西寧市創新企業的空間分布格局與影響因素研究＊

■ 孫 驁 張海峰 高子軼 馬曉帆

1.青海師范大學地理科學學院 西寧 810008

2.高原科學與可持續發展研究院 西寧 810008

0 引言

隨著全球化和知識經濟時代的來臨，科技創新水平已經成為綜合國力以及社會生產力重要的衡量標準，是國家間競爭的重點。中國經濟發展進入新常態和新時期，傳統產業產生的效益逐漸減弱，粗放型的增長方式不能適應現今的經濟發展的訴求，所以必須要重視創新驅動給城市可持續發展帶來的力量。創新驅動的發展需要提供城市提供創新空間，其中創新企業是城市創新空間的重要組成部分，是創新產業活動的載體[1-2]，是以科學研發、發明創造及高尖端生產為主要產業活動的城市空間系統，成為了創新驅動戰略下城市創新發展的重要研究領域之一。推動創新企業發展能夠發揮城市的創新能力，推動城市建設創新型城市。中國科學院地理科學與資源研究所因此設立了青藏高原城鎮化進程與綠色發展的課題，本文是該課題項目的部分研究成果，探尋了青藏高原中心城市西寧市的創新空間格局。國家自然科學基金設立了青藏高原中心城市空間擴張與城市社會空間結構響應的研究，本文是該課題的部分成果，探究城市結構中創新空間的影響因素。青海省科技廳軟科學設立了青海省東部城市群資源環境承載力研究的課題，本文是該課題的部分成果，探究了青海省東部城市群的中心城市西寧市的發展路徑。

城市創新空間的相關研究是城市地理學研究的重要內容，上個世紀90年代，國外學者開始對其廣泛關注，主要是從經濟地理學、新古典經濟增長理論、區域發展等方面對區域創新體系[3]、創新空間集聚指標體系[4-6]、創新空間分布測度[7-8]和創新空間驅動因子[9-11]等內容展開了討論，涵蓋了不同尺度下創新空間發展的影響因素、機制等研究內容，目前相關研究多從創新要素流動、社會資本、區域內部經濟結構等視角開展。隨著經濟社會的發展以及對科技創新方面的重視，國內學者也開始關注創新空間的相關研究，主要利用地理信息系統和經濟學的方法和理論對創新空間的分布進行研究，研究內容集中在時空演化模式[12]、空間分布及影響因素[13]、創新驅動方式[14]、分布及效益[15]等方面。學者普遍認為創新企業是推動知識經濟發展和創新的物質空間實體，要重視創新企業分布及其影響因素的分析。隨著地理信息技術方法的日漸成熟，在探究創新空間分布方法方面，主要包括探索性空間數據分析[16]、區位熵[17]等方法，同樣缺少創新企業空間布局影響因素的研究。可以發現，在創新企業布局的影響因素方面已經存在相關討論，普遍認為創新企業的布局主要受到了人才[18]、市場[19]、租金[20]、政策[21]、環境[22]、集聚效應[23]等方面的影響，但相關研究僅對單一因素進行討論，缺乏分析各影響因素的綜合作用。相關研究集中在北京市、上海市[12]、廣東省[24]、浙江省[25]、長三角[15]等城市和區域中，主要集中在我國的東南沿海等經濟和科技發展水平較好的區域，缺乏對西北城市及青藏高原城市創新空間影響因素的研究和探討。總的來說，目前創新企業的發展仍停留在宏觀的區域政策的研究，缺乏對城市內部創新企業布局及影響因素的研究，同時也需要更多西北城市和青藏高原城市的案例研究。

