孙久文:我国区域经济和国土开发空间的现状与趋势——基于主成分分析和空间统计的分析

来源: 发布时间:2018-09-21 浏览量:20

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一、引言

在供给侧结构性改革大力推进的背景下,优化区域经济和国土开发空间结构有助于促进资源的有序流动、调节区域的发展差距、提升生态环境的可承载力,同时为产业的转型和经济结构的升级提供新的拉力并开拓更广阔的空间。

我国的区域经济和国土空间的发展战略经历了新中国成立到改革开放初期的区域平衡发展战略,经济结构优先发展重工业,空间关系注重调节沿海和内地的关系;改革开放初期到20世纪90年代末的非均衡发展战略,经济结构建立了市场经济体制,区域经济发展重点转向东部沿海地区,空间关系主要是东部、中部和西部“三大地带”的关系;21世纪的前十年,区域协调发展战略成为总体战略,经济结构的特点是效率为主、兼顾公平,主要的空间关系转变为东部、中部、西部和东北“四大板块”的关系。目前,我国区域发展战略仍然以协调为主,经济结构实施供给侧结构性改革,区域关系主要以四大板块为基础,以三大战略为引领,同时统筹特殊区域的发展与海陆经济空间。

经济结构和区域发展战略经历了由平衡到非均衡再到协调的转变,在此过程中专家学者的相关研究可谓汗牛充栋。在经济结构方面,已有研究不仅测算了我国的经济结构,分析了我国经济结构的失衡程度,还分析了经济结构的增长以及路径(张伟等,2013;项俊波2008;侯新烁,2013)。另外也有学者对我国的城乡结构进行了分析,且确定了转变趋势和影响因素(刘伟等,2010;王颂吉和白永秀,2013)。在国土空间开发方面,有学者从发展战略角度研究了国土空间开发的格局,也有学者用空间统计的方法从规划的角度研究了空间经济,还有学者从经验研究的角度分析了国土开发的适应程度(肖金成和欧阳慧,2012;赵作权,2013;喻忠磊等,2015)。另外,很多研究关注国土开发的某一特定方面,例如,吴三忙和李善同(2010)分析了我制造业的空间聚集,赵璐和赵作权(2014)着重从空间统计角度对制造业的聚集和变动趋势进行了研究,沈体雁(2013)利用空间技术分析了就业的聚集与分布。

然而,区域经济国土开发空间结构是一项综合了经济、产业、城乡、人口和土地等方面的综合性问题,并且与这些要素的空间分布紧密相关。以往的研究大多是关于其中一个方面,或是忽略了空间分布的研究。因此,本文利用主成分分析法对经济和国土开发的综合指数进行了测算,并以此为基础进行了整体上不均衡程度以及空间分布特征的分析。

二、数据和方法

(一)指标和数据

经济结构和国土空间开发结构是一个综合性的范畴,尚缺乏一个明确的范围定义。在现有研究中,侯新烁(2013)指出部分学者将产业结构与经济结构等同起来,利用产业结构来代替经济结构的研究。然而,在更多的研究中经济结构具有更加丰富的内涵,马克思主义中社会的经济结构由生产关系的总和构成,撒克尔认为经济结构包含生产、消费、储蓄、投资、贸易、国际收支、国内生产总值等方面。项俊波(2008)认为产业结构、投资消费结构、金融结构、国际收支结构等方面组成了经济结构。侯新烁(2013)将区域经济结构划分为区域间和区域内两个维度,区域间经济结构主要包括经济总量和区域间的收入分配结构,区域内经济结构主要涉及产业、城乡收入分、投资和金融结构等几大部分。颜伟(2010)等在研究经济结构失衡问题时研究了区域经济结构失衡、城乡经济结构失衡、农业经济与非农经济结构失衡、外向型经济与内向型经济结构失衡等方面。

