世界竹藤知識產權分析及對中國竹藤產業發展的建議

聶抒真 王忠明，2* 馬文君，2

(1 中國林業科學研究院林業科技信息所 北京 100091；2 國家林業和草原局知識產權研究中心 北京 100091)

知識產權是發展的重要資源和競爭力的核心要素。在全球經濟一體化的背景下，知識產權日益成為國家發展的戰略性資源和國際競爭力的核心要素，成為建設創新型國家的重要支撐和掌握發展主動權的關鍵[1-2]。實施國家知識產權戰略，是促進林業自主創新、轉變林業發展方式、推動林業現代化建設的重要舉措，對于我國林業可持續發展具有重要戰略意義。

竹和藤既是天然材料，也是重要的工業原料。在綠色低碳發展背景下，對竹藤材料的利用引起了世界各國的高度關注。竹藤具有易種植、再生能力強等特點，能夠固碳儲碳，利于生態修復、水土保持、調節氣候等[3]。此外，竹藤作為一種理想的纖維原料，具有材質堅韌、抗壓強度高、彈性好等特點，可以替代部分塑料化工類材料，有助于人們減少對化學材料的過度依賴和消耗[4-5]。發展竹藤產業不僅可以滿足現代社會發展的需要，而且有助于實現生態保護和資源可持續發展的目標。

中國是竹資源大國，其種類、面積和產量均居世界首位，為世界提供了重要的原材料。經過多年發展，中國已成為世界竹產業第一大國，竹產業也成為我國林業3大支柱產業之一[6]。然而，由于缺乏自主研發與創新能力，中國竹藤產業始終處于產業鏈低端環節，產業鏈延伸不夠、附加值低、同質化嚴重等問題突出[7]。面對經濟發展新常態和我國產業轉型升級的迫切需求，加快自主創新和自主研發是最有效的途徑。因此，本文通過分析全球竹藤產業專利的基本情況、主要申請人和重點專利，以及申請人與行業內其他企業和科研機構在竹藤業技術創新活動中的關系等信息，以展現世界竹藤業技術創新活動的整體狀況，以期為中國竹藤產業的創新發展、知識產權保護體系的完善提供參考。

1 林業知識產權概述

林業知識產權是林業改革發展的重要組成部分，為林業發展和生態文明建設提供了重要保障[8]。林業知識產權的內容包括林業專利、商標、版權以及林業植物新品種、林產品地理標志、林業遺傳資源和傳統知識產權保護[9]。其中，專利是知識產權中唯一能夠全盤公開技術核心的資料，能夠反映林業領域的前沿技術動態，是林業經濟技術發展中不可或缺的重要信息源。

竹藤作為我國林業的支柱產業，全面整合世界竹藤產業專利信息，不僅能夠為竹藤專利的技術創新指明方向，而且對竹藤產業升級、海外專利布局以及竹藤企業的國際貿易有著重要的指導意義。本文以德溫特創新平臺(Derwent Innovation，DI)作為數據源，系統分析了世界及中國的竹藤專利現狀。數據采集日期為1962年1月1日至2022年12月31日。通過閱讀相關文獻，結合專家建議及多次預檢，檢索步驟如下。

#1 TI=(bamboo)

#2 TI=(climber or creeper or vine or cane or ratan) not (sugar cane)

#3 IPC=(A01D* or A01G* or A01H* or A01M* or A01N* or A01H* or A23F* or A23K* or A23L* or A23N* or A47D* or A47F* or A62C* or B24B* or B29K* or B32B* or B65D* or C08L* or C09D* or C09J* or C12F* or D21B* or D21C* or D21H* or D21J* or E04C* or E04F* or E06B* or G01N*)

#4 #1 or (#2 and #3)

對檢索結果進行合并并經過人工清洗與數據篩選[10]，最終得到61 996條專利數據作為研究對象。按照德溫特同族合并后共有專利族58 803項，每項專利族平均擁有1.1個同族成員，使用德溫特數據分析軟件(Derwent Data Analyzer，DDA)對專利數據進行分析。

2 世界竹藤專利發展歷程與技術領域

2.1 發展歷程

統計1962—2022年竹藤產業專利申請數量可以發現(圖1)，全球竹藤專利發展可分為4個階段：萌芽期、緩慢增長期、高速發展期和轉型期。

圖1 全球和中國竹藤專利申請量的變化Fig.1 Changes in the number of bamboo and rattan patent applications in the world and in China

