城市如何在创新网络中发展韧性？——来自中国城市间专利转移的证据

《Sustainable Cities and Society》：How do cities develop resilience in innovation networks? Evidence from intercity patent transfers in China

　　

•提出了一个用于城市创新网络的节点级韧性框架。
•通过连接中断下的功能退化来衡量城市韧性。
•利用 XGBoost 和 SHAP 识别节点韧性的关键预测因子。
•揭示了节点韧性中的非线性关联和潜在阈值。

引言
随着创新劳动的区域分工不断加深，创新活动越来越超越单个城市的边界，并通过知识流动、技术转让和协同研发产生复杂的城际联系（Feng 等，2022；Fan 等，2025）。因此，城市不再仅仅是创新资源集聚的空间单元；相反，它们已成为嵌入跨区域创新网络中的重要节点，参与知识生产和技术扩散（Ma 等，2023）。创新网络的形成加强了城市间的功能联系，同时也使城市创新能力越来越依赖于外部协作联系和网络连通条件。最近的研究也将气候风险与城市绿色创新联系起来，且这种关联因城市类型而异（Zhang & Lee, 2026），突出了外部压力对城市创新的相关性。然而，城际创新联系并不总是稳定的。协作关系的减弱、关键联系的断裂或网络结构的调整都可能影响城市获取知识、组织协作和扩散技术的能力（Hu & Ma, 2025; Zinilli 等，2024）。在此背景下，当创新联系受损时，城市能否继续维持其网络功能，已成为理解区域创新系统稳定性和抗扰能力的一个重要问题。从节点韧性的角度考察城市创新网络，有助于揭示城市创新功能在动态扰动过程中的连续性，并为优化区域创新协作模式和构建高韧性创新系统提供新的分析视角。

现有研究主要考察了城市创新网络的结构特征、中心度、网络嵌入性和创新绩效（Yao 等，2020；Chen 等，2023）。相关研究通常使用度中心度、加权度、中介中心度、接近中心度和结构洞等指标来识别关键节点，并分析它们在知识流动、技术扩散和区域协同创新中的作用（Yuan & Han, 2021）。这些研究为理解城市在创新网络中位置的差异及其功能分工提供了重要基础。最近的研究将此讨论扩展到了城市韧性。Li 和 Luo (2026) 发现创新网络嵌入性与多维城市系统韧性相关，且网络位置存在差异并有显著的空间溢出效应。Chi 等（2026）考察了粤港澳大湾区城市韧性的空间关联演变，识别出了层级网络和有差异的城际角色。这些研究加强了城市韧性的关系理解，但留下了当联系中断时单个城市如何维持其创新网络功能的问题。与此同时，关于网络韧性的研究大多在整体网络层面评估扰动后网络效率、连通性和结构完整性的变化（Jie 等，2024; Xu & Chopra, 2023）。虽然这类研究可以表征整体网络的稳健性，但聚合指标并不能直接揭示不同城市节点在扰动过程中的功能退化轨迹及其异质性来源。

需要注意的是，在城市创新网络中，节点重要性并不等同于节点韧性（Artime 等，2024；Rodríguez 等，2025）。节点重要性主要反映城市在静态网络结构中的位置优势及其对整体网络运行的影响，而节点韧性强调城市在创新联系中断期间维持自身网络功能的能力。换句话说，前者探讨的是在正常网络条件下城市“有多重要”，而后者关注的是在干扰情景下城市能保留“多少功能”（Bhagat-Conway, 2026）。尽管高度中心化的城市可能拥有更多的创新联系和更强的网络影响，但由于协作关系过度集中、对关键连接的依赖性强或缺乏替代渠道，它们在创新联系中断后也可能表现出明显的功能脆弱性（Yin 等，2020）。相比之下，一些非核心城市如果拥有多样化的合作伙伴和充足的替代路径，可能在干扰期间保持相对较高的功能稳定性。因此，仅依赖静态结构指标（如中心度）不足以完全捕捉城市在创新网络干扰下的动态响应能力和功能维持水平。

