湖北省技術創(chuàng)新空間關聯網絡及其解釋

劉 亮

(中南民族大學，湖北 武漢430074)

一、引言

在國家發(fā)展背景下，湖北省鼓勵技術創(chuàng)新，從2019年起，省內布局 “一芯兩帶三區(qū)” ，以 “武漢·中國光谷” 國家級高新區(qū)為標桿，發(fā)展光電子產業(yè)、生物醫(yī)藥等高新技術產業(yè)，推動全省經濟高質量發(fā)展。湖北統(tǒng)計局公布顯示，2019年全省GDP為45828.31億元，較2018年增長7.5%，而2018年GDP較2017年增長7.8%，經濟總量穩(wěn)步提升。因此，在這樣的背景下探究湖北省各市州區(qū)在空間上的技術創(chuàng)新關聯效應，科學有效地促進省內區(qū)域之間的優(yōu)勢互補關系，有利于指導湖北省高技術產業(yè)的合理布局，維持經濟穩(wěn)步發(fā)展的勁頭。

二、文獻綜述概覽

技術創(chuàng)新這一概念最早由美國經濟學家約瑟夫·熊彼特(Joseph Alois Schumpeter)提出，他認為技術創(chuàng)新是現代經濟發(fā)展最為重要的因素。時至今日，技術創(chuàng)新仍然是國內外經濟學領域，尤其是區(qū)域經濟學領域研究的熱點問題。fischer和griffith(2008)利用歐盟各個經濟體的專利數據，證明歐盟內區(qū)域創(chuàng)新在空間上的關聯性。錢曉燁等(2010)在研究區(qū)域創(chuàng)新水平和經濟發(fā)展狀態(tài)之間的關系時，發(fā)現人力資本水平會明顯影響區(qū)域創(chuàng)新的整體能力，從而影響經濟增長的速率。章文光和王晨(2014)在分析外資研發(fā)對本土創(chuàng)新能力的影響時，以區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)為切入點，發(fā)現區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)與外資研發(fā)兩者互動的機制主要包括自然介入、技術創(chuàng)新、人力資本、知識創(chuàng)新、政府政策互動、中介服務互動六個方面，而技術創(chuàng)新水平在一定程度上會影響到兩者的互動。此外，其他的學者還從不同的角度對技術創(chuàng)新深入研究，包括創(chuàng)新功能(陳凱華和官建成，2010)、創(chuàng)新系統(tǒng)協(xié)調度(張慧穎和吳紅翠，2011)、區(qū)域創(chuàng)新系統(tǒng)知識資源配置(喻登科和周榮，2013)等方面。由此可見，對于技術創(chuàng)新來說，還存在很多值得探究的方面。

同時，技術創(chuàng)新水平并非可以直接測度，這一指標的衡量也是研究熱點。我國最近的研究中衡量技術創(chuàng)新的指標主要包括:①專利:包括專利申請量和專利授權量，有學者認為三種類型的專利中，只有發(fā)明專利更側重于創(chuàng)新，更加客觀(張杰等，2016)；②研發(fā)投入:包括經費、人員和機構數量(溫軍和張森，2019)；③相關量占GDP的比值(唐未兵等，2014)；④通過主觀或者客觀的賦值方法構建技術創(chuàng)新指標(何興邦，2019)。

此外，技術創(chuàng)新水平并不能脫離特定的區(qū)域，在信息革命和經濟全球化的時代背景下，區(qū)域空間的發(fā)展格局不斷演變，對區(qū)域創(chuàng)新研究的視角需要不斷轉變，因此，區(qū)域創(chuàng)新網絡隨之出現。這一概念最早由Freeman(1991)提出，創(chuàng)新網絡是一種全新的合作模式，其建立在企業(yè)之間創(chuàng)新合作關系的基礎之上，是創(chuàng)新主體為了順應創(chuàng)新形勢變化的結果。Cooke和Morgan(2000)的研究將區(qū)域創(chuàng)新網絡定義為一種緊密聯系的創(chuàng)新系統(tǒng)，同樣是不同創(chuàng)新主體間的創(chuàng)新合作關系，這種關系可以是正式或非正式的，而這些創(chuàng)新主體包括政府、創(chuàng)新企業(yè)、學校和科研機構等。蓋文啟(2002)依據前人研究對區(qū)域創(chuàng)新網絡概念進一步深化，他認為區(qū)域創(chuàng)新網絡是在一定的地理空間內，以大學和科研機構為主力的創(chuàng)新主體在各種社會活動的互動中建立的某種穩(wěn)定關系，包括正式和非正式兩種類型，而且這種關系能夠有效促進創(chuàng)新水平，提高創(chuàng)新能力。

