基于CiteSpace的科技创新数字生态系统可视化研究

石翠仙

（中共河北省委党校，石家庄 050000）

随着新兴数字技术的迅速发展和迭代，特别是数据要素成为继土地、劳动、资本和技术之后的第五大生产要素，数据要素高效配置和数字技术整合应用成为新发展阶段构建新发展格局的强大驱动力[1-2]。国务院印发《“十四五”数字经济发展规划》进一步明确“十四五”期间要“以数据要素为关键要素，以数字技术与实体经济深度融合为主线，加强数字基础设施建设，完善数字经济治理体系，协同推进数字产业化和产业数字化”。2022年6月22日下午习近平总书记主持召开中央全面深化改革委员会第二十六次会议，审议通过了《关于构建数据基础制度更好发挥数据要素作用的意见》，明确“建立数据产权制度”“数据交易制度”“数据协同治理模式”。各地市也相继出台了一系列促进数据要素价值化、打造数字经济高地的政策举措[3-4]。数字技术深刻颠覆了生活方式、商业模式和政府治理模式。

数字技术正催生和聚合各类创新资源，为科技创新生态发展注入新动能。数字创新深度融合了信息技术、产品与服务，改变了产品与服务形态、消费方式、企业的经营和竞合，超越了传统创新理论的边界[5]。二十国集团领导人第十五次峰会中指出，以科技创新和数字化变革催生新的发展动能。加强数据安全合作，加强数字基础设施建设，为各国科技企业创造公平竞争环境。根据创新理论，创新被认为是在持续变化环境中提升竞争优势的关键。数据要素通过要素驱动、融合激发、协同提升、反馈正配机制，改变着经济运行的微观基础，促使结构优化、模式创新与制度变革，推动生产、组织和交易效率提升，也提高了资源配置的水平。科技创新生态因数字技术，出现企业与企业、企业与其他类型组织之间合作愈来愈紧密的状态。也使得企业合作伙伴、资金、资源、供应商、研发转化和客户等形成更为紧密和更为大范围的关联，拓展创新生态系统形成新的理论内涵，呈现出技术驱动特性。同时也重塑了创新生态系统的边界与运行规则，因数字技术引发创新生态系统呈现新特征、新过程，各子系统是否能够成功适配都是亟待研究的问题。可见，数字技术是科技创新生态的硬支撑。通过营造良好的科技创新数字生态，使得数字生态成为促进科技创新的重要源泉与范式[6]。因此，研究数字科技创新生态系统的运行机理及其共生演化路径具有重要的理论和现实意义。

总体而言，科技创新数字生态系统表现出2种明显特征：数字化在创新生态系统的技术扩散特征和数字化与创新生态主体行为深度融合的价值共创特征。第一种特征强调数字化的产生应用，重在数字化技术机理；第二种强调生态系统的整体演进，重在数字治理理论的延伸拓展。两者相互渗透推动创新生态系统整体提升。要想全面了解学界对此领域的关注现状，通过传统的文献综述，会因人阅读的局限性和主观性而不能完全覆盖和准确分析。在科技创新数字生态研究领域，采用CiteSpace对文献梳理和全面整理阙如，本文研究弥补这一不足。

在数字技术成为高质量发展新引擎的背景下，科技创新生态系统因数字技术的引入发生了什么变化？科技创新数字生态系统研究进展如何？目前的研究热点有哪些？这些热点簇又是如何演进的？未来可能的研究领域在哪？针对这些问题，采用CiteSpace软件尝试回答。从中国知网（CNKI）通过关键词下载2008—2022年科技创新数字生态领域研究相关文献，实现目标文献可视化分析，以期望对科技创新数字生态相关研究提供研究基础和参考。

1 研究设计

1.1 研究方法

采用CiteSpace分析主题文献。CiteSpace是陈超美教授应用Java计算机编程语言开发的信息可视化分析软件[7]。CiteSpace采用特定算法对特定领域文献（集合）进行计量，以探寻出学科领域演化的关键路径及其知识拐点，并通过一系列可视化图谱的绘制来形成对学科演化潜在动力机制的分析和学科发展前沿的探测。CiteSpace能够对所选取文献进行耦合、聚合和时序等发展态势、趋势进行科学计量，使用者能够通过对知识图谱的绘制、生成和解读，看到知识图谱将会如何改变看世界的方式[8]。

对全部相关文献进行全样本聚合分析，极大克服了研究者对研究领域的主观性。因此，采用科学图谱分析方法，选择时间切片为1 a，节点类型为作者、机构和关键词，绘制作者、机构和关键词聚类图谱，在此基础上，为更清楚理解文献演变，再生成TimeLine、Timezone、Burstness的共现时间线图谱、时区图谱和突显关键词，根据这些知识图谱对科技创新数字生态系统研究的进展、热点和演变进行梳理。

