京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化及驅(qū)動機制研究

胡 悅，馬 靜，李雪燕

(河北工業(yè)大學(xué) 經(jīng)濟管理學(xué)院，天津300401)

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)的興起以及經(jīng)濟全球化的不斷深入，使得中國經(jīng)濟社會發(fā)展模式從傳統(tǒng)要素驅(qū)動開始向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)變，以專業(yè)知識和信息技術(shù)為主的創(chuàng)新要素逐漸成為國家經(jīng)濟增長及區(qū)域性產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心資源[1]，國家競爭力比較在某種程度上已上升為城市群的較量[2]。Castells[3]提出流空間理論，為城市創(chuàng)新研究提供了新視角。知識和技術(shù)在城市間流動使得企業(yè)、高校及相關(guān)機構(gòu)的線性合作形式逐漸向網(wǎng)絡(luò)化延伸，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)作為新組織形式應(yīng)運而生，并在創(chuàng)新型國家及創(chuàng)新體系建設(shè)中發(fā)揮著重大作用。

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究最早在企業(yè)及特定產(chǎn)業(yè)展開，企業(yè)是區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)的核心部分，產(chǎn)業(yè)集群的持續(xù)發(fā)展為企業(yè)創(chuàng)新提供了良好環(huán)境，其與區(qū)域創(chuàng)新形成互動關(guān)系，使得創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究對象逐漸過渡到城市、城市群。傳統(tǒng)方法多是基于靜態(tài)年鑒數(shù)據(jù)，從創(chuàng)新環(huán)境、創(chuàng)新資本、創(chuàng)新效率等方面構(gòu)建城市創(chuàng)新能力指標(biāo)體系，并結(jié)合引力模型[4]或系統(tǒng)動力學(xué)模型[5]探討城市體系創(chuàng)新空間格局。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)便捷性與動態(tài)性使越來越多的學(xué)者傾向于采用論文合作數(shù)據(jù)和專利聯(lián)合申請數(shù)據(jù)衡量城市創(chuàng)新，以直接反映網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)節(jié)點的創(chuàng)新合作。李丹丹等[6]、李建成等[7]基于論文合作數(shù)據(jù)探究區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演變。城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化研究是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)已有研究的一大重點，主要從節(jié)點及網(wǎng)絡(luò)層面分析網(wǎng)絡(luò)形態(tài)及特征變化。社會網(wǎng)絡(luò)分析方法的引入使得組織間互動關(guān)系得以量化，并逐漸形成以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為出發(fā)點的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究。研究脈絡(luò)主要分為3條主線：一是通過網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)指標(biāo)分析劃分城市演進階段[8-9]；二是從整體網(wǎng)、局域網(wǎng)、個體網(wǎng)層面的時空演變解析創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)時空復(fù)雜性和空間格局[7,10]；三是從網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)變化形態(tài)探討創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演變規(guī)律及演化進程[11]。

從鄰近性視角闡釋創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化是已有研究的另一個重點。Boschma[12]將鄰近性歸納為地理鄰近性、制度鄰近性、認(rèn)知鄰近性、組織鄰近性和社會鄰近性5個維度。在此基礎(chǔ)上，學(xué)者還提出文化鄰近、技術(shù)鄰近、知識基礎(chǔ)鄰近等維度[13]。從區(qū)域?qū)用婧蛣?chuàng)新合作角度出發(fā)，創(chuàng)新活動在特定范圍內(nèi)的空間集聚必然受到地理鄰近的影響[14]，文化差異、經(jīng)濟水平不同及行政級別懸殊也會影響城市間創(chuàng)新互動。成功的創(chuàng)新合作需要相似的知識基礎(chǔ)作鋪墊，而創(chuàng)新過程是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各主體吸收異質(zhì)性知識或互補性知識的整合過程，差異化、互補性知識往往更容易實現(xiàn)高效組合與創(chuàng)新[15]。學(xué)者在研究基于專利聯(lián)合申請數(shù)據(jù)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)鄰近性時，通常將產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相似性與知識積累性組合在一起統(tǒng)稱為認(rèn)知鄰近，驗證認(rèn)知鄰近對創(chuàng)新合作的作用，得出不同甚至相反的結(jié)論[16]。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相似的兩個城市有著相同的成長經(jīng)歷與經(jīng)驗，更容易實現(xiàn)溝通與合作，知識鄰近則側(cè)重于城市交流過程中對知識的吸收能力，二者對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的驅(qū)動效應(yīng)不同。因此，本文分別論述兩種鄰近對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化的影響。

