徐州都市圈县域工业发展时空分异

陈永生，仇方道，2＊，朱传耿

（1.江苏师范大学 城市与环境学院，江苏 徐州 221116；2.江苏师范大学 淮海发展研究院，江苏 徐州 221009）

都市圈作为推进城镇化快速发展的主要地域组织形态，正成为全球区域分工的基本空间单元，在推进区域城镇化进程中发挥着日益重要的作用.工业化作为推动都市圈发展的主导动力，工业空间集聚格局及其演化则推动着都市圈空间结构形成及演化.目前，关于工业空间格局的研究主要集中在3个方面.一是工业空间格局及其演化特征.魏伟等［1］用ESDA（exploratory spatial data analysis）方法，从省域尺度揭示出高高型集聚和低低型集聚是中国工业空间格局演化的主要特征；陈月英等［2］从企业尺度发现福建省工业在空间上处于点轴发育阶段；陈晓等［3］基于县域尺度，采用泰尔指数及β趋同检验研究了江苏省不同时段不同地区工业经济差异与趋同问题；伍世代等［4－5］分别以海西城市群和武汉城市圈为例研究了都市圈工业空间集聚格局特征.二是工业空间格局与经济差异.如基于制造业与服务业融合发展视角，探讨了中国制造业和服务业空间集聚的结构特征与变化趋势［6］；基于产业分解视角探讨了区域经济差异演化特征［7］.三是工业空间格局演化机制.李国平［8］探讨了市场需求、原料供给、技术进步、企业市场分割行为以及其他微观区位条件与产业政策、地域政策等因素对日本钢铁工业空间格局演化的驱动机理；田山川等［9］探讨了市场需求、投资、原材料以及企业发展战略等因素对中国钢铁工业空间布局及演化的作用机制.总之，目前相关研究多是从全国、省域尺度展开，而对都市圈工业空间异质性的研究尚未引起足够的重视.鉴于此，本文以徐州都市圈为例，采用空间自相关模型，从县域尺度探索都市圈工业空间格局及演化特征.

1 研究区概况

徐州都市圈地处苏鲁豫皖4省边界区域，是江苏省三大都市圈之一.圈内煤炭等自然资源丰富，但由于发展基础较为薄弱、生产力水平相对滞后，是我国东部沿海发达地区的“经济低谷”.关于徐州都市圈范围的界定有狭义和广义之分.狭义上是指2002年《徐州都市圈规划》所界定的范围，包括江苏的徐州、连云港、宿迁3市，安徽的宿州、淮北2市，山东的枣庄市、济宁市的微山县，以及河南商丘的永城市；而广义上则与淮海经济区核心区的范围等同，即包括以上8个地级市的全部区域.本文的研究属于广义的范围.2012年该都市圈土地面积为66 540 km2，人口约为5 068.7万，GDP达14 802.34亿元；人均GDP为29 203.42元，分别是江苏、山东、安徽、河南的0.43，0.56，1.01和0.92倍.2000～2012年徐州都市圈工业规模快速扩大，工业总产值从2 064.21亿元增长到26 631.75亿元，年均增长率为26.13%.伴随着工业化的快速推进，徐州都市圈工业空间格局及空间作用关系也呈现快速变动，2012年工业总产值最高的县域（徐州市区）是最低县域（泗县）的160倍.而工业空间结构主导着都市圈经济发展的基本格局和发展态势，因此，开展徐州都市圈工业空间集聚特征研究，对于其工业转型发展具有典型性和代表性.

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

本研究以2012年行政区划为依据，以县域为研究单元，包括徐州都市圈范围内的县（市）及8个地级市市区，共计43个单元.选取工业总产值为测度指标，相关数据主要来源于2001～2013年的《江苏统计年鉴》、《山东统计年鉴》、《安徽统计年鉴》、《河南统计年鉴》以及徐州都市圈所属各地级市的统计年鉴.本文所用图片资料来源于中国矢量化地图，并在ArcGIS，GeoDa等软件平台上进行分析处理.

