湖南經濟發(fā)展空間網絡分布的特征及效應分析

楊 伶，張 貴，王金龍

（1.北京林業(yè)大學，北京 100083；2.中南林業(yè)科技大學，湖南 長沙410004）

經濟研究

湖南經濟發(fā)展空間網絡分布的特征及效應分析

楊 伶1，2，張 貴2，王金龍2

（1.北京林業(yè)大學，北京 100083；2.中南林業(yè)科技大學，湖南 長沙410004）

借助復雜網絡理論及Pajek軟件，以縣域行政單位為節(jié)點，空間依賴度為邊權，構建湖南經濟發(fā)展空間網絡圖，以此來揭示經濟發(fā)展空間格局的演變規(guī)律。結果顯示：湖南經濟發(fā)展在空間分布上以核心區(qū)為中心向周邊區(qū)域按等級依次排列，在空間網絡中熱點區(qū)節(jié)點在局部空間格局中占據重要的地位，但其在空間網絡的作用較小，而冷點區(qū)節(jié)點則呈現空間效應強度低但度值高的特點。為實現湖南經濟空間協同發(fā)展，最有效的調控方式是重點關注度值高且空間效應強度低的研究單元。

湖南；經濟發(fā)展；空間格局；核心區(qū)；周邊區(qū)

一、引言

縣域是中國新型城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)一體化推進的重要節(jié)點，縣域經濟的持續(xù)健康發(fā)展，事關經濟發(fā)展、民生改善、生態(tài)建設全局。[1]對縣域經濟發(fā)展水平的差異與時空演變進行空間計量分析，對于促進特定區(qū)域經濟協調發(fā)展具有現實的指導意義。[2]近年來，基于經濟地理學視角的縣域經濟發(fā)展空間差異研究備受矚目，諸多研究者從市級[3]、省域[4]到全國[5]等不同區(qū)域范圍開展縣域經濟發(fā)展水平的空間特性研究，也有學者對不同江河流域[6]、城市群（圈）[7]、經濟帶[8]等特定區(qū)域的縣域經濟發(fā)展水平差異進行研究。研究方法則從傳統區(qū)域經濟差異度量方法如標準差、變異系數、錫爾系數、基尼系數、泰爾指數[9][10]等過渡到以空間關聯測度為核心的探索性空間數據分析方法的區(qū)域經濟空間依賴性和異質性的研究[11]。本研究認為經濟發(fā)展水平在地域分布上有著十分密切與復雜的因果聯系，任一節(jié)點的變化對該區(qū)域的經濟發(fā)展狀態(tài)都會產生一定的效應，并且這種效應在特定的空間地理上呈現出一種特殊的網絡關系。復雜網絡是研究復雜系統中大量元素間相互作用的重要工具，空間網絡作為一種特殊的復雜網絡，每個節(jié)點都有自己的空間地理位置，通過對不同區(qū)域間經濟發(fā)展水平空間分布格局的描述與可視化，可以發(fā)現其空間集聚和空間異常，從而揭示特定區(qū)域縣域經濟發(fā)展之間的空間相互作用機制。

本文以湖南122個縣級行政單位為研究對象，在對經濟發(fā)展進行評價，通過局部Getis-Ord指數來識別出經濟發(fā)展水平的熱點區(qū)、冷點區(qū)以及非聚集區(qū)的基礎上，構建以研究單元為節(jié)點，空間依賴度為邊權的湖南經濟發(fā)展空間網絡，并通過節(jié)點的度和空間效應強度分析空間網絡的特性，以此來揭示湖南經濟發(fā)展空間格局的演變規(guī)律。

