摘要：城市作為科技創新活動的主陣地，在我國建設創新型國家進程中發揮著舉足輕重的作用。本文基于城市科技創新發展理論框架，開展中國城市科技創新發展指數研究，利用層次分析法評估中國287個地級市的科技創新發展水平，旨在揭示中國城市科技創新發展的總體格局與主要特征。最后，本文提出，我國城市科技創新活動的空間分布印證“胡煥庸線”、城市科技創新發展呈梯度分布格局、創新產出呈現明顯的“創新馬賽克”特征等十個研究發現。

關鍵詞：城市科技創新；指數評價；層次分析法；地級市

一、引言

城市作為科技創新活動的主陣地，在我國建設創新型國家進程中發揮著舉足輕重的作用。按照創新型國家建設的總體部署，需要發揮地方主體作用，有效集聚各方科技資源和創新要素，探索適合市情的創新驅動發展路徑，積極推動開放創新、協同創新，加快建設創新型城市。當前，國際、國內的經濟競爭新形勢以及城市化所處的新階段對我國城市的科技創新發展提出了更高要求。在新的歷史起點上，迫切需要進一步聚集各類創新要素資源，大力改善創新硬環境和軟環境，強化創新服務水平，推動以科技創新為核心的全面創新發展，不斷提升城市創新發展能力，建設創新型城市，為邁向建設世界科技強國新征程提供戰略支撐。

鑒于此，本文緊緊圍繞國家創新驅動發展戰略、加快推進以科技創新為核心的全面創新，開展中國城市科技創新發展指數研究，探索并建立了一套評價中國城市科技創新發展的指標體系，旨在利用綜合指數對中國287個地級城市的科技創新發展特點與成效、優勢與短板進行全景式描繪和解讀，發現中國城市科技創新發展的總體格局與主要特征，進而揭示發展規律與趨勢。

二、文獻綜述

如何評價科技創新發展水平一直以來都是國內外學者和機構關注的熱點問題。目前來看，國內外較為權威且普遍認可的科技創新評價體系有四項。1全球創新指數（Global?Innovation?Index，GII）是基于投入產出理論的創新評價體系，由創新投入和創新產出兩個維度的指標構成。GII（2016）由世界知識產權組織、美國康奈爾大學、英士國際商學院聯合發布，研究了全球128個經濟體，這些經濟體占世界92.8%的人口，GDP占世界的97.9%。[1]2歐盟創新記分牌（Innovation union Scoreboard，IUS）是最早的區域創新綜合評價體系之一，是歐盟專門推出的國家創新績效的測評工具。IUS通過實施大規模企業創新活動調查并強化基于微觀企業創新活動調查數據分析城市、區域和國家的創新能力。[2]3硅谷指數（Silicon Valley Index）是典型的創新中心評價體系，主要反映了硅谷地區人力資源、創新經濟、多樣化社區、生活環境、地區治理的發展狀況。[3]4國家創新指數作為中國創新評價研究的代表，由中國科學技術發展戰略研究院研究發布，主要通過指標和數據來客觀反映中國與世界其他國家科技創新發展的差距。[4]

分析上述主流創新評價體系可以發現，國內外的科技創新評價體系主要基于國家層面或者省級區域層面的橫向比較，或者是基于某一單一地區內部的縱向年度比較，并未涉及更加微觀的層面。而本研究的主要創新點在于，對中國287個地級城市進行科技創新發展水平的橫向比較，可以從更加微觀、細致的角度來研判中國科技創新的總體格局。

三、理論框架與研究方法

（一）理論框架

經過多學科、多領域的專家研討，本文提出了城市科技創新發展理論框架（圖1）。城市創新發展是城市各類創新主體在特定的支撐條件下運用創新資源開展創新活動、形成創新成果并作用于經濟社會發展的復雜過程。具體而言，政府和市場共同為科技創新活動提供環境和服務支撐，企業、科研院所和高等院校等創新主體，通過人力資本和研發經費等資源投入，開展知識創新、技術創新、管理創新、體制創新、商業模式創新和生產組織方式創新，形成知識、技術和產品的產出，進而推動經濟發展、結構優化和民生改善，同時通過技術創新溢出，形成輻射、引領效應。

