——依存型多層網(wǎng)絡(luò)視角"/>
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(上海大學(xué) 管理學(xué)院,上海 200444)
創(chuàng)新已經(jīng)成為推動國家和區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、科技進(jìn)步的內(nèi)驅(qū)動力。城市群作為我國區(qū)域創(chuàng)新的主體空間,已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)域[1]。隨著“十三五”期間推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、建設(shè)全國20個城市群等國家重大規(guī)劃提出,以及十九大報告中創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、加快建設(shè)創(chuàng)新型國家戰(zhàn)略出臺,城市群協(xié)同創(chuàng)新已成為政府部門和學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點之一。長三角城市群作為我國最具經(jīng)濟(jì)活力、產(chǎn)業(yè)體系最完備、開放程度最高、科技創(chuàng)新能力最強(qiáng)區(qū)域被稱為“世界第六大創(chuàng)新城市群”[2],“一帶一路”與長江經(jīng)濟(jì)帶重要交匯地帶的地理位置也使其成為我國綜合實力最強(qiáng)的區(qū)域。國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)長江三角洲地區(qū)改革開放和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的指導(dǎo)意見》明確提出,要著力增強(qiáng)長江三角洲地區(qū)自主創(chuàng)新能力,將其建設(shè)成為亞太地區(qū)重要的國際門戶、全球重要的先進(jìn)制造業(yè)基地、具有較強(qiáng)國際競爭力的世界級城市群。《中國城市群發(fā)展報告(2016)》[3]顯示,長三角城市群以明顯優(yōu)勢位居全國城市群首位。然而,《長三角城市群發(fā)展規(guī)劃》指出,與美國東北部大西洋沿岸城市群、日本太平洋沿岸城市群、英國中南部城市群等世界級城市群相比,長三角城市群仍然存在城市間分工協(xié)作不足、低水平同質(zhì)化競爭嚴(yán)重、創(chuàng)新資源分配不合理、城市功能相對較弱等問題。因此,優(yōu)化長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和空間布局、提高協(xié)同創(chuàng)新效率、健全一體化發(fā)展體制機(jī)制是其競爭力提升的關(guān)鍵(辜勝阻等,2013)。
當(dāng)前,城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究主要聚焦在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征演化和形成機(jī)制分析方面。首先,在創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征演化方面,隨著跨組織創(chuàng)新活動網(wǎng)絡(luò)組織形成和壯大[5],集中在組織或區(qū)域內(nèi)部的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究[5]向跨區(qū)域創(chuàng)新和協(xié)同創(chuàng)新研究發(fā)展。現(xiàn)有研究主要利用城市間合作論文數(shù)據(jù)[6]或聯(lián)合申請專利數(shù)據(jù)[7]構(gòu)建城市群合作網(wǎng)絡(luò),進(jìn)而通過分析網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、中心性、結(jié)構(gòu)洞、“小世界”特性以及凝聚子群特征等刻畫城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及演化。Scherngell等[7]基于歐洲255個地區(qū)之間的專利數(shù)據(jù)探討城市合作網(wǎng)絡(luò)演變特征;周燦[8]、許敏[9]利用聯(lián)合申請專利數(shù)據(jù)研究長三角城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。不同的是,前者從本地和跨界多維空間尺度出發(fā),后者從省際比較角度出發(fā);李建成等[10]基于長三角城市群論文合作數(shù)據(jù),從整體網(wǎng)與自我網(wǎng)的空間分布、拓?fù)涮卣鳌⒔Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性等特征分析該城市群科學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及其發(fā)展演化;謝偉偉等[11]通過刻畫長三角城市群綠色發(fā)展創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)密度、節(jié)點中心度和網(wǎng)絡(luò)中心勢,證實該網(wǎng)絡(luò)以發(fā)達(dá)城市為核心的半輪軸型集聚格局基本形成。其次,在形成機(jī)制分析方面,現(xiàn)有研究大多使用關(guān)系數(shù)據(jù),采用QAP分析法進(jìn)行分析。唐建榮等[12]在分析長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上,剖析該網(wǎng)絡(luò)形成的重要驅(qū)動因素是地理鄰近性、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、高校人數(shù)和科技支出;許培源等[1]從鄰近性視角證明,地理、技術(shù)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)、制度和語言多維鄰近因素對粵港澳大灣區(qū)城市間創(chuàng)新合作有顯著影響;高麗娜等[13]指出,創(chuàng)新要素集聚與擴(kuò)散是推動城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成的根本機(jī)制,城市創(chuàng)新要素規(guī)模與結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)特征異質(zhì)性影響城市群協(xié)同創(chuàng)新模式。
現(xiàn)有文獻(xiàn)為城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)研究奠基了基礎(chǔ),但是仍存在以下不足:首先,現(xiàn)有研究大多數(shù)著眼于單層網(wǎng)絡(luò)并分析其結(jié)構(gòu)特征[10],較少考慮協(xié)同創(chuàng)新過程中的知識網(wǎng)絡(luò)嵌入,未將城市與知識元素置于一個框架中分析、刻畫協(xié)同創(chuàng)新程度和協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。此外,多數(shù)研究側(cè)重于從鄰近性視角探討其外部影響因素,忽視了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)在因素影響,或者僅從定性層面分析協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動因素[14],難以充分揭示協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成機(jī)制。
