第一節 工業空間結構的演變

本節主要利用空間基尼系數和Moran's I指數來考察我國工業空間結構的變化趨勢以及城市工業分布的空間關系，并著重分析產業空間轉移的時間與空間特征。

一、工業空間集中與擴散：空間基尼系數

衡量產業地理集中程度有很多指標，Amiti和Wen、Krugman、He Canfei等采用空間基尼系數衡量產業地理集中程度，Fan和Scott計算了2000年我國主要制造業的赫芬代爾指數，白重恩等采用胡弗系數測量中國工業省區集中程度。本文采用空間基尼系數，分別衡量工業在省區和城市兩個空間層面上的集中程度。

基尼系數計算公式：

Fan, C.and Scott, A.,2003.Industrial agglomeration and development:a survey of spatial economic issues in East Asia and a statistical analysis of Chinese regions.Economic geography,79,295-319.

其中，xij和xik是在j 和k區域產業i的總產值，Xi 為全國范圍內產業i的總產值，即xij/Xi 和xik/Xi 為j 和k省區產業i總產值占全國產業i總產值的比重，u為產業i在各區域比重的均值，N為區域數量。基尼系數在 [0,1]之間分布：基尼系數為0，表示產業在各區域平均分布，此時洛倫茲曲線是對角線；基尼系數為1，表示產業集中于一個區域，此時洛倫茲曲線是與正方形兩邊完全重合的折線；基尼系數越接近于1，表明產業在空間分布上越集中；基尼系數越接近于0，表明產業在空間分布上越分散。

圖2—1從省區和城市兩個空間層面上展示出中國工業地理集中程度從1991—2009年的變化，從不同空間層面的對比來看，省區層面上的工業地理集中度要遠低于城市層面上的集中程度，說明省區內各城市工業分布的差異較大，省區內部差異從一定程度上拉小了省區間工業分布的差異。從時間趨勢上看，城市層面的工業空間集中程度在20世紀90年代較穩定，始終維持在0.8左右，而從2000年起集中程度出現急速下降，基尼系數從0.8一直降到2009年的0.63；省區層面的工業空間基尼系數從1991年的0.45一直上升到2005年的0.55，以2005年為轉折點，基尼系數開始緩慢下降，至2009年下降到0.53。綜上可知，我國工業的空間分布在20世紀90年代一直處于空間集中的態勢，進入21世紀后，首先在全國城市層面上出現了工業空間分散的現象，但省區層面上仍在繼續集中，2005年后，省區層面上也出現了空間分散的趨勢，這在一定程度上表明我國工業的空間分散首先出現在省內，這并沒有影響省區層面的基尼系數，2005年我國工業的空間分散開始向省外發展，即省際的工業空間結構有所調整。根據我國目前所處的經濟發展階段推斷，21世紀初期我國工業的空間分散首先出現在城市層面，一方面可能是由于我國21世紀初的“西部大開發”（1999年）、“振興東北地區等老工業基地”（2002年）、“中部崛起”（2004年）等一系列區域經濟協調發展戰略的啟動與實施，導致了中西部與東北地區的城市發展，縮小了城市層面的工業差距；另一方面可能是由于1994年分稅制改革后，地方分權導致城市間的競爭與同質化發展，使得工業在城市層面上出現空間分散的趨勢；而2005年工業的空間分散也同時發生在省區層面，2005年省區的空間基尼系數出現下降的現象。這種工業的空間分散從省內到省際轉移的趨勢，可以初步判斷區域經濟協調發展戰略與政策的空間效應是有序地、自下而上地影響著我國工業的空間結構演變。

二、工業分布的空間相關性：Moran's I指數

上文的基尼系數只是假定所有城市是隨機分布的，每個城市都被當作一個孤島，與鄰近城市的關系沒有被考慮進來，所以基尼系數只能衡量工業在城市內部的集中程度，卻沒有考慮工業集中的城市是否在空間上鄰近。