2.2 研究方法

2.2.1 全局空间自相关

全局空间自相关能够测度变量在整个研究区域内的空间相关性，一般用来描述整个研究区的空间自相关程度，并说明空间对象之间是否存在显著的空间分布特征，其指标为全局Moran's I指数［10］：

式中I的取值范围为［－1，1］.当I＞0时，表示空间相关性为正；当I＜0时，表示空间相关性为负；当I＝0时，说明要素空间分布比较随机，呈分散分布.xi为i地区工业总产值，¯x为所有地区工业总产值的平均值；n表示研究空间单元的数目；S0＝是研究空间中i地区与j地区的空间权重，当县域i和j相邻时，wij取值为1，否则取0.

2.2.2 局部空间自相关

全局空间自相关只能反映出观测值整体在空间上的分布状态，并不能细致地说明区域内某一具体的空间区域的观测值与其相邻空间区域的观测值的关联性.因此，本文采用局部Moran's I指数和Getis－Ord G＊i指数来衡量空间局部的关联性.

1）局部Moran's I指数.为了揭示局部区域单元在相邻空间的自相关性，采用局部Moran's I指数来测度单元i与j之间空间要素的异质性［11］：

式中Zi为i地区观测值的标准化值.Ii＞0（＜0），表示县域i和其邻近县域间工业发展存在正（负）相关关系，｜Ii｜值越大，表明这种正（负）相关程度越强.另外，还可以通过判断Zi和Zi′两部分的正负特征，来分析区域间相互关联格局.

2）Getis－Ord G＊i指数.该指数是检验局部空间是否存在统计显著的高值和低值，用来识别局部的不同空间位置上的高值区与低值区，即热点区与冷点区的空间分布模式.其计算公式为［12］

式中wij（d）为以距离规则定义的空间权重.检验值Z为

其中E（Gi＊）表示在空间不集聚假设下的数学期望，为标准差.当Z值为正显著时，表示区域i周围的值相对较高（高于平均值），为热点区（高值集聚区）；反之，则为冷点区（低值集聚区）［13］.

3 徐州都市圈工业空间集聚的时空特征

3.1 徐州都市圈工业空间集聚的时间演化特征

表1显示，以变差系数测度的2000～2012年徐州都市圈县域工业发展的相对差异呈现波动性缩小趋势，变差系数年均递减0.50%.大致可分为3个阶段：2000～2004年为县域工业发展差异扩大阶段，变差系数上升到近10年来的最高值1.950；2004～2010年为差异波动性缩小阶段，2010年变差系数比2004年的下降了12.27%；2010～2012年为差异持续扩大阶段，变差系数年均增长2.81%.

表1 2000～2012年徐州都市圈县域工业发展差异Tab.1 Industrial spatial difference of Xuzhou Metropolitan Area in county regional scale，2000～2012

图1 2000～2012年徐州都市圈工业发展的热点区域变化图Fig.1 Evolvement of industrial spatial pattern in hotspot areas of Xuzhou Metropolitan Area（2000～2012）

从工业空间集聚的态势看，2000～2012年徐州都市圈县域工业总产值的Moran's I统计量全部为正，且总体上呈增大趋势，表明2000年以来徐州都市圈各县域工业发展存在显著的正空间自相关特性，即工业发展水平相似的县域（高高或低低）在空间上呈集聚态势.大致可分为2个阶段：2000～2007年为工业空间集聚增强阶段，该阶段受江苏东陇海产业带建设、山东鲁南经济带建设和河南中原城市群建设等区域政策的驱动，徐州都市圈工业快速发展，但圈内各县域发展条件的差异，又造成圈内工业发展空间集聚的增强，Moran's I指数年均增长26.87%；2007～2012年为工业空间集聚趋势减弱阶段，该阶段受国际经济危机和国内产业转型升级的影响，Moran's I指数年均递减7.80%.

