辽宁省经济发展的空间结构分析——基于GIS平台的测度

刘凤朝, 杨 玲, 赵宸浩

(1.大连理工大学工商管理学院,辽宁大连116024;

2.大连理工大学经济学院,辽宁大连116024)

辽宁省经济发展的空间结构分析
——基于GIS平台的测度

刘凤朝1, 杨 玲2, 赵宸浩2

(1.大连理工大学工商管理学院,辽宁大连116024;

2.大连理工大学经济学院,辽宁大连116024)

探讨经济发展空间结构是寻求区域协调发展路径的逻辑起点。文章采用趋势面分析、克里格估计两种地统计分析工具,对2002～2006年辽宁省人均 GDP空间分布结构进行测定。结果表明,辽宁省经济发展的空间结构具有典型的双核结构特征,随着“五点一线”战略的实施及沿海经济带建设的推进,辽宁省经济发展的空间结构从点轴模式逐渐向网状模式转换。

辽宁省;经济发展空间结构;地统计分析

一、引 言

2010年是国家实施振兴东北老工业基地战略8周年,作为东北老工业基地代表性省份的辽宁省,经过这几年的振兴发展,已走出减负解困、扭亏脱贫的起步阶段,进入结构升级和质量提升的起飞阶段。以往的结构分析和结构升级对策设计通常都以产业结构优化为核心[1],而空间结构问题没有得到学术界的应有重视。实际上,任何经济活动都是依附于空间而存在的,集群现象的出现更体现出空间因素和结构的重要性[2]。

经济发展的空间结构是指经济客体在空间中的位置关系、集聚程度及各经济客体之间发生的相互作用的方向和强度[3],它是区域经济过程的一种常态,是自然、市场和政府三种配置力量综合博弈和空间耦合的结果[4]。研究这种结构有助于优化区域经济客体的组织结构,促进区域之间的协调发展,提升区域经济发展质量。

近年来,学术界对区域协调发展(空间结构)的研究基本上还停留在不同区域发展水平静态比较的层面,较少从动态角度研究经济活动的空间结构及变化规律[5]。随着地理信息技术的发展,经济社会变量的空间可视化技术日趋成熟,为测定区域经济发展的空间结构提供了技术支撑。运用地理信息技术可使我们对空间结构及其动态变化予以更为精确的表述,从而为把握其空间结构及其动态变化规律提供坚实的基础。

本文尝试利用地理信息技术——ArcGIS软件提供的趋势面分析(trend analysis)、克里格估计(kriging analysis)两种地统计分析方法,以人均 GDP作为经济发展水平的度量指标,对2002～2006年辽宁省的经济发展空间结构进行测定,试图揭示辽宁省经济发展水平的空间分布特征及其变化规律,为区域发展政策制定提供依据。

二、研究方法与数据来源

地统计分析方法是以具有空间分布特点的区域化变量为基础,研究自然现象空间变异与空间结构的一类方法的统称[6]。该方法主要是在大量的空间样本数据的基础上,通过分析样本之间的规律,利用极其复杂的数值分析及模拟探索其总体分布规律。该方法不仅可以研究空间分布数据的结构性和随机性、空间相关性和依赖性、空间格局与变异,还可以对空间数据进行最优无偏内插,以及模拟空间数据的离散性及波动性[7]。

地统计分析方法被广泛用于地理学、生态学、地质科学、环境科学、土壤学等诸多自然科学领域的研究中。特别是GIS的发展带来的空间数据的丰富使越来越多的科学家开始求助于地统计学来分析空间数据。近年来,很多学者尝试着将该方法应用于社会科学领域。将地统计方法应用于社会科学研究领域,样本点及属性数据选取的科学性至关重要。反映社会现象的统计数据不同于反映自然现象的观测数据,其在空间上是非连续的。为了保证空间数据的平稳性假设[8],采样点的选取就必须具有代表性。考虑到与统计数据的对接,本研究选取了辽宁省14个地级市的市辖区和42个县级城市的中心作为采样点,地级市的市辖区和县级城市的中心的空间辐射范围没有重叠,保证了采样点的代表性。采样点的属性数据一般是研究因素在某点的具体数值[8]。GDP、人均 GDP、消费支出、可支配收入等很多指标都可以反映区域经济发展水平,考虑到以上因素以及数据的可得性,本研究选取人均GDP作为采样点的属性数据,保证了采样点数据的科学性。

