城市创新空间理论与空间形态结构研究

1专题研究三：城市创新空间理论与空间形态结构研究一、城市创新空间的概念诠释今天，在经济领域正经历着工业革命后的又一场变革。“新经济”已经成为经济增长的主要因素。世界经济的产业结构也逐步由资源主导型向创新主导型转变，“智力资本”被认为是和“金融资本”并重的经济发展的支撑。这种“新经济”现象，也常被称为“知识经济”或“创新经济”。总部在巴黎的“经济合作与发展组织”(0EcD)在 1996 年 10 月 8 日发表了一份科学、技术和产业发展报告，首次提出了“知识经济”(Knowledgebased Economy)的概念：知识经济是建立在知识和信息的生产、分配和使用之上的经济。知识经济的主导产业包括：教育、研究开发、传播、信息技术、生物技术、光学技术以及可再生能源和可携带能量等领域。报告提出了知识经济体系中的重大要素，包括科学与技术的研究开发(R&D)、信息和通信技术、劳动技能素质以及服务行业的就业人数与构成等因素对经济增长的影响。图 53 知识经济的特点和城市创新空间发展示意图资料来源：改绘自刘敏、刘蓉：科技工业园区的新发展软件园及其规划建设。“城市创新空间”就是为了推动知识经济发展而出现的物质空间形式，其发展也必然体现出知识经济的特质和它给传统工业生产空间带来的变化。其特点简单来说就是创新空间内创造性的研究开发活动总量超越低创造性的生产加工活动总量(图 53)。1 城市创新空问的概念诠释1.1 何为城市创新空间城市创新空间是“知识经济”或“创新产业”在空间上的集群。它是聚集创新产业活动的空间场所。在这个概念中，有两个关键词：一个是“创新”，一个是“城市”。“创新”是知识经济主导产业发展的核心推动力；而“城市”则是知识经济或创新产业发展不可或缺的支撑，正如一些经济学者的论断：城市是高新技术产业天然的孵化器。2城市创新空间作为聚集创新活动的场所，是以创新、研发、学习、交流等知识经济主导的产业活动为核心内容的城市空间系统。这个系统除了包含物质形态要素，还包括物质环境中的经济、社会以及文化活动的相互作用。1.2 城市创新空间的概念群本文在论述城市创新空间的经济方式与规划设计对策的时候，提到了一系列的相关概念。包括创新空间、创新活动、创新场所、创新型城市、创新研发型建筑、创新空间单元等，形成一个在空间尺度上从大到小、包含物质空间要素和精神空间的多层次的概念群。创新：熊彼特(schumpeter)最早提出了“创新”概念，他认为，创新就是建立一种新的生产函数，即实现生产要素的一种从未有过的新组合。创新活动：是指与高新技术产业相关的创新行为活动，涉及创新的整个过程，包括知识的汲取、知识的加工、知识的输出几个部分，也就是创新过程中的研究开发、学习、交流、生产等内容。创新场所：可以容纳一定活动的建筑空间即场所，场所是被人或事务所占据并赋予价值的空间。创新场所不仅体现了物质环境等硬件要素，而且包含创新文化和创新机制等软要素。也就是说，当硬件的物质空间安装了创新文化、创新机制等软件后，它就形成了创新场所。创新、创新空间、创新活动、创新场所是一组概念，它们相互关联，体现了创新空间系统的构成要素(图 54)。图 54 创新空间概念群的相互关系3创新型区域、创新型城市、创新空间组群、创新研发型建筑、创新空间单元是另一组概念。它们与空间尺度相关，从区域、城市的层次一直到建筑及其内部空间单元的层次。创新型区域：今天，高技术产业的发展在很多时候需要区域创新系统甚至国家创新系统的支持，将更大范围内的智力资源和配套支撑设施合理调配，形成优势互补的创新型区域。创新型城市：城市的经济增长以高新技术产业为主要因素。其区位环境、产业构成、人口构成、基础设施都适宜发展智力密集型的高新技术产业。城市创新空间组群：具有一定规模的创新空间，有明确的城市空间属性和组群布局特征，是当代城市发展的引擎。它的核心功能是由创新型的高新技术产业组群、教育科研机构组群以及其他支撑功能组群相结合产生的一种新的城市空问形态。1.3 城市创新空间的基本类型“城市创新空间”在具体的项目规划中有多种形式，包括研究园(Research Park)、科学园(Science Park)、技术园(Technology Park)、科学城(Science city)、高技术密集区(High-rechnology Cluster)等等。