近年來，空間經濟學和新經濟地理學的理論和研究方法不斷發(fā)展更新，區(qū)域創(chuàng)新空間關聯效應和空間溢出效應逐漸納入學者們的研究。李婧等(2010)以中國30個省份為對象，基于靜態(tài)和動態(tài)空間面板模型，探索區(qū)域創(chuàng)新的空間相關性和集聚方式，研究發(fā)現國內的區(qū)域創(chuàng)新存在正向空間相關性，且創(chuàng)新密集帶位于東部沿海地區(qū)。王振和盧曉菲(2018)研究發(fā)現，長三角城市群的科技創(chuàng)新驅動力在空間上呈現出分級的梯度擴散效應，在時間上呈現動態(tài)收斂趨勢，城市層級之間的差距趨于縮小。唐建榮等(2018)在分析2007~2016年長江三角洲城市群創(chuàng)新網絡的空間結構演化趨勢時，利用社會網絡分析的方法，指出長三角城市創(chuàng)新網絡處于動態(tài)演化中，逐漸形成 “核心－次核心－邊緣” 的穩(wěn)定態(tài)勢。馬雙和曾剛(2018)在以長江經濟帶城市群為研究對象時，發(fā)現城市間的創(chuàng)新網絡存在明顯 “核心－邊緣” 發(fā)展態(tài)勢。朱麗霞等人(2019)發(fā)現長江中游城市群內各城市的創(chuàng)新效率存在空間異質性，對于城市群整體和次級城市群的促進作用顯著，呈現出 “發(fā)散－收斂－發(fā)散” 的演變趨勢。歸納來說，區(qū)域創(chuàng)新網絡是基于特定的地理位置和創(chuàng)新主體構建起來的，從內部創(chuàng)新要素的組織方式來看，主要包括空間上的關聯和協(xié)同創(chuàng)新。但截至目前，基于社會網絡分析方法的區(qū)域創(chuàng)新水平的成果較少，從這一角度探究區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展水平仍然具有較強的理論意義和現實意義。

三、研究方法

文章首先以湖北省13個市州為對象構建區(qū)域創(chuàng)新的空間關聯網絡，解析它們之間技術創(chuàng)新的空間聯系，參照前人方法，運用以下公式來刻畫關聯關系(宋旭光和趙雨涵，2017；2018):

其中，公式(1)內的a、b表示不同地區(qū)，Cab代表兩個地區(qū)的相關系數，在文章中指兩地區(qū)專利申請量時間序列的相關系數，具體步驟參照宋旭光等人(2018)的方法。

其次，采用整體網絡密度分析的方法探究湖北省各市州的創(chuàng)新關聯關系的數量和方向。網絡密度這一項指標，可以反映網絡中各節(jié)點之間關聯關系的密集情況，計算公式如下:

其中，ND為網絡密度，N(N－1)為各區(qū)域之間存在的最大關聯關系數量。

在此基礎之上，運用網絡中心性分析對上述關聯關系進一步解構，探究各區(qū)域在湖北省技術創(chuàng)新中所處地位。中心性是用來描述每個節(jié)點(地區(qū))在網絡中的地位以及其發(fā)揮的作用，具體包括相對度數中心度和中間中心度這兩個指標(Freeman，1979)。相對度數中心度的計算公式為:

