粵港澳大灣區創新系統耦合協調空間結構與聯系研究

王方方,楊智晨,李香桃,李雄英

(1.廣東財經大學 人工智能與數字經濟產業學院，廣東 佛山 528100；2.廣東財經大學 經濟學院，廣東 廣州 510320；3.暨南大學 經濟學院，廣東 廣州 510632)

0 引言

創新是推動區域經濟高質量發展、提高產業國際分工地位的第一動力。黨的第十九屆四中全會強調，要完善科技創新體制機制、加快建設創新型國家、強化國家戰略科技力量。粵港澳大灣區作為國家打造國際科技創新中心的重要空間載體，擁有良好的創新資源稟賦、獨特的創新活力、開放的創新環境、全球化的創新格局，以及深厚的區域科技創新協同合作基礎，是我國創新發展的示范區域和創新體制改革的前沿陣地，也是世界區域創新的集聚點。然而與其它創新區域相比，粵港澳大灣區存在兩種社會制度下行政體制不同、法律體系相異以及3個獨立關稅區的特殊情況，導致在粵港澳大灣區實現創新一體化與跨區域協同治理中存在復雜矛盾。因此，面對新一輪全球科技與產業革命的到來，深入探究粵港澳大灣區創新系統耦合協調的空間分布及網絡特征，順應了國家深化科技創新體制機制改革與灣區實現經濟高質量發展的雙向需求。

Cooke[1]最早在區域層面構建了分析區域創新與區域經濟發展的理論框架，并從演化經濟學角度提出區域創新系統概念。區域創新系統可概括為在特定經濟區域由各類創新主體交織聯系構成的組織結構與創新環境協調搭配、實現創新功能相互耦合的復雜區域創新網絡[2]。近年來，中外學者結合研究區域、研究背景和研究目的，從不同維度劃分區域創新系統子系統，但都肯定子系統在區域創新系統中的重要作用[3-5]。而在實證研究方面，學者們采用因子分析法、數據包絡分析、灰色關聯法、莫蘭指數、空間計量對區域創新系統綜合評價指標、投入與產出效率、發展階段識別、空間自相關性、影響因素等方面進行深入探究[5-10]。隨著學者們開始從復合系統耦合論視角思考區域創新系統結構，關于區域創新系統協調發展水平的評估逐漸成為新熱點，目前主要聚焦兩大方向：第一，考慮區域創新系統與其它系統的協調度，大多集中于探討創新系統與經濟發展、主導產業、城市功能等系統耦合協調發展的概念、作用機理、評價模型及空間分布特征[11-13]；第二，從區域創新系統結構出發，評價區域創新系統內部子系統之間的協調發展水平。學者們從不同角度劃分區域創新系統，并發現我國創新系統耦合協調度總體呈波動上升趨勢，各地區域創新系統協調度存在異質性。Liu等[14]指出，我國各省域知識創新與技術創新的整體耦合度處于較高水平，并分析了驅動協調發展的影響因子；遲景明和李奇峰[15]以企業、高校、科研機構等創新主體為立足點，將區域創新系統劃分為產學研子系統，研究表明，北京、江蘇、廣東和西藏、青海、海南分別成為我國產學研創新的引領區與滯后區；蘇屹等[16]將區域創新系統分為創新子系統和創新支持子系統，各區域創新系統耦合度分布大致呈金字塔型，只有少數發達省市具備較高協同創新水平。