創(chuàng)新主體本質(zhì)上是知識元素的集合,創(chuàng)新主體協(xié)同創(chuàng)新過程也是知識元素之間不斷重組、形成知識網(wǎng)絡(luò)以實現(xiàn)創(chuàng)造新知識的過程[15]。協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的知識網(wǎng)絡(luò)和合作網(wǎng)絡(luò)具有非同構(gòu)解耦特性,二者同時決定創(chuàng)新行為和創(chuàng)新結(jié)果[16,17],合作網(wǎng)絡(luò)為創(chuàng)新主體提供接觸外部異質(zhì)性知識的機(jī)會,知識網(wǎng)絡(luò)則解釋了創(chuàng)新主體知識組合潛能及應(yīng)用模式等問題[18]。因此,研究當(dāng)前長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò),需要同時考慮知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)嵌入的影響,從而突破以往研究將知識網(wǎng)絡(luò)和合作網(wǎng)絡(luò)作為并行變量的限制。依存型多層網(wǎng)絡(luò)[19,20]能夠突破單層網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點同質(zhì)性和連邊同質(zhì)性的限制,增加包括兩種不同性質(zhì)節(jié)點的隸屬網(wǎng)絡(luò),并將其與合作網(wǎng)絡(luò)和知識網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合,進(jìn)一步剖析城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征演化及形成機(jī)制。復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為,網(wǎng)絡(luò)邊的相關(guān)性是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成的關(guān)鍵要素,即現(xiàn)有結(jié)構(gòu)會影響新的邊形成,而傳統(tǒng)Logistic回歸模型以網(wǎng)絡(luò)邊的獨(dú)立性為前提,無法測量網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生結(jié)構(gòu)影響因素。隨機(jī)指數(shù)圖模型(Exponential Random Graph Model,簡稱“ERGM”)將網(wǎng)絡(luò)中邊的發(fā)生概率建模,包括外生性網(wǎng)絡(luò)屬性(節(jié)點或邊的屬性)和內(nèi)生性結(jié)構(gòu)(三角結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)等網(wǎng)絡(luò)構(gòu)型)[23]嵌入,分析網(wǎng)絡(luò)生成的因果關(guān)系,從而預(yù)測未來網(wǎng)絡(luò)關(guān)系生成概率。Brennecke等[16]基于ERGM預(yù)測企業(yè)知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征對發(fā)明者之間的人際互動以及知識在組織內(nèi)擴(kuò)散和重組的影響;Chrobat等[21]利用ERGM預(yù)測組織和團(tuán)隊中重要領(lǐng)導(dǎo)關(guān)系形成;何喜軍等(2018)基于ERGM從網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生結(jié)構(gòu)、科技主體間關(guān)系屬性、科技主體個體屬性等維度預(yù)測科技主體間的專利技術(shù)交易機(jī)會。因此,ERGM在預(yù)測網(wǎng)絡(luò)關(guān)系形成機(jī)制方面具有優(yōu)勢。
基于以上分析,本研究基于依存型多層網(wǎng)絡(luò)視角,將長三角城市群合作網(wǎng)絡(luò)、知識網(wǎng)絡(luò)和城市-知識元素隸屬網(wǎng)絡(luò)3個不同網(wǎng)絡(luò)整合到一個框架中,利用指數(shù)隨機(jī)模型識別網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生結(jié)構(gòu)特征和外生變量(結(jié)點和結(jié)點間關(guān)系)的綜合影響,解答以下問題:長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新程度如何?其協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及演化如何?其協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成機(jī)制如何?這對于長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、創(chuàng)新資源合理配置和更高質(zhì)量的一體化發(fā)展具有重要意義。
相較于其它科研成果,專利是目前創(chuàng)新領(lǐng)域使用最廣泛的數(shù)據(jù),具有先進(jìn)性和創(chuàng)新性[22]。因此,將合作專利作為協(xié)同創(chuàng)新衡量指標(biāo)具有合理性。本研究選取長三角城市群,包括上海、江蘇、浙江和安徽在“三省一市”共41個城市作為研究對象,以2009—2018年城市群內(nèi)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合申請專利為數(shù)據(jù),研究其協(xié)同創(chuàng)新程度、協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征演化及形成機(jī)制。
本研究專利數(shù)據(jù)來源于國家知識產(chǎn)權(quán)局專利檢索及分析網(wǎng)站(http://pss-system.cnipa.gov.cn),檢索2009年1月1日至2018年12月31日長三角城市群139所本科院校申請的發(fā)明專利信息,在檢索欄專利申請(專利權(quán))人處輸入“XX大學(xué)”(如復(fù)旦大學(xué)),將檢索到的488 658條專利數(shù)據(jù)批量下載,剔除單個專利申請主體(僅有一個申請人)、非長三角區(qū)域主體(北京大學(xué))、非產(chǎn)學(xué)研主體(軍隊、醫(yī)院、個人)等不符合條件的專利數(shù)據(jù),最終得到14 849條專利數(shù)據(jù)。首先利用專利計量方法,分析產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)合申請專利數(shù)據(jù)時間分布和地域分布,然后針對同一條專利申請人地域分布進(jìn)行拆分,獲得城市間協(xié)同創(chuàng)新合作頻次共計7 653次。拆分規(guī)則見表1,如果某條專利申請人為同濟(jì)大學(xué)、上海XX有限公司和徐州XX有限公司,其地域分布分別為上海、上海與徐州,則可拆分為上海和徐州以及上海和徐州兩條合作關(guān)系。

