基于空间自相关的西北五省城市产业结构空间变化分析

王 钰

(青海师范大学 地理科学学院，青海 西宁 810008)

区域研究自1960年起逐渐受到学者的广泛关注，对产业结构的研究是学者们研究区域结构和区域经济发展关系的一个重要切入点[1]，所谓产业就是国民经济各部门各行业的总称，区域产业结构就是指区域经济中各类产业之间的内在联系和比例关系，区域经济增长与发展很大程度上取决于区域产业结构调整[2]。因此,产业结构状况是衡量区域经济发展情况的关键因素。西北五省为我国经济发展落后地区，位居内陆腹地、地处干旱半干旱环境之下，自然环境的相对脆弱性与现代生产力发展之间矛盾突出，近年来西部大开发战略、供给侧结构性改革、“一带一路”倡议等政策部署刺激了西北地区的经济增长，加深了西北五省份之间的沟通合作，对西北地区的产业带来一系列影响，产业结构在逐步升级，各省市、州产业关联也在逐渐变化；为进一步实现西北地区经济高质量发展，产业结构协调发展尤为重要，探究西北地区5个省份之间的产业结构关系演变对于西北地区的经济增长、居民的生活水平以及生态环境建设的优劣状况具有重要的现实意义。笔者考察2009年～2017年9年间西北地区三次产业的空间结构变化情况，了解西北五省三次产业的空间分布特点和集聚状态变化情况，以期为西北五省产业合理布局以及资源在空间上的有效配置提供理论参考。

1 研究区概况

西北五省即西北五省区包括青海省、甘肃省、陕西省、新疆维吾尔自治区、宁夏回族自治区。从全国范围来看，西北五省区属于我国落后的连片地区，五省区共304.3万平方公里，占全国面积的31.7%[3]，该地区以民族众多、腹地辽阔、区位显赫、地缘优势突出、开发潜力巨大等特点，成为中国七大区域中一个特色鲜明又极具发展潜力的区域[4]，西北地区的发展问题也一直被政府和学者们所关注。2009年西北五省三次产业产值比例为：11.4∶1.4∶1，2017年三次产业产值比例为：1∶5.17∶4.73，根据库兹涅茨法则可知，西北五省的产业结构朝着第一产业比重下降，二、三产业比重逐渐上升的方向演变。

2 数据来源与方法

2.1 数据来源

笔者选取2009年、2013年、2017年3个时间段为时间样点，以西北五省各年份三次产业占GDP总产值的比重作为指标数据，运用Geoda软件计算5个省份各年段各项指标的空间相关性，由此对西北五省近10年间的三次产业空间结构演变过程进行分析，本文数据来源于《青海统计年鉴》《甘肃统计年鉴》《陕西统计年鉴》《宁夏统计年鉴》《新疆统计年鉴》，数据真实可靠。

2.2 方法介绍

笔者采用空间自相关分析的方法分析西北五省各产业之间的空间相互关系。地理学第一定律指出，任何东西与别的东西之间都是相关的，但近处的东西比远处的东西相关性更强[5]，空间自相关分析的目的是确定某一变量是否在空间上相关，其相关程度如何。空间自相关系数常用来定量地描述事物在空间上的依赖关系，具体地说，空间自相关系数是来度量变量在空间上的分布特征及其对领域的影响程度。若某一变量的值随着测定距离的缩小而变得更相似，这一变量呈空间正相关；若所测值随距离的缩小而更为不同，则称之为空间负相关；若所测值不表现出任何空间依赖关系，那么这一变量表现出空间不相关性或空间随机性。