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圖1??城市科技創新發展理論框架圖

（二）研究方法

本文主要利用層次分析法(Analytic Hierarchy Process，AHP)進行評估研究。層次分析法是一種定性與定量分析相結合、系統化、層次化的多因素決策分析方法。通過將研究目標的影響因素分為最高層、策略層和最低層，建立層次結構模型，本研究構建城市科技創新發展評價指標體系，將中國城市科技創新發展指數按理論框架逐級分層，確定原始指標，然后將各項反映科技創新發展基本特征的原始指標逐級合成，轉化為綜合反映城市科技創新發展水平的總指數。具體而言，本文采用閾值法進行無量綱處理。研究假定三級指標同等重要，因此，本研究采用三級指標等權重方法，加權綜合后最終得出城市科技創新發展指數。

四、指標體系及測度結果

（一）指標體系?

基于國內外主要機構創新評價研究報告和主要指標，本文按照科學性和兼容并包性原則、系統優化和可操作性原則、可比性和一致性原則、政策性和導向性原則，構建由三個層次指標構成的中國城市科技創新發展指數指標體系，以綜合反映中國城市之間的創新發展差異。其中，一級指標共4個，主要包括創新資源、創新環境、創新服務、創新績效。二級指標共12個，主要包括創新人才、研發經費、政策環境、人文環境、生活環境、科技條件、金融服務、科技成果、經濟產出、結構優化、綠色發展、輻射引領。三級指標共35個，主要包括創新資源三級指標5個，創新環境三級指標7個，創新服務三級指標5個，創新績效三級指標18個。中國城市科技創新發展指數指標體系及各指標權重如表1所示。

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（二）城市樣本與數據來源

中國城市科技創新發展評估樣本的廣泛性和典型性，關系到評估與研究結論的準確性和價值。本報告在考慮城市統計數據的可得性、準確性和標準性的基礎上，參考城市研究與創新研究相關領域資深專家意見，選取中國大陸287個地級以上城市進行量化研究。具體的城市樣本選取標準包括以下三個方面：第一，城市統計數據的可得性、準確性和標準型；第二，城市在所在省份的社會經濟地位和代表性；第三，城市的研究價值。

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圖2??中國城市科技創新發展指數城市樣本分布

依據以上標準選擇的287個城市，從空間分布上看，涉及除香港、澳門、臺灣和西藏以外的30個省、自治區和直轄市。其中，87個城市位于東部地區、80個城市位于中部地區、86個城市位于西部地區，34個城市位于東北地區。從經濟發展水平看，根據世界銀行2014年公布的收入分組標準，采用人均GDP（根據2014年官方匯率）指標可將287個城市樣本分為3組，人均GDP屬于中等偏下收入組的城市共57個，屬于中等偏上收入組的城市共178個，屬于高收入組的城市共52個。可以看出，這287個城市基本體現了中國不同區域和不同經濟發展水平的城市狀況，樣本涵蓋了全國一、二、三線城市，具有很強的代表性，287個樣本城市樣本分布見圖2。

對中國地級以上城市的科技創新發展進行量化評估，要求各樣本城市數據完整，來源權威，基本數據必須來源于公認的國際組織機構和國家官方統計調查，以保證數據的連續性，利于以后年度進行縱向動態比較。本報告城市相關數據主要來源于《中國城市統計年鑒》等國家、地區、城市政府公布的統計年鑒、統計公報等官方出版物。除官方公布的統計數據外，也從國際知名研究機構和網站獲取部分數據，如財富中文網、湯森路透（Thomson Reuters）基本科學指標數據庫（Essential Science Indicatorss，ESI）等。報告力爭采用最新數據分析中國地級以上城市當前科技創新發展情況，但受限于數據可得性、完整性和指標一致性，指數測算主要基于2014年數據，個別指標（例如ESI前1%學科數）以及部分熱點問題分析采用2016年數據。另外，由于主客觀條件限制，一些具有顯著科技創新發展示范作用的港澳臺城市不得不放棄，一些重要指標也未能納入，希望在未來的研究中能夠加以完善。

（三）測算結果

根據測算結果，繪出2017中國城市科技創新發展指數綜合得分的空間分布，如圖3所示：

科技創新發展指數綜合排名結果顯示，排名前10的城市分別是北京、深圳、上海、廣州、東莞、天津、武漢、杭州、南京和蘇州；排名后10位（從278至287）的城市分別是黑河、瀘州、贛州、平涼、白銀、荊州、周口、鶴崗、昭通和隴南。