理解城市节点韧性需要考察局部创新条件和城际联系如何共同塑造城市在干扰下维持网络功能的能力。除了区分节点韧性与结构重要性外，还需要考察支持干扰下功能维持的条件。研究将技术转让连接模式与网络结构韧性联系起来（Ma 等，2024），而最近的证据表明，创新网络嵌入性的韧性含义因网络位置和空间背景而异（Li & Luo, 2026）。这些发现表明，韧性部分取决于外部创新联系是如何组织的。然而，局部创新资源、技术 - 市场活动以及城市支持条件与城市在网络中断期间的功能维持之间的关系仍未得到充分理解。考察这些潜在的非线性关系有助于解释城市节点韧性的差异，并为加强城际创新网络的差异化策略提供信息。

这些考虑提出了一个值得进一步调查的问题：当城际技术转让联系中断时，城市能否维持其创新网络功能，这种能力在城市间有何差异，以及哪些城市特征与这些差异相关？解决这一问题需要从城市在未受干扰条件下的结构位置转向其连接恶化时的功能表现。技术扩散、技术获取、合作伙伴多样性、知识桥接和知识可及性可能对同一干扰做出不同反应。因此，初始网络位置或在单一干扰水平下的观察无法完全描述这些功能如何随干扰加剧而变化。此外，创新能力、经济发展和城市支持条件与节点韧性之间的关系可能是非线性和有条件的，这意味着它们的预测贡献不一定随资源规模连续增加。相应地，本研究通过渐进式移除连接来评估城市功能表现，刻画节点韧性的时空分异，并使用 XGBoost 和 SHAP 考察与城市特征相关的非线性预测关系和交互模式。

本研究在三个方面推进了城市创新网络韧性的研究。理论上，它区分了结构重要性和功能韧性，将城市网络优势的理解从位置显著性扩展到在干扰下维持创新功能的能力。方法论上，它开发了一个整合不同干扰强度下功能退化的多维框架，将网络中断与城市间差异化韧性结果联系起来。实践上，它为差异化策略提供了经验基础，以加强城市创新能力，维持城际技术流动，并在网络干扰下提高区域创新协作的稳定性。

章节片段
城市创新网络研究
城市创新网络为理解城市间知识流动、技术扩散和区域创新协同提供了一个重要的分析框架（Liang 等，2024）。随着创新活动逐渐从单个城市内的资源集聚扩展到跨区域知识交流、技术转让和协同创新，城市通过联合研发、专利合作、技术……

研究设计
为了系统刻画城市创新网络中节点韧性的空间模式并考察与其预测相关的城市特征，本研究基于城际专利转让记录构建了一个有向加权城市创新网络。然后，通过模拟技术转让联系的渐进性受损来表征城市节点的功能维持能力。在此基础上，使用 XGBoost 和 SHAP 来识别相对模型……

城市创新网络中节点韧性的空间模式
从 2001 年到 2024 年，中国城市创新网络的节点韧性总体呈上升趋势，同时表现出明显的空间不均衡模式。具体而言，高韧性城市主要集中在东部沿海地区、主要城市群以及一些省会城市和区域中心城市，其中长三角、珠三角和京津冀地区尤为突出。这些城市高度嵌入……

讨论
嵌入创新网络的城市韧性代表着维持城市间技术流动、保持创新资源稳定循环以及支持区域创新系统可持续发展的关键基础，因此已成为创新地理学和韧性导向城市治理中日益重要的关注点（Hu & Ma, 2025; Ma 等，2024）。关于城市创新网络的研究长期以来一直关注城市……

结论
利用 297 个中国城市从 2001 年到 2024 年的城市间专利转让记录，本研究构建了有向加权城市创新网络，并开发了一个通过网络干扰下的功能保留来衡量节点韧性的框架。在此基础上，进一步引入了 XGBoost 模型和 SHAP 方法来识别影响城市节点韧性的关键因素及其非线性机制。结果表明，中国城市创新网络的节点韧性……

未引用参考文献
Kharrazi 等，2020, Liu 等，2025, Ma 等，2022, Shehadeh 等，2025

CRediT 作者贡献声明
Chunwen Gui：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，可视化，验证，方法学，形式分析，数据整理，概念化。Chengjin Wang：写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，监督，项目管理，资金获取，形式分析，数据整理，概念化。

利益冲突声明
我们特此提交题为《城市如何在创新网络中发展韧性？来自中国企业专利转让的证据》的手稿，拟发表于《可持续城市与社会》。手稿中不存在利益冲突，且手稿已获所有作者批准发表。我想代表作者声明，所描述的工作是原创的，未在其他地方提交或发表。

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