中国科技创新发展的区域格局
中国网/中国发展门户网讯 科技创新中心作为科技创新资源的集聚地、科技创新活动的空间承载体和全球及国家创新体系的枢纽,不仅是中国不断锻造新质生产力、催生发展新动能的核心策源地,更是中国加快建设世界科技强国的“排头兵”和重要战略的“支点”。党的二十大报告提出要“统筹推进国际科技创新中心、区域科技创新中心建设”,以此提升国家创新体系的整体效能。
自2013年9月30日习近平总书记提出“中关村要加大实施创新驱动发展战略力度,加快向具有全球影响力的科技创新中心进军”以来,“科技创新中心”的建设在短短几年时间内便从园区发展层面的“一园之策”走向国家战略层面的“一国之策”。2014年5月,习近平总书记在上海考察时,希望上海加快向具有全球影响力的科技创新中心进军。随后在2015年5月、2016年9月和2019年2月,上海、北京和粤港澳大湾区相继发布规划纲要,开启向国际科技创新中心进军的伟大征程。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》明确指出:“支持北京、上海、粤港澳大湾区形成国际科技创新中心,建设北京怀柔、上海张江、大湾区、安徽合肥综合性国家科学中心,支持有条件的地方建设区域科技创新中心”。至此,全国各地各级政府纷纷开始谋划建设不同层级的科技创新中心,相继颁布或制定发展规划和建设路径。
回顾这10余年中国科技创新中心建设取得的成绩和存在的问题,迫切需要建立一套既科学合理又符合科技创新规律和城市发展规律的科技创新中心发展评价指标体系,以客观评估中国科技创新中心的建设水平,这对于统筹推进科技创新中心建设,提升国家科技创新体系整体效能,建设科技强国具有重要意义。当前,关于城市科技创新能力评价的研究或报告已有很多,但受各种原因所限,大多存在着评价维度不够全面、具体评价指标较主观等问题。为此,本文通过借鉴杜德斌等构建的全球科技创新中心评价“五力模型”,并结合中国科技创新发展实际,从5个维度构建了一个包括53个具体指标的中国科技创新中心发展水平评价的“五边形模型”;并使用该模型对中国地级市和直辖市的科技创新发展水平进行全面评估,以客观揭示中国科技创新发展格局及不同城市在国家科技创新体系中的地位,以期为中国统筹推进科技创新中心建设提供更好的参照和启示。
中国科技创新中心发展水平的评价体系与评价结果
从贝尔纳的“世界科学活动中心”、汤浅光朝的“世界科学中心”到美国《连线》杂志的“全球技术创新中心”,以科技创新标榜城市核心功能的相关概念,随着科学革命、技术革命和产业革命的不断涌现,经历着不断发展的过程。2014年,杜德斌最早提出了“全球科技创新中心”的概念,并对其科学内涵进行清晰界定。随后,这一概念内涵逐渐被业界接受并广泛使用。
中国科技创新中心发展水平评价体系建构
虽然当前关于城市科技创新能力或发展水平的评价报告层出不穷,但因对“科技创新中心”内涵解析的差异性,在评价体系建构上也是“众说纷纭”。国际上关于城市科技创新能力评价的报告要数澳大利亚智库2thinknow发布的“创新城市指数”(Innovation Cities™ Index)影响力最大,其从文化资产、人力基础设施和网络市场3个维度,构建了一套覆盖31个子系统、162个指标的评价体系,对全球500个城市的创新能力进行评估。自2007年以来,2thinknow已连续发布13份创新城市指数报告。在最近的2022—2023年版中,日本东京位居全球第11位,中国北京和上海分别位居全球第28和第46位。但“创新城市指数”的评价指标重在评估城市创新环境的优劣程度,且大多数指标的数据皆需通过一定样本的问卷访谈后得到,这使得整个评价体系颇具主观性。
在国际和区域科技创新中心建设浪潮的带动下,国内多家智库或企业相继发布了有关城市科技创新能力评价的报告或榜单。其中,“中国城市科技创新发展报告”、“国家创新型城市创新能力评价报告”、“国际科技创新中心指数”、“全球科技创新中心评估报告”等在业界已产生较大影响力。当然,学术界关于城市科技创新能力评价的讨论和研究也非常多,大多从投入—产出的视角来建构相关评价体系,对中国区域和城市的科技创新水平进行测度。与上述相关报告类似,这些评价体系的建构缺乏对科技创新中心内涵和本质特征的深层次思考。
