基于創(chuàng)新聯(lián)系的城市網(wǎng)絡(luò)特征及影響因素研究
——以粵港澳地區(qū)為例

鐘 韻，葉藝華，魏也華

（1.暨南大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院，廣東廣州 510632；2.猶他大學(xué)地理系，美國(guó)鹽湖城 84112）

隨著貿(mào)易全球化的不斷演進(jìn)與信息技術(shù)、交通條件等條件的不斷改善，城市間聯(lián)系愈加頻繁，建立于城市聯(lián)系之上的城市網(wǎng)絡(luò)成為學(xué)者研究的熱點(diǎn)。城市網(wǎng)絡(luò)是在不同空間尺度下互相關(guān)聯(lián)的城市間功能聯(lián)系［1］，作為一種新型城市空間組織形式，它強(qiáng)調(diào)跨越行政界線的城市間功能關(guān)系［2］。簡(jiǎn)而言之，城市網(wǎng)絡(luò)是城市關(guān)系在空間中的反映。當(dāng)前對(duì)城市網(wǎng)絡(luò)的研究主要視角包括從基礎(chǔ)設(shè)施例如航空、高鐵 等“交通流”數(shù)據(jù)構(gòu)建區(qū)域的交通網(wǎng)絡(luò)［3-6］，從企業(yè)組織途徑例如企業(yè)總部及分部數(shù)據(jù)等構(gòu)建企業(yè)活動(dòng)網(wǎng)絡(luò)［7-8］，以及通過(guò)生產(chǎn)性服務(wù)流動(dòng)、資金流動(dòng)和信息流動(dòng)等各種要素流動(dòng)分析區(qū)域中城市地位及城市間關(guān)系［9-12］。城市間的創(chuàng)新聯(lián)系是近年來(lái)出現(xiàn)的對(duì)城市網(wǎng)絡(luò)格局分析的新視角［13-15］。就研究的視角而已，有研究認(rèn)為，從交通基礎(chǔ)設(shè)施角度獲得的數(shù)據(jù)，以及企業(yè)總部-分支的布局?jǐn)?shù)據(jù)，均帶有城市的屬性特征并附帶城市的等級(jí)關(guān)系，無(wú)法真實(shí)反映城市間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，亦忽略了城市間的合作關(guān)系，但以創(chuàng)新視角研究城市聯(lián)系則能直觀展現(xiàn)基于自愿平等原則上的城市網(wǎng)絡(luò)［16］。

從創(chuàng)新聯(lián)系視角構(gòu)建城市網(wǎng)絡(luò)的已有研究，多是運(yùn)用修正后的重力模型對(duì)GDP、人均GDP 等城市屬性數(shù)據(jù)以及城市間距離數(shù)據(jù)進(jìn)行間接測(cè)度［17］，或是基于合著論文、合作專利等數(shù)據(jù)進(jìn)行直接測(cè)度［18-21］。其中，專利合作數(shù)據(jù)和科技合作論文數(shù)據(jù)直接反映了城市間創(chuàng)新合作的成果，被視為城市間科技創(chuàng)新聯(lián)系研究中重要的分析數(shù)據(jù)。在研究方法上，常見(jiàn)的是空間相互作用模型以及社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，并運(yùn)用ArcGIS 軟件進(jìn)行可視化分析。這幾種方法常常結(jié)合使用，例如王越等［22］運(yùn)用空間相互作用模型中的斷裂點(diǎn)模型結(jié)合ArcGIS 可視化分析長(zhǎng)三角城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)特征，彭芳梅［23］運(yùn)用空間相互作用模型中的重力模型結(jié)合社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，分析粵港澳大灣區(qū)及周邊城市經(jīng)濟(jì)空間聯(lián)系與空間結(jié)構(gòu)，等等。其中，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法源于社會(huì)學(xué)［24］，它把復(fù)雜多樣的關(guān)系形態(tài)表征為一定的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型，是創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)特征分析的常用方法［25］。

本文擬從創(chuàng)新聯(lián)系的視角，基于世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）中專利合作協(xié)定（PCT）數(shù)據(jù)，從創(chuàng)新聯(lián)系的視角構(gòu)建粵港澳地區(qū)和美國(guó)硅谷的城市網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)發(fā)育程度等指標(biāo)及社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，結(jié)合與硅谷地區(qū)的對(duì)比，分析粵港澳地區(qū)的城市創(chuàng)新合作聯(lián)系特征，探究影響粵港澳地區(qū)城市創(chuàng)新聯(lián)系的因素，以期為推進(jìn)未來(lái)的創(chuàng)新合作、制定區(qū)域創(chuàng)新政策提供參考依據(jù)。美國(guó)的硅谷地區(qū)是目前公認(rèn)的全球科技創(chuàng)新中心，地區(qū)內(nèi)的各城市間通過(guò)位于不同城市的企業(yè)研發(fā)合作、產(chǎn)業(yè)鏈合作及共同成立區(qū)域協(xié)調(diào)委員會(huì)等活動(dòng)構(gòu)建了較為成熟的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，與硅谷的對(duì)比有助于反映粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育程度。

