在明确中国城市科技创新发展理论框架的基础上，课题组针对城市科技创新发展需要优先关注和解决的问题，开展中国城市科技创新发展指数研究，旨在通过横向研究比较城市创新发展水平的差异，并在后期连续、动态地跟踪和度量中国城市科技创新发展的进展情况，分析影响城市科技创新发展的主要因素，科学、客观、公正地评价中国城市科技创新发展的成效，进而探索并建立一套具有中国特色的城市科技创新发展指数指标体系。

（一）中国城市科技创新发展指数指标体系

《中国城市科技创新发展报告2017》在比较分析各类评价方法及相关研究报告的基础上，结合中国实际情况，同时充分参考诸位专家的意见，构建了由三个层次指标构成的中国城市科技创新发展指数指标体系（表1）。

表1 中国城市科技创新发展指数指标体系

（二）中国城市科技创新发展指数测算结果

课题组根据2017年中国城市科技创新发展指数指标体系，测算出287个地级及以上城市的科技创新发展指数，量化展示各城市科技创新发展程度，揭示各城市的优势与不足，力求为各城市推进以科技创新为核心的全面创新发展提供有价值的参考。

表2 城市科技创新发展指数及排名（TOP 10）

（一）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”是著名地理学家胡焕庸于1935年发表的《论中国人口之分布》中提出的我国人口密度的突变线，即“瑷珲—腾冲线”，自黑龙江瑷珲（即现在的黑河市瑷珲区）向西南做一条直线，至云南腾冲（现由保山代管）为止，可将我国分为人口密集的东南部和人口稀疏的西北部两部分。“胡焕庸线”揭示了我国人口的分布规律，但这条线不仅是我国人口分布差异的重要分界线，也是自然地理条件和人文地理差异的分界线。已有研究发现，“胡焕庸线”在我国干旱与湿润区的分界线、高原与平原的分界线，以及城市化、工业化、信息化、城镇化、农业现代化等方面的区域差异分界线上都有很高的相似性。可以说，在我国，只要是与人口集聚相关的分界线都可能与“胡焕庸线”接近。本报告研究发现，“胡焕庸线”的两侧也存在科技创新发展非常不平衡的特征，所以，“胡焕庸线”也是我国创新地理差异的分界线。

报告从创新研究的角度印证了人口集聚的重要性，“人”是创新发展的第一核心要素，城市创新发展的基本要求是人的集中而非疏散。但应注意到，推动区域间、城乡间协调发展，使人民能够共享创新发展的果实也是政府的目标所在。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。

（二）城市科技创新发展呈梯度分布格局

我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以及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，沿海地区城市科技创新发展水平整体优于内陆地区城市；在同一地区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。从发明专利授权量来看，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1 708，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51~100位城市平均值的12倍，我国地级以上城市的科技创新发展差异悬殊（图1）。

图1 地级以上城市发明专利授权情况

（三）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来看，我国存在显著的“创新马赛克”现象。与区域经济发展中“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，如美国的硅谷高新技术产业集群、圣迭戈生物技术创新集群以及印度班加罗尔IT产业创新集群，这些“创新马赛克”区域是全世界创新最活跃的地区，人才、技术和资本等创新要素不断流入这些地区，推动区域的经济社会文化发展，进而形成“经济马赛克”。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和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”区域将强者更强，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，未来其应特别注重提高自主创新能力，练就自己在全国乃至全球创新竞争中的“杀手锏”。

（四）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来看，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位的城市包括北京、深圳、上海、广州、东莞、天津、武汉、杭州、南京、苏州、厦门、海口、珠海、长沙、西安、呼和浩特、成都、中山、乌鲁木齐和青岛，广州在创新资源、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两位；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位，但两市其余各项均在我国排前30位。

（五）城市经济发展水平与科技创新发展水平显著正相关

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2014年世界银行公布的收入分组标准将城市进行分组：人均GDP低于1 045美元的城市划为低收入组，人均GDP为1 045~4 125美元的城市划为中等偏下收入组，人均GDP为4 126~12 735美元的城市划为中等偏上收入组，人均GDP高于12 735美元的城市列为高收入组。统计结果显示，样本城市中无低收入组城市，城市科技创新发展指数排在前10位的城市全部位于高收入组，人均GDP均超过12 735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。