科技创新中心是由创新人才、创新主体和创新环境“三要素”构成的城市或区域创新生态系统。关于科技创新中心的本质特征,杜德斌等从创新要素全球集聚力、科学研究全球引领力、技术创新全球策源力、产业变革全球驱动力和创新环境全球支撑力5个维度给出了详细的阐释,并从上述5个维度构建了一个覆盖33个指标的全球科技创新中心评价的“五力模型”,从而对全球140个城市的科技创新发展水平进行了测度。
由于“五力模型”侧重于国际的横向比较,指标选取上在一定程度减少了对中国科技创新发展实际情况的考量(如顶尖人才中没有考虑中国两院院士;在科研主体上没有考虑国家实验室等)。基于此,本文在“五力模型”的基础上结合中国科技创新发展实际,从创新要素集聚、科学研究引领、技术创新策源、产业变革驱动和创新生态营造5个维度构建了一个包括53个指标的中国科技创新中心评价的“五边形”评价体系(以下简称“五边形模型”),以确保监测结果全面、客观、准确地反映中国科技创新中心发展的真实现状和未来趋势(表1)。
中国科技创新中心发展水平的评价结果
为摸清中国科技创新发展全局和区域差异,基于上述评价体系及各城市2022年数据,本文以中国295个地级及以上城市(包括4个直辖市、28个省会城市、15个副省级城市和248个其他地级市)为评价对象,采用德尔菲法确定各指标权重,在对各项指标数据标准化处理的基础上,通过层次分析法对上述295个城市的科技创新发展水平进行了评估。评价结果显示,北京无论是综合排名还是在创新要素集聚、科学研究引领、技术创新策源和创新生态营造4个维度上的排名,均位于全国第1位,表明北京是中国最为顶尖的科技创新中心。但在产业变革驱动维度上,上海位列全国第1位(表2)。
中国科技创新中心发展的空间态势
中国科技创新中心集中分布在东部沿海地区
2022年,无论是综合排名还是在创新要素集聚、科学研究引领、技术创新策源、产业变革驱动和创新生态营造这5个维度上,中国科技创新中心特别是高等级科技创新中心集中分布在东部沿海地区(图1)。
高等级科技创新中心集中分布在东部沿海地区,北京是中国最为顶尖的科技创新中心。2022年综合排名前30强的科技创新中心中,有19个分布在东部沿海地区,前10强中更是有7个城市分布于此。无论是综合排名,还是在创新要素集聚、科学研究引领、技术创新策源和创新生态营造4个维度上,北京均位于全国第1位。
中国科技创新中心发展呈现东—中—西梯度发展态势,“胡焕庸线”东西两侧科技创新中心发展极不平衡。综合排名前100强城市中,分别有57个、22个、15个和6个城市位于东部、中部、西部和东北地区;前30强中,东部、中部、西部和东北地区的城市数量分别为17个、5个、4个和4个。此外,“胡焕庸线”两侧显示,中国科技创新分布格局具有明显的东西差异。前100强中,仅有兰州、乌鲁木齐、银川、呼和浩特、包头处于“胡焕庸线”以西,其余95个城市全部位于“胡焕庸线”以东,“胡焕庸线”东西两侧的百强城市数量比达到95∶5。
城市群是中国科技创新中心成长的核心空间载体。中国科技创新中心高度集中在19个城市群地区,尤其是京津冀城市群、长三角城市群和珠三角城市群(图2)。综合排名前100强的城市中有89个集中分布在大城市群地区,而前50强中有49个分布在大城市群地区。京津冀、长三角和珠三角城市群的整体科技创新水平明显高于其他地区,其中京津冀城市群有7个城市进入综合排名前100强,北京排名第1位;长三角城市群有20个城市进入综合排名前100强,更是有8个城市进入前50强,上海、杭州、南京、苏州位列前10强;珠三角城市群有8个城市进入综合排名前100强,深圳和广州位列前10强。
创新要素高度汇聚在东部沿海地区,特别是长三角城市群
创新要素集聚力前30强的科技创新中心,有15个位于东部沿海地区,前10强更是全部位于东部沿海地区。特别是长三角城市群,有4个城市进入前10强,8个城市进入前30强。
