经过30多年的发展和沉淀,国家高新区已经积累了大量的创新元素,聚集了一批具有较强竞争力的企业和产业集群,在我国由制造大国向创新大国、经济强国转型发展过程中,肩负着科技引领、产业支撑的重要使命,是我国实施创新驱动型发展战略的前沿主阵地;在发展高新技术产业、构建创新激励体制机制、引导创新要素流动、拓展新的发展空间、巩固实体经济基础等方面扮演着重要角色。为了贯彻落实中国共产党十九大精神,中国高新区应承担进一步实行改革开放、政策创新和技术创新,对接国际科技创新前沿,实现自主创新能力跃升、产城功能融合,带动周边区域创新发展的历史重任。然而目前大多数高新区的经济增长仍然严重依赖于传统的要素投入和相对劳动力优势,技术含量低、产品附加值低等问题凸显,处于依靠引进国外项目的低端水平,普遍缺乏自主创新能力和原生的高端产业,具有“高经济增长与低技术创新”的显著特征,甚至出现了功能的异化和偏离。国家高新区在物理空间持续扩张的同时,正集体遭遇“创新驱动的烦恼”,缺乏自主创新仍然是高新区发展的症结所在。美国和欧盟提出的“再工业化”战略使得跨国企业开始转回发达国家。中国的高科技区吸引产业转移的发展模式已不再适用,需要转向全面自主创新的发展模式。在新形势下,如何提高国家高新区自主创新能力、探索其创新发展的动力机制和实现路径,是当前亟待解决的问题,同时也是一个复杂的命题。我国高新区如何从跟跑模式、并跑模式向领跑模式转变;创新路径如何向改革引领、区域带动、国际影响方向转变,自主创新向辐射带动、功能输出转变,并通过高新区的先行发展,带动整个国家科技创新体系的全球领先,需要发展方式、实现路径等方面突破。本文以国家高新区（具体为中关村科技园区）为研究对象,基于生态学理论、复杂网络理论建立高新区创新生态系统核心功能结构和技术协作、资本运作和市场竞争等多层复杂网络模型,通过对高维大数据进行数据挖掘与定量研究,深入分析了高新区创新发展过程中其内部组织结构与外部宏观绩效之间的有机联系,重点研究了高新区在创新生态系统范式下创新动力机制和演化路径的内在发展规律和外在影响机制。研究得出以下结论:第一,基于创新发展理论梳理创新生态系统的演化发展路径。创新生态系统的发展阶段分为孕育期（创新范式1.0）、成长期（创新范式2.0）、成熟期（创新范式3.0）这三个阶段。孕育期的高新区网络形态主要为无标度网络,创新主体的创新主要为封闭式创新,择优发展的主导机制加强了网络的异质性结构并加剧系统风险。成长期的主导网络形态为小世界网络,高新区由封闭式创新向开放式创新演化。产业的集聚效应带动了创新群落的发展,网络传导路径的缩短促进了技术扩散效应,但网络主体的集聚程度过高造成系统结构僵化。当高新区发展到成熟阶段,创新发展获得高速发展,共生式的创新理念使得网络中创新主体协同演化,政府在全局统筹优化的角度加大了管理难度。第二,基于生态学理论总结区域层面创新生态系统的演化动力机制。主要从技术协作、资本运作和市场竞争创新的作用机制三个方面来分析。技术协作的作用机制主要是择优链接机制、技术扩散机制、涌现突变机制。择优链接机制是创新生态系统中优势企业对于创新合作的高度吸引力;技术扩散机制促进了知识和信息的扩散和转移,反过来又推动了创新网络的发展;涌现突变机制是创新生态系统中核心节点发生的突变行为将对整个网络结构造成巨大影响。资本运作的作用机制主要是风险分担机制、功能催化机制、反馈互动机制。风险分担机制指投资融资企业形成的嵌套结构同时从双方角度降低了系统性风险带来的影响;功能催化机制从节约成本、增加收益、网络扩展三个角度实现创新的放大效应;反馈互动机制是投资主体根据创新环境及资本存量,对投资行为、策略和选择机理进行调整。