表1 聯(lián)合申請專利拆分規(guī)則(示例)
注:A、B、C分別代表城市
本研究利用長三角城市群產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合申請專利數(shù)據(jù),基于依存型多層網(wǎng)絡(luò)視角構(gòu)建一個能體現(xiàn)長三角城市群城市間合作關(guān)系、知識元素間組合關(guān)系以及城市-知識元素間隸屬關(guān)系的多層次社會網(wǎng)絡(luò),如圖1所示。合作網(wǎng)絡(luò)是以長三角城市群的41個城市為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(Nodes),城市之間聯(lián)合申請專利的合作關(guān)系為聯(lián)結(jié)(Ties)構(gòu)建而成;知識網(wǎng)絡(luò)根據(jù)Guan等[23]的劃分原則,以專利IPC分類號前4位劃分出的946類知識元素作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,以不同知識元素出現(xiàn)在同一條專利數(shù)據(jù)中作為聯(lián)結(jié)。中間的城市-知識元素隸屬網(wǎng)絡(luò)是以41個城市和946類知識元素作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,并以兩類節(jié)點間的隸屬關(guān)系為聯(lián)結(jié)構(gòu)建。

圖1 依存型多層網(wǎng)絡(luò)
結(jié)合劉軍[24]、Barrat[25]、Burt[26]&Guan等[27]的研究成果,本研究選取網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)中心勢、平均路徑長度、平均聚類系數(shù)和點度中心度指標(biāo),從整體網(wǎng)絡(luò)和個體網(wǎng)絡(luò)兩個方面刻畫長三角城市群產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,選取網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)密度和網(wǎng)絡(luò)中心度測量知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征演化。結(jié)合Wang[28]、Fleming[29]&Brennecke[16]的研究成果,選取知識多樣性、知識組合機(jī)會和知識獨(dú)特性3個指標(biāo)測量隸屬網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及其演化。
長三角城市群內(nèi)各城市產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合申請專利情況如圖2所示,各城市聯(lián)合申請專利總量呈上升趨勢,但城市間申請專利情況差異較大。長三角城市群產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合專利申請數(shù)量從2009年的792件增長至2018年的2 829件,增長了2.57倍。上海、南京、杭州、蘇州、無錫和南通等城市聯(lián)合申請專利總量一直位居前列。長三角城市群內(nèi)各城市產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合申請專利情況如圖2所示,可以發(fā)現(xiàn),各城市聯(lián)合申請專利總量呈上升趨勢,但城市間聯(lián)合申請專利情況差異較大。長三角城市群產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合申請專利數(shù)量從2009年的792件增長至2018年的2 829件,增長了2.57倍。其中,上海、南京、杭州、蘇州、無錫和南通等城市聯(lián)合申請專利總量一直位居前列;宿州、亳州、黃山、池州和麗水等城市聯(lián)合申請專利總量較少且增長速度明顯慢于其它城市。
從長三角城市群城產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新頻次看,2009—2018年協(xié)同創(chuàng)新頻次呈逐年遞增趨勢,其中2018年合作頻次最多,達(dá)到1 341次。2009—2018年上海、江蘇、浙江和安徽參與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新頻次占比分別為13.8%、55.8%、22.0%和8.4%。其中,南京、上海、杭州、蘇州、無錫、南通和合肥分別以參與協(xié)同創(chuàng)新合作頻次占比17.0%、13.9%、10.6%、8.3%、6.6%、5.9%及3.5%位于前列。這表明2009—2018年長三角城市群各城市知識創(chuàng)新合作關(guān)系密切,協(xié)同創(chuàng)新程度不斷加深并形成了以多個中心城市領(lǐng)先帶動發(fā)展的格局。由此可見,研究長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)就必須分析長三角城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征。
使用Ucinet6.0計算合作網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征各項指標(biāo),結(jié)果如表2所示。①節(jié)點數(shù)表示合作網(wǎng)絡(luò)中參與協(xié)同創(chuàng)新的城市數(shù)量,用于衡量合作網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。2009—2018年長三角城市群參與產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新城市主體由33個增加到41個,網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大且趨于穩(wěn)定,2018年實現(xiàn)長三角城市群41個城市全部覆蓋。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模越大,網(wǎng)絡(luò)資源越豐富,就越有助于知識整合和創(chuàng)新[30];②網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)表示兩城市主體之間的合作關(guān)系數(shù)量。聯(lián)結(jié)次數(shù)表示合作網(wǎng)絡(luò)中城市主體之間的合作次數(shù)。由表2可見,合作網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)和聯(lián)結(jié)次數(shù)均呈逐年增長趨勢,聯(lián)結(jié)次數(shù)數(shù)量和增長幅度均遠(yuǎn)大于網(wǎng)絡(luò)邊數(shù),說明各城市之間的合作更加頻繁、合作關(guān)系更加密切,同時協(xié)同合作也達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài);③網(wǎng)絡(luò)密度是指合作網(wǎng)絡(luò)中各城市之間的合作緊密程度。結(jié)果顯示,合作網(wǎng)絡(luò)密度逐年遞增,最高達(dá)到0.190,但整體仍處于低密度網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)。這表明長三角城市群知識創(chuàng)新合作狀態(tài)雖然得到改善且達(dá)到相對穩(wěn)定狀態(tài),但聯(lián)系強(qiáng)度還沒有達(dá)到完備狀態(tài);④網(wǎng)絡(luò)中心勢是指合作網(wǎng)絡(luò)在一定程度上表現(xiàn)出向某中心城市集中的趨勢,體現(xiàn)的是網(wǎng)絡(luò)整體中心性。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)中心勢在40%—53%的范圍波動變化,說明該網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成依賴于某些中心城市的空間集聚;⑤平均最短路徑是指已建立合作關(guān)系的兩個城市之間存在的最少邊條數(shù),用于衡量城市之間合作關(guān)系建立的難易程度。呈下降趨勢的平均最短路徑表明,城市之間的通達(dá)性提高,信息傳遞和合作交流效率提高,因合作成本和中間環(huán)節(jié)過多導(dǎo)致的風(fēng)險降低(宋晶等,2017);⑥平均聚類系數(shù)是指兩城市與同一城市存在合作關(guān)系,且這兩城市之間恰好也存在合作關(guān)系的概率,用于衡量創(chuàng)新主體之間聚集程度。結(jié)果顯示,合作網(wǎng)絡(luò)平均聚類系數(shù)一直維持在0.590~0.724之間,較高的平均聚類系數(shù)說明合作網(wǎng)絡(luò)中各城市之間的聚集程度大,信息通達(dá)路徑多,有利于信息傳遞和知識創(chuàng)新,但過度聚集也可能造成城市之間的知識冗余,導(dǎo)致資源浪費(fèi)[31]。此外,長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)較高的平均聚類系數(shù)和逐漸減小的平均路徑長度表明,該網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)逐漸向“小世界”網(wǎng)絡(luò)[32]演化的趨勢。

