西宁市创新企业的空间分布格局与影响因素研究＊

■ 孙 骜 张海峰 高子轶 马晓帆

1.青海师范大学地理科学学院 西宁 810008

2.高原科学与可持续发展研究院 西宁 810008

0 引言

随着全球化和知识经济时代的来临，科技创新水平已经成为综合国力以及社会生产力重要的衡量标准，是国家间竞争的重点。中国经济发展进入新常态和新时期，传统产业产生的效益逐渐减弱，粗放型的增长方式不能适应现今的经济发展的诉求，所以必须要重视创新驱动给城市可持续发展带来的力量。创新驱动的发展需要提供城市提供创新空间，其中创新企业是城市创新空间的重要组成部分，是创新产业活动的载体[1-2]，是以科学研发、发明创造及高尖端生产为主要产业活动的城市空间系统，成为了创新驱动战略下城市创新发展的重要研究领域之一。推动创新企业发展能够发挥城市的创新能力，推动城市建设创新型城市。中国科学院地理科学与资源研究所因此设立了青藏高原城镇化进程与绿色发展的课题，本文是该课题项目的部分研究成果，探寻了青藏高原中心城市西宁市的创新空间格局。国家自然科学基金设立了青藏高原中心城市空间扩张与城市社会空间结构响应的研究，本文是该课题的部分成果，探究城市结构中创新空间的影响因素。青海省科技厅软科学设立了青海省东部城市群资源环境承载力研究的课题，本文是该课题的部分成果，探究了青海省东部城市群的中心城市西宁市的发展路径。

城市创新空间的相关研究是城市地理学研究的重要内容，上个世纪90年代，国外学者开始对其广泛关注，主要是从经济地理学、新古典经济增长理论、区域发展等方面对区域创新体系[3]、创新空间集聚指标体系[4-6]、创新空间分布测度[7-8]和创新空间驱动因子[9-11]等内容展开了讨论，涵盖了不同尺度下创新空间发展的影响因素、机制等研究内容，目前相关研究多从创新要素流动、社会资本、区域内部经济结构等视角开展。随着经济社会的发展以及对科技创新方面的重视，国内学者也开始关注创新空间的相关研究，主要利用地理信息系统和经济学的方法和理论对创新空间的分布进行研究，研究内容集中在时空演化模式[12]、空间分布及影响因素[13]、创新驱动方式[14]、分布及效益[15]等方面。学者普遍认为创新企业是推动知识经济发展和创新的物质空间实体，要重视创新企业分布及其影响因素的分析。随着地理信息技术方法的日渐成熟，在探究创新空间分布方法方面，主要包括探索性空间数据分析[16]、区位熵[17]等方法，同样缺少创新企业空间布局影响因素的研究。可以发现，在创新企业布局的影响因素方面已经存在相关讨论，普遍认为创新企业的布局主要受到了人才[18]、市场[19]、租金[20]、政策[21]、环境[22]、集聚效应[23]等方面的影响，但相关研究仅对单一因素进行讨论，缺乏分析各影响因素的综合作用。相关研究集中在北京市、上海市[12]、广东省[24]、浙江省[25]、长三角[15]等城市和区域中，主要集中在我国的东南沿海等经济和科技发展水平较好的区域，缺乏对西北城市及青藏高原城市创新空间影响因素的研究和探讨。总的来说，目前创新企业的发展仍停留在宏观的区域政策的研究，缺乏对城市内部创新企业布局及影响因素的研究，同时也需要更多西北城市和青藏高原城市的案例研究。

