基于區(qū)位熵的山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群研究

趙雪倩， 張仲伍*， 孫九林， 魏凱艷， 何雪寧

(1.山西師范大學 地理科學學院， 山西 臨汾 041000；2.中國科學院 地理科學與資源研究所， 北京 100020)

農(nóng)業(yè)作為關(guān)乎民生和國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，歷來被政府高度重視，2003—2020年連續(xù)18年中央一號文件都聚焦農(nóng)業(yè)發(fā)展。產(chǎn)業(yè)集群作為一種新型的產(chǎn)業(yè)組織形式和經(jīng)濟發(fā)展模式，對于提升區(qū)域競爭力、推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化有著巨大的作用。我國不少地區(qū)形成了各具特色的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，都大大提升了當?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化水平，帶動了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。國外學者多用區(qū)位熵指標或地區(qū)專業(yè)化指數(shù)來測度農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚程度[1-3]。國內(nèi)學者在農(nóng)業(yè)方面的研究中也應用了區(qū)位熵。張會新等[4]、賈興梅等[5]分析了我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群時空變動態(tài)勢，實證檢驗了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟增長之間的關(guān)系，通過區(qū)位熵計算農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的聚集程度，表明農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群為農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大的競爭優(yōu)勢，孟子恒等[6]使用區(qū)位熵測算了我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)在主產(chǎn)區(qū)的集中程度。

本研究運用區(qū)位熵方法，測量山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群，同時對比山西省相鄰省份的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群差異，對山西省內(nèi)11個地市農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群現(xiàn)狀、山西省主要農(nóng)產(chǎn)品的區(qū)位熵進行分析研究。

1 研究區(qū)概況

山西省介于110°14′—114°33′E、34°34′—40°44′N之間，總面積15.67萬平方千米，位于華北地區(qū)，轄11個地級市，與蒙冀豫陜4省接壤，地處中緯度地帶的內(nèi)陸，屬溫帶大陸性季風氣候，雨熱同期。地勢呈東北斜向西南的平行四邊形，是典型的為黃土覆蓋的山地高原，地勢東北高西南低。高原內(nèi)部起伏不平，河谷縱橫，地跨黃河、海河兩大水系，地貌有山地、丘陵、臺地、平原，山區(qū)面積占總面積的80.1%。特殊的地理環(huán)境孕育出眾多的特色農(nóng)產(chǎn)品，谷子、雜豆、莜麥等產(chǎn)量在全國名列前茅，全國20多種小雜糧山西幾乎都有種植[7]。農(nóng)業(yè)發(fā)展的自然條件較差，自然災害頻發(fā)，水資源短缺，農(nóng)業(yè)人口基數(shù)大[8]，農(nóng)業(yè)用地減少(圖1)。

圖1 2010—2018年山西省農(nóng)業(yè)用地變化

2 理論方法與數(shù)據(jù)來源

2.1 區(qū)位熵

區(qū)位熵(Location Quotient，LQ)是產(chǎn)業(yè)的效率與效益分析的定量工具，常用來衡量某一產(chǎn)業(yè)在某一特定區(qū)域的相對集中程度，即專業(yè)化程度。因此，可基于區(qū)位熵的計算來分析山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群和比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)，為高效合理地發(fā)展山西省的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟提供一定的參考。

根據(jù)本研究對象所涉及的內(nèi)容，可以表明區(qū)位熵是用一個區(qū)域特定產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值(產(chǎn)量)占該地區(qū)總產(chǎn)值(產(chǎn)量)的比重，與全國(或全省)該特定產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值占全國(或全省)總產(chǎn)值的比重之間的比值，即前一比重(地區(qū))除以后一比重(全省或全國)的商來計算區(qū)位熵：

式中LQij表示i(i=1，2，…，n)地區(qū)j(j=1，2，…，m)產(chǎn)業(yè)的區(qū)位商，qij表示i地區(qū)j產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值(產(chǎn)量)，qi表示i地區(qū)的總產(chǎn)值(產(chǎn)量)，Qj表示全國(或全省)該產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值，Q表示全國(或全省)總產(chǎn)值。