圖2 2009—2018年長三角各城市聯(lián)合申請專利情況

表2 合作網(wǎng)絡(luò)測度指標(biāo)
分析節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中位置及與其聯(lián)系的節(jié)點數(shù)量,可以探討不同節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)演化過程中的差異性演化特征。表3和圖3反映出2009—2018年長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各城市點度中心度。
點度中心度是指在合作網(wǎng)絡(luò)中與該城市有合作關(guān)系的其它城市個數(shù),采用與該城市直接連線數(shù)量衡量,反映了該城市的相對重要程度。由表3可見,2009—2018年各城市點度中心度均有提升,表明相較于2009年,長三角城市群中各城市協(xié)同創(chuàng)新程度提高,城市群內(nèi)各城市聯(lián)系更加密切。從各個城市看,上海、南京和杭州始終位于城市點度中心度的前3;蘇州和無錫中心度排名一直穩(wěn)定且居于前列;合肥自2012年進(jìn)入中心度排名前5之后成長迅速,2016年和南京并列第一;阜陽、亳州、宣城、黃山、銅陵和安慶等城市中心度一直處于低值,表明上述城市處于長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)邊緣位置。總體來看,上海、南京和杭州始終處于長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)核心位置;蘇州和無錫發(fā)展穩(wěn)定,處于長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵位置;合肥創(chuàng)新能力提升迅速,對長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新的影響越來越大,成為其協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)“多中心”布局中的“一個中心”。
圖3反映了2009—2018年長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演化過程,圖中各節(jié)點為城市,邊線為城市之間的合作關(guān)系,合作網(wǎng)絡(luò)節(jié)點大小表明與該節(jié)點聯(lián)系的節(jié)點數(shù)量,節(jié)點越大表明與該節(jié)點直接聯(lián)系的其它節(jié)點越多,即該節(jié)點影響力越大;聯(lián)結(jié)兩節(jié)點的邊的粗細(xì)表明兩節(jié)點之間的合作頻次,邊越粗表明兩節(jié)點之間的合作頻次越高。在每年合作網(wǎng)絡(luò)中,上海、杭州、南京的節(jié)點都是最大的,與其它城市之間的連線也是最多、最粗的,說明上海、杭州和南京一直以來都處于長三角城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)核心位置,發(fā)揮著輻射其它城市協(xié)同創(chuàng)新、合作發(fā)展的作用。此外,自2014年以后,長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心城市增多且關(guān)鍵城市數(shù)量獲得增長,主要原因有兩個:一是2013年以后,隨著“一帶一路”倡議和“長江經(jīng)濟(jì)帶”戰(zhàn)略提出,長三角城市群作為重要交匯地帶,在國家現(xiàn)代化建設(shè)大局中占有重要地位,從而進(jìn)一步推進(jìn)長三角城市群協(xié)同發(fā)展;二是《長江三角洲城市群發(fā)展規(guī)劃》(2016—2020)將長三角地區(qū)擴(kuò)容到“三省一市”,并對其空間格局、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)、開放平臺等進(jìn)行規(guī)劃,為長三角城市群知識交流和共享、全面協(xié)同、加速創(chuàng)新提供了保障。