上述文獻均為本文研究粵港澳大灣區創新空間結構及聯系奠定了重要基礎，但仍存在四方面不足：第一，當選取粵港澳大灣區作為研究樣本時，由于香港和澳門的統計指標與內地不一致，在構建區域創新系統評價體系時或是只選取少量指標代表整體系統，或是只選取廣東省的九市作為研究樣本[17-18]，難以在粵港澳大灣區的整體框架下系統構建區域創新系統評價體系；第二，在研究系統協同發展水平時普遍根據耦合協調度，將樣本分類簡單地表示為從“嚴重失調”到“優質協調”的聚類結果[19]，這種分類方法的弊端是難以將各系統異質性充分反映在聚類結果上；第三，針對區域創新系統協調發展的研究主要側重于國際或全國等宏觀層面，針對粵港澳大灣區、京津冀地區、長三角經濟帶等科技創新表現較突出地區的研究略顯不足，難以體現區域創新特色與區域內部創新差異[20]；第四，在測度區域創新系統空間關聯程度時，學者們通常采用莫蘭指數、變異系數、基尼系數和NICH等統計指數，僅能衡量區域整體關聯程度，其實質是將區域創新系統看作一個“黑箱”系統，無法描述每個節點在創新網絡中的特殊地位[21]。

為提升粵港澳大灣區區域創新系統研究的學術增量，本文立足上述研究優勢與不足，首先，在闡述區域創新系統耦合機理的基礎上構建評價體系；其次，運用數理模型與地學空間方法闡釋粵港澳大灣區創新質量和創新氛圍耦合聯動水平；最后，基于引力模型探究區域創新系統內部耦合協調度的空間分布結構。本文的主要貢獻體現在：第一，在粵港澳大灣區的整體框架下構建更為全面的區域創新系統評價體系，以更精確地描繪創新氛圍與創新質量的系統性特征；第二，創新性地利用Python的K-means聚類三維可視化分析實現對粵港澳大灣區各城市創新耦合協調發展水平的分組，將創新氛圍與創新質量的系統異質性融入創新協同發展的聚類結果；第三，以粵港澳大灣區為研究對象，探究區域創新系統的耦合模式及空間結構，有助于推動粵港澳大灣區科技協同創新高質量發展，為我國其它創新區域發展提供啟示；第四，在測度粵港澳大灣區區域創新系統耦合發展整體空間結構的基礎上，利用復雜網絡理論描述創新網絡中各城市的獨特地位和特殊作用，探究區域創新系統內部耦合協調的空間結構特征以及城市間耦合協調的空間聯結方式，揭示區域創新的“黑箱”系統。

1 區域創新系統耦合機理

區域創新系統耦合協調是指在政府宏觀政策的指導下，高校、企業等創新主體在保障自身創新獨立性的基礎上積極參與協同，合作創造新信息、新技術、新知識，而中介機構利用自身的人才、資金等資源，通過橫向或縱向等多種聯結方式，促使創新成果、創新稟賦在區域創新系統內流動，為創新主體提供服務。本文從復合系統耦合論視角出發，將區域創新系統劃分為創新氛圍和創新質量兩個方面。其中，創新氛圍反映地區創新發展的外部環境條件，創新質量則反映地區轉換和利用創新資源的水平，二者相輔相成、相互促進，共同影響粵港澳大灣區創新水平。即各創新主體充分利用區域創新系統的有機生態環境，通過耦合協調，強化系統內部創新網絡聯系，使創新質量子系統與創新氛圍子系統在協同演進中達到良性適配、互促共進、系統有序。

創新質量是創新氛圍的主要推動力量，創新氛圍是創新質量的重要條件支撐，兩者相互作用，產生協同效應，使整體功能大于兩系統獨立運行下的功能之和。一方面，創新質量承擔著培育創新人才、研究技術知識等功能，驅動創新氛圍中的技術迭代升級與產業結構優化，激發科技創新的溢出效應與擴散效應，加速信息、技術、知識、人才、資本等創新要素在區域創新系統內流轉，從而提高創新氛圍的整體空間水平；另一方面，創新氛圍為創新質量提供資本要素配置與優惠政策扶持，有效降低創新主體的制度門檻與交流成本，為創新質量的實現提供必要保障。例如創新風投資本的注入不僅能分散研發風險，降低創新成本，還能刺激創新項目實現商業化以及產業化[22]，產生經濟效益。同時，創新氛圍是新知識、新技術絕佳的實踐場所，創新氛圍運作效率提高的正反饋是檢驗和改良創新成果的必要依據，從而反向促進創新質量提升。

