基于区位熵的西北新兴工业城市职能演进与发展趋势分析——以兰州、西安为例

唐相龙，郭书辰

(兰州交通大学 建筑与城市规划学院，兰州 730070)

城市职能是指城市在一定地域内的经济、社会发展中所发挥的作用和承担的分工，是城市对城市本身以外的区域在经济、政治、文化等方面所起的作用。城市职能亦包括为城市本身服务的活动，即城市中进行的各种生产、服务活动均属于城市职能范畴[1]。新中国成立初期，面对困难重重的特殊国际环境，中国与苏联结盟，实行“一边倒”的外交政策，采取以苏联援华“156项工程”为主导优先发展重工业的经济战略，工业成了城市发展的主要动力和因素。因此，当时布局了较多重点工业建设项目的现代新兴工业城市都得到了快速发展，如西北地区(陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆)的兰州、西安2座省会城市就极具代表性[2]。然而，在“156项工程”布局落地的基础上并经过70年的规划建设发展之后，西安经济总量已3倍于兰州，如今两座新兴工业城市的经济地位以及城市职能均出现了巨大的时空差异。在此背景下，对2000—2019年兰州与西安近20年城市一、二、三产业的发展变化进行区位熵分析，进而理清2000年以来两座西北新兴工业城市职能演进的特征，并结合兰州和西安各自的发展定位，以期为两城新一轮在编国土空间总体规划提供理论思路和实践参考。

一、区位熵分析法和数据

(一)区位熵分析法

区位熵由P.Haggett提出，运用于区位分析中，又称专门化率或地方专业化指数[3]，并且泛指一个地区、某一部门的总产值在该地区生产总值中所占的比重与当时该部门产值在全国生产总产值中所占比例之间的差异[4]，运用区位熵理论对该经济部门的地区产值进行分析，可以计算得出相关产业部门的专业化水平[5]，以及某区域在更大区域中的影响和作用等。其计算以某地区就业人数为基础，具体公式如下[6]：

(1)

(二)研究区域及数据来源

本文通过研究兰州市与西安市从2000—2019年第一、二、三产业的区位熵与区位熵指数的变化，从而判断2000年以来兰州与西安的城市职能变化及其对兰州、西安城市发展的影响。为了使区位熵值更有意义，除了将兰州第一、二、三产业区位熵进行对比外，还通过比较兰州、西安2000—2019年第二产业内部结构以及2019年兰州、西安的第三产业内部区位熵，进一步分析兰州、西安的城市职能发展变化情况，以此评判当前兰州、西安在西北地区承担的主要职能。

鉴于2020年新冠疫情暴发，诸如兰州、西安等城市均受到不同程度的波及，加之随后疫情在全国范围蔓延，严重影响了我国城市产业经济的正常运行，致使2020年和2021年统计数据无法表征兰州、西安两座省会城市应有的产业经济态势，因此本研究未采用2020年和2021年的最新统计数据。本文从《兰州统计年鉴》(2001—2020)、《西安统计年鉴》(2001—2020)、《中国统计年鉴2020》分别获取兰州、西安、全国三次产业的从业人数。首先计算出兰州、西安2000—2019年三大产业的区位熵，对兰州、西安的城市职能进行总体分析，比较得出兰州、西安的优势产业为第二产业，再以第二产业分产业为主要对象对其专业化部门区位熵值进行对比，确定两座城市当前的优势主导产业。

二、兰州、西安城市职能演进特征比较

(一)第一产业专业化程度低，但是西安总体强于兰州

从表1区位熵值以及《兰州统计年鉴》(2001—2020)、《西安统计年鉴》(2001—2020)中得知，兰州和西安的从业人数总体呈现正增长态势。从区位熵值来看，兰州的第一产业部门属于非基本活动，由于兰州第一产业区位熵值小于1且不超过0.7，专业化程度相对于全国平均水平较低，处于弱势地位，需要从其他城市调入才能满足市场的需求。从图1的变化可以看出，2007年兰州第一产业区位熵值达到峰值，此后2008年至2019年，增长较为稳定。总体来看，兰州第一产业发展较为稳定，但其作为城市职能的专业化程度较弱。从该区位熵值来看，2000—2019年期间，西安第一产业发展较为稳定，区位熵值处于0.60～0.76的范围之内，其中，西安在2000年第一产业区位熵值为0.76，之后呈慢速下降的趋势，同样说明西安的第一产业属于非基本职能，专业化程度较低，仍需要从其他城市调入才能满足市场需求，但其第一产业职能总体强度高于兰州。