在以往研究的基础上,本文从研究国土空间开发的视角出发,将区域经济结构和国土开发空间结构划分为经济总量、投资和消费结构、产业结构、城乡结构和土地利用以及人口聚集结构五个方面。经济总量表征了区域间的经济分布状况,度量了我国广大国土上经济的总体结构,投资和消费作为拉动经济发展的两大引擎,也是表征我国区域经济空间分布的重要指标。产业结构表示了区域内部的经济结构差异,是反映经济结构的最主要的方面,城乡结构是区域内部经济结构性差异的重要组成部分。土地利用和人口聚集结构与经济结构密切相关,土地和人力资本均是经济发展的宝贵资源,同时土地利用和人口的分布也直接表明了国土开发的空间结构。因此,本文选取这五类指标进行分析,具体指标如表1所示:

 

利用EPS数据分析平台的中国城市数据库,我们得到了中国地级及以上城市的上述各个指标的数据,数据的时间范围为2005年至2014年的十年间,并且明确了各个城市所处的省份和四大板块的信息。同时,根据中国基础地理信息系统数据库,我们得到了各个城市空间位置的地理信息,以此为基础进行空间分析。

(二)评价方法

经济结构和国土开发空间结构是我国经济社会和发展的综合体现,为了对经济结构和国土开发空间结构进行整体的评价,本文采取主成分分析法对经济社会发展的各个方面指标进行综合分析。同时,空间统计分析方法是分析国土开发空间结构的重要手段,利用空间统计对于主成分分析得到的综合指数进行分析,可以得到我国国土开发的空间特征。

本文利用stata13.0进行主成分分析,其过程基本为:首先对于数据进行标准化;其次计算相关系数矩阵以及特征值与特征向量;再次根据特征值大于1和累积贡献率较大的标准确定主成分;最后根据荷载得到各主成分的得分,并且计算整体的综合指数。

在得到综合指数后,本文利用泰尔指数对我国区域经济与国土空间开发的差距进行了测算,其公式为:

 

其中T为总体泰尔指数,Tb在这里表征的是组间差距, Tw在这里表征的是各组内部的差距。泰尔指数的取值范围为0到logn,其数值越小代表差异越小,反之则表示差异较大。当发展状况各地完全相同时,泰尔指数取值为0;而当发展状况绝对不均衡时,泰尔指数取到最大值logn。由于其便于分解等性质,泰尔指数成为分析不平等程度较好的指标。

我国经济结构和国土开发结构的空间特征是评价我国国土开发情况的关键指标,通过空间统计分析方法可以考察对我国国土开发的空间分布现状和聚集特点,更加明确我国国土开发的空间态势和变动趋势。标准差椭圆方法是表征地理情况空间分布的常用方法之一,在1926年由Lefever最早提出,标准差椭圆以地理要素空间分布的平均中心为中心,通过在X方向和Y方向上的标准差定义地理要素的空间分布,一个标准差椭圆面会包含聚类中约68%的要素。标准差椭圆通过中心、长轴、短轴、方位角等基本参数表现地理要素的中心性、展布性、方向性等空间分布性质。本文利用ArcGis10.0对于主成分分析得到的综合指数进行空间分布和热点分析,对我国经济结构和国土开发的空间特征进行了考察。

三、特征分析

利用上述数据和方法,本文对我国区域经济和国土开发空间结构进行了经验研究。首先利用主成分分析法测算了我国地级以上城市经济结构的综合指数,在此基础上测算了综合指数的泰尔指数,对于我国国土开发的不均衡程度进行评价,最后利用空间统计分析方法测度了我国经济和国土开发的空间特征。

 

利用stata13.0软件对于我国2005至2014年地级及以上城市的各项指标进行主成分分析。在经过对数据的单位化后,计算得各个成分的特征值和特征向量,并且对数据进行kmo和smc检验,历年数据的检验结果较好,通过检验。然后,根据特征值大于1的原则,表明前3个成分可以作为主成分,同时对于历年数据,前三个主成分的方差贡献率均超过75%,接近80%,前三个成分包含了原始数据的大部分信息,因此选取前三个成分作为主成分。最后,利用软件计算出的荷载可以计算出各个主成分的得分,以2014年为例,各主成分得分的荷载矩阵如下:

