中国城市协同创新网络时空演变特征分析学术报告

作者及机构
本研究由西南财经大学中国西部经济研究院的成征宇（博士生）与徐承红（教授、博士生导师）合作完成，发表于《人文地理》（Human Geography）2024年第6期（总第200期），文章编号为1003-2398(2024)06-0152-10，DOI编号10.13959/j.issn.1003-2398.2024.06.017。

学术背景
本研究属于经济地理学与创新管理交叉领域，聚焦于创新驱动发展战略背景下城市协同创新网络的动态演化。随着全球经济从“要素驱动”向“创新驱动”转型，创新模式从封闭线性转向开放网络化，城市作为创新核心载体，其协同网络的结构与演化机制成为关键议题。既有研究多局限于单一专利类型（如发明专利）或局部区域，且缺乏长时序分析。本文旨在填补这一空白，通过整合发明、实用新型和外观设计三类专利数据，系统揭示2001—2020年中国288个城市协同创新网络的时空演变规律，为区域创新政策制定提供理论依据。

研究流程与方法
1. 数据获取与处理
- 数据来源：从中国知识产权局爬取2001—2020年全部公开的联合申请专利数据（含发明申请、实用新型、外观设计），剔除单人申请及港澳台/国际合作数据，保留两两城市合作关系，最终筛选102.8万条合作记录。
- 主体分类：将申请人分为企业、高校（科研机构）、政府、中介机构四类，构建“企—企”“企—校”等关系矩阵，并区分本地与跨界合作（同一城市内/跨城市合作）。
- 时空分段：根据专利增长趋势划分为三个阶段：低位渐进（2001—2007）、稳步增长（2008—2013）、快速攀升（2014—2020）。

1. 分析方法
   
   • 探索性空间分析（Exploratory Spatial Analysis）：计算全局莫兰指数（Moran’s I）和局部莫兰指数，检验空间自相关性；通过核密度曲线刻画创新强度分布动态。
     
   • 社会网络分析（Social Network Analysis）：
     
     • 整体网络指标：网络密度、平均路径长度、集聚系数，评估网络连通性与小世界性。
       
     • 节点中心性：度数中心度（直接连接数）、接近中心度（通达性）、中间中心度（中介作用），识别核心城市。
       
     • 块模型（Blockmodel）：分层聚类划分“核心—边缘”结构。
       
   • 模式划分：基于“蜂鸣—管道”（Buzz-Pipeline）理论，按本地/跨界合作强度中位数将城市分为四类：网络密集型、本地优先型、跨界优先型、孤立稀疏型。
     

主要结果
1. 时间演变特征
- 规模增长：合作专利总量从2001年2329件增至2020年15万件，年均增速达23.5%，呈现三阶段跃升。
- 主体结构：企业主导（占比92.34%但逐年下降），高校参与呈“倒U型”（峰值29.52%），“其他”主体（政府/中介）占比提升至2.83%，反映创新生态多元化。
- 专利类型：发明专利占比超50%，增速最快（年均25.42%），实用新型次之（23.04%），外观设计增速最低（15.16%）。

1. 空间格局演化

   • 空间相关性：全局莫兰指数显著为正（2020年0.082），呈现“高—高”（东部沿海）与“低—低”（西部内陆）集聚，且随阶段推进，异质性集聚（如“高—低”联动）增强。
     
   • 本地合作：强度东高西低，沿海（如长三角、珠三角）始终领先，但中西部核心城市（成都、重庆）在快速攀升阶段崛起。
     
   • 跨界网络：从京沪“一字型”主轴发展为京津冀—长三角—珠三角—成渝“四面体”多中心结构，城市群内部合作（如北京—天津、杭州—宁波）显著强化。
     

2. 网络结构特性

   • 整体网络：密度从0.031升至0.085，平均路径长度缩短20.9%，小世界指数下降（7.463→3.790），表明网络从稀疏转向稠密且高效。
     
   • 节点极化：北京、上海度数中心度持续领先（2020年分别为247和182），但中间中心度下降（北京从34.73降至27.63），反映多中心化趋势。
     
   • 层级分化：核心层（北京、上海）、次中心层（深圳、杭州等）与边缘层（中西部中小城市）的“核心—边缘”结构显著。
     

结论与价值
1. 理论贡献
- 首次整合三类专利数据，全面量化中国城市协同创新网络的时空分异，验证了“蜂鸣—管道”理论在跨尺度创新网络中的适用性。
- 提出“四面体”结构模型，揭示了城市群作为创新枢纽的战略意义，丰富了经济地理学“流空间”理论。

1. 实践意义
   
   • 政策建议：
     
     • 网络密集型城市（如北京、上海）需强化跨界知识溢出；
       
     • 本地优先型城市（如老工业基地）应突破路径依赖，拓展外部合作；
       
     • 孤立稀疏型城市（如西北地区）需加强基础设施与创新文化建设。
       
   • 区域协调：支持成渝、长江中游等新兴城市群构建创新走廊，缩小东西部差距。
     

研究亮点
1. 数据创新：突破仅用发明专利的局限，首次纳入实用新型和外观设计，更全面反映创新活动。
2. 方法论整合：结合探索性空间分析与社会网络分析，揭示“空间—网络”双重演化机制。
3. 模式分类：基于本地/跨界协同强度提出四分类框架，为差异化政策提供靶向依据。

其他价值
研究指出，信息技术虽缓解了创新要素流动壁垒，但区域不平衡仍存，未来需关注数字技术对边缘城市创新网络的赋能作用。此外，高校参与度下降的现象警示需优化产学研转化机制。