綜上所述，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究已取得一定進展，但仍存在一些局限性。在內(nèi)容上，缺乏創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、空間演化格局及創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化機理一體化的深入研究；在研究對象上，已有文獻關(guān)注產(chǎn)業(yè)、特定行業(yè)、全國城市以及發(fā)展成熟的長三角城市群、粵港澳大灣區(qū)，對處于科技創(chuàng)新上升期的京津冀城市群則關(guān)注不足。鑒于此，本文以京津冀城市群為研究對象，分析城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和空間演化格局，并運用QAP實證方法探討創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化鄰近性機理，可為增強京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)連接性、促進城市自主創(chuàng)新提供理論依據(jù)。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1 社會網(wǎng)絡(luò)分析法

社會網(wǎng)絡(luò)分析法是通過數(shù)學(xué)方法、圖論等手段，將網(wǎng)絡(luò)中個體間關(guān)系與整個社會系統(tǒng)相結(jié)合的定量分析方法。Ucinet、ArcGIS、Networks等軟件平臺的興起和運用使得社會網(wǎng)絡(luò)分析法被廣泛應(yīng)用于管理學(xué)、區(qū)域經(jīng)濟學(xué)和地理學(xué)等領(lǐng)域。本文遵循社會網(wǎng)絡(luò)分析法思路，將網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分為整體網(wǎng)、局域網(wǎng)和個體網(wǎng)3部分。在整體網(wǎng)層面，選用關(guān)系總數(shù)、網(wǎng)絡(luò)密度、平均加權(quán)度、平均路徑長度等多個靜態(tài)指標(biāo)分析京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征；在局域網(wǎng)層面，通過凝聚子群分析城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部團體聚集狀態(tài)；在個體網(wǎng)層面，從城市中心性研究城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化時空格局。以下為指標(biāo)含義與測度方法：

(1)關(guān)系數(shù)與網(wǎng)絡(luò)密度。關(guān)系數(shù)衡量網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)新主體合作對象數(shù)，與結(jié)構(gòu)特征復(fù)雜度呈正比關(guān)系；網(wǎng)絡(luò)密度則是對網(wǎng)絡(luò)成員關(guān)系密切程度進行度量，具體公式為：

(1)

(2)平均度數(shù)與平均加權(quán)度。平均度數(shù)是對城市與其它城市創(chuàng)新合作聯(lián)系是否廣泛的測度，用以反映節(jié)點間交互能力。具體公式為：

(2)

加權(quán)度表示與該節(jié)點相連的所有邊的權(quán)重之和，反映一個城市與其它城市創(chuàng)新合作聯(lián)系的深淺程度。具體公式為：

Si=∑j∈NiWij

(3)

(3)平均聚類系數(shù)與平均路徑長度。聚類系數(shù)考察創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可達性，平均聚類系數(shù)由網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點的局部聚類系數(shù)平均得到。具體公式為：

(4)

路徑長度用以度量連接兩個節(jié)點的最小邊數(shù)，平均路徑長度反映節(jié)點間交流暢通程度。具體公式為：

(5)

(4)中心性。中心性是對個體權(quán)力的量化分析，分為點度中心性、中間中心性、接近中心性3種。其中，點度中心性(CC)測量與該點連接的其它節(jié)點個數(shù)，反映城市在整個網(wǎng)絡(luò)中的中心位置，具體公式為：

(6)

中間中心性(DC)測量網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點城市對其它城市的控制力，如果該節(jié)點處于其它節(jié)點連接路徑的橋梁位置，則說明其獲取核心資源的能力較強，具有較高的中間中心度。具體公式為：

(7)

點的接近中心性(BC)表示節(jié)點與其它節(jié)點聯(lián)系的遠近程度，若該節(jié)點與網(wǎng)絡(luò)中其它節(jié)點的距離很短，則說明該點具有較高的接近中心性。具體公式為：

(8)