當前科技創新活動已從“園區時代”走向“城市時代”，創新活動越來越趨向多元化、專業化，并且越來越離不開城市的公共服務能力、金融服務與保障和各類專業人才的支撐。因此，未來科技創新活動將有向城市進一步集中的趨勢。青海省建設創新型省份需要依賴創新企業在其中發揮重要作用，關注創新企業集聚的影響因素，為創新企業提供良好的發展條件。西寧市吸引了全青海省的人才和資源，創新產業取得了較好的發展成果，但仍與我國東南沿海城市有一定差距。西寧市是青藏高原的中心城市，是西北的重要節點城市，科技創新水平需要全面地提升。同時，西寧市作為典型的十字型發展的河谷盆地城市[26]，探究西寧市創新企業在城市內部的空間格局及影響因素對西寧市推動創新發展具有較強的借鑒意義。基于以上思考，本文提出以下問題，西寧市創新企業在空間上是怎樣布局的？西寧市創新企業的空間分布受到哪些方面的影響？對此，本文的創新之處在于探究了青藏高原中心城市創新企業的空間分布格局，并且利用地理探測器等方法探究影響創新企業分布的影響因素。

綜上所述，本文以西寧市主城區創新企業為研究對象，運用核密度分析法、空間集聚程度、探索性空間數據分析探究西寧市創新企業的空間分異格局和集聚程度，利用地理探測器探究其空間分異的規律和創新企業集聚的影響因素，發現西寧市創新企業的空間格局，探索創新企業的集聚的成因，為加強西寧市創新企業的集聚，推動西寧市推動創新驅動發展戰略提供借鑒。

1 數據來源與研究方法

1.1 研究區域與研究對象

西寧市位于青藏高原東北部，生態環境優越[27]，是青藏高原的中心城市。下轄城東區、城中區、城西區、城北區4 區以及大通、湟中、湟源3 縣。2018年末，以城東區、城中區、城西區和城北區構成的西寧市主城區戶籍人口98.08 萬人，主城區面積481km2。本次研究的研究區域為西寧市主城區，包括城東區、城中區、城西區、城北區四區，下轄30個街道和鎮。

創新企業作為具有強大創新活力、具有關鍵技術和知識產權優勢并且能夠對市場環境變化做出靈敏變化的企業[28]，作為以科學研發、發明創造及高尖端生產為主要產業活動的城市空間系統，是城市創新空間研究的重要對象。本文以西寧市主城區的創新企業為研究對象（圖1），結合創新企業的定義及西寧市創新發展的現狀，將傳媒公司、網絡科技、醫藥公司、科研公司以及機械電子公司定義為創新企業，共357 家。數據來源于企查查及百度地圖中的興趣點（Point of Interest, POI），數據已經進行了電子化處理。

1.2 研究方法

1.2.1 核密度分析法

核密度估計方法作為非參數統計方法的代表，能夠應用到探尋空間核心集聚區的相關研究，該函數可以根據單位區域內的創新企業的密度來估計點周圍的密度。在地圖中，核密度函數的一般表現形式為：

圖1 研究區域及研究對象圖

式子中，λ(s)是地點s處的核密度的估計，r是核密度函數搜索的半徑，n為樣本數。φ是創新企業之間距離d的權重。

1.2.2 空間集聚程度

利用地理集中度指數來測算西寧市創新企業的空間集聚程度，公式如下：

式中，G為西寧市創新企業的地理集中度指數;xi為街道創新企業的單位數量;T為西寧市主城區范圍內的創新企業的數量總和。假設指數G0表示創新企業平均分布于各街道時地理集中指數,若G＞G0,表明呈現集中分布,反之則表明創新企業設施呈分散分布。

1.2.3 探索性空間數據分析

探索性空間數據分析是反映空間單元上某一屬性的空間集聚特征和空間分布規律的一種分析方式，是測算空間聚集強度的一種方法。

（1）全局空間自相關：全局空間自相關用于觀測整個研究空間的分布趨勢，通常選用Moran’s I為測算指標。

全局空間自相關分析Moran’s I指數公式如下：

式中：X代表區域內的創新企業的數量。WIJ代表以歐氏距離為劃分依據的距離系數。指創新企業數量的平均值。一般Moran’s I指數反映空間鄰接或鄰近區域單元屬性值的相似程度，取值在[-1,1]之間，小于0 表示負相關，大于0則表示正相關。趨近于0則代表不相關

