之間的關系,為東北三省城市可持續(xù)發(fā)展和協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展提供參考。

一、數(shù)據(jù)來源與研究方法

(一)研究區(qū)域與數(shù)據(jù)

本文研究區(qū)域為黑龍江省、吉林省、遼寧省的34個地級市,考慮到部分數(shù)據(jù)獲取難度較大等原因,本研究不包括延邊朝鮮族自治州和大興安嶺地區(qū)。

所涉及的研究數(shù)據(jù)包括以下兩種類型:(1)聯(lián)合申請專利數(shù)據(jù)。聯(lián)合申請專利代表了企業(yè)、高校、科研機構(gòu)等形成的非正式創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(20)陳偉、張永超、田世海:《區(qū)域裝備制造業(yè)產(chǎn)學研合作創(chuàng)新網(wǎng)絡的實證研究——基于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡聚類的尺度》,《中國軟科學》2012年第2期。,運用聯(lián)合申請專利數(shù)據(jù)開展創(chuàng)新網(wǎng)絡研究得到學者們的認可(21)Wai A L J T,Boschma R A,“Applying social network analysis in economic geography:Framing some key analytic issues”,Annals of Regional Science,Vol.43,No.3,2009,pp.739-756;Cassi L,Plunket A,“Research Collaboration in Co-inventor Networks:Combining Closure,Bridging and Proximities”,Regional Studies,Vol.49,No.6,2015,pp.936-954;王秋玉、曾剛、呂國慶:《中國裝備制造業(yè)產(chǎn)學研合作創(chuàng)新網(wǎng)絡初探》,《地理學報》2016年第2期;王慶喜、胡志學:《多維鄰近下浙江城市創(chuàng)新網(wǎng)絡演化及其機制研究》,《地理科學》2021年第8期。。本文采用城市間專利合作數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)源自IncoPat專利數(shù)據(jù)庫。(2)創(chuàng)新能力評測數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)均來自《中國城市統(tǒng)計年鑒》、《中國科技統(tǒng)計年鑒》、各省統(tǒng)計年鑒等。

(二)研究方法

1.復雜網(wǎng)絡法和社會網(wǎng)絡法

復雜網(wǎng)絡法和社會網(wǎng)絡法通常被用來刻畫城市網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)和動力學性質(zhì)(22)王錄倉、劉海洋、劉清:《基于騰訊遷徙大數(shù)據(jù)的中國城市網(wǎng)絡研究》,《地理學報》2021年第4期。,且復雜網(wǎng)絡和社會網(wǎng)絡具有無標度特征,其表現(xiàn)形式是網(wǎng)絡中節(jié)點度服從冪律分布。經(jīng)計算,全國尺度和地方尺度下東北三省創(chuàng)新網(wǎng)絡節(jié)點度分布均有明顯的冪律分布特征,適用于復雜網(wǎng)絡法和社會網(wǎng)絡法,因此本文利用Gephi、Ucinet軟件對東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡整體網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)和個體網(wǎng)絡特征進行測度。具體指標見表1。