其中,第一主成分主要包含地区生产总值、建成区面积以及投资和消费总额等指标,是经济发展总体水平的反应。在第二主成分中人口、人均投资与消费和城镇化率占有较大权重,代表了区域人均经济水平的因素。第三主成分表征了产业结构、人口和国土开发程度,人口密度、第二产业就业人数和建成区占比这些指标所占权重较大。

 

以所选取的各主成分的方差贡献率为权重,根据计算的历年主成分得分可以得到各市经济结构和国土开发的综合指数。由于空间分析要求所用指标均为正值,而数据在经过标准化后主成分分析得到的指数存在负值,为了解决这一问题,我们采取廖进中等的方法,对坐标轴进行平移,从而使各综合指数转化为正值,以方便之后的分析。以主成分分析得到的我国各地级以上城市的综合指数为基础,本文从区域经济和国土开发的总体状况、发展差异与空间格局三个角度进行进一步的分析。

(一)区域经济和国土开发的总体状况

基于主成分分析,我们得到了各个城市的综合评价指数,组合评价指数反映了我国地级及以上城市经济总量、投资和消费结构、产业结构、城乡结构和土地利用以及人口聚集结构的总体水平,也是我国区域经济发展和国土空间开发的综合反映。2005年、2010年和2014年我国综合指数前十的城市如表3所示。其中,我们可以发现上海、深圳、北京和广州等一线城市毋庸置疑处于区域经济和国土开发成度最高的位置,其余皆为东部沿海城市或者区域性的中心城市。值得注意的是2005年时,东部沿海城市的发展程度显著高于其余地区,但是2010年和2014年的数据表明,中部和西部的中心城市的发展程度明显提升,特别是武汉和重庆的排名已经列入前十,特别是武汉已经跃居北上广深和天津外,经济和国土开发程度最高的城市,这一结果一定程度上反映了我国区域经济空间上向中部和西部的转移,也反映出中部和西部对我国的经济格局起到了更大的支撑作用。

对我国各市转化后的指标在省区层面求平均值,其得分和排序如表4所示(数据不包括香港特别行政区、澳门特别行政区和台湾省):

 

根据表4可以看出,在省级尺度上我国区域经济和国土开发程度最高的区域依次为上海、北京、天津和重庆四个直辖市;其次,东部沿海的省份除了海南和河北外,综合指数均处于较高的位置,其中位于长三角的江苏和浙江两省的发展水平较高;再次为中部大省河南和位于东北的沿海省份辽宁,两省综合指数接近,排名仅次于东部沿海诸省;最后,剩余各省分的综合指数的整体排名大体上呈现出中部地区高于东北地区,西部地区排名较后的整体态势,其中少数民族地区和边疆省份的发展程度较低。

(二)发展差距分析

根据主成分分析法测算出的我国各城市历年的区域经济和国土开发的综合指数数据,利用公式(1)可以计算得到我国经济和国土开发的泰尔指数,并且对城市按照所在省区和所属的四大板块分组可以分别计算组间和组内的泰尔指数。通过计算泰尔指数可以分析我国区域经济和国土开发整体的不均衡程度以及板块间和板块内部、省区之间和生区内部的发展差距,泰尔指数的历年变化情况如图1所示。

 

从图1中可以发现,我国区域经济和国土开发的不均衡程度整体呈现出下降的趋势,除了2012年份有所提升外,均逐年降低,其中2008年以前和2012年之后综合指数的差距降低较快,而2008年至2012年区域差距基本保持平稳,不均衡程度减低并不明显。在四大板块和省区的尺度上对总体泰尔指数进行分解后发现,四大板块之内的差异在总体的不均衡程度中占有较大的比重。而在省区层面,省内的差距占有主要的比例,省内各市的不均衡程度高于不同省之间的差异。