根據(jù)區(qū)位熵的計算公式可以看出，LQ值越大，則j行業(yè)在i地區(qū)生產(chǎn)較為集中，除了可以滿足本區(qū)域需求外，還可對外提供。這表明j產(chǎn)業(yè)在i地區(qū)的專業(yè)化程度較高，具有競爭優(yōu)勢。一般而言，如果LQ<1.0，則認為該產(chǎn)業(yè)是自給性部門，整體競爭力較弱；如果1.01.5，則證明該產(chǎn)業(yè)在地區(qū)中具有明顯優(yōu)勢，在一定程度上可以認為該產(chǎn)業(yè)是該地區(qū)的專業(yè)化部門[9]；區(qū)位熵值越大，表明該產(chǎn)業(yè)區(qū)域優(yōu)勢越明顯，專業(yè)化水平越高[10]。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本研究采用的指標為2010—2018年《山西省統(tǒng)計年鑒》獲取11個地級市農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值及農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)值，及2010—2018年《中國統(tǒng)計年鑒》農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值及農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)和漁業(yè)產(chǎn)值。利用Excel進行數(shù)據(jù)整理，按照上述公式，計算出山西省與其相鄰的4個省份農(nóng)業(yè)總體的區(qū)位熵、山西省11個地級市農(nóng)業(yè)的區(qū)位熵、山西省農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的區(qū)位熵以及山西省主要農(nóng)產(chǎn)品的區(qū)位熵，以便根據(jù)計算結(jié)果來分析山西省的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)聚集情況。

山西省土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學與數(shù)據(jù)中心(https://www.resdc.cn/)，通過ArcGIS 10.2軟件將土地利用類型進行重分類，將其分為農(nóng)業(yè)用地、其他用地兩大類。并通過列表(表1)計算出山西省農(nóng)業(yè)用地不斷減少，農(nóng)業(yè)用地增長率從2010年至2014年減少為-0.38%，至2018年減少為-3.82%，農(nóng)業(yè)用地的減少，對農(nóng)業(yè)產(chǎn)值帶來一定影響。

表1 2010—2018年山西省農(nóng)業(yè)用地變化量

3 計算結(jié)果分析

參照表1數(shù)據(jù)，對農(nóng)業(yè)的各項LQ值的計算結(jié)果進行分析。

3.1 山西省農(nóng)業(yè)總體的區(qū)位熵計算

由于農(nóng)產(chǎn)品具有明顯的地域性[11]，通過比較計算山西省和與其相鄰4個省的農(nóng)業(yè)區(qū)位熵來了解山西省的情況。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，按農(nóng)林牧漁業(yè)產(chǎn)值情況來反映5個省份的農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，因此用農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值與GDP之比來計算區(qū)位熵(表2)。

表2 2010—2018年山西省與相鄰省份農(nóng)業(yè)區(qū)位熵比較

2010—2018年，山西省農(nóng)業(yè)的LQ值均在0.7上下波動，經(jīng)計算山西省LQ均值約為0.707，與相鄰的其他4個省份相比，遠遠低于內(nèi)蒙古自治區(qū)、河北省、河南省、陜西省。近些年來內(nèi)蒙古自治區(qū)的LQ值是山西省的兩倍，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群效果最好，專業(yè)化水平發(fā)展條件好，尤其是畜牧業(yè)，成為全國知名行業(yè)；2010—2018年河北省、河南省、陜西省，大多數(shù)年份保持在1.0

3.2 山西省各地級市農(nóng)業(yè)的區(qū)位熵計算

根據(jù)公式計算出11個地級市2010—2018年的農(nóng)業(yè)區(qū)位熵(表3)，繪制出2010—2018年山西省各地市農(nóng)業(yè)區(qū)位熵(圖2)變化。

表3 2010—2018年山西省各地級市的農(nóng)業(yè)區(qū)位熵

圖2 2010—2018年山西省各地市農(nóng)業(yè)區(qū)位熵

2010—2018年，運城市每年LQ>1.5，LQ均值為2.93，平原面積占運城市總面積的58.2%，適宜農(nóng)作物種植，是山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展最好、專業(yè)化水平最高的地區(qū)；2010—2018年，晉中市、忻州市、臨汾市3個地區(qū)的LQ>1.0，證明這3個地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展較好，具有競爭優(yōu)勢，其中忻州市的LQ值先減后增，均值約為1.52，晉中市和臨汾市的LQ均值范圍是1.01.5，證明這兩個地區(qū)具有明顯的競爭優(yōu)勢，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群逐漸成為生產(chǎn)專業(yè)化部門，并且臨汾市整體低于晉中市和忻州市的產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展水平；2010—2018年，大同市的LQ均值約為0.95，但2017年和2018年大同的LQ值分別為1.14和1.10，證明大同市近兩年的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力增強，產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展水平有所提高；2010—2018年，呂梁市、長治市、晉城市3個地區(qū)的LQ均值范圍是0.707