表1 網(wǎng)絡指標及其含義

續(xù)表1

2.創(chuàng)新能力評價指標

城市創(chuàng)新能力是一個綜合的概念,學者們的研究視角、研究對象、研究范圍等存在差異,因此不同學者從不同的方面對創(chuàng)新能力測度指標體系進行構(gòu)建。國內(nèi)較為權(quán)威的中國科技發(fā)展戰(zhàn)略研究小組從知識創(chuàng)造、知識獲取、企業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)新環(huán)境和創(chuàng)新績效五方面對區(qū)域創(chuàng)新能力水平進行測度(23)中國科技發(fā)展戰(zhàn)略研究小組、中國科學院大學中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)管理研究中心:《中國區(qū)域創(chuàng)新能力評價報告(2021)》,北京:科學技術文獻出版社,2021年。;周燦、韓文麗、焦敬娟等學者從創(chuàng)新投入、創(chuàng)新產(chǎn)出、創(chuàng)新潛力、創(chuàng)新基礎環(huán)境、知識創(chuàng)新能力、技術創(chuàng)新能力等方面構(gòu)建創(chuàng)新能力測度指標體系(24)周燦、曾剛、曹賢忠:《中國城市創(chuàng)新網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力研究》,《地理研究》2017年第7期;韓文麗、楊鑫垚:《城市網(wǎng)絡與創(chuàng)新能力間的時空關系研究——以成渝城市群為例》,《科技管理研究》2022年第3期;焦敬娟、王姣娥、程珂:《中國區(qū)域創(chuàng)新能力空間演化及其空間溢出效應》,《經(jīng)濟地理》2017年第9期。。考慮到部分數(shù)據(jù)獲取難度較大且有些指標體系局限于省級層面或經(jīng)濟發(fā)達城市群的研究,結(jié)合東北三省城市現(xiàn)狀,本文在上述多個評價指標體系的基礎上,依據(jù)科學性與可操作性、針對性與完整性、數(shù)據(jù)可獲取性與代表性相結(jié)合的原則,對指標進行收集、篩選、重分類,在涵蓋大部分衡量城市創(chuàng)新能力指標的基礎上對指標體系進行適當調(diào)整,將所涉及的指標與表征含義相似的準則層進行整合,最終將知識創(chuàng)造、企業(yè)創(chuàng)新、知識獲取、知識創(chuàng)新能力和技術創(chuàng)新能力整合為創(chuàng)新投入,將創(chuàng)新績效歸為創(chuàng)新產(chǎn)出,將創(chuàng)新潛力歸為創(chuàng)新基礎環(huán)境,建立由15個指標構(gòu)成的東北三省城市創(chuàng)新能力測度指標體系(見表2)。該指標體系包括三個準則層:一是創(chuàng)新投入,反映城市創(chuàng)新重視程度的創(chuàng)新財力和人力投入,包括教育事業(yè)費支出、科學事業(yè)費支出、科技從業(yè)人員數(shù)等;二是創(chuàng)新產(chǎn)出,反映城市創(chuàng)新成果,本文選取專利授權(quán)總量表征;三是創(chuàng)新基礎環(huán)境,反映城市為技術和知識的產(chǎn)生及流動提供相應環(huán)境的能力,包括地區(qū)生產(chǎn)總值、國際互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)等指標。

表2 東北三省城市創(chuàng)新能力測度指標體系

續(xù)表2

二、全國—本地尺度下東北三省創(chuàng)新網(wǎng)絡演化特征分析

(一)本地尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡演化特征

1.網(wǎng)絡格局演化:節(jié)點城市增加、跨省聯(lián)系加強

經(jīng)統(tǒng)計,本地尺度下東北三省城市間產(chǎn)生的創(chuàng)新聯(lián)系相對較少?？紤]到網(wǎng)絡的現(xiàn)實性,本研究在本地尺度下并未剔除東北三省城市與延邊朝鮮族自治州的創(chuàng)新聯(lián)系,以防止掩蓋和遺漏相關城市在網(wǎng)絡中的地位及其發(fā)揮的作用。對本地尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡節(jié)點度中心性和創(chuàng)新聯(lián)系強度進行計算,可以發(fā)現(xiàn):一是從整體上看,本地尺度下網(wǎng)絡節(jié)點在空間上圍繞“哈爾濱—大連”連線逐年增加,創(chuàng)新聯(lián)系強度和空間跨度逐漸增大,網(wǎng)絡向復雜化演化。二是創(chuàng)新聯(lián)系在網(wǎng)絡發(fā)展初期多發(fā)生在省內(nèi),遼寧省內(nèi)部聯(lián)系最為密切,吉林省僅有長春進入網(wǎng)絡中,不同省份的城市間創(chuàng)新聯(lián)系較少,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)較為松散。隨著時間的推移,吉林省和黑龍江省各城市進入網(wǎng)絡的態(tài)勢迅猛,省際聯(lián)系明顯增強。三是從城市的網(wǎng)絡地位來看,沈陽和大連的核心地位逐漸被哈爾濱和長春取代,遼寧省的核心地位有所下降,網(wǎng)絡由初期的“一省獨大”向多中心演化并呈現(xiàn)穩(wěn)態(tài);城市在網(wǎng)絡中的融入程度提高,對創(chuàng)新資源的控制能力增強,網(wǎng)絡呈現(xiàn)以哈爾濱、長春、沈陽、大連為核心向外輻射的格局特點,與此同時,鞍山、錦州、吉林和齊齊哈爾在不同年份也表現(xiàn)出較高的度中心性,在網(wǎng)絡中占據(jù)著不容忽視的地位。

