京津冀城市群科技合作网络的演进分析*

潘涛 王丽华 梁怡然

(河北大学经济学院）

一、引言

京津冀城市群有着丰富的创新资源和雄厚的产业基础，其协同发展对于平衡发展差距日益扩大的南北方意义重大。城市群科技合作网络的演化研究是现有科技合作网络研究的一大重点，学者们主要从节点和网络层面分析网络的演化特征。王承云等利用联合发明专利授权数据信息，构建长三角城市群科技创新合作的本地网络与跨界网络，从整体网络指标、块模型等角度探究本地网络与跨界网络的演变路径。韩童茜等基于论文合著数据构建长三角城市群科研合作网络，探究科研合作整体网络、核心网络及核心节点的演化特征。韩文丽和杨鑫垚利用城市间联合专利数据构建成渝城市群和珠三角城市群创新网络，对两大城市群创新网络的总体结构、节点网络地位及子群关系进行比较分析。本文以京津冀城市群为研究对象，以城市为节点、城市间论文合著关系为连线构建京津冀城市群科技合作网络，运用社会网络分析方法探究京津冀城市群科技合作网络的演化特征。

二、研究设计

（一）研究区域

京津冀城市群既包括北京、天津两大直辖市，又囊括了河北省的11个地级市，分别是保定、唐山、廊坊、石家庄、秦皇岛、张家口、承德、沧州、衡水、邢台、邯郸，还包括河南省的安阳。

（二）数据来源

论文是科技合作的重要产出与研究成果，合著论文可以在一定程度上展现科技资源和知识资本的扩散途径。因此，本文以京津冀城市群14个城市的合著论文数量来反映城市之间科技合作情况。论文数据来源于Web of Science核心合集数据库，该数据库作为全球获取学术信息的重要数据库，具有较高的权威性。

（三）研究方法

社会网络分析法（Social Network Analysis, SNA）是度量及分析复杂网络结构和特征的有效方法，既能应用于整体网络的研究，又能揭示各种网络的微观结构和内在关系。本文以京津冀城市群各城市为网络节点、城市间的论文合著关系为连线构建京津冀城市群科技合作网络，运用社会网络分析方法探究科技合作网络的演进特征。

三、京津冀城市群科技合作网络演进分析

（一）科技合作网络整体结构演进分析

由表1可知，三个阶段网络规模均实现了14个城市全覆盖，表明京津冀城市群中每个城市都至少与其他城市开展了科技合作，网络规模处于稳定状态。虽然网络规模较为稳定，但各城市间的科技合作关系总量逐渐上升。2006-2010年网络密度较低，仅为0.429，但随后持续上升，2016-2020年达到0.912，表明京津冀城市群科技合作网络中城市间的联系趋于紧密。聚类系数在三个阶段内不断上升，在2016-2020年达到了0.963，与1非常接近，说明京津冀城市群科技合作网络具有显著的集聚效应。凝聚力指数从2006-2010年的0.714增加到2016-2020年的0.956，表明京津冀城市群科技合作网络凝聚力不断增强。各节点间的平均路径长度持续下降，从2006-2010年的1.571下降至2011-2015年的1.396，2016-2020年降至最低，平均路径长度为1.088，表明城市间开展科技合作变得越来越容易，合作交流成本逐渐下降，有助于合作效率的进一步提高。

表1 京津冀城市群科技合作网络整体结构指标

（二）科技合作网络中心度演进分析

本文以城市节点的度数中心度、中间中心度和接近中心度来反映京津冀城市群科技合作网络中各城市对网络的控制能力，以期揭示网络的内在结构特征。

度数中心度用来衡量网络中节点与其他节点的联系程度，城市的度数中心度越高，表明该城市居于网络较为中心的位置。由表2可知，各个城市的度数中心度均不断上升，表明各个城市与其他城市的科技合作程度不断提高。具体来看，北京始终居于榜首，表明北京一直在京津冀城市群科技合作网络中占据核心位置。天津和石家庄虽然在2006-2010年度数中心度低于北京，但在2011-2015年和2016-2020年持续上升，与北京基本持平，处于网络的中心位置，表明这两个城市在网络中的地位越来越重要。其余城市中，保定的度数中心度处于较高水平，并且呈现持续上升的态势。