从变动趋势上看,板块之间的发展差异呈现稳健的降低趋势。板块内部的差距在2008年加大,缓慢提升至2012年后,又逐步下降,表明我国四大板块的发展程度的不均衡程度降低,我国整体的发展布局趋于均衡,然而下降的速度较慢。板块之内的不均衡程度在一些年份有所加大,但是在整体上看,2005至2014年板块内部的不均衡程度呈现出下降趋势。这个特点在省区层面上更为明显,我国各省之间的区域发展差距不断缩小,但是各省内部在2008年出现了较为明显的提升,其原因可能在于外部的经济冲击下,省内的核心城市普遍抵抗能力较强,而外围城市抵抗能力较弱,因此导致省内的不均衡程度加大。

(三)空间分布分析

在利用泰尔指数对我国区域经济和国土开发的整体状况进行评价后,我们利用空间统计分析方法考察区域经济和国土开发空间分布的细节特征。标准差椭圆可以直观展现综合指数的分布位置、分布方向以及主要分布范围,并且,根据历年标准差椭圆的变化可以明晰我国区域经济和国土开发的空间变动特征。2005年至2014年标准差椭圆分布如图2所示。

 

2014年我国区域经济和国土开发的空间结构总体上呈现出以城市群和经济带为支撑的格局,东部沿海地区在京津冀、长三角和珠三角等成熟城市群的支撑下已经形成了一条明显的发展轴带。另外,从京津冀城市群,经中原城市群、长江中游城市群并连接珠三角城市群,和长江经济带已经初见雏形,其核心的节点城市区域经济和国土开发强大较高,具备支撑作用。值得注意的是,武汉作为两条经济带的节点表现出了特别强大的发展实力并且具有越发广大的发展机遇。另外,从天山北坡、经兰西城市群、关中城市群到中原城市群也具备继续发展的基础。而东北地区则以辽中南和哈长两个城市群为中心,形成一个以城市群为主体的发展格局。从2005年至2014年变化趋势来看,我国的区域经济格局呈现出一个从增长极引领逐步转变为城市群和经济带支撑的过程,2005年北上广深四个增长极与其余城市差距较大,除了东南沿海地区外,其他城市群特别是经济带只是初见雏形,而当前城市群和经济带逐渐形成,并向网络化的空间形态演变。另外,这十年间也是区域经济从聚集向扩散转变和过程,不仅在东部内部由中心城市向其腹地扩散,同时也由东部向中西部的扩散,武汉和重庆等中西部城市的迅速发展也充分反映了这一论断。

 

通过空间统计分析可以发现,2014年我国区域经济和国土开发的平均中心位于河南省驻马店市, 经纬度为114.89° E,32.851° N, 长半轴长1016.17公里,短半轴776.69公里,方位角为49.03度。标准差椭圆北至内蒙古自治区赤峰市,南至广西壮族自治区贺州市,东边包括了我国东部沿海的绝大部分地区,西部到达重庆市。对于2005年至2014年的综合指数进行上述分析,可以发现我国区域经济和国土开发的变动趋势。整体上看历年的标准差椭圆并没有出现剧烈的分布变化,区域经济的平均中心在波动中逐年向西移动,其中,在南北方方向上出现了先向北移动又逐年返回的现象,整体上并没有出现显著的变化。方位角在2005年至2011年间逐渐减小,而后又逐渐增大,综合标准差椭圆的中心和方位角变化可以得出,我国的区域经济国土空间开发较快的区域由中原及华北转移到长江中下游区域再变化为我国西南地区。

四、结论与建议

综上所述,我国区域经济和国土空间开发结构呈现明显的板块分异,从总体上看,区域发展的不均衡程度来自于板块内部和省区内部,各板块之间和省区之间差异不是差异的主要来源。同时,各板块间和省区间的差异呈现出逐渐缩小的趋势,而板块内部和省内的不均衡程度在某些年份有所增加。