表3 城市點度中心度

圖3 合作網(wǎng)絡(luò)演化過程
凝聚子群是指由更加直接、密切、積極的關(guān)系構(gòu)成的節(jié)點子集合,用于分析網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)的小子群構(gòu)成[6]。凝聚子群的存在說明城市群內(nèi)部存在合作更加頻繁、聯(lián)系更加密切的集群[1]。本研究中,凝聚子群是指在長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中,合作關(guān)系更加密切的城市集合。本研究選用迭代相關(guān)收斂法( CONCOR) 進(jìn)行聚類分析,以最大分割深度為 2、收斂標(biāo)準(zhǔn)為 0.2 進(jìn)行計算。
凝聚子群分析結(jié)果如表4所示,縱向來看,若凝聚子群數(shù)量較多,則不利于整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的成員進(jìn)行密切聯(lián)系,將長三角城市群各年協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)均分為4個子群則比較易于長三角城市群各城市之間的直接聯(lián)系[24]。橫向來看,第一子群集中了長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中合作關(guān)系緊密、中心度較高的城市,以上海、南京等城市為主;第二子群集中了相互聯(lián)系較為密切的城市,以杭州、合肥等城市為主;第三、四子群則集中了中心度較低且與其它城市存在較少聯(lián)系的城市,以衢州、阜陽等城市為主。結(jié)合表5可知,2009年聯(lián)系密度最大的是第一子群和第二子群,2012年第一子群和第三子群的聯(lián)系密度最大,2014年第二子群內(nèi)部聯(lián)系密度最大,2016年第一子群內(nèi)部聯(lián)系密度最大,2018年第一子群和第三子群的聯(lián)系密度最大,說明隨著長三角城市群一體化戰(zhàn)略推進(jìn),長三角城市群形成了包括以上海和南京為核心,以及以杭州和合肥為核心的多個組團(tuán)創(chuàng)新凝聚子群。此外,以衢州、阜陽等城市為代表的第三、四子群的聯(lián)系密度突破零,達(dá)到2.125,說明長三角城市群創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中處于較為邊緣位置的城市與其它城市之間的創(chuàng)新聯(lián)系得到加強(qiáng),整個創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系密度向均衡趨勢發(fā)展。總體而言,長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)“多中心、多層次、趨均衡”結(jié)構(gòu)布局,并且由上海、南京、杭州、合肥、蘇州和無錫等中心城市帶動輻射周邊城市發(fā)展。

表4 長三角城市群知識創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)凝聚子群分區(qū)

表5 長三角城市群合作網(wǎng)絡(luò)凝聚子群密度矩陣
注:每個數(shù)值分別代表2009、2012、2014、2016、2018年的子群密度
知識網(wǎng)絡(luò)各測度指標(biāo)結(jié)果如表6所示。①節(jié)點數(shù)用來衡量知識網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,即各年參與長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新的知識元素數(shù)量。網(wǎng)絡(luò)規(guī)模由2009年的205個增長至2018年的335個,表明知識網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大,知識要素和創(chuàng)新資源越來越豐富,長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域得以擴(kuò)展。此外,網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)從836條增長至1 836條,表明知識元素之間的組合越來越頻繁,不同技術(shù)領(lǐng)域之間的合作更加密切;②網(wǎng)絡(luò)密度由0.002 0增長至0.004 3,表明協(xié)同創(chuàng)新知識元素之間的合作關(guān)系增加且聯(lián)系程度加深,但仍屬于低密度網(wǎng)絡(luò);③點度中心度由1.284增長至2.812,說明知識元素之間的平均聯(lián)系次數(shù)不斷增加,但仍有進(jìn)一步提升的空間。
為了更直觀地觀察長三角城市群2009—2018年協(xié)同創(chuàng)新知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征及演化趨勢,本研究運(yùn)用軟件Gephi0.9.1構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)并將其可視化,結(jié)果如圖4所示。
城市-知識元素隸屬網(wǎng)絡(luò)分析,以2009、2018年為例展示,結(jié)果見表7和圖5。①知識多樣性是指各城市所擁有的異質(zhì)性知識元素數(shù)量,城市知識多樣性越高,就越有利于其與外部其它城市建立合作關(guān)系,從而提高自身協(xié)同創(chuàng)新能力;②知識組合機(jī)會是指各城市所擁有的知識元素在任意其它兩個知識元素組合路徑中起中介作用的能力,用來衡量知識元素之間可能發(fā)生的組合關(guān)系,城市知識組合機(jī)會越大,說明其擁有的知識元素越有可能對不同知識元素進(jìn)行重組,就越有利于利用現(xiàn)有知識進(jìn)行創(chuàng)新;③知識獨(dú)特性是指城市在與其相聯(lián)系的其它城市不熟悉的領(lǐng)域具有豐富的異質(zhì)性知識,知識獨(dú)特性絕對值越大,說明其擁有的異質(zhì)性知識資源越多。表7結(jié)果顯示,長三角城市群各城市知識多樣性和知識組合機(jī)會均有提升,表明長三角城市群創(chuàng)新知識和資源不斷豐富,新知識開發(fā)及利用現(xiàn)有知識進(jìn)行創(chuàng)新的能力不斷增強(qiáng);各城市知識獨(dú)特性絕對值提高,擁有的異質(zhì)性知識增多,表明城市有各自側(cè)重發(fā)展的技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),整體創(chuàng)新水平得到提升。