1.1.2 QAP非參數(shù)實證方法

QAP分析主要研究多個矩陣對一個主要矩陣的回歸關(guān)系，測度 “關(guān)系”中的關(guān)系，直接對屬性矩陣作用于主要矩陣的系數(shù)進行非參數(shù)檢驗，不需要考慮屬性間的獨立性或是否符合參數(shù)檢驗中的某種統(tǒng)計分布。在社會網(wǎng)絡(luò)分析中，QAP非參數(shù)實證分析是研究節(jié)點間關(guān)系結(jié)構(gòu)與其它以某種方法建立的關(guān)系結(jié)構(gòu)的主要方法。因此，本文構(gòu)建地理、經(jīng)濟、制度、認(rèn)知、知識鄰近矩陣和城市創(chuàng)新合作矩陣，檢驗鄰近性矩陣對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)矩陣的作用關(guān)系，分析不同維度鄰近屬性在不同階段對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化的驅(qū)動效應(yīng)，探究京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化驅(qū)動機制。

1.2 數(shù)據(jù)來源

高質(zhì)量論文合作是衡量城市創(chuàng)新聯(lián)系的重要指標(biāo)，論文合著作者所屬高校、企業(yè)及科研機構(gòu)分布在各個城市便形成了城市知識合作網(wǎng)絡(luò)。維普期刊數(shù)據(jù)庫共收錄文獻總量3 000余萬篇，包括醫(yī)療衛(wèi)生、經(jīng)濟管理、核科學(xué)等30多個學(xué)科，權(quán)威性較高。因此，本文基于維普期刊數(shù)據(jù)庫，檢索京津冀各城市論文合作篇數(shù)，構(gòu)建13×13二模無向合作矩陣，檢索條件為“機構(gòu)”+“機構(gòu)”+“期刊范圍”，檢索時間為2000-2018年，檢索期刊范圍限定為核心期刊、EI、CAS、CSCD、CSSCI來源期刊，所有學(xué)科的高水平合作論文可以更為全面地反映城市間的創(chuàng)新交流。

2 京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化特征

2.1 京津冀城市群創(chuàng)新合作現(xiàn)狀

京津冀城市群高校、企業(yè)及科研院所高質(zhì)量論文合作總量及其增長趨勢可反映該區(qū)域整體創(chuàng)新合作水平。2000年，京津冀地區(qū)發(fā)表論文總量約89 300篇，2018年增長到336 507篇，上升了2.73倍；區(qū)域內(nèi)城市論文合作數(shù)量由2000年的603篇增長到2018年的6 846篇，增幅11.35倍。由此可見，區(qū)域內(nèi)城市間創(chuàng)新聯(lián)系隨著城市群創(chuàng)新能力提高而逐漸加強。

如圖1所示，京津冀創(chuàng)新合作變化趨勢包括穩(wěn)步增長期(2000-2009年)和波動增長期(2010-2018年)兩個階段。其中，穩(wěn)步增長階段表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)規(guī)模處于擴張狀態(tài)，合作總量不斷增加，從2000年的603篇直至2009年突破6 000篇，越來越多網(wǎng)絡(luò)成員參與提高了城市間創(chuàng)新交流頻率進而促進創(chuàng)新成果產(chǎn)出。在波動增長階段，在既定參與城市規(guī)模上實現(xiàn)創(chuàng)新合作力度進一步加強，主要得益于京津冀協(xié)同發(fā)展理念的深入和國家戰(zhàn)略的全面啟動，京津冀區(qū)域交通一體化為高校、科研機構(gòu)等主體知識交流提供了便利條件。雄安新區(qū)的設(shè)立強化了教育、科技、人才多級驅(qū)動，促使京津冀城市群區(qū)域創(chuàng)新邁向新臺階。那么，京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)特征怎樣？城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如何演化？創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化驅(qū)動機理又是什么？這些是探討京津冀城市群創(chuàng)新能力及創(chuàng)新空間格局的關(guān)鍵問題。

圖1 京津冀城市群論文合作數(shù)量趨勢

2.2 京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.2.1 整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