2.節(jié)點特征演化:省際差距縮小、橋梁功能加強

對節(jié)點的中介中心性和接近中心性進行測算,可以發(fā)現(xiàn):從整體上看,2004年遼寧省的中介能力與通達性均強于吉林省和黑龍江省,但隨著網(wǎng)絡發(fā)展,省際差距縮小。在中介中心性方面,城市的橋梁功能加強,空間上經(jīng)歷了以沈陽和大連為中心的南部集聚區(qū)、以“哈長沈大”四市為軸線的集聚區(qū)和以哈爾濱、長春和吉林三市為中心的中部聚集區(qū)三個階段,可見大連和沈陽在網(wǎng)絡初期的超強媒介功能降低,哈爾濱和長春逐漸發(fā)揮出省會城市的優(yōu)勢,同時吉林和錦州的中介能力提升迅速,在網(wǎng)絡中自上而下發(fā)揮著連接網(wǎng)絡中心節(jié)點與一般節(jié)點的作用。在接近中心性方面,2004年“哈長沈大”四市表現(xiàn)出較好的通達性,但隨著網(wǎng)絡的擴張與演化,核心城市與其他城市的接近程度有顯著降低,而網(wǎng)絡邊緣城市的通達性提高,可見隨著核心城市網(wǎng)絡地位的提升以及橋梁作用的增強,其通達性相應減弱,在網(wǎng)絡中受到的控制增多。

3.網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu):聯(lián)系不斷深化、集聚程度較低

本地尺度下2004—2018年網(wǎng)絡節(jié)點增長超過一倍(見表3),邊數(shù)增長近七倍,網(wǎng)絡規(guī)模呈擴大態(tài)勢,網(wǎng)絡密度呈下降趨勢,說明隨著網(wǎng)絡的擴大,城市間創(chuàng)新合作的密集程度降低。網(wǎng)絡的平均度和平均加權(quán)度均有所上升,且平均加權(quán)度上升幅度更大,可見網(wǎng)絡連接深度的增速要大于廣度。平均路徑長度值不超過3,即城市間平均只需要2或3次的中介就可以產(chǎn)生聯(lián)系,合作創(chuàng)新的通暢度較高。平均聚類系數(shù)在2009年達到最小值后穩(wěn)步回升,說明網(wǎng)絡發(fā)展初期,節(jié)點的加入使網(wǎng)絡的集聚程度降低,但隨著網(wǎng)絡復雜化加深,節(jié)點聚集、合作緊密。