表6 知識網(wǎng)絡(luò)測度指標(biāo)
分析長三角城市群各城市擁有的知識元素種類及數(shù)量變化,可以發(fā)現(xiàn)長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中技術(shù)領(lǐng)域變化。根據(jù)國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利公布公告的 IPC 分類查詢的分類號(A——人類生活必需;B——作業(yè)、運(yùn)輸;C——化學(xué)、冶金;D——紡織、造紙;E——固定建筑物;F——機(jī)械工程、照明、加熱、武器、爆破;G——物理;H——電學(xué))進(jìn)行統(tǒng)計,結(jié)果發(fā)現(xiàn):

圖4 知識網(wǎng)絡(luò)演化過程

表7 隸屬網(wǎng)絡(luò)測度指標(biāo)
注:KD表示知識多樣性,KO表示知識組合機(jī)會,KU表示知識獨(dú)特性注:KD表示知識多樣性,KO表示知識組合機(jī)會,KU表示知識獨(dú)特性
(1)從每年各城市擁有的知識元素數(shù)量占長三角擁有的知識元素總量看,2009年上海擁有的各類知識元素數(shù)量在各類知識元素總量中占比均為第一,分別為0.161 9、0.203 5、0.153 8、0.191 5、0.218 8、0.333 3、0.241 9、0.267 4。2018年,上海在B類和F類知識元素中占比仍為第一,分別為0.118 7和0.181 8;杭州在A類、C類和D類知識元素中占比第一,分別為0.118 4、0.106 2和0.149 1;南京在E類知識元素中占比為0.112 4,居41個城市之首;南通分別以0.095 7和0.191 5的占比在G類和H類知識元素中居于第一。
(2)從各類知識元素增長情況看,相較于2009年,2018年各類知識元素數(shù)量分別增長了2.895 2、3.504 4、1.919 2、2.425 5、2.781 3、2.200 0、2.612 9、2.186 0倍,“作業(yè)、運(yùn)輸”技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展速度最快;C類知識元素仍然分別以260和499的數(shù)量位于各年第一,但相較于其它知識元素,其增長幅度最小。由此可見,隨著協(xié)同創(chuàng)新戰(zhàn)略推進(jìn),長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新領(lǐng)域出現(xiàn)空間聚集,各城市在不同領(lǐng)域各有側(cè)重地進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新;各技術(shù)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新力度不同,傳統(tǒng)“化學(xué)、冶金”仍為協(xié)同創(chuàng)新的重點,“作業(yè)、運(yùn)輸”領(lǐng)域發(fā)展更加迅速。
具體變量及相關(guān)解釋見表8。考慮到知識多樣性、知識組合機(jī)會和知識獨(dú)特性表示知識網(wǎng)絡(luò)的不同維度,且三者之間的相關(guān)性較高,故本研究選取代表各城市擁有異質(zhì)性知識資源程度的知識獨(dú)特性測量隸屬網(wǎng)絡(luò)特征對協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的影響。

圖5 城市—知識元素隸屬網(wǎng)絡(luò)

表8 ERGM模型統(tǒng)計量含義
采用R環(huán)境下的Statenet程序包計算ERGM模型,并使用馬爾科夫連蒙特卡羅最大似然估計法(MCMC)估計模型參數(shù),結(jié)果如圖6和表9所示。統(tǒng)計結(jié)果顯示,樣本網(wǎng)絡(luò)密度為0.334,擁有節(jié)點41個,邊274條,三角形874 個,2-路徑5 006個,表明存在數(shù)量龐大的星型結(jié)構(gòu)。