当前科技创新活动已从“园区时代”走向“城市时代”，创新活动越来越趋向多元化、专业化，并且越来越离不开城市的公共服务能力、金融服务与保障和各类专业人才的支撑。因此，未来科技创新活动将有向城市进一步集中的趋势。青海省建设创新型省份需要依赖创新企业在其中发挥重要作用，关注创新企业集聚的影响因素，为创新企业提供良好的发展条件。西宁市吸引了全青海省的人才和资源，创新产业取得了较好的发展成果，但仍与我国东南沿海城市有一定差距。西宁市是青藏高原的中心城市，是西北的重要节点城市，科技创新水平需要全面地提升。同时，西宁市作为典型的十字型发展的河谷盆地城市[26]，探究西宁市创新企业在城市内部的空间格局及影响因素对西宁市推动创新发展具有较强的借鉴意义。基于以上思考，本文提出以下问题，西宁市创新企业在空间上是怎样布局的？西宁市创新企业的空间分布受到哪些方面的影响？对此，本文的创新之处在于探究了青藏高原中心城市创新企业的空间分布格局，并且利用地理探测器等方法探究影响创新企业分布的影响因素。

综上所述，本文以西宁市主城区创新企业为研究对象，运用核密度分析法、空间集聚程度、探索性空间数据分析探究西宁市创新企业的空间分异格局和集聚程度，利用地理探测器探究其空间分异的规律和创新企业集聚的影响因素，发现西宁市创新企业的空间格局，探索创新企业的集聚的成因，为加强西宁市创新企业的集聚，推动西宁市推动创新驱动发展战略提供借鉴。

1 数据来源与研究方法

1.1 研究区域与研究对象

西宁市位于青藏高原东北部，生态环境优越[27]，是青藏高原的中心城市。下辖城东区、城中区、城西区、城北区4 区以及大通、湟中、湟源3 县。2018年末，以城东区、城中区、城西区和城北区构成的西宁市主城区户籍人口98.08 万人，主城区面积481km2。本次研究的研究区域为西宁市主城区，包括城东区、城中区、城西区、城北区四区，下辖30个街道和镇。

创新企业作为具有强大创新活力、具有关键技术和知识产权优势并且能够对市场环境变化做出灵敏变化的企业[28]，作为以科学研发、发明创造及高尖端生产为主要产业活动的城市空间系统，是城市创新空间研究的重要对象。本文以西宁市主城区的创新企业为研究对象（图1），结合创新企业的定义及西宁市创新发展的现状，将传媒公司、网络科技、医药公司、科研公司以及机械电子公司定义为创新企业，共357 家。数据来源于企查查及百度地图中的兴趣点（Point of Interest, POI），数据已经进行了电子化处理。

1.2 研究方法

1.2.1 核密度分析法

核密度估计方法作为非参数统计方法的代表，能够应用到探寻空间核心集聚区的相关研究，该函数可以根据单位区域内的创新企业的密度来估计点周围的密度。在地图中，核密度函数的一般表现形式为：

图1 研究区域及研究对象图

式子中，λ(s)是地点s处的核密度的估计，r是核密度函数搜索的半径，n为样本数。φ是创新企业之间距离d的权重。

1.2.2 空间集聚程度

利用地理集中度指数来测算西宁市创新企业的空间集聚程度，公式如下：

式中，G为西宁市创新企业的地理集中度指数;xi为街道创新企业的单位数量;T为西宁市主城区范围内的创新企业的数量总和。假设指数G0表示创新企业平均分布于各街道时地理集中指数,若G＞G0,表明呈现集中分布,反之则表明创新企业设施呈分散分布。

1.2.3 探索性空间数据分析

探索性空间数据分析是反映空间单元上某一属性的空间集聚特征和空间分布规律的一种分析方式，是测算空间聚集强度的一种方法。

（1）全局空间自相关：全局空间自相关用于观测整个研究空间的分布趋势，通常选用Moran’s I为测算指标。

全局空间自相关分析Moran’s I指数公式如下：

式中：X代表区域内的创新企业的数量。WIJ代表以欧氏距离为划分依据的距离系数。指创新企业数量的平均值。一般Moran’s I指数反映空间邻接或邻近区域单元属性值的相似程度，取值在[-1,1]之间，小于0 表示负相关，大于0则表示正相关。趋近于0则代表不相关