表3 本地尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)指標

(二)全國尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡的演化特征

1.網(wǎng)絡格局演化:東部節(jié)點聚集、關聯(lián)指向明顯

對全國尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡節(jié)點度中心性和創(chuàng)新聯(lián)系強度進行測算,發(fā)現(xiàn):一是東北三省對外創(chuàng)新聯(lián)系增多、范圍擴大,以東北三省為起點向京津冀、長三角、珠三角地區(qū)的放射線結(jié)構(gòu)加深,這與劉承良等“東北三省大部分專利輻散到京津冀、長三角和珠三角城市群”的研究結(jié)果一致(25)劉承良、牛彩澄:《東北三省城際技術轉(zhuǎn)移網(wǎng)絡的空間演化及影響因素》,《地理學報》2019年第10期。。二是隨著創(chuàng)新聯(lián)系增多,2018年北京與大連、沈陽、哈爾濱、大慶四市成為聯(lián)系重點,形成以東北指向北京的“箭頭形”結(jié)構(gòu)為主干、放射線結(jié)構(gòu)為框架的空間格局,關聯(lián)指向性明顯。三是東北三省內(nèi)部城市中,在網(wǎng)絡中占據(jù)重要地位的節(jié)點城市及其演化特征與本地尺度存在相似性,并最終形成以“哈長沈大”四市為網(wǎng)絡核心的格局,同時吉林、鞍山、錦州的地位也有所上升。四是東北三省區(qū)域外部城市中,北京作為最重要的城市節(jié)點,與東北三省的創(chuàng)新聯(lián)系最密切,而其他城市節(jié)點分布較為分散稀疏;在網(wǎng)絡發(fā)展的過程中,東北三省區(qū)域外部的城市節(jié)點明顯增多,空間分布上在我國東部的長三角、珠三角和山東半島地區(qū)較為集中。

2.節(jié)點特征演化:靈活程度較低、存在合作偏好

在東北三省城市與全國范圍的城市開展創(chuàng)新聯(lián)系時,節(jié)點的接近中心性與中介中心性表現(xiàn)形式相反,即節(jié)點的中介能力越強,通達性反而越差。中介中心性方面,東北三省區(qū)域內(nèi)部以“哈長沈大”四市為核心的網(wǎng)絡格局始終存在,隨著時間維度的動態(tài)演進,吉林、錦州、鞍山、大慶等城市的中介水平在東北三省內(nèi)部也較為領先;東北三省區(qū)域外部城市中北京始終占據(jù)超強媒介地位,在網(wǎng)絡發(fā)展初期,深圳、成都也表現(xiàn)出較好的中介能力,但隨著東北三省城市與外界的溝通與合作增多,上海、天津等城市的橋梁功能增強,能更好地發(fā)揮促進知識和技術流動的作用。可見,東北三省在全國尺度下對于創(chuàng)新資源的聯(lián)絡不僅僅依靠于北京,距離相對較近的京津冀、長三角地區(qū)對于知識流動的控制能力也相對較強。接近中心性方面,東北三省區(qū)域內(nèi)部,處于網(wǎng)絡邊緣的城市接近中心性水平相對較高,處于網(wǎng)絡核心位置的沈陽、大連、哈爾濱、長春四市的接近中心性極小,對網(wǎng)絡其他節(jié)點的依賴較強;東北三省區(qū)域外部,通達性較高的節(jié)點城市在空間上表現(xiàn)出向東部沿海地區(qū)聚集的趨勢,且東北三省內(nèi)部城市與全國中部和東部地區(qū)的節(jié)點城市相比,在網(wǎng)絡中的靈活性與自主性較差。

3.網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu):局部連接明顯、資源流動受限

2004—2018年,全國尺度下網(wǎng)絡節(jié)點數(shù)增長近五倍,邊數(shù)增長高于七倍,網(wǎng)絡規(guī)模擴大迅速(見表4)。網(wǎng)絡密度同本地尺度類似,隨著網(wǎng)絡的擴張呈降低態(tài)勢,說明網(wǎng)絡雖在不斷發(fā)展,但聯(lián)系的密集程度不斷降低。網(wǎng)絡的平均度和平均加權(quán)度上升表明全國尺度下網(wǎng)絡的深度和廣度都有所增加,但與本地尺度下的網(wǎng)絡相比增長幅度較小。此外,平均路徑長度沒有明顯波動,即東北三省與全國的創(chuàng)新聯(lián)系雖然在加強,但網(wǎng)絡通達性并未有明顯提升。與本地尺度不同,全國尺度下網(wǎng)絡集聚程度不斷提高,網(wǎng)絡平均聚類系數(shù)增大近一倍,說明城市之間創(chuàng)新合作聚集程度進一步加深,網(wǎng)絡內(nèi)部出現(xiàn)“局域網(wǎng)”現(xiàn)象。進一步構(gòu)建與四個網(wǎng)絡規(guī)模相同的隨機網(wǎng)絡模型,結(jié)果顯示,全國尺度下四個網(wǎng)絡的平均路徑長度值均小于隨機網(wǎng)絡理論值(四個時間截面下隨機網(wǎng)絡理論值分別為3.237、3.725、3.230和2.770),平均聚類系數(shù)均大于隨機網(wǎng)絡理論值(0、0.033、0.053和0.037),可見全國尺度下的網(wǎng)絡呈現(xiàn)“小世界”特性。