其中，n表示在網絡某一地區(qū)與其他地區(qū)存在聯系的數量，N－1表示某一地區(qū)與其他地區(qū)存在聯系的理論最大數目。DC越大，與該地區(qū)直接存在聯系的地區(qū)越多，意味著該地區(qū)在網絡中的位置越居中，其影響力也相應更大。

而中間中心度是用來衡量中介效應的指標，主要測度的是一個地區(qū)在多大程度上處于網絡 “中間” ，在不同地區(qū)之間發(fā)揮作用，該指標的計算公式是:

最后，運用塊模型方法，深度分析湖北省內部技術創(chuàng)新的關系特征(White et al.，1976)。這一方法采取特定的標準將區(qū)域分塊，研究各個區(qū)域所處的板塊、各板塊在區(qū)域創(chuàng)新關聯網絡中所扮演的角色以及板塊內外部的關系特征。文章將湖北省各市州區(qū)劃分為四個板塊，三種類型，分別是主受益板塊、經紀人板塊和雙向溢出板塊。

四、實證與結果分析

(一)樣本與數據說明

文章旨在考察2007~2018年湖北省13個地級市、自治州創(chuàng)新空間關聯網絡，并深入探究其內部結構特征。主要變量為專利授權量，以其作為衡量技術創(chuàng)新的指標。原始數據來源于EPS數據庫和《湖北統(tǒng)計年鑒》。

(二)描述性統(tǒng)計

從地區(qū)角度來看，各城市創(chuàng)新產出水平差異較大，武漢市獨占鰲頭，年均專利授權量達13987.09件。由于 “一主兩副” 的施行，襄陽、宜昌近年來不斷發(fā)力，在創(chuàng)新產出上逐年增多，其年均專利授權量分別為2004.09件和1868.91件。除此之外，從地理位置角度看，西部地區(qū)的恩施、十堰創(chuàng)新產出水平相對較弱。這與其大部分地勢地貌為山區(qū)有一定聯系。從城市面積來看，鄂州、黃石行政區(qū)劃范圍較小，在樣本期間內，創(chuàng)新產出水平也比較低。

(三)實證分析

研究首先從單個地區(qū)的角度出發(fā)，分析和測度了湖北省13個市州在創(chuàng)新關聯網絡中的所處位置和作用，依據前人的方法將所選樣本期內各區(qū)域的專利申請量這一數據轉化為網絡矩陣，并運用公式(3)和(4)分別計算出各市州技術創(chuàng)新的相關度數中心度和中間中心度，結果如表1所示。

表1 各市州在創(chuàng)新空間關聯網絡中的地位與作用

首先，相關度數中心度處于前五位的地區(qū)，分別是武漢、隨州、宜昌、十堰和荊州，覆蓋了整個湖北省東西南北區(qū)域。這說明，上述的五個城市處在湖北省內部創(chuàng)新空間關聯網絡的中心位置，與之關聯的市州最多，即對其他市州創(chuàng)新活動影響更大。另一方面還表明，省內創(chuàng)新空間關聯關系存在一定的集聚，而這種集聚圍繞著相應的核心城市。

其次，從中間中心度這一指標來看，排名前五的分別是武漢、荊門、黃岡、宜昌和荊州。值得注意的是， “宜荊荊城市帶” 中的三所城市(宜昌、荊門和荊州)都位于前列，由于這一城市帶的位置居于湖北省中部，創(chuàng)新資源流動較為暢通，因此不僅有較高的技術吸收能力，還具有較高的輻射作用，將省內創(chuàng)新活動聯系起來，具有很強的中介效應。

最后，從關聯方向上看，地區(qū)間的關聯關系分為兩種:一種是吸收聯系，另一種是發(fā)出的聯系。除武漢、襄陽、孝感、咸寧和恩施以外，其他8個城市接受關聯關系都大于發(fā)出的關聯關系，而武漢和襄陽都是接受關聯關系等于發(fā)出關聯關系，可能的原因在于:武漢是省會城市，其技術創(chuàng)新既有虹吸效應，也有溢出效應，不僅會吸收技術創(chuàng)新水平，而且會對外輻射；襄陽作為副省級城市，能集聚優(yōu)勢不斷進行高新技術的研發(fā)，吸引周邊城市的人才；對于孝感、咸寧、恩施來說，則處于相對劣勢的位置，尤其是恩施州，地處湖北西南地區(qū)，經濟滯后且技術創(chuàng)新水平低下，很難吸引創(chuàng)新型人才，甚至會導致內部流失資源，從而阻礙了其技術創(chuàng)新能力的提升，也會影響其對武漢、襄陽等城市先進技術的吸收能力。