我国区域经济和国土开发的空间结构呈现出聚集的特征,标准差椭圆基本覆盖了我国东部沿海地区,中部地区以及西部陕西、四川、重庆、贵州和广西部分地区,其中心在河南省内,分布方向主要为东北至西南,发展水平较高的区域聚集在东部沿海区域以及临近东部的中部地区。从2005年至2014年,我国区域经济体现出在标准差椭圆内聚集程度加强的趋势,发展的中心向西移动,发展水平的热点由东部沿海地区向相邻的中部地区辐射。

因此,在我国经济步入新常态,面临着供给侧结构性改革的重大压力的背景下,优化我国经济结构和国土开发空间结构,要立足当前发展的现状和趋势,顺势而为,因势利导,从国家、板块和省区三个层面有针对地进行优化。

在国家层面,要顺应发展差距减小的趋势,促进区域经济和国土空间结构均衡发展。在全国范围内虽然经济和国土开发的空间结构差异仍然很明显,但是整体上呈现出不均衡程度减小的趋势,这说明我国的区域协调发展战略取得了一定成果。因此,应当继续推进区域格局的协调发展,促进人与生态的协调、经济发展与社会的发展协调、城乡建设的协调和区域共享发展成果的协调。并且,努力通过协调发展达到区域发展格局的均衡,协调理顺各方面关系,增强发展的科学性、可持续性与包容性,并在远景上增强区域经济的活力与潜力,达到区域经济均衡的发展状态。

在板块层面,要利用好四大板块的政策抓手,加强四大板块间的经济联系。根据分析可以看出,我国区域经济和国土开发的板块差异非常明显,在空间统计上也体现出了明显的分块分化的特征,但是在另一方面,板块间的经济差距也出现了不断缩小的趋势。这种状态说明了四大板块的划分在当前仍然具有一定的现实意义,以四大板块为依托制定的区域发展战略也起到了优化区域经济格局的作用。因此,这种板块性差异使四大板块仍然可以作为当前政策的依托,以优化我国区域经济的发展格局。另一方面,板块的划分客观上会阻碍板块间经济的相互联系,从而影响发展水平较高的板块对于较为落后板块的带动作用,因此需要加强板块间的联系。所以,应当着重厘清四大板块与丝绸之路经济带、长江经济带和京津冀协同发展三大战略的关系,尤其是利用丝绸之路经济带和长江经济带的建设打通不同板块之间的壁垒,加强板块之间联系,促进要素的有序流动和资源的有效整合,为优化区域经济和国土开发空间结构打下基础。

在省区层面上,应当把握核心城市的带动作用,加强城市群之间的协同发展。省级层面的分析可以看出,省区内部的不均衡仍然显著,且在某些年份呈现出加强的趋势。这表明在当前的发展阶段,涓滴效应仍然发挥着重要作用,核心城市的聚集力仍然强大,在省级层面的中心外围的发展状态仍然占据主要地位。因此,应该顺应这种发展趋势,以各省的核心区域与城市为重点,积极推进产业、人口和城市功能的提升与优化,以加快落后区域的发展,促进发达地区的优化。并且要在省内和省际层面加强合作与互动,以主要中心城市为依托,合力推进城市群建设,统筹京津冀、长三角、珠三角、长江中游和成渝等城市群的发展,加强省际主要城市的联系与协同,统筹大中小城市和小城镇的发展。

以创新创业为动力,以供给侧结构性改革为手段,调整经济结构,优化国土空间开发结构。调整区域经济结构的核心是调整区域产业结构,形成合理的产业结构,通过工业化与城市化互促的关系,优化城乡结构,并与当地资源环境和人口分布相协调,使区域经济进入良性的循环中。要以产业转移为动力,构建优良的产业发展空间,把东部地区的产业转移和中西部地区的承接产业转移有机结合起来,以产业转移促进区域经济结构调整。加快形成国土开发利用有序、区域间良性互动、区域发展差距缩小的区域协调发展格局,形成分工与协调的多样化国土空间。

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