二、數據與方法

（一）研究區(qū)域與數據來源

湖南省地處我國中部，長江中游，國土面積21.18萬平方千米，占全國國土面積的2.2%，下轄14個地州市、122個縣（市、區(qū)）。2015年全省總人口7242萬人，人均GDP為42754元。本研究選取2015年作為研究年份，以經濟發(fā)展相關數據為數據來源，以縣域為研究對象。在縣級行政單位中，各市轄區(qū)是各地級行政單位的重要組成部分，通過前期研究發(fā)現，各市轄區(qū)的經濟發(fā)展與縣（縣級市）存在明顯的空間分異性，而同一地級行政單位的各市轄區(qū)存在顯著的趨同性。因此，本文將地級行政單位下屬轄區(qū)合并為一個市區(qū)進行研究。由于湖南省衡陽市南岳區(qū)位于衡陽市區(qū)北側50公里，與其他市轄區(qū)不存在鄰接關系，本研究將南岳區(qū)單獨列出，其他市轄區(qū)合并為衡陽市區(qū)。根據上述調整結果，本研究共有101個研究單元，含15個市區(qū)，86個縣和縣級市。

（二）研究方法

1.經濟發(fā)展評價方法

經濟發(fā)展水平是反映一個地區(qū)經濟發(fā)展現狀和經濟增長活力的綜合性指標，由地區(qū)經濟發(fā)展總規(guī)模和地區(qū)經濟增長率兩個要素構成，通過縣級行政單元人均GDP和GDP增長率兩個指標來反映，參照國家發(fā)改委發(fā)布的《省級主體功能區(qū)劃分技術規(guī)程》，其計算公式如下：

參照《省級主體功能區(qū)劃分技術規(guī)程》，將經濟增長率以5%、10%、20%和30%為分界值進行分組，由于近年來湖南經濟發(fā)展格局變動不大，各組經濟增長強度賦值采用的數值為1，1.2，1.3，1.4和1.5。采用幾何平均法，2015年經濟增長率為，2005年經濟增長率為，1995年經濟增長率為

2.經濟發(fā)展空間網絡

本文引入復雜網絡分析來主導湖南經濟空間分布的關鍵因素。復雜網絡是研究復雜系統中大量元素相互作用的重要工具，空間網絡作為一種特殊的復雜網絡，每個節(jié)點都有自己的空間地理位置，這種地理位置在分析節(jié)點之間的相互作用中有著重要意義。[12]

（1）空間網絡構建

對于由n個節(jié)點，e條邊構成的空間網絡G=（n，w），其節(jié)點之間的相互作用可用矩陣W表示：

在經濟發(fā)展空間網絡模型中公式（2）中節(jié)點i與節(jié)點h相連接邊的權用經濟發(fā)展空間依賴度）來表示，其計算公式如下：

（2）空間網絡特性分析

本研究主要通過節(jié)點的度和空間效應強度來分析空間網絡的特性，以此來揭示經濟發(fā)展空間格局的演變規(guī)律。

節(jié)點的度。節(jié)點的度，是指空間網絡中節(jié)點與其他節(jié)點相連的邊數，記為Di；網絡中所有節(jié)點度的平均值為網絡的平均度，記為D。一般來說，在網絡中，節(jié)點的度越大，說明該節(jié)點在網絡中的重要程度也就越高。

節(jié)點的空間效應強度?？臻g效應強度主要是結合空間網絡邊權的大小來描述節(jié)點i對其相鄰區(qū)域經濟發(fā)展空間格局的影響。節(jié)點的空間效應強度（IEi）的計算公式如下：

公式（4）中，Vih為研究單元i和h之間的空間依賴度賦值，當EEhi＞0時，Vih=1，當EE〈0時，Vih=0；Di為節(jié)點i的度。網絡中所有節(jié)點的空間效應強度的均值為平均空間效應強度（記為IE），

節(jié)點i的空間效應強度（IEi）的取值范圍[0，1]；當IE≥0.5，節(jié)點i對經濟發(fā)展空間格局具有正面影響，越接近1，正面影響越大；當IE〈0.5，節(jié)點i對經濟發(fā)展空間格局具有負面影響，越接近0，負面影響越大。