表1 2000—2019年兰州、西安三次产业区位熵值一览表

图1 2000—2019年兰州、西安第一产业LQ值变化图

(二)第二产业专业化程度变化多样

从表2来看，兰州第二产业区位熵值从大于1减少到小于1，但始终处于0.85～1.42的范围内。在2000—2007年，区位熵值大于1，说明兰州第二产业技术专业化程度相对较高，且已经远远超过了全国平均水平，也使兰州城市基本职能具有一定优势，对外可输送服务或产品；2004年之后兰州第二产业专业化程度减弱，职能强度明显降低。从变化趋势上看，兰州的第二产业区位熵值逐渐减小，城市职能相对弱势增大。从总体上看，西安第二产业区位熵值处于0.8～1.2的范围内。在2000—2012年间，西安的区位熵值一直大于1，说明第二产业在西安属于比较优势产业，专业化程度较高，并且对外可输送服务或产品。在2013年之后，西安的第二产业区位熵值小于1，专业化程度减弱，产业优势减小，基本职能强度降低。西安第二产业区位熵值逐渐减小，作为城市职能弱势相对增大。但相比兰州，西安第二产业城市职能的变化趋势程度较兰州小且西安第二产业职能弱化时间晚于兰州。从图2的变化趋势来看，兰州采矿业职能整体优势大于西安，兰州第二产业内部职能有明显改变，西安第二产业内部结构呈稳定增长。

表2 2000—2019年兰州、西安第二产业分行业区位熵值变化一览表

续表2

图2 2000—2019年兰州、西安第二产业LQ值变化图

1.采矿业总体趋势相似，但发展差距较大

从图3来看，2000—2019年期间，兰州和西安的采矿业从业人数均呈正增长，但兰州采矿业职能强度大于西安。2000年，兰州采矿业区位熵值为1.31，2019年区位熵值为3.09，区位熵差为1.78，说明采矿业是兰州近20年发展中的优势产业；西安采矿业在2000年的区位熵值为0.08，2019年为0.75，区位熵差为0.67，表明在近20年间，采矿业有所发展但仍不属于西安的优势产业。从纵向看，兰州采矿业区位熵值在2000—2019年期间明显高于西安，兰州采矿业职能较西安更具优势。

图3 2000—2019年兰州、西安采矿业区位熵对比

2.西安制造业产业职能强于兰州

从图4来看，2000—2019年期间，兰州和西安的制造业区位熵值变化趋势相近。兰州制造业在2000年区位熵值为1.26，到2019年区位熵值为1.73，区位熵差为0.47，兰州制造业的产业职能属于兰州优势产业，但与2000年前相比，其发展程度有所走低；西安在2000年的区位熵值为1.46，在2019年为2.92，区位熵差为1.46，其制造业发展程度较高，并为优势产业。从纵向看，兰州、西安制造业区位熵值均表现为先增大后减小，目前西安制造业发展总体大于兰州，制造业是西安相对于兰州的优势产业。

图4 2000—2019年兰州、西安制造业区位熵值对比

3.兰州与西安建筑业职能发展趋势相近

从图5来看，兰州和西安建筑业区位熵值均呈先增长再降低，后趋于稳定发展的态势。2000年，兰州的区位熵值为1.32，2019年，其区位熵值为5.06，区位熵差为3.74，说明兰州建筑业职能增强，但由于其区位熵值在2003—2012年间指数较大，表明兰州建筑业在此期间发展较好，2013年后趋于稳定，说明该产业在近年成为兰州稳定发展的优势产业；西安建筑业2000年的区位熵值为1.17，2019年的区位熵值为3.94，区位熵差为2.77，说明西安建筑业为西安的优势产业，并与兰州发展趋势相近，2003—2012年其建筑业发展较好，2013年后该产业发展趋于稳定。从纵向上看，近20年间，兰州与西安的建筑业产业职能总体发展趋势相近。