此外，北京在287個城市和4個直轄市中排名居首；15個副省級市中，深圳排名第一；268個地級市中，東莞排名第一。

圖3 ?中國城市科技創新發展指數空間分布

五、研究發現

（一）科技創新活動的空間分布印證“胡煥庸線”

從創新經濟地理的角度看，科技創新活動的空間分布印證了國際地理學界的著名的“胡煥庸線”。“胡煥庸線”是我國著名地理學家胡煥庸在其1935年發表的《論中國人口之分布》一文中提出的中國人口密度的突變線，揭示了中國人口的分布規律，但這條線不僅是中國人口分布差異的重要分界線，也是自然地理條件的分界線、人文地理差異分界線。本報告研究發現，胡煥庸線的兩側也存在科技創新發展非常不平衡的特征，從而，胡煥庸線也是我國創新地理差異的分界線。

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圖4 ?創新活動的地理分布

本報告從創新研究的角度印證了人口集聚的重要性，“人”是創新發展的第一核心要素，城市創新發展的基本要求是人的集中而非疏散。但應注意，推動區域間、城鄉間協調發展，使人民能夠共享創新發展的果實也是政府的目標所在。未來，除了遵循城市發展的市場規律以外，還需要統籌規劃、協調發展，大力推進基本公共服務的均等化，改善創新環境和創新服務質量，利用“一帶一路”建設的重要契機，破解東西地區創新發展不平衡的局面。

（二）城市科技創新發展呈梯度分布格局

中國地級以上城市之間的科技創新發展差異懸殊，目前已形成以省會城市和副省級以上城市為龍頭和東中西部城市創新發展梯度分布的基本格局。從城市科技創新發展指數綜合排名情況來看，在區域之間，東部地區城市科技創新發展水平整體優于西部、東北部和中部地區城市，沿海省份城市科技創新發展水平整體優于內陸省份城市；在同一地區、同一省份內部也存在很大差異，省會城市、副省級以上城市等區域中心城市科技創新發展水平往往大大高于其他地級城市。從發明專利授權量看，287個樣本城市的發明專利授權量平均值為402件，但標準差達1708，變異系數為4.2。將樣本城市按發明專利授權量排名進行分組后，可以發現，排名前50位的城市平均發明專利授權量約為第51至100位城市平均值的12倍，中國地級以上城市的科技創新發展差異非常懸殊。

圖5 ?地級以上城市發明專利授權情況

（三）創新產出呈現明顯的“創新馬賽克”特征

從創新產出的地理分布看，我國存在顯著的“創新馬賽克”現象。與區域經濟發展中由于“產業集群”導致的“經濟馬賽克”現象類似，每一塊“經濟馬賽克”的背后是一個“產業集群”，而每一塊“創新馬賽克”的背后是一個“創新集群”。對比世界范圍內的創新型城市可以發現，全球的重大科技創新成果、世界級品牌大多是在這些區域內產生的，比如美國的硅谷高新技術產業集群、圣地亞哥生物技術創新集群等。我國也是如此，重大科技創新的成果主要出自北京的中關村科技園區、深圳的南山科技園區、張江高科技園區等創新集群區域。“創新馬賽克”區域具有創新要素高度集中、科技成果轉化落地快、國際競爭力強等特點，隨著創新要素加速向富有個性和特色的創新集群區域集聚，區域創新發展的循環累積效應凸顯，“創新馬賽克”區域將強者愈強，未來還需要引導此類區域加強對周邊區域的技術溢出和輻射帶動作用，推動區域協同創新發展。同時，值得注意，我國許多創新集群在很大程度上由要素驅動，過于依賴政府的產業扶持政策及國外的高技術，未來應特別注重提高自主創新能力，練就自己在全國乃至全球創新競爭中的“殺手锏”。

