当今世界,科技进步速度前所未有,科技创新在推动经济发展和促进社会进步,乃至于提升我国的综合国力方面都起到了决定性的作用。一些重要科学问题和关键核心技术领域发生革命性突破的先兆已然显现,全球进入了空前的创新密集和产业变革时代,人类正在经历一场全球性的科技革命。在日趋激烈的国际科技竞争格局中,作为我国中部经济发展增长极的长江中游城市群,应主动肩负起使命,积极响应国家战略、加速融入全球创新网络、加快形成科技对外开放新优势,充分利用好全球科技创新中心建设的政策条件、开启建设全球创新城市的伟大征程,为中国经济的高质量发展提供区域创新支撑,为中国经济升级版的打造提供动力,为实现中华民族伟大复兴提供中部力量,为实现中国梦的伟大实践作出贡献。本文从长江中游城市群内各个城市的创新系统发展出发,在梳理国内外相关研究的基础上,将城市创新系统解构为城市创新需求系统和城市创新供给系统两个方面,分析创新系统的需求和供给特征,评价长江中游城市群的城市创新系统需求和供给水平;在定量分析长江中游城市的创新需求和供给的基础上,引入协同学、动力学等相关理论基础和评价方法,从时间和空间两个维度探索长江中游城市群创新需求和供给的演化规律及耦合协调发展模式,细化其发展的空间演化机理,深入剖析城市创新供需系统耦合协同的影响机制,模拟创新供需系统的协同发展过程。在定性分析和定量评价中,通过经济学、地理学、协同学、系统动力学等相关知识,以期解决长江中游城市群及其内部的武汉城市圈、长株潭城市群、环鄱阳湖城市群创新发展过程中的水平评价问题、协同发展问题和演化演进机理等问题,为长江中游城市群及长江中游城市群内的武汉城市圈、长株潭城市群和环鄱阳湖城市群的创新发展及建设国家创新中心提供技术支持和理论指导。论文主要的内容包括以下几个方面:（1）定量分析城市群创新供需系统发展水平需要从城市创新的需求和供给两个方面入手,既要定性分析创新需求和创新供给的内涵和特征以将两个子系统从城市创新系统中进行解构,还要在解构的基础上选择科学合理的模型方法以完成对两个子系统的定量水平测度。对于创新供需子系统结构的分解,本文考虑城市/区域创新系统分析中常用的指标与方法,如创新投入、创新产出、创新环境、创新文化、创新政策等等多角度反映城市群创新供需系统的结构特征。发展水平度量的方法则直接关系到城市群创新需求和供给两个子系统评价的科学性以及在此基础上进行演化分析的严谨性。从本文的研究对象来看,横向囊括了长江中游城市群及其内部三个次级城市群和所包含的诸多城市,纵向涵盖了创新系统的需求和供给两个方面;从研究对象的内容来分析,长江中游城市群的城市创新供给子系统需要考虑“创新资源（人力、资金）供给”、“创新政策供给”以及“创新文化供给”等诸多方面,相应的其城市创新需求系统也涵盖了“创新产业需求”和“创新社会需求”等方面。因此,本文构建了多目标的、多尺度的、多层次的长江中游城市群创新供需系统发展水平度量指标体系,并对其进行有效性系统评估。（2）在解构长江中游城市群的城市群创新系统需求和供给的基础上,探索其协同发展的模式、水平、现状和格局是深入厘清长江中游城市群创新发展的逻辑起点。从这一逻辑起点出发,分别从时间和空间两个维度分析长江中游城市群创新发展的规律是本研究的核心内容,所以本研究以长江中游城市群2000—2015年的面板数据为对象,旨在剖析长江中游城市群创新供需系统发展历程,厘清新时期城市群创新系统在需求和供给两个方面的协同发展内容和模式,并进行具体的现状刻画和问题分析,为长江中游城市群、特别是武汉城市圈创新供需系统空间协同发展的理论设计与途径选择提供现实依据与经验教训。为此,本问题主要研究:（1）长江中游城市群创新供需系统二元结构研究;（2）长江中游城市群创新供需系统发展的比较研究;（3）长江中游城市群创新供需系统协同发展的空间格局与区域类型研究;（4）长江中游城市群创新供需系统空间协同发展的特征性规则提取与问题诊断。（3）长江中游城市群的城市创新系统由创新需求子系统和创新供给子系统共同构成,而根据复杂系统理论,两个子系统作为创新系统的主要构成部分和重要表现方面,二者具有相互作用、彼此影响等特点,其协同发展更是形成了长江中游城市群创新发展的核心内容,推动着长江中游城市群不断向高质量发展,同时长江中游城市群的城市创新需求和供给系统间的不断相互影响、作用、反馈和调节构筑起了区域创新发展的根本动力。