粵港澳大灣區(qū)建設(shè)亟待通過(guò)構(gòu)建緊密的城市網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，以提升區(qū)域的整體競(jìng)爭(zhēng)力［26］；同時(shí)，構(gòu)建國(guó)際科技創(chuàng)新中心是《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》所提出的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略定位之一。因此，本研究從創(chuàng)新合作的角度探討粵港澳地區(qū)的城市網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，不僅有助于從科技聯(lián)系的視角理解粵港澳地區(qū)城市之間的功能聯(lián)系，而且，本研究所勾勒的創(chuàng)新合作空間結(jié)構(gòu)，對(duì)未來(lái)深化該地區(qū)科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)合作亦有著積極的參考價(jià)值。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理方法

以往的城市創(chuàng)新聯(lián)系研究多使用各種類型的城市屬性數(shù)據(jù)建立指標(biāo)評(píng)價(jià)體系，并運(yùn)用重力模型開(kāi)展城市之間聯(lián)系的測(cè)度，此方法難以擺脫城市等級(jí)及距離衰減假設(shè)等因素的影響。本研究認(rèn)為，運(yùn)用合作專利指標(biāo)能更直接反映城市之間基于自愿原則基礎(chǔ)上的創(chuàng)新聯(lián)系，而且，與合著論文相比，合作專利可被視為城市間創(chuàng)新聯(lián)系的媒介，合作申請(qǐng)專利更能反映經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的創(chuàng)新合作。基于國(guó)際比較、數(shù)據(jù)可得原則，本文數(shù)據(jù)采用世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）專利合作合約（PCT）數(shù)據(jù)庫(kù)中的城市專利合作數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)提取上，本文采用字段組合結(jié)合高級(jí)檢索方法，從PCT 體系中調(diào)取1999—2017 年粵港澳地區(qū)1）和美國(guó)硅谷專利合作數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)篩選采用專利申請(qǐng)人所在城市不同作為一大清洗原則，換而言之，若PCT 上的多個(gè)申請(qǐng)人地址均位于同一個(gè)城市時(shí)，此樣本將被剔除。由于PCT 從申請(qǐng)到正式公布需要較長(zhǎng)的時(shí)間，因而我們選用申請(qǐng)日年度作為專利合作的流量分析年度劃分依據(jù)；又鑒于2017 年申請(qǐng)的PCT 專利合作數(shù)據(jù)尚未公布完全，本文采用了公布日截止至2016 年12 月31 日的數(shù)據(jù)，由于粵港澳地區(qū)1999 年以前在檔PCT 數(shù)量較少，本研究采用1999—2016 年粵港澳地區(qū)跨城市專利合作數(shù)據(jù)樣本，以及1988—2016 年美國(guó)硅谷地區(qū)的跨城市專利合作數(shù)據(jù)樣本，構(gòu)建基于兩個(gè)區(qū)域的城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。

1.2 分析方法與指標(biāo)

社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法是城市網(wǎng)絡(luò)分析較為常見(jiàn)的一種方法，關(guān)注點(diǎn)包括網(wǎng)絡(luò)密度、核心-邊緣分析、度數(shù)中心性及中間中心性等。

1.2.1 網(wǎng)絡(luò)密度

網(wǎng)絡(luò)密度反映一個(gè)圖的凝聚力的整體水平。網(wǎng)絡(luò)密度越大，表示網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間的總體關(guān)聯(lián)程度。無(wú)向的整體關(guān)系網(wǎng)絡(luò)密度計(jì)算公式如下：

1.2.2 核心-邊緣分析

核心-邊緣分析是塊模型分析中一種結(jié)構(gòu)模式分析方法，常用于考量社會(huì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)中，存在核心與邊緣兩類行動(dòng)者，處于核心地位的行動(dòng)者，相互間聯(lián)系緊密，而處于邊緣地位的行動(dòng)者，相互間聯(lián)系松散。運(yùn)用核心-邊緣分析方法可用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是否呈現(xiàn)核心-邊緣特征，并大致識(shí)別出網(wǎng)絡(luò)的核心行動(dòng)者與邊緣行動(dòng)者，以及兩類行動(dòng)者群體內(nèi)部及群體之間聯(lián)系緊密度。