三、結果與分析

（一）經濟發(fā)展空間格局

為了了解湖南經濟發(fā)展空間格局，本研究采用經濟發(fā)展評價方法對湖南各縣域研究單元經濟發(fā)展水平進行評價。同時為了便于描述湖南經濟發(fā)展空間格局，采用GIS的方法將經濟發(fā)展水平進行空間圖形化處理，經濟發(fā)展等級是考慮經濟發(fā)展水平結果分布情況下采用等間距法進行劃分，為四個等級：[0.2，0.4]為低水平，[0.4，0.5]為中低水平，[0.5，0.7]為中高水平，[0.7，1]為高水平。

由2015年湖南經濟發(fā)展空間分布圖來看，湖南經濟發(fā)展以長株潭地區(qū)為核心增長極，以衡陽、郴州、婁底、常德、岳陽等次級中心城市市轄區(qū)為次級發(fā)展核心區(qū)并在空間分布上呈現以核心區(qū)為中心向周邊區(qū)域按等級依次排列的特點。經濟發(fā)展水平屬于最高等級的研究單元達到18個（約占17.82%），主要集中分布在長株潭城市群和湘南的郴州地區(qū)，且整個長沙地區(qū)的全部縣域都成為湖南經濟發(fā)展的核心區(qū)域；經濟發(fā)展中高水平的區(qū)域主要分布在經濟發(fā)展核心區(qū)的邊緣，如長株潭城市群的湘潭和株洲地區(qū)，以及湘北的岳陽和常德地區(qū)；經濟發(fā)展處于中低水平的研究單元主要分布于第二等級區(qū)域的邊緣，如湘北的岳陽和常德地區(qū)以及湘中的衡陽地區(qū)（約占全部研究單元的12.87%），并據此在空間分布上將湘北、湘東、湘中和湘南地區(qū)的第一等級區(qū)域和第二等級區(qū)域全部連通起來；經濟發(fā)展屬于最低等級的縣域主要集中分布于湘西南和湘西北，以及湘南的永州地區(qū)和湘北的益陽地區(qū)。

（二）經濟發(fā)展空間網絡

為了揭示湖南經濟發(fā)展空間分布格局的演變規(guī)律，本文以研究單元為節(jié)點，研究單元之間的空間依賴度為邊權，并按熱點區(qū)、冷點區(qū)和非聚集區(qū)來分類，構建了2015年湖南經濟發(fā)展空間網絡（圖1）。研究采用局部Getis-Ord指數，對研究單元的經濟發(fā)展局部空間聚集情況進行分析，[13]主要分為熱點區(qū)、冷點區(qū)和非聚集區(qū)。其中，熱點區(qū)為經濟發(fā)展高值與高值聚集區(qū)域（圖1中星形節(jié)點），冷點區(qū)為經濟發(fā)展低值與低值聚集區(qū)域（圖1中方形節(jié)點），非聚集區(qū)為經濟發(fā)展高值與低值隨機分布區(qū)域（圖1中圓形節(jié)點）。如圖1所示，任意兩兩相鄰的節(jié)點為不同研究單元，實線表示相鄰節(jié)點之間空間依賴度大，虛線表示相鄰節(jié)點之間空間依賴度小。本部分通過節(jié)點度分布和不同空間格局的節(jié)點-空間效應強度分布來分析經濟發(fā)展空間網絡特性，以此來研究湖南經濟發(fā)展空間演變規(guī)律。