（2）局域空間自相關：在西寧市創新企業分布全局自相關的基礎上，會出現以行政區為單位的局域自相關現象，局域自相關通常采用空間聯合局域指標（Local Indicators of Spatial Association, LISA）作為測算指標，因此利用LISA 指標對局部自相關進行研究。公式表現為：

式中：Zi及Zj是創新企業數量的標準化值。當I和Zi同時為正數時，第i個街鎮及其周邊街鎮的數量均較高時，則為高高集聚區（HH）;當I為負值，Zi為正數時，該街鎮為高集聚，且周邊街鎮為低效益的，則為高低集聚區（HL）；當I為正值Zi為負值時,街鎮為低集聚而周邊街鎮也為低集聚的，則為低低集聚區（LL）；當I和Zi同時為負值時，街鎮為低集聚且周邊為高集聚，為低高集聚區（LH）。

1.2.4 地理探測器

地理探測器是探測空間分異性以及探尋影響因素的統計學方法，能夠探尋地理相關要素與影響因素之間的關系，是探究空間影響因素的重要方法[29]。地理探測器分析下包括有因子探測、交互作用探測、風險區探測及生態探測，本文應用因子探測和交互作用這兩種探測器的分析技術對創新企業布局的影響因素進行研究。

（1）因子探測（factor detector）：探測因變量的空間分異性，以及探測某個自變量多大程度上解釋了因變量的空間分異，用q值度量。

式中：h為創新企業分布或影響因子的分層，Nh和N 分別為層h 和全區的單元數；σ2h和σ2分別是層h 和全區創新企業分布的方差。q值越大代表該因子對創新企業空間布局影響越大，q 值越小表示該因子對創新企業空間布局影響越小。

（2）交互作用探測（interaction detector）：識別不同自變量之間的交互作用，即評估兩個自變量共同作用時是否會增加或減弱對因變量的解釋力，或這些自變量對因變量的影響是否相互獨立的。分為（a）非線性減弱（b）單因子非線性減弱（c）雙因子增強（d）獨立（e）非線性增強。

2 結果與分析

2.1 西寧市創新企業空間格局分析

創新企業的核密度為在城市核心區集中分布，同時形成次級核心區，在周邊零散分布。利用核密度函數分析得出西寧市主城區創新企業的空間分布格局，創新企業核密度分析圖表明，西寧市主城區創新企業的主要核心集聚區在城西區的西關大街街道、興海路街道。次級核心集聚區分布在城北區的廿里鋪鎮和城西區的海湖新區，其他則為零散分布（圖2）。綜上所述，創新企業的分布在空間上呈現明顯的空間自相關性呈，現出城市核心區為創新企業的核心集中區，有次級核心區，其他零散分布的分布態勢。

圖2 創新企業核密度分析圖

創新企業在空間上呈現集聚的特征。通過地理集中指數的計算，發現西寧市創新企業地理集中系數為5.42，均衡系數為3.33，地理集中系數大于均衡指數，表明創新企業在西寧市主城區的分布較為集中。結合核密度圖發現，創新企業多集中在城市核心區及兩個次中心區。

西寧市創新企業在具有空間自相關性，創新企業的分布在空間上存在正相關性。根據全局空間自相關指數可知，西寧市創新企業數量的Moran’s I為0.2628，P值為0.001，其標準化檢驗為36.72，通過顯著性檢驗。說明西寧市主城區創新企業的數量在空間上呈現較為明顯的空間正相關性，存在明顯的空間依賴性，即創新企業集聚的區域會對其他創新企業的布局產生一定程度上的極化作用。

局域空間自相關能夠揭示局部空間位置上創新企業的關聯程度和分布格局。利用上文提到的局域空間自相關對西寧市主城區創新企業的局域空間自相關集聚特征進行分析，得到關于西寧市創新企業分布的LISA圖（圖3）。該圖呈現小橋大街街道、虎臺街道以及朝陽街道為H-H 集聚，即這3 個街道以及周圍的街道創新企業的數量高于西寧市主城區的平均數量；東關街道為HL 集聚，即東關街道的創新企業數量高于西寧市主城區的平均數量，而周邊街道和鎮則低于平均數量；勝利路街道和馬坊街道為L-H 集聚，即勝利路街道和馬坊街道內的創新企業的數量低于西寧市主城區的平均數量，而周邊則高于西寧市的平均數量；林家崖街道為L-L集聚，即該街道以及周邊的街道創新企業的數量均地域西寧市主城區的平均水平。由此可以看出創新企業的集聚性較高，且集中在城市中心區。