本研究依托于 GIS平台,基于ArcGIS软件的空间数据的生成过程大致如下:(1)通过查阅《中国市县手册》和《中华人民共和国分省地图集》确定了辽宁省14个地级市的市辖区和42个县级市的经纬度。(2)利用ArcGIS软件创建一个新的空白点状图层,运用经纬度定位功能在该图层上对以上56个样本点进行定位并标识。(3)在《中国区域经济统计年鉴》和《中国城市统计年鉴》获得了以上56个采样点的2002～2006年的人均 GDP。(4)将2002～2006年的56个样本点的人均GDP作为样本点的5个属性,并录入相应的数据,形成含有56个样本点的2002～2006年人均GDP属性的基本图层。该基本图层是本文进行分析所依据的数据基础。以经过处理而生成的空间数据为基础,借助ArcGIS的地统计分析模块,应用趋势面分析、克里格估计两种方法,对辽宁省经济发展的空间结构进行分析。

三、辽宁省经济发展的空间结构

1.基于趋势图的辽宁省经济发展空间结构分析

本文利用ArcGIS提供的趋势分析工具(trend analysis)对2002～2006年辽宁省56个样本点的空间数据进行了分析,得出基于样本点的辽宁省经济发展空间趋势分析图(见图1～图5)。该图可以反映样本点数据的空间分布情况,并且通过在东西、南北两个方向根据样本数据分别拟和的数学曲面(用二次曲面拟和),可以反映空间分布在东西、南北两个方向的变化情况。

图1 2002年辽宁省人均GDP的空间分布趋势

图2 2003年辽宁省人均GDP的空间分布趋势

图3 2004年辽宁省人均GDP的空间分布趋势

图4 2005年辽宁省人均GDP的空间分布趋势

图5 2006年辽宁省人均GDP的空间分布趋势

从图1～图5可以看出,在56个样本区域中盘锦、大连、鞍山、沈阳在2002～2006年人均 GDP一直远远高于其它地区。盘锦市和鞍山市有着得天独厚的资源禀赋,分别形成了石油化工和精品钢材特色产业体系,推动了当地经济的发展。沈阳市作为辽宁省的省会城市,在国家振兴东北老工业基地振兴的战略的推动下,凭借着雄厚的制造业基础和科技实力,经济得以飞速发展。此外,其地处辽宁省腹地,与周围城市的产业结构互补性强、关联度高,对周边城市具有较强的吸纳力、辐射力和带动力,是辽宁省经济发展的增长极。大连市是东北亚最重要的邻港工业和贸易城市,其工业体系中优势产业较多,是辽宁省重要的石化基地、电子信息产业和软件基地、先进装备制造业基地、造船基地和高新技术产业基地。得益于其地缘优势和雄厚的产业基础,大连成为辽宁省承接国际产业转移、实现结构优化升级的先行地区,是辽宁省经济发展的另一个增长极。由沈阳-大连两个增长极构成的区域中心城市和港口城市的双核结构在辽宁省经济发展中发挥着重要的作用[9]。