东部沿海科技创新中心在集聚科技创新人才上优势显著。北京凭借在两院院士、高被引科学家、企业家数量和研发人员规模的绝对性优势位居榜首,上海、南京分别位居第2、3位。得益于庞大的高校规模,西部地区的西安、成都、重庆在集聚科技创新人才上也表现抢眼。
长三角和珠三角是创新资金的主要汇聚地。长三角和珠三角地区有着庞大的经济规模、明显的科技优势、开放的政策支持以及良好的投资回报前景,这更有利于良性创新生态系统的构建与运营,从而吸引更多创新资金涌入。科技创新资金集聚能力前30强的城市,有11个位于长三角城市群。上海是风险资本最为集聚的城市;合肥和芜湖位居研发投入强度前2位——研发投入规模占国内生产总值(GDP)比重均超过13%。珠三角城市群有5个进入前30强,其中深圳在研发投入规模、研发投入强度、外商直接投资和风险资本规模上均表现出色。
北京和上海引领中国科学研究,在全国拥有压倒性的优势
依托大批顶尖的高校和科研机构,北京和上海产出了众多权威科学成果,其在科学研究引领上的得分远远高于其他城市。
北京和上海在科学研究主体建设上遥遥领先。北京坐拥高达34所“双一流”大学和222个国家级实验室,远远领先其他城市。其中清华大学、北京大学在2023年软科世界大学学术排名中分别位列第22和29位,已经成为亚洲范围内最为顶尖的高等学府。上海近年来致力于打造世界级大科学设施集群,截至2023年已布局16个国家重大科技基础设施,涉及光子科学、海洋科学等多个学科。
北京在科研成果产出方面一枝独秀。北京在科学研究成果得分上大幅领先第2—4位的上海、杭州和南京。北京不但收获了最多的国家级科技奖项,并且有能力组织发起高质量的多城联合科研项目。在科研产出上,2022年北京市高校和科研机构共在Nature和Science杂志上发表论文152篇,高被引论文2534篇,SSCI及SCI论文200488篇,遥遥领先其他城市。此外,南京,杭州、武汉和合肥等新兴的科研大城也表现卓越。杭州拥有155项国家级科技奖项(2022年)和5个大科学装置;南京的“双一流”大学数量和高被引论文产出数量紧随上海;武汉众多高校在2022年产出SCI/SSCI论文6万余篇,其中高被引论文913篇;合肥在国家级实验室、大科学装置等平台优势方面基础雄厚,未来潜力巨大。
东部地区是全国技术创新策源高地和产业变革中心
技术创新策源力前30强科技创新中心,有23个位于东部地区,且在前10强中有8个位于东部地区。产业变革驱动力前30强科技创新中心,有16个位于东部地区,且在前10强有8个城市位于东部地区。这表明,东部地区科技创新中心在引领全国技术创新策源和驱动产业变革上具有压倒性优势。
创新引擎企业高度集聚在北京。北京聚集了54家世界500强企业、109家中国500强企业、超过100家全球研发2500强企业,是创新引擎企业驱动型顶尖技术创新策源地。深圳、上海、杭州、广州等城市的高科技产出也是东部地区在中国技术创新策源版图具有强劲竞争力的关键动力。
东部地区是中国前沿科技产出高地。前沿科技产出前30强的科技创新中心,有23个位于东部地区,其中8个跻身前10强。从国家高新技术产业技术园区营收来看,北京位于全国第1位,且与国内其他城市拉开较大差距,营收规模约是位居第2位的上海的2倍。从PCT(《专利合作条约》)专利数量来看,在PCT专利产出巨头华为公司的带动下,深圳产出了18026件PCT专利,与处于第2位北京的9736件拉开较大的差距。
创新产业集群高度集聚于上海、重庆等少数城市。国家高新技术园区、国家特色产业集群、国家创新产业集群、国家战略性新兴产业集群和国家新型工业示范基地等创新产业集群高度集中于上海、重庆等城市。其中,重庆的国家高新技术园区和国家创新产业集群数量最多,分别为4个和5个;重庆和上海的国家特色产业集群各有5个;上海和重庆的国家新型工业示范基地分别有20个和16个。
创新创业活力两极分化严重,高创新活力的城市高度集中于东部沿海三大城市群。各类创新企业城市分布差异显著,独角兽企业以北京、上海“两城独大”,创业板上市企业以北京、深圳“两城独大”。北京、上海、深圳是全国企业创新活力最高的前3位城市,中西部主要集中在郑州、武汉、长沙和成渝城市圈,东北地区尚无城市进入前30强。
中国科技创新中心在创新生态营造上呈现出显著的城市差异
