1.长江经济带城市科技创新能力的时间变化趋势

长江经济带城市发明专利申请量2012—2016年一直保持增长的态势,而年增长率却呈下降的态势,年均增长率在30%左右(图1-2)。世界知识产权组织2017年发布的《世界知识产权指标2017》报告表明,全球各国2010—2016年的发明专利申请量连续七年保持增长态势,不仅如此,中国发明专利申请的增长量占全世界总增量的98%,且中国的发明专利申请量处于上升态势。由此可知,长江经济带的发明专利申请量与中国乃至世界的发展趋势一致。同时,区域间的知识积累与科技创新具有溢出效应,城市之间的创新能力会相互促进,这也使得长江经济带的科技创新能力呈现不断增强的趋势。

图1-2　2012—2016年长江经济带发明专利申请受理量趋势变动

通过对长江经济带各城市的发明专利申请量进行比较,得到排名前20的城市,其中大多数为东部沿海城市以及一些省会城市。上海市的发明专利申请量一直稳居第一,苏州市稳居第二,南京市连续四年保持第三,但在2016年重庆市的发明专利申请量赶超南京市,成为第三名。长江上游地区的三个省会城市连续5年均处于前20名;长江中游地区的三个省会城市中武汉市连续5年处于前20名,长沙市除2016年以外,连续4年处于前20名,南昌市只有2013年跻身于前20名;长江下游地区的四个省会城市一直处于前20名。

表1-1　2012—2016年长江经济带发明专利申请受理量前20名

续表

由表1-2可知,2012—2016年排名前20名的城市专利申请量占整个长江经济带108个城市的专利申请量的平均90%左右,且占比有逐年降低的趋势,于2012年的91.60%降低至2016年的87.81%,由此可知,长江经济带108个城市中科技创新能力较强的城市数量较少,科技创新能力差异较大,但随着时间推进这种差异存在缩小趋势。同时,前20名的城市中大约有75%的城市为下游城市,其数量大于中游和上游城市数量之和。由于科技创新具有较强的空间锁定和粘滞性特征,较多的科技创新活动发生在较少的城市中,并集聚产生于特定地区,2012—2016年间基本没有变化。

表1-2　2012—2016年长江经济带专利申请受理量区域分布情况

2.长江经济带城市科技创新能力的空间区位分布(www.daowen.com)

由长江经济带上、中、下游地区城市发明专利申请量的区位分布情况可以看出(图1-3),创新产出水平高的城市多位于长江下游地区,下游地区的城市创新产出占比达到80%左右,远远大于中游和上游地区的城市创新产出占比。长江上中下游地区的创新产出存在较大差异。但是从长江经济带上中下游2012—2016年的增长率水平来看,随着时间推移,长江上游的专利申请量增长率＞长江中游的专利申请量增长率＞长江下游的专利申请量增长率,表明长江经济带的创新产出差异正在逐渐减小,并存在均衡趋势(图1-4)。

图1-3　长江经济带专利申请量占比的区位分布

图1-4　长江经济带专利申请量增长率区域分布走势图

(1)长江经济带城市科技创新能力的聚类分析

由于长江经济带各城市发明专利申请量差距较大,因此将其按照计量单位分类共分为三大类,长江经济带发明专利申请量多的地区主要集中于长江下游地区以及中上游地区的省会城市。从时间维度来看,2012—2016年,发明专利申请量小于100的城市明显下降,发明专利申请量为100～1000和大于1000的城市显著增加,尤其表现为长江下游地区发明专利申请量大于1000的城市的增加,长江中游地区发明专利申请量为100～1000和1000以上这两类的增加,以及长江上游地区发明专利申请量为100～1000的城市的增加。这表明长江经济带整体的城市科技创新能力有显著的提升,同时发明专利申请量为100以上的城市对周围的城市产生明显的空间溢出效应,带动周围地区的科技创新能力增强。整体来说,科技创新能力强的城市还是主要集中于长江下游地区,并且不断向上游和中游地区扩散。

(2)长江经济带城市科技创新能力的核密度分析

核密度估计可以用来计算某一地理要素在其周围临近区域的密度,运用核密度分析可以准确地看出长江经济带城市科技创新能力的空间集聚地区以及向周围的扩散情况,本研究将核密度分布由高到低分为高值区、中高值区、中值区、中低值区和低值区,可以看出长江经济带的科技创新活动热点区集中在以上海市为核心的长江三角洲城市群,且大多数地区属于低值区,说明长江经济带整体的科技创新能力有待进一步提升。相比2012年,2016年长江经济带的科技创新能力在原本创新能力就处于低值区与中低值区的区域有明显提升,而高值区、较高值区和低值区的变化不明显。以上海市为核心的长江三角洲城市群的创新活动辐射范围逐渐扩大,长江经济带下游地区逐渐呈现出连片的城市群。成都市、重庆市、武汉市、合肥市、舟山市开始表现为创新极核的发展趋势,长江经济带整体城市科技创新能力表现为空间分布上的极化态势,显示出不均衡的特征。长江经济带城市科技创新活动的高值区辐射半径不断扩大,逐渐显示出以各省会城市及长三角地区城市为中心的多中心城市科技创新空间格局。

(3)长江经济带城市科技创新能力的趋势面分析

为了进一步观察长江经济带城市科技创新能力东西差异,运用ArcGIS10.0软件绘制了长江经济带发明专利申请量的趋势面分析图。从图1-5可以看出,长江经济带整体的科技创新能力呈现“东高西低”的态势。2012—2016年,在东西方向上,趋势线整体走向未发生明显变化,东西呈现“正U形”曲线,东部地区2016年的科技创新能力相比于2012年存在明显提升,且这种提升的趋势一直延伸到中部地区,西部地区的科技创新能力也有所提升,但是中部偏西地区变化不明显。

图1-5　2012年、2016年长江经济带发明专利申请量的趋势面分析