科技创新空间结构是指各种创新要素在城市地域上的空间分布和组合状态，优化城市创新空间结构是提高城市创新效能的有效途径。众所周知，北京因为中关村创新资源的高度集聚而成为全国创新效率最高的地区之一。反观上海，由于高校、科研院所等创新资源分散并由此导致的创新效率不高一直是上海科技创新发展中的重要问题。事实上，城市创新活动作为一种高能级的经济活动，其运行效率不仅取决于创新资源的数量与质量，也取决于创新资源的组织结构和空间布局。为此，我们对上海和北京的科技创新空间结构进行了比较研究，以期为优化上海全球科技创新中心建设的空间布局提供参考。
北京和上海科技创新的空间集聚特征
基于城市邮政区划，选取核心论文和发明专利等关键指标，通过对1991---2014年北京和上海城市科技创新空间布局的演化趋势及集聚特征的对比分析，可以发现：
京沪科技创新产出整体增加，空间集聚趋势加剧。1991---2014年的25年间，上海和北京科技创新产出的极差逐年扩大，分别由1991年的2.04和2.49上升至2014年的4.2和5.04；与此同时，两市科技创新产出的基尼系数则逐年下降，由1991年的0.50和0.57下降到2014年的0.19和0.33。这说明，随着创新实力的提升，参与科技创新主体不断增加，两市科技创新产出在不断增加的过程中呈现出某种程度的优化均衡发展趋势，虽“劣者不再恒劣”，但“优者愈优”的局面仍然存在，高度集聚区从始至终呈团状分布，且基本上分布在市中心区域（如图）。
上海创新资源郊区化，城市空心化现象突出。1991--- 2014年，上海创新资源向郊区扩散，形成以市中心为源头的“东移南下”迁移趋势，使其科技创新产出呈现出市中心空心化现象。内生于科技创新产出分布的时空差异，全市科技创新产出高度集聚区呈现出由市中心单极主导格局分化为两区联动共生格局，明显形成了两大高度集聚板块，一是虹桥—徐家汇—莘庄—紫竹科学园板块；二是张江—金桥—五角场—高桥—外高桥板块。市中心内环地区则逐渐由高度集聚区退化为一般区域，创新活动已基本从中环以内转移至中环以外，以主城区市中心为创新产出极值区的空间结构彻底瓦解，多核联动共生斜“W”形的城市创新空间结构正式形成。松江大学城、闵行紫竹科学园区、徐家汇+漕河泾+虹桥、张江高新区、五角场是上海市多核共生斜“W”形创新空间结构的五个拐点，而连接这些拐点的正是一些快速交通干道。
北京呈现创新资源中心化，“农村包围城市”。相较于上海创新资源郊区化趋势，北京创新资源的中心极化趋势则要显著得多。20多年间北京基本锁定于由市中心单核主导的创新空间格局，科技创新活动通过不断榨取市中心空间来巩固其“领地”，使得北京科技创新产出的空间集聚呈现出“农村包围城市”的景观格局。高度集聚区在20多年间不断向内城收缩，创新资源不断由外围向中心集聚。以中关村为核心的创新产出高度集聚区在经历扩散（2001—2005年为以中关村为核心的三叉戟联动发展）和再次集聚（2006—2010年为以中关村为核心的一体两翼发展格局；2011—2014年为中关村—亚运村集群发展格局）的过程中，其极核地位得到进一步巩固。
综上所述，上海和北京两市科技创新空间结构的发展及演化过程存在明显的差异，北京的总体特征是中心极化趋势不断加强，上海则呈现不断分散化和多中心化的趋势。这两种空间结构模式孰优孰劣很难一概而论，但从实际情况来看，北京的创新效能似乎要高于上海。
1991--- 2014年，上海创新资源向郊区扩散，形成以市中心为源头的“东移南下”迁移趋势，使其科技创新产出呈现出市中心空心化现象
从理论上来说，空间聚集有利于提高创新活动的效能，这是由创新活动的基本属性决定的。当前，上海正加快向具有全球影响力的科技创新中心迈进，迫切需要建设高等级的创新集聚区和创新增长极，打造承载创新功能发育的良好空间格局，优化创新导向的城市空间布局体系。
以培育中央创新区（CID）为目标，建设张江国家科学中心中央创新区（Central Innovation District）是一个城市科技创新实力的核心依托和创新发展的强大引擎。上海应以张江国家自主创新示范区建设为契机，依托张江科技城，加快推进国家科学中心建设，全力打造科技创新中心核心功能区，培育中央创新区（CID），使其成为上海建设具有全球影响力科技创新中心的重要技术创新源头、产业创新高地和制度创新典范。
以上海光源、蛋白质中心等大科学装置为基础，整合现有高校、科研院所资源，同时积极争取国家重大科技基础设施落户，着力打造世界级大科学设施群，加快培育创新型、研究型大学，加快建设世界领先水平研发机构，吸引全球科学家来沪开展科学研究活动。
以创新集群建设为牵引，培育区县创新增长及抓好区县功能定位，引导各区县因地制宜，发挥区位优势和资源禀赋特色，完善创业服务体系，提升环境品质，推动相关产业资源和创新要素集聚，形成与产业集群相配套的特色创新集群。
聚焦紫竹、杨浦、漕河泾、嘉定、临港等重点区域，建设各具特色的科技创新集聚区。引导国家级高新技术产业园区、大型科技企业、国家重点研究基地和重点高校聚焦支持一个或几个区县的科技工作和科技发展。
以优化和前瞻布局城市公共交通网络为牵引，优化创新资源的空间布局，在城市总体规划和空间组织中有机嵌入创新元素，形成若干创新资源集聚区和科技功能核心承载区；同时，前瞻未来30年上海城市交通发展需求和技术进步前景，在充分考虑无人驾驶、智能交通技术进步趋势的背景下，提前谋划布局一些快速交通干线，实现不同创新集聚区和创新增长极之间的无缝衔接。
倡导和推动区县之间的互动，取长补短，推广发展 “专业镇”、“科技示范新市镇”、“一区一业”、“一镇一品”，形成全市区县错位发展、协调互动、共同进步的格局。