區域經濟及經濟地理學者認為，一個地區的產業發展會受到其周邊地區創新投入、經濟水平、社會文化、基礎設施等因素的影響，因而鄰近地區的產業發展應具有與空間相關的分布特征，這就是所謂的空間依賴或空間相關性，它意味著觀測值由于某種空間相互作用而使之在地理上表現為特定區位的觀測值受到周邊地區特征的影響。若相鄰區位的觀測值的相關性顯著大于不相鄰區位，就存在空間自相關；當相鄰區位觀測值的低值或高值在空間上出現集聚傾向時為正的空間自相關；而當某區位傾向于被相異值的相鄰區位包圍時則為負的空間自相關。本章選擇城市工業總產值占全國的比重作為衡量空間相關性的指標，使用空間統計學中最常用的指標Moran's I指數，來驗證我國工業分布的空間相關性。Moran's I指數包括全局空間相關性檢驗和局域空間相關性檢驗。

（一）基于Moran's I指數的全局空間相關性檢驗

在計算Moran's I指數之前，首先要構造各城市的空間權重矩陣W，本章主要采用鄰接原則構造矩陣中元素Wij：當i城市和j 城市相鄰時Wij=1；當i城市和j 城市不相鄰時Wij=0; W的所有對角線上的元素Wij為0。因此，W是一個（N×N）矩陣。由于海南省沒有與其他省份相鄰，對結果影響較小，因此在構造矩陣時將海南省去掉。Moran's I指數的公式如下：

其中Xi是觀測值，即 i 城市的工業總產值占全國比重，-, X=1/n∑Xi。Moran's I指數可看作各城市觀測值的乘積和，其取值范圍為-1≤I≤1。I＞0表明各城市工業分布呈正的空間相關性，說明相互鄰近的城市的工業比重值相近，即高值被高值包圍或低值被低值包圍，I 值越大說明相關性越大；I＜0表明各城市工業分布負的空間相關性，說明相互鄰近的城市的工業比重差異較大，即低值被高值包圍或高值被低值包圍。

表2—1給出2001—2009年間利用不同空間權重矩陣計算出的各城市工業分布的空間自相關結果。conti _ 1 order是指1階相鄰接城市的W 為1，其余為0; conti _2order是指2階相鄰接城市（不包括1階相鄰接城市）的W為1，其余為0; K6-near是指與各城市距離最近的6個城市的W為1，其余為0;300miles是指各城市300英里以內的城市的W為1，其余為0。四種不同空間權重矩陣的Moran'sI指數，都說明了2001—2009年各城市工業空間分布存在正的空間相關性，而且從趨勢上說明，工業分布的空間聚集在全局上表現出強烈的空間依賴特征。這一結果否定了大多數古典統計分析中所有地理單元相互獨立的傳統假設。也就是說，工業比重相對較高的城市鄰近于其他工業比重相對較高的城市，而工業比重相對較低的城市相互鄰近，這進一步說明我國工業在城市層面上存在空間聚集。

（二）基于Moran散點圖的局域空間相關性檢驗

為了識別我國各城市工業水平高低的分布，本章進一步做了局部空間自相關的分析。以（z, Wz）為坐標點的Moran散點圖，對空間滯后因子Wz 和z 數據對進行了可視化的二維圖示（見圖2—2）。W為空間權重矩陣，Wz 表示了對鄰近城市觀測值的加權平均。Moran散點圖的4個象限分別對應于城市單元與其鄰近城市之間的4種類型的局部空間聯系形式。HH對應于第一象限，指高高相關，在本文意味著工業水平高的城市被同是工業水平高的城市所包圍；LH對應于第二象限，指低高相關，意味著工業水平低的城市被工業水平高的城市所包圍；LL對應于第三象限，指低低相關，意味著工業水平低的城市被同是工業水平低的城市所包圍；HL對應于第四象限，指高低相關，意味著工業水平高的城市被工業水平低的城市所包圍。象限Ⅰ和象限Ⅲ表示正的空間相關性，揭示城市工業空間分布的相似性；象限Ⅱ和象限Ⅳ則表示負的空間相關性，揭示城市工業空間分布的異質性。