拟和曲面反映的辽宁省人均 GDP空间分布规律如下:从西到东,呈现明显的先上升后下降的趋势,高点集中在中部,即由两个增长极及两个人均GDP高水平地区构成的核心城市带;沿南北方向则呈单一变化趋势,即从北到南人均GDP逐渐升高。辽宁省南部地区地缘优势突出,与日本、韩国等其他国家和地区以及我国东部沿海地区联系紧密,资源要素配置空间广阔,加之大连、盘锦等人均 GDP高水平地区地处南部地区,该地区的平均经济发展水平较高。而北部地区由于其地域位置、交通与通讯状况、资源要素组合状况等方面的劣势,影响到区域资源要素的流动,尤其是与外区域的要素流动,从而在区域经济发展成为辽宁省的边缘化地区。比较2002～2006年的趋势图可以看出,随着时间的推移,南北方向的模拟曲线逐渐陡峭,反映了南北方向人均 GDP的差距逐渐变大。2006年,辽宁省提出建设“五点一线”沿海经济带的区域发展战略,出台了优惠政策支持南部沿海地区的发展。政策的支持加之良好的区位优势,使南部沿海地区的经济蓬勃发展,拉大了与北部地区的差距。

2.基于空间插值的辽宁省经济发展空间结构分析

图1～图5仅反映样本点的空间分布趋势。为了能准确反映整个区域的空间数据变化趋势,应用Arc-GIS的地统计模块中的空间插值方法,通过对辽宁省56个样本点的人均 GDP及其分布估计其它区域的GDP取值,构造辽宁省人均GDP的空间表面,可以更好地揭示辽宁省内经济发展水平的分布状况和不同地区之间的差异。

空间插值又称克里格插值,是以变异函数理论和结构分析为基础,在有限区域内对区域化变量进行估计,从而将离散点的数据转化为连续的数据曲面的一种方法,是地统计的主要分析方法之一。空间插值方法的使用前提为区域化变量存在空间相关性,即如果变异函数和结构分析结果表明区域化变量存在空间相关,则可以采用空间插值方法,否则不适用[8]。

本文应用ArcGIS的地统计分析模块,对辽宁省2002～2006年人均 GDP的空间数据进行性空间相关性检验。经过对数处理后,空间数据的变异函数存在着较为明显的空间相关性表征,确定了空间插值方法在本问题研究上的可行性。

应用空间插值方法得到2002～2006年辽宁省人均GDP分布的等值线图如图6所示。

图6 2002～2006年辽宁省人均GDP普通克里格差值结果

通过对图6的观察可以发现,辽宁省经济发展不均衡的块状划分明显,形成了南部沿海扇行经济带、中部城市群和辽西北低水平均衡结构区三个区块。

南部沿海扇形经济带由大连、营口、丹东构成。该地区以大连为扩散中心,沿沈大高速公路、丹大高速公路展开,沿西南向东北形成扇状辐射。2002年该地区经济增长态势良好,代表本年辽宁省最高的人均GDP的两条等值线(12 273元/人和18 233元/人)贯穿于该地区。

中部城市群以沈阳为中心,包括周围的抚顺、本溪、鞍山、盘锦、辽阳和其所属与沈阳临近的县和县级市。该城市群区域单元小,但集中了基础工业和加工工业为主的几大城市,资源丰富、产业结构互补性强、技术关联度高,且沈阳、盘锦和鞍山三个人均 GDP高水平地区集中在该区域,因此该区域是辽宁经济发展水平最高的经济区域之一。

辽西北低水平均衡结构区包括阜新、朝阳、铁岭、锦州、葫芦岛以及其附属市县。该地区是位于辽宁与内蒙古和吉林交界处,沿着省行政边界线呈条带状分布。由于地处内陆,与其它两个增长极距离较远,且缺乏竞争力强的主导产业,因而,该地区经济实力整体偏小,是辽宁省经济密度最低的地区。2002年,表征最低人均 GDP的等值线均位于此区域内部,最低值(4 246元/人)仅是中部城市群的基本值(12 273元/人)的1/3。

