徐州都市圈縣域工業(yè)發(fā)展時空分異

陳永生，仇方道，2＊，朱傳耿

（1.江蘇師范大學 城市與環(huán)境學院，江蘇 徐州 221116；2.江蘇師范大學 淮海發(fā)展研究院，江蘇 徐州 221009）

都市圈作為推進城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的主要地域組織形態(tài)，正成為全球區(qū)域分工的基本空間單元，在推進區(qū)域城鎮(zhèn)化進程中發(fā)揮著日益重要的作用.工業(yè)化作為推動都市圈發(fā)展的主導(dǎo)動力，工業(yè)空間集聚格局及其演化則推動著都市圈空間結(jié)構(gòu)形成及演化.目前，關(guān)于工業(yè)空間格局的研究主要集中在3個方面.一是工業(yè)空間格局及其演化特征.魏偉等［1］用ESDA（exploratory spatial data analysis）方法，從省域尺度揭示出高高型集聚和低低型集聚是中國工業(yè)空間格局演化的主要特征；陳月英等［2］從企業(yè)尺度發(fā)現(xiàn)福建省工業(yè)在空間上處于點軸發(fā)育階段；陳曉等［3］基于縣域尺度，采用泰爾指數(shù)及β趨同檢驗研究了江蘇省不同時段不同地區(qū)工業(yè)經(jīng)濟差異與趨同問題；伍世代等［4－5］分別以海西城市群和武漢城市圈為例研究了都市圈工業(yè)空間集聚格局特征.二是工業(yè)空間格局與經(jīng)濟差異.如基于制造業(yè)與服務(wù)業(yè)融合發(fā)展視角，探討了中國制造業(yè)和服務(wù)業(yè)空間集聚的結(jié)構(gòu)特征與變化趨勢［6］；基于產(chǎn)業(yè)分解視角探討了區(qū)域經(jīng)濟差異演化特征［7］.三是工業(yè)空間格局演化機制.李國平［8］探討了市場需求、原料供給、技術(shù)進步、企業(yè)市場分割行為以及其他微觀區(qū)位條件與產(chǎn)業(yè)政策、地域政策等因素對日本鋼鐵工業(yè)空間格局演化的驅(qū)動機理；田山川等［9］探討了市場需求、投資、原材料以及企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略等因素對中國鋼鐵工業(yè)空間布局及演化的作用機制.總之，目前相關(guān)研究多是從全國、省域尺度展開，而對都市圈工業(yè)空間異質(zhì)性的研究尚未引起足夠的重視.鑒于此，本文以徐州都市圈為例，采用空間自相關(guān)模型，從縣域尺度探索都市圈工業(yè)空間格局及演化特征.

1 研究區(qū)概況

徐州都市圈地處蘇魯豫皖4省邊界區(qū)域，是江蘇省三大都市圈之一.圈內(nèi)煤炭等自然資源豐富，但由于發(fā)展基礎(chǔ)較為薄弱、生產(chǎn)力水平相對滯后，是我國東部沿海發(fā)達地區(qū)的“經(jīng)濟低谷”.關(guān)于徐州都市圈范圍的界定有狹義和廣義之分.狹義上是指2002年《徐州都市圈規(guī)劃》所界定的范圍，包括江蘇的徐州、連云港、宿遷3市，安徽的宿州、淮北2市，山東的棗莊市、濟寧市的微山縣，以及河南商丘的永城市；而廣義上則與淮海經(jīng)濟區(qū)核心區(qū)的范圍等同，即包括以上8個地級市的全部區(qū)域.本文的研究屬于廣義的范圍.2012年該都市圈土地面積為66 540 km2，人口約為5 068.7萬，GDP達14 802.34億元；人均GDP為29 203.42元，分別是江蘇、山東、安徽、河南的0.43，0.56，1.01和0.92倍.2000～2012年徐州都市圈工業(yè)規(guī)模快速擴大，工業(yè)總產(chǎn)值從2 064.21億元增長到26 631.75億元，年均增長率為26.13%.伴隨著工業(yè)化的快速推進，徐州都市圈工業(yè)空間格局及空間作用關(guān)系也呈現(xiàn)快速變動，2012年工業(yè)總產(chǎn)值最高的縣域（徐州市區(qū)）是最低縣域（泗縣）的160倍.而工業(yè)空間結(jié)構(gòu)主導(dǎo)著都市圈經(jīng)濟發(fā)展的基本格局和發(fā)展態(tài)勢，因此，開展徐州都市圈工業(yè)空間集聚特征研究，對于其工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展具有典型性和代表性.

