城市群制造業(yè)空間分異與結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性分析

張邦俊　崔大樹

摘 要：城市群是推動(dòng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要引擎，研究城市群制造業(yè)空間分異與結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性并提出切實(shí)可行的優(yōu)化方案對(duì)城市群的健康持續(xù)發(fā)展有重要意義。論文以長(zhǎng)三角城市群作為實(shí)證分析區(qū)域，依據(jù)空間經(jīng)濟(jì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)、城市經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的相關(guān)理論基礎(chǔ)，以探索性空間數(shù)據(jù)分析為核心，結(jié)合分形維數(shù)，分析城市群制造業(yè)空間分異與結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性。研究證實(shí)，長(zhǎng)三角城市群制造業(yè)整體呈現(xiàn)空間集聚的特征，以上海市為中心，南京、杭州為兩翼，各中心城市帶動(dòng)周邊城市發(fā)展的空間格局，并且發(fā)現(xiàn)制造業(yè)的空間分異與城市群空間結(jié)構(gòu)的演變存在一定的相關(guān)性，城市群產(chǎn)業(yè)分異呈現(xiàn)出與結(jié)構(gòu)演變相對(duì)應(yīng)的空間分異規(guī)律。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)三角城市群 ；探索性空間數(shù)據(jù)分析；空間分異

一、引言

制造業(yè)體現(xiàn)了一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力發(fā)展水平，我國(guó)目前仍處于工業(yè)化時(shí)期，制造業(yè)仍是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)。對(duì)制造業(yè)空間分異與結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性研究，可以解釋城市群各地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異。目前該領(lǐng)域的研究，學(xué)者比較重視產(chǎn)業(yè)對(duì)城市群空間演變的作用和階段性分析，而對(duì)于兩者之間的相關(guān)性研究則較為薄弱。因此論文以制造業(yè)作為研究對(duì)象，以長(zhǎng)三角城市群作為實(shí)證分析區(qū)域，運(yùn)用探索性空間數(shù)據(jù)分析長(zhǎng)三角城市群制造業(yè)空間分異與結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性，為長(zhǎng)三角城市群的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及進(jìn)一步發(fā)展的提供意見(jiàn)，同時(shí)對(duì)于提高我國(guó)目前的城市群空間效率和協(xié)調(diào)城市化與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)系，促進(jìn)生產(chǎn)要素高效流動(dòng)和產(chǎn)業(yè)區(qū)域轉(zhuǎn)移具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)于制造業(yè)空間分異和城市群結(jié)構(gòu)演變的的研究成果主要可以分為兩類：

一是討論產(chǎn)業(yè)分異對(duì)城市群空間結(jié)構(gòu)的影響，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)集聚是城市群空間結(jié)構(gòu)演變的主要?jiǎng)恿?。方?chuàng)琳，藺雪芹（2008）認(rèn)為城市群形成與發(fā)展就是其空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化與整合的演變過(guò)程，也是產(chǎn)業(yè)不斷重組和優(yōu)化的過(guò)程，產(chǎn)業(yè)的空間聯(lián)系是引起城市群節(jié)點(diǎn)相互作用的根源[1]。羅洪群，肖丹（2008）通過(guò)分析城市群與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的矛盾和沖突，探討產(chǎn)業(yè)集聚支撐的城市群發(fā)展體系的建設(shè)重點(diǎn)，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)的集聚和關(guān)聯(lián)發(fā)展支撐和推動(dòng)了城市群的發(fā)展和演變[2]。二是考察產(chǎn)業(yè)與城市群的互動(dòng)機(jī)制，強(qiáng)調(diào)兩者在發(fā)展過(guò)程中的時(shí)空關(guān)聯(lián)性。劉東林（2008）分析城市化及產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的動(dòng)力來(lái)源，認(rèn)為城市群與產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展二者之間存在相互促進(jìn)的互動(dòng)機(jī)制，二者相互推動(dòng)，共同刺進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展[3]。張虹（2009）通過(guò)對(duì)創(chuàng)新型城市群與產(chǎn)業(yè)集聚之間耦合演進(jìn)的路徑和動(dòng)力研究，闡明兩者之間存在耦合關(guān)系，認(rèn)為城市群經(jīng)濟(jì)體是兩者耦合的產(chǎn)物[4]。沈玉芳等（2010）基于協(xié)同發(fā)展的相關(guān)理論和實(shí)證研究，認(rèn)為長(zhǎng)三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)群、城市群和港口群之間可產(chǎn)生互動(dòng)作用，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)群、城市群和港口群的協(xié)同發(fā)展可使一個(gè)地區(qū)加快推進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化[5]。上述研究都從宏觀的定性和推理角度描述和分析了產(chǎn)業(yè)空間分異和城市群的結(jié)構(gòu)演變，而沒(méi)有進(jìn)一步定量或是精確表明各地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的特征及其變化。綜上所述，為能更全面描述產(chǎn)業(yè)空間分異和城市群結(jié)構(gòu)演進(jìn)，論文從時(shí)間的漸進(jìn)性和空間的關(guān)聯(lián)性，用探索性空間數(shù)據(jù)分析方法結(jié)合分形維數(shù)對(duì)長(zhǎng)三角城市群制造業(yè)和結(jié)構(gòu)演進(jìn)的相關(guān)性進(jìn)行研究，并分析相關(guān)的原因和政策含義。