圖1 2015年湖南經濟發(fā)展空間網絡圖

1.節(jié)點度分布

通過對2015年湖南經濟發(fā)展空間網絡（圖1）和節(jié)點度分布及累計概率分布（圖2）可知，節(jié)點的度值主要分布在1-9之間。其中，全部研究單元約有93%-94%的度值都分布在3-8之間，除度值為5的節(jié)點度分布達到20%以上，其余分布概率相差不大，并隨著與平均度（D=5.21）的距離增加其分布概率呈現明顯下降趨勢。由空間網絡節(jié)點度分布及累計概率分布（圖2）進一步分析，可以發(fā)現空間網絡的節(jié)點度概率分布呈現泊松分布，其平均度值約為5，其對應的節(jié)點數為23-27；節(jié)點度值最小值為1，最大值為9，對應節(jié)點數分別為1和2，遠遠低于平均度分布，這與空間網絡分布圖形所呈現的“節(jié)點度分布遠離峰值（Di=5）處呈指數下降，且大多數節(jié)點的度大致相同”特征是相吻合的。由此可見，湖南經濟發(fā)展空間網絡中不存在比平均度值高或是低很多的節(jié)點度，也不存在少數具有眾多連接線的“離散節(jié)點”（即比平均度高很多或低很多的度值），因此整個空間網絡不具有無標度的特性，可以稱為均勻網絡（圖2）。

圖2 節(jié)點度分布及累計概率分布

2.不同空間格局的節(jié)點--空間效應強度

結合經濟發(fā)展空間網絡節(jié)點的空間效應強度對經濟發(fā)展空間格局演變進行分析，從總體分布來看，2015年熱點區(qū)節(jié)點的平均空間效應強度為0.5893，說明熱點區(qū)研究單元對經濟發(fā)展空間格局有著正面影響。冷點區(qū)節(jié)點的平均空間效應強度為0.2750，說明冷點區(qū)研究單元對經濟發(fā)展空間格局有著負面影響。由于整個空間網絡的連通作用取決于節(jié)點度的大小，而某一研究單元對其鄰近區(qū)域經濟發(fā)展空間分布的影響取決于空間效應強度的大小。因此，本部分通過不同空間格局的節(jié)點度與經濟發(fā)展空間效應強度關系圖（圖3）進行分析，來探究經濟發(fā)展空間演變規(guī)律。

由2015年冷點區(qū)節(jié)點-空間效應強度分布（圖3a）可知，近年來冷點區(qū)研究單元向右下方（度值增加方向）集中?？臻g效應強度較低（IEi〈0.5）的研究單元對經濟發(fā)展冷點區(qū)的形成起著關鍵作用，且絕大部分度值在5以上，因此，加快該部分研究單元的經濟發(fā)展能有效縮小冷點區(qū)的范圍。2015年經濟發(fā)展冷點區(qū)中空間效應強度為0的研究單元主要有龍山縣、城步縣和隆回縣，且節(jié)點度值較低（Di〈6），說明該部分研究單元是經濟發(fā)展冷點區(qū)的“中心地帶”，其經濟發(fā)展水平低于與其相鄰的任何區(qū)域，該部分研究單元也是今后經濟發(fā)展調控的重點區(qū)域。

根據2015年熱點區(qū)節(jié)點度-空間效應強度分布情況（圖3b）來看，近年來熱點區(qū)研究單元向左上方（度值減少方向）集中，空間效應強度高（IEi〉0.5）的研究單元有77.78%的度值分布在3-5之間。由于經濟發(fā)展熱點區(qū)空間效應強度高的研究單元在經濟發(fā)展空間格局具有重要的地位，但該部分研究單元度值較低，對整個空間網絡的影響和作用較小，對周邊區(qū)域發(fā)揮的經濟輻射和示范作用有一定限制?？臻g效應強度較低（IEi〈0.5）的研究單元對經濟發(fā)展熱點區(qū)的形成產生負面影響，且80%的研究單元度值在5以上，因此，加快發(fā)展該部分研究單元的經濟狀況能進一步擴大熱點區(qū)的范圍。由此可見，要維持當前湖南經濟發(fā)展空間格局，一是必須確保長株潭地區(qū)在經濟發(fā)展空間格局中的核心地位；二是要進一步擴大熱點區(qū)，應當進一步改善空間效應強度低（IEi〈0.5）及其相鄰區(qū)域的經濟發(fā)展狀況，如平江縣、株洲縣、湘陰縣、桃江縣、益陽市區(qū)和湘潭縣，特別是度值較高的益陽市區(qū)、株洲縣和湘潭縣。

