基于区位熵模型的济南市制造业产业布局研究

王娟娟 徐石玉 刘晓宇 房 莹

( 山东师范大学数学与统计学院，250358，济南 )

1 引 言

制造业是中国经济高质量发展的稳定动能.马小丽等人[1]认为中国制造业的高质量发展之路，其关键在于新旧动能转换，体现在发展理念、生产模式、技术能力、科技创新等多个方面.闫超[2]认为伴随着时代的不断发展与进步，现阶段国内经济不断发展，中国的经济在全球经济一体化中的地位持续提升，中国制造业在全球的竞争能力是值得肯定的.朱燕[3]指出为了促进制造业产业升级，山东省全面展开了新旧动能转换重大工程，注重新动能的培育发展和现代产业集群的发展，为制造业的发展培育新的竞争优势.乔瑞庆[4]认为保持制造业比重的基本稳定主要有三点：一是要结合我国国土空间大和市场规模大的优势；二是制造业产品要不断动态调整；三是要强化技术创新，持续提升产品附加值；在未来，在不断落实实体经济各项政策的背景下，一定可以实现制造业比重趋于稳定.

某一区域要素的空间分布情况可以用区位熵来衡量，区位熵可以反映某一产业部门的专业化程度，也可以反映某一区域在高层次区域的地位和作用.张庆武[5]认为一个地区的制造业在地区工业中的地位比重和地区制造业与工业总产值的比重有直接关系，比重越大，说明该区域制造业行业相对其他行业越发达，可以从侧面说明区域制造业基础的强弱.霍博等人[6]指出区位熵衍生于物理学，主要用于衡量系统复杂程度或有序程度,其计算过程简单，综合性较强，能够反映区域内优势产业的空间分布与地位作用，是测算产业空间分布集聚程度的常用指标.何倩[7]指出国内很多学者通过区位熵来衡量某地区的某一产业相对于全国该产业发展水平的专业化程度.秦宁等人[8]指出区位熵一直是传统测量区位产业空间集中程度的常用指标，又称专业化指数.

田钰莹等人[9]指出21世纪以来，全球产业结构调整步伐加快，文化产业逐步繁荣.文化产业不仅具有展示文化多样性、提高社会凝聚力的长远社会效应，也表现出创造收入、扩大就业、完善产业结构等巨大的经济效应，是国家综合发展软实力的重要标志.一个城市的产业结构与布局直接影响着其经济能否稳定发展.盖业玮[10]指出为了进一步推动经济的高质量发展，我国下一阶段的经济发展规划将经济发展质量、技术进步和生态保护等方面列为重要任务，经济发展转型的关键是利用产业结构升级，加大主导产业所占权重.

2 济南市制造业现状

制造业是国民经济高速发展的发动机，是国家竞争力的重要体现，也是区别发展中国家和发达国家的重要因素.在我国，制造业一直是国家的支柱产业，在增加就业、稳定社会秩序和提升国家综合实力等方面具有重要作用.山东作为我国经济排名第三的大省，是我国制造业的中流砥柱，济南作为山东省的省会城市，是山东省的政治、文化、教育、交通和科技中心，是山东省经济发展的火车头，也是最核心的制造中心之一.为了加快济南市新旧动能转换，打造先进制造业产业集群，推动制造业高质量发展，亟需对济南市制造业进行合理的产业布局，做到统筹兼顾、因地制宜、远近结合、综合发展.这将对济南市乃至山东省把握当前竞争格局、进行经济态势分析、调整竞争战略和制定经济政策都具有重要的现实意义.

根据济南市第四次经济普查中按行业门类分组的法人单位与个体经营户普查结果可知，2018年末，制造业法人单位数量为19 772个，从事制造业的个体经营户有20 630个，在法人单位从业人员中，从事制造业的人数位居前三，有597 896人，占18.77%.制造业法人单位资产总计7 807.75亿元，制造业实现营业收入7 506.35亿元.由以上数据足以看出制造业为济南市提供了比较多的工作岗位，为济南市的就业提供了最重要的支持和保障.

根据济南市第四次经济普查公报得到制造业各行业的营业收入和R&D经费支出情况，制造业各行业中，黑色金属冶炼和压延加工业的营业收入最高，其次是汽车制造业，再其次是计算机、通信和其他电子设备制造业，分别为1 686.21亿元、1 288.04亿元和637.49亿元.计算机、通信和其他电子设备制造业的R&D经费支出最高，为38.7亿元，其次是黑色金属冶炼和压延加工业，为20.94亿元，再其次是汽车制造业，为19.95亿元.制造业其他行业的营业收入和R&D经费支出的堆积条形图如图1所示.

图1 济南市制造业各行业营业收入和R&D经费支出堆积条形图

由图1可以看出制造业行业中黑色金属冶炼和压延加工业，汽车制造业以及计算机、通信和其他电子设备制造业这三类产业为制造业营业收入和R&D经费支出的前三名，说明这三类产业是制造业31类产业中经济发展的领头羊和重点发展产业.