圖6 樣本網(wǎng)絡(luò)
參考段慶鋒等[33]的研究成果,對參數(shù)擬合程度采用以下兩種方法進(jìn)行判定:一是t檢驗法,由p值判斷參數(shù)顯著性水平;二是參數(shù)絕對值至少是標(biāo)準(zhǔn)差的2倍,若成立則可判斷變量在模型中能夠發(fā)揮顯著效應(yīng)。從整體上看,本研究變量均表現(xiàn)出較好的擬合效果。
(1)結(jié)構(gòu)嵌入方面。變量Gwdsp、Gwesp、Gwdegree和Kstar(2)系數(shù)均顯著為正,意味著新成立的關(guān)系能夠形成中介2-路徑、閉合三角形、星型結(jié)構(gòu)和2星的概率是其它情形的1.117(=exp(0.111))、1.496(=exp(0.403))、1.281(=exp(0.248))和1.074(=exp(0.071))倍,說明協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)合作關(guān)系形成傾向于中介2-路徑、閉合三角形、星型結(jié)構(gòu)和2星結(jié)構(gòu)。
(2) 在馬太效應(yīng)機(jī)制方面,nodecov(“KU”)系數(shù)顯著為負(fù),意味著城市每增加一個知識獨(dú)特性,與其它城市形成合作關(guān)系的幾率是原來的0.999(=exp(-0.001))倍,說明知識獨(dú)特性對城市之間合作關(guān)系形成具有反向效應(yīng),即擁有獨(dú)特性知識的城市與其它城市形成合作關(guān)系的可能性較小,出現(xiàn)這種情況的原因可能是:一方面,城市所擁有的獨(dú)特性知識對整個城市群協(xié)同創(chuàng)新沒有重要性,難以在知識創(chuàng)新過程被利用;另一方面,創(chuàng)新主體會潛心于自己獨(dú)特的知識領(lǐng)域進(jìn)行研發(fā)而不會積極與其他創(chuàng)新主體展開合作。
(3)在同配性方面,nodematch(“Province”)系數(shù)為正,說明地理層面的同配性可促進(jìn)城市之間合作關(guān)系形成,同一省份內(nèi)各城市之間的合作關(guān)系建立概率是不同城市之間的15.120(=exp(2.716))倍,同配性效應(yīng)顯著。
檢驗ERGM模型對城市之間合作關(guān)系形成機(jī)制的捕捉能力,需要進(jìn)行模型擬合優(yōu)度診斷。基本思路是檢驗根據(jù)擬合模型模擬得到的隨機(jī)模型是否與原模型具有相同的結(jié)構(gòu)特征,若存在則說明模型擬合效果好。本研究選取經(jīng)典結(jié)構(gòu)特征指標(biāo)——二元共享伙伴DP(i)進(jìn)行擬合優(yōu)度診斷。結(jié)果如圖7所示,實線表示原模型的統(tǒng)計特征,箱體代表隨機(jī)模型的結(jié)構(gòu)特征,實線基本位于箱體中線附近,表明模型擬合效果良好。