1)萌芽期。在1992年以前，竹藤產業專利在起步階段，相關專利技術申請量較少，每年的專利申請量不超過100件。

2)緩慢增長期。1992—2001年，隨著竹藤產業逐步發展，專利申請量也增至200～300件/年。

3)高速發展期。2002—2018年，各類竹材新技術快速發展，新產品不斷涌現，工業化規模顯著提高，竹藤專利的申請量呈爆發式增加，年均申請量達2 449件。2011年后，竹藤類植物的相關專利申請數量增長更為明顯，并在2018年達到高峰，當年竹藤專利申請量達6 812件。竹藤材料的市場價值得到認可，促進了專利活動的開展。

4)轉型期。自2019年以后，為了更好地滿足市場需求，竹藤產業逐步淘汰落后產能，專利的增長速度有所減緩，竹藤專利申請量維持在3 669件/年，表明竹藤產業處于升級轉型期。提高竹藤專利質量，不斷升級產品以滿足市場需求，成為當前竹藤產業發展的重點。

中國竹藤專利發展的總體趨勢與全球大體相同，也可分為4個階段。

1)萌芽期。21世紀之前，中國竹藤專利申請量較少，每年只有零星的專利申請；最早的專利申請于1986年，是由韓義申請的雙托11孔竹笛。早期竹藤專利申請量少，主要是因為我國專利意識薄弱，沒有建立系統的專利制度，研發者缺乏專利申請意識。

2)緩慢發展期。2000—2005年，竹藤行業受到了國家的高度重視，出臺了相關扶持政策，竹藤專利申請速度由75件/年升至250件/年，而且專利質量也有了較大程度的提升。目前已有超過1/3的企業和高校獲得了竹藤專利授權，這標志著我國在竹藤產業專利技術創新方面取得重要突破，并逐步走向世界前列。

3)快速發展期。2005—2018年，隨著專利申請量的增加，我國竹藤產業形成了以科技創新為導向、產學研緊密結合的技術創新體系。2011年我國竹藤領域第一個產學研相結合的國家工程中心——國家竹藤工程技術研究中心正式成立，在竹藤良種繁育、資源培育和加工利用等領域開展技術攻關[11]。此外，我國還于2014年成立了竹藤產業發展創新驅動聯盟，通過組建學術交流平臺、聯合攻關等方式開展跨區域、跨行業協同攻關，聯合竹藤領域技術優勢單位的科技資源，對竹藤關鍵技術開展研究[12]。高校、科研機構在此期間合作密切，使得我國竹藤專利數量呈現指數型增長。

4)產業升級期。2019年以來國家出臺了多項政策促進竹藤產業升級，逐步淘汰落后竹藤專利，例如《中共中央國務院關于全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》和《全國“十四五”林業和草原保護發展規劃》等[13]。通過政策引導和扶持，竹藤產業發展逐步由粗放式經營向集約式經營轉變、由低附加值向高附加值轉變、由低端市場向高端市場轉變。我國竹藤專利開始由量轉質的提升，通過嚴格專利審查機制，放緩專利申請速度，從而提升竹藤專利質量，提高竹藤產業的經濟價值。

2.2 技術領域

根據國際專利分類(IPC)，竹藤專利涉及的技術領域主要包括(圖2)：藤莖、軟木或類似材料的機械加工(B27J)；作物栽培(A01G)；食品或食料的一般保存(A23L)；作物收獲和采摘，殘茬切碎或粉碎(A01D)；軟木、藤、蘆葦、稻草或類似材料的化學或物理處理(B27K)；特種木制品制造(B27M)；層狀產品，即由扁平或非扁平的薄層，例如泡沫狀、蜂窩狀的薄層構成的產品(B32B)；加工單板或膠合板(B27D)；醫用、牙科用或梳妝用的配制品(A61K)；用于磨削或拋光的機床、裝置或工藝(B24B)；用于物件或物料貯存或運輸的容器(B65D)；從固體材料或制品中消除液體的干燥(F26B)。

圖2 竹藤專利IPC分類Fig.2 IPC classification of bamboo and rattan patents

從IPC分類號來看，竹藤技術專利主要集中在A類(農業)和B類(作業；運輸)。A類主要是竹藤產業中的種植與培育技術專利，涉及的技術領域為：一是對竹藤種苗培育方法與工藝的研究；二是針對竹藤種植所需土壤結構及肥力的改善；三是針對竹藤收獲的方法和機械設備；四是從竹藤中提取有機化合物。B類主要是竹藤加工相關專利，涉及的技術領域為：一是針對藤莖和軟木的機械加工，包括切碎或粉碎、擠壓和拉伸、擠壓或拉伸裝置、振動設備和其他方法等；二是針對竹藤材料進行浸漬、著色、染色、漂白的物理或化學處理；三是竹藤制品，如竹藤家具、竹復合人造板、竹地板等。