粵港澳大灣區區域創新系統已形成區位分工專業化的創新集聚體，創新質量與創新氛圍耦合協調的空間異質性會促使區域內產生空間集聚與溢出效應，驅動人流、物流、資金流和信息流等在不同城市間流轉。創新要素基于地理鄰近在城市間傳導和流通，是城市間產生創新空間聯系的主要動因。區域創新系統中的城市基于創新要素的差異性，與其它城市產生創新交流與合作，而城市間的協同創新合作強度也會隨著空間交易成本提高而衰減。創新發生地產生的新技術和新知識也會從創新高地逐漸擴散到區域內其它城市，在整體上形成創新質量與創新氛圍耦合協調、城市間協同發展的開放型創新網絡。

圖1 區域創新系統耦合機理

2 研究設計

2.1 區域創新系統指標體系構建

本文結合粵港澳大灣區創新情況，遵照代表性、系統性、可操作性、有效性原則[23]，從系統層、準則層和指標層提煉評價指標，試圖構建全面反映粵港澳大灣區創新質量與創新氛圍耦合協調發展水平的創新能力評價體系，如表1所示。

2.2 研究方法

2.2.1 熵權TOPSIS模型

將熵權法與TOPSIS法相結合，突破了傳統TOPSIS法無法表現各指標權重相對重要性的弊端[24]，能夠更加準確地綜合評價粵港澳大灣區各城市創新能力。具體步驟如下[25]:

第一步，構建原始數據矩陣X=(xij)n×m，并進行標準化和歸一化處理。

表1 粵港澳大灣區區域創新系統評價指標體系

第三步，利用A=(aij)n×m構建正負理想解向量。

A+=(max{a11,a12,…,a1m},max{a21,a22,…,a2m},…,max{an1,an2,…,anm})=(A1+,A2+,…,An+)

A-=(min{a11,a12,…,a1m},min{a21,a22,…,a2m},…,min{an1,an2,…,anm})=(A1-,A2-,…,An-)

第四步，計算正負理想解的加權歐氏距離。

2.2.2 耦合協調模型

引入耦合協調度，量化分析創新質量與創新氛圍的相互影響，具體計算公式如下[26]：

2.2.3 社會網絡分析法

為了分析社會中不同網絡節點的屬性信息，度量節點在網絡中的空間結構特征，自20世紀40年代始學者們開始利用社會網絡分析法研究網絡節點的相對重要程度[27]。

Burt[28]的結構洞理論對社會網絡的結構性分析進行了有益補充，他認為，結構洞衡量了網絡中兩個節點間的非冗余關系，節點跨越的結構洞越多，就越具備信息優勢與控制優勢。本文采用Burt結構洞指數，具體包括4個指標：①有效規模，衡量節點在網絡中的非冗余因素；②效率，以節點自身網絡的實際規模除以有效規模所得；③限制度，描述網絡中其它節點對其的約束情況；④等級度，刻畫集中在一個節點的約束程度[29]。

2.2.4 空間相關性

空間自相關是通過要素間的相關關系反映空間要素的集聚程度，按不同研究目的可劃分為全局空間關聯分析和局部空間關聯分析[30]。本文利用Global Moran's I和Local Moran's I測度粵港澳大灣區耦合協調度的總體空間相關性以及灣區內部的異質性，具體步驟如下：

2.2.5 空間聯系引力模型

本文采用引力模型構建空間關聯矩陣，探討粵港澳大灣區創新網絡中城市耦合協調度的空間聯系與整體網絡的空間結構特征。參考徐維祥等[13]基于引力模型構造耦合協調空間關聯矩陣的方法，具體公式如下：

式中，Rij為空間聯系強度，Ei(j)為城市i(j)的耦合協調度，tij(單位：分鐘)為基于空間可達性計算的兩兩城市間最短時間距離。相對傳統引力模型采用歐氏空間距離時不考慮地形地貌的局限，采用時間距離優化了粵港澳大灣區城市間聯系強度的計算方法[31]。由上可知，耦合協調度越大，時間距離越小，城市間的空間聯系強度越大