通过箱线图刻画处于不同经济发展阶段城市的科技创新发展状况。图2显示，中等偏下收入组城市的科技创新发展水平基本上均低于全国平均水平，中等偏上收入组城市的科技创新发展水平多数处于全国平均水平，高收入组城市的科技创新发展水平绝大多数高于全国平均水平。可以看出，同相关性分析结果一致，城市经济发展水平越高，其科技创新发展水平越高。

图2  城市经济发展水平与科技创新发展指数

图3显示，高收入组城市的创新资源、创新环境、创新服务和创新绩效的发展相对较为均衡，四项一级指标均明显高于中等收入水平城市。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，但一个城市科技创新发展的环境和服务如何，除了受经济发展水平的制约以外，还与城市政府的创新意识和主观能动性密切相关。改善创新服务和创新环境是中等收入水平城市未来吸引创新要素、提升创新绩效，进而提高科技创新发展整体水平的重要突破点与着力点。

图3 不同经济发展水平城市一级指标对比

（六）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。面对不断攀升的物价、房价以及越来越高的养老和子女教育成本，劳动者的身心均遭受巨大压力。创新人才是科技创新的核心要素，生活压力过大导致科研人员、技术工人等从事创造性劳动的劳动者，尤其是中青年劳动者难以安心从事科技创新工作。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也就越高（图4）。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人力资本投入的比重，大幅提高创新人才收入水平。

图4  城镇居民人均可支配收入与科技创新发展指数

（七）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。以综合排名第一的北京为例，2014年服务业比重已达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。

相关分析表明，城市服务业发展阶段与城市创新发展指数的相关系数达到0.65，服务业水平较高的城市间科技创新发展水平具有较大差异，进一步分析发现，服务业占比高的城市中，结构和层次存在差异，一部分城市传统服务业占GDP份额较高。总体来看，服务业发展水平高的城市创新发展平均水平要高于服务业发展水平低的城市，而且城市科技创新发展指数排名靠前的城市服务业结构以现代服务业为主。

现代服务业具有高知识含量、高附加值的特点，既是现代科技应用的重要行业部门，又深度介入研发、中间试验、产业化等多个环节，成为科技创新的主要推动者。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。

（八）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位，达0.596，成为影响城市科技创新发展的重要原因。

在经济发展进入新常态，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，要尽快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。创新驱动要求政府在科技创新管理职能方面由研发管理向创新服务转变，改变过去重管理研发部门、轻服务创新主体的治理方式，力图营造良好的创新环境，发挥企业在技术创新中的主体地位。现阶段，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。

（九）地级城市规模偏小成为影响城市科技创新发展的瓶颈

创新人才是城市最重要的科技创新资源，创新要素空间集聚的外部经济性依赖于创新人才的质量。因此，对于人口规模很大的城市而言，创新人才的专业化和多样化在量与质上均能得到充分保证，城市管理者更多关注怎么用好人才；对于人口规模中等的城市来说，管理者吸引人才、培养人才的能力成为影响其研发活动和科技成果转化的重要因素；而对于人口规模特别小的城市而言，其显著的“关系社会”特征导致创新软环境难以改善，如何吸引、留住人才成为提升科技创新能力面临的重大瓶颈。从实践中看，城市规模的扩大会带来更多的科技创新从业人员、更高的科研投入，从而具有更佳的创新表现，城市经济学理论也认为城市大规模聚集人口可以发挥集聚经济优势和人力资本外部性优势，从而促进科技创新，因此，我们推断，城市规模越大，城市的科技创新能力越强。为加以验证，本报告根据《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人口规模下的城市科技创新发展状况。

2014年国务院发布的《国务院关于调整城市规模划分标准的通知》中按城区常住人口数量将城市划分为以下几类。其中，城区常住人口50万人以下为小城市，50万~100万人为中等城市，100万~300万人为Ⅱ型大城市，300万~500万人为Ⅰ型大城市，500万~1 000万人为特大城市，1 000万人以上为超大城市。考虑到300万以上人口城市样本量较少，本报告根据样本城市数据情况将300万以上人口城市划为特大城市组，四组城市规模情况如图0-10所示。样本城市中，300万以上人口的特大城市共19个、100万~300万人口的大城市共50个、50万~100万人口的中等城市有94个、50万以下人口的小城市有124个。

对于不同等级的城市，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。具体地，从城市科技创新发展指数与城市规模散点图中拟合的趋势线可以发现，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0.000 3；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0.000 5；当城市规模发展为特大城市，即城区人口达300万人以上后，城市规模对科技创新发展指数的边际影响下降为0.000 1。