本文對歷年京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)整體網(wǎng)拓?fù)涮卣鬟M行分析(如表1所示)，發(fā)現(xiàn)2000-2007年網(wǎng)絡(luò)關(guān)系數(shù)持續(xù)增多，關(guān)系總量增長迅速；2008-2016年呈現(xiàn)波動式變動，關(guān)系數(shù)維持在90～100間，2018年達到150，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模急劇擴大。網(wǎng)絡(luò)密度從2000年的0.153 8增長到2018年的0.961 5，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化幅度之大體現(xiàn)出整體網(wǎng)作用力擴張、城市間凝聚力明顯增強。為推動京津冀城市群協(xié)同發(fā)展所頒布的人才政策、科技政策、產(chǎn)業(yè)政策等有效促進了城市間創(chuàng)新要素和創(chuàng)新人員快速流動，使得城市間創(chuàng)新聯(lián)系更為緊密。

網(wǎng)絡(luò)平均節(jié)點度與平均加權(quán)度持續(xù)增長態(tài)勢表明，城市間科學(xué)合作深度和廣度不斷增強。平均聚類系數(shù)在2000-2018年從0.205持續(xù)增加到0.961，網(wǎng)絡(luò)成員間關(guān)系密切且日益復(fù)雜，呈現(xiàn)出對節(jié)點城市越發(fā)增大的影響力。平均路徑長度最高時為2001年的1.653，下降到2018年僅有1.038，降幅為31.89%，距離縮短提高了城市間創(chuàng)新合作暢通度。從時段變化看，2012-2018年關(guān)系總數(shù)、平均加權(quán)度、網(wǎng)絡(luò)密度等指標(biāo)持續(xù)增長，在2018年達到峰值，表明京津冀城市群創(chuàng)新合作從最初個體合作邁向協(xié)同發(fā)展階段。

表1 京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮卣?/p>

2.2.2 城市中心性分析

如表2所示，2000-2018年京津冀城市群點度中心性(CC)呈上升趨勢，創(chuàng)新合作不斷深化。2000年，京津冀城市群創(chuàng)新水平不高，僅北京度數(shù)中心性值超過10，滄州、衡水、邢臺處于“零聯(lián)系”狀態(tài)。2005年，城市度數(shù)中心性大幅增長，北京、石家莊和天津度數(shù)中心性值超過20，參與城市創(chuàng)新合作的主體逐漸增多；2011年，點度中心性超過10的城市有6個，分別是北京、天津、石家莊、保定、唐山和秦皇島；2017年，所有城市點數(shù)中心性均有所提高，北京、石家莊、天津、和保定處于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)核心位置。從整個時序上看，京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)處于逐漸豐富的狀態(tài)。

不同城市在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的“橋梁”作用不同。網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點城市對其它城市信息、資源控制程度可用中間中心度(DC)表示。如表2所示，2000年，京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散，基本以北京為核心呈放射狀分布，所有創(chuàng)新聯(lián)系幾乎均通過北京實現(xiàn)；2005年，天津和石家莊陸續(xù)發(fā)揮“中介”作用，省會城市擁有河北省豐富的創(chuàng)新資源且其行政權(quán)力有助于其對資源進行控制并高效獲取信息，天津控制能力顯然落后于石家莊；2011年，保定控制其它城市的能力迅速上升，超越天津；2017年，更多城市參與創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)連接，北京、石家莊、天津和保定中間中心性值均為7.904，唐山、秦皇島、邯鄲、承德開始承擔(dān)少部分“中介”角色。通過數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)，城市群中其它城市控制力的提升可有效降低北京的“中介”地位。

接近中心性(BC)衡量網(wǎng)絡(luò)行動者不受其它行動者控制的程度，反映節(jié)點城市獨立創(chuàng)新能力。如表2所示，京津冀城市群接近中心性階段性比較明顯。2000年，城市接近中心性普遍偏低，自主創(chuàng)新能力較弱，接近中心性最大的城市是北京，中心性值僅有25，滄州、衡水、邢臺接近中心性值為0，無獨立創(chuàng)新能力；2005年，北京、石家莊接近中心性達到100，天津、保定、秦皇島接近中性大于60；2011年，接近中心性進一步增長，保定接近中心性為100，天津達到92.308，能夠與其它城市直接進行創(chuàng)新合作；2017年，所有城市接近中心性均大于60，網(wǎng)絡(luò)距離縮短促使城市間創(chuàng)新交流更加順暢，對網(wǎng)絡(luò)中心城市(如北京、天津、石家莊)的依賴性逐漸降低。

