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基于ESDA的江苏省县域经济发展空间模式解析.pdf

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上传者: leeping 2012-12-16 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《基于ESDA的江苏省县域经济发展空间模式解析pdf》,可适用于经济金融领域,主题内容包含区域经济空间结构影响着区域形态和内部格局分析区域间经济差异的空间结构及其成因对于加快落后地区发展、保持发达地区竞争力是十分有益的。改革开放以来中国经符等。

区域经济空间结构影响着区域形态和内部格局分析区域间经济差异的空间结构及其成因对于加快落后地区发展、保持发达地区竞争力是十分有益的。改革开放以来中国经济的迅速增长引起了世界的广泛关注但其内部区域经济的巨大空间差异也愈见显著不少学者通过对东西方共同经验收稿时间:修回时间:基金项目:国家自然科学基金项目()国家“十一五”科技支撑项目(BAJA、BAJA)作者简介:蔡芳芳()女江苏徐州人硕士研究生。主要从事土地资源管理相关研究。Email:cffcom。基于ESDA的江苏省县域经济发展空间模式解析蔡芳芳濮励杰张健赵艳朱明(南京大学地理与海洋科学学院中国江苏南京国土资源部土地利用重点实验室中国北京中国科学院南京地理与湖泊研究所中国江苏南京)摘要:利用年江苏省县域人均GDP数据基于邻接和距离规则定义空间权重矩阵采用ESDA全局和局部空间关联分析方法对江苏省县域经济发展的空间发展模式进行了研究。结果表明:在基于邻接规则的空间关联模式分析下江苏省县域经济发展的空间相互联系强度可划分为四个阶段:年苏南与苏中、苏北空间差异并不显著年全省经济布局极化现象显著增强年极化现象有所缓解年苏南与苏中、苏北区域经济差距进一步拉大。在基于距离规则的空间关联模式分析下初步推断江苏省县域经济之间正的空间关联性影响范围在km之内。苏南经济的快速发展对沿江地带经济起到了较大的推动作用但沿海地区的经济发展在年前还有很大改观还需要进一步挖掘和带动。关键词:县域经济空间关联探索式空间数据分析江苏省中图分类号:F文献标识码:A文章编号:()IdentificationofSpatialEconomicStructureinJiangsuProvincebyApplyingExploratorySpatialDataStatisticsCAIFangfangPULijieZHANGJianZHAOYanZHUMing(SchoolofGeographicandOceanographicSciences,NanjingUniversityNanjingJiangsuChinaKeyLaboratoryofLandUseMinistryofLandandResourcesBeijingChinaNanjingInstituteofGeographyandLimnologyChineseAcademyofSciencesNanjingJiangsuChina)Abstract:Thefeasibilityofexploratoryspatialdataanalysis(ESDA)inanalyzingregionaleconomicdisparitiesisfirstlyexploredinthispaperThen,weuseESDAmethodtoinvestigatethespatialeconomicstructureatthecountylevelinJiangsufromtoBothglobalandlocalspatialautocorrelationanalysisstrategiesbasedontherulesofrookcontiguityandarcdistancecontiguityspatialweightsareusedduringtheinvestigationTheanalysisresultsbasedontherulesofrookcontiguityspatialweightsshowthattheevolutionofJiangsuspatialeconomicorganizationcanbediscriminatedasfourstages:Fromto,thedisparityofregionaleconomywasnotsignificantFromto,thecountylevelspatialdisparitiesofregionaleconomyhadsignificanteffectbetweensouthernandnorthernJiangsuFromto,thepolarizationeffectremittedtoacertainextentforwholeprovinceFromto,therewasahugegapofregionaleconomybetweennorthernandsouthernJiangsuMoreover,accordingtotheanalysisresultsbasedontherulesofarcdistancespatialweights,therangeofspatialeconomicinfluenceinJiangsuisobservedlessthankm,whichindicatesthatthegrowingupofsouthernJiangsuonlyhassignificanteffectontheregionsalongtheYangtzeRiverotherthanthecoastalareasThereisaneedtopaymoreattentiontodevelopthecoastalareasandreducethecountylevelregionaldifferencesinJiangsuKeywords:countylevelregionaleconomyspatialcorrelationexploratoryspatialdataanalysisJiangsu第卷第期经济地理VolNo年月ECONOMICGEOGRAPHYMar的总结和遴选根据中国国情展开了一系列多元性、系统性的学术研究研究尺度主要集中在东、中、西三大地带和省域宏观尺度上研究方法和测度技术主要有Theil指数嵌套分解法、小波分析法、基尼系数、变异系数、加权变异系数等。但是相关理论和实践表明在区域经济发展过程中区域单元之间并不是相互独立的每个单元与其临近单元之间存在着扩散或极化效应。传统的区域经济差异度量方法在一定程度上忽视了区域内部的空间结构与演化状况并不能真正反映区域空间差异的变化与机制。近年来以认识与地理位置相关的数据间空间关联性为核心的空间自相关技术己经在相当广泛的领域得到了应用逐渐发展和完善的探索性空间数据分析(ExploratorySpatialDataAnalysisESDA)方法即是空间自相关技术的核心内容之一。ESDA通过描述数据的空间依赖性和空间异质性来挖掘事物的空间分布特征具体通过空间权重矩阵的定义来解释区域之间的空间关系进而从复杂的社会经济现象中抽取出其在空间上的联系与演化规律。国外已把ESDA技术应用到物种分布、人口变化、植物学、区域经济等方面。近年来国内不少学者也致力于ESDA方法在区域差异方面的应用研究了区域经济差异变化、城镇群体空间结构、城市地价分布、人口分布等。江苏省是我国东部经济较发达的省份之一但其南北区域间经济的空间差异一直是困扰江苏平稳协调发展的难题。许多学者对江苏的区域空间差异进行了大量研究已有的研究大多假设区域单元之间相互独立忽略了相邻单元之间的相互联系或随距离增加而导致的单元之间不同程度的影响范围。本文通过定义邻接和距离两种规则的空间权重矩阵运用ESDA测度方法描述了改革开放以来江苏省县域经济发展的空间相互作用机制及其变化情况为更好的认识江苏区域经济空间发展格局把握其经济发展的总体走向提供参考和建议。研究方法与数据来源ESDA方法的核心是对空间权重矩阵的定义在定义方法中可以用不同规则来对事物或现象进行定量描述而对于不同的定义规则又可以从全局和局部两个视角出发发现区域发展的整体趋势和个别异常以此来揭示研究单元之间的空间联系与差异变化情况。空间权重矩阵在ESDA分析中对空间单元邻接关系的描述是ESDA的基本出发点分析是建立在对空间邻居关系定义的基础上。