3 竹藤專利區域分布

3.1 主要受理國家

分析竹藤專利的主要受理國家(圖3)可以看出，中國是竹藤專利的主要受理國，1992—2022年共受理專利51 979件，占全球總受理量的83.34%，其次分別為韓國、日本、美國和巴西，占比分別為3.4%、3.3%、1.3%和1.1%。

圖3 1992—2022年主要國家的竹藤專利受理量Fig.3 Number of bamboo and rattan patents accepted in major countries from 1992 to 2022

從圖4可以看出，近30年來中國竹藤專利受理量一直位居世界首位，特別是在2002年以后，中國竹藤專利受理量呈爆發式增長；2000年以前，日本竹藤專利受理量居全球第2，但之后日本專利的發展勢頭不及韓國，美國和巴西專利受理量則一直保持在較低水平。

圖4 主要國家專利受理量隨時間的變化Fig.4 Changes in the number of patents accepted over time in major countries

竹藤專利受理量排名靠前的3個國家——中國、日本和韓國，都屬于亞洲國家，擁有世界上較豐富的竹資源，中、日、韓3國開發了很多竹藤方面的先進技術和設備，專利受理量居于世界前列。中國在竹藤領域的專利受理量遠遠超過其他國家，作為最大的竹制品生產國和出口國，其竹資源總量為641萬hm2，約占全球竹林面積的1/4。日本、韓國的竹子資源與中國相比較少，但也有很強的專利競爭力，這2個國家的竹加工利用技術較為先進。韓國最初只是將竹子用來造紙，后來用竹子編織各種生活用品；而日本是全球最早將竹子作為一種新型材料的國家之一，因此擁有大量竹材利用的相關專利。巴西作為拉丁美洲和加勒比地區第3大竹藤產品進出口貿易國，年進出口貿易總額約318萬美元，龐大的竹藤市場刺激了巴西竹藤專利的研發。

3.2 各國技術實力

一個國家的優先權專利量在一定程度上反映了該國的技術實力。對優先權專利量排名前10的國家進行分析(表1)表明，中國優先權專利量為52 094件，居全球首位，但海外專利布局、平均被引用次數、平均同族專利數量等指標與其他地區相比具有較大差距，說明中國竹藤專利存在法律保護意識薄弱、知識產權保護機制不健全等問題。此外，中國竹藤企業的知識產權海外布局意識不足，專利質量也有待提升。美國的優先權專利總量遠不如中國，但其海外專利量占比達47.83%，平均被引次數高達12.74次，平均同族成員數量為4.92件，說明美國專利權人注重海外布局，專利保護意識高，其在竹藤產業相關領域的技術水平也較高。美國、日本等發達國家的專利質量和專利保護意識較高，是中國竹藤企業實現技術創新、參與國際競爭的重要學習對象。

表1 全球竹藤專利優先權排名前10的國家Tab.1 Top 10 countries with patent priority of bamboo and rattan in the world

韓國和日本的優先權專利量雖然排名第2和第3，但他們的海外專利布局分別僅占5.51%和7.77%，專利引用次數也較低，說明2個國家的竹藤專利質量和專利保護意識一般。德國與英國雖然全球竹藤專利布局總量分別達33.83%和61.49%，但是平均被引次數僅為6.73次和6.86次，表明這2個國家在竹藤領域的專利質量和專利保護意識也相對不足。同時，從全球竹藤技術創新成果的引用情況來看，英國的平均同族成員數量也較低，僅有2.98個，說明英國專利權人的專利保護意識較為薄弱，企業難以對自身技術創新成果進行有效保護。

4 竹藤專利申請人與發明人

4.1 竹藤專利申請人

從圖5可看出，專利申請量全球排名前5的申請人也是中國排名前5的申請人，且專利申請量均在200件以上，這說明中國申請人引領著全球竹藤科技的研究與開發，這也為提高我國竹藤產業競爭力以及為竹藤企業的轉型升級奠定了基礎。在中國排名前5的申請主體中，農林類大學占3席，科研機構占2席，表明高校和科研機構是中國竹藤專利的研發主力。

圖5 全球及中國竹藤專利申請量排名前5的申請人Fig.5 Top 5 applicants for bamboo and rattan patent in the world and in China