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究以2012年行政區(qū)劃為依據(jù)，以縣域為研究單元，包括徐州都市圈范圍內(nèi)的縣（市）及8個地級市市區(qū)，共計43個單元.選取工業(yè)總產(chǎn)值為測度指標，相關(guān)數(shù)據(jù)主要來源于2001～2013年的《江蘇統(tǒng)計年鑒》、《山東統(tǒng)計年鑒》、《安徽統(tǒng)計年鑒》、《河南統(tǒng)計年鑒》以及徐州都市圈所屬各地級市的統(tǒng)計年鑒.本文所用圖片資料來源于中國矢量化地圖，并在ArcGIS，GeoDa等軟件平臺上進行分析處理.

2.2 研究方法

2.2.1 全局空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)能夠測度變量在整個研究區(qū)域內(nèi)的空間相關(guān)性，一般用來描述整個研究區(qū)的空間自相關(guān)程度，并說明空間對象之間是否存在顯著的空間分布特征，其指標為全局Moran's I指數(shù)［10］：

式中I的取值范圍為［－1，1］.當I＞0時，表示空間相關(guān)性為正；當I＜0時，表示空間相關(guān)性為負；當I＝0時，說明要素空間分布比較隨機，呈分散分布.xi為i地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值，ˉx為所有地區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的平均值；n表示研究空間單元的數(shù)目；S0＝是研究空間中i地區(qū)與j地區(qū)的空間權(quán)重，當縣域i和j相鄰時，wij取值為1，否則取0.

2.2.2 局部空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)只能反映出觀測值整體在空間上的分布狀態(tài)，并不能細致地說明區(qū)域內(nèi)某一具體的空間區(qū)域的觀測值與其相鄰空間區(qū)域的觀測值的關(guān)聯(lián)性.因此，本文采用局部Moran's I指數(shù)和Getis－Ord G＊i指數(shù)來衡量空間局部的關(guān)聯(lián)性.

1）局部Moran's I指數(shù).為了揭示局部區(qū)域單元在相鄰空間的自相關(guān)性，采用局部Moran's I指數(shù)來測度單元i與j之間空間要素的異質(zhì)性［11］：

式中Zi為i地區(qū)觀測值的標準化值.Ii＞0（＜0），表示縣域i和其鄰近縣域間工業(yè)發(fā)展存在正（負）相關(guān)關(guān)系，｜Ii｜值越大，表明這種正（負）相關(guān)程度越強.另外，還可以通過判斷Zi和Zi′兩部分的正負特征，來分析區(qū)域間相互關(guān)聯(lián)格局.

2）Getis－Ord G＊i指數(shù).該指數(shù)是檢驗局部空間是否存在統(tǒng)計顯著的高值和低值，用來識別局部的不同空間位置上的高值區(qū)與低值區(qū)，即熱點區(qū)與冷點區(qū)的空間分布模式.其計算公式為［12］

式中wij（d）為以距離規(guī)則定義的空間權(quán)重.檢驗值Z為

其中E（Gi＊）表示在空間不集聚假設(shè)下的數(shù)學期望，為標準差.當Z值為正顯著時，表示區(qū)域i周圍的值相對較高（高于平均值），為熱點區(qū)（高值集聚區(qū)）；反之，則為冷點區(qū)（低值集聚區(qū)）［13］.

3 徐州都市圈工業(yè)空間集聚的時空特征

3.1 徐州都市圈工業(yè)空間集聚的時間演化特征

表1顯示，以變差系數(shù)測度的2000～2012年徐州都市圈縣域工業(yè)發(fā)展的相對差異呈現(xiàn)波動性縮小趨勢，變差系數(shù)年均遞減0.50%.大致可分為3個階段：2000～2004年為縣域工業(yè)發(fā)展差異擴大階段，變差系數(shù)上升到近10年來的最高值1.950；2004～2010年為差異波動性縮小階段，2010年變差系數(shù)比2004年的下降了12.27%；2010～2012年為差異持續(xù)擴大階段，變差系數(shù)年均增長2.81%.