通常定义一个二元对称空间权重矩阵Wnn来表达n个位置的空间邻居关系依据邻接标准或距离标准来度量矩阵为W={wij}nn。在实际应用中一般根据以下两种规则定义邻居:邻接规则(Rookcontiguity):如果第i和第j个空间单元具有公共边界则认为它们是邻居空间权重矩阵中的元素为否则不是邻居元素为。距离规则(ArcDistancecontiguity):如果第i个和第j个空间单元之间的距离位于某一给定的临界距离d之内则认为它们是邻居空间权重矩阵中的元素为否则不是邻居元素为。全局空间关联分析全局空间关联分析(GlobalMoran’sI)反映的是空间邻接或邻近的区域单元属性值的相似程度。计算公式如下:I=nSni=Σnj=Σwij(xix)(xjx)ni=Σ(xix)()式中:n表示研究空间单元的数目xi和xj分别为第i个和第j个空间位置上的观测值x是平均值wij是空间权重矩阵W的元素S是W中所有元素之和其计算公式为S=ni=Σnj=Σwij。对Moran’sI结果进行统计检验采用Z检验:Z(I)=IE(I)Var(I)姨其中E(I)为数学期望Var(I)为变异数。在给定的显著性水平下若Moran’sI值接近表明经济发展水平相似的地区在空间上显著集簇若Moran’sI值接近则表明该区域的经济发展水平在整体上呈现极化态势。需要指出的是在总体空间差异不断缩小的情况下有可能出现局部空间差异扩大的可能。因此GlobalMoran’sI统计量仅是一种平均意义上的空间差异说明并不能全面反映区域内部的空间差异情况此时还需要采用ESDA局部空间关联分析方法。局部空间关联分析利用LocalMoran’sIi可以度量每个区域与周边地区之间的空间差异程度LocalMoran’sIi与全局空间自相关统计量GlobalMoran’sI之间具有内第期蔡芳芳濮励杰张健等:基于ESDA的江苏省县域经济发展空间模式解析在的联系前者是后者的分解:I=niΣnjiΣwijzizjSniΣnjiΣwij=nniΣzinjiΣwijzj=nniΣIi()所以局部Moran’sIi定义如下:Ii=zijΣwijzj()式中:zi和zj是对观测值i和邻近地区j分别进行标准化的值表示各区域考察变量与均值的偏差程度S=nniΣzi=其他参数含义如式()表述。对LocalMoran’sIi采取的置信水平进行筛选并结合行政区划图将局部差异的空间格局可视化得到空间模式结果可以分为四种情况:高高(HighHigh):高观测值区域单元集簇成群高低(HighLow):高值区域单元被孤立在低观测值单元中低高(LowHigh):低值区域单元被包围在相对高值的区域单元中低低(LowLow):低值区域单元集簇成群。数据来源本文数据资料取自《江苏五十年()》和《江苏省统计年鉴》()。空间分析尺度为个县(市、区)包括个省辖市区和个县(市)(考虑到分析的前后一致性本文以年以后的县域行政区划为地域参考单元对年以前的部分县域单元做了合并或调整)时间序列为年分析变量为县级年人均GDP(现价)。实证分析实证分析采取邻接(RookContiguity)和距离(ArcDistanceContiguity)两种规则来定义研究区单元间的临近组织关系。前者规定:边界相邻地区空间权重矩阵元素wij=否则为。这种空间组织模式是传统且严格的并没有考虑到经济要素在地理位置上的流动性。因此距离规则的权重矩阵定义方法则认为:某一区域单元在一定距离范围内同周围区域单元都存在空间临近组织关系如果小于给定的距离权重矩阵元素wij=如果大于给定的距离wij=。后者的规则定义方法一方面探究了不同腹地范围内的空间组织模式另一方面通过距离阈值的设定也在一定程度上显示出经济要素的空间影响范围。基于邻接规则分析使用Geoda软件计算年江苏省县域经济的GlobalMoran’sI值并对其进行显著性水平检验得到全局空间关联分析指数(表)。表江苏省年县域人均GDP的GlobalMoran’sI估计值TabEstimatesofGlobalMoran’sIforpercapitaGDPatthecountylevelinJiangsu,fromto年份Moran'sIZscorepvalue年份Moran'sIZscorepvalue注:GlobalMoran’sI统计量在所有年份的期望值均为:E(I)=。