长江中游城市群区域经济差异的时空演变及影响因子分析

马 勇，童 昀

（1.西安外国语大学 旅游学院人文地理研究所，西安 710128；2.湖北大学 旅游发展规划研究院，武汉 430062）

长江中游城市群区域经济差异的时空演变及影响因子分析

马 勇1，2，童 昀1

（1.西安外国语大学 旅游学院人文地理研究所，西安 710128；2.湖北大学 旅游发展规划研究院，武汉 430062）

文章运用熵权TOPSIS法评价长江中游城市群2004—2013年各地州市经济发展水平，并解析造成长江中游城市群各地州市经济差异的影响因子。以变异系数和全局自相关分析测度长江中游城市群整体及内部各区域的经济差异。最后利用Jenks自然最佳断裂点法对各城市经济水平进行聚类，分析长江中游城市群十年间经济发展格局的时空演变过程。

经济差异；时空分异；熵权；TOPSIS；空间自相关；长江中游城市群

长江中游城市群是长江经济带的重要组成部分，在我国区域发展格局中地位重要。根据2015年4月国务院批复实施的《长江中游城市群发展规划》，长江中游城市群是实施促进中部地区崛起战略、全方位深化改革开放和推进新型城镇化的重点区域。作为长江经济带重大国家战略的推进，《规划》的出台必将助力区域一体化发展和新型城镇化道路的探索。在此背景下研究并解释十年以来长江中游城市群经济发展水平时空格局的演变过程具有重大现实意义。

1 研究方法

1.1 熵权TOPSIS法

熵权TOPSIS法包括两大环节：采用信息熵根据指标提供的信息量客观确定指标权重；利用TOPSIS法对评价对象进行优劣排序。熵权法根据各指标提供的信息和数据的变异程度客观确定权重，而且熵权能突出地反映指标权重随时间的变化状况[1]，因此非常适合时间序列研究。TOPSIS法通过计算各评价对象与理想解和负理想解的距离，给出比较对象的优劣排序。步骤如下[2，3]：

（1）评价矩阵的建立及标准化

建立m行×n列的原始数据矩阵X=(xij)m´n，m为研究单元的个数，n为指标的个数；采用极差标准化对原始矩阵标准化：（2）计算信息熵

其中k为常数，k=(lnm)-1。（3）计算指标j的熵权

（4）用加权TOPSIS法对比较对象进行优劣排序

理想解：

负理想解：

与理想解距离：

与负理想解距离：

最后对所有比较对象的贴近度Ci降序排列，得到所有比较对象的排列位次，进而进行优劣评价。

1.2 变异系数

变异系数是测度样本数据离散程度的常用指标，但鉴于其不具有空间统计属性，本文分别计算研究区内部各子区域的变异系数来判定不同区域的经济发展差异情况，公式为：

1.3 全局空间自相关

全局空间自相关分析用于研究整个研究区域的空间模式，使用单一的数值来反映区域的自相关程度和区域平均空间聚集程度。通常用Global Moran's I系数测度空间相邻或空间相近的观察值的相似程度［4］，公式为：

其中，Ci、Cj为单元i和j的贴切度，Cˉ是所有城市贴切度的均值，m为研究单元的个数，Wij为空间权重矩阵，空间相邻权重为1，不相邻权重为0。

1.4 Jenks自然最佳断裂聚类分析

Jenks自然最佳断裂聚类的核心思想是基于数据内部的内在联系自然分组，使最终聚类结果的组间方差最大而组内方差最小，分组点选在数据变量值出现相对最大变化处[5]。利用ArcGIS软件的Jenks自然间断点分级功能，对2004年和2013年熵权TOPSIS法计算出的Ci值分别聚类，并以Ci值的高低将聚类命名为经济发达地区、经济较发达地区、经济水平一般地区、经济较欠发达地区、经济欠发达地区，最后将结果可视化。

2 指标体系构建和数据来源

2.1 指标体系构建

鉴于研究区的时间序列和空间序列跨度较大，遵循典型性、代表性和可获取性原则，并结合前人研究成果[6-8]，以经济实力水平、经济活力水平和经济潜力水平构建准则层，以人均地区生产总值、第二产业占比、第三产业占比、公共财政预算收入、城镇居民可支配收入、农村居民纯收入、实际使用外资、进出口总额、旅游总收入、邮电业务总量、社会消费品零售总额、固定资产投资、各项存款年末余额和各项贷款年末余额等14个指标构建指标层，见表1。

表1 长江中游城市群经济水平评价指标体系

2.2 数据来源

各指标数据来源于2005年及2014年的《湖北统计年鉴》、《湖南统计年鉴》、《江西统计年鉴》以及《中国城市统计年鉴》，个别缺失数据则通过相关地市对应年份的国民经济和社会发展统计公报补全。空间属性数据来源于国家1∶400万基础地形图矢量化成果。

