中国城市科技创新发展格局与特征——基于287个地级及以上城市的创新指标分析

关成华 赵 峥

城市作为科技创新活动的主阵地，在我国建设创新型国家进程中发挥着举足轻重的作用。按照创新型国家建设的总体部署，需要发挥地方主体作用，有效集聚各方科技资源和创新要素，探索适合市情的创新驱动发展路径，积极推动开放创新、协同创新，加快建设创新型城市。当前，国际、国内的经济竞争新形势以及城市化所处的新阶段对我国城市的科技创新发展提出了更高要求。在新的历史起点上，迫切需要进一步聚集各类创新要素资源，大力改善创新硬环境和软环境，强化创新服务水平，推动以科技创新为核心的全面创新发展，不断提升城市创新发展能力，建设创新型城市，为迈向建设世界科技强国新征程提供战略支撑。

本研究探索并建立了一套评价中国城市科技创新发展的指标体系，其中包括创新资源、创新环境、创新服务、创新绩效4个一级指标、12个二级指标、35个三级指标，并拟合了中国城市科技创新发展指数。研究通过对中国287个地级及以上城市的科技创新发展特点与成效、优势与短板进行全景式描绘和解读，发现中国城市科技创新发展的总体格局与主要特征，进而揭示发展规律与趋势。

城市科技创新活动的空间分布印证“胡焕庸线”

从创新经济地理的角度看，科技创新活动的空间分布印证了国际地理学界著名的“胡焕庸线”。“胡焕庸线”是我国著名地理学家胡焕庸在其1935年发表的《论中国人口之分布》一文中提出的中国人口密度的突变线，揭示了中国人口的分布规律，但这条线不仅是中国人口分布差异的重要分界线，也是自然地理条件分界线、人文地理差异分界线。

从中国城市创新发展水平来看，“胡焕庸线”的两侧也存在科技创新发展非常不平衡的特征，“胡焕庸线”也是我国创新地理差异的分界线。未来，除了遵循城市发展的市场规律以外，还需要统筹规划、协调发展，大力推进基本公共服务的均等化，改善创新环境和创新服务质量，利用“一带一路”建设的重要契机，破解东西地区创新发展不平衡的局面。

城市科技创新发展呈梯度分布格局

中国地级以上城市之间的科技创新发展差异悬殊，目前已形成以省会城市和副省级以上城市为龙头和东中西部城市创新发展梯度分布的基本格局。从城市科技创新发展指数综合排名情况来看，在区域之间，东部地区城市科技创新发展水平整体优于西部、东北部和中部地区城市，沿海省份城市科技创新发展水平整体优于内陆省份城市；在同一地区、同一省份内部也存在很大差异，省会城市、副省级以上城市等区域中心城市科技创新发展水平往往大大高于其他地级城市。

从发明专利授权量看，287个样本城市的发明专利授权量平均值为402件，但标准差达1708，变异系数为4.2。将样本城市按发明专利授权量排名进行分组后，可以发现，排名前50位的城市平均发明专利授权量约为第51至100位城市平均值的12倍，中国地级以上城市的科技创新发展差异非常悬殊。

城市创新产出呈现明显的“创新马赛克”特征

从创新产出的地理分布看，我国存在显著的“创新马赛克”现象。与区域经济发展中由于“产业集群”导致的“经济马赛克”现象类似，每一块“经济马赛克”的背后是一个“产业集群”，而每一块“创新马赛克”的背后是一个“创新集群”。对比世界范围内的创新型城市可以发现，全球的重大科技创新成果、世界级品牌大多是在这些区域内产生的，比如美国的硅谷高新技术产业集群、圣地亚哥生物技术创新集群等。

我国也是如此，重大科技创新的成果主要出自北京的中关村科技园区、深圳的南山科技园区、上海的张江高科技园区等创新集群区域。“创新马赛克”区域具有创新要素高度集中、科技成果转化落地快、国际竞争力强等特点，随着创新要素加速向富有个性和特色的创新集群区域集聚，区域创新发展的循环累积效应凸显，“创新马赛克”区域将强者愈强，未来还需要引导此类区域加强对周边区域的技术溢出和辐射带动作用，推动区域协同创新发展。同时，值得注意的是，我国许多创新集群在很大程度上由要素驱动，过于依赖政府的产业扶持政策及国外的高技术，未来应特别注重提高自主创新能力，造就自己在全国乃至全球创新竞争中的“杀手锏”。

绝大多数综合排名居前的城市科技创新发展存在明显短板

从单个城市科技创新发展指数结构看，广州发展相对最为均衡，其他综合排名靠前的城市均存在一定短板。城市科技创新发展指数排名前20的城市仅有广州1个城市在创新资源、创新环境、创新服务和创新绩效四个分指数的排名分别为3、5、6、4，各方面发展均衡。其余19个城市均存在某一短板，例如，北京的创新环境排第10位，而其他三个分指数排名前2位。深圳的创新资源排第25位，其他三项分指数均排名前3位。长沙的创新服务排名第60位，西安的创新环境排名第122，但两市其余各项均排在全国前30位。

城市经济发展水平与科技创新发展水平显著正相关

经济发展为科技创新体系提供物质保障，进而在相当程度上影响城市的科技创新发展整体水平。中国城市科技创新发展指数与城市经济发展水平呈现出显著的正相关关系，相关系数为0.82。而当对二者进行回归分析时，可决系数达0.67，表明城市经济发展水平可在相当程度上解释城市科技创新发展状况。