2010—2018年朔州市的LQ值增幅41.89%，相對其他地市發(fā)展速度最快，說明朔州市處于向農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群高速發(fā)展的階段；其次是運城市和大同市，增幅分別為33.87%和31.02%，說明農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭良好；太原市和忻州市的增幅均為負值-14.79%和-6.45%，說明與2010年相比這兩個地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展結(jié)果不理想，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度和規(guī)模不增反減；其余6個地區(qū)的增幅均在10%以上，說明這6個地區(qū)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展水平都有提高，但是發(fā)展速度相對較慢。

3.3 山西省農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的區(qū)位熵計算

根據(jù)統(tǒng)計學傳統(tǒng)劃分，將農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)劃分為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)4部，根據(jù)公式分別計算出2010—2018年山西省農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)中的農(nóng)業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)、漁業(yè)的區(qū)位熵(表4)。

表4 2010—2018年山西省農(nóng)、林、牧、漁業(yè)的區(qū)位熵

(1)2010—2018年，山西省農(nóng)業(yè)整體的LQ均值約為0.81，表明山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群和專業(yè)化程度略低于全國平均水平，發(fā)展水平低下，不能滿足自給條件。為了改善這一發(fā)展現(xiàn)狀，山西省建立了太原都市農(nóng)業(yè)多功能示范區(qū)(包括小店區(qū)等28個縣區(qū))、上黨特色生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)(包括長子縣等20個縣)等多個農(nóng)業(yè)示范區(qū)，以提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚程度，提高專業(yè)化發(fā)展水平和競爭力，促進形成農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。

(2)2010—2018年，山西省林業(yè)的LQ均值約為1.06，遠大于其他3個行業(yè)，說明山西省的林業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平度高于全國平均水平，已經(jīng)形成了產(chǎn)業(yè)集群，且發(fā)展趨勢良好。但林業(yè)整體的發(fā)展水平較低，尚未形成專業(yè)化產(chǎn)業(yè)。為此，山西省因地制宜，建立了運城優(yōu)質(zhì)果麥產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)(包括萬榮縣等27個縣市)等多個林業(yè)示范區(qū)，以期通過龍頭產(chǎn)業(yè)帶動產(chǎn)業(yè)集群進一步發(fā)展。

(3)2010—2018年，山西省畜牧業(yè)的LQ均值約為0.63，表明山西省畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)沒有形成產(chǎn)業(yè)集群，發(fā)展水平低于全國平均水平。為提高山西省畜牧業(yè)的競爭力，滿足地區(qū)需求，山西省建立了朔州草牧業(yè)種養(yǎng)加發(fā)展示范區(qū)(包括朔城區(qū)等37個區(qū)縣)等多個畜牧業(yè)示范區(qū)，對畜牧業(yè)規(guī)范化管理，向形成產(chǎn)業(yè)集群方向發(fā)展。

(4)2010—2018年，山西省漁業(yè)的LQ均值約為0.04，遠低于全國平均水平，并且漁業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平遜于農(nóng)林牧業(yè)。由于山西省地處內(nèi)陸，整體水資源匱乏[12]，沿黃河、汾河兩岸的污水和廢棄物的排放，導致水質(zhì)污染嚴重，漁業(yè)發(fā)展受限[13]，無法形成大量大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)集群。

3.4 山西省主要農(nóng)產(chǎn)品的區(qū)位熵

本研究按照《中國統(tǒng)計年鑒》和《山西省統(tǒng)計年鑒》對農(nóng)產(chǎn)品分項統(tǒng)計的劃分，并根據(jù)山西省地域種植和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)特點，選取統(tǒng)計項目中的24類主要農(nóng)產(chǎn)品作為計算對象。為提高數(shù)據(jù)的準確性，主要以產(chǎn)量作為計算對象，LQ公式中的qij為山西省該農(nóng)產(chǎn)品當年產(chǎn)量，qi為全國當年該農(nóng)產(chǎn)品總產(chǎn)量，Qj取山西省當年農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值，Q取全國當年農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值(表5)。

表5 2010—2018年山西省主要農(nóng)產(chǎn)品的區(qū)位熵

2010—2018年山西省糧食產(chǎn)品中的谷物、豆類、薯類，肉類產(chǎn)品中的羊肉，農(nóng)產(chǎn)品中的禽蛋、甜菜，水果產(chǎn)品中的蘋果、梨、葡萄等8類產(chǎn)品的LQ平均值大于1.0，說明這些產(chǎn)業(yè)形成產(chǎn)業(yè)集群。截至2018年，LQ均值1.0

目前可以參照山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群類型，對上述LQ值的理論結(jié)果進行分析。

3.4.1 優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)