（2）局域空间自相关：在西宁市创新企业分布全局自相关的基础上，会出现以行政区为单位的局域自相关现象，局域自相关通常采用空间联合局域指标（Local Indicators of Spatial Association, LISA）作为测算指标，因此利用LISA 指标对局部自相关进行研究。公式表现为：

式中：Zi及Zj是创新企业数量的标准化值。当I和Zi同时为正数时，第i个街镇及其周边街镇的数量均较高时，则为高高集聚区（HH）;当I为负值，Zi为正数时，该街镇为高集聚，且周边街镇为低效益的，则为高低集聚区（HL）；当I为正值Zi为负值时,街镇为低集聚而周边街镇也为低集聚的，则为低低集聚区（LL）；当I和Zi同时为负值时，街镇为低集聚且周边为高集聚，为低高集聚区（LH）。

1.2.4 地理探测器

地理探测器是探测空间分异性以及探寻影响因素的统计学方法，能够探寻地理相关要素与影响因素之间的关系，是探究空间影响因素的重要方法[29]。地理探测器分析下包括有因子探测、交互作用探测、风险区探测及生态探测，本文应用因子探测和交互作用这两种探测器的分析技术对创新企业布局的影响因素进行研究。

（1）因子探测（factor detector）：探测因变量的空间分异性，以及探测某个自变量多大程度上解释了因变量的空间分异，用q值度量。

式中：h为创新企业分布或影响因子的分层，Nh和N 分别为层h 和全区的单元数；σ2h和σ2分别是层h 和全区创新企业分布的方差。q值越大代表该因子对创新企业空间布局影响越大，q 值越小表示该因子对创新企业空间布局影响越小。

（2）交互作用探测（interaction detector）：识别不同自变量之间的交互作用，即评估两个自变量共同作用时是否会增加或减弱对因变量的解释力，或这些自变量对因变量的影响是否相互独立的。分为（a）非线性减弱（b）单因子非线性减弱（c）双因子增强（d）独立（e）非线性增强。

2 结果与分析

2.1 西宁市创新企业空间格局分析

创新企业的核密度为在城市核心区集中分布，同时形成次级核心区，在周边零散分布。利用核密度函数分析得出西宁市主城区创新企业的空间分布格局，创新企业核密度分析图表明，西宁市主城区创新企业的主要核心集聚区在城西区的西关大街街道、兴海路街道。次级核心集聚区分布在城北区的廿里铺镇和城西区的海湖新区，其他则为零散分布（图2）。综上所述，创新企业的分布在空间上呈现明显的空间自相关性呈，现出城市核心区为创新企业的核心集中区，有次级核心区，其他零散分布的分布态势。

图2 创新企业核密度分析图

创新企业在空间上呈现集聚的特征。通过地理集中指数的计算，发现西宁市创新企业地理集中系数为5.42，均衡系数为3.33，地理集中系数大于均衡指数，表明创新企业在西宁市主城区的分布较为集中。结合核密度图发现，创新企业多集中在城市核心区及两个次中心区。

西宁市创新企业在具有空间自相关性，创新企业的分布在空间上存在正相关性。根据全局空间自相关指数可知，西宁市创新企业数量的Moran’s I为0.2628，P值为0.001，其标准化检验为36.72，通过显著性检验。说明西宁市主城区创新企业的数量在空间上呈现较为明显的空间正相关性，存在明显的空间依赖性，即创新企业集聚的区域会对其他创新企业的布局产生一定程度上的极化作用。

局域空间自相关能够揭示局部空间位置上创新企业的关联程度和分布格局。利用上文提到的局域空间自相关对西宁市主城区创新企业的局域空间自相关集聚特征进行分析，得到关于西宁市创新企业分布的LISA图（图3）。该图呈现小桥大街街道、虎台街道以及朝阳街道为H-H 集聚，即这3 个街道以及周围的街道创新企业的数量高于西宁市主城区的平均数量；东关街道为HL 集聚，即东关街道的创新企业数量高于西宁市主城区的平均数量，而周边街道和镇则低于平均数量；胜利路街道和马坊街道为L-H 集聚，即胜利路街道和马坊街道内的创新企业的数量低于西宁市主城区的平均数量，而周边则高于西宁市的平均数量；林家崖街道为L-L集聚，即该街道以及周边的街道创新企业的数量均地域西宁市主城区的平均水平。由此可以看出创新企业的集聚性较高，且集中在城市中心区。