2.2.3 凝聚子群分析

創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的派系和群體關(guān)系通過凝聚子群體現(xiàn)，探究子群數(shù)目和具體成員分布有助于揭示創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)抱團現(xiàn)象。如果創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)具有較多的凝聚子群，則說明城市群內(nèi)部存在創(chuàng)新聯(lián)系頻繁、密切的小團體，不利于整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新合作，但從創(chuàng)新型城市群建設(shè)層面說，凝聚子群數(shù)量也反映了區(qū)域內(nèi)創(chuàng)新團體多樣性，進而揭示了該區(qū)域創(chuàng)新潛力。本文運用Ucinet軟件中的迭代相關(guān)收斂法(CONCOR)對2000年、2005年、2011年、2017年創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)進行聚類分析，以最大分割深度為2、收斂標(biāo)準(zhǔn)為0.2進行板塊劃分(許培源等，2019)，劃分結(jié)果如圖2所示。從中可見，不同時期京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)子群派系分布明顯不同。

2000年，京津冀城市群主要有三大凝聚子群，第一子群集中了京津冀城市群合作關(guān)系緊密、中心度較高的城市，包括北京、石家莊、唐山；第二子群由相互關(guān)系較為密切的城市組成，以保定、天津等城市為主；第三子群是由沒有創(chuàng)新聯(lián)系的城市構(gòu)成的團體，如衡水、滄州、邢臺。2005年，第一子群由北京、保定構(gòu)成緊密的團體；第二子群集中了京津冀城市群密切合作的城市，如天津、石家莊；低水平聯(lián)系的邊緣城市(承德、邢臺、滄州)則構(gòu)成了第三子群。

2011年和2017年，凝聚子群發(fā)生了顯著變化，分別形成了以北京、天津、石家莊、保定為核心的4個小團體，作為團體中創(chuàng)新能力較強節(jié)點在京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中居于重要位置，引導(dǎo)其它城市與其發(fā)生直接、密切的聯(lián)系，從而益于整個區(qū)域創(chuàng)新高層次發(fā)展。整體看，京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中子群數(shù)目增多，存在較多關(guān)系層級，導(dǎo)致創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)多個“小世界”的創(chuàng)新格局。

表2 京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心性

圖2 京津冀城市群凝聚子群分析

2.3 京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)時空演化分析

京津冀地區(qū)地理位置南北跨度廣且政治、經(jīng)濟、科技環(huán)境懸殊較大，因此京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)分布具有鮮明的層級特征。上述對城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的分析反映出不同時期城市間創(chuàng)新要素流動不均衡。因此，本文探討京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)時空演變格局，運用ArcGIS10.3軟件繪制2000、2005、2011、2017年的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化圖，分別用點大小、城市間連接線粗細(xì)程度表示城市點度中心性和合作強度。

如圖3所示，2000年，京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)分層極化現(xiàn)象明顯，空間形態(tài)上呈現(xiàn)以首都為中心的核心-邊緣結(jié)構(gòu)；2005年，京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)密度增大，省會城市石家莊開始發(fā)揮作用，城市間創(chuàng)新聯(lián)系逐漸增多，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)以天津為支點的“北京-石家莊”雙核空間格局；2011年，城市間論文合作數(shù)量迅速上升，特別是邊緣城市(承德、邢臺、衡水)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系有了大幅度提升，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)以北京為核心、天津和石家莊為次核心的“多中心、多節(jié)點”空間形態(tài)；2017年，京津冀城市群創(chuàng)新合作實現(xiàn)質(zhì)的突破，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)趨于平衡，北京、天津、石家莊、保定形成創(chuàng)新走廊，唐山、秦皇島、承德、邯鄲為重要節(jié)點，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)“多中心、多層次”創(chuàng)新格局。

京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)從簡單趨向復(fù)雜化，空間格局經(jīng)歷了“單中心→多中心→多中心、多節(jié)點→多中心、多層次”的演變過程。北京最早成為該區(qū)域創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的核心，處于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵位置，創(chuàng)新要素流動及創(chuàng)新溢出促進天津、石家莊、保定等多個創(chuàng)新中心的形成，帶動承德、秦皇島、唐山、邯鄲創(chuàng)新發(fā)展。但是，京津冀創(chuàng)新城市群落結(jié)構(gòu)單一且不發(fā)達，整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)還需要更多高層次、高水平的創(chuàng)新參與。