1.2 数据来源与处理

笔者以中国知网作为源数据库，对相关研究学术史梳理检索主题为“数字”“数据”“人工智能”“区块链”“信息技术”和“科技创新生态系统”等，选择中文核心期刊和中文社会科学引文索引（CSSCI）为论文来源期刊，检索时间为2008年1月到2022年6月，时间跨度为15 a，检索后对所有文献检查取消与主题无关的文献，并将所有分类搜索的结果通过TXT文本合并器合并到一个文件中，最后剩余有效记录635篇。

2 研究进展

2.1 文章发表数量

从CiteSpace中经过数据去重（去重文件log.txt：635 Records Found in Total、601 Unique Records、34 Duplicated Records、0 Invalid Records），自动得到每年发文量，2008—2022年此领域发文数量变化趋势如图1所示。

图1 科技创新数字生态领域发文数量

从图1可以看出，2012年是一个关键节点，出现科技创新数字生态领域文章陡增现象。主要原因是党的十八后，我国实施创新驱动战略。进入大数据时代，数据就是加速科技创新生态完善的最佳杠杆。从图1中还发现第2个陡增现象出现在2017年，这一年是党的十九大召开年。在党的十九大中提出通过科技创新建设现代化经济体系，为数字中国打好基础。2020年后发文量持续增加，这是因为《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》将创新放在现代化建设全局的核心地位，提出优化科研力量配置和资源共享、推动产业链上中下游、大中小企业融通创新等重要战略要求。2020年中共中央、国务院出台《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》，对数据要素对市场配置中重要作用予以肯定，并做出顶层规划。数据要素通过数字技术实现流通和市场配置，科技创新生态体系通过人工智能、区块链、大数据和云计算等数字技术实现变革。因此，构建数字技术创新集群发展生态是推进科技创新数字化转型升级的重要引擎。图1中可以看出，随着党中央对数字技术、科技创新关注度的提升，学者在数字技术与科技创新生态研究领域的交叉研究也在持续升温。

2.2 作者簇核心节点及关系图谱

作者合作关系图谱中，可以看到核心作者与合作关系，作者合作网络能够揭示不同作者在该领域的研究兴趣及其链接关系[9]。合作关系图谱是分析核心作者，反映了该作者在某一领域是否具有一定的影响力的可视化反映。在CiteSpace的选择输入标准（selectioin criteria）中设置top值为50，表示从每个时间切片中选择最常引用或出现的前50个项目，合作图谱中节点（Node）越大，说明其发文量越大。在作者合作网络图谱中（阈值Threshold=6）（图2），在635篇文章中发文最多的有6位学者，是科技创新数字生态领域的核心作者，分别是薛琼琼、金姝彤、束超慧、何寿奎、陈劲、王海军，发文量在12篇。虽然从作者合作连线上较少，作者之间合作较少，但核心作者之间合作关系紧密。笔者为了进一步了解核心作者研究领域，对其所发表论文进行认真阅读，总结其主要观点（表1）。分析可知：核心作者专业为经济、管理、科学方向交叉领域，说明此研究领域具有一定知识融合要求。

图2 科技创新数字生态领域作者合作知识图谱

表1 科技创新数字生态领域核心作者发文量及主要观点

2.3 机构合作知识图谱

从机构合作情况图谱（图3）可以看出科技创新数字生态领域的主要研究机构，分别是中国科学院科技战略咨询研究院、北京邮电大学经济管理学院、河北工业大学经济管理学院和沈阳工业大学管理学院等，这些大学是该领域研究的中坚力量。从节点大小看出，中国科学院科技战略咨询研究院是2019年后最大节点，以这个最大节点形成星状拓扑结构，有超过13家机构与其有密切合作，形成稳固的合作群，但是中央节点外的机构之间合作并不是特别好，未形成点点链路。

图3 科技创新数字生态领域机构合作知识图谱

3 科技创新数字生态领域研究热点

3.1 基于关键词的热点概述

在关键词共现与聚类分析图中（图4），分析共被引关系，探究科技创新数字生态领域研究主题和发展脉络，属于现状研究。经分析发现，342个关键词形成16个聚类，模块值（Modularity，Q值）为0.694 5，Q>0.3意味着聚类结构显著。聚类标号数字越小，聚类中包含的关键词越多。聚类平均轮廓值（Silhouette，S值）为0.966 6，S>0.5意味着聚类是令人信服的。聚类中创新驱动、协同创新、生态系统和产业集群等出现交叉链接与叠加效果，说明这些主体之间的相互交融、互相影响的内在逻辑关系，另一方面也说明主题的密切相关性。

