山东省区域产业竞争力及其空间格局

单宝艳，王立娥

（山东建筑大学a.测绘地理信息学院；b.外国语学院，山东济南250101）

山东省区域产业竞争力及其空间格局

单宝艳a，王立娥b

（山东建筑大学a.测绘地理信息学院；b.外国语学院，山东济南250101）

文章基于山东省17个设区城市19个行业2004和2014年的面板数据，分别运用偏离份额分析方法的传统模型和空间模型、区位熵及GIS技术，对山东省各市产业竞争力及其空间格局进行了综合分析。研究结果表明：参照区域分量对山东各市各产业增长的贡献最大，各市各产业发展主要决定于其原有基础，经济发达的半岛城市群地区经济总增长量居前；产业结构分量和相邻区域产业结构分量较大的均为济南和青岛，其产业结构效益好，相邻区域的产业发展有利于促进本市产业发展，产业结构分量较小的主要为传统资源性城市，其产业结构亟需调整转型；竞争力分量较大的主要为鲁南城市带的城市，其后发优势较大，相邻区域竞争力分量较大的为临沂、烟台、滨州、泰安和德州，这些城市比其邻近区域产业增长速度快，竞争力分量和相邻区域竞争力分量较小的均为济南、青岛和东营市，其产业基数大，但增长速度放缓，其相邻区域的产业增长有利于本市各产业发展；山东产业优势存在明显区域差异，济南、青岛等经济发达城市的产业综合优势明显高于其他城市。根据研究结果，提出了各市产业发展建议。

偏离份额分析；地理信息系统；区位熵；产业竞争力；空间格局

一、引言

区域产业竞争力处于国家竞争力和企业竞争力的中间层次，是一个国家或地区综合竞争力在各个产业中的具体体现［1］。其本质是指在一国内部各区域之间的竞争中，特定区域的特定产业在国内市场上的表现或地位［2］。区域产业竞争力主要包括区域产业结构竞争力和区域内各特定产业的竞争力两个方面［3］。产业竞争力评价方法有多指标评价法、主成分分析法、聚类分析法、层次分析法、数据包络分析法、偏离份额分析法、相似系数和区位熵等多种方法［4-5］，各有所长。有的学者采用多种方法对区域产业竞争力进行综合研究［6］。偏离份额分析方法在研究区域产业竞争力中得到了广泛应用［3、7-8］，并可以从产业结构综合竞争力和各产业竞争力进行深入分析。有的学者对该模型进行了改进或拓展并进行了实证研究［9］。Zaccomer、史春云、吴继英、赵喜仓分别对偏离份额分析的空间模型进行了理论分析、总结和实证研究［10-13］。偏离份额分析模型的不断改进与完善，使其分析问题更加全面，尤其是其空间拓展模型，可以从空间结构角度进行系统研究，消除了传统模型没有考虑空间相互作用的局限。传统和空间偏离份额分析方法考虑了空间因素、产业结构因素和增长率因素，但对其他因素考虑相对较少。本文采用偏离份额分析传统模型和空间模型，并结合区位熵和GIS技术，基于产业结构效益、产业增长率、产业规模和专业化程度等四个层面，从区域产业结构总体、具体行业竞争力及其空间格局进行综合分析。

二、研究区概况与数据来源

近年来，山东经济持续稳定增长，“十二五”时期年增长率分别为10.9%、9.8%、9.6%、8.7%、8.0%。2015年，全省GDP达63 002.3亿元，居全国第三位。第一、二、三产业增加值分别为4 979.1亿元、29 485.9亿元和28 537.4亿元，三次产业比例为7.9∶46.8∶45.3。与先进省市相比，山东产业结构需进一步调整优化，第三产业竞争力需要进一步提升。

本研究采用的产业为国民经济行业分类标准（GB/T 4754—2002）划分的20个行业：第一产业的农、林、牧、渔业（A1），第二产业的采矿业（B1）、制造业（B2）、电力、燃气及水的生产和供应业（B3）、建筑业（B4），第三产业的交通运输、仓储和邮政业（C1）、信息传输、计算机服务和软件业（C2）、批发和零售业（C3）、住宿和餐饮业（C4）、金融业（C5）、房地产业（C6）、租赁和商务服务业（C7）、科学研究、技术服务和地质勘查业（C8）、水利、环境和公共设施管理业（C9）、居民服务和其他服务业（C10）、教育（C11）、卫生、社会保障和社会福利业（C12）、文化、体育和娱乐业（C13）、公共管理和社会组织（C14）和国际组织。产业数据为各行业在岗职工工资总额（亿元），数据来源于2005年和2015年《山东统计年鉴》。该统计年鉴中，国际组织没有统计数据，因此，本研究采用了其余19个行业的统计数据。为便于表达和易于制作图表，以下均用产业编号表示相应产业。