表中Moran’sI为全局空间关联指数Zscore为标准化值pvalue为显著性检验水平值。整个研究期间GlobalMoran’sI估计值全部为正并通过显著性水平检验说明江苏县域人均GDP数据之间都表现出较强的全局空间关联性。江苏省县域经济发展的空间分布格局及其变化在本质上都是空间集簇的具有较高(或较低)人均GDP水平的地区和同是较高(或较低)人均GDP水平的地区相邻经济发展水平相似的地区呈现明显的空间集簇格局。另外从表中Moran’sI值的变动来看江苏省县域经济发展的空间相互联系强度可划分为四个起伏阶段:第一个阶段是年空间关联度相对较高市场经济发展尚处于起步阶段全省的经济发展空间布局表现为苏南与苏中、苏北差异并不十分显著第二个阶段是年空间关联度明显降低苏南与苏北经济发展差距不断拉大经济布局极化现象显著增强。我党在年召开第十四次全国代表大会确定了我国社会主义市场经济体制的改革目标。自此江苏经济也进入了加快改革开放步伐和系统构建社会主义市场经济体制的新时期。苏南地区率先推进了市场化改革地区经济得到了快速发展扩大了与苏北地区的差距第三个阶段是年空间关联强度缓慢增加经济布局的极化现象在一定程度上有所缓解年由于受到亚洲金融危机的影响苏南的开放型经济受到一定冲击从而影响到国内生经济地理第卷第期蔡芳芳濮励杰张健等:基于ESDA的江苏省县域经济发展空间模式解析产总值进而微弱缩小了与苏北、苏中地区的差距第四个阶段是年空间关联指数明显减小苏南与苏中、苏北区域经济差距进一步拉大极化现象加剧。投资、财税和外资外贸等方面的倾斜政策使苏南的地方政府和企业拥有更多的财政自主权多种渠道吸引资金拉动了苏南经济的快速发展进一步扩大了江苏省县域经济的空间差异。图是代表性年份的LISA显著性水平图这些年份的GlobalMoran’sI或是最值或是发生突变值研究这几个年份有助于我们更好的了解江苏省县域经济发展空间模式的变化状况。在显著性水平图中由LocalMoran’sIi的四种空间格局模式(高高、低低、低高、高低)可以对应得到经济发展水平上的四种发展模式即高值集簇区、低值萧索区、低高空心区和高低孤立区。在高值集簇区模式中经济发展水平较高的区域单元成群涌现其经济增长极的带动效应明显在低值萧索区中经济发展水平较低的区域单元周围也是低值经济发展区各个单元之间并没有明显的互利互动效应在低高空心区中受自身条件的制约经济发展水平低值区并没有在高值区的拉动下突出重围反而成为高值区域单元包围下的空心城而在高低孤立区中高值经济发展单元在周围低值区的映衬下也只是一枝独秀并没有成为区域新的增长极来拉动周边区域单元的发展。图中空白区域代表了没有通过检验的一般空间随机过程。(g)年图基于邻接规则权重矩阵的江苏省县域人均GDP的局部空间关联指数FigLocalMoran’sIforpercapitaGDPatthecountylevelinJiangsuprovince(Rookcontiguityspatialweights)(a)年(b)年(c)年(a)年(b)年(c)年总体上看:改革开放以来江苏经济热点区域的总体格局保持相对稳定在热点分布的空间结构上多是以苏州、无锡为核心的高值集簇区而广大苏北地区大多数处于低值萧索区经济发展并没有得到实质性的改变。从各种发展模式的空间格局变动来看:在低值萧索区模式中始终处在该区的行政单元有个发生变化的行政区域有个分别是东海县、射阳县、睢宁县、宝应县、邳州市和盐城市区这些县域均在不同年份有退出或进入萧索区的现象在低高空心区模式中泰兴市在年一直处在该区于年退出后在年又重新进入空心区如皋市则在年首次进入空心区在高值集簇区模式中苏州、无锡及其周边个县域行政单元始终处在该热点区域靖江市在年由高值集簇区退出进入低高空心区但在年又重新进入集簇区。基于邻接规则的局部空间关联模式显示出江苏省县域经济发展的空间模式为:苏南经济高值集簇区、苏北经济低值萧索区、苏中经济低高值空心区。基于距离规则分析在Geoda软件中以ArcDistance距离得出相邻县域中心点间的最小距离为km考虑到不同距离对空间变量的影响分别以km、km、km、km和km设定基于距离规则(ArcDistanceContiguity)的空间权重矩阵以此来研究江苏省县域经济空间组织模式的变化。