以上分析显示，虽然徐州都市圈县域工业空间集聚趋势增强，但这种工业集聚水平依然比较低，研究期内Moran's I指数平均值仅为0.092.

3.2 徐州都市圈工业空间集聚格局的演化特征

在计算各县域工业总产值Getis－Ord G＊i指数的基础上，采用自然断裂法将其从高到低分为热点区、次热点区、次冷点区和冷点区4种区域类型，并生成工业发展热冷点区域演化图（图1）.图1显示，徐州都市圈工业发展空间格局具有3个特征.

1）徐州都市圈县域工业空间格局具有相对稳定性.徐州市区一直是工业发展的热点区域，南部始终是工业发展的冷点区域.可见，徐州都市圈工业发展呈现明显的空间俱乐部趋同现象，整个区域呈现以徐州市区为核心向外围依次过渡为次热点区域、次冷点区域、冷点区域的圈层分布格局.这种基本格局与区域经济格局并不完全一致.

2）从热点区域格局变化趋势看，2000年工业发展热点区域分布于以徐州市区为核心的地区；2005年热点区域沿东陇海线向西扩展，徐州都市圈工业发展呈现以徐州、夏邑为核心的轴线发展特征；2010年的工业发展格局与2000年基本一致，热点区的县域单元未发生显著的变动；2012年热点区域呈现以徐州为增长极，沿东陇海线向沿海延展轴线发展的格局.热点区域分布格局的变化表明：徐州都市圈工业发展的核心边缘格局基本保持稳定，都市圈南部、西部地区的工业边缘化现象明显.

3）从冷热点区域的数量变化来看，冷点区域数量呈现“И”型变化趋势，工业格局的低值簇从2000年的16个下降到2005年的9个，再上升到2010年的18个，然后下降到2012年的11个，主要集中分布于宿州；热点区域数量除2005年为2个外，其余年份为1个，主要集中于徐州市区；次热点区域数量整体呈增加趋势，由2000年的9个增加到2012年的12个，分布区域由热点区域外围以及以连云港市区为中心的周围县域演变为沿东陇海线向连云港呈轴向拓展，表明江苏省东陇海产业带建设成效显著；次冷点区域数量总体上也呈增加趋势，主要分布在次热点区域的外围.总之，徐州都市圈工业中心基本保持稳定，并呈现向沿海延展趋势，内陆延展趋势消失，冷点区域范围呈缩小趋势.

4 徐州都市圈工业集聚的空间关联类型划分

为进一步分析徐州都市圈各县域在空间上的相互关联类型，根据各县域与其相邻县域的关系，将徐州都市圈的各县域划分成4种类型.

1）若Zi＞0，Zi′＞0，则说明县域i及与其相邻县域的工业发展水平都较高，二者呈正相关关联，具有“一荣俱荣”的特点，该类县域归为扩散发展型；

2）若Zi＞0，Zi′＜0，则表示县域i自身工业水平较高，但与其相邻的县域则相对较低，两者呈负相关关联，呈现“中间高四周低”的工业空间格局，此类县域归为极化发展型；

3）若Zi＜0，Zi′＞0，则说明县域i自身工业发展水平较低，而其相邻的县域工业发展水平较高，空间上呈现“中间低四周高”的负相关关联特征，此类县域归为过渡发展型；

4）若Zi＜0，Zi′＜0，则表示县域i及与其相邻县域的工业发展水平均较低，二者呈显著正相关性，具有“一损俱损”的特点，该类县域归为落后均衡型.

运用上述方法，计算出2012年徐州都市圈县域工业总产值的局部Moran's I值及显著性，并分别绘制成图2和图3.