表4 全國尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)指標

三、城市創(chuàng)新能力與城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本

(一)城市創(chuàng)新能力測度

本文運用時序全局主成分分析法對城市創(chuàng)新能力進行綜合評價。首先,對樣本城市的原始數(shù)據(jù)進行標準化處理以消除量綱對評價結(jié)果的影響,使標準化后的變量的均值為0,方差為1。其次,對樣本變量進行KMO和Bartlett檢驗,得出KMO檢驗值為0.903,Bartlett檢驗接受零假設,滿足主成分分析條件。進而計算樣本變量相關系數(shù)矩陣特征值、貢獻率,結(jié)果顯示,前兩個主因子正交旋轉(zhuǎn)后的特征值均大于1,累計方差貢獻率達到83.313%,對城市創(chuàng)新能力具有較好的解釋力。因此,本文提取2個主因子。第一主因子主要由變量X1—X4以及X8—X15決定,它們作用在第一主因子上的載荷分別為0.960、0.698、0.696、0.699、0.899、0.844、0.861、0.893、0.680、0.877、0.775和0.612,反映了城市的教育水平、經(jīng)濟規(guī)模、信息化規(guī)模,可定義為城市創(chuàng)新規(guī)模因子,解釋原變量總方差的53.405%;第二主因子主要由變量X5—X7決定,作用在第二主因子上的載荷分別為0.783、0.924和0.559,反映了城市科研投入水平和科研人員數(shù)量,可定義為城市創(chuàng)新的科研規(guī)模因子,解釋原變量總方差的29.907%。最后,以“方差最大化”為準則,對初始因子進行正交旋轉(zhuǎn),得到方差極大化后的因子載荷矩陣。據(jù)此計算各城市的兩個主因子得分,采用各因子正交旋轉(zhuǎn)后的方差貢獻率和主因子累積方差貢獻率的比值作為各因子的權(quán)重,測算各城市的綜合因子得分。公式為:

Y=(0.53405Y1+0.29907Y2)/0.83313

(1)

式中:Y為綜合得分;Y1、Y2分別為各城市的各主因子得分。

(二)城市創(chuàng)新能力水平分析

依據(jù)因子綜合得分情況,對東北三省城市創(chuàng)新能力水平進行分析,可以發(fā)現(xiàn):2004—2018年間各城市創(chuàng)新能力排名并未有較大改變,創(chuàng)新能力在空間上表現(xiàn)為以“哈爾濱—大連”為軸沿兩側(cè)降低,遼寧省的創(chuàng)新能力整體水平要優(yōu)于吉林省和黑龍江省;創(chuàng)新能力的平均水平持續(xù)提升,其中始終位于平均水平之上的城市有沈陽、大連、鞍山、長春、吉林、哈爾濱和大慶七市,錦州、齊齊哈爾等市的創(chuàng)新能力水平較其他城市相比也位于前列。

綜合前文分析,可以發(fā)現(xiàn)城市創(chuàng)新能力與城市節(jié)點水平在空間分布格局上表現(xiàn)出一定的相似性,具體表現(xiàn)為東西方向上沿“哈爾濱—大連”連線向兩側(cè)降低,南北方向上東北三省中部與南部地區(qū)整體上要優(yōu)于北部地區(qū)。除空間分布格局外,城市創(chuàng)新能力水平與全國—本地尺度下的城市網(wǎng)絡地位較為一致,城市創(chuàng)新能力排名中沈陽、哈爾濱、大連和長春始終處于領先地位,它們均處于網(wǎng)絡中的核心地位;鞍山、錦州、齊齊哈爾、吉林等城市在網(wǎng)絡中同樣具有較高的網(wǎng)絡地位與較強的控制能力,其創(chuàng)新能力水平也較為靠前;而城市創(chuàng)新能力較弱的城市,在城市創(chuàng)新網(wǎng)絡中也相應地處于較為邊緣的地位。