3 实证分析

根据《长江中游城市群发展规划》，长江中游城市群的区划发生重大变动，皖江城市带不再属于长江中游城市群序列。目前，长江中游城市群具体包括：湖北省武汉市、黄石市、鄂州市、黄冈市、孝感市、咸宁市、仙桃市、潜江市、天门市、襄阳市、宜昌市、荆州市、荆门市，湖南省长沙市、株洲市、湘潭市、岳阳市、益阳市、常德市、衡阳市、娄底市，江西省南昌市、九江市、景德镇市、鹰潭市、新余市、宜春市、萍乡市、上饶市及抚州市、吉安市的部分县（区）。为了确保数据的可比性和获得性，将抚州市、吉安市整市纳入本研究范围。

3.1 长江中游城市群经济发展水平熵权TOPSIS评价

通过表1指标体系构建长江中游城市群经济发展水平的评价矩阵，并根据公式（1）—公式（3）分别计算2004年和2013年各指标的熵值、权重，结果见表2；按照公式（4）—公式（8）分别计算长江中游城市群31个城市的指标值与理想解和负理想解的欧式距离以及与贴近度Ci，并对Ci得分进行降序排列得到当年城市经济发展水平的排序，再根据10年间各城市排序的变动计算动态度，结果见表3。

表2 各指标熵值及权重变动情况

3.1.1 各地州市经济发展水平分析

（1）动态度方面。10年间，共有5个城市排名保持不变，11个城市排名上升，15个城市排名下降。排名不变的城市，有4个城市集中在经济发展水平前五的城市之中，武汉市、长沙市、南昌市三个省会城市稳居前三名，宜昌位列第5名。另外天门市则长期处于末位。排名上升速度较快的有鹰潭市（11）、新余市（10）、襄阳市（6）、萍乡市（6）、上饶市（5）、鄂州市（5）、九江市（4）、吉安市（4）、潜江市（4）。排名下降较快的有黄冈市（-8）、益阳市（-7）、荆州市（-6）、抚州市（-6）、岳阳市（-5）、孝感市（-5）、黄石市（-4）、荆门市（-4）。

表3 长江中游城市群城市经济发展水平TOPSIS计算结果

（2）Ci值方面。只有武汉市、宜昌市、株洲市、荆州市的Ci值出现降低，其余27个城市的Ci值都上升，表示它们距离理想解的距离减小、距离负理想解的距离增大，说明长江中游城市群经济发展的总体格局出现均衡化趋势。这可能得益于近些年长江中游城市群实施的一系列区域一体化措施：自2012年起，先后签订了《长江中游城市群战略合作框架协议》、《武汉共识》、《长沙宣言》等协议。而实质性的地区一体化发展措施也是长江中游城市群经济均衡发展的重要推动力，如九江与黄冈跨江跨区合作开发、“咸岳九”小三角等。

3.1.2 经济差异影响因子解析

根据信息熵赋权的基本原理，各指标j的数值变异程度越大，信息熵Hj越小，则该指标提供的信息量越大，进而指标j的权重也应越大；反之，该指标的权重也应越小。这种特性恰好筛选出了造成各城市经济差异的影响因子。

综合2004年和2013年结果，X7、X8、X9、X13、X14指标权重大（0.0995～0.1456），其中X7、X8、X9均属于经济活力水平指标，X13、X14属于经济潜力水平指标，它们是造成长江中游城市群经济差异的重要影响因子。实际使用外资（X7）与评价单元的产业结构、基础设施建设水平、政策环境、劳动力成本等密切相关。进出口总额（X8）反映了评价单元的经济外向性和优质程度。旅游总收入（X9），2009年颁布的《国务院关于加快发展旅游业的意见》明确指出要把旅游业培育成为国民经济的战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业，旅游业成为实现国民经济提质增效的重要手段，产业地位不断提高，而旅游总收入是衡量区域旅游业发展整体水平的重要指标。金融机构各项存款年末余额（X13）是区域经济稳定发展，居民收入和企业利润增长的体现，也是未来区域经济发展的潜在条件。金融机构各项贷款年末余额（X14）是区域投资消费水平的反映，充分反映了国民经济三驾马车在区域发展中的重要性[1]。

3.2 经济发展水平时空演变分析

3.2.1 长江中游城市群及内部区域经济差异分析

应用SPSS软件，对Ci值进行描述性统计分析，分别计算长江中游城市群整体、武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群的标准差、均值和变异系数，结果见表4。

表4 长江中游城市群及内部区域经济发展水平变异系数

从长江中游城市群总体看，2004—2013年十年间变异系数由1.3597下降到1.0594，表明长江中游城市群城市间经济差异减小，这与3.1得出的长江中游城市群经济发展的总体格局出现均衡化的趋势的结论相一致。从内部分区域看，十年间武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群的变异系数均降低。尤其是环鄱阳湖城市群的变异系数由0.9162大幅降低到0.5919，说明环鄱阳湖城市群在区域经济协同发展方面成效显著。而武汉城市圈是造成长江中游城市群总体经济差异的主要贡献者。

