国家战略科技力量的基本内涵和空间分布格局*

罗 雪，王 杰，刘承良，2

（1.华东师范大学城市与区域科学学院，上海 200241；2.华东师范大学全球创新与发展研究院，上海 200062）

历史经验表明，科技革命总是能够深刻改变世界发展格局。一方面，新一轮科技革命和产业变革快速袭来［1］，国际科技创新模式由合作为主转向竞争主导。关键科技主体和核心创新枢纽成为大国融入全球创新网络、参与国际科技竞争合作的关键节点，在建设世界主要科学中心和创新高地过程中发挥了重要作用。另一方面，科技创新成为驱动高质量发展的第一动力，在国家现代化建设全局中处于核心地位。随着核心生产要素的转变和人口红利的持续消退，国内经济发展转向高质量发展阶段，经济驱动力由传统要素向创新要素转移。

世界大变局时代，大国之间的科技竞争核心在于国家战略科技力量的竞争，国家对战略科技力量的需求比以往任何时候都更加迫切。伴随世界科学中心的转移，主要发达国家均从国家战略高度认识和强化其战略科技力量［2］。战略科技力量业已成为驱动国家创新发展、保障国家科技安全的“压舱石”，为实现高质量发展、构建新发展格局提供持续的创新力［3］，其影响力和支撑力直接关系到我国综合国力和国际竞争力的提升。关键核心技术受制于人，重要产业对外技术依存度高，由此导致的科技创新发展主动权缺失，已成为国家安全面临的严峻挑战［4］。在日趋激烈的国际竞争格局中，利用新型举国体制，增强国家战略科技力量，从而赢得科技竞争主动权已迫在眉睫［5］。

习近平总书记明确指出，要遵循创新区域高度集聚的规律。随着我国进入新发展阶段，在科技强国建设中如何强化国家战略科技力量体系化布局，是值得深入思考的问题［2］。为此，本文基于国家创新系统理论梳理了国家战略科技力量的基本内涵，定量和图示化揭示了国家实验室体系、高水平研究型大学、国家科研机构及科技领军企业四类战略科技力量的空间分布格局，以期为我国战略科技力量体系化布局建设提供决策指导。

一、国家战略科技力量的基本内涵

1.科学内涵

国家战略科技力量代表着国家意志、国家使命和国家水平，是国家科技创新体系的核心组成，是提升国家创新体系整体效能的重要抓手，是实现科技自立自强和建设科技强国的关键所在［6］。

作为国家创新体系的核心，国家战略科技力量是不同时代国家创新体系构成要素和功能演化的具体表征，是以实现国家目标和国家任务为目的的战略部署和组织，是由在国家安全、经济社会发展、国际竞争等关键领域起决定性作用的科技组织体系及能力所构成的集合，显著体现了国家意志和战略发展导向［3，6-8］。

与国家创新体系相比，国家战略科技力量更加重视创新要素的规模和等级，创新要素的“国家”使命导向以及创新要素的空间集群化发展，它将国家内部高等级的创新要素进行规模整合和功能升级，形成国家创新系统内部最核心、最尖端和最关键的力量。国家战略科技力量不仅包括国家创新体系中的传统创新主体：国家科研机构、高校、企业等优势力量，还包括国家实验室、技术创新中心、重大科技基础设施平台、综合性科学中心，以及集中国家科研优势力量协同攻关的综合集成科研平台等科技创新平台。

2.要素组成

国家战略科技力量培育和发展的关键来源是科技人才的集聚。根据科技人才集聚方式，国家战略科技力量主要包括两种类型（图1）。

图1 国家战略科技力量的要素组成

平台型主要包括大科学装置、综合性国家科学中心、国家数据中心等重大科技基础设施及其科研平台，在前沿性科学研究和数据集成方面具有绝对优势［5］。

载体型主要包括国家实验室体系、国家科研机构、高水平研究型大学和科技领军企业等，具有独立的开展科研活动和创新产出的科技组织［9］。

二者之间存在着深刻而广泛的联系，平台型可以为载体型提供必要的科学实验平台和大数据支撑，载体型可以在某些时期进行统一抽调进入平台型参与重大科技项目攻关［9］。总之，国家战略科技力量既拥有国家创新体系的相关内涵，又具有显著的时代性烙印，是一个动态的复杂系统。

3.主导功能

不同类型国家战略科技力量具有不同的内涵构成和主导功能，形成典型的功能分工体系。

平台型：前沿技术主导功能。不仅具有国内甚至全球顶尖的科研环境和基础，而且能够在关键时期依据任务导向形成科技“协同”组织，其科学价值在特定应用场景中更具有现实意义。