三、山东省区域产业竞争力偏离份额分析

（一）偏离份额分析的传统模型

传统的偏离份额分析法（Shift-Share Analysis，SSM）由美国学者Daniel和Creamer首先提出，后经Dunn等学者总结并逐步完善［14］。该方法以研究所在大区（或全国）的经济发展为参照系，将区域经济增长分解为三个分量：参照区域分量（或国家分量）、产业结构分量和竞争力分量。被分解的经济变量可以是总收入、就业人数或其他变量。具体方法如下：设Xij表示研究区域i的第j产业（部门）初期的经济变量值（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。假设区域i在经历了时间t后，经济总量和结构均已发生变化，Xij′表示该变量的末期值。则参照区域经济总量的增长率用公式（1）计算，参照区域的第j产业的增长率用公式（2）计算，区域i的经济总量的增长率用公式（3）计算，区域i的第j产业的增长率用公式（4）计算：

研究区域i的第j产业的增长量ΔXij用公式（5）计算：

公式（5）也可以写为：

若令Nij=Xijr，Pij=Xij（rj-r），Dij=Xij（rij-rj），则Nij、Pij、Dij分别称为参照区域分量、产业结构分量和竞争力分量。Nij指基期某产业按照参照区域所有产业的增长速度发展所增加的量；Pij指按照该产业的实际增长与参照区域所有产业增长率的差值发展所增加的量；Dij指研究区域该产业实际增长量与参照区域该产业实际增长量的差值，其值大于0，表明该区域该产业竞争力较高。

区域i总的经济增量Gi可用公式（7）计算：

其中，Ni、Pi、Di分别为Nij、Pij、Dij对应的各产业之和。通过7式可以看出区域i的经济增量中，参照区域分量、产业结构分量和竞争力分量的综合作用大小。

（二）偏离份额分析的空间拓展模型

传统的偏离份额分析方法没有考虑区域之间的空间作用。根据地理学第一定律，地理要素和地理现象往往存在空间相关性。区域经济发展必然受到其他区域尤其是空间相邻区域的影响。Nazara和Hewings考虑了区域间的空间相互作用，提出了偏离份额分析的空间模型，首次在偏离份额分析中考虑空间结构，并推演了20种含空间结构和不含空间结构的区域经济增长分解公式［15］。在这20个公式中，有r、ri、rj、rij、rvi、rvij6个变量。这20个公式左端项为rij，右端项中的第一项一旦确定，剩余变量在保证右端项等于rij的条件下即可排列组合确定。含有空间变量的公式综合考虑了研究区域、邻近区域和参照区域三个层面的所有部门之间的相互作用。本文以含有空间结构的公式8进行实证研究。公式（8）既能反映研究区域i和相邻区域增长率的差异，也能体现相邻区域产业结构状况。

公式（8）中，rvij是研究区域i的相邻区域的第j产业的增长速度，称为空间增长速度，计算公式如下：

公式（9）中，v是与区域i邻近的区域个数，Wik为空间权重矩阵。空间权重矩阵Wik表示区域i和k之间相互依赖的强度，其值是有限、非负的。关于空间权重矩阵，不少学者做了研究和界定，Moran基于区域之间的“地理邻近”定义了布尔矩阵［16］，该矩阵中，如果区域i和k是邻近区域，则Wik=1，否则Wik=0，矩阵主对角线上的元素均为0。Boarnet定义的空间权重随着区域之间相似度（人均收入、产业从业人数比重等经济变量的差）的提高而提高［17］。Lee基于城市距离和经济联系构建空间权重矩阵［18］。总之，学者们均是从区域空间距离、空间经济联系或其组合定义空间权重矩阵。空间距离越近，经济联系越强，则定义的权重越大，计算公式不同，权重变化幅度有所差异，但数据变化的方向基本一致。

（三）实证研究

1.山东各市和各产业增长率分析

本研究以2004年为基期，2014年为末期，以山东省17个设区城市为研究区域，以山东全省为参照系统。根据公式（1）-（6）计算，全省经济总增长率为138.2%。山东各市经济增长率如图1所示，各产业的增长率如图2所示。

