《Frontiers in Public Health》:Spatiotemporal dynamics of low-carbon technology collaboration networks and regional public health governance implications: evidence from China’s Yangtze River Delta
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气候变化与碳密集型发展模式通过加剧空气污染暴露对公众健康构成潜在长期风险。通过区域协同推动低碳技术创新已成为减缓环境健康风险、改善公共卫生治理的关键路径之一。基于2014年至2023年长江三角洲(YRD)企业低碳专利数据,本研究整合空间统计分析、社会网络分析(
气候变化与碳密集型发展模式通过加剧空气污染暴露对公众健康构成潜在长期风险。通过区域协同推动低碳技术创新已成为减缓环境健康风险、改善公共卫生治理的关键路径之一。基于2014年至2023年长江三角洲(YRD)企业低碳专利数据,本研究整合空间统计分析、社会网络分析(SNA)和地理探测器(Geodetector)方法,系统探究低碳技术协同创新网络的时空演化、结构特征与驱动因素。结果表明:(1)长江三角洲低碳创新企业数量大幅增长,呈现明显的空间集聚态势;协同创新网络持续扩张,但区域发展差距正在扩大;(2)上海、宁波、杭州、南京等核心城市在网络中始终占据中心位置,是低碳技术扩散和区域碳治理的关键枢纽,同时合肥、苏州等城市网络中心度显著提升;(3)经济规模、金融支持、技术创新能力和政策投入是塑造网络结构和演化模式的核心驱动因素,这些因素共同影响城市碳减排绩效和环境健康改善。研究结论为强化创新驱动型碳治理、推进低碳转型背景下更加公平和更具韧性的区域卫生体系建设提供了经验证据。
研究背景方面,碳密集型发展模式不仅产生不利的环境和经济后果,还通过加剧空气污染暴露和引发气候相关健康风险对公众健康造成负面影响。现有研究证实,98%的低碳转型情景可通过改善空气质量、增加体力活动和优化膳食结构三大途径产生显著健康效益,其中空气质量改善导致的心血管和呼吸系统疾病发病率及过早死亡率下降构成低碳政策健康协同效益的主要来源。同时,环境退化显著增加社会弱势群体的健康脆弱性,进一步扩大健康不平等;受区域发展水平差异影响,环境治理能力呈现显著的空间不平等,加剧健康风险在区域间的不公平分布。在全球气候变化与低碳转型背景下,中国加速推进"双碳"战略,低碳技术创新成为减排和绿色发展的关键引擎。然而,区域创新能力不均衡造成区域间碳治理和环境治理差距,进而导致公共健康风险的空间不平等。长江三角洲作为中国高质量发展核心增长极,承担环境治理和绿色低碳一体化发展的国家战略使命,面临低碳创新与健康治理不平衡的典型挑战。现有研究多聚焦空间分布及其经济效应,对跨区域创新协同与结构演化关注不足,尤其缺乏公共卫生视角的考察;同时,鲜有研究将企业空间分布与创新协同网络纳入统一分析框架,且缺乏聚焦于低碳技术等特定技术领域的企业层面微观研究。
研究人员基于2014年至2023年长江三角洲41个城市40,889家低碳技术创新企业的103,876项专利数据,以有多个申请人的37,159项专利构建企业间协同创新网络,采用空间统计分析、社会网络分析和地理探测器方法,系统刻画低碳技术创新时空格局与网络结构,揭示其动态演化过程与驱动机制。空间统计方法运用ArcGIS软件进行空间自相关分析、热点探测和标准差椭圆分析;社会网络分析运用Gephi软件计算网络密度、平均度、加权度中心度(Weighted Degree Centrality)和中介中心度(Betweenness Centrality)等指标;地理探测器以2023年网络加权度中心度和中介中心度为因变量,从科技创新、经济金融、地方政策与基础设施三个维度选取14项因子,采用自然断点法分级后进行因子探测和交互探测。
时空演化特征方面,低碳技术创新企业数量呈显著上升趋势,江苏省增长最为显著,从2014年的849家增至2023年的10,958家;所有省市在2017年经历第一次爆发式增长,2020年"双碳"政策下再次显著增长。空间自相关分析显示莫兰指数(Moran's I)各年均显著为正,2023年达到峰值0.3873,表明空间集聚趋势持续强化;热点区高度集中于以上海为核心的邻近城市,冷点区主要分布于皖北的蚌埠、亳州、宿州等地,呈现明显的梯度差异。标准差椭圆分析显示椭圆中心除2017年位于苏州外均稳定在无锡,长轴标准差先增后减,旋转角度从125.77度增至140.40度,表明空间格局经历"分散—再集聚"过程,核心城市辐射带动效应增强。