從2015年非集聚區(qū)節(jié)點度與空間效應強度分布情況（圖3c）來看，近年來非聚集區(qū)研究單元分布情況呈現均勻分布態(tài)勢。其中，非集聚區(qū)空間效應強度為1的研究單元所占比重為20.55%，其度值分布在2-8之間，且80%以上節(jié)點度值分布在5以內，該部分研究單元屬于非集聚區(qū)的高值節(jié)點，與其相鄰區(qū)域為非集聚區(qū)的相對低值區(qū)域；空間效應強度為0的研究單元所占比重為2.74%，其度值主要分布在1-7之間，但大多數的節(jié)點在5以內，該部分研究單元屬于非集聚區(qū)的低值節(jié)點，與其相鄰的區(qū)域為非集聚區(qū)的相對高值區(qū)。由此可見，為了進一步規(guī)劃湖南經濟發(fā)展空間格局，對非集聚區(qū)可以采取兩個方面的措施：一是提升非集聚區(qū)高空間效應強度相鄰區(qū)域的經濟發(fā)展狀況，可將非集聚區(qū)的空間效應強度高的研究單元轉變?yōu)闊狳c區(qū)，這部分研究單元為與南岳區(qū)、韶山市、衡陽市區(qū)、邵陽市區(qū)、岳陽市區(qū)、靖州縣、冷水江市區(qū)、永州市區(qū)、懷化市區(qū)、婁底市區(qū)、張家界市區(qū)、郴州市區(qū)、中方縣、資興市和常德市區(qū)等相鄰的研究單元；二是改善非集聚區(qū)低空間效應強度（IEi〈0.2）的研究單元的經濟發(fā)展狀況，這部分研究單元主要包括沅江市、新晃縣、衡南縣、安仁縣、寧遠縣、雙峰縣、漢壽縣、南縣、新化縣、瀘溪縣和永順縣等。

圖3 2015年不同空間格局節(jié)點度-空間效應強度分布圖

四、結論與討論

本文在對湖南經濟發(fā)展進行評價的基礎上，以研究單元為節(jié)點，各研究單元之間的經濟發(fā)展空間依賴度為邊權，構建空間網絡模型來揭示湖南經濟發(fā)展空間格局的演變規(guī)律。

（一）結論

從經濟發(fā)展地域分布來看，近年來湖南以長株潭地區(qū)為核心增長極，以其周邊區(qū)域如衡陽、郴州、婁底、常德、岳陽等城市市轄區(qū)為次級發(fā)展核心區(qū)，而經濟不發(fā)達地區(qū)主要分布在湘西北、湘西南及湘南的永州地區(qū)。湖南經濟發(fā)展總體分布情況與《湖南省主體功能區(qū)規(guī)劃》中重點開發(fā)區(qū)域基本一致，都是分布在環(huán)長株潭城市群、其他市州中心城市及城市周邊開發(fā)強度相對較高、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化較發(fā)達的地區(qū)。因此，湖南經濟發(fā)展在空間分布上呈現以核心區(qū)為中心向周邊區(qū)域按等級依次排列的特點，這與2012年以來湖南省積極構建長株潭為核心，以衡陽、岳陽、常德、益陽、婁底等重要節(jié)點城市為支撐，集約化、開放式、錯位發(fā)展的空間開發(fā)格局是密不可分的。

從湖南經濟發(fā)展空間網絡局部空間格局來看，熱點區(qū)節(jié)點對經濟發(fā)展空間分布有著正面影響，而冷點區(qū)節(jié)點有著負面影響。由2015年不同空間格局節(jié)點度--空間效應強度分布可知，近年來冷點區(qū)研究單元向空間效應強度低且度值高的方向集中，熱點區(qū)研究單元向空間效應強度高且度值高的方向集中，非集聚區(qū)研究單元呈均勻分布態(tài)勢。