图5 2000—2019年兰州、西安建筑业区位熵值对比

(三)兰州与西安第三产业专业化程度较高

从总体上看，兰州第三产业区位熵值一直大于1，说明兰州第三产业专业化程度在全国处于较高水平，其规模具有比较优势。从图6来看，兰州第三产业区位熵值总体变化趋势波动较大，2011年区位熵值开始降低，但总体区位熵值大于1，西安第三产业区位熵值总体变化趋势较为稳定，说明两市第三产业在当地产业集聚程度高，发展程度均高于全国平均水平。从纵向上看，西安第三产业区位熵值变化趋势较兰州平稳，说明西安第三产业职能发展态势较为稳定。

图6 2000—2019年兰州、西安第三产业LQ值变化图

从表3第三产业内部区位熵指数看，兰州和西安第三产业大部分行业产业水平大于全国平均水平并均处于发展提升阶段。2019年，兰州和西安区位熵值大于1的产业共13类，其中，兰州和西安的批发和零售业，住宿和餐饮业，居民服务、修理和其他服务业职能集聚程度最高，远大于其他产业职能。兰州和西安在交通运输、仓储、邮政业，信息传输、软件和信息技术服务业等9类部门的区位熵值均大于1，产业水平高于全国，除满足城市自身发展需求外，可为城市外部服务。总体上看，兰州与西安第三产业区位熵值在2019年基本接近，优势产业数量相同，远高于全国平均水平的产业类型也相同，但在金融业，公共管理、社会保障和社会组织两个部门职能中，西安的金融业区位熵值为1.99，兰州为0.95，区位熵差为1.04，说明2019年西安的经济水平远超兰州，并且可以看出兰州经济职能低于全国平均水平。

表3 2019年兰州、西安第三产业内部区位熵变化情况一览表

三、兰州、西安城市职能演变趋势分析

(一)兰州城市职能演变趋势分析

1.工业职能持续发力，生产性服务业职能逐渐强化，区域中心城市地位日趋凸显

从2000—2019年兰州各产业间区位熵值、2000—2019年第二产业内部区位熵值以及2019年第三产业内部区位熵值可以看出，兰州市的主导产业由第二产业转变为第三产业。在第三产业中，城市职能应以生产性服务业为主，并注重提升其他产业发展。从表3可以看出，兰州的批发和零售业，住宿和餐饮业，居民服务、修理和其他服务业具有较大优势；从业人数、集聚程度不断提高的产业有交通运输、仓储和邮政业，信息传输、软件和信息技术服务业，科学研究和技术服务业，水利、环境和公共设施管理业等。

兰州市作为新中国成立初期以6项苏联援华“156项工程”为主导的新兴工业城市，目前正处于由工业化中期向工业化成熟期过渡的关键时期，其工业生产功能将持续发力，生产性服务业作为一种战略性新兴产业，其在兰州区域经济发展中的地位将不断提升。近20年以来，随着西部开发战略的实施，特别是国家“一带一路”倡议的提出，围绕推进兰州新区、榆中生态创新城、兰白自创区、兰白试验区一体建设、兰州-西宁城市群建设，积极抢抓新时代推进西部大开发形成新格局的政策机遇，逐步将兰州打造成为我国西北内陆具有重要影响力的中心性城市。

2.重点提升金融服务职能，将兰州打造为西北地区重要的金融中心城市

从兰州区位熵值分析发现，兰州金融服务职能低于全国平均水平，今后兰州应该重点发展金融服务职能，着力完善地方现代金融服务体系，谋划发展地方金融特色，推动金融业高质量发展[7]。推动直接融资补短板、增体量，切实强化保险机构保障服务功能，充分发挥财税资金的撬动作用，促进金融资源集聚，建设“西北金融高地”，全力支持兰州打造“金融之城”，努力加快将兰州打造为立足甘肃、面向西北、服务“一带一路”的区域重要金融中心城市的步伐。