图4 科技创新数字生态领域关键词共现与聚类图谱

将聚类分类显示，同一聚类的关键词按照时间线被排列在同一个水平线上，形成时区图及突显词词谱（图5），从时区线图谱中能够清晰地看到相同聚类的不同关键词的动态演变过程。相对于聚类视图内部相互关系的关注，时间线聚图更加关注聚类之间的相互联系和相互影响，更关注于每一个行的节点的动态演示。通过时区图观察科技创新数字生态系统研究主题演变。首先，2012年是文献聚集出现年，研究内容涉及科技创新理论、高新区和产业集群等重点内容。其次，从这个时区图上点击某1个节点，选择节点详情功能，可以看到这个节点所有的关键性文献发文量变化趋势图，鉴于内容较多，未全部列出。从节点连线也可以看到大数据技术节点从2014年以后开始被涉及，人工智能节点从2018年开始大范围被涉及，这2个节点从这2个年份开始，均成为关键衔接节点。其三，2012年、2014年、2018年发表的文献较多地影响聚类走势分析。最后，对于突显词分析。在确定年份出现关键性的转折点，就如新概念[10]的提出影响研究走势（图6）。

图5 科技创新数字生态领域关键词时区图

图6 科技创新数字生态领域突显词

3.2 关键词研究热点与时区动态分析

3.2.1 高新区相关研究

高新区高质量发展研究是科技创新数字生态系统领域频率最高的关键词（表2），占总样本的26.84%。相关研究从2012年激增，后续年份中相关研究关联较多，这说明学界对高新区高质量研究关注较多。相关研究表现出3个特征：研究内容上，包括高新区高质量发展测度研究、数字生态系统内涵研究等。研究方法上，包括纵向探索性单案例研究、生态系统隐喻等多样性方法。在科技创新数字生态理论研究和案例研究上都有深度探讨。

表2 科技创新数字生态领域关键词频率

3.2.2 创新生态研究

创新生态系统研究包含生态系统、产业集群、协同创新、创新驱动和创新绩效5个聚类，总发文量92篇，占总样本的20.12%。从文章内容来看，包括创新生态理论研究、科技创新结构体系研究方向、协同创新理论与实践研究等。

3.2.3 新一代信息技术与科技创新融合研究

新一代信息技术与科技创新融合研究包含人工智能、数字经济等2个聚类，总发文量33篇，占总样本的10.37%（表2）。具体到文献内容分析来看，包括科技创新生态的数字机理研究、科技创新生态数字路径研究、科技创新生态框架变化和范式重构研究等。

4 结论及展望

4.1 结论

本文利用CiteSpace绘制知识图谱，对科技创新数字生态系统的2008—2022年的635篇文献从发文时间分布、研究热点与研究路径演变、研究前沿、主要机构及关键作者等方面进行可视化分析，得出以下研究结论。

（1）发文时间。科技创新生态系统领域相关研究有4个关键时间。2012年，集中在科技创新生态理论研究；2014年，学者对科技创新生态中数字化转型特征比较关注，形成热点；2018年，人工智能技术成为科技变革的主要力量，对其理论研究及测度方式研究形成热点；2021年，数字经济、数字创新与科技创新、科技变革融合研究形成热点。

（2）发文作者及发文机构。出现以中国科学院、清华大学、沈阳工业大学、河北工业大学为核心的机构合作网络，跨机构的作者合作需要加强。

（3）关键词分析。研究热点始终沿着科技创新生态系统理论与框架的经典主题向以新技术为促进的创新生态新兴主题演进。随着热点的转变，科技创新生态系统被赋予数字化内涵，主要体现在人工智能、大数据等新一代信息技术与科技创新生态融合形成的时代特性。

4.2 展望

综合以上分析，科技创新数字生态领域正在不断加深融合，从基础理论研究到技术方法融通创新，为未来继续研究奠定了基础。然而，因数字技术影响科技创新生态机理发生变化，在融合机理理论、框架结构、运行模式和测度方法等方面都需要加深研究。对科技创新数字生态研究未来提出几点展望。

（1）数字化转型整体战略背景下，基于创新生态系统理论的多主体构成与交互作用会向“环境—网络—主体—要素”协同创新四位一体路径演进[11]。在数字化环境下，形成供给侧与需求侧动态平衡,这种平衡是一个地区获得持续竞争优势的关键所在[12]。科技创新数字生态系统是一种复杂网络，其强调创新主体之间、创新主体与环境之间的相互影响、相互依存和相互促进,通过共生形成具有生态系统特征的网络化系统。相关研究也会在复杂网络领域加深理论探究。

（2）创新过程数字化成为常态，智能终端的互联与科技创意设计资源的数字化，在线创新用户群体规模迅速扩大，在线科技创新观察、在线区域创新数据获取成为常态，引发科技资料处理方式和科技创新合作交流方式的巨变为区域创新创造大量的数字化“缄默知识”与动态数据。创新主体交互、传递、共享的新资源与新能源出现明显数据驱动效应，这也是创新竞争者相互争夺的新砝码。相关研究会深入技术机理与科技创新生态耦合探究。