空间自相关分析方法的度量分为全局空间自相关和局部空间自相关，全局空间自相关侧重于分析空间对象的属性值在整个区域内的空间分布状态及模式，常用的统计量有Moran’I系数和Getis’G系数，笔者采用Moran’I系数对52个市、州产业结构的全局空间自相关分析，Moran’I统计量能够反映空间邻接或邻近区域单元属性值的相似程度，Moran’I值的取值范围[-1，1]，若Moran’I>0且显著，说明各变量之间呈集聚状态，且其值越接近于1，说明集聚倾向越强烈，若Moran’I<0，说明变量之间呈分散状态，且其值越接近于-1，分散状态越强[6]。

全局空间自相关的检验前提是区域均质性假设，然而，现实中异质性更为常见，因此，全局上高度自相关并不代表着局部也高度相关。空间局部自相关通过比较观测值和相邻值与全局的关系，能更准确地把握局部空间要素的集聚与分异特征。常用的局部统计量有LISA统计量和G统计量，其中LISA统计量为Moran’I的局部化版本，本文采用LISA统计量测度西北五省52个市州产业结构的局部空间相关性。其计算公式如下：

式中，wij为空间权重矩阵的行标准化形式。Ii正值表示该空间单元与邻近单元的属性值相似，Ii负值表示该空间单元与邻近单元的属性值相异。

3 西北五省产业空间结构演变情况

3.1 全局空间自相关分析

笔者采用Geoda软件计算52个市州2009年、2013年、2017年3个年段产业数据的全局空间自相关系数，得到3个年段的Moran’I 指数(见表1)。

表1 西北五省三次产业Moran’I指数

从整体全局空间指数来看，西北五省各城市第一产业从2009年～2017年始终呈空间正相关，说明各城市第一产业始终呈现空间集聚状态，但从集聚的程度上来看，9年间西北五省第一产业的空间集聚状态逐渐减弱，各城市之间第一产业的相互作用逐渐变小；第二产业2009年～2013年各城市空间相互作用逐渐增强，说明西北五省各城市第二产业的交流增加，发展好的城市能够带动周边发展状况欠佳的城市，形成空间集聚状态，但2013年～2017年第二产业逐渐呈现空间分散状态，各城市之间第二产业的发展差异性逐渐拉大。第三产业上来看，2009年西北五省各城市第三产业呈现空间正相关，说明各城市第三产业的发展差异性较小具有集聚效应，但2013年开始，这种集聚状态逐渐减弱，各城市第三产业的发展呈现随机分布模式，城市之间的差异性加大，2017年第三产业分散趋势虽有缓解但各城市之间仍呈现负向的空间相关关系。

3.2 局部空间自相关分析

对52个市州三次产业进行LISA集聚分析，得到如下结果[7](见图1～图9)。

图1 2009年西北五省第一产业Lisa散点图2 2009年西北五省第二产业Lisa散点

图3 2009年西北五省第三产业Lisa散点图4 2013年西北五省第一产业Lisa散点

图5 2013年西北五省第二产业Lisa散点图6 2013年西北五省第三产业Lisa散点

图7 2017年西北五省第一产业Lisa散点图8 2017年西北五省第二产业Lisa散点

图9 2017年西北五省第三产业Lisa散点

第一产业：主要集中表现为“HL型”和“LL型”，说明大多数西北五省的市州第一产业发展尚未形成统一协调的步调。其中：“HL型”的城市主要为定西市、武威市、平凉市、张掖市、天水市、咸阳市、商洛市、汉中市、塔城地区、昌吉回族自治州、阿勒泰区、巴音郭楞蒙古自治州、固原市，以甘肃省的城市居多，这些城市依靠丰富的资源和有利的条件其第一产业发展水平较好，但是周边地区的城市由于自身资源条件等问题的存在第一产业发展欠佳，与以上这些优先发展起来的城市之间差异明显，发展水平较优的城市扩散作用未能显现；“LL型”的城市主要为：庆阳市、酒泉市、金昌市、嘉峪关市、西安市、延安市、榆林市、宝鸡市、安康市、石嘴山市、铜川市、吴忠市、中卫市、杨凌示范区、乌鲁木齐市、吐鲁番市、哈密市、海西州，其中以陕西省和宁夏回族自治区的城市居多，以上城市的第一产业发展水平较慢，且周边地区的第一产业发展同样处于低水平状态。原因在于以上城市以西安市、乌鲁木齐市为首均属西北五省经济发展高水平城市，城市发展主要以二、三产业为主，第一产业发展有所欠缺，第一产业是城市发展的根基不容忽视，未来上述城市第一产业发展有必要整体抱团发展形成稳固的城市发展根基。

