农业科技协同创新网络结构及其演化特征研究
——基于2007—2019 年“神农中华农业科技奖”的分析

崔乾慧，高启杰

（中国农业大学人文与发展学院，北京 100193）

农业科技创新是提升农业质量、效益和竞争力的关键。当前，我国存在的重大原创性前沿性成果较少、科技创新绩效水平较低、农业科技投入不足等问题制约了农业科技创新能力的有效提高[1-3]。解决这些问题的关键在于农业科技协同创新。我国大约90%的重大技术创新项目都是通过协同创新开展的[4]，科技协同创新能够协调知识、资源与行为，促进科技创新要素在区域间的流动，进而优化科技资源配置。因此，突破农业技术发展瓶颈需要依靠协同创新的力量[5-7]。

针对我国农业科技协同创新，现有研究从横向协同与纵向协同方面开展了大量研究。在横向协同方面，现有研究主要是基于协同创新主体和地区角度分析协同创新的驱动因素和影响因素，以期提高农业科技协同创新绩效。研究发现不同主体和地区参与协同创新的主要驱动因素是实现优势互补、降低学习成本和提高创新效率[8-9]，良好的政策支持与推动、创新能力高的机构引领与带动是提高协同创新绩效的重要影响因素[10-12]。在纵向协同方面，现有研究主要针对农业科技协同创新体系进行分析，探索农业科技协同创新体制与运行机制，以期完善协同创新体系的制度安排。研究发现农业科技创新体系的纵向协同能够协调农业科技在研发与推广环节的行为、目标及内容，加强农业科技创新体系内部的分工与协作，进而解决农业科技创新体系条块分割与力量分散的问题[13-14]。

现有研究较少关注横向协同与纵向协同而形成的农业科技协同创新网络，而研究这一问题有利于优化农业科技资源配置，深入推进农业科技协同创新，从而促进农业高质量发展。因此，本研究试图对以下3 个问题进行探讨：第一，构建农业科技协同创新网络的分析框架；第二，分析农业科技协同创新网络的结构特征及演化特征；第三，提出优化农业科技协同创新网络的具体措施。

1 数据来源与研究方法

1.1 数据来源

本研究的数据来源于2007—2019 年中华人民共和国农业农村部公示的“神农中华农业科技奖”（以下简称“神农奖”）①，分析样本为科学研究类成果一等奖、二等奖和三等奖。选择“神农奖”作为分析样本的原因主要是：第一，“神农奖”是高质量农业科技创新的有效体现，它主要颁发给对农业科技进步具有显著影响、致力于解决农业中的重难点或关键技术问题的科研成果，选择“神农奖”作为分析样本有利于了解高质量农业科技的创新特点；第二，“神农奖”的获奖成果大多是由科研院所、高校、企业等主体合作完成的，选择“神农奖”作为分析样本研究农业科技协同创新网络的结构及特征有一定代表性。

1.2 研究方法

1.2.1 WSR 系统方法论

WSR 系统方法论是“物理—事理—人理方法论”的简称。WSR 系统方法论中的“物理”指物质运动的机理，核心问题为“是什么”；“事理”指做事的道理，核心问题是“怎么做”；“人理”指做人的道理，核心问题是“最好怎么做”。WSR 系统方法论在管理科学领域已得到一定程度的应用，基于WSR 系统方法论进行研究可以系统地、有层次地分析农业科技协同创新网络，即从整体上认识农业科技协同创新网络，再分层研究农业科技协同创新网络的演化特征，从而达到“懂物理、明事理、通人理”的效果。

1.2.2 社会网络分析

社会网络是网络节点与节点间关系组成的集合。基于社会网络的分析，有利于发现不同群体或组织间的关系结构。本研究运用社会网络分析方法对农业科技协同创新网络进行研究，并通过Gephi软件构建协同创新网络。协同创新网络中的度、中心性、网络密度、模块化指数、网络聚集系数等可以反映协同创新网络结构特征及网络演化趋势。

2 农业科技协同创新网络的WSR 分析框架

基于WSR 系统方法论可以认为，农业科技协同创新由“物理”“事理”和“人理”构成。因此，本研究结合顾基发等提出的WSR 系统方法论构建农业科技协同创新三维分析框架[15]，如图1 所示，以期为探究农业科技协同创新网络的结构特征及演化趋势奠定基础。

图1 基于WSR 的农业科技协同创新三维分析框架

2.1 农业科技协同创新网络的“物理”（W）分析

就农业科技协同创新网络而言，物理维度的研究对象包括协同创新主体及创新网络涉及的项目、资源、信息、环境等。其中，农业科技协同创新网络的构成主体一方面包括直接从事或参与农业科技创新活动的行为主体，即研究开发机构（政府研究机构、高校、企业）、传播机构（推广与咨询服务机构、教育培训学会或协会）、应用机构（农业生产企业、农户）；另一方面包括为农业技术创新提供政策、经济及资源环境等条件保障与服务的机构与人员，如政府、市场和金融机构等[16]。研究农业科技协同创新网络的物理，即网络形成的客观规律，需遵循真实性、可靠性、客观性的原则，掌握经济学、管理学、心理学、社会学、传播学、教育学等方面的知识，才能更好地认识各机构转移、整合与利用资源的过程。