由于徐維祥等[13]只是簡單地把引力常數k設為1，沒有考慮到城市空間聯系強度的非對稱性和有向性。基于此，本文使用城市耦合協調度占兩城市耦合協調度總和之比來修正引力常數kij，以此重構空間關聯矩陣，具體公式如下：

2.3 數據來源與處理

珠三角九市的統計數據來自《廣東統計年鑒(2019)》《廣東社會統計年鑒(2019)》以及各地市年鑒；港澳數據來自《中國統計年鑒(2019)》《香港統計年鑒(2019)》《澳門統計年鑒(2019)》以及港澳政府統計處的官方數據。此外，國內外專利申請量與新興技術產業優勢創新機構數占比數據分別來自中國專利局、世界知識產權組織以及《粵港澳大灣區協同創新發展報告(2019)》。

3 粵港澳大灣區耦合協調度空間分布特征

3.1 區域創新系統綜合評價

根據各指標熵權重并結合TOPSIS法，計算出各指標得分，將粵港澳大灣區11個城市的創新質量、創新氛圍得分分別加總得到區域創新系統的綜合得分，并利用ArcGIS軟件進行空間可視化表達，如圖2所示。

圖2 粵港澳大灣區區域創新系統評價結果的空間分布

不難發現，粵港澳大灣區創新氛圍評價值的分布較均衡，呈現為港、澳、廣、深多中心聯動發展態勢。從創新質量看，僅有廣州、深圳能高效轉換和利用創新資源，創新集聚效應凸顯。從整體看，粵港澳大灣區創新綜合得分的區域異質性較顯著，“核心—邊緣”空間分布格局顯著，呈現為以廣州、深圳、香港為中線核心向周圍城市輻射創新影響的發展模式。

3.2 創新氛圍與創新質量的耦合協調水平

3.2.1 耦合協調度計算與趨勢面表達

在前文基礎上，利用耦合協調度模型分別求出耦合度、綜合調和指數及耦合協調度，探究粵港澳大灣區創新氛圍與創新質量的耦合協調關系，結果如表2所示。從耦合度看，廣州、中山、東莞、佛山和深圳的耦合度分別位居前五，創新氛圍與創新質量相互促進，具有積極的耦合發展關系，因此城市能更好地發揮創新潛能；惠州、珠海、江門和香港緊隨其后，也具有較高的耦合度；澳門的耦合度為0.4985，遠低于平均水平，說明澳門的創新質量發展遠滯后于創新氛圍發展，存在明顯的發展錯位現象，不利于城市長遠發展。

表2 粵港澳大灣區創新氛圍與創新質量的耦合協調度

為了避免對比分析中由于兩系統評分值都較低且非常接近時帶來系統耦合度虛高的評價結果，本文通過計算耦合協調度予以修正。

具體來看，中山的耦合協調度排名大幅下降，較低的綜合調和指數修正了虛高的耦合度，使結果更加客觀；深圳和香港的耦合協調度排名有較大提升，說明深圳和香港具備較好的創新氛圍與創新質量基礎，擁有較高的綜合調和指數得分，因此兩個系統間的耦合協調效應較理想；廣州和深圳的耦合協調度遠高平均水平，說明廣州和深圳不僅在創新氛圍與創新質量上均具備較高水平，且兩系統間呈現出有序的螺旋式優化狀態，從而能夠更充分地發揮城市創新增長極作用，進而帶動周邊區域創新能力提升；珠海、中山、江門、肇慶、澳門等城市的耦合協調度較低，表明兩個系統間的耦合協調效應較弱，創新質量與創新氛圍未能形成良性互動發展機制。值得注意的是，雖然經過綜合調和指數的修正，澳門的耦合協調度與其它城市的差距不大，但依舊存在創新氛圍與創新質量發展嚴重錯位的現實困境。因此，如何將其豐富的創新資源轉化為貼合內地經濟發展需求的創新質量是需要深思的問題。