圖3 創新企業LISA圖

西寧市主城區創新企業空間密度模式大體呈現從城市中心向外圍逐漸降低的趨勢。由于西寧市是東-西、南-北走向的條帶型城市，所以應該從4 個方向觀察創新企業的空間密度。從市中心向北及向西觀察，發現創新企業的密度從市中心向外擴張的過程中逐漸降低，在過渡區和郊區之間密度會逐漸上升，產生一個小高峰，后逐漸降低。從市中心向南及向東觀察，發現創新企業的密度從市中心向外擴張，逐漸降低，直至到遠離市中心的郊區時處于一個較低的水平（如圖4）。作為河谷盆地型城市，西寧市創新企業的空間格局更要關注在不同方向上創新企業密度的變化。通過密度空間格局發現，西寧市由于受地形等方面制約，創新企業集聚效應也受到了限制。創新企業在布局的過程中，較大城市來說路徑依賴效應較弱，更容易產生新的創新企業集聚區。創新企業在布局時也應該探討密度的差異，發現未來將要形成的新的創新核心，發揮新核心的集聚效應，以此促進創新企業的有序發展。

2.2 西寧市創新企業影響因素分析

影響創新企業空間布局的因素多元，本文根據創新企業的分布特征，參考已有研究成果的基礎上，結合相關數據的可獲取性，從承租能力[30]、環境區位[31]、高校區位[32]和市場區位[33]四個方面分析研究創新企業在西寧市四個行政區集聚分布的影響因素。科技孵化園、創新園區等眾創空間是創新企業進駐的空間載體，在我國東部城市中，政策驅使建立的眾創空間的分布和創新企業的分布有較強的聯系，但是西寧創新企業較弱，全市僅有兩個眾創空間，因此不探究眾創空間對創新企業的影響。租金價格來源于2019年7月安居客房價的爬蟲數據，將其賦值至每個小區單元后利用克里金插值獲得西寧市主城區全域的空間價格；距離公園、水系的距離來源于各個創新企業距離最近的公園水系的距離，公園和水系信息已通過電子化處理；距離高等院校的距離來源于各個創新企業距離最近的本科及以上高校的位置；距離市中心的距離來源于各個創新企業距離新寧廣場的距離。以上信息利用自然間斷點分級法將進行離散分級，共分為5級。（表1）

通過因子探測得到西寧主城區和不同行政區各因子對創新企業集聚的影響力值（表2）。西寧主城區對創新企業集聚影響強弱的各因子為：承租能力（37.7%）、市場區位（33.8%）、高校區位（23.3%）、環境區位（7.9%）。表明西寧市主城區創新企業的集聚受承租能力和市場區位影響顯著。從各個行政區的視角去看，城北區對創新企業集聚的影響強弱各因子排序依次為：環境區位（50.81%）、市場區位（37.54%）、承租能力（31.83%）和高校區位（15.13%），其中環境區位、市場區位和承租能力對城北區的創新企業集聚的影響較大，均超過了20%。城東區對創新企業集聚的影響強弱各因子排序依次為：市場區位（28.56%）、承租能力（25.03%）、環境區位（19.99%）、高校區位（14.69%），其中市場區位和承租能力對城東區創新企業的集聚影響較大。城中區對創新企業集聚的影響強弱各因子排序依次為：市場區位（54.90%）、承租能力（44.29%）、高校區位（29.94%），其中市場區位、承租能力和高校區位對城中區的創新企業集聚的影響較大，環境區位因素沒有通過p檢驗，表明環境區位對城中區的創新集聚沒有顯著影響。城西區對創新企業集聚的影響強弱各因子排序依次為：高校區位（29.36%）、環境區位（19.66%）、市場區位（16.96%），其中高校區位對城西區的創新企業集聚的影響較大，承租能力因素沒有通過p 檢驗，表明承租能力對城西區的創新集聚沒有限制的影響。