图3 创新企业LISA图

西宁市主城区创新企业空间密度模式大体呈现从城市中心向外围逐渐降低的趋势。由于西宁市是东-西、南-北走向的条带型城市，所以应该从4 个方向观察创新企业的空间密度。从市中心向北及向西观察，发现创新企业的密度从市中心向外扩张的过程中逐渐降低，在过渡区和郊区之间密度会逐渐上升，产生一个小高峰，后逐渐降低。从市中心向南及向东观察，发现创新企业的密度从市中心向外扩张，逐渐降低，直至到远离市中心的郊区时处于一个较低的水平（如图4）。作为河谷盆地型城市，西宁市创新企业的空间格局更要关注在不同方向上创新企业密度的变化。通过密度空间格局发现，西宁市由于受地形等方面制约，创新企业集聚效应也受到了限制。创新企业在布局的过程中，较大城市来说路径依赖效应较弱，更容易产生新的创新企业集聚区。创新企业在布局时也应该探讨密度的差异，发现未来将要形成的新的创新核心，发挥新核心的集聚效应，以此促进创新企业的有序发展。

2.2 西宁市创新企业影响因素分析

影响创新企业空间布局的因素多元，本文根据创新企业的分布特征，参考已有研究成果的基础上，结合相关数据的可获取性，从承租能力[30]、环境区位[31]、高校区位[32]和市场区位[33]四个方面分析研究创新企业在西宁市四个行政区集聚分布的影响因素。科技孵化园、创新园区等众创空间是创新企业进驻的空间载体，在我国东部城市中，政策驱使建立的众创空间的分布和创新企业的分布有较强的联系，但是西宁创新企业较弱，全市仅有两个众创空间，因此不探究众创空间对创新企业的影响。租金价格来源于2019年7月安居客房价的爬虫数据，将其赋值至每个小区单元后利用克里金插值获得西宁市主城区全域的空间价格；距离公园、水系的距离来源于各个创新企业距离最近的公园水系的距离，公园和水系信息已通过电子化处理；距离高等院校的距离来源于各个创新企业距离最近的本科及以上高校的位置；距离市中心的距离来源于各个创新企业距离新宁广场的距离。以上信息利用自然间断点分级法将进行离散分级，共分为5级。（表1）

通过因子探测得到西宁主城区和不同行政区各因子对创新企业集聚的影响力值（表2）。西宁主城区对创新企业集聚影响强弱的各因子为：承租能力（37.7%）、市场区位（33.8%）、高校区位（23.3%）、环境区位（7.9%）。表明西宁市主城区创新企业的集聚受承租能力和市场区位影响显著。从各个行政区的视角去看，城北区对创新企业集聚的影响强弱各因子排序依次为：环境区位（50.81%）、市场区位（37.54%）、承租能力（31.83%）和高校区位（15.13%），其中环境区位、市场区位和承租能力对城北区的创新企业集聚的影响较大，均超过了20%。城东区对创新企业集聚的影响强弱各因子排序依次为：市场区位（28.56%）、承租能力（25.03%）、环境区位（19.99%）、高校区位（14.69%），其中市场区位和承租能力对城东区创新企业的集聚影响较大。城中区对创新企业集聚的影响强弱各因子排序依次为：市场区位（54.90%）、承租能力（44.29%）、高校区位（29.94%），其中市场区位、承租能力和高校区位对城中区的创新企业集聚的影响较大，环境区位因素没有通过p检验，表明环境区位对城中区的创新集聚没有显著影响。城西区对创新企业集聚的影响强弱各因子排序依次为：高校区位（29.36%）、环境区位（19.66%）、市场区位（16.96%），其中高校区位对城西区的创新企业集聚的影响较大，承租能力因素没有通过p 检验，表明承租能力对城西区的创新集聚没有限制的影响。