2.2 农业科技协同创新网络的“事理”（S）分析

就农业科技协同创新网络而言，事理维度的研究对象是实现协同创新的策略与方案。农业科技协同创新网络的事理是在追求协调与效率的基础上研究组织、系统管理的方法及做事的道理，需要研究者掌握管理科学、系统科学方面的知识。农业科技协同创新网络的事理主要包括以下内容：第一，制度。制度的建立有利于构建稳定的经济秩序，确定主体间的协作和竞争关系。农业科技协同创新网络相关的制度是指机构、创新网络、子系统的基本制度，涉及参与主体和合作网络的投资制度、人事制度、利益分配制度、技术合作制度等方面。第二，政策。以农业科技协同创新阶段作为划分依据，包括农业技术研究开发、新技术传播、新技术应用3个方面的政策。第三，规章。农业科技协同创新网络相关的规章主要是指创新、学习、资源流动、奖励、分配、合作、交流等方面的规定。第四，法律。农业科技协同创新网络相关的法律包括公司法、专利法、税法等。了解农业科技协同创新网络的事理，有利于加强创新网络中各主体间的信息交流与互动，提高协同创新各阶段的任务、行为规范、发展路径、评价机制的合意性，实现协同创新的预期目标并发挥1+1 ＞2 的协同效应。

2.3 农业科技协同创新网络的“人理”（R）分析

农业科技协同创新网络是一个由机构组成的有机体，它离不开人的作用。就农业科技协同创新网络而言，人理维度的研究对象是主体之间、主体与网络之间的关系。研究农业科技协同创新网络的人理，就是在追求成效与和谐的基础上研究人与人之间的关系及为人处事的道理，需要研究者掌握行为科学、心理学的知识。农业科技协同创新网络的人理包括人机结合、人与人之间协调、场。具体而言：第一，人机结合。人机结合指的是人在技术创新过程中的参与路径，研究这一问题是为了帮助技术创新的实现及成果的转化应用。第二，人与人之间协调。人与人之间协调的层次从低到高包括利益协调、关系协调、“知”的协调、情感协调。其中，利益协调是指参与主体在风险共担、交易成本、盈余分配方面的协调；关系协调是指主体内部、主体与主体之间关系的协调；“知”的协调不局限于掌握技术研发、转化等方面知识的认识与理解，还包括知识与信息在群体间的流动、知识得以有效运用的过程；情感协调是主体之间合作或竞争状态的协调。第三，场。农业科技协同创新的“场”指的是场所或地点。人理是建立在事理和物理基础上的，同时，事理和物理离不开人理的支持。因此，研究农业科技协同创新网络的人理，有利于协调创新网络中个体与整体之间的利益，促进技术、信息、资源等在创新网络中的流动，从而保障协同创新目标的有效实现。

3 农业科技协同创新网络分析

面对经济发展、社会变化等复杂问题，以传统还原论思想为主导的科学理论框架并不能实现对复杂问题的完全认识，在此基础上，钱学森教授及其学生提出了从定性到定量、科学理论与经验知识结合的综合集成方法论。本研究基于综合集成方法论与WSR 系统方法论的思想，构造农业科技协同创新合作网络及关键词网络，通过对网络属性的分析，诠释物理、事理、人理观念在农业科技协同创新中的应用，深入研究农业科技协同创新网络的主体是什么（物理）、农业科技协同创新网络中主体如何综合集成（事理）、农业科技协同创新网络中主体间关系及其变化特征（人理）。

3.1 机构合作情况分析

分析农业科技创新的机构合作情况，有利于了解农业科技协同创新主体的特征和主体间的合作方式，深入研究农业科技协同创新网络的物理和事理。本研究分析的“神农奖”的机构合作情况，如图2 所示。从总体上看，2007—2019 年的“神农奖”科学研究类共获奖922 项，其中，单机构完成的成果有190 项（20.61%），多机构合作完成的成果有732 项（79.39%）。从时间上看，单机构获奖比例逐渐减少，多机构合作获奖比例明显提高。基于对农业科技协同创新网络“物理”和“事理”的分析，本研究发现机构间合作创新已成为农业科技创新的主要趋势，这有利于发挥各类创新机构自身的优势，提高农业科技创新效率。