表1 2000～2012年徐州都市圈縣域工業(yè)發(fā)展差異Tab.1 Industrial spatial difference of Xuzhou Metropolitan Area in county regional scale，2000～2012

圖1 2000～2012年徐州都市圈工業(yè)發(fā)展的熱點區(qū)域變化圖Fig.1 Evolvement of industrial spatial pattern in hotspot areas of Xuzhou Metropolitan Area（2000～2012）

從工業(yè)空間集聚的態(tài)勢看，2000～2012年徐州都市圈縣域工業(yè)總產(chǎn)值的Moran's I統(tǒng)計量全部為正，且總體上呈增大趨勢，表明2000年以來徐州都市圈各縣域工業(yè)發(fā)展存在顯著的正空間自相關(guān)特性，即工業(yè)發(fā)展水平相似的縣域（高高或低低）在空間上呈集聚態(tài)勢.大致可分為2個階段：2000～2007年為工業(yè)空間集聚增強階段，該階段受江蘇東隴海產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)、山東魯南經(jīng)濟帶建設(shè)和河南中原城市群建設(shè)等區(qū)域政策的驅(qū)動，徐州都市圈工業(yè)快速發(fā)展，但圈內(nèi)各縣域發(fā)展條件的差異，又造成圈內(nèi)工業(yè)發(fā)展空間集聚的增強，Moran's I指數(shù)年均增長26.87%；2007～2012年為工業(yè)空間集聚趨勢減弱階段，該階段受國際經(jīng)濟危機和國內(nèi)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的影響，Moran's I指數(shù)年均遞減7.80%.

以上分析顯示，雖然徐州都市圈縣域工業(yè)空間集聚趨勢增強，但這種工業(yè)集聚水平依然比較低，研究期內(nèi)Moran's I指數(shù)平均值僅為0.092.

3.2 徐州都市圈工業(yè)空間集聚格局的演化特征

在計算各縣域工業(yè)總產(chǎn)值Getis－Ord G＊i指數(shù)的基礎(chǔ)上，采用自然斷裂法將其從高到低分為熱點區(qū)、次熱點區(qū)、次冷點區(qū)和冷點區(qū)4種區(qū)域類型，并生成工業(yè)發(fā)展熱冷點區(qū)域演化圖（圖1）.圖1顯示，徐州都市圈工業(yè)發(fā)展空間格局具有3個特征.

1）徐州都市圈縣域工業(yè)空間格局具有相對穩(wěn)定性.徐州市區(qū)一直是工業(yè)發(fā)展的熱點區(qū)域，南部始終是工業(yè)發(fā)展的冷點區(qū)域.可見，徐州都市圈工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)明顯的空間俱樂部趨同現(xiàn)象，整個區(qū)域呈現(xiàn)以徐州市區(qū)為核心向外圍依次過渡為次熱點區(qū)域、次冷點區(qū)域、冷點區(qū)域的圈層分布格局.這種基本格局與區(qū)域經(jīng)濟格局并不完全一致.

2）從熱點區(qū)域格局變化趨勢看，2000年工業(yè)發(fā)展熱點區(qū)域分布于以徐州市區(qū)為核心的地區(qū)；2005年熱點區(qū)域沿東隴海線向西擴展，徐州都市圈工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)以徐州、夏邑為核心的軸線發(fā)展特征；2010年的工業(yè)發(fā)展格局與2000年基本一致，熱點區(qū)的縣域單元未發(fā)生顯著的變動；2012年熱點區(qū)域呈現(xiàn)以徐州為增長極，沿東隴海線向沿海延展軸線發(fā)展的格局.熱點區(qū)域分布格局的變化表明：徐州都市圈工業(yè)發(fā)展的核心邊緣格局基本保持穩(wěn)定，都市圈南部、西部地區(qū)的工業(yè)邊緣化現(xiàn)象明顯.

