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本文从科技创新的角度，运用知识溢出的效应机制、内生经济增长理论以及实证研究对中国城镇化道路选择进行探究。在实证研究方面，以每万人专利授权量和经济密度分别作为科技创新能力和城镇化发展方向的代理变量，以2008～2011年全国275个地级以上城市为样本，按照经济密度将样本均分为大、中、小城市三组，运用面板数据模型对问题进行研究。结果表明经济密度与人口密度对每万人专利授权量影响显著，每万人专利授权量与经济密度呈正相关，与人口密度呈负相关。分组回归结果表明大城市组每万人专利授权量对经济密度及人口密度的变化更敏感，而中等城市组又优于小城市组。从经济角度来说，发展集聚经济更有利于培养科技创新能力；从人口角度来说，较分散的人口结构更有利于科技创新。