3.2.2 K-means聚類分析

本文嘗試利用python工具，基于創新氛圍、創新質量和耦合協調度三維聚類尺度對粵港澳大灣區11個城市進行4簇的K-means聚類分析。在多元統計分析中，K-means聚類分析是在無監督學習下常用的數據歸類分析方法。其基本思路是在樣本集中隨機取K個元素作為K組簇的中心，以距離作為相似性的衡量基準，通過反復迭代，重新計算K組簇的中心，以此挖掘數據中的隱含信息，尋求最佳結果[32]。K-means聚類分析結果見表3。

表3 K-means聚類分析結果

由結果可得，廣州和深圳為第一類，3個聚類尺度的結果皆遠超其它城市，在K-means聚類三維可視化分析圖中的距離也極為接近，是粵港澳大灣區兩個強有力的創新增長極。除廣、深外，其余城市的創新質量發展普遍滯后于創新氛圍發展，體現了大部分城市在創新質量轉化效率與創新氛圍投入水平上都存在不同程度的錯位現象。第二類與第三類都具備較強的創新能力與創新比較優勢，城市間的創新氛圍與創新質量評分并沒有較大差距，但通過聚類結果可以發現，第二類城市的耦合協調度更高，說明要實現城市創新能力的進一步提升，必須注重城市創新氛圍與創新質量的耦合協調發展。在城市創新氛圍與創新質量的協同發展進程中，需注重強化二者的融合共生、迭代加速機制，在不斷的互動適配中促進彼此發展。澳門作為第四類城市，其創新能力發展路徑迥異于粵港澳大灣區的其它城市，以博彩業為重心的發展模式擠壓了其它行業發展，抑制了創新能力形成。澳門若想擺脫創新質量不足的困境，必須適度優化產業結構，合理利用現有創新要素與平臺，促進創新氛圍轉化為創新資源投入，提升創新驅動經濟發展的實效。但從另一角度看，涉及博彩業等不被內地法律認可的技術創新無法體現在國家知識產權局的專利申請數據上，有可能在一定程度上低估澳門創新質量。

3.3 耦合協調度空間自相關性分析

利用GeoDa軟件探究粵港澳大灣區耦合協調度的空間自相關性。經過999次空間排列運算，粵港澳大灣區的Global Moran's I約為0.308，P=0.049在5%的水平下顯著，具有統計學意義，說明粵港澳大灣區創新能力的耦合協調度在全局上存在正向空間依賴性，表現出顯著的空間集聚特征。

耦合協調度的全局空間自相關性會掩蓋局部空間差異特征，因此本文在粵港澳大灣區耦合協調度存在全局空間正相關性的基礎上，進一步采用局部空間自相關分析考察各城市耦合協調度的空間集聚狀態。

圖3 耦合協調度LISA集聚

圖3的LISA集聚圖可以直觀地反映粵港澳大灣區相鄰城市的正(負)相關性以及顯著水平，不顯著城市的空間極化特征不明顯。由區域顯著性可知，東莞為H-H聚集區，其北鄰廣州，擁有巨大的制造業需求市場，南接深圳，能吸納到新興制造業高端創新技術擴散，區位輻射帶動效應強，有益于發展跨區域協作的現代化產業體系。東莞將以建設廣東省制造業供給側結構性改革創新試驗區為契機，尋求創新質量提升和創新氛圍改善，使耦合協調度進一步提升。而與東莞相鄰的惠州處于L-H集聚區，雖能直接受惠于鄰近城市的創新擴散效應，但自身發展仍舊緩慢，在一定程度上表現出具有空間負相關性的區域回流效應，若不改變和創新發展模式，存在被“孤立化”的風險。與之相對應，珠海位于耦合協調度低值集聚區域，周邊的江門、中山和澳門的創新競爭力相比其它城市較弱，需盡快發掘城市發展的核心競爭力，促進粵港澳大灣區各城市功能的異質化發展，并與核心城市建立穩定的創新協作關系。