推动金融支持兰州、兰西城市群、西北地区的经济社会高质量发展，为兰州金融职能提升发展奠定基础，进而全面推动兰州城市经济高质量发展。深化金融改革开放，打造金融科技发展新高地，支持建设区域创新中心。突出支持重振“兰州制造”、区域发展战略、现代服务业、乡村振兴等重点领域，着力打造甘肃省新发展格局重要引擎。加快发展绿色金融，打造绿色金融改革创新“新区模式”，加大绿色金融支持“碳达峰碳中和”力度，助力打造黄河上游生态安全先行区，支持创建绿色低碳示范城市。

3.抢抓“四强”战略机遇，促进工业经济迭代升级，全面提升“一核”能级

根据分行业区位熵指数和现代历版城市总体规划中的城市性质定位可以看出，兰州市自新中国成立以来一直是我国西部重要的工业城市之一[8]。因此，根据强科技、强工业、强省会、强县域“四强”战略行动，以重点地区和关键领域为突破口，聚焦新型城市化，强化规划引领，推动综合实力和发展质量整体跃升。进一步充分发挥其工业职能的核心作用，把做大做强工业作为产业发展的主攻方向，通过技术进步和模式创新，振兴中心城区苏联援华老工业基地，促进工业经济迭代升级、提质增效，带动甘肃省经济实现结构优化、良性循环。优先建设提升“一核”能级——以兰州和兰州新区为中心、以兰白一体化为重点、辐射带动定西临夏的一小时核心经济圈，推动优势地区建设自主创新示范区、特色产业聚集发展区、综合交通物流枢纽承载区、对外开放先行区，打造驱动甘肃省高质量发展的主引擎。

立足甘肃省会城市和西部区域中心城市的定位，找准差异化发展路径，完善城市综合功能，不断提升城市能级和核心竞争力。做好规划整合文章，推进“多规融合”，编制实施国土空间总体规划，推进城乡全域统筹发展。做好工业职能转型升级，深入挖掘黄河文化、丝路文化等特色文化，擦亮生态底色，彰显兰州作为黄河之都的独特城市魅力。逐步完善省会城市首位职能，积极引进优质教育、医疗、现代服务业等高端配套，推进城市精细化管理，提升城市影响力、吸引力、辐射力。

(二)西安城市职能演变趋势分析

1.以服务业职能为主，生产性与生活性职能并重

依据西安2000—2019年产业区位熵值分析，西安自2013年起优势产业由第二和第三产业转变为以第三产业为主。从第二产业区位熵值可以看出，西安工业职能较为显著，依托高新技术产业发展，西安工业职能主要以装备制造业、高新技术产业等为主。发展服务业是实现城市绿色经济的有效途径，亦是促进城市经济与就业的重要手段。围绕加快发展生产性服务业、加快发展生活性服务业和加快发展以“古都文化旅游”为导向的服务新业态新模式的三大重点任务。

以西安丰富的产业资源为导向，大力发展服务业职能，并制定相关政策及发展规划，促进各项职能的多元化发展，全面推动西安城市服务业职能高质量发展。促进以金融、物流、信息、科技、商务等为主的生产性服务业快速发展，并注重生产性与生活性职能融合发展，逐步推进服务业与制造业在更高水平上深度融合，助力建设西安国家智能制造基地，促进生产性服务业向制造业生产全流程、全产业链的渗透，促进经济提质增效升级。

2.强化社会公共管理职能，助力西安历史文化旅游产业大发展

西安是陕西省省会，国家历史文化名城，国家中心城市，中国西部地区重要的中心城市，国家重要的科研、教育和工业基地，但从表3可以看出，西安的公共管理、社会保障和社会组织产业低于全国平均水平，说明西安行政职能相对较弱，因此提升行政职能对西安十分重要。另外，《西安城市总体规划(2008—2020年)》确定西安城市性质为历史文化古都与旅游名城，西安历史文化底蕴深厚，依托丰富的历史文化旅游资源，充分利用文物古迹、人文遗存等历史场所性载体，构建历史文化特色场所。