市场竞争的作用机制主要是优胜劣汰机制、兼并重组机制、协同发展机制。优胜劣汰机制是创新资源的有限性与企业生态位竞争对市场内创新主体的反馈机制。兼并重组机制是市场竞争格局下创新主体通过兼并重组整合资源,占据生态位优势。协同发展机制中网络成员通过协同发展机制发挥各自优势,协调配合,实现单独行动所无法实现的整体最优效果,推动着创新生态系统从无序向有序、低级向高级演化。第三,运用中关村园区企业知识产权数据和天眼查企业大数据,建立基于共引网络、二分图等的多层创新网络模型并通过网络特征指标分析中关村创新发展态势。中关村科技园的专利合作网络中网络节点多,网络密度较大,且最大连通分支结构中节点与连边数量较多,推动了园区内高新技术企业间的技术扩散。但是网络呈现出无标度网络特性,节点之间的连接状况具有严重的不均匀分布性。而投资融资网络模型中投资企业已经形成产业集群效应,企业与企业之间的合作密切,且投资密度大,有利于风险分担机制和功能催化机制在企业创新中发挥作用。但融资企业间连边较少,只有少数企业形成轻微聚集趋势,说明现有网络中获得广泛融资的企业还是较少。竞争模型中节点数量较多,网络密度较密。网络中虽然网络异质性较强,但是核心节点仍未发挥关键作用。中关村科技园主要的核心节点为大型国有企业与跨国公司,而大部分节点是以本土的中小企业为代表,自主知识产权技术和产品的研发投入相对偏低,没有充分利用好高新区创新网络丰富的科技资源优势,对网络的整体作用较弱。且高新技术企业的技术合作多集中于产业内部,跨产业的技术合作较少,不利于涌现突变机制下的颠覆式创新。大型国有企业虽然在网络中占据着优势地位,但对其他创新主体的带动作用较弱,对园区内中小型企业发展的支撑力量不足,优胜劣汰的竞争机制下,小型企业或面临严重的生存危机。在市场择优链接的机制下,大型企业获得了更多的资金,技术与信息,而亟需支持的小型企业在融资上面临了极大的困境。园区与技术领域发展的不均衡。海淀园在中关村十六园中处于领先地位,创新节点数量与关联都领先于其他园区,电子与信息领域是中关村十大技术领域中关键领域,但不同技术领域创新实力相差较大,在实现园区以及高新技术企业的协同发展机制作用下,还需要政府有力推动。第四,在测算网络结构数据（度、点权和边权、聚集系数、中介中心性）的基础上,利用Spike-slab稀疏函数和逐步回归模型对中关村创新生态系统的影响要素进行初步的因果推理分析。中关村科技园创新影响要素主要受网络结构、投入要素和环境要素影响。在网络结构测度指标方面,IETTN、IFTMN、IVCCN网络指标整体上均对企业创新绩效均体现较显著的影响。优化网络的结构对提高专利申请数量及创新技术收入均有正向作用。在企业要素投入指标方面,资本投入和劳动力投入指标均对企业创新绩效有较显著影响;在环境要素指标方面,各要素指标对企业创新绩效影响相对较小。这说明目前来看,政府提供的外部环境较少能对企业创新绩效的提升起作用。总而言之,国家高新区作为制度安排的产物,其创新和演变都体现了国家的战略选择;国家高新区作为具有创新生态系统特征的区域经济社会组织,遵循着从低级到高级、从简单至复杂的螺旋式的演化过程并呈现动力机制多样化的特点;国家高新区的创新,体现为“点-线-面-体”的不同结构层级,从无序到有序的演变过程,是一个从分散的、随机的、无序的点式创新范式到有秩序、有组织的网络创新的可持续发展过程。当前,中关村创新生态系统正处于成长期向成熟期的过渡阶段,政府应充分根据这个阶段的特征通过宏观调控作用促进创新生态系统的发展。从保障和激励出发,探索促使企业间形成良好创新网络结构,同时有效保障市场功能实现的一系列法规政策,特别是通过优化创新生态环境和要素投入环境来增强企业活力,促使创新绩效提升。