表9 ERGM模型參數(shù)估計結(jié)果
注:***代表p<0.001,**代表p<0.01,*代表p<0.05

圖7 ERGM模型擬合優(yōu)度診斷
本研究基于依存型多層網(wǎng)絡(luò)視角,通過對長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征、時空演化趨勢以及生成機(jī)制影響因素進(jìn)行分析,主要得出以下結(jié)論:
(1)長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新水平不斷提升但仍處于弱聯(lián)結(jié)狀態(tài)。2009-2018年協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大、網(wǎng)絡(luò)密度持續(xù)提高、關(guān)鍵節(jié)點不斷增多、聯(lián)結(jié)次數(shù)穩(wěn)步上升、平均路徑長度波動下降等發(fā)展趨勢,城市協(xié)同創(chuàng)新水平不斷提高,創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,創(chuàng)新資源更加豐富。但創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)與知識網(wǎng)絡(luò)密度最大值僅為0.190和0.004 3,兩類網(wǎng)絡(luò)均處于弱連接狀態(tài),一體化程度有待加深。
(2)長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)空間由“三足鼎立”格局向“多中心、多層次、趨平衡”格局演變。從網(wǎng)絡(luò)中心性看,上海、南京和杭州一直處于協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中心位置,合肥、蘇州和無錫等城市迅速成長為協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的“新中心”,池州、六安、阜陽、亳州和宿州等城市一直處于網(wǎng)絡(luò)邊緣位置。“小世界”發(fā)展趨勢以及凝聚子群分析結(jié)果表明,長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)發(fā)展呈現(xiàn)由中心城市帶動、輻射邊緣城市創(chuàng)新的格局,協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)整體趨于一體化和均衡化發(fā)展。
(3)長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng),技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)空間聚集。從隸屬網(wǎng)絡(luò)分析結(jié)果看,知識多樣性、知識組合機(jī)會和知識獨(dú)特性絕對值均呈遞增趨勢,各城市擁有的知識元素種類及數(shù)量也發(fā)生了變化。協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)知識和資源不斷豐富,新知識開發(fā)能力以及利用現(xiàn)有知識進(jìn)行創(chuàng)新的能力不斷增強(qiáng)。長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新領(lǐng)域出現(xiàn)空間聚集,各城市在不同領(lǐng)域各有側(cè)重地進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新,傳統(tǒng)“化學(xué)、冶金”仍然是創(chuàng)新重點,但是“作業(yè)、運(yùn)輸”領(lǐng)域發(fā)展更加迅速。
(4)長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成受地理同配性、知識獨(dú)特性和結(jié)構(gòu)嵌入的影響。同配性方面,相同省份的城市之間更容易形成合作關(guān)系;馬太效應(yīng)方面,城市所擁有的獨(dú)特性知識會對其合作關(guān)系形成起抑制作用;結(jié)構(gòu)嵌入方面,協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中各城市之間的合作關(guān)系傾向于中介2-路徑、閉合三角形和星型結(jié)構(gòu),即合作關(guān)系社區(qū)化傾向、關(guān)系資源的中介性以及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的“核心-邊緣”傾向,其中,社區(qū)化發(fā)展傾向最為顯著。
(1)使用社會分析方法將城市和知識元素置于一個隸屬框架下,分析城市所擁有的知識元素屬性與演化,全面探究城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)動態(tài)演化趨勢。
(2)基于依存型多層網(wǎng)絡(luò)視角構(gòu)建長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新中合作網(wǎng)絡(luò)、知識網(wǎng)絡(luò)和城市-知識元素隸屬網(wǎng)絡(luò)的多層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),分析協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和演化趨勢,彌補(bǔ)現(xiàn)有研究僅從單層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析的不足,從多層網(wǎng)絡(luò)視角揭示城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)特征與演化。
(3)構(gòu)建 ERGM 回歸模型,識別影響長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)生結(jié)構(gòu)變量和外生變量,分析協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)形成機(jī)制,拓展 ERGM 模型應(yīng)用領(lǐng)域,從而豐富產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新與合作關(guān)系預(yù)測相關(guān)研究。
(1) 長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展需要整合創(chuàng)新資源,實現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)。政府部門應(yīng)加快機(jī)制體制創(chuàng)新,積極推動以上海、南京、杭州、合肥、蘇州和無錫等城市為主的“多中心”城市輻射,拉動周邊城市發(fā)展。同時,發(fā)揮上海、南京、杭州和合肥等城市的人才優(yōu)勢、資源優(yōu)勢,蘇州、無錫等城市的地理位置優(yōu)勢,馬鞍山、阜陽、亳州和宣城等城市的勞動力優(yōu)勢,整合各地創(chuàng)新資源,打破城市之間的發(fā)展壁壘,促進(jìn)信息、知識、技術(shù)和人才交流,發(fā)揮各自創(chuàng)新優(yōu)勢。
(2) 長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展需要統(tǒng)籌區(qū)域資源,推動公平發(fā)展。“小世界”網(wǎng)絡(luò)特性雖然可以使網(wǎng)絡(luò)信息傳遞更加快速和便捷,但是幾個聯(lián)結(jié)的改變便可能改變網(wǎng)絡(luò)特性。因此,網(wǎng)絡(luò)中資源公平性原則格外重要[10]。位于網(wǎng)絡(luò)邊緣位置的第三、四子群資源匱乏,國家政策需要平衡各城市創(chuàng)新能力,因地制宜,協(xié)同發(fā)展。從促進(jìn)安徽省深度融合到長三角城市群一體化發(fā)展過程中,政府應(yīng)該采取相關(guān)促進(jìn)措施,例如增加財政支持、引進(jìn)人才、發(fā)展研究型院校等,助推邊緣城市創(chuàng)新水平提高,加強(qiáng)各城市一體化發(fā)展協(xié)同作用。
(3) 長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展需要發(fā)揮各區(qū)域資源優(yōu)勢,優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。立足各城市功能定位,調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局,形成各自優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。例如,上海是國際金融中心,杭州發(fā)展電子商務(wù)平臺,南京集聚中國制造業(yè),以合肥為中心發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)集群,利用各城市優(yōu)勢資源形成產(chǎn)業(yè)聚集,構(gòu)建高效開放融合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展網(wǎng)絡(luò)。提高創(chuàng)新資源和知識元素聚集性,促進(jìn)多學(xué)科、多產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新和融合發(fā)展,從而推動協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)良性發(fā)展。
(4)長三角城市群協(xié)同創(chuàng)新發(fā)展需要突破集體行動困境,建立長效合作機(jī)制。政府應(yīng)該通過相關(guān)政策引導(dǎo),突破省內(nèi)合作局限,打破資源壟斷并擺脫關(guān)系依賴,建立起城市群內(nèi)部由中心城市帶動邊緣城市發(fā)展的協(xié)同創(chuàng)新和長效合作機(jī)制。合理布局創(chuàng)新資源,提高協(xié)同創(chuàng)新效率并保持合作關(guān)系的穩(wěn)定性。
本研究使用長三角城市群內(nèi)部產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新數(shù)據(jù),但是各城市與城市群外部也存在產(chǎn)學(xué)研合作和創(chuàng)新合作,后續(xù)研究可以對長三角城市群內(nèi)外部協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究,從而為長三角城市群一體化發(fā)展與協(xié)同創(chuàng)新提供具體政策建議和實踐啟示。