二、長(zhǎng)三角城市群空間結(jié)構(gòu)及特征分析

長(zhǎng)三角城市群作為國(guó)際公認(rèn)的世界六大城市群之一，是目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力最強(qiáng)，城鎮(zhèn)集聚程度最高，發(fā)展?jié)摿ψ詈玫膮^(qū)域之一。它以上海市為中心，以蘇南與浙北為兩翼，其它地區(qū)為廣闊腹。本章在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，選取合理的城市群空間體系測(cè)度指標(biāo)，對(duì)長(zhǎng)三角城市群空間結(jié)構(gòu)和特征作初步的考察。論文運(yùn)用分形幾何學(xué)來(lái)分析長(zhǎng)三角城市群的空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀[7]。

在城鎮(zhèn)體系中，以某一城鎮(zhèn)為中心，半徑為r的圓周內(nèi)有N（r）個(gè)城鎮(zhèn)，根據(jù)分形原理，確定數(shù)目N（r）與相應(yīng)半徑r的關(guān)系：N（r）∝rDf，式中Df為分維，表征城鎮(zhèn)的集聚度?？紤]到半徑r所取的單位不同會(huì)影響分形維數(shù)的數(shù)值，將半徑r轉(zhuǎn)化為“平均半徑”：

Rs≡1S∑Si = 1ri 212（1）

則一般有分維關(guān)系：Rs∝S1D，式1中Rs為平均半徑，ri為第i個(gè)城市到中心城市的歐氏距離，S為城市個(gè)數(shù)，〈〉表示取平均。考慮到能夠反映城鎮(zhèn)分布密度的半徑維數(shù)，從式1引出關(guān)系：

ρ（r）∝rDf-d（2）

式中ρ（r）為城鎮(zhèn)體系空間分布密度。當(dāng)Df<2，城鎮(zhèn)體系中的點(diǎn)分布特征表現(xiàn)為從中心向四周密度遞減；當(dāng)Df=2，城鎮(zhèn)體系的點(diǎn)均勻分布；當(dāng)Df>2，城鎮(zhèn)體系中的點(diǎn)呈漏斗狀分布。

分形維數(shù)測(cè)算的主要是空間結(jié)構(gòu)分布的向心性，本文在以長(zhǎng)三角城市群的30個(gè)地級(jí)市作為研究對(duì)象的同時(shí)，以上海市作為中心，根據(jù)每個(gè)地級(jí)市距離上海市的空間距離由小到大進(jìn)行排序。用式2式計(jì)算平均半徑，再繪制lnS和lnRs的雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖（圖1），從圖中可以發(fā)現(xiàn)存在明顯的無(wú)標(biāo)度區(qū)，對(duì)無(wú)標(biāo)度區(qū)范圍進(jìn)行回歸，計(jì)算得出當(dāng)以上海市作為長(zhǎng)三角城市群的中心時(shí)聚集函數(shù)為lnRs=0.7779lnS+2.9807，相應(yīng)的聚集維數(shù)為1.2855，決定系數(shù)為0.9961。

圖1 以上海為中心的集聚維數(shù)雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)

上圖表明上海市在地域空間分布上存在一定的集聚性，并且分布從中心城市向周邊地區(qū)的密度降低。其中，以上海為測(cè)算中心的聚集維數(shù)最大，表明上海市作為國(guó)際性的經(jīng)濟(jì)、金融、貿(mào)易和航運(yùn)中心，在長(zhǎng)三角城市群中占有核心地位。

三、長(zhǎng)三角制造業(yè)空間分異與結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性分析