网络整体属性方面,2014年至2023年间网络节点从30个增至40个,边数从64条增至227条,平均度从2.133升至5.675,加权平均度从8.967升至峰值39.432(2020年)后回落至26.25;网络直径从5降至4,平均路径长度从2.423降至2.092,网络密度从0.074升至0.146,平均聚类系数从0.255升至0.529,表明网络从"碎片化连接"向"整体连通"演进,小世界网络特征逐渐凸显,结构效率显著提升但也可能固化核心节点集聚优势。
网络空间格局方面,按自然断点法分级,上海、宁波、杭州、南京始终位居加权度中心度最高层级,构成网络主核心;苏州、合肥等新兴节点城市中心度显著提升,合肥于2023年进入最高层级。合作强度呈现明显层级差异,高水平合作主要发生在核心城市之间(如宁波—上海、杭州—宁波),低强度合作多见于外围城市;跨省合作有所加强但省内合作仍占主导,行政边界和经济地理邻近性仍是重要影响因素。中介中心度排名显示南京、上海、合肥始终位居前三,南通、宁波中介作用显著增强,表明省级省会城市承担关键枢纽功能,网络演化主要由少数枢纽城市驱动,存在显著的层级分化。
驱动因素方面,地理探测器分析表明所有因子均在1%水平上显著。对加权度中心度解释力最强的是年末金融机构贷款余额(q=0.864)和GDP(q=0.828),反映经济规模和金融支持是核心驱动力;低碳技术创新企业数量(q=0.782)和专利授权数(q=0.780)等科技创新因素,以及科技支出(q=0.764)等政策基础设施因素也具强解释力。对中介中心度解释力最强的是GDP(q=0.849)和科技支出(q=0.847),高等教育机构(q=0.757)和专利授权数(q=0.725)的解释力较其对加权度中心度更强,表明科研系统的桥梁功能更为关键。交互探测显示低碳技术创新企业数量与其他因子的交互均呈双因子增强效应,其中与科技支出的交互q值达0.921,与年末贷款余额达0.917,表明"创新主体+金融支持"和"创新主体+政策支持"的协同效应显著增强城市的网络中心地位和枢纽功能。但这种多维驱动模式也可能固化核心城市的先发优势,加剧低碳创新资源的空间极化,扩大区域环境治理能力和公共健康风险防控能力的差距。
公共卫生治理启示方面,研究从四个维度展开:第一,低碳创新活动的核心—外围分布格局意味着技术获取和污染减缓能力的不平等,需将空间公平纳入公共卫生治理;第二,网络连通性和知识扩散效率提升的同时,核心城市主导的扩散路径使技术进步收益分配不均,提高网络包容性对减少区域环境健康结果差异至关重要;第三,高加权度中心度城市集聚创新资源,高中介中心度城市促进跨区域知识流动,有效公共卫生风险减缓依赖创新能力和扩散效率的双重提升;第四,经济、金融、技术和政策因素的强交互效应表明公共卫生治理需要协调性的多维政策干预。低碳创新网络作为影响环境质量和人口健康的上游机制,促进更具包容性和连通性的网络建设对实现有效气候治理和公平健康结果至关重要。
研究结论指出:第一,低碳创新活动空间分布呈现显著集聚与动态演化并存特征,核心城市持续发挥创新枢纽功能,外围地区尤其是皖北相对落后,区域差距持续存在;第二,协同创新网络向更复杂、更连通、更高效方向演进,但核心—外围结构的主导地位指向结构性失衡和路径依赖风险;第三,高加权度中心度城市与高中介中心度城市发挥不同但互补的功能,前者体现资源集聚和参与强度,后者充当跨区域知识流动的关键中介,网络嵌入性与经纪角色共同塑造创新系统性能和韧性;第四,网络形成和演化受经济规模、金融支持、技术创新能力、政策制度条件等多维因素驱动,且存在显著交互效应,创新主体、金融资源和政策支持的耦合机制不仅强化网络连通性,也提升协同创新的效率和可持续性。
政策建议包括:鼓励上海、苏州、无锡等热点城市向蚌埠、亳州、宿州等冷点城市输出人才、资本和相关技术,增加基础设施投资和政策支持以提升冷点区域低碳技术创新能力;支持上海、南京建立长江三角洲低碳技术合作创新中心,强化核心城市枢纽功能;建立和完善跨省低碳技术创新企业合作机制,通过跨省信用支持、简化跨省合作流程、设立长江三角洲低碳技术创新合作与研发专项资金等措施减少行政壁垒;鼓励高校、科研院所与低碳技术创新企业形成产学研(IUR)联盟,建立长江三角洲低碳技术创新交易平台以促进专利转化和扩散;将健康影响评估纳入低碳创新政策规划评估体系,在创新平台建设或研发项目资助中要求评估政策预期健康协同效益,并定期监测低碳技术实施区域的空气质量改善和人群健康结果,建立创新活动与量化健康效益相链接的反馈机制。
研究在理论层面推进了空间分布与协同创新网络的统一分析框架,揭示了地理邻近性与网络嵌入性的动态互构过程;深化了对创新系统枢纽节点差异化角色、形成机制和功能异质性的理解;将低碳创新网络概念化为"上游健康基础设施",系统建立了技术协同、环境结果与公共卫生影响之间的关联,为通过技术和空间治理视角理解健康不平等提供了新分析框架。