除上述的個體分析之外，文章還進一步從整體角度出發(fā)，探討湖北省內部創(chuàng)新關聯網絡的空間特征。

從整體上看，湖北12個地級市和1個自治州直接最大可能的有向關聯關系為156條，而實際存在42條，將13個地區(qū)的創(chuàng)新活動鏈接在一起，構成一個網絡密度為26.92%的比較復雜的創(chuàng)新網絡，其中存在一個孤立的城市——武漢，根據表1可以初步判斷，各市州的創(chuàng)新活動存在集聚。因此，采用塊模型方法將各市州的創(chuàng)新活動劃分為不同板塊，考察各板塊在網絡中的位置。根據以往研究的慣例(Scott and Carrington，2011)，將13個市州劃分為4大板塊，劃分的收斂標準為0.2，切割深度為2，結果如表2。

表2 湖北創(chuàng)新關聯網絡板塊角色分析

第一板塊包括宜昌、荊門和荊州，板塊成員為3個，接受板塊外部的關系為15，其中第三板塊對第一板塊發(fā)出的聯系最多；第一板塊在發(fā)出聯系20條中，有11條屬于板塊之間。由于，第一板塊發(fā)出較少的聯系，而吸收的創(chuàng)新聯系更多，故將其定義為主受益板塊。

第二板塊包括孝感、咸寧、襄陽和恩施，板塊成員為4個，發(fā)出的14條創(chuàng)新聯系中有11條為板塊間的創(chuàng)新聯系，向其他三個板塊發(fā)出的聯系比較平均，接收板塊外部的聯系為8條。故將其定義為雙向溢出板塊。同理，第三板塊也是雙向溢出板塊。

武漢市屬第四板塊，相對孤立，發(fā)出關系數等于接受板塊外的關系數，均為12條，在網絡中充當中介，將其定義為經紀人板塊。

以上分析表明，湖北省各個城市的創(chuàng)新活動存在較為顯著的區(qū)域集聚特點，且各區(qū)域內部創(chuàng)新活動緊密，區(qū)域間存在高度的關聯性，各個城市創(chuàng)新活動相互影響，其內部關系整體構成一個錯綜復雜的創(chuàng)新網絡。

五、結論與啟示

文章利用2007~2018年湖北省13個市州專利授權量這一數據，衡量創(chuàng)新產出水平，以社會網絡理論為出發(fā)點，首先分析各市州在關聯網絡中所處的地位，然后從創(chuàng)新空間關聯網絡的整體特征出發(fā)，探索了各市州所處的板塊位置、各板塊所處地位以及板塊之間的創(chuàng)新能力傳導路徑。研究結果表明 “宜荊荊城市帶” 的三個城市——宜昌、荊州、荊門在省內有很強的創(chuàng)新吸收能力，這三座城市位于湖北省腹地，相互鄰居，又有省內的政策傾斜，故在整個湖北省內，向其他10個城市吸收高科技人才等創(chuàng)新資源。而武漢作為湖北的省會城市，每年專利授權量在全省占比超過80%，毫無疑問其具有很高的創(chuàng)新水平，其在自身吸收大量創(chuàng)新資源、科技實力飛速增長的同時會輻射周邊地區(qū)，帶動全省各市州的科技發(fā)展，進一步推動人力資源等創(chuàng)新要素的流動。由此帶給我們的啟示在于:對于省內各市州在創(chuàng)新關聯網絡中的不同地位、角色，應該制定適宜的發(fā)展戰(zhàn)略，充分發(fā)揮它們吸收和傳遞創(chuàng)新資源的作用。