3 济南市各市辖区制造业行业竞争力分析

3.1区位熵区位熵是产业效率和效益分析的量化工具，用来衡量某一特定产业，特别是区域的相对集中度水平.如果区位熵大于1，则该区域内的行业称为专业部门.区位熵越高，专业化程度越高，说明该地区的产业吸引力越大.一般情况下，区位熵大于1.5表示集中度较高.因此本文利用区位熵来对济南市各市辖区的制造业行业竞争力进行测算.区位熵可以反映济南市各市辖区制造业行业在济南市的专业化程度，进而间接反映各市辖区之间经济联系的结构和方向，其计算公式为：

(1)

这里采用地区工业总产值与地区第二产业总产值进行比较分析.用pi表示i市辖区的工业产值，qi表示i市辖区的第二产业产值；p0表示济南市的工业产值，q0表示济南市的第二产业产值.如果βi>1，则表明i地区工业具有竞争优势，也表明i地区制造业行业在济南市的专业化程度较高，否则处于竞争劣势，也就是制造业行业在济南市的专业化程度不高.如果βi>1.5，表明i地区的制造业行业的集中度较高，具有显著优势.

3.2济南市各市辖区工业总产值和第二产业产值2019年1月，山东省行政区划调整正式获得批复，莱芜市整体并入济南市，进行行政区划调整之后，主要的变化为：设立山东省济南市莱芜区和钢城区，以原莱芜市莱城区的行政区域作为莱芜区的行政区域，以原莱芜市钢城区的行政区域作为钢城区的行政区域.因此表1与表2中2018年以前均无莱芜区和钢城区的数据.

表1 2014-2019年济南市各市辖区工业总产值 单位：亿元

表2 2014-2019年济南市各市辖区第二产业产值 单位：亿元

由表1中的数据可以看出，2014至2020年间，市中区和天桥区两个市辖区的工业总产值呈上升趋势；历下区、槐荫区、长清区、章丘区四个市辖区的工业总产值基本呈稳定状态；历城区和济阳区两个市辖区的工业总产值基本呈下降趋势；莱芜区和钢城区虽然在2019年才划分为区，但它们的工业总产值在2019年已经远远高于除章丘区外的其它几个市辖区，并在2020年还有所上升.

由表2中的数据可以看出，2014至2020年间，市中区、历下区、天桥区、槐荫区和长清区五个市辖区的第二产业产值均有所上升；历城区的第二产业产值有所下降且不稳定；章丘区的第二产业产值有所上升，但在2019年下降的比较多，2020年又有所回升；济阳区的第二产业产值呈先上升后下降又上升的不稳定状态；对于刚划成区的莱芜区和钢城区来说，其在2019年的第二产业产值并不低，且2020年的第二产业产值比2019年的还要高.

另外，“吃禁果”是男女之情的隐喻，摩西说得过于委婉，可人们还是猜得出来，繁衍后代就等于生生不息，永远不死了。

3.3区位熵结果分析根据公式(1)，对济南市10个市辖区在2014至2020年的地区竞争力指数进行测算，结果如表3所示.

表3 济南市10个市辖区2014-2020年区位熵

由表3计算结果可知，从总体上看，市中区、天桥区、槐荫区、历城区、长清区和章丘区六个市辖区的区位熵相对比较稳定，要么稳定大于1，要么稳定小于1，说明这六个市辖区的工业专业化程度和制造业结构在大方向上没有改变；而历下区和济阳区的区位熵有明显的变化.

由于莱芜区和钢城区在2019年之后才有数据，因此将其他8个市辖区进行折线图的比较，从折线图中可以清楚地看出市中区和章丘区的区位熵大于1的年份比较多.

图2 区位熵折线图

从时间维度上对各市辖区的区位熵结果分析如下：

1) 市中区的区位熵在除2019年的其他年份都大于1，说明市中区的工业专业化程度和制造业结构比较突出.

2) 历下区的区位熵仅在2014年大于1，2014年之后的区位熵均小于1，说明历下区可能转变了发展模式.历下区作为济南市的中心，大力加强生态建设，进一步加大环境保护力度，深入推进生态城区建设，努力提升城市品位、改善人居环境，工业专业化程度和制造业结构在2015年有了很大的转变，发展模式开始向其他方向延伸.

3) 天桥区、槐荫区、历城区、长清区四个市辖区在2014年至2020年这七年间工业专业化程度和制造业结构相对较稳定，且因为疫情影响在2020年的区位熵均有所降低.

4) 章丘区的区位熵仅在2016年小于1，其余6年的区位熵均大于1.2016年12月22日，撤销县级章丘市，设立济南市章丘区.因此章丘区在2017年开始稳定了工业结构，且在2020年区位熵还有所提升，这说明章丘区的工业专业化程度和制造业结构在疫情的影响下不降反增，可以根据环境自我调节.