城市规模无论在我国理论界还是实践中一直都是热点问题。然而，我国应该走一条什么样的城市化道路，应优先发展大城市还是中小城市未能达成共识，部分城市在努力扩大规模，而部分城市正试图疏解人口。研究发现，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，我国现有地级城市规模仍然普遍偏小，重点发展城区人口为100万人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。

（十）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较少，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。城市经济紧凑度以地均GDP表示，地均GDP既可体现一个城市的经济发达程度，又能反映城市的土地使用效率和紧凑程度。研究发现，科技创新发展水平高的城市紧凑度也相对较高，城市科技创新发展与城市紧凑度呈明显的正相关关系，相关系数为0.73。样本城市数据同时显示，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、中山和南京，其中广东有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。

城市人口紧凑度以市辖区人口占全市人口比重衡量，并按这一指标将所有样本城市划分为30%以下、30%~70%和70%以上三组，分别对应城市化发展的初级、中级和高级阶段，反映不同城市化发展阶段和不同人口紧凑度下的城市科技创新发展水平。

图5 不同城市化发展阶段与人口紧凑度下的城市科技创新发展指数

1表示城市化发展的初级阶段；2表示城市化发展的中级阶段；3表示城市化发展的高级阶段

研究显示，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。图6对不同人口紧凑度对应的城市科技创新发展指数进行比较，结果显示，处于人口紧凑度最低组的城市科技创新发展指数水平最低，处于城市化发展高级阶段、人口紧凑度最高组城市的科技创新发展水平总体高于其他两组城市，但其分布较为离散。可以看到，科技创新发展水平较高的城市具有相对较高的人口紧凑度。本报告研究显示，地级以上城市的城市化进程中，在扩大城市规模的同时，也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。

（十一）部分城市群内城市已呈现协同创新格局

从城市科技创新发展指数综合排名来看，我国“科技创新强市”主要集中于城市群地区。我国城市科技创新发展指数综合排名前100强中有74个城市属于不同发展水平的城市群，其中，有52个城市位于长江三角洲城市群、珠江三角洲城市群、京津冀城市群、长江中游城市群、成渝城市群、哈长城市群和中原城市群七大国家级城市群，22个城市位于山东半岛城市群、海峡西岸城市群、辽中南城市群和关中平原城市群等区域性城市群。

部分城市群内城市已呈现出显著的协同创新特征。例如，长江三角洲城市群26个城市中有20个位居科技创新发展100强，而山东半岛城市群8个城市全部位于城市科技创新发展指数综合排名前100位。部分城市群的城市选择具有浓厚的政府主导色彩，城市群空间范围过大，发育尚处于初期，尚未体现出城市群的协同创新效应。未来，此类城市群要发挥城市群本应具备的集聚与协同效应，打造创新城市群，还需在遵循城市群发育规律的基础上，推进城市群基础设施和科技条件共建共享，建设城市群一体化要素市场，逐步形成城市群协同创新网络。

（十二）城市群创新发展差距悬殊

通过城市群科技创新发展评价指标体系，计算得到各城市群的科技创新发展指数及排名。城市群科技创新发展指数从高到低的综合排名如下：珠江三角洲城市群、长江三角洲城市群、京津冀城市群、山东半岛城市群、辽中南城市群、哈长城市群、长江中游城市群、关中平原城市群、海峡西岸城市群、成渝城市群、中原城市群。

本文摘编自关成华  赵 峥 等著《中国城市科技创新发展报告2017》总论，内容有删减。

中国城市科技创新发展报告2017

关成华  赵 峥 等著

责任编辑：马跃

北京：科学出版社  2017.09

ISBN 978-7-03-054446-9

《中国城市科技创新发展报告2017》是由首都科技发展战略研究院、北京师范大学创新发展研究院、西华大学创新创业学院联合支持开展的年度系列报告。本书在研究和总结国内外科技创新发展战略的基础上，构建城市科技创新发展指数的理论框架和指标体系，对中国城市科技创新发展的进展情况进行动态评估，分析影响中国城市科技创新发展的主要因素，总结中国城市迈向创新驱动发展过程中的经验和不足，提出重大战略性问题的解决思路和政策建议。

（本期编辑：安 静）

一起阅读科学!

科学出版社│微信ID：sciencepress-cspm

专业品质  学术价值

原创好读  科学品味