利用西安市当地丰富的文化遗产，打造具有当地特色的文化产品，有利于创新生产根植于西安市丰富的文化旅游资源。强调旅游资源和文化创意融合发展，从而有利于对其旅游资源进行有效宣传，以促进古都人文历史旅游业的发展。全面提升水利、环境和公共设施管理产业发展，强化公共管理职能，助力西安历史文化旅游产业良性运转，促进城市经济社会全面高质量发展。

3.培育新型城市特色职能，促进全域产业升级，全面提升西安核心竞争力

依据西安2000—2019年产业区位熵分析，以及考虑其人口、资源、环境、经济、生态等多方面综合因素，在新一轮国土空间总体规划编制实施中，西安应注重新兴产业与传统产业的融合，立足国家政策机遇与地方资源禀赋，倾力提升西安作为国家级中心城市的综合实力，发挥西安在西部的区域经济中心职能。加强西安与西咸新区的统筹联动发展，提升西安都市圈对关中平原城市群的支撑能力，进一步融入和形成共建“一带一路”等国家、区域协调发展战略新格局[9]。

培育新型特色的城市职能部门，增强城市发展的内生动力，以商业职能、社会服务职能等带动省会城市及全域经济社会职能发展。积极与周边城市联动实行产业合作，体现西安在西北的区位优势，孕育和释放西安在西北区域乃至全国的核心竞争力。西安都市圈向东扩展，在继续增强晋陕豫黄河金三角地区协调发展的基础上，进一步强化西安、郑州、太原之间的联系，推进中、西部之间的联动发展。西安都市圈向南拓展，也将进一步增强与成渝城市群的联系，强化成渝西金三角联动，推进西部地区南北两大核心发展区域之间的互动发展。西安围绕“引领西北发展、推动中西联动”的千万级国家中心城市建设，不断增强城市综合能级提升，助推西安都市圈及陕西省的城镇化高质量发展。

四、结论与讨论

由于西安和兰州相同的现代工业化、城市化缘起，以及围绕工业职能转型的不同发展历程，如今两市逐渐形成了各自的特色产业和新兴产业体系。通过对兰州与西安近20年城市第一、二、三产业发展变化的区位熵分析，发现兰州和西安产业职能演进特征趋势异同：(1)兰州与西安在近20年的产业发展中，第一、二、三产业总体发展较为相近，但由于地理位置、城市定位、经济水平等条件的不同，兰州与西安在产业职能上优势产业不同，时间节点变化不同。从第二产业分析，兰州的优势提升产业为电力、燃气及水的生产和供应业，建筑业；西安第二产业职能占比低于兰州，其中建筑业、制造业职能虽然减弱但仍为优势产业，电力、燃气及水的生产和供应业产业优势加强，采矿业产业优势明显弱于第二产业的其他产业。(2)兰州在城市发展中工业职能是其重要职能之一，因此结合兰州本地发展特点以及空间发展需求，通过产业带动城市高质量发展，依托兰州国土空间总体规划，优化兰州城市用地布局，各个产业经济空间要关联融合发展。(3)西安在近年已逐步形成传统工业与高新技术产业共同发展的趋势，依托西安的城市定位及发展战略，西安不仅要注重发展工业职能，而且要更加注重突出区位优势、底蕴优势和政策优势，积极培育和发展优势特色职能，全面转向城市高质量发展阶段。

兰州与西安作为新中国成立初期由“156项工程”主导的西北地区典型现代苏联援华新兴工业城市，经过70年规划建设发展之后，如今两座城市的经济地位以及城市职能均出现了巨大的时空差异。特别是改革开放以来，兰州历经“恢复再造重建、自身发展有利于稳定基础、扩大对外开放谋求突破、迈向全国实现整体发展、优化升级、转型升级”6个时期的深刻变迁，工业在其城市经济发展中极具重要地位；西安工业发展最初依托电子工程、机械制造等，传统工业相比兰州成分单一，发展优势弱，但西安积极打造高新技术产业等优势产业，为西安城市高质量发展提供了新动力。

我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段，西北新兴工业城市也正处在转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力的关键时期[10]。因此，如何基于最初单一工业职能，逐步转型发展成为各具特色的新型综合性城市，是以兰州和西安两座省会城市为代表的西北新兴工业城市当前及今后可持续高质量发展的方向和目标。