表2 京津冀城市圈群科技合作网络中心度分析

中间中心度用来衡量网络中行动者对资源控制的程度，城市的中间中心度越高，表明该城市对资源的控制能力越强。由表2可知，北京是京津冀城市群科技合作网络中最为关键的枢纽，三个阶段的中间中心度均排名第一，表明京津冀城市群中北京对资源的控制能力最强，掌握着网络中大量的信息。天津和石家庄的中间中心度在2006-2010年低于北京，但在2011-2015年和2016-2020年与北京的差距逐渐缩小，基本与北京持平，表明这两个城市对资源和信息的控制能力不断提高，逐渐成为网络中资源共享和信息流通的重要节点。

接近中心度用来衡量网络中节点不受他人控制的程度，城市的接近中心度越高，表明该城市越不容易受其他节点城市控制，独立性越高，自主创新能力越强。由表2可知，同度数中心度与中间中心度两个指标一样，北京的接近中心度始终排在第一位，与网络中的其他节点城市较为接近，在进行信息传播时受到其他节点的约束较少，不容易受其他节点城市控制，在京津冀城市群中自主创新能力最强。石家庄和天津的接近中心度虽然在2006-2010年分列第二、第三，但在2011-2015年和2016-2020年与北京并列第一，在网络中较少依赖其他节点传播信息，自主创新能力逐渐增强。

（三）科技合作网络凝聚子群演进分析

本文根据已有研究，选用迭代相关收敛法（CONCOR），以最大分割深度为2、收敛标准为0.2，对京津冀城市群结构进行划分，结果见表3。由表3可知，三个阶段的京津冀城市群科技合作网络均分为4个子群。2006-2010年，第一子群由北京和天津构成，网络中心度较高、相互联系较为紧密的两个核心城市；第二子群由保定、唐山、廊坊、石家庄、秦皇岛、张家口、安阳7个城市组成，其中石家庄、保定、唐山是除了北京和天津之外，在网络中占据较为重要地位的城市，与其他城市的科技合作联系较多；第三子群包含承德、衡水两个城市，网络中心度较低，第四子群由沧州、邢台、邯郸组成，创新联系较弱。2011-2015年和2016-2020年的分区较为一致，第一子群均由北京、廊坊构成，北京作为京津冀城市群科技合作网络的核心城市，在地理位置上与廊坊邻近；第二子群均由唐山、天津、秦皇岛、安阳构成，天津和唐山在网络中占据较为核心的位置，掌握着一定的信息和资源；第三子群都包含保定、石家庄、承德、张家口；第四子群都包含邢台、衡水，二者都属于联系较弱的边缘城市。

表3 京津冀城市群科技合作网络凝聚子群分区表

（四）科技合作网络结构洞演进分析

结构洞的占据者具有信息优势和控制优势，既可以获取较为丰富的非冗余的创新资源，又可以控制知识集散，因而更具竞争优势。结构洞通常用限制度指标来衡量，限制度越低，城市运用结构洞的能力越强。由表4可知，各城市在三个阶段的限制度逐渐下降，表明京津冀城市群运用结构洞的能力整体上有所增强。2006-2010年，北京、石家庄、天津、保定等城市在科技合作网络中受到的限制较小，运用结构洞的能力较强；而衡水、沧州、邢台、安阳等城市限制度较高，表明这些城市在科技合作网络中受到的限制较大，运用结构洞的能力较弱。2011-2015年，北京、石家庄、天津、保定等城市仍然保持较强的结构洞运用能力，张家口、沧州、衡水、安阳等城市在网络中受到的限制程度较高。2016-2020年，北京、天津、保定、石家庄等城市的排序虽然稍有变化，但在京津冀城市群中受到的限制程度处于较低的水平，沧州、衡水、邢台、安阳等城市运用结构洞的能力较弱。

表4 京津冀城市群科技合作网络结构洞限制度指标