2010—2018年山西省農(nóng)產(chǎn)品中的玉米、禽蛋、蘋果、梨的LQ均值大于2，谷物、葡萄、水果的LQ均值大于1.5，這些農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)集群現(xiàn)象很明顯，說明已經(jīng)出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集群，形成專業(yè)化產(chǎn)業(yè)，在地區(qū)甚至地區(qū)外都具有良好的市場。但從數(shù)據(jù)變化來看，近9年來，禽蛋、水果、蘋果、梨的增速較快，說明該類產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了龐大的產(chǎn)業(yè)集群，具有明顯的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，發(fā)展勢頭良好；谷物、玉米、葡萄的LQ值增長緩慢，說明該類產(chǎn)業(yè)集群效應發(fā)展穩(wěn)定，且形成了固定的產(chǎn)業(yè)鏈；而到了2018年，水果、蘋果、梨、葡萄的LQ值略有下降，說明受當年“倒春寒”影響，該類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量銳減，使該類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到影響。

3.4.2 潛力產(chǎn)業(yè)

山西省農(nóng)產(chǎn)品中糧食、小麥、豆類、甜菜、羊肉的LQ均值均小于1.5，但大于1.0。糧食、小麥、豆類、羊肉的LQ均值逐年遞增，說明該類產(chǎn)品具備明顯的地區(qū)優(yōu)勢，目前已經(jīng)初步形成產(chǎn)業(yè)集群，并且已經(jīng)有逐漸向產(chǎn)業(yè)集群聚集發(fā)展壯大、形成專業(yè)化部門的趨勢，提升農(nóng)業(yè)競爭力對區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展具有積極的促進作用[14-15]。其中甜菜的LQ值從2012年起不斷下跌，從3.166 2跌至0.008 2，產(chǎn)業(yè)集群優(yōu)勢迅速萎縮，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢消失，逐漸被其他產(chǎn)業(yè)取締。甜菜在深而富含有機質(zhì)的松軟土壤上生長良好，晉西北的土壤適合種植甜菜[16]，但2011年山西呂梁地區(qū)的甜菜產(chǎn)業(yè)集群遭受蟲蛀大面積壞死，說明甜菜產(chǎn)業(yè)在山西省有自然生長條件，但目前缺乏行之有效的種植方法[17]。

3.4.3 劣勢產(chǎn)業(yè)

山西省農(nóng)產(chǎn)品中稻谷、薯類、油料、棉花、生麻、煙葉、肉類、豬肉、牛肉、淡水產(chǎn)品、魚類產(chǎn)品、蜂蜜的LQ均值都小于1.0，屬于缺乏產(chǎn)業(yè)集群效應的農(nóng)產(chǎn)品，且規(guī)模偏小，發(fā)展能力較弱。大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品是因為缺乏種養(yǎng)殖的社會資源條件而導致其發(fā)展緩慢[18]，例如造成山西省的淡水產(chǎn)品、魚類產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)集群稀少的主要原因包括漁業(yè)發(fā)展空間受限[19]、產(chǎn)業(yè)規(guī)模小而分散[20]、產(chǎn)品附加值低[21]、專業(yè)技術(shù)人員缺乏[22]等問題。

4 結(jié)論

綜上所述，經(jīng)過計算LQ值的指標體系反映出山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群的基本情況，顯示出山西省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本情況。雖然本研究未從地理環(huán)境等情況進行具體分析，但是LQ值反映出來的產(chǎn)業(yè)集群效應是符合實際的[23]。因此，根據(jù)上述研究，得出以下結(jié)論：

(1)山西省的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展現(xiàn)狀低于全國平均水平，在利用其地理資源優(yōu)勢方面仍有較大的發(fā)展空間。山西省特有的地理環(huán)境，適宜小雜糧種植，目前產(chǎn)生許多知名的農(nóng)產(chǎn)品地理標志。今后應充分發(fā)揮品牌效應，形成科學合理的產(chǎn)業(yè)布局，增強產(chǎn)品競爭力，擴大農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群的輻射效力。

(2)在山西省11個地區(qū)中，運城市的產(chǎn)業(yè)集群最高，專業(yè)化水平最好，晉中市、忻州市、臨汾市的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)集群水平較高，專業(yè)化趨勢初顯。尤其是運城市的蘋果，遠銷各地。今后應充分發(fā)揮政策引導作用，集中力量將運城市的產(chǎn)業(yè)集群做大做強。提高產(chǎn)品知名度，迎合時代發(fā)展，通過電子商務等手段，擴大影響范圍。

(3)山西省林業(yè)的1.0

(4)對于農(nóng)產(chǎn)品中LQ>1.5的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，已形成專業(yè)化的產(chǎn)業(yè)集群，發(fā)展?jié)摿薮?，應提高對外知名度；對?.0