图2 2012年徐州都市圈县域工业空间关联类型图Fig.2 Spatial interaction types of county industries in Xuzhou Metropolitan Area，2012

图3 2012年徐州都市圈县域工业空间关联类型的LISA图Fig.3 LISA cluster of Spatial interaction types of county industries in Xuzhou Metropolitan Area，2012

4.1 扩散发展型

此类县域共有6个，2012年工业总产值33 477.54亿元，占研究区工业总产值的45.37%，研究期内工业平均增长率26.79%，比研究区平均增长率高0.65个百分点，集中分布于徐州都市圈的核心区域，其中徐州市区、枣庄市区、滕州3个县域为资源型区域，特别是枣庄市区和邳州2个县域属于显著性集聚区，扩散效应显著.说明该类区域已经成为徐州都市圈的工业增长极，促进工业转型升级是该类区域面临的主要战略性任务.

4.2 极化发展型

此类县域包括连云港市区、宿迁市区、兖州、邹城以及沛县5个县域单元，集中分布在扩散发展型区域的外围.该类区域2012年工业总产值8 650.31亿元，占研究区工业总产值的25.84%，研究期内工业平均增长率26.14%，与整个都市圈工业平均增长率基本一致.其中，连云港市区为沿海港口城市，宿迁市区、兖州、邹城和沛县4个县域单元为资源型县域，这些发展较快的县域并没有带动周围县域的经济发展，呈现出较强的极化效应.进一步深化对外开放，促进工业转型，提高资源综合、高效、循环利用效率，增强工业发展的扩散辐射功能，成为该类区域科学发展的主要方向.

4.3 过渡发展型

该类县域共有10个，包括东海、灌云、灌南、沭阳、泗阳、泗洪、睢宁、泗水、泗县和萧县，2012年工业总产值3 602.54亿元，占研究区工业总产值的10.76%.该类区域集中分布于徐州都市圈的东南部地区，极化发展型区域的外围边缘地带，与周边县域工业发展呈负相关关系，目前正处于工业化快速发展阶段，加快推进工业化是该类区域发展的主题.

4.4 落后均衡型

该类县域共有22个，2012年工业总产值6 035.30亿元，占研究区工业总产值的18.03%，研究期内工业总产值年均增长率为23.61%.该类县域主要分布在徐州都市圈的西部地区，其中民权、商丘市区、砀山3个县域的显著性更强.这些县域远离经济中心，在空间上表现为低值县域“俱乐部趋同”，难以接受徐州都市圈工业核心区的辐射带动，工业发展的集聚程度较低.依托农业发展优势，加快农副产品加工业发展，提升工业化水平，是该类县域工业发展的主要方向.

5 结论

本文利用ESDA方法，以县域为研究单元，以工业总产值为测度指标，对2000～2012年徐州都市圈县域工业的空间格局及演化进行了探索.结果表明：徐州都市圈县域工业发展的相对差异总体上呈波动性缩小之势，而各县域之间呈现正的空间相关性且集聚态势有加强趋势，但空间集聚程度不高；徐州都市圈县域工业空间格局具有相对稳定性，研究期内呈现以徐州市区为核心向外围依次过渡为次热点区域、次冷点区域、冷点区域的圈层分布格局；近年来，热点区域呈现以徐州市区为增长极，沿东陇海线向沿海延展的轴线发展格局初现，而南部、西部地区的工业边缘化现象明显；根据县域周边相邻县域的关系，将徐州都市圈各县域分为扩散发展型、极化发展型、过渡发展型和落后均衡型4种类型.未来徐州都市圈工业将逐步形成以徐州市区为核心，以东陇海铁路为轴线的空间格局.

基于ESDA分析的徐州都市圈县域工业时空格局特征的分析，虽为该区域产业分工、产业转型升级等政策的制定提供科学依据，但本文研究尚存在一定的局限性：首先，将研究区域中的地级市市区作为一个高级县域单元进行研究，难以揭示更小空间尺度上工业发展格局；其次，本文仅以工业总产值作为分析工业发展时空格局的分析指标，没有考虑其他相关影响因素；第三，本文仅对工业发展时空格局特征进行分析，未对其演化机制进行探究.因此，基于多指标、更准确数据源以及更深层的探究，是今后开展徐州都市圈工业发展格局研究的主要方向.

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