载体型：基础研究主导功能。作为独立的科技创新单元，主要在原始性基础创新研究、核心共性技术开发，以及在关键产业链构建与发展等方面发挥着重要作用。

两者的功能存在一定相似性，均以科技创新为基础；但存在着明显的区别与联系，载体型国家战略科技力量更适合长期培育和发展。

4.组织模式

国家战略科技力量建设并非是单一要素的独立运作或者简单创新要素的复合叠加，仅凭产学研协同模式难以体现其发展的内在逻辑。基于国家创新体系组织理论，国家战略科技力量的功能组织基本遵循“三元串联协同”和“三元并联互动”两种模式［10］（图2）。

图2 国家战略科技力量理论框架图

以强调主体间协作分工的“三元串联协同”结构。国家实验室体系、研究型大学、国家科研机构和科技企业在基础研究—技术应用—产业化创新链过程实现有序功能分工，成为其中任一阶段或环节的关键主体，通过相互之间清晰分工、明确定位和相互协作从而推动国家战略科技力量的持续发展。

以强调单一主体建立完整创新链的“三元并联互动”结构。各类国家战略科技力量通过向上溯源和向下扩张开展创新研究，建立完整的创新链条，主要适用于国家实验室、国家科学中心这类大规模科技组织，并且不同独立的创新链之间会形成相互联动。

二、国家战略科技力量的空间分布

国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学、科技领军企业是国家战略科技力量的重要组成。

1.总体分布特征

国家战略科技力量发育典型的等级层次性，规模高度集聚于少数发达创新型城市，位序—规模分布遵循帕累托分布（图3）。北京、上海、南京、武汉等少数创新型中心城市凭借良好的科研基础、发达的经济实力和较高的行政等级等区域嵌入性优势，集聚较高规模和等级的国家战略科技力量。

图3 位居前15名城市的国家战略科技力量分布

国家战略科技力量的总体分布遵循区域高度集聚性特征，呈现集聚成群、等级联动的空间格局、强者恒强的“马太效应”及专门化功能组织特征。宏观尺度上，形成东中西地带性梯度分布，东部地区和沿海省份布局数量明显高于内陆省份。中观尺度上，战略科技力量区位分布具有行政等级指向性，直辖市和省会城市占据总量的绝大多数。同时，战略科技力量发育与科教资源、人才规模、经济发展水平、制度文化环境等地方根植性密切相关，高度集中于东部沿海人口密集、经济发达的中心城市（表1）。总体形成“三面多点”的空间组织架构，即以京津城市群、长三角城市群和粤港澳大湾区三个具有全球性影响的国家级创新型城市群为增长极，以武汉、长沙、西安、成都、重庆等中西部地区的区域性科技创新中心城市为枢纽，以众多大学城、高科技园区、经济开发区等地方性创新集群为支点，呈现点状、线状和面状创新集聚区协同发展的空间态势（图4）。

表1 不同地区国家战略科技力量分布数量

图4 国家战略科技力量的全域空间布局

国家战略科技力量所在城市内部也呈现典型的空间集聚性和功能专门化，形成创新主体高度集聚、创新要素流动频繁、创新领域相对集中的创新集群，呈现不同的功能类型和空间组织模式。北京、上海等典型创新型城市的国家战略科技力量集群呈现明显的“中心城区化”，以“大学+实验室”“大学+科研机构+实验室”集群组织模式最为广泛。这突出反映出国家战略科技力量依托的地方创新生态系统具有空间的集聚性、功能的多样性、路径的锁定—突破双向性及其机制的地方根植性—地理邻近性规律（图5）。

图5 典型城市国家战略科技力量的城域布局

2.不同类型战略科技力量的空间分布特征

（1）国家实验室：高度集中于东部沿海地区，呈现典型核心——边缘结构

国家实验室高度集中于东部地区的沿海地区，广大内陆地区分布较少，呈现典型的等级核心——边缘结构，空间极化显著。①核心：北京，扮演国家实验室体系的极核和枢纽。作为国家首都和科教文化中心，北京科技研发基础和发展前景非常突出，吸引了全国1/4左右的国家级实验室布局，成为全国科技研发活动绝对控制中心和国家实验室知识策源高地。②次核心：上海市、江苏省（以南京市、苏州市为核心）、山东省（以青岛市、济南市为核心）和广东省（以广州市、深圳市为核心），成为国家实验室体系的次级枢纽。依托长三角、珠三角和山东半岛三大城市群，科技研发基础和研发实力稳居全国前列。③次边缘：以湖北省（武汉市）、陕西省（西安市）、湖南省（长沙市）、四川省（成都市）等中西部省份及东北地区（集中于哈尔滨—长春—沈阳—大连城市带）为主，国家实验室数量较少，创新发展动力不足。④边缘：以甘肃（兰州市）、云南（昆明市）等西北和西南地区为主，贫瘠的科研环境加剧了科研平台建设的稀疏，“马太效应”更加显著（图6a）。