4 粵港澳大灣區耦合協調空間聯系分析

4.1 基于耦合協調聯系的創新網絡特征

Global Moran's I和Local Moran's I雖然能描述粵港澳大灣區耦合協調度全局與局部的集聚狀態，但是難以反映各城市之間的相互影響以及在整體網絡中的具體定位與角色[33]。為了更直觀地展現粵港澳大灣區創新質量與創新氛圍耦合協調聯系的空間結構特征，揭示區域創新的“黑箱”系統，本文將空間關聯矩陣導入Ucinet軟件進行計算分析，利用ArcGIS繪制可視化的創新網絡結構，結果如圖4所示。網絡中各節點代表相應城市，節點間線段的粗細與方向描述城市間耦合協調聯系的強弱及方向，同時，分別以度數中心度與特征向量中心度的數值為權重，對各節點賦值。其中，圖4(a)和圖4(b)分別表示度數中心度與特征向量中心度的賦值結構，節點大小表示數值大小。

從整體網絡結構看，粵港澳大灣區已形成聯系緊密的環形網絡結構，聯系強度呈現中軸核心區強、外圍邊緣區弱的分布格局。可以看出，網絡中高聯系強度城市對分別為廣州—佛山、廣州—東莞、深圳—香港和珠海—澳門。不難發現，這些城市組合不僅皆處于中軸核心區且彼此相鄰，而且擁有深厚的歷史合作基礎，同時，也說明粵港澳大灣區創新網絡中存在顯著的空間交易效應，即存在地理學第一定律的空間摩擦擴散效應。這是因為地理位置相近的城市在人才交流互動、技術知識吸納共享、資本投資互聯互通等方面享受到更多便利性與快捷性，這些區位優勢促進了創新耦合協調發展的合作與聯系。此外，在高聯系強度組合中，廣州、佛山、東莞、深圳、香港的耦合協調度都較高，而珠海和澳門的耦合協調度較低，意味著創新網絡中的同配性現象顯著，節點更傾向于與自身相似的節點聯結。由于網絡中的異質性聯結較少，因此存在節點聯結方式固化、合作路徑僵化的風險[34]。

圖4 粵港澳大灣區創新網絡空間結構

從節點中心度看，廣州、深圳、香港的中心度遠高于其它城市，在創新網絡內的中心地位凸顯，其通過擴散效應對周圍城市產生正向創新輻射，帶動區域整體創新能力提升，使整體網絡呈現出多核心聯動發展態勢，印證了相關學者關于“香港不會被邊緣化”的觀點[35]。度數中心度描述了一個城市被其它城市依賴的程度，即與其它城市直接聯系的狀況；而特征向量中心度衡量了一個城市與其它城市的聯系質量，并取決于周邊城市的重要程度。從度數中心度看，廣州對網絡創新資源以及合作關系有絕對掌控力，說明廣州作為粵港澳大灣區的政治中心，可以有效協調和處理好城市間關系，是促進跨區域協同創新合作的“橋梁”。從特征向量中心度看，廣州的中心地位稍弱于深圳與香港，說明香港和深圳占據區位地理優勢，產生良性創新互動，“強強聯合”促進彼此創新能力增強。自2017年起，深圳—香港創新集群已成為全球第二大創新集聚群，為粵港澳大灣區打造國際科技創新中心打下堅實基礎。2020年9月2日，深港穗首次合體，說明粵港澳大灣區的跨區域創新合作更為密切，深圳的科技創新資源、香港的金融創新資源、廣州的基礎設施資源，以及其它城市的制造業資源得到進一步整合，逐步形成分工明確的區域創新聯動格局。值得注意的是，在創新網絡中肇慶與惠州的度數中心度、特征向量中心度皆最低。這兩個城市不僅處于創新網絡的邊緣地帶，而且與其它城市的聯系強度也較弱，存在被孤立的風險，需要在區域創新合作與技術援助中予以重點關注。