由此可見，為了進一步優(yōu)化湖南經濟發(fā)展空間格局，對湖南經濟發(fā)展空間分布進行調控的主要思路是各研究單元在充分確保自身發(fā)展優(yōu)勢的基礎上，不同空間格局應采取不同的經濟發(fā)展調控策略：第一，冷點區(qū)應著重調控低空間效應強度且度值較高的研究單元的經濟發(fā)展狀況，該部分研究單元對經濟發(fā)展冷點區(qū)的形成起著關鍵的作用，主要包括沅陵縣、溆浦縣、邵陽縣、隆回縣、武岡市、洞口縣、保靖縣、城步縣、新寧縣和龍山縣等，但由于該部分研究單元不具備良好的經濟發(fā)展條件，具有一定的調控難度。第二，熱點區(qū)應進一步保持高空間效應強度研究單元（如長沙市區(qū)、湘潭市區(qū)、株洲市區(qū)、長沙縣、瀏陽市、寧鄉(xiāng)市、醴陵市、湘鄉(xiāng)市和汨羅市等）在經濟發(fā)展空間格局中的主導地位，并改善空間效應較低及其相鄰區(qū)域的研究單元的經濟發(fā)展狀況（如平江縣、株洲縣和湘陰縣等）。第三，非集聚區(qū)應改善與高空間效應強度節(jié)點（如南岳區(qū)、韶山市和衡陽市區(qū)等）相鄰區(qū)域的經濟發(fā)展狀況和低空間效應強度的研究單元（沅江市、新晃縣和衡南縣等）的經濟發(fā)展狀況。同時，在具體調控過程中，在充分考慮各個研究單元實際情況的基礎上，評估各研究單元經濟發(fā)展調控的可行性，同時從經濟發(fā)展整體空間格局來看，最有效的調控方式應當是對空間效應強度低且度值高的研究單元予以重點關注。

（二）討論

經濟是社會發(fā)展的基礎，構建經濟發(fā)展空間網絡模型，探究湖南縣域經濟發(fā)展空間格局的演變規(guī)律，旨在推進區(qū)域經濟的空間協同發(fā)展。通過本研究，我們發(fā)現熱點區(qū)經濟發(fā)展空間效應強度高（大于0.5）的研究單元絕大部分的度值在5以內，說明由于與其他節(jié)點相連較少，在經濟發(fā)展空間格局中占據重要地位的研究單元（如長沙市區(qū)、株洲市區(qū)和湘潭市區(qū)等）對整個空間網絡的影響和作用較小，對周邊區(qū)域發(fā)揮的輻射和示范作用受到一定的限制。下一步的研究應關注經濟發(fā)展空間網絡的影響因素，進一步探討如何讓核心增長極在空間網絡中發(fā)揮更大的作用，以此來強化對周邊地區(qū)的輻射和示范作用。本研究通過構建空間網絡來探究經濟發(fā)展空間格局的演化規(guī)律，研究結果顯示：為了實現經濟空間協同發(fā)展，最有效的調控方式應當是重點關注空間效應強度低且度值高的研究單元。因此，未來的研究應通過構建不同的經濟發(fā)展情景，對經濟發(fā)展空間網絡進行仿真預測，以便提出更具針對性的湖南經濟空間協調發(fā)展的調控措施。

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責任編輯：詹花秀

F2

A

1004-3160（2017）04-0074-06

2017-02-20

國家社科基金青年項目（項目編號：16CJY051）；湖南省教育廳優(yōu)秀青年項目（項目編號：17B290）。

1.楊伶，女，湖南株洲人，北京林業(yè)大學博士研究生，中南林業(yè)科技大學講師，主要研究方向：林業(yè)經濟理論與政策；2.張貴，男，湖南桃江人，中南林業(yè)科技大學教授、博士生導師，主要研究方向：農村與區(qū)域經濟發(fā)展、林業(yè)生態(tài)工程；3.王金龍，男，湖南株洲人，中南林業(yè)科技大學講師、林業(yè)經濟管理博士，主要研究方向：林業(yè)經濟理論與政策。