从全局空间关联指标测算(表)来看在km范围内GlobalMoran’sI值依然为正表现出一定的空间关联性但是到km各县域空间关联性已经不能通过显著性检验。理论上随着距离的增加不同空间单元之间的相互影响程度将会降低。所以在江苏省县域经济发展的空间关联过程中初步推断其县域之间影响范围大致在km以内。从局部空间关联指标分布格局(图)来看自年以来江苏省县域经济格局呈现明显的梯度式分布苏南、苏中、苏北的经济发展态势呈现明显的高、中、低三个档次。随后在市场化程度不断加深、政策体制不断扶持的情况下苏锡常地区经济得到快速发展但是在年高值集簇区并没有扩散而低值萧索区在一定范围内由苏北延伸至部分苏中地区这说明苏南地区的发展加剧了全省经济空间格局的极化程度进一步拉大了全省区域经济的差异。年以来苏南模式的推广对周边地区经济的发展起到了一定的促进作用原有的高值集簇区由苏锡常扩展到了南京、泰州、扬州和镇江等市县但是苏南经济的辐射影响并未对沿海城市的发展起到推动作用在局部空间关联测算中随着距离的增加沿海连云港、盐城、南通三表基于距离规则权重矩阵的江苏省县域人均GDP全局空间关联指数()TabGlobalMoran’sIforpercapitaGDPatthecountylevelinJiangsu(ArcDistancespatialweights),fromtokmkmkmkmkmMoran'sIpvalueMoran'sIpvalueMoran'sIpvalueMoran'sIpvalueMoran'sIpvalue年份经济地理第卷第期蔡芳芳濮励杰张健等:基于ESDA的江苏省县域经济发展空间模式解析图基于距离规则权重矩阵的江苏省县域人均GDP的局部空间关联指数FigLocalMoran’sIforpercapitaGDPatthecountylevelinJiangsuprovince(ArcDistancespatialweights)市的经济格局依旧处在萧索区或空心区范围内这在一定程度上表明江苏沿海地区经济的发展水平明显低于沿江地区。两种分析方法的比较邻接规则是一种严格意义上的空间组织关系它以观测单元之间是否具有公共边界为判断标准来进行空间关系的安排与确立。在这种空间组织模式中经济发展要素的流动性被排除在外更多的是考虑紧邻地区之间的互动效应这种效应既可以是正面影响也可以是负面影响。但是在区域经济内部空间发展结构上其经济增长极的带动效应不仅仅局限于临近地区而是要看其是否在一定辐射范围内产生足够的影响因此基于距离规则的空间分析模式则对这一点进行了补充。在距离规则的确定中通过设定不同的距离权重来判断此距离范围内外区域间经济发展的影响程度不论是对区域增长极影响的判断还是对城市总体发展程度的掌握都具有一定的指导意义。通过两种分析方法的测算表明:江苏省县域经济发展的总体空间模式是以苏南为经济增长极苏中、苏北长期处于经济欠发达区。在基于邻接规则的分析中各经济集簇区中的区域单元之间联系紧密:高高集簇区中各县域经济发展呈相互带动、互惠互利的态势而低低萧索区中的县域单元间并没有产生良好的经济互动效应曾经的徐州、连云港等苏北经济增长极在年间的发展中并没有对周边县域经济发展起到积极的推动作用。在基于距离规则的分析中随着距离的不断增加苏南高值集簇区的经济带动效应最多影响到沿江地带而对于广大的长江以北县域其经济发展水平并没有实质性的提高虽然江苏省内部路网发达地区间联系不断加强但是流动性的增强并没有从实质上改变经济发展的总体格局在今后相当长的一段时间内江苏省县域经济发展的空间模式不会有太大的改观。结论与讨论本文以空间关联知识为理论基础ESDA技术为研究方法选取年江苏省县域人均GDP数据探讨了江苏省县域经济发展中存在的空间关联特性着重揭示年江苏省区域经济增长水平的空间关联和模式特征即高高集簇区、低低萧索区、低高空心区和高低孤立区。基于邻接规则的空间权重矩阵分析表明江苏省县域经济发展的空间相互联系强度可划分为四个起伏阶段:年苏南与苏中、苏北空间差异并不显著年全省经济布局极化现象显著增强年极化现象有所缓解年苏南与苏中、苏北经济发展差距进经济地理第卷一步拉大。