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圖6 ?創新經濟的馬賽克現象

（四）絕大多數綜合排名居前的城市科技創新發展存在明顯短板

從單個城市科技創新發展指數結構看，廣州發展相對最為均衡，其他綜合排名靠前的城市均存在一定短板。城市科技創新發展指數排名前20的城市僅有廣州1個城市在創新資源、創新環境、創新服務和創新績效四個分指數的排名分別為3、5、6、4，各方面發展均衡。其余19個城市均存在某一短板，例如，北京的創新環境排第10位，而其他三個分指數排名前2位。深圳的創新資源排第25位，其他三項分指數均排名前3位。長沙的創新服務排名第60位，西安的創新環境排名第122，但兩市其余各項均排在全國前30位。

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（五）城市經濟發展水平與科技創新發展水平顯著正相關

中國城市科技創新發展指數與城市經濟發展水平呈現出顯著的正相關關系，相關系數為0.82。而當對二者進行回歸分析時，可決系數達0.67，表明城市經濟發展水平可在相當程度上解釋城市科技創新發展狀況。我們以城市人均GDP衡量城市的經濟發展水平，根據世界銀行2014年公布的收入分組標準將城市進行分組，即人均GDP低于1045美元的城市劃為低收入組，人均GDP為1045~4125美元的城市劃為中等偏下收入組，人均GDP為4126~12735美元的城市劃為中等偏上收入組，人均GDP為12736美元水平的城市列為高收入組。統計結果顯示，樣本城市中無低收入組城市，城市科技創新發展指數前10名的城市全部位于高收入組，人均GDP均超過12736美元，在區域城市體系中，經濟增長保持強勁態勢，現代產業基礎堅實，生產要素配置高效，新興產業蓬勃發展，總體處于區域經濟發展價值鏈的高端環節，對區域經濟發展和協同創新發展具有很強的輻射帶動作用。

通過箱線圖刻畫處于不同經濟發展階段城市的科技創新發展狀況，圖7顯示，中等偏下收入組城市的科技創新發展水平基本上均低于全國平均水平，中等偏上收入組城市的科技創新發展多數處于全國平均水平，高收入組城市的科技創新發展絕大多數高于全國平均水平。可以看出，同相關性分析結果一致，城市經濟發展水平越高，其科技創新發展水平越高。

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圖7 ?城市經濟發展水平與科技創新發展指數

圖8顯示，高收入組城市的創新資源、創新環境、創新服務和創新績效的發展相對較為均衡，四項一級指標均明顯高于中等收入水平城市。經濟發展為科技創新體系提供物質保障，進而在相當程度上影響城市的科技創新發展整體水平，但一個城市為科技創新發展的環境和服務如何，除了受經濟發展水平的制約以外，還與城市政府的創新意識和主觀能動性密切相關。城市改善創新服務和創新環境是中等收入水平城市未來吸引創新要素、提升創新績效、進而提高科技創新發展整體水平的重要突破點和著力點。

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圖8 ?不同經濟發展水平城市一級指標對比

（六）提高居民可支配收入有利于推動城市科技創新

研究發現，居民可支配收入對城市科技創新發展指數有顯著的正向影響。盡管統計數據表明，城鎮居民人均可支配收入近年來不斷增加，但人均消費支出也大幅增長。現有財富分配體系中，政府、企業收入占國民收入的比重不斷上升，一次收入分配中居民收入比重長期偏低，在科研成果轉化收入及科研經費分配中，最終歸于資本方的比重過高。城市科技創新發展指數表明，一個城市的居民可支配收入水平越高，創新人才收入越高，越能吸引聚集人力資本這一科技創新的核心要素，城市科技創新發展水平越高。為此，應當建立鼓勵科技創新人員的收入分配制度，提升科研經費預算中的人力資本投入比重，大幅提高創新人才收入水平。

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圖9 ?城鎮居民人均可支配收入與科技創新發展指數

（七）城市現代服務業與科技創新發展總體處于協同發展狀態

研究發現，科技創新發展指數排名較高的城市均具有相對較高的服務業發展水平，部分城市服務業增加值占GDP比重超過60%，已進入服務經濟時代，且服務業結構以現代服務業為主。以綜合排名第1的北京市為例，2014年的服務業比重已達77.9%，2015年以來則超過80%，信息服務業、金融服務業、科技服務業等現代服務業成為經濟發展的重大支撐，服務業發展水平同東京、紐約、倫敦等世界科技創新中心城市的差距越來越小。以服務業增加值占GDP的比重將樣本城市進行分組，具體劃分標準及各階段城市數量見表3。