创新生态营造力前30强的科技创新中心,有18个城市位于东部地区,其中9个城市位于长三角城市群。进入前30强的城市中,中部地区有4个,西部地区有5个,东北地区仅有3个,以上地区仅有3个城市进入前10强。
副省级以上城市的创新环境明显优于其他城市。创新环境支撑水平排名前5位的城市分别是北京、深圳、广州、成都、重庆,杭州、天津、南京、宁波和西安依次位于第6—10位,前10强城市全部为副省级以上城市。这些城市凭借强大的经济实力基础,在城市创新环境建设上明显优于其他城市。
北京的城市创新环境较优。从建成区绿化覆盖率排名来看,创新环境支撑前30强城市除上海、杭州、天津、长沙外,覆盖率均高于40%。从空气质量结果来看,创新环境支撑前30强城市空气质量指数集中在45—100之间,空气状况质量良好。从文化场馆排名结果看,北京以476家文化场馆位列第1位,上海、武汉分别拥有263、229家文化场馆,位列第2、3位,其他城市均低于200家。
北京引领科技创新合作。北京在创新合作网络维度排名第1位,这得益于其在国际学术会议举办、论文合作和产学研合作上的领先优势。2022年,北京举办了40场国际学术会议,领先排在第2的上海15场。在论文合作和产学研合作上,北京更是呈现断层式领先。
外资企业与中外合作办学高度集聚于上海。在外资企业数量上,上海以118204家外资企业高居榜首,远超其他城市。深圳、广州分别以72805家、49896家外资企业位列第2、3位。在中外合作办学数量上,上海以234所中外合办办学机构和项目位列第1位,远远领先其他城市。
自2013年“科技创新中心”概念提出以来,中国科技创新中心建设已历经10余年。总结这10多年科技创新中心建设的经验并剖析其存在的问题,对于统筹推进中国国际和区域科技创新中心建设具有重要意义。为此,本文在杜德斌等提出的全球科技创新中心评价“五力模型”基础上并结合中国科技创新发展实际,从创新要素集聚、科学研究引领、技术创新策源、产业变革驱动和创新生态营造5个维度,构建了一个包括53个测度指标的中国科技创新中心评价的“五边形模型”,对2022年中国295个地级市和直辖市的科技创新发展水平进行了评估,得出以下3点结论。
中国科技创新中心的发展呈现出沿海与沿江地区构成的“T”字形格局,这2个区域是科技创新中心的重要发展带。无论是在综合排名还是在5个评价维度上,中国的科技创新中心,尤其是高等级的科技创新中心,主要集中在东部沿海和长江经济带。在科技创新中心综合排名前100强的城市中,有78个位于东部沿海和长江经济带,其中前30强中有24个城市分布在这一“T”字形区域内。
中国科技创新中心的发展在很大程度上依赖于城市群,尤其是京津冀、长三角和珠三角城市群,其中长三角的表现尤为突出。中国的科技创新中心主要分布在19个城市群区域内,在科技创新综合排名前100强的城市中,有96个位于这些大城市群,其中45个集中在京津冀、长三角和珠三角三大城市群。具体而言,长三角地区有28个城市进入全国前100强。其中,上海、杭州、南京和苏州跻身前10强,位列第一梯队;合肥、无锡、宁波和常州进入前30强,位于第二梯队;徐州、南通、温州、嘉兴、绍兴、芜湖、镇江和湖州进入前50强,属于第三梯队;扬州、泰州、金华、盐城、连云港、台州、滁州、蚌埠、宿迁、淮安、衢州和马鞍山则位列前100强,属于第四梯队。这表明,长三角作为中国科技创新中心的核心区域,在科技创新发展上已经形成了显著的区域协同效应和“雁阵集群”效应。
中国科技创新中心发展东西失衡严重,“胡焕庸线”作为中国人口分布的划分线,也是中国科技创新发展东西差异的分界线。在科技创新综合排名前100强的城市中,位于“胡焕庸线”以西的城市仅有兰州、乌鲁木齐、银川、呼和浩特和包头5个,其余95个城市均位于“胡焕庸线”以东。尤其值得注意的是,科技创新综合排名前30强的城市全部集中在“胡焕庸线”东侧。
(作者:杜德斌、段德忠、于英杰、张强、郭卫东、江紫薇、李祺祥、陈毓玲、石志浩、李海侨、喻思齐、丁浚峰、李希雅、苏晗、王凯欣、惠奕涵,华东师范大学全球创新与发展研究院华东师范大学地理科学学院。《中国科学院院刊》供稿)