图4 西宁市创新企业密度空间格局及其差异

表1 影响因素分类表

由此看出城北区的创新企业集聚主要受环境区位因素影响，距离公园绿地和水系越近的地方越容易产生创新企业的集聚，北川河湿地公园的建设推动了城北区创新企业的集聚。城西区的创新企业的集聚主要受到高校区位的影响，在距离高等院校近的地方容易产生创新集聚。这表明城北区和城西区的创新企业集聚不容易受到市场区位，即距离市中心远近的影响，在市中心之外的地方形成创新企业的集聚。而城东区和城中区受到市场区位的影响显著，越靠近市中心的位置创新企业越集聚，创新企业集中在靠近城市核心区的区域。

两种影响因素结合更能解释影响因素对创新企业集聚的影响。探究西宁市各区两个影响因素对创新企业集聚的影响（表3）。各因子对创新企业的集聚影响因子不一致，城北区交互作用最大的是环境区位与承租能力（74.2%）、环境区位与市场区位（73.7%）。城东区交互作用最大的是承租能力与高校区位（57.2%）、市场区位与高校区位（53.9%）。城中区交互作用最大的是市场区位与承租能力（62.8%）、市场区位与环境区位（57.6%）。城西区交互作用最大的是高校区位与环境区位（55.6%）、高校区位与市场区位（51.5%）。

城北区、城东区、城中区和城西区的创新企业在多因素交互影响作用下影响因素复杂，且有明显的主导因素，西宁市主城区四区在交互作用影响下，影响因素复杂，受多因素影响。由此证明决定创新企业集聚的影响因素由多个影响因素决定，多影响因素共同作用下导致创新企业的集聚分析变得更加复杂。城北区的环境区位与其他影响因素的交互作用都要大于环境区位本身对创新企业集聚的影响，且影响程度较高。城东区的创新企业在形成集聚的过程中，受到城东区老龄化突出、基础设施薄弱等问题，主要考虑高校区位这一影响因素，围绕高校进行创新企业的集聚。城中区的创新企业的集聚方面主要受到市场区位的占据主导，市场区位作用与其他因素交互作用下，高于市场区位单一因素对创新企业集聚的影响。城西区的高校区位与其他影响因素的交互作用较高，且均高于高校区位单一因素影响。

西宁市主城区创新企业的空间分布特征在西宁市内呈现出明显的集聚和分散（图5），呈现出“主核心区+双次中心区+周边分散”的空间格局。创新企业在西宁市核心区产生了明显的集聚。而西宁市城西区东部由于较为领先的经济水平以及高校的影响效应在此处产生了次中心的集聚，城北区的南部由于有较大面积的发展用地以及较好的环境，也产生了次中心的集聚。同时由于自然条件、基础设施和交通路网的限制，在发展条件较差的位置难以产生创新企业的集聚，产生了创新企业稀缺，缺乏创新企业集聚的现象。西宁市城市空间扩张在向西发展的过程中[34]，创新企业在环境因素主导下向北也产生了一定程度上的集聚。由此可见，西宁市创新企业的空间格局不完全按照城市规划中划定的功能区进行布局，在环境区位、高校区位、市场区位以及承租能力的共同影响下形成了当前的空间格局，即城市核心区仍是创新企业分布的中心，与承担城市职能的区域大致相同，其他区域在由于毗邻高校和拥有较好的基础设施和环境在核心区周边产生了次中心区；其余创新企业周边分散的空间分布格局。

表2 因子探测结果

表3 交互探测器结果

3 结论与讨论

3.1 结论与政策建议

（1）创新企业空间分布集聚特征明显。通过地理集中指数发现创新企业集中程度较强，创新企业分布较为集中，主要分布在城市核心区周围。同时，西宁市主城区创新企业的数量与位置之间有明显的相关性，在城市核心区形成了核心集聚区。西宁市政府在吸引创新企业进驻和建立的过程中应该做好技术创新的引导着、科技创新平台的搭建者。推动政府的引导和政策引领的创新，加强科技创新的政府创新驱动。