由图1可见，山东各市经济增长速度均较快，济南、淄博等9个市快于全省的经济总增长率。由图2可见，除农、林、牧、渔业负增长外，其他各产业均有明显增长，其中批发和零售业增长较慢，建筑业等11个产业的增长率高于全省总增长率，建筑业、房地产业和信息传输、计算机服务和软件业及住宿和餐饮业增长率均超过10倍。

图1 山东省各市经济增长率

图2 山东省各产业增长率

2.山东各市各产业偏离份额分析

采用公式（7）进行山东各市各产业传统偏离份额分析，计算的山东各市参照区域分量、产业结构分量和竞争力分量见表1。采用公式（8）进行空间偏离份额分析，临近区域确定方法为空间相邻。空间权重矩阵确定的方法为：首先按空间相邻的原则，根据Moran的方法确定空间邻接矩阵［16］，然后用相邻区域的经济总量进行修正。修正的方法为：在空间邻接矩阵中有1的位置，用其经济总量代替，经济总量的取值为各市2004年和2014年经济总量的平均值。最后对邻接矩阵做归一化处理，使矩阵中每行的和为1。以这种方法构建的空间权重矩阵既考虑了空间距离临近，同时兼顾了区域经济间的相互作用。计算的各市总的参照区域分量、相邻区域产业结构分量和相邻区域竞争力分量见表1。表1中，采用传统和空间偏离份额分析方法计算的经济总增量和参照区域分量相同。为便于比较，将两种方法的结果放于1个表中。根据表1的结果，采用ArcGIS10.3进行空间格局分析，结果如图3所示。

表1 山东省区域产业传统和空间偏离份额分析亿元

由表1和图3可见，参照区域分量对区域经济增长的贡献最大，初期经济总量大的市，经济总增长量依然居前。参照区域分量较大的市主要位于山东半岛城市群区域，包括青岛、济南两个核心城市和烟台、淄博、潍坊、东营以及鲁西南的济宁等经济实力较强的市，表明这些市的产业基础较好。参照区域分量较小的市主要集中在鲁西南、鲁西北的城市和莱芜、日照等规模较小的市。产业结构分量最大的为济南和青岛市，表明这两个城市产业结构效益较好。产业结构分量较小的城市为东营、济宁、泰安和枣庄市，主要为传统资源性城市，产业结构效益较低。竞争力分量较大的城市为临沂、泰安和济宁，表明这些城市后发优势较大。竞争力分量较小的城市为青岛、济南和东营市，表明这些城市各产业增长速度明显低于其他城市，这些城市基础较好，产业基数大，但增长率有所放缓。相邻区域产业结构分量较大的城市为济南、青岛、济宁和临沂市，表明这些市的相邻区域的产业发展速度较快，有利于促进本市产业发展。相邻区域产业结构分量较小的城市为烟台、潍坊和东营市，表明这些城市的相邻区域的产业发展对本市产业发展缺乏正面影响。相邻区域竞争力分量较大的城市有临沂、烟台、滨州、泰安和德州市，表明这些城市比其邻近区域产业增长速度快。相邻区域竞争力分量较小的城市有济南、青岛和东营市，表明这些城市比相邻区域产业增量速度慢，相邻区域的产业增长有利于本市各产业发展。

图3 山东省区域产业传统和空间偏离份额分析

四、山东省区域产业规模和专业化程度

（一）山东省区域产业规模

如上分析可见，山东产业原有规模直接影响其将来竞争力，因此有必要对产业规模进行进一步分析。为便于分析，以2014年山东各市19个产业数据，采用极大值标准化对各市各产业进行标准化处理。极大值标准化方法为各市各产业除以相应产业的最大值，经过标准化处理的结果最大值为1，计算结果如表2和图4。由表2和图4可见，青岛、济南和烟台各产业规模明显高于其他地区，各产业规模呈阶梯状分布。

表2 山东省各市各产业标准化规模

图4 山东省各市各产业规模

（二）山东省区域产业专业化

区位熵是衡量产业部门专业化程度的常用指标，计算公式如下：

公式（10）中，LQij为i地区j产业在更大区域的区位熵，Xij为i地区j产业产值（本文为产业在岗职工工资总额），Xi为i地区总产值，Xj和X分别为大区域（本文为山东全省）j产业产值和总产值。若LQij大于1，其值越大，说明i地区j产业优势越明显，外向服务功能越强。若LQij小于1，说明i地区j产业优势不明显，无外向服务功能。根据公式（10）计算的2014年山东各市各产业的区位熵如表3和图5。