圖4 西寧市創新企業密度空間格局及其差異

表1 影響因素分類表

由此看出城北區的創新企業集聚主要受環境區位因素影響，距離公園綠地和水系越近的地方越容易產生創新企業的集聚，北川河濕地公園的建設推動了城北區創新企業的集聚。城西區的創新企業的集聚主要受到高校區位的影響，在距離高等院校近的地方容易產生創新集聚。這表明城北區和城西區的創新企業集聚不容易受到市場區位，即距離市中心遠近的影響，在市中心之外的地方形成創新企業的集聚。而城東區和城中區受到市場區位的影響顯著，越靠近市中心的位置創新企業越集聚，創新企業集中在靠近城市核心區的區域。

兩種影響因素結合更能解釋影響因素對創新企業集聚的影響。探究西寧市各區兩個影響因素對創新企業集聚的影響（表3）。各因子對創新企業的集聚影響因子不一致，城北區交互作用最大的是環境區位與承租能力（74.2%）、環境區位與市場區位（73.7%）。城東區交互作用最大的是承租能力與高校區位（57.2%）、市場區位與高校區位（53.9%）。城中區交互作用最大的是市場區位與承租能力（62.8%）、市場區位與環境區位（57.6%）。城西區交互作用最大的是高校區位與環境區位（55.6%）、高校區位與市場區位（51.5%）。

城北區、城東區、城中區和城西區的創新企業在多因素交互影響作用下影響因素復雜，且有明顯的主導因素，西寧市主城區四區在交互作用影響下，影響因素復雜，受多因素影響。由此證明決定創新企業集聚的影響因素由多個影響因素決定，多影響因素共同作用下導致創新企業的集聚分析變得更加復雜。城北區的環境區位與其他影響因素的交互作用都要大于環境區位本身對創新企業集聚的影響，且影響程度較高。城東區的創新企業在形成集聚的過程中，受到城東區老齡化突出、基礎設施薄弱等問題，主要考慮高校區位這一影響因素，圍繞高校進行創新企業的集聚。城中區的創新企業的集聚方面主要受到市場區位的占據主導，市場區位作用與其他因素交互作用下，高于市場區位單一因素對創新企業集聚的影響。城西區的高校區位與其他影響因素的交互作用較高，且均高于高校區位單一因素影響。

西寧市主城區創新企業的空間分布特征在西寧市內呈現出明顯的集聚和分散（圖5），呈現出“主核心區+雙次中心區+周邊分散”的空間格局。創新企業在西寧市核心區產生了明顯的集聚。而西寧市城西區東部由于較為領先的經濟水平以及高校的影響效應在此處產生了次中心的集聚，城北區的南部由于有較大面積的發展用地以及較好的環境，也產生了次中心的集聚。同時由于自然條件、基礎設施和交通路網的限制，在發展條件較差的位置難以產生創新企業的集聚，產生了創新企業稀缺，缺乏創新企業集聚的現象。西寧市城市空間擴張在向西發展的過程中[34]，創新企業在環境因素主導下向北也產生了一定程度上的集聚。由此可見，西寧市創新企業的空間格局不完全按照城市規劃中劃定的功能區進行布局，在環境區位、高校區位、市場區位以及承租能力的共同影響下形成了當前的空間格局，即城市核心區仍是創新企業分布的中心，與承擔城市職能的區域大致相同，其他區域在由于毗鄰高校和擁有較好的基礎設施和環境在核心區周邊產生了次中心區；其余創新企業周邊分散的空間分布格局。

表2 因子探測結果

表3 交互探測器結果

3 結論與討論

3.1 結論與政策建議

（1）創新企業空間分布集聚特征明顯。通過地理集中指數發現創新企業集中程度較強，創新企業分布較為集中，主要分布在城市核心區周圍。同時，西寧市主城區創新企業的數量與位置之間有明顯的相關性，在城市核心區形成了核心集聚區。西寧市政府在吸引創新企業進駐和建立的過程中應該做好技術創新的引導著、科技創新平臺的搭建者。推動政府的引導和政策引領的創新，加強科技創新的政府創新驅動。