4.2 結構洞分析

本文利用Ucinet軟件計算的Burt結構洞指數，探討粵港澳大灣區創新能力耦合協調空間結構中每個城市的結構洞情況，結果如圖5所示。廣州和珠海在有效規模、效率兩個指標排名上都名列前茅，說明廣州和珠海擁有結構洞優勢，受益的網絡資源與權利更多、更大。廣州是粵港澳大灣區的“創新大腦”，匯聚了灣區主要的科研院所與高校并引領灣區創新發展大方向。珠海在港珠澳大橋通車后成為珠三角與港澳同時陸路相連的唯一接口，此外珠海是重要的口岸城市，占據獨特的地理區位優勢。雖然深圳和香港的創新能力較突出，但它們的有效規模和效率水平并不占優，說明深圳、香港與其它城市的聯系還存在冗余，需進一步深化與其它城市的創新合作。從限制度角度來說，廣州的限制度最小，最能保持自身發展的獨立性，而香港、澳門、惠州和佛山的限制度均較高，說明其創新能力的提升比較依賴于與周邊城市的協同合作。從等級度的角度來說，深圳和香港的等級度最高，結合創新網絡空間結構圖可知，深圳與香港的約束程度在很大程度上集中于彼此，二者的相互依賴性較強。

由于限制度最能反映節點在網絡內運用結構洞的能力[36]，因此可以考察兩兩城市間創新能力耦合協調聯系的二元約束情況，如表4所示。從縱向看，廣州在粵港澳大灣區中的輻射范圍最廣，對佛山、東莞、江門、惠州、中山、肇慶有著較強約束，均達到9%以上的限制水平，其中，鄰近的佛山和東莞受其約束最大，說明佛山和東莞的創新氛圍與創新質量提升在很大程度上受限于廣州的擴散作用，同時也印證了創新網絡中空間交易成本的存在。作為粵港澳大灣區城市群的中心，廣州需牢牢把握區域創新能力發展的整體方向，統籌協調各城市間的協同合作，促使區域創新水平均衡化提升。從橫向看，在所有二元約束中，香港受深圳的約束最大，達到0.32，而深圳受香港的約束也達到了0.28，說明香港與深圳的創新能力提升無法離開彼此，分別受到對方32%與28%的限制。香港擁有世界一流的科技創新人才與金融體系，而深圳擁有國內領先的高端技術產業鏈，兩者相輔相成、相互依托，通過集群合作發展共促創新能力提升。而廣州和深圳作為粵港澳大灣區中最突出的“兩極”，它們之間相互約束的水平僅為0.05，說明兩個城市的創新合作聯系仍未達到最佳水平，在技術人才吸引、高新企業入駐等創新資源稟賦的爭奪上存在一定競爭，需在多方面加強和深化協同合作，從城市創新能力的競合發展轉變為融合發展。值得注意的是，肇慶和惠州的創新能力提升不同程度地受到其它城市的約束，但未對外界產生任何影響，說明肇慶和惠州在粵港澳大灣區創新網絡的分工格局中處于弱勢地位，呈現單純接收外界創新外溢和輻射的狀態。對于高附加值的現代服務產業，不可避免地會由于虹吸效應集聚于核心城市，從而弱化中小城市產業結構的合理性。因此，粵港澳大灣區的中小城市要想實現創新發展、轉型升級，亟需形成異質性的城市群分工與布局，在充分吸收核心城市科研技術和設計能力外溢的基礎上，提高產品在品牌價值、企業文化、全球化服務等高附加值方面的行業競爭力，從而以消費升級和產業結構優化培育粵港澳大灣區中小城市創新能力發展的新動能。