由表3和图5可见，山东省各市各产业各有所长，这与各市产业规模形成鲜明对比。

表3 山东省各市各产业区位熵

图5 山东省各市各产业区位熵

五、山东省区域产业竞争力综合分析

（一）区域产业竞争力多方法融合评价

偏离份额分析方法的传统模型和空间模型能够从参照区域分量、产业结构分量、相邻区域产业结构分量、竞争力分量和相邻区域竞争力分量等方面分析产业竞争力，考察的重点是产业原有基础、产业结构和产业增长率，其中各公式的核心是产业增长率，因此产业增长率是其分析的重中之重，而对于产业现状规模、产业专业化程度等反映产业实力和外向服务能力的因素考虑较少。因此，本文拟融合以上方法，从产业结构效益（表达指标为产业结构分量Pij）、产业竞争力（表达指标为产业竞争力分量Dij）、产业现状规模和专业化程度四个层面综合分析山东各市各产业综合竞争力。具体方法为：①计算各市产业结构分量Pij和产业竞争力分量Dij之和（记为PDij），然后参考纳尔逊城市职能分类方法，分别计算各市高于全省各产业PDij的平均值0.5倍、1倍和2倍标准差的相关产业，分别用1、2、3表示；②根据表2的计算结果分别计算各市高于全省各产业规模平均值0.5倍、1倍和2倍标准差的相关产业，分别用1、2、3表示；③根据表3的计算结果分别计算各市区位熵大于1且高于全省各产业区位熵的平均值0.5倍、1倍和2倍标准差的相关产业，分别用1、2、3表示；④上述指标中，低于平均值0.5倍标准差或区位熵小于1的均用0表示对应产业；⑤采用GIS技术，分别对上述各指标两两进行查询、叠加分析，经过16×3次查询叠加运算，保留数值最高的作为最终评价结果，具体结果见表4所列。

表4 山东省各市各产业竞争力综合评价结果

表4中，分别用三位数表示产业综合竞争力，没有标号的，表示该市该产业达不到上述标准中的任何一条，三位数中第一位表示偏离份额分析的综合结果（PDij），第二位表示产业规模，第三位表示产业专业化程度（区位熵），0、1、2、3表示的意义如上所述。如青岛市C8产业为321，首位的3表示青岛市的C8产业（即科学研究、技术服务和地质勘查业）的产业结构分量和竞争力分量之和高于全省该产业该指标平均值2倍标准差，产业结构优势和竞争力优势特别明显；第二位的2表示该市的C8产业规模高于全省该产业规模平均值1倍标准差，规模优势比较明显；第三位的1表示该市的C8产业区位熵高于全省该产业区位熵平均值的0.5倍标准差，产业专业化程度较高。

（二）结论与建议

为全面反映山东各市产业竞争力，本文在进行传统和空间偏离份额分析方法的基础上，通过计算产业现状规模和专业化程度指数，运用叠加分析从四个层面进行综合分析，研究结论及相关建议如下：

（1）参照区域分量对经济增长的贡献最大，因此各市经济总量和各产业发展决定于其原有基础。参照区域分量较大的城市主要分布在胶东半岛和胶济铁路沿线，包括青岛、济南、烟台、济宁、东营、潍坊和淄博市，这些城市应继续发挥先发优势，优化产业结构，带动全省更好发展。青岛和济南两个核心城市产业原有基础最强，现状产业综合竞争力明显高于其他城市。该两市应更加注重其综合优势更加突出的产业，结合表4可见，青岛具有竞争优势的产业有：信息传输、计算机服务和软件业，金融业，房地产业，科学研究、技术服务和地质勘查业，居民服务和其他服务业；济南具有竞争优势的产业有：金融业，住宿和餐饮业，交通运输、仓储和邮政业，建筑业；东营具有竞争优势的产业有：租赁和商务服务业，批发和零售业，采矿业；潍坊具有竞争优势的产业有：交通运输、仓储和邮政业，卫生、社会保障和社会福利业，教育；淄博市具有竞争优势的产业有：建筑业，文化、体育和娱乐业，电力、燃气及水的生产和供应业、租赁和商务服务业。