圖3 京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化格局

3 創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化驅(qū)動機制

不同維度鄰近屬性為節(jié)點間創(chuàng)新結(jié)網(wǎng)行為提供了源動力，在創(chuàng)新活動、組織合作和知識溢出中發(fā)揮了重要作用。因此，本文采用QAP非參數(shù)實證方法探究各種鄰近對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化的作用機理。

3.1 因素變量選取

(1)地理鄰近。地理鄰近為創(chuàng)新交流提供便利條件，頻繁的創(chuàng)新合作有助于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化。本文借鑒謝富紀(jì)等(2017)的做法，具體公式如下：

Geoij=R×arccos

[cosβi×cosβj×cos(αi-αj)+sinβi×sinβj]

(10)

式(10)中，R為地球半徑(取值6 371km)，βi、βj表示城市i、j的緯度，αi、αj表示城市i、j的經(jīng)度。

(2)認(rèn)知鄰近。城市間認(rèn)知鄰近影響城市對合作對象的選擇，諸多學(xué)者選用技術(shù)積累或產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)代表城市認(rèn)知水平，本文借鑒黨興華(2013)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相似性表示認(rèn)知鄰近。具體公式如下：

(11)

式(11)中，Xik、Xjk分別為i、j城市第k個產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值。

(3)制度鄰近。制度距離衡量兩個城市間能夠促使知識有效傳播的制度基礎(chǔ)相似性，基于前人研究使用的虛擬變量方法，采用城市行政級別差距度量城市間制度距離。考慮到行政級別高的城市會有更卓越的創(chuàng)新表現(xiàn)，因此本文借鑒王忠燕[17]的處理辦法，具體公式如下：

Insij=

(12)

式(12)中，Zij表示i、j城市的知識積累差值，Zmax、Zmin為所有城市對知識積累差值的最大值和最小值。

(5)經(jīng)濟鄰近。經(jīng)濟水平相近城市擁有相近的資本需求和相似的創(chuàng)造力，可能對創(chuàng)新合作產(chǎn)生影響。本文采用人均GDP的差距表征經(jīng)濟鄰近性，具體公式如下：

(13)

式(13)中，Yij表示i、j城市的人均GDP差值，Ymax則為所有城市對人均GDP差值的最大值。

3.2 QAP回歸結(jié)果

基于以上變量數(shù)據(jù)，運用Ucinet軟件進行5 000次隨機置換得到的QAP回歸結(jié)果(如表3所示)顯示，各年份R2依次增加，分別為0.559、0.579、0.58、0.609，且均通過顯著性檢驗，擬合效果較好，表明各種鄰近在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化不同階段發(fā)揮的效應(yīng)不同。

2000年，城市群內(nèi)城市創(chuàng)新能力普遍薄弱，交通不便阻礙了信息的廣泛傳播，使得創(chuàng)新合作更傾向于發(fā)生在地理位置相鄰以及有著相似認(rèn)知水平和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的城市，因而地理鄰近、經(jīng)濟鄰近、認(rèn)知鄰近對創(chuàng)新合作具有正向驅(qū)動作用，知識鄰近和制度鄰近則對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化具有負(fù)向效應(yīng)，相關(guān)系數(shù)分別是0.378 1、1.457 8、2.866 5、-1.763 0、-0.429 5，且均通過5%顯著性水平檢驗。2005年，石家莊中心地位開始突出，地理和行政上與核心城市的鄰近更易發(fā)生創(chuàng)新結(jié)網(wǎng)行為，地理鄰近和制度鄰近對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化具有顯著正向影響，而經(jīng)濟鄰近與認(rèn)知鄰近體現(xiàn)為正向效應(yīng)但并不顯著。隨著創(chuàng)新要素流動的加快，2011-2017年逐漸形成北京-天津-石家莊三核多節(jié)點的三角穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，地理鄰近顯著性進一步提升。在京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化過程中，除地理位置鄰近外，相似的認(rèn)知水平、互補的知識基礎(chǔ)和相近的制度距離也是重要影響因素，自京津冀協(xié)同發(fā)展綱要提出以來，一系列國家戰(zhàn)略政策的實施與落實使得鄰近性效應(yīng)更加顯著，創(chuàng)新水平、合作頻次和結(jié)網(wǎng)效率得到顯著提升。