韓國、日本、美國、巴西專利申請量排名前5的申請人見圖6。由圖6可知，韓國專利申請人的類型較為多元，有個人、企業、高校以及科研機構，說明韓國已經意識到竹藤產業的發展前景，并且形成了較為成熟的竹藤專利布局和研發體系。日本、美國、巴西排名前5的申請人為企業或者個人。美國在專利布局上起步較早，已經形成了較為成熟的專利布局，且主要由個人和企業完成，說明美國專利法制環境較好，保護力度較大；日本、巴西專利技術發展起步較晚，專利布局和研發力量薄弱，但都有較強的科研實力和企業實力。另外，中國也有部分企業開始重視國際竹藤市場的開拓，其中上海迪爾機械設備有限公司、寧波愛瑞德機械有限公司、江蘇凱斯紐荷蘭機械股份有限公司等在美國的專利申請數量分別為57、53和52件，說明這些企業具有較強的全球專利布局意識。

圖6 主要國家竹藤專利申請量排名前5的申請人Fig.6 Top 5 applicants for bamboo and rattan patent in major countries

4.2 竹藤專利發明人

分析發現，全球竹藤專利發明量排名前20的發明人均來自中國，且專利量均在100件以上，可見中國在竹藤相關技術方面的專家數量龐大。葉柃作為竹纏繞技術發明人和竹纏繞復合材料產業創始人，是擁有竹藤專利量最多的發明人，共有237件竹藤專利。對發明人進行共現分析可知(圖7)，竹藤專利發明人之間合作較為密切，其中周松珍和周一帆合作最為密切，主要研究方向是竹制食品和竹木制品；西安建筑科技大學的郝際平、田黎敏2位專家在竹結構、竹組合結構研究方面聯系也十分緊密。此外，專利量排名前20的發明人均來自高?；蚩蒲袡C構，說明中國竹藤專家的來源較為單一。

圖7 全球竹藤專利擁有量排名前20的發明人共現分析Fig.7 Co-occurrence analysis of the top 20 patent inventors of bamboo and rattan in the world

5 竹藤專利主題

從專利標題中提取詞組，去除重復項、數據篩選、分詞、去除無關詞語后，對專利關鍵詞進行頻次統計可知(表2)，竹藤專利的高頻關鍵詞主要分為竹藤產品和竹藤加工2類，竹藤產品的高頻關鍵詞主要有竹纖維、餐具、內飾墻、箱子、竹復合材料、竹片、竹筍、提手、框架、竹鹽、竹炭等，竹藤加工的高頻關鍵詞主要包括竹藤的切割、熱加工、冷卻、清洗、烹飪等。關鍵詞共現分析顯示(圖8)，“清洗”“切割”“熱加工”“冷卻處理”“浸泡”“混合”6個關鍵詞的關聯度較高，在竹藤產品研發中的應用較為廣泛，這些技術的研究和開發是竹藤產業發展的重要環節。

表2 竹藤專利標題中出現頻次排名前20的關鍵詞Tab.2 The top 20 keywords in the patent titles of bamboo and rattan

圖8 竹藤專利標題中出現頻次排名前20的關鍵詞共現分析Fig.8 Co-occurrence analysis of the top 20 keywords in the bamboo and rattan patent titles

6 核心專利

6.1 重點專利

基本專利在全球的同族成員數量越多，說明該專利技術的市場價值越大[10]。整理同族成員數量排名前10的專利可知(表3)，同族數量排名第1的專利是一種用于竹藤培育的除草劑，即氯乙酰胺除草劑和三酮除草劑的混合物，同族數為69個，該除草劑主要是通過異丙草胺和磺草酮2種成分的協同效應抑制竹藤周圍雜草的生長。排名第2的專利是由竹板堆疊而成的跑步機緩沖板，在施加壓力后，耐用滑板的表面根據竹板的圖案形成凹凸的按摩圖案，從而提供更好的緩沖效果和足部按摩效果。

表3 專利族成員數量排名前10的竹藤專利Tab.3 The top 10 bamboo and rattan patents by the number of patent family members

在全球同族成員數量排名前10的竹藤專利中，涉及最多的技術領域是A01N和A61K，主要是指竹藤類生長調節劑和治療植物或動物異常狀態的竹藤提取物。竹藤類生長調節劑的應用非常廣泛，不僅可以與多種化學農藥混合使用，也可以與其他植物生長調節劑配合使用。竹藤中含有多種生物堿和黃酮類化合物，其中有一些化合物具有抗炎和抗病毒作用，所以竹藤制劑被廣泛應用于治療多種疾病，具有較高的市場價值。此外，竹藤作為一種天然材料，具有可再生性和可持續利用性，可用于制作紅酒塞、紙巾等日常消耗品。