3）從冷熱點區(qū)域的數(shù)量變化來看，冷點區(qū)域數(shù)量呈現(xiàn)“И”型變化趨勢，工業(yè)格局的低值簇從2000年的16個下降到2005年的9個，再上升到2010年的18個，然后下降到2012年的11個，主要集中分布于宿州；熱點區(qū)域數(shù)量除2005年為2個外，其余年份為1個，主要集中于徐州市區(qū)；次熱點區(qū)域數(shù)量整體呈增加趨勢，由2000年的9個增加到2012年的12個，分布區(qū)域由熱點區(qū)域外圍以及以連云港市區(qū)為中心的周圍縣域演變?yōu)檠貣|隴海線向連云港呈軸向拓展，表明江蘇省東隴海產(chǎn)業(yè)帶建設(shè)成效顯著；次冷點區(qū)域數(shù)量總體上也呈增加趨勢，主要分布在次熱點區(qū)域的外圍.總之，徐州都市圈工業(yè)中心基本保持穩(wěn)定，并呈現(xiàn)向沿海延展趨勢，內(nèi)陸延展趨勢消失，冷點區(qū)域范圍呈縮小趨勢.

4 徐州都市圈工業(yè)集聚的空間關(guān)聯(lián)類型劃分

為進一步分析徐州都市圈各縣域在空間上的相互關(guān)聯(lián)類型，根據(jù)各縣域與其相鄰縣域的關(guān)系，將徐州都市圈的各縣域劃分成4種類型.

1）若Zi＞0，Zi′＞0，則說明縣域i及與其相鄰縣域的工業(yè)發(fā)展水平都較高，二者呈正相關(guān)關(guān)聯(lián)，具有“一榮俱榮”的特點，該類縣域歸為擴散發(fā)展型；

2）若Zi＞0，Zi′＜0，則表示縣域i自身工業(yè)水平較高，但與其相鄰的縣域則相對較低，兩者呈負相關(guān)關(guān)聯(lián)，呈現(xiàn)“中間高四周低”的工業(yè)空間格局，此類縣域歸為極化發(fā)展型；

3）若Zi＜0，Zi′＞0，則說明縣域i自身工業(yè)發(fā)展水平較低，而其相鄰的縣域工業(yè)發(fā)展水平較高，空間上呈現(xiàn)“中間低四周高”的負相關(guān)關(guān)聯(lián)特征，此類縣域歸為過渡發(fā)展型；

4）若Zi＜0，Zi′＜0，則表示縣域i及與其相鄰縣域的工業(yè)發(fā)展水平均較低，二者呈顯著正相關(guān)性，具有“一損俱損”的特點，該類縣域歸為落后均衡型.

運用上述方法，計算出2012年徐州都市圈縣域工業(yè)總產(chǎn)值的局部Moran's I值及顯著性，并分別繪制成圖2和圖3.

圖2 2012年徐州都市圈縣域工業(yè)空間關(guān)聯(lián)類型圖Fig.2 Spatial interaction types of county industries in Xuzhou Metropolitan Area，2012

圖3 2012年徐州都市圈縣域工業(yè)空間關(guān)聯(lián)類型的LISA圖Fig.3 LISA cluster of Spatial interaction types of county industries in Xuzhou Metropolitan Area，2012

4.1 擴散發(fā)展型

此類縣域共有6個，2012年工業(yè)總產(chǎn)值33 477.54億元，占研究區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的45.37%，研究期內(nèi)工業(yè)平均增長率26.79%，比研究區(qū)平均增長率高0.65個百分點，集中分布于徐州都市圈的核心區(qū)域，其中徐州市區(qū)、棗莊市區(qū)、滕州3個縣域為資源型區(qū)域，特別是棗莊市區(qū)和邳州2個縣域?qū)儆陲@著性集聚區(qū)，擴散效應(yīng)顯著.說明該類區(qū)域已經(jīng)成為徐州都市圈的工業(yè)增長極，促進工業(yè)轉(zhuǎn)型升級是該類區(qū)域面臨的主要戰(zhàn)略性任務(wù).

4.2 極化發(fā)展型

此類縣域包括連云港市區(qū)、宿遷市區(qū)、兗州、鄒城以及沛縣5個縣域單元，集中分布在擴散發(fā)展型區(qū)域的外圍.該類區(qū)域2012年工業(yè)總產(chǎn)值8 650.31億元，占研究區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的25.84%，研究期內(nèi)工業(yè)平均增長率26.14%，與整個都市圈工業(yè)平均增長率基本一致.其中，連云港市區(qū)為沿海港口城市，宿遷市區(qū)、兗州、鄒城和沛縣4個縣域單元為資源型縣域，這些發(fā)展較快的縣域并沒有帶動周圍縣域的經(jīng)濟發(fā)展，呈現(xiàn)出較強的極化效應(yīng).進一步深化對外開放，促進工業(yè)轉(zhuǎn)型，提高資源綜合、高效、循環(huán)利用效率，增強工業(yè)發(fā)展的擴散輻射功能，成為該類區(qū)域科學發(fā)展的主要方向.