空間統(tǒng)計(jì)分析是利用探索性空間數(shù)據(jù)分析方法（ESDA）發(fā)現(xiàn)隱藏在數(shù)據(jù)背后與地理位置相關(guān)的數(shù)據(jù)間的統(tǒng)計(jì)特征。本文利用探索性空間統(tǒng)計(jì)分析（ESDA）研究長(zhǎng)三角制造業(yè)空間分異與城市群空間結(jié)構(gòu)演變的相關(guān)性。

（一）制造業(yè)和城市群空間結(jié)構(gòu)的全局自相關(guān)分析

在空間統(tǒng)計(jì)分析方法中常用的全局空間自相關(guān)統(tǒng)計(jì)量Morans I 指數(shù)， 度量了空間關(guān)聯(lián)區(qū)域指標(biāo)值的接近程度。MoranI系數(shù)計(jì)算公式為：

Moran I=ns0∑ni=1∑nj=1wij（xi-x）（xj-x）∑ni=1x2i（2）

式2中， xi表示空間單位的觀測(cè)值，n表示觀測(cè)單元的數(shù)量；wij表示空間矩陣W的一個(gè)元素； 表示觀測(cè)值的均值，s0表示權(quán)重矩陣所有要素之和。

本文以2004-2013年長(zhǎng)三角城市群30個(gè)地級(jí)市的制造業(yè)從業(yè)人口作為制造業(yè)空間分異的度量指標(biāo)，以各城市的人均GDP數(shù)據(jù)作為衡量城市群經(jīng)濟(jì)空間結(jié)構(gòu)的主要指標(biāo)，使用GeoDa軟件進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析，結(jié)果如下。

由表1可知，2004-2013年的制造業(yè)從業(yè)人員的全局Morans I指數(shù)均通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)，并且從2004年到2010年呈現(xiàn)波動(dòng)上升的趨勢(shì)，這說(shuō)明這段時(shí)間內(nèi)，長(zhǎng)三角城市群的制造業(yè)發(fā)生著由擴(kuò)散向聚集的態(tài)勢(shì)。從2010年到2013年，制造業(yè)的Morans I呈現(xiàn)波動(dòng)下降的趨勢(shì)，這說(shuō)明制造業(yè)的聚集水平正在降低。其次，人均GDP的全局Morans I指數(shù)也通過(guò)了1%的顯著性檢驗(yàn)，但是波動(dòng)的幅度相對(duì)制造業(yè)的更小，這是因?yàn)槿司鵊DP是一個(gè)更大更全面的研究變量，同時(shí)也表明人均GDP在城市群內(nèi)的分布并不是隨機(jī)的，而是具有較大的空間自相關(guān)性。

（二）制造業(yè)與城市群空間結(jié)構(gòu)的局部自相關(guān)分析

全局空間自相關(guān)指標(biāo)從總體上反應(yīng)了觀測(cè)值的空間自相關(guān)情況，忽略存在于不同區(qū)位的單元的空間關(guān)聯(lián)模式。因此，本文利用局部Morans I分析每個(gè)觀察單元與周邊地區(qū)之間的空間差異程度，具體公式如下。

Local Moran Ii=n（xi-）∑ni=1（xi-）2∑jwij（xj-）（3）

在本節(jié)中為了從個(gè)體角度探明長(zhǎng)三角地區(qū)30個(gè)城市的相對(duì)空間依存關(guān)系及隨時(shí)間演變狀況，運(yùn)用GeoDa軟件繪制2004，2013年兩個(gè)年份的Morans I散點(diǎn)圖。

以上結(jié)果可見(jiàn)，每個(gè)象限所包含的地級(jí)市以及數(shù)目都比較穩(wěn)定，并且通過(guò)觀察Moran散點(diǎn)圖可以發(fā)現(xiàn)，HH象限和LL象限兩類明顯的空間分異區(qū)域說(shuō)明了長(zhǎng)三角城市群各地級(jí)市的分布存在空間異質(zhì)性。其中，就制造業(yè)而言，上海、無(wú)錫、嘉興、蘇州等地在2004和2013年一直處于HH象限，說(shuō)明制造業(yè)發(fā)展水平較高的地區(qū)集中圍繞著上海這一最發(fā)達(dá)的地區(qū)。而徐州、連云港、淮安、鹽城、宿遷、金華、衢州、麗水、合肥、蕪湖、淮南、馬鞍山、滁州等一直處于LL象限，說(shuō)明制造業(yè)發(fā)展水平低的地區(qū)處于長(zhǎng)三角城市群的外圍邊緣區(qū)域。對(duì)于人均GDP而言，HH象限和LL象限占比相對(duì)制造業(yè)的更多。說(shuō)明大部分的空間依存關(guān)系傾向于富裕區(qū)域與富裕區(qū)域、而相對(duì)貧困地區(qū)則以富裕區(qū)域?yàn)橹行?，分布在長(zhǎng)三角城市群的外圍區(qū)域。分析可得長(zhǎng)三角城市群區(qū)域制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在著空間異質(zhì)性和正的空間相關(guān)性。即高水平地區(qū)傾向于集中在一起，低水平區(qū)域則分布在高水平區(qū)域外圍。同時(shí)已經(jīng)形成較為穩(wěn)定的空間格局，即從中心城市向四周擴(kuò)散，制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平依次降低。