1.2.3 度數(shù)中心度與中間中心度

中心性反映個(gè)人或者組織在社會(huì)網(wǎng)絡(luò)中的影響力［27］90。中心性指標(biāo)有多種，比較常用的是度數(shù)中心度和中間中心度。度數(shù)中心度通過(guò)一個(gè)點(diǎn)與其他點(diǎn)的連接個(gè)數(shù)衡量，若某個(gè)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中具有最高的度數(shù)，則稱該點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)的中心。在本研究中，度數(shù)中心度反映某城市與網(wǎng)絡(luò)中其他城市的合作專利總數(shù)。本文認(rèn)為，度數(shù)中心度較高表示該城市在創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中對(duì)外交往能力較強(qiáng)。中間中心度通過(guò)測(cè)度網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)居于其他兩個(gè)點(diǎn)之間的頻度，反映網(wǎng)絡(luò)中某點(diǎn)在多大程度上控制其他點(diǎn)之間的交往。本文認(rèn)為，中間中心度可以反映某個(gè)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的“中介能力”，其數(shù)值越高反映該節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中起到的中介作用越強(qiáng)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源的控制程度亦越高。中間中心度的計(jì)算公式如下：

1.3 研究區(qū)域

本文所分析的粵港澳地區(qū)包括廣東省的21 個(gè)地級(jí)市加上香港、澳門(mén)兩個(gè)特別行政區(qū)，共23 個(gè)城市；硅谷地區(qū)包括《硅谷指數(shù)》中劃定的39 個(gè)城市。根據(jù)社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，雖然兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)不同，但可以展開(kāi)對(duì)比。

2 城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)特征

2.1 粵港澳地區(qū)城市間創(chuàng)新聯(lián)系日益緊密，但聯(lián)系的緊密程度低于硅谷

根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性，將粵港澳地區(qū)1999—2016 年之間的創(chuàng)新聯(lián)系數(shù)據(jù)以每5 年為一個(gè)階段，分為3 個(gè)階段。網(wǎng)絡(luò)密度分析結(jié)果顯示，粵港澳地區(qū)城市創(chuàng)新聯(lián)系在1999—2016 年間呈現(xiàn)逐步增強(qiáng)的狀態(tài)，聯(lián)系越來(lái)越密切，尤其是2011—2016 年間，創(chuàng)新聯(lián)系緊密程度提升顯著；但與美國(guó)硅谷城市間創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)緊密度相比，粵港澳地區(qū)仍稍顯不足。粵港澳地區(qū)三階段密度值如表1 所示，密度值呈現(xiàn)逐步上升的狀態(tài)，由第一階段的0.016 逐步上升到第二階段的0.036，再上升至第三階段的0.111，密度值提升近7 倍。這表明1999 年以來(lái)，粵港澳地區(qū)城市間創(chuàng)新聯(lián)系逐漸增強(qiáng)，地區(qū)內(nèi)部創(chuàng)新活動(dòng)的互動(dòng)越來(lái)越頻繁。

表1 1999—2016 年粵港澳地區(qū)三階段網(wǎng)絡(luò)密度

網(wǎng)絡(luò)密度值對(duì)圖的規(guī)模（即網(wǎng)絡(luò)中包含的全部節(jié)點(diǎn)的數(shù)目）具有很強(qiáng)的依賴性，不同規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的密度難以直接比較。但研究亦發(fā)現(xiàn)，在同等網(wǎng)絡(luò)密度水平下，節(jié)點(diǎn)數(shù)量多的網(wǎng)絡(luò)其密度往往比節(jié)點(diǎn)數(shù)量少的網(wǎng)絡(luò)的密度小——Mayhew 等認(rèn)為行動(dòng)者用以維持某些關(guān)系的時(shí)間是有限的，隨著接觸行動(dòng)者數(shù)量增加，維持關(guān)系成本在相應(yīng)地上升，當(dāng)回報(bào)減少并且代價(jià)太大時(shí)，行動(dòng)者就會(huì)停止發(fā)展新的關(guān)系［28］；而且，如果每個(gè)行動(dòng)者能夠保持的關(guān)系數(shù)目（即點(diǎn)度數(shù)）有一個(gè)上限，整個(gè)圖的連線總數(shù)就會(huì)受到點(diǎn)度數(shù)的限制［27］73。因此可以推導(dǎo)出：在其他因素保持不變的情況下，節(jié)點(diǎn)數(shù)較多的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)密度將小于節(jié)點(diǎn)數(shù)較少的網(wǎng)絡(luò)。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)密度的統(tǒng)計(jì)原理推導(dǎo)，節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多的硅谷地區(qū)的網(wǎng)絡(luò)密度將低于節(jié)點(diǎn)數(shù)量較少的粵港澳地區(qū)。但是，實(shí)際計(jì)算結(jié)果顯示硅谷地區(qū)的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)密度大于粵港澳地區(qū)，與此推導(dǎo)結(jié)論相反。計(jì)算結(jié)果顯示（表2），美國(guó)硅谷網(wǎng)絡(luò)密度為0.162，高于粵港澳地區(qū)網(wǎng)絡(luò)密度0.127（表2）。由此可以說(shuō)明，美國(guó)硅谷創(chuàng)新聯(lián)系水平高于粵港澳地區(qū)，硅谷地區(qū)城市間的創(chuàng)新聯(lián)系緊密程度更高。