表3 多維鄰近對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化驅(qū)動的QAP回歸結(jié)果

4 結(jié)語

4.1 結(jié)論與建議

本文采用社會網(wǎng)絡(luò)分析法并結(jié)合Ucinet、ArcGIS軟件分析京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、時空演化及其驅(qū)動機制，得出以下結(jié)論：

(1)京津冀城市群創(chuàng)新水平在2000-2018年呈逐步上升趨勢，網(wǎng)絡(luò)密度、節(jié)點度數(shù)、凝聚力強度指標(biāo)都顯示城市間創(chuàng)新聯(lián)系不斷加強，尤其是2000-2009年，城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系密度穩(wěn)步上升，北京、天津、石家莊發(fā)揮著重要的“中介”作用，但是城市群創(chuàng)新聯(lián)系強度還存在上升空間。

(2)京津冀城市群創(chuàng)新合作從簡單的單個城市演變成多個城市協(xié)同發(fā)展，空間結(jié)構(gòu)也從單核形式演變成多核心網(wǎng)絡(luò)化形式，北京、天津、石家莊、保定陸續(xù)成為京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征逐漸復(fù)雜化，凝聚子群數(shù)目不斷增長，但是小團體結(jié)構(gòu)單一問題還有待完善。

(3)QAP非參數(shù)實證結(jié)果表明，地理鄰近、制度鄰近和知識鄰近是京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化的主要驅(qū)動因素，其中地理鄰近對創(chuàng)新合作具有顯著正向影響，知識鄰近對創(chuàng)新合作體現(xiàn)為負(fù)向影響，制度鄰近是先負(fù)向再正向影響創(chuàng)新合作，經(jīng)濟鄰近與認(rèn)知鄰近對創(chuàng)新合作的正向驅(qū)動效應(yīng)僅在早期通過顯著性檢驗。分析結(jié)果表明，知識差異較大的城市間合作互動更容易驅(qū)動創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化，直轄市和省會城市則更容易吸引其它城市的創(chuàng)新交流。

京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化及驅(qū)動機制研究為把握城市群發(fā)展戰(zhàn)略提供了新思路。首先，京津冀應(yīng)抓牢北京這一中國創(chuàng)新源頭以及中關(guān)村國家自主創(chuàng)新示范區(qū)的重要地位，步入京津冀協(xié)同發(fā)展快車道，加速推動創(chuàng)新要素共享和創(chuàng)新資源合理配置，提高城市創(chuàng)新合作成果轉(zhuǎn)化率，形成長期、穩(wěn)定、高效的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)；其次，提高河北省自主創(chuàng)新能力，圍繞不同維度鄰近屬性，拓寬大學(xué)、科研機構(gòu)創(chuàng)新合作渠道，制定科學(xué)合理的高科技人才引進政策，推進具有優(yōu)勢潛力與創(chuàng)新能力的學(xué)科建設(shè)和產(chǎn)業(yè)升級，營造良好的科研創(chuàng)新環(huán)境，為打造雄安新區(qū)科技創(chuàng)新新引擎提供動力源泉。邊緣城市應(yīng)大力引進外資用于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提高科教水平、創(chuàng)新水平和信息化水平，為城市跨界合作、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供有利條件。

4.2 不足與展望

本文從京津冀城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及空間格局揭示京津冀科技創(chuàng)新提高過程和協(xié)同發(fā)展變化趨勢，探索多維鄰近在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化不同階段的驅(qū)動效果。但是，本研究也存在一些不足之處，如僅探討京津冀城市群內(nèi)部結(jié)網(wǎng)狀況，而建設(shè)世界級城市群還需要外界創(chuàng)新要素和創(chuàng)新資本流入，即與其它城市、其它區(qū)域乃至其它國家建立創(chuàng)新合作關(guān)系會形成更復(fù)雜的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。因此，未來應(yīng)基于“本地蜂鳴-全球管道”角度，從不同空間尺度探究創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化；其次，囿于城市、機構(gòu)地理位置無法被改變，可考慮利用非地理鄰近代替地理鄰近，發(fā)揮其對創(chuàng)新合作的驅(qū)動效應(yīng)，從而使邊緣城市突破地理距離進行高效率創(chuàng)新交流；最后，可對創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)演化驅(qū)動機制及鄰近性理論框架作進一步完善。