6.2 新興專利趨勢分析

利用DDA軟件中的Emerging Indicators插件對主題詞進行分析和發掘，可以幫助決策者了解新興研究方向。對世界竹藤專利文獻進行新興趨勢分析，得分排名前10的專利文獻如表4所示?？梢钥闯?，得分排名前10的竹藤專利的優先權國家都是中國，說明目前中國的竹藤技術創新水平處于世界前列。得分前3的專利分別是竹林帶狀采伐裝置、竹板吊裝機構和竹簽加工用毛刺拋光裝置，分別屬于竹藤收獲、竹板材和竹材加工方面的技術。前文分析可知，未來竹藤技術創新的重點領域有：收獲機械、加工機械、輸送設備和竹材制品。開展竹資源培育、竹材高效收獲、竹材高效加工以及快速、高效、高精度的自動化運輸等方面所需要的設備和技術的研究，從而實現竹資源高效利用、竹制品高品質化加工和裝備大型化應用，是竹藤產業未來的發展方向。

表4 全球新興趨勢得分排名前10的專利Tab.4 Top 10 patents in the global emerging trend score

7 竹藤專利成果轉化

專利成果轉化主要是通過出資、專利融資、專利實施許可和專利權轉讓4種方式實現。從全球竹藤專利轉讓件數和專利許可件數排名前5的國家看，中國是全球竹藤專利轉化情況最好的國家，專利轉讓件數和專利許可件數分別為1 681件和20 329件，均位居世界第1。美國的專利轉讓件數(5件)和專利許可件數(17件)位居世界第2，說明其竹藤專利轉化良好。韓國、巴西、日本的專利轉讓件數均為1件，專利許可件數分別為4件、4件、5件，說明這3個國家的竹藤專利成果轉化一般。

8 總結與建議

竹藤專利分析結果表明，中國竹藤科技整體水平已處于世界領先地位，知識產權戰略進一步激勵和保護了發明創新者，調動很多企業參與竹藤產業發展。近年來，中國擁有自主知識產權的專利有竹纏繞管道、竹包裝、竹格填料、竹編格柵等，并逐漸成為竹藤產業發展的新興趨勢。但是與其他國家相比，中國竹藤產業存在科技發展不均衡、科技創新能力與產業發展規模不匹配的問題，主要體現在竹藤產業規?；?、機械化、自動化水平不高，資源利用率低，產品同質化嚴重、附加值低，缺乏具有國際競爭力的技術和產品。對此，提出以下建議。

1)提升竹藤專利質量。我國竹藤優先權量居世界第1位，但是專利被引次數和專利同族數量卻與其他國家存在很大差距，并且由于生產技術落后和加工水平不高，使大量優質竹藤資源長期處于閑置狀態。我國竹藤應用歷史悠久，具有良好的利用傳統和豐富的資源，雖然目前在竹藤領域的研究主要集中于生產和應用層面，但從新興發展趨勢看，我國在竹藤技術研究、開發利用方面仍有很大發展空間。此外，企業要注重加強研發管理和專利管理，培養高素質人才隊伍，以高質量專利支撐竹藤產業高質量發展。

2)加大竹藤專利保護力度。我國竹藤生產企業自身對專利研發不夠重視、投入資金較少，企業專利質量有待進一步提高。同時，部分企業、個人缺乏科學的知識產權保護意識和經驗，在進行專利申請時不夠規范、全面和系統，導致多數專利因“被無效”而失效，也有很多專利由于保護不當或缺乏知識產權法律保護意識而被無效。對于竹藤研發企業來說，要高度重視核心專利的申請和保護，可以通過自發組建行業協會等方式來提高企業的品牌意識和自律能力，引導行業內企業增強專利保護意識，加大竹藤專利保護力度。

3)加強竹藤專利海外布局。我國已經有部分企業開始重視海外專利布局，但從竹藤產業的整體發展來看，由于行業集中度低、規模小等原因，還沒有形成自己的知名品牌。企業要積極運用專利制度，進行技術創新，提高企業技術創新能力，實現市場擴張；應完善知識產權法律法規和相關配套制度建設，積極運用專利保護手段，充分利用“專利導航”服務體系、知識產權預警機制及知識產權司法保護等措施對產品在全球市場進行布局和監測。

4)促進竹藤專利轉化應用。我國竹藤專利轉化情況良好，但是仍存在竹林經營分散、加工技術落后、竹產品附加值低的問題，嚴重制約了我國竹藤產業的高質量發展。應大力支持技術創新和科技成果轉化工作，對產學研合作項目給予資金扶持，落實“科教興農”政策，為科技工作者創造良好的環境；企業可以通過合作創新、技術入股等方式與高校、科研院所進行合作，積極推進產學研結合，推進科技成果產業化。