表2 粵港澳地區(qū)與美國(guó)硅谷網(wǎng)絡(luò)密度

2.2 創(chuàng)新聯(lián)系空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)較為明顯的核心-邊緣模式

對(duì)粵港澳地區(qū)進(jìn)行核心-邊緣分析的結(jié)果顯示，粵港澳地區(qū)城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)較為明顯的核心-邊緣結(jié)構(gòu)，廣州、深圳、東莞、珠海和香港是網(wǎng)絡(luò)中的核心城市，而包括澳門(mén)在內(nèi)的其他城市則屬于網(wǎng)絡(luò)中的邊緣城市；邊緣城市的創(chuàng)新活動(dòng)傾向于與核心城市合作，邊緣城市之間的創(chuàng)新合作十分薄弱。

開(kāi)展核心-邊緣分析的一個(gè)重要的假設(shè)前提，是樣本區(qū)域的節(jié)點(diǎn)不能分割成幾個(gè)獨(dú)立的簇或者不存在多個(gè)互斥子群［29］。因此要先做節(jié)點(diǎn)的聚類分析，呈單駝峰現(xiàn)象的區(qū)域才屬于核心-邊緣結(jié)構(gòu)，適合開(kāi)展進(jìn)一步的分析。本文運(yùn)用硅谷和粵港澳地區(qū)兩個(gè)區(qū)域的PCT 數(shù)據(jù)分別進(jìn)行聚類分析后發(fā)現(xiàn)，粵港澳地區(qū)聚類分析圖呈現(xiàn)清晰的單駝峰現(xiàn)象（圖1a），說(shuō)明其空間結(jié)構(gòu)可能存在核心-邊緣結(jié)構(gòu)，而硅谷則呈現(xiàn)雙駝峰現(xiàn)象（圖1b），直接反應(yīng)出硅谷地區(qū)的核心-邊緣結(jié)構(gòu)不顯著。聚類分析圖（圖1）顯示，圖1a 為粵港澳地區(qū)聚分析圖，當(dāng)最高值相似度值為3 時(shí)，形成深圳與廣州一個(gè)簇，隨著簇成員不斷增加，相似度慢慢下降，呈現(xiàn)單駝峰形態(tài)；圖1b 為硅谷聚類分析圖，圣荷西和桑尼維爾在最高相似值為13 時(shí)形成一個(gè)簇，但在相似值為3 時(shí)，出現(xiàn)了以圣馬特奧及南舊金山為核心的另一個(gè)簇，并且隨著相似值不斷下降，兩個(gè)簇仍處于分割狀態(tài)，聚類圖呈現(xiàn)雙駝峰。換言之，硅谷地區(qū)可能存在多個(gè)核心群，因此不適合開(kāi)展核心-邊緣分析。這種雙駝峰現(xiàn)象反映出：硅谷城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)存在兩個(gè)獨(dú)立簇現(xiàn)象，可能存在多個(gè)核心群結(jié)構(gòu)，核心-邊緣現(xiàn)象不突出，不適合做核心-邊緣分析，而粵港澳地區(qū)則呈現(xiàn)良好的單駝峰形態(tài)，具備核心-邊緣分析的前提條件。

圖1 粵港澳地區(qū)與硅谷聚類

進(jìn)一步的核心-邊緣分析結(jié)果顯示，粵港澳地區(qū)進(jìn)行核心-邊緣分析得到的擬合度為0.8342），表明粵港澳大灣區(qū)及周邊城市核心-邊緣網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)突出，空間分異結(jié)構(gòu)明顯。根據(jù)粵港澳地區(qū)的核心-邊緣合作密度值，廣州、深圳、東莞、珠海和香港等5 個(gè)城市是23 個(gè)節(jié)點(diǎn)中的核心，其余18 個(gè)節(jié)點(diǎn)屬于網(wǎng)絡(luò)的邊緣。核心城市群體內(nèi)部的合作密度值是1，邊緣城市之間的合作密度值僅為0.026，邊緣城市與核心城市之間的合作密度值為0.2（表3），這一方面反映出核心節(jié)點(diǎn)城市之間存在頻密的創(chuàng)新互動(dòng)聯(lián)系，而邊緣城市之間的創(chuàng)新聯(lián)系相對(duì)少得多；另一方面則顯示，邊緣城市在創(chuàng)新合作方面更傾向與核心城市展開(kāi)聯(lián)系，而不是與網(wǎng)絡(luò)中的其他邊緣城市聯(lián)系。這種聯(lián)系傾向性推動(dòng)了核心-邊緣模式的形成。