（2）国家科研机构：明显的城市群块状分布和强省会点状分布模式

国家科研机构主要分布在省会城市和少数科研实力较强的创新型城市，呈现出明显的城市群块状分布和强省会点状分布模式。少数城市拥有深厚的科研基础、发达的经济实力和良好的创新环境，成为国家实验室平台区位选择的集聚地，呈现“扎堆”现象。其空间分布的主要特点如下：一是城市群块状分布，我国国家科研机构高度集中于五大城市群，分别是京津冀城市群、长三角城市群、粤港澳大湾区城市群、成渝城市群、辽中南城市群。这些城市群内部大中小城市之间联系密切，有利于科研活动中重要隐性知识的传播，有利于形成良好的研发环境、共用城市基础设施或者大型科学装置设施等。二是强省会点状分布，国家科研机构高度集中于各省域的省会城市，尤其是中西部地区，省域内部城际科研基础差距巨大，存在明显的空间极化现象（图6b）。

（3）高水平大学：京津主导，多点开花

高水平研究型大学的空间分布极化现象明显，呈现以京津为主导、“多点开花”的态势。北京作为全国文化中心的地位更加显著。以北京和天津为核心的京津地区成为全国高水平研究型大学分布的密集区，在长三角城市群、长江中游城市群、成渝城市群，以及西安和广州的少数中心城市也存在小规模的空间集聚现象。此外，高水平研究型大学高度集聚在直辖市和省会城市之中，具有明显的行政指向和高等级城市集聚特征，呈现帕累托分布和首位分布，揭示了各地区创新资源投放存在明显的“强省会”布局现象（图6c）。

（4）科技领军企业：三足鼎立的空间分布格局

科技领军企业的城际分布也呈现明显的空间集聚性，呈块状高度集聚于沿海三大城市群，呈“钉状”凸起，形成以京津城市群、长三角城市群、粤港澳大湾区城市群为主导的三足鼎立格局。科技领军企业数量排名前20位的城市集中了中国80%以上的科技领军企业，尤其高度集中于北京、深圳和上海三大国家级技术创新高地，其科技领军企业规模位居前三，超过全球总量的一半。科技企业扎堆在东部地区，其他地区的科技企业发展水平和研发投入水平存在明显不足。包括吉林省、贵州省、青海省等在内的7个中西部及东北地区省份缺少科技领军企业发育，缺乏相关科技企业发展的产业基础和培育环境，存在着明显的“技术塌陷”（图6d）。

图6 不同类型国家战略科技力量的核密度分布

三、结论

世界科技强国的竞争，关键在于国家战略科技力量的比拼，而国家实验室、国家科研机构、高水平研究型大学和科技领军企业是国家战略科技力量的重要组成部分。

国家战略科技力量的科学内涵在不断扩展，由传统的创新主体扩展到创新能力强的科技组织；基于发展目标和使命的差异可以分为平台型国家战略科技力量和载体型国家战略科技力量。国家战略科技力量的功能也在不断地动态变化着，不同类型的国家战略科技力量具有不同的组织模式，主要包括强调主体间协作分工的“三元串联协同”和强调单一主体建立完整创新链的“三元并联互动”两种模式。

国家战略科技力量表现为明显的空间集聚和行业集聚特征，表明具有创新发展和战略选择的双重内在逻辑支撑。空间统计上，国家战略科技力量发育典型等级层次性规律，位序—规模分布遵循帕累托分布模式，空间“马太效应”分布特征显著。空间分布上，三类国家战略科技力量的空间分布具有高度集聚特征，少数地区和城市主导着整体科技创新的发展态势。首先，国家实验室体系主要集中在东部地区的京津、长三角和粤港澳大湾区，在城市尺度上表现出明显的城市群区域集聚和强省会点状极化发展态势。其次，大学和科研机构的空间集聚程度有所差异，具有显著的行政等级扩散特征，空间分布主要集中在京津、长三角、粤港澳大湾区、湖北、山西和四川地区。最后，科技领军企业高度集聚在东部地区的京津、长三角和粤港澳大湾区三大创新城市群，少量散布于中西部地区的省会城市及直辖市。

由于不同城市的创新发展能力的差异，形成点、线、面不同形态的国家战略科技力量空间体系。因此，可以依靠现有基础，保持北京作为国家战略科技力量体系化的枢纽地位，率先将长三角地区和粤港澳大湾区打造为卓越的创新区域，分别强化打造武汉、西安、成都为中部地区、西北地区、西南地区的区域性创新增长极，将天津、郑州、长沙、兰州、重庆、昆明和青岛培育为各创新城市群的枢纽城市，依托东北地区哈尔滨—长春—沈阳—大连产业带打造稳定的创新活跃带，从而形成“一带两区多点”的国家战略科技力量体系化布局。