4.3 過渡發(fā)展型

該類縣域共有10個，包括東海、灌云、灌南、沭陽、泗陽、泗洪、睢寧、泗水、泗縣和蕭縣，2012年工業(yè)總產(chǎn)值3 602.54億元，占研究區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的10.76%.該類區(qū)域集中分布于徐州都市圈的東南部地區(qū)，極化發(fā)展型區(qū)域的外圍邊緣地帶，與周邊縣域工業(yè)發(fā)展呈負相關(guān)關(guān)系，目前正處于工業(yè)化快速發(fā)展階段，加快推進工業(yè)化是該類區(qū)域發(fā)展的主題.

4.4 落后均衡型

該類縣域共有22個，2012年工業(yè)總產(chǎn)值6 035.30億元，占研究區(qū)工業(yè)總產(chǎn)值的18.03%，研究期內(nèi)工業(yè)總產(chǎn)值年均增長率為23.61%.該類縣域主要分布在徐州都市圈的西部地區(qū)，其中民權(quán)、商丘市區(qū)、碭山3個縣域的顯著性更強.這些縣域遠離經(jīng)濟中心，在空間上表現(xiàn)為低值縣域“俱樂部趨同”，難以接受徐州都市圈工業(yè)核心區(qū)的輻射帶動，工業(yè)發(fā)展的集聚程度較低.依托農(nóng)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，加快農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)發(fā)展，提升工業(yè)化水平，是該類縣域工業(yè)發(fā)展的主要方向.

5 結(jié)論

本文利用ESDA方法，以縣域為研究單元，以工業(yè)總產(chǎn)值為測度指標，對2000～2012年徐州都市圈縣域工業(yè)的空間格局及演化進行了探索.結(jié)果表明：徐州都市圈縣域工業(yè)發(fā)展的相對差異總體上呈波動性縮小之勢，而各縣域之間呈現(xiàn)正的空間相關(guān)性且集聚態(tài)勢有加強趨勢，但空間集聚程度不高；徐州都市圈縣域工業(yè)空間格局具有相對穩(wěn)定性，研究期內(nèi)呈現(xiàn)以徐州市區(qū)為核心向外圍依次過渡為次熱點區(qū)域、次冷點區(qū)域、冷點區(qū)域的圈層分布格局；近年來，熱點區(qū)域呈現(xiàn)以徐州市區(qū)為增長極，沿東隴海線向沿海延展的軸線發(fā)展格局初現(xiàn)，而南部、西部地區(qū)的工業(yè)邊緣化現(xiàn)象明顯；根據(jù)縣域周邊相鄰縣域的關(guān)系，將徐州都市圈各縣域分為擴散發(fā)展型、極化發(fā)展型、過渡發(fā)展型和落后均衡型4種類型.未來徐州都市圈工業(yè)將逐步形成以徐州市區(qū)為核心，以東隴海鐵路為軸線的空間格局.

基于ESDA分析的徐州都市圈縣域工業(yè)時空格局特征的分析，雖為該區(qū)域產(chǎn)業(yè)分工、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級等政策的制定提供科學依據(jù)，但本文研究尚存在一定的局限性：首先，將研究區(qū)域中的地級市市區(qū)作為一個高級縣域單元進行研究，難以揭示更小空間尺度上工業(yè)發(fā)展格局；其次，本文僅以工業(yè)總產(chǎn)值作為分析工業(yè)發(fā)展時空格局的分析指標，沒有考慮其他相關(guān)影響因素；第三，本文僅對工業(yè)發(fā)展時空格局特征進行分析，未對其演化機制進行探究.因此，基于多指標、更準確數(shù)據(jù)源以及更深層的探究，是今后開展徐州都市圈工業(yè)發(fā)展格局研究的主要方向.

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