在基于距离规则的空间关联模式分析下江苏省县域经济的影响范围大致在km之内其空间经济发展模式与基于邻接规则的分析结果类似值得注意的是苏南经济的快速发展对沿江地带起到了较大的推动作用但沿海地区的经济发展在年前还未得到很大改观还需要进一步挖掘和带动。年月国务院审议批准了《江苏省沿海地区发展规划》将沿海三市的发展上升到了国家发展战略层次这将是苏北地区开发开放的重大战略机遇将在一定程度上缩小江苏省区域经济的空间差异。本文利用探索式空间数据分析方法对区域经济空间差异的理解与判断尚是初步的在具体应用中还有以下问题需要进一步深究和探讨:对县域经济实力的分析仅采用人均GDP数据是单一的可在今后的研究中增加外资投入等其他研究因子构建更合理的指标体系道路交通设施的不断发展和完善势必对区域经济的发展起到一定的推动作用下一步可结合实际交通路况运用“网络空间自相关”分析县域经济的发展模式将更加贴合实际情况。参考文献:靳城陆玉麒基于县域单元的江苏省经济空间格局演化J地理学报():刘树成中国地区经济发展研究M北京:中国统计出版社胡兆量中国区域经济差异及其对策M北京:清华大学出版社陆大道薛凤旋等中国区域发展报告M北京:商务印书馆徐建华鲁凤苏方林等中国区域经济差异的时空尺度分析J地理研究():杨伟民地区间收入差距变动实证分析J经济研究():梁进社孔健基尼系数和变差系数对区域不平衡性度量的差异J北京师范大学学报(自然科学版)():刘旭华王劲峰孟斌中国区域经济时空动态不平衡发展分析J地理研究():周玉翠齐清文冯灿飞近年中国省际经济差异动态变化特征J地理研究():张爱婷中国区域经济差异与经济发展关系及实证分析J统计与信息论坛():许月卿贾秀丽近年来中国区域经济发展差异的测定与评价J经济地理():ArbiaGTheroleofspatialeffectsintheempiricalanalysisofregionalconcentrationJJournalofGeographicalSystems():崔功豪魏清泉陈宗兴区域分析与规划M北京:高等教育出版社:姚士谋汤茂林陈爽等区域与城市发展论M合肥:中国科学技术大学出版社:张晶基于ESDA的吉林省区域经济增长趋同性研究D硕士学位论文D东北师范大学CarlGKùhnIAnalyzingspatialautocorrelationinspeciesdistributionsusingGaussianandlogitmodelsJEcologicalModeling:EzoeHNakanuraSSizedistributionandspatialautocorrelationofsubpopulationsinasizestructuredmetapopulationmodelJEcologicalModeling:RusinovaDGrowthintransition:ReexaminingtherolesoffactorinputsandgeographyJEconomicSystems:ErturCKochWRegionaldisparitiesintheEuropeanUnionandtheenlargementprocess:anexploratoryspatialdataanalysisJTheAnnalsofRegionalScience:蒲英霞葛莹马荣华等基于ESDA的区域经济空间差异分析以江苏省为例J地理研究():潘竟虎张佳龙张勇甘肃省区域经济空间差异的ESDAGIS分析J西北师范大学学报(自然科学版)():马晓冬马荣华徐建刚基于ESDAGIS的城镇群体空间结构J地理学报():陈思源曲福田曹大贵等ESDA支持下的城市地价分布信息提取J国土资源遥感():张昆张松林美国马萨诸塞州华人空间分布自相关研究J世界地理研究():欧向军沈正平朱传耿江苏省区域经济差异演变的空间分析J经济地理():管卫华赵媛林振山改革开放以来江苏省区域空间结构变化J地理研究():仇方道朱传耿单勇兵江苏省县域综合实力评价及分异特征J地理与地理信息科学():AnselinLSpatialEconometrics:MethodsandModelsMBoston:KluwerAcademicPublishers

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