表3 粵港澳地區(qū)核心-邊緣分析合作密度表

2.3 網(wǎng)絡(luò)中心度呈現(xiàn)圈層式結(jié)構(gòu)，核心區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展程度較高

運(yùn)用中心性指標(biāo)從時(shí)間和空間兩個(gè)維度對(duì)粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中的各城市的地位進(jìn)行分析，可以反映出粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

圖2 截取了1999—2016 年珠三角9 個(gè)城市及香港、澳門(mén)共11 個(gè)節(jié)點(diǎn)城市在3 個(gè)發(fā)展階段內(nèi)度數(shù)中心度的變化情況。由圖2 可見(jiàn)，廣州在創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中始終處于重要的核心城市地位，反映其在本區(qū)創(chuàng)新合作方面的重要影響力。深圳自2005 年以來(lái)度數(shù)中心度大幅提升，反映其在區(qū)域創(chuàng)新合作方面的對(duì)外聯(lián)系能力增勢(shì)迅猛，并于2011—2016 年間超過(guò)廣州。香港在1999—2004 年間，在本區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中的度數(shù)中心度較高，在區(qū)內(nèi)的創(chuàng)新聯(lián)系影響力僅次于廣州；2005—2010 年，香港的度數(shù)中心度被深圳超越，居于本區(qū)的第三位；但到2011—2016 年，香港在網(wǎng)絡(luò)中已大幅落后于廣深兩地，甚至還低于東莞。東莞在2011—2016 年的發(fā)展階段中呈現(xiàn)出較強(qiáng)的度數(shù)中心度，展示出東莞近年引進(jìn)創(chuàng)新科技項(xiàng)目、建設(shè)產(chǎn)業(yè)孵化園等扶持科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策的成效。澳門(mén)在本區(qū)中的創(chuàng)新聯(lián)系較弱，近年來(lái)方有所開(kāi)展。未在圖2 展示的本區(qū)其他節(jié)點(diǎn)城市，除了汕頭在第三階段度數(shù)中心度較高，其余城市的度數(shù)中心度測(cè)算結(jié)果均持續(xù)處于低值狀態(tài)，這一定程度上反映出廣東省內(nèi)位于外圍的城市圈層在創(chuàng)新合作活動(dòng)方面相比珠三角更為薄弱。

圖2 粵港澳地區(qū)三階段城市（部分）度數(shù)中心度變化

網(wǎng)絡(luò)圖譜有助直觀反映網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。根據(jù)1999—2016 年的度數(shù)中心度指標(biāo)描繪出粵港澳地區(qū)的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖3）和硅谷地區(qū)的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖4），其中線段粗細(xì)來(lái)自于城市間合作專利的數(shù)量，反映兩個(gè)城市間創(chuàng)新聯(lián)系的強(qiáng)度；圓點(diǎn)大小以該城市與其他所有城市合作專利數(shù)量的總量為依據(jù)，反映城市在網(wǎng)絡(luò)中的中心度高低。由圖3 可見(jiàn)，在廣州、深圳、東莞、珠海和香港5 個(gè)核心城市中，廣州、深圳中心度遠(yuǎn)高于其他3 個(gè)城市，珠海是珠江西岸創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)的核心，整個(gè)粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出圈層模式，五大核心城市構(gòu)成了核心圈層。在核心圈層內(nèi)部，廣深核心地位顯著高于其他核心城市，顯示出廣深兩地是網(wǎng)絡(luò)的中心，香港、珠海和東莞是次中心。圖3 與圖4 的對(duì)比，亦直觀反映出粵港澳地區(qū)23 個(gè)城市的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)關(guān)系仍較薄弱，雖然中心城市之間已經(jīng)建立了較為顯著的創(chuàng)新聯(lián)系，但廣東省內(nèi)部分大城市相互之間，乃至與港澳之間的創(chuàng)新聯(lián)系則較為單薄。與硅谷地區(qū)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)相比，創(chuàng)新活動(dòng)發(fā)育程度更高的硅谷創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)顯得空間結(jié)構(gòu)更為均衡，節(jié)點(diǎn)城市之間的互聯(lián)關(guān)系更為顯著。值得一提的是，在網(wǎng)絡(luò)圖譜中顯示澳門(mén)與珠海尚無(wú)直接創(chuàng)新聯(lián)系，推測(cè)主要原因在于數(shù)據(jù)選取原則為申請(qǐng)地所在城市需為不同城市，不排除在珠海或廣東自貿(mào)區(qū)橫琴片區(qū)內(nèi)存在澳門(mén)企業(yè)及珠海企業(yè)合作研發(fā)專利的情況，但這類情況不被計(jì)入本研究的統(tǒng)計(jì)。