2003～2006年的插值结果显示,同2002年相比, 2003～2006年辽宁省经济发展的整体格局并没有明显变化,三个区块的划分仍然明显。但是,从绝对数量上看,全省经济发展势头良好,各个地区人均 GDP水平均有所提高,表现为人均 GDP等值线的范围由2002年的4 246元/人～29 992元/人提升到2006年的7 163元/人～47 947元/人。从相对差异看,表示不同人均GDP水平的等值线在辽西北低水平均衡结构区内的分布由2002年较为密集逐渐变得稀疏,代表较高人均GDP水平的等值线所包含的区域逐渐扩大,而表示全省最低值的等值线逐渐向辽宁省西北部边界移动,说明辽西北落后地区的经济发展水平逐步得到改善,区域内部的经济差距在逐渐缩小,中部城市群对其的扩散作用开始显现。

另外,通过图 6中 2002～2006年辽宁省人均GDP普通克里格差值结果还可以看出,辽宁省等值线的空间分布存在明显的方向性,几乎所有的等值线都向东北—西南方向延伸,表征辽宁省人均GDP的呈现较为明显的东北-西南带状分布特性。造成这一现象的原因是,辽宁省的主要交通干线(京沈铁路、哈大铁路、沈大高速、201国道)大都是沿东北—西南走向,这些主要的交通干线加强了周边地区的货物流、人流、财政流、信息流等空间流的交换,对附近区域产生了很强的经济吸引力和凝聚力,导致铁路沿线地区的经济发展水平高于其它地区的经济发展水平,进而影响了辽宁省人均GDP等值线空间分布的方向性。这一现象充分验证了“发展轴”在辽宁省经济发展中的作用[3]。发展轴和增长极共同拉动着辽宁省的经济增长,使辽宁省经济发展呈现出较为明显的点轴发展模式。

四、结 论

本文的研究得出以下结论:辽宁省经济发展的空间结构具有典型的双核结构特征,以沈阳和大连为两个增长极,以沈大线为战略中轴向周边区域辐射。由于经济作用力的空间衰减效应,该轴线对辽西北、乃至辽东地区的带动作用并不明显。因此,历史形成的这种空间结构对于辽宁全域现代化进程产生约束。“五点一线”战略实施激发了辽西的锦州和辽东的丹东两个城市的活力。随着沿海经济带建设的推进,这两个城市有可能成为新的经济增长极。其结果将使辽宁省经济发展的空间结构从点轴模式向网状模式转换,从而为辽宁老工业基地全面振兴提供区域保障。

因此,加强中部城市群与沿海经济带的互动,推进中部城市群、南部沿海经济带和辽西北、辽东地区等后发城市的产业融合和技术对接是实现辽宁老工业基地区域协调发展的关键。应以企业的战略性重组、跨区域的产学研合作联盟建设等为载体,推进省内经济要素和技术要素的流动和重组,使全省的产业和技术结构不断优化,从而促进经济增长。

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The Spatial Structure Analysis of the Economic Development in Liaoning Province—the Measurement on the Gis Platform

LIU Feng-chao1, Y ANGLing2, ZHAO Chen-hao2
(1.School of Business Administration,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China;
2.School of Economics,Dalian University of Technology,Dalian 116024,China)

Analysis of the spatial structure of economic development serves to promote the coordinated development of all regions.This paper measured the spatial distribution of per capita GDP in Liaoning province between 2002 and 2006 using two geostatistical analysis tools,the trend surface analysis and the Kriging interpolation estimate.The result revealed the two-core space structure of Liaoning province.It is the advancement of coastal“Five Points of A Line”strategy that makes the spatial structure of economic development change from point-axis model to mesh model.

Liaoning Province;spatial structure of economic development;geostatistic analysis

F127

A

1008-407X(2011)03-0001-05

2010-11-29;

2011-02-14

国家软科学计划省部合作重大项目(2008GXS1D031;2010GXS1D124)

刘凤朝(1954-),男,吉林通化人,教授,博士生导师,主要从事区域经济与科技管理研究;杨玲(1982-),女,辽宁盘锦人,大连理工大学经济学院博士研究生,主要从事区域经济与科技管理研究;赵宸浩(1984-),男,辽宁沈阳人,大连理工大学经济学院硕士研究生,研究方向为产业经济学。