表3 ?城市服務業發展階段統計

服務業增加值占GDP比重	30%以下	30%-40%	40%-50%	50%-60%	60%以上
城市數量	43	139	80	17	8

相關分析表明，城市服務業發展階段與城市創新發展指數的相關系數達到0.65，圖10顯示，服務業水平較高的城市間科技創新發展水平具有較大差異，進一步分析發現，服務業占比高的城市中，結構和層次存在差異，一部分城市傳統服務業占GDP份額較高。總體來看，服務業發展水平高的城市創新發展平均水平要高于服務業發展水平低的城市，而且城市科技創新發展指數排名靠前的城市服務業結構以現代服務業為主。

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圖10??服務業發展階段與城市科技創新發展

現代服務業具有高知識含量、高附加值的特點，既是現代科技應用的重要行業部門，又深度介入到研發、中間試驗、產業化等多個環節，成為科技創新的主要推動者。因此，城市創新發展應高度重視服務經濟發展，推動產業結構和服務業結構優化升級，促進現代服務業與科技創新發展相融合，大力發展科技服務業，以實現科技創新引領產業升級、推動城市經濟向中高端水平邁進。

（八）創新服務是造成城市創新發展水平差距的重要原因

研究表明，城市間的科技創新發展水平存在顯著差異，科技創新發展指數排名靠后的城市往往在各項指標上均落后于科技創新發展指數領先城市。從各城市一級分指數得分的極差來看（表4），創新服務指數的極差在四項一級分指數中位居第二，達0.596，成為影響城市科技創新發展的重要原因。

在經濟發展進入新常態，由高速增長轉入中高速增長的背景下，對于科技創新發展相對落后的城市而言，要盡可能快地實現發展方式由以往主要依靠要素驅動轉入更多依靠創新驅動，不僅需要加大財政科技投入、加強科技創新硬環境建設，也要在改善創新服務、提高城市軟實力上下功夫。創新驅動要求政府在科技創新管理職能由研發管理向創新服務轉變，改變過去重管理研發部門、輕服務創新主體的治理方式，力圖營造良好的創新環境，發揮企業在技術創新中的主體地位。現階段，城市政府需通過明確自身的功能定位，推進服務型政府建設，采取引導社會資本參與建設社會化科技創新服務平臺、完善專業化技術轉移服務體系等措施，在研發到產業化的創新全鏈條中強化創新公共服務。

（九）地級城市規模偏小成為影響城市科技創新發展的瓶頸

創新人才是城市最重要的科技創新資源，創新要素空間集聚的外部經濟性依賴于創新人才的質量。因此，對于人口規模很大的城市而言，創新人才的專業化和多樣化在量和質上均能得到充分保證，城市管理者更多關注怎么用好人才；對于人口規模中等的城市來說，管理者吸引人才、培養人才的能力成為影響其研發活動和科技成果轉化的重要因素；而對于人口規模特別小的城市而言，其顯著的“關系社會”特征導致創新軟環境難以改善，如何吸引、留住人才成為提升科技創新能力面臨的重大瓶頸。實踐中看，城市規模的擴大會帶來更多科技創新從業人員、更高的科研投入從而具有更佳的創新表現，城市經濟學理論也認為城市大規模聚集人口可以發揮集聚經濟優勢和人力資本外部性優勢從而促進科技創新，因此，我們推斷城市規模越大，城市的科技創新能力越強。為加以驗證，本報告根據《中國城市建設統計年鑒》中城區人口數量衡量城市規模，將287個樣本城市劃分為四組，考察在不同城市等級的人口規模下的城市科技創新發展狀況。

2014年國務院發布《關于調整城市規模劃分標準的通知》中按城區常住人口數量將城市劃分為五類七檔。其中，城區常住人口50萬以下為小城市，50至100萬為中等城市，100至300萬為Ⅱ型大城市，300至500萬為Ⅰ型大城市，500至1000萬為特大城市，1000萬以上為超大城市。考慮到300萬以上人口城市樣本量較少，本報告根據樣本城市數據情況將300萬以上人口城市劃為特大城市組，城市規模四組情況如圖11所示。樣本城市中，300萬以上人口的特大城市共19個、100-300萬人口的大城市共50個、50-100萬人口的中等城市94個、50萬以下人口的小城市124個。