圖4 1988—2016 年美國(guó)硅谷創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)

2.4 大部分城市的創(chuàng)新合作影響力存在細(xì)分的差異

如前所述，本文認(rèn)為度數(shù)中心度可以反映節(jié)點(diǎn)的對(duì)外交往能力，中間中心度反映節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的中介能力。一個(gè)城市的中間中心度大小主要受其在網(wǎng)絡(luò)中合作對(duì)象數(shù)量的影響，換而言之，合作對(duì)象較為多樣的城市中間中心度較高，合作專利數(shù)量較多的城市度數(shù)中心度較高。

表4 1999—2016 年粵港澳地區(qū)城市度數(shù)中心度及中間中心度排名情況

對(duì)粵港澳地區(qū)各城市進(jìn)行度數(shù)中心度及中間中心度兩大中心性指標(biāo)的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)（表4）：首先，在前述5 個(gè)核心城市中，廣州和深圳兩大核心城市在這兩項(xiàng)指標(biāo)上均居于本區(qū)前列，在創(chuàng)新合作的對(duì)外交往能力和中介能力方面，均高于其他3 個(gè)核心城市，再次反映廣深在核心層的重要地位。進(jìn)一步的比較顯示，深圳的度數(shù)中心度高于廣州，說(shuō)明深圳在創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中的合作專利數(shù)量較多，對(duì)外交往能力較強(qiáng)；廣州的中間中心度高于深圳，說(shuō)明其在本地的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中具有最強(qiáng)的中介合作能力，對(duì)網(wǎng)絡(luò)中資源的控制能力最強(qiáng)。

其次，在其他3 個(gè)核心城市中，香港、珠海在中間中心度上分別排名第三與第四，度數(shù)中心度則均較低，而東莞在度數(shù)中心度上排名第三，中間中心度較低。這反映香港、珠海在網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)新合作對(duì)象較多，在維持網(wǎng)絡(luò)城市聯(lián)系關(guān)系上具有較強(qiáng)的支配力；而東莞的對(duì)外合作專利數(shù)量較多，因此顯示出對(duì)外聯(lián)系能力較強(qiáng)。

再次，創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中部分城市的度數(shù)中心度和中間中心度排名存在較大差距。例如汕頭及陽(yáng)江，陽(yáng)江在度數(shù)中心度上落后汕頭，而在中間中心度上超過(guò)汕頭。結(jié)合創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)圖譜（圖3）分析可知，汕頭在城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)上里合作對(duì)象主要集中在廣州，雖然合作聯(lián)系的城市單一，但合作的專利數(shù)量較多，而陽(yáng)江與其相比，合作申請(qǐng)專利的伙伴城市更多，因此顯示出中間中心度的較高排名。又如，珠海、江門(mén)在網(wǎng)絡(luò)中創(chuàng)新合作伙伴城市較廣泛，中介橋梁作用較突出。

3 城市創(chuàng)新聯(lián)系影響因素

為了避免單年度數(shù)據(jù)波動(dòng)造成估計(jì)偏差，本文選取2012—2016 年4 年P(guān)CT 數(shù)據(jù)進(jìn)行城市創(chuàng)新聯(lián)系影響因素分析。現(xiàn)有文獻(xiàn)主要集中于從多維度的鄰近性理論探究城市間創(chuàng)新聯(lián)系的影響機(jī)理［30-31］，近年來(lái)隨著社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法成為熱點(diǎn)，也有不少文獻(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)要素角度提出“網(wǎng)絡(luò)鄰近性”概念［32-33］，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析指標(biāo)進(jìn)行機(jī)理分析，本文選取地理鄰近性、技術(shù)鄰近性、網(wǎng)絡(luò)鄰近性、科技鄰近性以及經(jīng)濟(jì)鄰近性角度分析粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系的影響因素［34-36］，模型變量及測(cè)度如表5 所示。由于因變量為非負(fù)計(jì)數(shù)型，常使用泊松回歸及負(fù)二項(xiàng)回歸，且其方差顯著大于期望，存在“過(guò)度分散”特征，因而本文采用負(fù)二項(xiàng)回歸模型進(jìn)行估計(jì)［37］，估計(jì)結(jié) 果如表6 所示。

表5 模型變量及測(cè)度

表6 負(fù)二項(xiàng)回歸分析結(jié)果

對(duì)表中4 個(gè)模型的檢驗(yàn)反映，各模型均通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，且alpha 在5%的顯著水平下拒絕alpha=0 的原假設(shè)，再次驗(yàn)證負(fù)二項(xiàng)回歸模型優(yōu)于泊松回歸模型。為避免內(nèi)生性對(duì)模型準(zhǔn)確性的影響，本文對(duì)技術(shù)鄰近性與經(jīng)濟(jì)鄰近性兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分別考量。