四、主要結(jié)論和政策含義

（一）主要結(jié)論

城市群的形成和發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜而又系統(tǒng)的空間過(guò)程，不僅是城市區(qū)域在空間上的擴(kuò)展和結(jié)構(gòu)優(yōu)化，也是城市功能不斷增強(qiáng)與升級(jí)、經(jīng)濟(jì)空間聯(lián)系日益緊密、產(chǎn)業(yè)不斷重組和優(yōu)化過(guò)程中的空間表現(xiàn)。關(guān)于產(chǎn)業(yè)空間分異的研究也不能僅僅局限在產(chǎn)業(yè)集聚方面，還應(yīng)該包括產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)空間的網(wǎng)絡(luò)化。因此，針對(duì)城市群空間過(guò)程或產(chǎn)業(yè)空間分異問(wèn)題，應(yīng)把城市群空間結(jié)構(gòu)與產(chǎn)業(yè)空間分異相結(jié)合，從空間相關(guān)性和異質(zhì)性的視角進(jìn)行研究。

本文主要有以下結(jié)論：

其一，通過(guò)分形理論集聚維數(shù)測(cè)算，揭示了長(zhǎng)三角城市群的空間結(jié)構(gòu)以上海市為中心，以南京、杭州為兩翼，各中心城市帶動(dòng)周邊城市發(fā)展的空間格局。其二，通過(guò)探索性空間數(shù)據(jù)分析方法（ESDA）對(duì)于長(zhǎng)三角城市群制造業(yè)與人均GDP的分析，數(shù)據(jù)顯示制造業(yè)的Morans I指數(shù)和人均GDP的Morans I指數(shù)大致上呈現(xiàn)同步的變動(dòng)趨勢(shì)，說(shuō)明制造業(yè)空間分異與城市群空間結(jié)構(gòu)的演變具有一定的相關(guān)性。同時(shí)進(jìn)一步從兩者的moran散點(diǎn)圖反映出長(zhǎng)三角城市群區(qū)域制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平存在著空間異質(zhì)性和正的空間相關(guān)性，城市群空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出與產(chǎn)業(yè)集聚相對(duì)應(yīng)的空間分異規(guī)律。即高水平地區(qū)傾向于集中在一起，低水平區(qū)域則分布在高水平區(qū)域外圍。同時(shí)已經(jīng)形成較為穩(wěn)定的空間格局，即從中心城市向四周擴(kuò)散，制造業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平依次降低。

（二）政策含義

基于以上研究結(jié)論，本文認(rèn)為產(chǎn)業(yè)空間分異與城市群空間結(jié)構(gòu)之間存在協(xié)同發(fā)展和互利共生的關(guān)系。因此在長(zhǎng)三角城市群區(qū)域發(fā)展規(guī)劃的落實(shí)上，要協(xié)調(diào)各產(chǎn)業(yè)的比例。

其一，充分發(fā)揮產(chǎn)業(yè)集聚帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，利用共同的基礎(chǔ)設(shè)施，縮短交通運(yùn)輸線可大幅降低生產(chǎn)成本，有利于產(chǎn)品專業(yè)化生產(chǎn)，形成較高的經(jīng)濟(jì)效益，以此來(lái)提升城市的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展水平。

其二，產(chǎn)業(yè)空間分異過(guò)程中同時(shí)存在著集聚效應(yīng)和擴(kuò)散效應(yīng)。產(chǎn)業(yè)的集聚效應(yīng)對(duì)于城市群經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率的貢獻(xiàn)并不是無(wú)限的，即當(dāng)資本的集聚程度超過(guò)某一臨界值時(shí)，由于資本集聚的擁擠，城市群經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率隨著資本集聚程度的上升而下降。因此，政府應(yīng)該合理安排產(chǎn)業(yè)資本的分布，避免資本的過(guò)度擁擠而使經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)停滯。（作者單位：浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)）

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