(三)城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新關系

由于創(chuàng)新過程向“網(wǎng)絡”模式的轉(zhuǎn)變,跨區(qū)域、多尺度的知識傳播和技術交互增多,創(chuàng)新合作網(wǎng)絡已成為理解城市創(chuàng)新過程的重要視角和城市創(chuàng)新能力提升的重要通道。中心性可以描述節(jié)點在網(wǎng)絡中的位置,代表其功能與影響力;結(jié)構(gòu)洞特性通常用有效規(guī)模和限制度來測度,表征節(jié)點的異質(zhì)性能力和控制資源的能力。二者結(jié)合可以較為全面地反映網(wǎng)絡節(jié)點的特征以及在網(wǎng)絡中的地位與作用。同時,全國—本地尺度下東北三省城市網(wǎng)絡地位分布與創(chuàng)新能力水平呈現(xiàn)出一定的相似性,因此本文選取節(jié)點中心性和結(jié)構(gòu)洞特性作為創(chuàng)新網(wǎng)絡資本指標,借鑒Huggins、周燦等的研究成果(26)Huggins R,Prokop D,“Network structure and regional innovation:A study of university-industry ties”,Urban Studies,Vol.54,No.4,2017,pp.931-952;周燦、曾剛、曹賢忠:《中國城市創(chuàng)新網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)與創(chuàng)新能力研究》,《地理研究》2017年第7期。,開展城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力的相關性分析。結(jié)果顯示(見表5),研究時段內(nèi)本地尺度下與城市創(chuàng)新能力顯著相關的指標明顯增多,相關性增強;全國尺度下,除2018年的限制度外,各指標與城市創(chuàng)新能力均在0.05水平上顯著相關且程度加深,而限制度與創(chuàng)新能力的相關性明顯下降。整體上看,隨著網(wǎng)絡的擴大與完善,網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力的相關性增強,說明網(wǎng)絡位置、中介作用、異質(zhì)性能力等因素越來越重要,證實了城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本是影響城市創(chuàng)新能力的關鍵要素這一觀點。

表5 創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與東北三省城市創(chuàng)新能力相關性

網(wǎng)絡資本指標與城市創(chuàng)新能力間的關系同樣存在尺度差異,主要表現(xiàn)在兩個方面。其一,接近中心性在全國—本地尺度下呈現(xiàn)出一定的異質(zhì)性。本地尺度下接近中心性與創(chuàng)新能力由顯著正相關轉(zhuǎn)變?yōu)轱@著負相關,而全國尺度下二者始終呈現(xiàn)負相關且相關程度增大。可見,在本地尺度下城市的高通達水平只有在網(wǎng)絡發(fā)展初期對創(chuàng)新能力有正向影響,而全國尺度下城市通達性越好,城市創(chuàng)新能力越弱。其原因為,接近中心性與節(jié)點網(wǎng)絡地位之間關系的轉(zhuǎn)變使其在全國—本地尺度下存在差異,而網(wǎng)絡地位與創(chuàng)新能力在這兩種空間尺度下均具有一致性。本地尺度下接近中心性大的節(jié)點在網(wǎng)絡地位上出現(xiàn)由高到低的轉(zhuǎn)變,而全國尺度下始終有接近中心性越大、網(wǎng)絡地位越低的特點。上述轉(zhuǎn)變與特點導致接近中心性與創(chuàng)新水平間的關系存在尺度差異。其二,限制度在全國—本地尺度下雖均呈現(xiàn)負相關,但其程度的變化趨勢相反。本地尺度下限制度與創(chuàng)新能力的負相關性整體呈上升趨勢,全國尺度則相反。這說明在較小空間范圍的本地尺度下,東北三省城市的依賴度越小、城市創(chuàng)新能力越強,且二者間的相關程度隨網(wǎng)絡的擴大而增強;但在全國尺度下,由于城市進行創(chuàng)新聯(lián)系范圍的擴大,城市自身依賴度與創(chuàng)新能力的相關性在逐漸降低。