（2）创新企业呈现“主核心区+双次中心区+周边分散”的空间格局。西宁市主城区的创新企业在城市核心区产生了核心集聚的现象，成为了创新企业的主核心区，同时，受环境区位及高校区位等因素影响明显，创新企业还分布在城市核心区外的西部和北部。因其影响机制的不同，所以产生了以西宁市城市核心区为主导的创新集聚核心区以及环境区位导向和高校区位导向的创新企业集聚次中心，而其他创新企业则为周边分散的布局格局。政府应该加强创新企业空间分布格局的识别，探究是什么导致了分异格局的变化，加强主导因素对创新企业集聚的影响，推动创新企业集聚的加强，使其产生集聚效应。对不同区域的创新企业集聚搭建准入机制，吸引互补性企业的进驻和集聚。

（3）西宁市创新企业空间集聚受多因素共同影响。借助因子探测及交互作用探测发现，西宁市创新企业的空间集聚受多因素共同影响。在因子探测中发现西宁市主城区创新企业的集聚受承租能力和市场区位影响显著，城西区受到高校区位（29.4%）的影响比较明显，城北区受到环境区位（50.8%）比较明显，而城东和城中区受市场区位比较明显。在交互作用的影响下，各个因子之间相互作用，促进了创新企业集聚的形成，城西区和城东区创新企业的集聚受到高校区位与其他因子交互作用影响明显，城北区受到环境区位与其他因子交互作用影响明显，城中区受到市场区位和其他因子交互作用影响明显。政府应该科学识别创新企业集聚的影响因素，改善负面因素对创新企业集聚造成的不良影响，加强公共服务设施配套的建设，提高西宁市整体的综合环境质量。改善区位条件，为西宁市创新企业的集聚提供外部支持和基础。

3.2 讨论

图5 西宁市创新企业的空间分布格局

西宁市创新企业的发展要判别集聚形成的成因和机制。要合理区分创新企业在城市内部地域的集聚区域和特点。在研究城市内部用地分异的时候应该合理地区分创新企业乃至其他要素的分布特征和特点。针对性地解决集聚或者分散带来的优势和弊端，促进城市内部地域空间结构合理有序地可持续发展。通过探索性空间数据分析的方法可以发现西宁市创新企业拥有较强的极化性，即产生创新集聚的区域会对其他区域进行进一步的吸引，使得创新企业集聚在已有的集聚区，而其他地区的创新企业越来越少。在这个过程中需要关注创新企业集聚带来的效益，也要留意由于创新企业的缺失，落后地区创新产业的发展。在国土空间规划编制的过程中，可以充分考虑现有创新企业的空间分布格局，分析其成因，利用已有的创新企业集聚区发挥正的外部性去推动创新企业的进驻和发展，同时关注创新企业缺乏地区的发展，为国土空间规划提供理论参考，实现城市的协调发展。综上所述，创新企业是创新产业发展的载体，青海省建设创新型省份需要依赖创新企业在其中发挥重要作用。关注创新企业集聚的影响因素和创新企业集聚带来的集聚效益，为创新企业提供良好的发展条件，以此实现西宁市创建创新型城市。本文从西宁市创新企业的空间格局和影响因素入手，利用核密度分析法、空间集聚程度分析以及探索性空间数据分析发现了西宁市创新企业的空间格局；利用地理探测器探讨了创新企业在西宁市整体以及在各个行政区集聚的影响因素为西宁市创新空间的分析提供了相关依据。但是创新企业的集聚不一定能够产生良好的效益，还可能因为成本的增加以及效益的损失产生集聚不经济的现象。本文未考虑创新企业集聚产生的效益的程度，在接下来的研究中关注创新企业集聚和创新企业效益之间的关系是未来研究的重点。