根据公式(1)～(5)，求得2013年烟台市136个地下水水质检测结果与5类地下水质量标准的综合指数值，如表2所示。

图2 2007—2019 年“神农中华农业科技奖”机构合作情况

3.2 机构影响力分析

分析农业科技创新机构的影响力，有利于了解协同创新过程中的主体及主体间关系，深入研究农业科技协同创新网络的“物理”和“人理”。本研究构建2007—2019 年“神农奖”的机构协同创新网络，结合WSR 系统方法论思想，从3 个方面综合综合分析“神农奖”获奖机构的影响力。具体包括：第一，度。节点的度越大，表示该节点接触或拥有的资源与机会越多。第二，接近中心性。需计算节点到其他节点间最短路径的平均长度，接近中心性的测量值越大，表示该节点与其他节点的联系越紧密。第三，中介中心性。即该节点作为其他两个节点间最短路径的桥梁的次数，中介中心性的测量值越高，越能说明该节点是其他节点之间实现联系的必经之路[15]。

机构影响力分析结果如表1 所示，可以看出，基于度、接近中心性、中介中心性的机构排名顺序有所不同。以中国水产科学研究院为例，度值排在第7 位，说明中国水产科学研究院与其他机构合作创新的次数较多；接近中心性未进入前10 位，表示中国水产科学研究院与网络中其他节点间的平均距离的测量值较小；中介中心性排在第3 位，代表网络中最短路径经过中国水产科学研究院的次数较多。

表1 2007—2019 年机构影响力分析结果（前10 位）

相比之下，企业在机构合作网络中的度、接近中心性、中介中心性较低。其中，度排序较高的企业包括辽宁禾丰牧业股份有限公司、新希望六和股份有限公司、北京大北农科技集团股份有限公司等；接近中心性排序较高的企业包括北京丹路实业公司、辽宁禾丰牧业股份有限公司、江苏高邮鸭集团等；中介中心性排序较高的企业包括北京三元食品股份有限公司、沈阳爱地生物科技有限公司、金正大生态工程集团股份有限公司等。

基于对农业科技协同创新网络物理和人理的分析，本研究发现农业科技创新机构已初步具备多元化特征，科研院所、高校和推广机构等在农业科技协同创新网络中的影响力较大。具体而言，2007—2019 年“神农奖”的获奖机构主要包括中国农业科学院、中国农业大学、全国农业技术推广服务中心等，这些机构不仅拥有较多的资源和发展机会，而且与其他机构之间联系较为紧密。相比之下，企业虽然参与了农业科技协同创新，但是企业参与协同创新的次数相对较少，企业在创新网络中的影响力有待提高。

3.3 机构合作网络结构及其演化趋势

分析机构合作网络结构及其演化趋势，有利于客观认识农业科技协同创新网络的事理和人理，了解各主体间信息交流与互动方式。本研究提取“神农奖”获奖机构信息，利用Gephi 软件绘制2007—2019 年机构协同创新网络演进图（见图3）和机构协同创新网络演进表（见表2），以期研究机构协同创新网络特征。其中，节点表示参与农业科技协同创新的主体数量；边表示农业科技协同创新主体间的合作关系；平均度表示节点间的合作次数；网络密度表示节点间联系的紧密程度；模块化指数表示网络的稳定度，模块化指数大于0.4，说明该网络达到一定的模块化程度；平均聚类系数表示节点的聚集程度，可用于反映网络的中心势[17-18]。

表2 2007—2019 年机构协同创新网络演进表

图3 2007—2019 年机构协同创新网络演进图

基于对农业科技协同创新网络事理和人理的分析，本研究发现：第一，网络规模。2007—2019 年机构协同创新网络的节点、边、平均度的数值大体上呈先下降后上升趋势，说明机构协同创新网络的规模先缩小后扩大，这一变化主要是2008—2009年、2009—2010 年这两个年度总体获奖数量减少导致的。第二，网络密度。2007—2019 年机构协同创新网络中各节点间联系的紧密程度较低，不利于机构间的信息传播。第三，网络稳定度。2007—2019年机构协同创新网络的模块化指数均大于0.4，说明机构协同创新网络总体上较为稳定。2012 年后，模块化指数有所下降，说明2012 年后网络稳定度呈现下降趋势。第四，网络中心势。从平均聚类系数可以看出，2007—2019 年机构协同创新网络中心势波动变化，但总体呈上升趋势。这些结果有利于了解农业科技协同创新网络内部的关系与结构，改进与优化协同创新网络，从而在农业科技协同创新过程中形成灵活而稳定的协同创新网络。