回歸結(jié)果顯示，地理接近性在4 個(gè)模型中參數(shù)均為負(fù)值，在1%水平下顯著，表明地理距離對(duì)粵港澳地區(qū)創(chuàng)新合作聯(lián)系起著顯著的抑制作用，合作聯(lián)系受交通通行時(shí)間影響，較長(zhǎng)的通行時(shí)間為城市間創(chuàng)新聯(lián)系帶來(lái)更高的交流成本，降低了合作的可能性。模型1 與模型3 中，技術(shù)鄰近性的參數(shù)均為正并處于較高的顯著性水平，反映技術(shù)鄰近性對(duì)粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系起著正向推動(dòng)作用，兩個(gè)城市間的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越相似，反映在同樣的技術(shù)領(lǐng)域上的創(chuàng)新合作需求越接近，知識(shí)技術(shù)認(rèn)知上的差異越小，則進(jìn)行創(chuàng)新合作的空間越大。科技鄰近性在四個(gè)模型中的參數(shù)均為顯著的正數(shù)，這與黨興華等［35］的結(jié)論相同，黨興華認(rèn)為創(chuàng)新能力差異在空間上反映為核心-外圍結(jié)構(gòu)。由于科技鄰近性的取值采用的是差異與均值的乘積形式，參數(shù)為正反映在粵港澳地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中，創(chuàng)新合作更容易在高創(chuàng)新能力水平的城市間形成，無(wú)論創(chuàng)新能力高低的城市都更樂(lè)于與創(chuàng)新能力較高的城市合作，因?yàn)榕c創(chuàng)新能力較高的城市合作更能在技術(shù)上產(chǎn)生更大的突破，成功率較高，即使一般情況下創(chuàng)新能力高的城市并不樂(lè)意與創(chuàng)新能力低的區(qū)域進(jìn)行合作，這與前文核心-邊緣結(jié)構(gòu)分析中的邊緣城市更傾向于與核心城市合作現(xiàn)象相吻合。同樣的，在模型2 與模型4 中，經(jīng)濟(jì)鄰近性的參數(shù)符號(hào)為負(fù)，網(wǎng)絡(luò)鄰近性在4 個(gè)模型中的參數(shù)均為正，這表明經(jīng)濟(jì)水平的差異與網(wǎng)絡(luò)地位的差異促進(jìn)了城市間的合作，這反映了經(jīng)濟(jì)水平較高、度數(shù)中心度較高的城市在創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)重要的支配地位，影響力較大，其他城市均偏向于與其合作。

Wal［38］與Whittington 等［39］均認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與地理鄰近性間存在交互作用，因而為進(jìn)一步探究這種交互關(guān)系，本文將度數(shù)中心度與地理距離乘積、中間中心度與地理距離乘積加入模型中，結(jié)果顯示，在地理接近性對(duì)創(chuàng)新聯(lián)系產(chǎn)生顯著的負(fù)向影響的情況下，該項(xiàng)乘積的參數(shù)為正，這反映網(wǎng)絡(luò)要素能調(diào)節(jié)負(fù)向調(diào)節(jié)地理接近性［39］，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中城市與其他城市的地理距離較遠(yuǎn)時(shí)，城市能通過(guò)提高自身的網(wǎng)絡(luò)地位，獲取更多的信息資源，與網(wǎng)絡(luò)中其他城市達(dá)成合作意向，提高合作產(chǎn)出，已有的研究發(fā)現(xiàn)與此的實(shí)證結(jié)果相似［40］。

4 結(jié)論

本文以世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）中專利合作協(xié)定（PCT）申請(qǐng)人所在地址構(gòu)建了基于創(chuàng)新聯(lián)系的城市網(wǎng)絡(luò)，并結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的階段演化特征及與美國(guó)硅谷城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的對(duì)比，分析了粵港澳地區(qū)基于創(chuàng)新聯(lián)系的城市網(wǎng)絡(luò)特征，并探究了影響粵港澳地區(qū)城市創(chuàng)新聯(lián)系的因素，得到的結(jié)論如下：

第一，從網(wǎng)絡(luò)的整體聯(lián)系水平看，粵港澳地區(qū)城市間的創(chuàng)新聯(lián)系處于逐步增強(qiáng)的狀態(tài)，尤其是近年來(lái)隨著地區(qū)產(chǎn)業(yè)合作政策不斷出臺(tái)，以及不斷完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施推動(dòng)下的城市聯(lián)系程度提升，都促使地區(qū)內(nèi)合作研發(fā)方面的創(chuàng)新互動(dòng)和合作創(chuàng)新成果日益增多。但與美國(guó)硅谷地區(qū)相比，粵港澳地區(qū)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系緊密度仍有差距。