圖5 粵港澳大灣區創新網絡結構洞分析

表4 粵港澳大灣區城市間創新能力耦合協調聯系的二元約束情況

5 結論與建議

5.1 研究結論

本文基于復雜網絡理論與地學空間方法，構建區域創新系統評價體系，通過熵權TOPSIS法、耦合協調模型、社會網絡分析法，探討創新質量與創新氛圍耦合協調的空間結構特征及驅動因素，得到以下結論：①粵港澳大灣區區域創新系統綜合得分的區間數量較均衡，且綜合得分的空間分布呈現“中軸高—四圍偏低”的結構特征；②從耦合協調度看，廣州與深圳的創新質量和創新氛圍不僅具備較好基礎，且存在良性互動的正反饋機制，能更好地發揮創新輻射和擴散作用，推動粵港澳大灣區創新能力整體提升；③從K-means聚類分析結果看，澳門由于創新氛圍與創新質量發展存在嚴重錯位，被單獨分為一類，需大力提高創新質量中的成果轉化效率；④耦合協調度具有顯著的空間集聚性，各城市的局部空間關聯模式分異明顯，其中，東莞、惠州、珠海具有顯著的空間極化特征；⑤粵港澳大灣區已形成聯系緊密的環形創新網絡結構，網絡中存在顯著的空間交易成本和同配性特征，節點城市更傾向于與空間距離短、城市屬性相近的節點城市形成更為密切的創新聯系；⑥從中心度和結構洞兩個方面看，廣州是粵港澳大灣區的“創新大腦”，對創新網絡中的資源與聯系具備絕對掌控力，能夠有效協調各城市創新合作，而深圳和香港是創新聯系最為緊密的創新集聚體，兩者互為依托，共同促進創新能力提升，肇慶與惠州在創新網絡中處于弱勢地位，有被邊緣化、孤立化風險。

5.2 政策建議

開展粵港澳大灣區區域創新系統耦合協調的空間結構及聯系研究有助于從整體上為粵港澳大灣區科技協同創新發展提供啟示。基于以上分析，本文提出以下建議：

(1)繼續貫徹極點帶動、軸帶支撐的粵港澳大灣區發展思路，立足于“廣深港澳科技創新走廊”，大力發揮廣州、深圳、香港等創新增長極的帶頭引領作用，積極發揮創新的輻射與擴散效應。從多領域、全方位強化廣深港澳與周邊城市的互聯互通，深化城市間異質性創新合作，通過定向跨區域協同創新合作帶動粵港澳大灣區整體創新水平提升，從而優化區域創新的空間結構韌性與創新動能，實現區域創新系統的良性互動發展。

(2)正視澳門創新發展錯位的現象，進一步提升港澳創新氛圍轉化為創新質量的效率，通過貼合粵港澳大灣區建設的國家戰略激發港澳創新發展的新魄力。港澳需充分發揮比較優勢，將自身金融體系和科技人才優勢服務于國家“一帶一路”倡議的實體產業建設，積極引導港澳的創新導向更加貼合內地發展需要，加強科技創新園區的合作建設，鼓勵國內化、本土化專利申請。通過促進內地經濟飛速發展帶動港澳勞動生產率提高和經濟活力重塑，優化粵港澳大灣區科技協同創新發展模式。

(3)從整體區域平衡性出發，構建核心城市與以珠海為中心的低值集聚區穩定的創新聯結，重點幫扶邊緣城市挖掘自身發展優勢，突破低值區域的鎖定效應。在充分考察邊緣城市所處生態位及科技協同創新發展中各種前后向關聯效應的基礎上，強化邊緣城市的區域錯位優勢，優化協同創新布局中的產業分工，避免在科技協同創新建設中出現邊緣城市產業布局同質化、同構性發展。

(4)以交通基礎設施的“強聯系”搭配政策體制的“軟對接”，共促粵港澳大灣區創新網絡耦合協調發展。完善粵港澳綜合交通體系建設，降低空間交易成本，為跨區域創新聯系提供基礎支撐；引導富余的社會資本參與城市建設，積極助力粵港澳大灣區“一小時生活圈”建設，以更加完善的基礎設施條件縮短各城市時空距離，促進創新要素在粵港澳大灣區互聯互通。同時，通過構建完善的跨區域協同創新法律與產權保護制度，降低隱性空間交易成本，積極改善港澳立法體系的行政效率，降低與內地創新合作的制度性障礙。