根据“城市创新空间”的性质和功能，可以分为两大基本类型：一是以开展基础研究为主的科学城，如俄罗斯新西伯利亚科技城、日本筑波科学城、德国海德堡基因研究中心等；二是以发展高技术及其产业为主的科技园，如美国的斯坦福大学研究园及硅谷、英国剑桥科技园、中国台湾的新竹科学工业园等。表 53 城市创新空间的基本类型1.4 城市创新空间系统的理论构成城市创新空间不仅指一般意义上高技术产业相关硬件设施的功能聚合，还包括物质、社会、认知等多种属性，一个完整的城市创新空间概念框架包括创新空间及其空间结构、空间形态、产业结构、创新机制与创新文化精神(图 55)。图 55 城市创新空间系统理论构成4物质空间是创新机制和创新文化的集中反映，因此，对于创新机制和创新文化等软设施的研究在城市创新空间系统理论中占据重要位置。“创新机制”的研究范围包括资源整合、组织方式等，“创新文化”的研究范围包括创新精神、创新观念、创新工作方式、生活方式和价值准则以及城市创新空间的精神气质等诸多方面。在这里，“创新物质空间”、“创新机制与创新文化”和“人”三者共同组成了一个互动的系统，被称为“城市创新空间系统”。由于城市创新空间是一种特殊的系统，是空间的、经济的、社会的、文化的区域实体，是各种硬件物质要素和软件机制要素、文化要素的综合体，所以城市创新空间是一种多学科的研究对象，包括城市经济学、城市社会学、城市建筑学、城市规划、人文生态学等等，它们各从某一侧面研究城市创新空间的某种矛盾和运动过程。表 54 城市创新空间多学科研究对象城市创新空间系统的理论构成分为创新系统理论、城市空间理论和创新文化理论三个大的部分，分别基于经济学范畴、建筑学范畴和文化生态学范畴。城市空间理论主要研究创新空间的结构和形态，属于创新空间的硬件结构，从物质实体的层面对创新空间系统提供支持；创新系统理论和创新文化理论属于创新空间的软件结构，其中创新系统理论主要研究创新机制、5网络组织等经济学范畴的内容，从某种程度上讲，这是创新空间系统最核心、最关键的问题，而创新物质空间和创新文化都是为其提供支撑。二、城市创新空间系统的层级划分城市创新空间是一个从内部核心到外围支持的有机组织结构，是一定的空间范围内完整的创新系统。从宏观的角度，创新系统的区域布局也形成了从大到小不同尺度的几个层级，包括智慧圈、智慧丛、智慧簇群、智慧单元(图 56)。2.1 智慧圈创新型区域智慧圈的概念基于优势集聚的区域创新理论，它位于创新空间生态体系的最高层级，是指将一个区域内的创新产业资源通过有机整合和优势集聚等手段形成更高的区域竞争力，该区域内的高技术产业的发展将被放到整个区域内的平台之上。智慧圈的概念不仅仅是单一的产业聚合，它更是一个多样统一的具有活力的创新生态有机体。在高技术产业得到高速发展的同时，也拉动了相关产业的集聚与发展，提升了区域经济的实力。图 56 城市创新空间生态体系层级划分资料来源：改编自侯鑫：基于文化生态学的城市空间理论研究。我国目前创新型高科技产业较为发达的地区，大致分为环渤海智慧圈、“长三角”智慧圈、东南沿海智慧圈、成渝智慧圈等(图 57)，其中环渤海智慧圈有包含辽东半岛、京津冀和山东齐鲁等若干“亚智慧圈”。2.2 智慧丛创新型城市“智慧丛”属于创新空间系统的中观层次，它是指在空间联系和功能聚合上更加紧密的一组创新资源，它们存在于一定的时空范围之内，通常指的是构成智慧圈的城市群落中的创新型城市个体。6图 57 中国都市智慧圈分布“智慧丛”表现为在特定的城市内和特定的社会经济文化背景下，各种与创新相关联的主体要素(实施创新的机构和组织)和非主体要素(创新所需要的物质条件)以及协调各要素之间关系的制度和政策所构成的网络。比如，在环渤海智慧圈中，北京和天津就是两个非常重要的智慧丛，它们各自具有本身的优势而且形成互补，北京偏重基础科研、金融管理，天津偏重技术创新、制造、物流(图 58)。图 58 环渤海智慧丛72.3 智慧簇群城市创新空间组群“智慧簇群，是创新型高技术产业集聚效应的具体表现。哈佛商学院教授迈克尔E波特认为：“簇群是位于某个地方，在特定的领域获得不同寻常的竞争合作的公司和机构的集合。簇群既促进竞争又促进合作，竞争是为了生存发展，合作则大多是垂直的。”从空间来看，典型的“智慧簇群，大多存在地理集聚的特征。地理上的集聚是外在现象，内在的关系、交流、竞争与合作才是“智慧簇群”的本质。“智慧簇群”表现在实际中以科技园、产业园等城市创新空间组群的形式出现。2.4 智慧单元实体创新空间创新空间系统中最小的单位是“智慧单元”，它是整个系统的微观层次，是高新技术产业所必需的实体空间，为创新活动提供实实在在的场所和平台。