（2）創新企業呈現“主核心區+雙次中心區+周邊分散”的空間格局。西寧市主城區的創新企業在城市核心區產生了核心集聚的現象，成為了創新企業的主核心區，同時，受環境區位及高校區位等因素影響明顯，創新企業還分布在城市核心區外的西部和北部。因其影響機制的不同，所以產生了以西寧市城市核心區為主導的創新集聚核心區以及環境區位導向和高校區位導向的創新企業集聚次中心，而其他創新企業則為周邊分散的布局格局。政府應該加強創新企業空間分布格局的識別，探究是什么導致了分異格局的變化，加強主導因素對創新企業集聚的影響，推動創新企業集聚的加強，使其產生集聚效應。對不同區域的創新企業集聚搭建準入機制，吸引互補性企業的進駐和集聚。

（3）西寧市創新企業空間集聚受多因素共同影響。借助因子探測及交互作用探測發現，西寧市創新企業的空間集聚受多因素共同影響。在因子探測中發現西寧市主城區創新企業的集聚受承租能力和市場區位影響顯著，城西區受到高校區位（29.4%）的影響比較明顯，城北區受到環境區位（50.8%）比較明顯，而城東和城中區受市場區位比較明顯。在交互作用的影響下，各個因子之間相互作用，促進了創新企業集聚的形成，城西區和城東區創新企業的集聚受到高校區位與其他因子交互作用影響明顯，城北區受到環境區位與其他因子交互作用影響明顯，城中區受到市場區位和其他因子交互作用影響明顯。政府應該科學識別創新企業集聚的影響因素，改善負面因素對創新企業集聚造成的不良影響，加強公共服務設施配套的建設，提高西寧市整體的綜合環境質量。改善區位條件，為西寧市創新企業的集聚提供外部支持和基礎。

3.2 討論

圖5 西寧市創新企業的空間分布格局

西寧市創新企業的發展要判別集聚形成的成因和機制。要合理區分創新企業在城市內部地域的集聚區域和特點。在研究城市內部用地分異的時候應該合理地區分創新企業乃至其他要素的分布特征和特點。針對性地解決集聚或者分散帶來的優勢和弊端，促進城市內部地域空間結構合理有序地可持續發展。通過探索性空間數據分析的方法可以發現西寧市創新企業擁有較強的極化性，即產生創新集聚的區域會對其他區域進行進一步的吸引，使得創新企業集聚在已有的集聚區，而其他地區的創新企業越來越少。在這個過程中需要關注創新企業集聚帶來的效益，也要留意由于創新企業的缺失，落后地區創新產業的發展。在國土空間規劃編制的過程中，可以充分考慮現有創新企業的空間分布格局，分析其成因，利用已有的創新企業集聚區發揮正的外部性去推動創新企業的進駐和發展，同時關注創新企業缺乏地區的發展，為國土空間規劃提供理論參考，實現城市的協調發展。綜上所述，創新企業是創新產業發展的載體，青海省建設創新型省份需要依賴創新企業在其中發揮重要作用。關注創新企業集聚的影響因素和創新企業集聚帶來的集聚效益，為創新企業提供良好的發展條件，以此實現西寧市創建創新型城市。本文從西寧市創新企業的空間格局和影響因素入手，利用核密度分析法、空間集聚程度分析以及探索性空間數據分析發現了西寧市創新企業的空間格局；利用地理探測器探討了創新企業在西寧市整體以及在各個行政區集聚的影響因素為西寧市創新空間的分析提供了相關依據。但是創新企業的集聚不一定能夠產生良好的效益，還可能因為成本的增加以及效益的損失產生集聚不經濟的現象。本文未考慮創新企業集聚產生的效益的程度，在接下來的研究中關注創新企業集聚和創新企業效益之間的關系是未來研究的重點。