第二产业：2013年之前第二产业的发展呈现逐渐向好趋势，各城市之间的联系交流加强空间集聚效应明显，但至2017年这种正向的空间相互作用逐渐减弱，第二产业的发展差距拉大。2009年～2013年第二产业主要表现为“HH”型，各城市第二产业发展有同步发展的趋势，主要城市包括：酒泉市、延安市、嘉峪关市、海西州、吐鲁番市、巴音郭楞蒙古自治州、石河子市、吴忠市，这些城市第二产业发展较好，集聚大量的资本、劳动力和市场等资源并通过扩散作用对周边城市形成拉动作用和集聚效应，进而缩小区域第二产业发展的差距，促使区域同步发展稳定格局的形成。2017年从局部空间相关分析来看，城市第二产业的格局主要以“LL”型为主，包括城市海南州、黄南州、宝鸡市、咸阳市、哈密市、安康市、商洛市、银川市、金昌市、庆阳市、博尔塔拉蒙古自治州。上述城市的第二产业发展水平较慢且周围城市第二产业也属低水平地区难以互相拉动，促使整体5个省份第二产业空间相关性降低，属于西北五省第二产业发展的“贫困地区”。未来应该对其第二产业的集群化发展通过政策倾斜、产业扶持等措施进行重点开发，促使西北五省第二产业的发展回归正向稳定的空间相互作用。

第三产业：从局部空间性分析可知，西北五省各城市第三产业的发展其空间关系一直尚不稳定，以“LH”型的格局为主，主要城市包括海东市、黄南州、海南州、吴忠市、平凉市、白银市、咸阳市、石嘴山市、吐鲁番市、金昌市。这些城市多属所在省份核心城市的边缘城市，其第三产业发展水平低，但周边其他城市的旅游业、服务业等三次产业的发展状况较好，因此形成区域第三产业发展的“低洼”地区，由于周边其他城市凭借先天发达的区位优势和资源禀赋等条件第三产业得以优先发展，占据了大量的资本、劳动力市场等资源，使得以上城市第三产业发展缓慢且前景不乐观，因此，这些城市的第三产业发展不能急于求成，应该立足于自身发展优，扬长避短，实施差异化发展模式，走符合自身发展特色的道路。

4 结论

西北五省作为我国欠发达地区的省份其经济发展、产业结构调整问题一直备受关注，笔者探讨了52个市、州三次产业的空间关系，认为西北五省各城市产业发展空间依赖性普遍较小，其产业结构发展尚未形成稳定的空间格局，三次产业的发展差异性较明显，整体上还呈现较为分散的格局，各城市之间的沟通交流有待提升。其中第一产业的发展是区域发展的基础，部分发展较快的城市在关注二、三产业发展的同时也不容忽视第一产业的发展，避免形成城市发展产业结构中的短板，西北五省由于区位上的劣势和地广人稀的区域特点，其本身二、三产业的发展较东部发达省份速度缓慢，发展较好的省份陕西省、甘肃省第二产业发展较好，其他省份的部分城市依靠旅游业第三产业得以发展，发展较好的省份对周边省份的拉动作用不强，发展较快的城市对周围城市的集聚效应也不强烈，因此，未来西北五省各城市之间需加强合作交流，依靠政策指引和产业扶持形成同步发展的态势，重点发展城市带动、引导发展欠佳的城市协调发展，早日实现西北欠发达地区的突破性发展，向区域高质量发展方向迈进。