由圖2—2可以看出，位于第一象限和第三象限的城市居多，幾乎達到總數的80%，這說明我國工業以高—高集聚和低—低集聚分布為主，證實了前面得出的工業空間分布呈現出正向空間依賴性的結論。表2—2列出了Moran's I指數的P值在0.5以下的所有城市。

其中有104個城市顯示正的空間相關性：其中28個集中于第一象限（HH：高的工業比重—高的空間滯后），處于HH區域的都是東部沿海城市，主要集中在京津冀都市圈、山東半島城市群、長三角城市群和珠三角城市群，它們的工業發展水平高，且集聚效應強；85個集中于第三象限（LL：低的工業比重—低的空間滯后），處于LL區域的多是西部內陸城市。

14個城市顯示負的空間相關性：其中10個城市集中在第二象限（LH：低的工業比重—高的空間滯后），處于LH區域的城市多位于發達省區或發達城市群的邊緣地區，較少受到核心城市的輻射或溢出效應的影響；4個城市在第四象限（HL：高的工業比重—低的空間滯后），處于該區域的城市多是落后省區或落后城市群的工業核心城市，仍處于極化階段，對周邊城市的正向影響較小。

（三）工業城市層面空間分散的方向

從空間基尼系數可以看出，我國進入21世紀后工業在城市層面上已經出現空間分散，那么其方向和幅度是怎樣的？

本文研究的產業分散方向是通過產業占全國比重的相對變化確定的。某城市工業比重上升說明該城市是產業轉入地，反之說明該城市是產業轉出地。因此，本文選取工業總產值占全國比重的年度變化來衡量工業的區域轉移。圖2—3、圖2—4、圖2—5、圖2—6分別展示了2001—2003、2003—2005、2005—2007、2007—2009四個時間段各地區的工業比重的變化，較深的兩個顏色指產業轉入地，顏色越深，轉入越多；較淺的三個顏色指產業轉出地，顏色越淺，轉出越多。

從幾幅圖中可以看出，總體上2001—2009年間工業空間分散的趨勢越來越明顯，工業轉入地越來越多，至2009年已經覆蓋東、中、西、東北等地區。最初的轉入地主要是與東部工業轉出城市在空間上鄰近的少數城市、中部省會城市周邊和緊鄰中部的少數西部城市；2003—2005年逐漸向東部其他城市、西部內陸城市和東北等城市擴展；2005—2007年工業轉入地數量和規模總體上有很大提高，尤其是中部城市在省會城市的帶動下全面承接東部的產業轉移，工業得到全面發展，除此之外這一時期也凸顯出一些工業重點轉入地，主要分布在京津冀都市圈和山東半島之間的邊緣城市、長三角北部城市、珠三角北部城市和重慶等；2007—2009年三大城市群周邊的城市仍是工業重點轉入地區，中部城市的工業發展趨勢不僅加快，而且也凸顯出一些工業重點轉入地，包括武漢、襄樊、長沙等，同時東北各城市在長春、沈陽和大連等城市的帶領下，工業比重也得到全面上升。

在2001—2009年間，京津冀都市圈、長三角城市群和珠三角城市群的工業轉出趨勢越來越明顯，轉出幅度和規模越來越大，2005年起這三個地區已經成為工業比重下降幅度最大的地區；除了四川、重慶、廣西和新疆邊疆等城市以外的西部廣大地區仍然是工業轉出地，工業比重不斷下降，發展趨勢堪憂。

總之，2001—2009年我國工業空間結構有較大幅度的調整，工業轉移的基本方向是從東部三大城市群的核心城市向三大城市群周邊城市、中西部較為發達的城市群、東北省會城市及周邊進行空間轉移，轉移過程中我國工業發展出現收斂趨勢，城市之間的工業差異也在逐漸縮小。