3.2.2 经济发展水平全局自相关分析

利用ArcGIS软件，分别计算长江中游城市群整体、武汉城市圈、环长株潭城市群、环鄱阳湖城市群的Moran's I指数，结果见表5。

表5 长江中游城市群及内部区域经济发展水平Moran's I指数

结果表明，2004—2013年十年间，各个区域Z得分的绝对值均小于1.96，因此Moran's I的显著性不强。长江中游城市群整体和武汉城市圈、环长株潭城市群2004年和2013年的Moran's I在-0.1764至-0.1534区间，表现出微弱的空间负相关，即微弱的离散分布特征。而2004年和2013年环鄱阳湖城市群Moran's I指数为0.2197、0.2391，表现出微弱的空间正相关，即微弱的集聚分布特征。

全局自相关分析只能揭示长江中游城市群和内部三大城市群经济水平的全局特征，并未展现经济发展水平空间差异的局部特征，因此需做进一步分析。

3.2.3 Jenks自然最佳断裂点聚类分析

由于Moran's I指数显著性不强，不适合应用传统的局部空间自相关分析来做进一步分析，因此本文采用Jenks自然最佳断裂点分级法对不同经济发展水平进行聚类并可视化来描述长江中游城市群内部的经济发展水平空间分异情况，具体结果见表6。

表6 长江中游城市群经济发展水平自然最佳断裂点聚类结果

根据表6，武汉市属于经济发达地区，长沙市和南昌市为经济较发达地区，三座省会城市形成了长江中游城市群的三大增长极，呈“品”形分布，该格局十年间并未发生改变。

（1）武汉城市圈。2004年武汉城市圈表现出明显的极核式空间结构，其中武汉市是区域经济发展的极核，而与其邻近的8个城市包含了长江中游城市群6个经济欠发达城市中的5个以及3个经济较欠发达城市。一定程度上验证了弗里德曼的中心-外围理论，武汉市作为中心居于统治地位，外围城市则在发展上依赖于中心，中心与外围之间构成了不平等的发展格局，这是因为经济权利因素、高效的生产活动和生产要素向中心的极化造成的。至2013年，这种格局仍未发生明显改变，虽然潜江市和鄂州市从经济欠发达城市跃迁至经济较欠发达城市，但是荆州则从经济水平一般城市滑落至经济较欠发达城市。

（2）环长株潭城市群。2004—2013年十年间，环长株潭城市群经济发展水平空间格局十分稳定，所含城市在城市发展水平等级上未有变化。空间格局表现为南北部共5个城市的经济水平一般区域被中部经济较发达的长沙市和经济较欠发达的益阳市和娄底市分隔开。

（3）环鄱阳湖城市群。2004年环鄱阳湖城市群经济发展水平整体不高，景德镇市、上饶市、鹰潭市、抚州市、宜春市、新余市、吉安市、萍乡市构成了经济不发达的绵延区。经过十年的发展，到2013年这种局面得到明显改善，大片的经济不发达绵延区消失，除抚州市、景德镇市以外，原经济不发达绵延区的其他城市均上升为经济一般地区。

4 结论

由上述分析，本文得到以下结论：长江中游城市群经济发展的总体格局出现均衡化趋势，武汉城市圈是造成长江中游城市群经济差异的主要贡献者。经济活力指标和经济潜力指标是造成各州市经济差异的影响因子。长江中游城市群经济差异表现出微弱的空间负相关。十年间武汉城市群和环长株潭城市群经济格局未发生明显变动，环鄱阳湖城市群大片经济不发达绵延区消失，转变为经济水平一般地区。得出的结论与实际情况相符，一定程度上验证了选用研究方法的科学性和适用性。

[1]杜挺，谢贤健，梁海艳，黄安，韩全芳.基于熵权TOPSIS和GIS的重庆市县域经济综合评价及空间分析[J].经济地理，2014，（6）.

[2]陆伟锋，唐厚兴.关于多属性决策TOPSIS方法的一种综合改进[J].统计与决策，2012，（19）.

[3]张洪，张燕.基于加权TOPSIS法的旅游资源区际竞争力比较研究——以长江三角洲为例[J].长江流域资源与环境，2010，(5).

[4]李建豹，白永平，罗君，黄永斌.甘肃省县域经济差异变动的空间分析[J].经济地理，2011，（3）.

[5]王振波，徐建刚，朱传耿，祁毅，徐璐.中国县域可达性区域划分及其与人口分布的关系[J].地理学报，2010，（4）.

[6]熊薇，徐逸伦，王迎英.江苏省县域经济差异时空演变[J].地理科学进展，2011，（2）.

[7]刘玉，潘瑜春，陈秧分.山东省县域经济发展的时空动态研究[J].经济地理，2012，（5）.

[8]冯建中，何先平.突变级数法在中部六省经济发展评价中的应用[J].宜春学院学报，2012，34(12).

（责任编辑/刘柳青）

F224

A

1002-6487（2016）21-0134-04

国家社会科学基金资助项目（14WGL002）；湖北省社会科学基金重大招标项目（2009087）；西安外国语大学研究生科研基金重点项目（SYJS201503）

马 勇（1959—），男，湖北武汉人，教授，博士生导师，研究方向：区域旅游经济。

童 昀（1991—），男，安徽合肥人，硕士研究生，研究方向：区域旅游开发与规划。