我们以城市人均GDP衡量城市的经济发展水平，根据世界银行2014年公布的收入分组标准将城市进行分组。分析结果显示，样本城市中无低收入组城市，城市科技创新发展指数前10名的城市全部位于高收入组，人均GDP均超过12736美元，在区域城市体系中，经济增长保持强劲态势，现代产业基础坚实，生产要素配置高效，新兴产业蓬勃发展，总体处于区域经济发展价值链的高端环节，对区域经济发展和协同创新发展具有很强的辐射带动作用。

提高居民可支配收入有利于推动城市科技创新

研究发现，居民可支配收入对城市科技创新发展指数有显著的正向影响。尽管统计数据表明，城镇居民人均可支配收入近年来不断增加，但人均消费支出也大幅增长。现有财富分配体系中，政府、企业收入占国民收入的比重不断上升，一次收入分配中居民收入比重长期偏低，在科研成果转化收入及科研经费分配中，最终归于资本方的比重过高。城市科技创新发展指数表明，一个城市的居民可支配收入水平越高，创新人才收入越高，越能吸引聚集人力资本这一科技创新的核心要素，城市科技创新发展水平越高。

科技创新发展指数排名前20位城市

为此，应当建立鼓励科技创新人员的收入分配制度，提升科研经费预算中的人力资本投入比重，大幅提高创新人才收入水平。

城市现代服务业与科技创新发展总体处于协同发展状态

研究发现，科技创新发展指数排名较高的城市均具有相对较高的服务业发展水平，部分城市服务业增加值占GDP比重超过60%，已进入服务经济时代，且服务业结构以现代服务业为主。以综合排名第1的北京市为例，2014年的服务业比重已达77.9%，2015年以来则超过80%，信息服务业、金融服务业、科技服务业等现代服务业成为经济发展的重大支撑，服务业发展水平同东京、纽约、伦敦等世界科技创新中心城市的差距越来越小。

因此，城市创新发展应高度重视服务经济发展，推动产业结构和服务业结构优化升级，促进现代服务业与科技创新发展相融合，大力发展科技服务业，以实现科技创新引领产业升级、推动城市经济向中高端水平迈进。

创新服务是造成城市创新发展水平差距的重要原因

研究表明，城市间的科技创新发展水平存在显著差异，科技创新发展指数排名靠后的城市往往在各项指标上均落后于科技创新发展指数领先城市。从各城市一级分指数得分的极差来看，创新服务指数的极差在四项一级分指数中位居第二，达0.596，成为影响城市科技创新发展的重要原因。

在经济发展进入由高速增长转入中高速增长的背景下，对于科技创新发展相对落后的城市而言，要尽可能快地实现发展方式由以往主要依靠要素驱动转入更多依靠创新驱动，不仅需要加大财政科技投入、加强科技创新硬环境建设，也要在改善创新服务、提高城市软实力上下功夫。城市政府需通过明确自身的功能定位，推进服务型政府建设，采取引导社会资本参与建设社会化科技创新服务平台、完善专业化技术转移服务体系等措施，在研发到产业化的创新全链条中强化创新公共服务。

地级城市规模偏小成为影响城市科技创新发展的瓶颈

本研究根据《中国城市建设统计年鉴》中城区人口数量衡量城市规模，将287个样本城市划分为四组，考察在不同城市等级的人口规模下的城市科技创新发展状况。研究发现，对于不同城市等级的城市，城市规模与科技创新发展之间都存在正向相关关系，且城市人口规模对于科技创新发展的作用随着城市规模的扩大而逐步显现。

具体来看，从城市科技创新发展指数与城市规模的拟合的趋势研究可以发现，对于黑河、陇南等小城市，城市规模对科技创新发展指数的边际影响约为0.0003；对于信阳、舟山等中等城市，城市规模对科技创新发展指数的边际影响约为0.0004；对于扬州、芜湖等100万-300万城区人口的大城市，城市规模对科技创新发展指数的边际影响约为0.0005；当城市规模发展为特大城市，即城区人口达300万以上后城市规模对科技创新发展指数的边际影响下降为0.0001。城市规模扩大产生的正外部性能够显著促进城市的科技创新发展，从促进科技创新的角度出发，中国现有地级城市规模仍然普遍偏小，重点发展城区人口100万以上的大城市及特大城市有利于提升整个国家的科技创新发展水平。

建设紧凑型城市是城市打造科技创新中心的重要路径

城市紧凑度是一个城市经济发展与要素集聚状况的集中反映。国内外大量研究表明，紧凑城市形态有助于提高城市的可持续发展能力，同时，经济集聚伴随的创新要素集聚是创新发达区域的主要优势所在。

就中国国情而言，人口众多而可利用土地面积少，随着经济快速发展，土地资源越来越紧张，城市郊区化发展模式不可持续，继续任由摊大饼式的城市化发展既会导致严重的资源环境问题，也不利于享用创新要素空间集聚的外部经济。城市紧凑度从经济紧凑度和人口紧凑度两方面来考察。研究发现，城市科技创新发展与城市经济紧凑度呈明显的正相关关系，相关系数为0.73。地均GDP排名前10位的城市分别为深圳、上海、东莞、广州、厦门、佛山、无锡、苏州、中山、南京，其中广东省有5个城市，体现出提高城市紧凑度对提升科技创新发展实力、建设区域乃至国家创新中心的重要作用。

同时，城市科技创新发展指数与城市人口紧凑度之间呈现明显正相关关系，二者的相关系数为0.63。因此，在推动中国城市科技创新发展进程中，在扩大城市规模的同时，亦应注重提升城市经济紧凑度和人口紧凑度，建设紧凑型城市。