第二，從網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)看，粵港澳地區(qū)城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)明顯的核心-邊緣結(jié)構(gòu)，中心度在空間結(jié)構(gòu)上呈現(xiàn)圈層模式，以廣深兩地為中心，廣州、深圳、香港、珠海和東莞等五大核心城市在內(nèi)的核心圈層網(wǎng)絡(luò)發(fā)育程度較高，廣東省內(nèi)部分大城市（包括佛山、江門(mén)、韶關(guān)、汕頭和茂名）為主體的區(qū)域內(nèi)已初步呈現(xiàn)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系，但珠三角外圍城市乃至珠三角內(nèi)部部分城市與內(nèi)部圈層之間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)仍較為單薄。相比之下，硅谷的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)顯得更趨平衡，核心城市與圈層結(jié)構(gòu)并不明顯。

第三，從網(wǎng)絡(luò)中各城市的地位看，深圳與廣州在粵港澳創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中影響力最大，深圳合作專利數(shù)量較高，體現(xiàn)其創(chuàng)新對(duì)外交往能力較強(qiáng)。而廣州則在網(wǎng)絡(luò)中起到較強(qiáng)的輻射帶動(dòng)和聯(lián)系作用，有效帶動(dòng)周圍的城市進(jìn)行創(chuàng)新合作活動(dòng)。東莞近年來(lái)扶持科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)政策效果明顯，成為網(wǎng)絡(luò)核心城市，但合作對(duì)象較為單一。香港在網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)系地位突出，近年來(lái)核心地位相對(duì)有所下降。澳門(mén)在粵港澳地區(qū)城市創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)參與度仍較弱，這與澳門(mén)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一，創(chuàng)新能力較為薄弱有一定關(guān)系。邊緣城市在合作對(duì)象的選擇上更青睞于選擇網(wǎng)絡(luò)中核心城市，而不是網(wǎng)絡(luò)中的其他邊緣城市。

第四，從創(chuàng)新聯(lián)系影響因素上看，技術(shù)差距越小，城市間創(chuàng)新聯(lián)系的需求越高，度數(shù)中心度較低、創(chuàng)新能力較低、經(jīng)濟(jì)水平較低的城市更偏向與差距較大的高度數(shù)中心度、高創(chuàng)新能力水平、高經(jīng)濟(jì)水平的城市產(chǎn)生創(chuàng)新合作，但實(shí)際上創(chuàng)新合作容易產(chǎn)生于高網(wǎng)絡(luò)地位、高創(chuàng)新能力水平和經(jīng)濟(jì)水平的城市間。地理鄰近性仍對(duì)城市間創(chuàng)新聯(lián)系產(chǎn)生負(fù)向影響，但通過(guò)提高網(wǎng)絡(luò)地位，城市能獲取更多的資源，從而提高城市間創(chuàng)新聯(lián)系水平。

2019 年2 月18 日頒布的《粵港澳大灣區(qū)發(fā)展規(guī)劃綱要》提出建設(shè)國(guó)際科技創(chuàng)新中心，推進(jìn)“廣州— 深圳—香港—澳門(mén)”科技創(chuàng)新走廊建設(shè)。本研究認(rèn)為，穗港深三地目前已顯示出在本地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中的核心地位。本研究還令我們認(rèn)識(shí)到，促進(jìn)粵港澳大灣區(qū)科技創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不僅提升某些創(chuàng)新核心城市的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新水平，打造科技創(chuàng)新走廊，還需要構(gòu)建更為均衡的地區(qū)創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。硅谷的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)已證明，在全球科技創(chuàng)新發(fā)育程度最高的區(qū)域，創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將更趨于空間均衡。因此，粵港澳大灣區(qū)如何建設(shè)開(kāi)放互通、布局合理的區(qū)域創(chuàng)新體系，構(gòu)建更為緊密的創(chuàng)新聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，值得進(jìn)一步深入研究。

注釋：

1）本文所指的粵港澳地區(qū)包括廣東省下轄的21 個(gè)地級(jí)市，及香港特別行政區(qū)、澳門(mén)特別行政區(qū)。

2）根據(jù)擬合優(yōu)度計(jì)算方法，擬合值越接近0 表示擬合度越低，越接近1 表示擬合度越高。

3）包含火車、高鐵、動(dòng)車和城際等，取最短通行時(shí)間。由于部分城市間未開(kāi)通直達(dá)火車，例如澳門(mén)與各城市未開(kāi)通上述幾種直達(dá)交通工具，以百度地圖提供的汽車運(yùn)行時(shí)間替代。

4）為了反映兩城市創(chuàng)新能力在何等水平上相似，借鑒黨興華做法采用比值×均值形式。

5）該項(xiàng)變量為度數(shù)中心度與地理鄰近性變量的乘積。

6）該項(xiàng)變量為中間中心度與地理鄰近性變量的乘積。