6) 莱芜区是山东省重要的煤炭基地，钢城区是山东省重要的钢铁、能源基地.莱芜区和钢城区都是在2019年才正式划分为市辖区，但是其丰富的矿产资源决定了它们的工业专业化程度和制造业结构必定优于济南市其他市辖区.钢城区两年的区位熵均大于1.5，说明其集中度较高，制造业优势及行业竞争力较其他市辖区高很多.

区位熵大于1表示工业专业化程度和制造业结构比较突出，因此可以进一步地对2020年区位熵大于1的市辖区进行制造业产业投入，区位熵小于1的市辖区可能比较适合发展其他产业.2020年济南市区位熵大于1的市辖区有市中区、章丘区、莱芜区和钢城区，其中，莱芜区和钢城区的区位熵均大于1.5，说明这两个市辖区的制造业优势及行业竞争力较其他市辖区高很多，对于莱芜区和钢城区来说，优质的资源是其优势，因此它们应该继续发挥其优势，使优势达到最大化.莱芜区的泰钢集团和九羊集团在2020年进入了中国民营企业500强的榜单，莱芜区的制造业已崭露头角、渐显锋芒.莱芜区要坚持“生态立区、实业强区”的发展战略不动摇，构建优势制造业产业集群，把莱芜高端装备制造园区打造成“国内一流、国际领先”智慧型工厂的行业新标杆.钢城区可以着重发展装配式建筑产业、汽车零部件产业、粉末冶金产业、装备制造产业、氢能源产业等高端制造业.而对于市中区，在明确“前沿科技引领带、跨界融合示范城”远景定位的前提下，现阶段可以建立二环南路科技创新产业带，规划绿色智造产业园发展布局，打造先进制造业新亮点，着力发展能源环保、新材料、生物医药等产业，打造新型科技成果转化“孵化器”.章丘区的制造业已经发展的很好，现阶段可以聚焦高端装备制造业提质增效，依托重汽配套产业园，集聚一批零部件配套企业，打造国家重点汽车制造集聚区.

表4 区位熵大于1的市辖区制造业产业布局

4 结论与建议

4.1相关结论

1) 制造业提供了全济南市比较多的工作岗位，为济南市的就业提供了最重要的支持和保障.

2) 制造业行业中黑色金属冶炼和压延加工业，汽车制造业以及计算机、通信和其他电子设备制造业这三类产业是制造业31类产业中经济发展的领头羊和重点发展产业.

3) 2014至2020年间，市中区和天桥区两个市辖区的工业总产值和第二产业产值均呈上升趋势；历下区、槐荫区、长清区三个市辖区的工业总产值比较稳定，但第二产业产值呈上升趋势；章丘区的工业总产值比较稳定，但第二产业产值不是很稳定；历城区的工业总产值和第二产业产值均呈下降趋势；济阳区的工业总产值呈下降趋势，且第二产业产值不稳定；莱芜区和钢城区的工业总产值和第二产业产值均很高.

4) 根据2014至2020这七年的区位熵测算得知，工业专业化程度和制造业结构具有竞争优势的市辖区是市中区、章丘区、莱芜区和钢城区，其中，钢城区制造业优势及行业竞争力最高.

4.2对策建议

1) 面对目前就业形势严峻的现实，未就业者可以考虑制造业方面的工作.

2) 黑色金属冶炼和压延加工业，汽车制造业以及计算机、通信和其他电子设备制造业这三类产业是制造业行业中经济发展的领头羊和重点发展产业，济南市应该在此基础上加快发展这三类产业.

3) 济南市槐荫区以智能制造为中心，机床、交通、高新产业园等制造产业正在积极建设中；历下区也逐渐依靠现代科技发展其制造业，其新兴产业如智能制造、光电科技、数字媒体等逐渐走上正轨.天桥区有着几个较为重要的制造业企业如科亚智能巡航机器人、梅格彤天自动化设备、山东蓝奥生物研发生产基地等，在这些企业的带动下，其产业集群逐渐成熟化.

4) 根据以上对济南市各市辖区制造业区位熵的计算可知：2020年市中区、章丘区、莱芜区和钢城区工业专业化程度和制造业结构优于济南市其他市辖区，可以将这四个市辖区的制造业进一步稳固加强，以发挥其最大优势.其中，市中区资源环境、资金、信息技术等发展逐渐成熟，其制造业在高端生产设备、新能源等领域有着较大产值.

总的来说，济南市各地区制造业发展在原有冶金钢铁等资源型企业的基础上不断发展创新，朝着高新科技的方向如机器人、生物医药、光电科技等领域进军，制造业领域呈现多元化发展态势，产业结构正在进行优化升级.