根據(jù)2018年創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力相關性的高低對指標進行排序,本地尺度下依次為度中心性、有效規(guī)模、接近中心性、中介中心性、限制度;全國尺度下依次為度中心性、有效規(guī)模、中介中心性、接近中心性、限制度。由此可見,無論全國尺度還是本地尺度,城市位于網(wǎng)絡的地位以及獲取異質(zhì)性知識與技術的能力都更加重要,其次為城市的通達性和媒介功能,最后是城市對網(wǎng)絡中其他節(jié)點城市的依賴程度。這表明當前東北三省創(chuàng)新網(wǎng)絡中節(jié)點城市的流通與橋梁作用還有待加強,在獲取差異化知識與技術方面并沒有發(fā)揮出其優(yōu)勢。

四、結(jié)論與建議

(一)結(jié)論

本文基于專利合作數(shù)據(jù)對2004—2018年東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡進行表征,在全國—本地尺度下從網(wǎng)絡整體結(jié)構(gòu)和個體特征兩個維度揭示東北三省區(qū)域內(nèi)外的創(chuàng)新網(wǎng)絡演化規(guī)律,對東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力之間的關系進行探討,得出以下主要結(jié)論:

(1)全國—本地尺度下,東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡格局演化特征、節(jié)點及網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)特征存在相似性。2004—2018年東北三省城市間創(chuàng)新聯(lián)系的空間尺度跨度增大,網(wǎng)絡格局不斷復雜化、擴散化,同時網(wǎng)絡表現(xiàn)出明顯的成長性,網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)趨于穩(wěn)定?；谌珖镜爻叨认戮W(wǎng)絡的低密度性,研究認為有兩種可能的原因:一為城市不斷地涌入網(wǎng)絡,導致網(wǎng)絡的密集程度降低;二為隨著網(wǎng)絡的擴展必然會出現(xiàn)固有的成本和阻礙,導致城市間創(chuàng)新要素流動不充分,使創(chuàng)新往來存在溝通障礙。

(2)全國—本地尺度下創(chuàng)新網(wǎng)絡同樣存在差異性。與本地尺度相比,全國尺度下東北三省城市創(chuàng)新網(wǎng)絡增速較慢,網(wǎng)絡的“小世界”特性明顯。研究發(fā)現(xiàn),與東北三省內(nèi)部城市間的合作創(chuàng)新相比,東北三省城市與外界的創(chuàng)新交流與溝通存在明顯的動力不足問題,合作創(chuàng)新的自主性較差,導致創(chuàng)新資源的跨區(qū)域流動受限,創(chuàng)新活動難以破除行政區(qū)域的限制;同時東北三省因自身產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)老化以及面臨的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型壓力使其在與外界進行合作創(chuàng)新時存在“固化模板”與偏好依附,最終導致對外創(chuàng)新聯(lián)系受阻,創(chuàng)新發(fā)展存在壁壘。

(3)網(wǎng)絡節(jié)點方面,“哈長沈大”核心地位逐漸凸顯,通過“全國管道”與北京、上海、天津等城市產(chǎn)生創(chuàng)新聯(lián)系、獲取創(chuàng)新資源,又通過“本地蜂鳴”將創(chuàng)新資源輻射給東北三省其他城市,架起全國與本地的橋梁,帶動東北三省的創(chuàng)新進步。除東北三省的四個副省級城市以外,工業(yè)基礎較為雄厚的齊齊哈爾、吉林、鞍山、錦州等作為“過渡城市”,既在網(wǎng)絡中占據(jù)著重要地位,又發(fā)揮著不可忽視的中介作用。