（2）产业结构分量最大的城市是济南和青岛，其次是烟台和威海市，表明这些城市增长率较快的朝阳产业较多，产业结构优势明显，下一步要进一步强化这些产业。结合表4可见，烟台具有竞争优势的产业有：房地产业，科学研究、技术服务和地质勘查业，制造业；威海具有竞争优势的产业有：科学研究、技术服务和地质勘查业，水利、环境和公共设施管理业，制造业。

（3）相邻区域产业结构分量最大的还是济南和青岛，其中济南市优势最为明显，其次是济宁、临沂和枣庄，表明这些城市相邻区域的产业结构有利于本市产业发展。结合表4可见，济宁具有竞争优势的产业有：电力、燃气及水的生产和供应业，采矿业；临沂具有竞争优势的产业有：卫生、社会保障和社会福利业，水利、环境和公共设施管理业，交通运输、仓储和邮政业，采矿业，建筑业，教育业。

（4）竞争力分量较大的是临沂和泰安，其次是济宁、滨州和德州，表明这些市各产业增长速度较快，具有后发优势。结合表4可见，泰安具有竞争优势的产业有：居民服务和其他服务业，批发和零售业，交通运输、仓储和邮政业；滨州具有竞争优势的产业有：租赁和商务服务业，制造业，电力、燃气及水的生产和供应业；德州具有竞争优势的产业有：水利、环境和公共设施管理业，公共管理和社会组织，交通运输、仓储和邮政业。

（5）相邻区域竞争力分量最大的是临沂，其次是烟台、滨州、泰安，表明这些城市比相邻区域发展速度快。

（6）参照区域分量、产业结构分量、竞争力分量、相邻区域产业结构分量和相邻区域竞争力分量均没有明显优势的有日照、莱芜、菏泽和聊城市。日照市具有竞争优势的产业有信息传输、计算机服务和软件业；莱芜市的相对优势产业有：房地产业，采矿业，制造业，电力、燃气及水的生产和供应业；菏泽市的相对优势产业有：教育，卫生、社会保障和社会福利业；聊城市的相对优势产业有：金融业，卫生、社会保障和社会福利业。各市具有竞争优势的产业主要是根据产业结构效益、产业发展速度、产业规模和专业化程度确定的，可供各市确定优先发展产业时作为参考依据。

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［责任编辑：余志虎］

Regional Industrial Competitiveness and Its Spatial Pattern in Shandong Province

SHAN Bao-yana，WANG Li-eb
（a.School of Surveying and Geo-informatics；b.School of Foreign Languages，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China）

Based on the panel data of 19 sectors from 17 prefecture-level cities of Shandong province in 2004 and 2014，both shift-share analysis of the traditional model and spatial model and location quotient as well as GIS are applied to make a com⁃prehensive analysis on industrial competitiveness and its spatial pattern of cities in Shandong province.The results show that：The effect of regional component is the most important to the economic growth of all cities in the province.The rate of the total economy and the industries of all cities are mainly determined by their original foundation，the regional economic growth of Shandong peninsula urban agglomeration remains the top；Both industrial structure components and that of the adjacent areas of Jinan and Qingdao are the most，whose industrial structure benefits have advantages.The industrial structure components of traditional resource cities are low，whose industrial structure needs to be changed；The adjacent regional competitiveness com⁃ponents of Linyi，Yantai，Binzhou，Taian and Dezhou are high，whose industrial growth rates are higher than that of adjacent ar⁃eas.Both competitive components and that of the adjacent areas of Jinan，Qingdao and Dongying are low，whose total industrial base are large but the industrial growth rates are low；There are obvious regional differences of industrial advantage in Shan⁃dong province，the industrial comprehensive advantages of Jinan，Qingdao and other economically developed cities are obvious higher than that of other cities.Based on the results，the regional economic development proposals are put forward.

shift-share analysis；GIS；location quotient；industrial competitiveness；spatial pattern

F127；F260

A

1007-5097（2016）11-0026-07

10.3969/j.issn.1007-5097.2016.11.004

2016-06-12

教育部人文社会科学研究规划基金项目（12YJA790019）；山东省软科学研究计划项目（2014RKB01249）

单宝艳（1970-），男，山东胶南人，教授，硕士生导师，研究方向：GIS与区域规划；王立娥（1972-），女，山东胶南人，副教授，研究方向：跨文化交际研究。