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圖11 ?城市科技創新發展指數與城市規模關系

據圖11可知，對于不同城市等級的城市，城市規模與科技創新發展之間都存在正向相關關系，且城市人口規模對于科技創新發展的作用隨著城市規模的擴大而逐步顯現。具體地，從城市科技創新發展指數與城市規模的散點圖中擬合的趨勢線可以發現，對于黑河、隴南等小城市，城市規模對科技創新發展指數的邊際影響約為0.0003；對于信陽、舟山等中等城市，城市規模對科技創新發展指數的邊際影響約為0.0004；對于揚州、蕪湖等100-300萬城區人口的大城市，城市規模對科技創新發展指數的邊際影響約為0.0005；當城市規模發展為特大城市，即城區人口達300萬以上后城市規模對科技創新發展指數的邊際影響下降為0.0001。

城市規模無論在我國理論界還是實踐中一直都是熱點問題。然而，中國應該走一條什么樣的城市化道路，應優先發展大城市還是中小城市未能形成共識，部分城市在努力擴大規模，而部分城市正試圖疏解人口。本研究發現城市規模擴大產生的正外部性能夠顯著促進城市的科技創新發展，從促進科技創新的角度出發，中國現有地級城市規模仍然普遍偏小，重點發展城區人口100萬以上的大城市及特大城市有利于提升整個國家的科技創新發展水平。

（十）建設緊湊型城市是城市打造科技創新中心的重要路徑

城市緊湊度是一個城市經濟發展與要素集聚狀況的集中反映。國內外大量研究表明，緊湊城市形態有助于提高城市的可持續發展能力，同時，經濟集聚伴隨的創新要素集聚是創新發達區域的主要優勢所在。就中國國情而言，人口眾多而可利用土地面積少，隨著經濟快速發展，土地資源越來越緊張，城市郊區化發展模式不可持續，繼續任由攤大餅式的城市化發展既會導致嚴重的資源環境問題，也不利于享用創新要素空間集聚的外部經濟。

城市緊湊度從經濟緊湊度和人口緊湊度兩方面來考察。城市經濟緊湊度以地均GDP表示，地均GDP既可體現一個城市的經濟發達程度，又能反映城市的土地使用效率和緊湊程度。研究發現，科技創新發展水平高的城市緊湊度也相對較高，城市科技創新發展與城市緊湊度呈明顯的正相關關系，相關系數為0.73(圖12)。樣本城市數據同時顯示，地均GDP排名前10位的城市分別為深圳、上海、東莞、廣州、廈門、佛山、無錫、蘇州、中山、南京，其中廣東省有5個城市，體現出提高城市緊湊度對提升科技創新發展實力、建設區域乃至國家創新中心的重要作用。

圖12 ?城市科技創新發展指數與地均GDP關系分布圖

城市人口緊湊度以市轄區人口占全市人口比重衡量，并按這一指標將所有樣本城市劃分為30%以下、30%-70%和70%以上3組，分別對應城市化發展的初級、中級和高級階段，反映不同城市化發展階段和不同人口緊湊度下的城市科技創新發展水平。

研究顯示，城市科技創新發展指數與城市人口緊湊度之間呈現明顯正相關關系，二者的相關系數為0.63。圖13對不同人口緊湊度對應的城市科技創新發展指數進行比較，結果顯示處于人口緊湊度最低組的城市科技創新發展指數水平最低，處于城市化發展高級階段、人口緊湊度最高組的城市的科技創新發展水平總體高于其他兩組城市，但其分布較為離散。可以看到，科技創新發展水平較高的城市具有相對較高的人口緊湊度。本報告研究顯示，地級以上城市的城市化進程中，在擴大城市規模的同時，亦應注重提升城市經濟緊湊度和人口緊湊度，建設緊湊型城市。

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圖13??不同城市化發展階段與人口緊湊度下的城市科技創新發展指數

編輯：王楠

注：本文榮獲“為新時代貢獻思想力量”為主題的有獎征文成果“一等獎”并入選光明日報《思想理論成果數據庫》。本文來源于首都科技發展戰略研究院課題組成果《中國城市科技創新發展報告2017》，該書于2017年9月由科學出版社出版，如需轉載，請聯系cistds@cistds.org.cn并標明出處。