(4)2004—2018年東北三省城市創(chuàng)新能力水平有所提高,在空間上表現(xiàn)為自西南部向東北部降低,且東北三省創(chuàng)新網(wǎng)絡資本與城市創(chuàng)新能力存在相關性。東北三省在全國尺度下的創(chuàng)新聯(lián)系與城市創(chuàng)新能力的相關性要大于本地尺度,但無論何種空間尺度,創(chuàng)新網(wǎng)絡資本的地位都越來越重要。城市創(chuàng)新能力格局與城市創(chuàng)新網(wǎng)絡地位分布較為一致,表明城市在創(chuàng)新網(wǎng)絡中的位置差異影響其創(chuàng)新能力水平。相比而言,城市位于網(wǎng)絡的地位以及獲取異質(zhì)性知識與技術的能力更加重要。

(二)建議

為了有效促進東北三省城市創(chuàng)新能力的提升,探尋東北三省創(chuàng)新發(fā)展的新路徑,本文綜合上述研究結(jié)論,提出以下針對性建議:

其一,明確城市職能與分工,充分發(fā)揮城市的優(yōu)勢功能。東北三省不同網(wǎng)絡地位的節(jié)點城市要有不同的定位。首先,要確保沈陽、大連、長春和哈爾濱四個核心城市創(chuàng)新水平的“領頭羊”地位,從而更好地帶動其他城市創(chuàng)新發(fā)展。其次,橋梁城市要扮演好東北三省的“經(jīng)紀人”角色,保障錦州、吉林兩市肩負起東北三省創(chuàng)新要素流通順暢的使命任務,同時要為能夠在全國范圍內(nèi)較好地發(fā)揮橋梁功能的鞍山、大慶等老工業(yè)城市提供綠色轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)升級新思路,以更好地適應新經(jīng)濟發(fā)展的需要,從而促進知識的跨界流動。最后,應鼓勵網(wǎng)絡邊緣城市和網(wǎng)絡外城市積極加入、融入創(chuàng)新網(wǎng)絡中,在交流與合作中尋求自身創(chuàng)新發(fā)展。

其二,推動創(chuàng)新平臺建設,營造良好的創(chuàng)新合作環(huán)境。東北三省在與外界進行合作創(chuàng)新時存在一定的合作偏好與依附,在空間上更傾向于與地理距離較近的北京、天津等地進行創(chuàng)新交流,且創(chuàng)新聯(lián)系多與石油化工等重工業(yè)相關。東北三省地理距離的限制與產(chǎn)業(yè)重型化,導致技術在向外轉(zhuǎn)化和向內(nèi)吸收時受到阻礙。為此,東北三省應努力消除行政壁壘,積極招商引資、項目孵化,增加知識獲取、合作交流的機會,為知識流動和技術交流創(chuàng)造良好的條件,以適應新能源、大數(shù)據(jù)等新經(jīng)濟發(fā)展的需要;通過拓展合作獲取差異化知識,學習先進的技術與經(jīng)驗,從而破除“路徑鎖定”與“路徑依賴”,打破創(chuàng)新交流屏障,形成創(chuàng)新發(fā)展新路徑。

其三,注重官產(chǎn)學研深度合作,充分發(fā)揮政府和大企大院大所的帶動作用。東北三省擁有“鞍鋼”“本鋼”“中國一汽”等大型企業(yè),吉林大學、哈爾濱工業(yè)大學、中科院長春光機所等高等院校和科研機構(gòu),擁有良好的產(chǎn)業(yè)基礎和創(chuàng)新實力。這些大企、大院、大所應注重人才吸引,激發(fā)科創(chuàng)潛力,形成核心知識與技術,提高自身創(chuàng)新活力與競爭力,從而帶動當?shù)禺a(chǎn)業(yè)發(fā)展與轉(zhuǎn)型,促進城市創(chuàng)新。此外,政府應充分發(fā)揮自身帶頭作用,積極與各地的企業(yè)、高校、科研單位等創(chuàng)新主體開展深層次的合作,同時實施科技補助、獎勵等激勵政策,減輕創(chuàng)新交流成本壓力,在創(chuàng)新合作中充分發(fā)揮制度創(chuàng)新和政策保障作用。