3.4 机构合作的内容

分析机构合作的内容，有利于进一步了解农业科技协同创新的内涵，深入研究农业科技协同创新网络的物理和人理。本研究提取“神农奖”的获奖名称，绘制农业科技协同创新成果的关键词网络，如图4 所示，研究发现，“神农奖”获奖名称的高频词包括：技术、应用、研究、关键、选育、新品、推广等。结合WSR 系统方法论的思想，可以认为机构间的合作集中于选育、栽培、加工等技术的研发、推广与利用等方面，并在这些方面形成一定规模的资源、知识、技术流动。基于农业科技协同创新网络物理和人理的分析结果，探索更深层次的科技协同创新机制，有利于增加机构间的属性逻辑与认知逻辑，提高机构合作倾向程度，以此提高机构合作的稳定性与长久性。

图4 农业科技协同创新成果的关键词网络

4 结论与建议

本研究以2007—2019 年“神农中华农业科技奖”的获奖成果为研究样本，基于WSR 系统方法论构建农业科技协同创新网络的分析框架，运用社会网络分析方法绘制机构协同创新网络和关键词网络。其中，机构协同创新网络可以理解为一般的社会网络，关键词网络可以理解为知识网络，分析这些网络的拓扑结构和节点性质有利于深入分析农业科技协同创新网络的主体、结构特征及演化特征。本研究主要得出以下结论。

第二，科研院所、高校和推广机构在农业科技协同创新网络中的影响力较大。在农业科技协同创新过程中，各个机构发挥不同的功能，其中，影响力较大的机构为中国农业科学院、中国农业大学、全国农业技术推广服务中心等，相比之下，企业在农业科技协同创新过程中的影响力有待提高。

第三，农业科技协同创新网络的规模不断扩大，但是网络稳定性仍需提高。随着农业科技协同创新的推进，农业科技协同创新网络已具备一定规模，这对于集聚创新资源、激活创新要素、突破技术发展瓶颈等有积极作用。但是，农业科技协同创新网络的密度较低，网络稳定性有待提高，解决这些问题有利于形成稳定而有序的农业科技协同创新网络，从而促进信息传递与资源共享。

第四，农业科技协同创新的研究重点不断明确。农业科技协同创新的内容主要集中于品种选育、作物栽培、产品加工等方面，并在这些方面取得一大批有重大价值的突破性成果，突破资源约束，推动基础研究和前沿技术、关键技术、重大技术的研发、推广与利用，有利于持续提升农业综合生产能力。

基于以上分析，本研究提出以下建议。

第一，衡量创新主体间属性逻辑与认知逻辑的差异，加强创新主体间的交流与互动。虽然多元主体参与农业科技协同创新的次数不断增加，但是在农业科技协同创新网络中仍存在企业影响力相对较低、主体间联系的紧密程度不高等问题，影响机构间信息传递的效果。为解决这些问题，本研究提出：一方面，应继续优化农业科技创新力量布局，吸引多元主体参与协同创新，并发挥不同创新主体的优势。如发挥中央级科研院所在技术研发方面的优势，发挥地方科研院所及科技创新主体的区域优势，发挥企业重大技术及关键技术创新中的资源和技术优势；另一方面，在构建农业科技协同创新网络的基础上，应衡量创新机构间在认知逻辑与属性逻辑方面的差异，选择恰当的合作对象，通过加强创新主体在项目、资金、信息等方面的交流与互动，提高农业科技协同创新网络的运行效果。

第二，优化农业科技协同创新网络的结构与关系，构筑灵活而稳定的农业科技协同创新网络。在农业农村发展的不同时期，农业科技创新主体的地位会发生变化，不同主体在行为动机、行为准则和行为方式上有所差异，由此决定农业科技协同创新是创新主体基于偏好立场的个体间、个体与总体间博弈。因此，实现农业科技协同创新需要从纵向与横向两个方面优化协同创新网络的结构与关系。既要对农业科技协同创新网络及网络中的主体进行顶层设计与统筹规划，协调整体目标与个体目标间的矛盾，又要探索多样化的机构竞争与合作方式，构筑彼此信任、长期合作、互利互动并不断改进与优化的农业科技协同创新网络。

第三，完善农业科技协同创新的宏观环境，为农业科技创新体系建设创造便利条件。农业科技协同创新网络的运行离不开合理的内部结构与关系，也离不开外部的宏观环境。相关部门应从科技成果评估、知识产权保护、风险投资、税收和贸易等方面完善农业科技创新的战略、政策以及制度安排，并在此过程中发挥规划、调控、监督作用，鼓励企业积极参与科技创新的组织实施、研发投入、成果转化等环节，同时培养企业的社会责任感，并加强对其的监督管理工作。在完善宏观环境的基础上，还应建立健全产学研融合的激励机制，加强企业之间以及企业与研发机构之间的合作创新，形成多学科协同、全链条联合的农业科技创新体系，实现多元主体对农业技术创新的协同推进，从而保障农业技术创新体系的有效运行。

注 释：

①“神农中华农业科技奖”是2006 年经农业农村部、科学技术部批准设立的面向全国农业行业的综合性科学技术奖。2006—2009 年每年评选一次，2010 年起每两年评选一次。