因此,本文以这一思想作为切入点,运用系统动力学等相关模型和方法,旨在全面揭示长江中游城市群创新系统在需求和供给两个方面的作用和关联机理,分析二者直接的胁迫制约和协同促进机制,探究二者的反馈方式和作用强度。（4）本文以长江中游城市群为研究对象揭示其创新发展的同时,还以具象的创新需求和创新供给两个子系统发展现状为基础,通过其现状特点和协同机制预测和模拟长江中游城市群创新的未来发展。对长江中游城市群创新的预测和模拟主要涵盖两部分:一部分是基于GIS-CA模型的城市群创新供给系统空间模拟,另一部分是基于SD模型的城市群创新需求系统发展预测,以期构建起未来长江中游城市群创新发展图景。而在具体模拟预测过程中,本研究既考虑创新系统演进的一般特征,同时兼顾长江中游城市群创新发展的区域特征和历史演变,并从多个角度和不同侧面分别进行创新系统的研究,根据模拟结果提出相应的政策建议和解决方案。通过以上几个方面的研究工作,本文主要得到以下结论:（1）城市创新供给系统的时空演化方面,从城市群角度来看,2000-2015年,长江中游城市群创新供给系统呈现出由起步发展阶段（2000-2005年）向快速发展阶段（2005-2010年）发展,并最终进入到稳步上升阶段（2010-2015年）的三段式发展模式,并在测度期内总体上保持了不断提升的趋势。从地市层面看,长江中游城市群内的各城市创新供给系统整体优化,呈不断增长态势,同时地区间差异较大,空间虹吸效应显著,以武汉为核心的金字塔结构逐渐凸显。（2）城市创新需求系统的时空演化方面,从城市群角度来看,2000-2015年,长江中游城市圈创新需求系统呈现出由缓慢发展阶段（2000-2005年）向急速上升阶段（2005-2015年）的两段式发展模式,并在整个测度期内主要表现为较快增长的变化趋势。从地市层面看,长江中游城市群内的各城市创新需求系统持续生长,发展速率较为一致,但是城际差异较大,两极分化显著,由核心边缘格局向两极格局演化趋势明显。（3）城市创新供需系统的时空异速生长方面,从城市群角度来看,长江中游城市群创新需求系统每生长一个单位,供给系统就会增加0.84个单位,城市创新供给—需求系统生长不协调。从地市层面看,长江中游城市圈28个城市在2000-2015年间,大部分城市创新供给系统要快于需求系统,而在长江中游城市圈内部,城市创新需求系统与供给系统的相对发展程度较为复杂,不能统一概论。（4）城市创新供需系统耦合度的时空格局方面,从城市群角度来看,长江中游城市群创新供需系统协调度曲线在15年间同样呈现出稳步增长态势,发展类型也由失调发展为优质协调,表明长江中游城市群创新供给系统有效地促进了区域的经济发展和社会进步,尽管长江中游城市群的创新需求子系统的发展相对于创新供给子系统存在滞后性,然而二者当前的发展也展现了其未来朝协调发展的趋势。从地市层面看,耦合度曲线皆表现出急剧下降到波动上升的趋势,同时空间差异显著,形成相对连片的空间板块,并呈现出“分化—集中”的态势。（5）城市创新供需系统协调度的时空演化方面,在长江中游城市群28个城市15年的发展中,一半城市的创新供需系统协调度时序发展曲线呈直线态上升,一半城市的创新供需系统协调度时序发展曲线在经历小幅下降后快速上升,与耦合度曲线较为一致,长江中游城市群创新供需系统协调度同样经历由剧烈波动阶段（2000-2005年）到快速上升（2005-2015年）的转变。同时,长江中游城市群创新需求和供给两个子系统在空间上的差异相对较小,并形成了板块结构。（6）在长江中游城市群创新系统的影响机制方面,创新需求子系统对创新供给子系统的影响以经济结构和社会生活两个方面最为显著;而长江中游城市群供给系统中的九个子系统对需求系统的促进作用皆较强,但在不同时间节点,不同供给系统要素对需求系统的促进作用不一。（7）在城市创新供需系统协同演化机制的系统动力学分析中本文发现,长江中游城市群的城市创新需求子系统和创新供给子系统之间在相互作用、彼此影响下形成了一个较为复杂的多重反馈耦合系统,其中各个子系统内的不同结构、要素和发展模式之间也存在着复杂的关联和作用关系。