实体创新空间是指在知识创新成为产业发展核心驱动力的背景下，形成的一种集合创新、研发、学习、交流等功能的新的建筑空间类型，是当代多功能的智慧综合体。为技术研发人员提供了团队合作的平台，与高技术产业形成紧密的结构关系，科研成果得以迅速转化。在空间形式上，为适应这种重视交流和团队合作的新的研发方式，建筑空间也将与以往传统的办公建筑有很大不同，它以开放式办公建筑空间为主体，融合了图书馆建筑、展览建筑、媒体中心等形式中有价值的空间特质，植人更多的交流、学习空间和休憩空间。三、多层级系统下的空间结构要素城市创新空间系统是一个多层级的结构，其中的资源在区域内被优化配置和有机整合，以达到其效能的最大化。经过优化、整合之后，在智慧圈、智慧丛的层级，城市创新空间系统呈现出一些典型的规划要素形态，可分为创新基质(Matrix)、创新斑块(Patch)、创新廊道8(Corridor)和创新边界(Boundary)。通过对空间中这些结构要素的设计，建构出适宜高技术产业发展的规划，激发各种创新过程的活力，使创新活动得以持续不断的生发运转，并能最大限度地满足创新空间生活、生产、休闲和娱乐的需要。结构要素中的基质、斑块、廊道及边界，正如生命细胞的细胞基质、功能体、流通结构和细胞膜一样，构成了创新空间网络的活细胞，是创新有机体的基本结构元素。3.1 创新斑块斑块是一个在外表上与周围环境具有明显差异的非线性地表区域，邬建国等把斑块定义为：依赖于尺度的、与周围环境(基质)在性质或外观上不同的空间实体。空间非连续性和内部均质性是斑块的最基本特征。在城市空间体系中，斑块由空间结构相对独立的功能分区所组成，这些功能区的经济结构、运作方式的不同决定了其在空间机理上的独特性。依循这样的概念，创新空间实际上也是通过一种斑块的形态与城市共生共构。创新斑块作为城市中的信息化区域和智力密集型区域，对城市的结构布局和发展形态有巨大的反作用力。通过创新斑块中高新技术产业的发生发展，周边地区乃至整个区域都将受到扩散和辐射，从而拉动整个地区的经济发展。当城市中的创新斑块发生相互作用产生合力时，整个网络会引领城市的经济结构和空间结构走向飞跃。图 59 为天津市域范围内的创新斑块分布。图 59 天津市域范围内的创新斑块3.2 创新基质基质是斑块的组成部分，具有面积大、连接度高和对城市动态具有重要控制作用等特征，是城市结构中最广泛连通的部分。斑块与基质是具有图底关系的一对概念，斑块为图、基质为底，不同尺度的研究对象，都有可能构成斑块和基质的关系。对城市空间进行分析时，具有相同机理和类似内在结构的较大面积的城市空间可以被认为是基质，在城市空间中具有特殊功能和形式的功能空间可被相应的认为是斑块。9基质的变化能够最直观的反映出城市功能与结构的变化。例如工业时代的基质常常表现为高密度、大体量的城市空间，城市与自然的对立；而信息化城市的基质表现为具有生态美的建筑组群，建筑与自然完美的结合，表现出人与自然的和谐统一。创新基质指的是城市创新空间的外部环境支持。判定一个地区是否适合发展高技术产业，是否适合形成创新空间，其实质就是在考量该地区的创新基质。比如城市信息化程度如何、教育科研是否发达、基础设施是否完备等等，具有这些条件的城市空间，毫无疑问是适宜的创新基质，是创新型高科技产业生长的优良土壤。例如，京津地区是我国科研教育实力最强、信息化程度最高的地区之一，同时，该地区还拥有雄厚的经济基础、完备的基础设施和广阔的腹地资源，这些都是成为良好的创新基质所需要的条件。33 创新廊道廊道是城市空间中的线形要素，是不同于两侧相邻基质的一种带状要素类型。廊道一方面将城市不同部分隔开，另一方面又将城市另外某些不同部分连接起来。廊道最显著的作用是运输功能，它还可以起到空间类型保护与延续的作用。根据廊道的起源、人类的作用及城市空间的类型，廊道可分为三类：线状廊道、带状廊道及河流廊道。在创新空间网络体系中，传统的蓝道、绿道、灰道对城市空间的作用虽然仍旧不可忽视，然而与工业化空间体系中廊道的决定性功能作用相比，其重要性有所下降，影响力更多的体现在线型的空间集聚与延展等方面。创新空间的网络体系中，更多的强调一种基于信息社会的“创新廊道”。“创新廊道”的形成依托于完善的科研机构与产业环境，若干个创新产业空间在地域上被快速立体化综合交通网络相连，在空间形态上就形成了走廊状格局，并且拥有较完善的分工合作机制，从而使整个地区快速高效的发展起来。“创新廊道”是区域智能化、信息化、知识化在空间上的表现，也体现了这一廊道在知识、技术及信息上的优势。在世界