長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展及其梯度演化研究

周杰文，王亮，張云

（南昌大學(xué)經(jīng)濟管理學(xué)院，南昌330031）

0　引言

長江經(jīng)濟帶自古以來是人口經(jīng)濟密集帶，跨越東、中、西11個省市，作為我國承東啟西的一條重要軸線，其經(jīng)濟發(fā)展對我國區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的布局起到舉足輕重的作用，而它的城市化發(fā)展是其經(jīng)濟發(fā)展的主要內(nèi)容。目前，學(xué)術(shù)界對長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展問題的研究主要集中在對城市化水平的測度、城市化發(fā)展道路選擇、城市化發(fā)展影響因素、城市化發(fā)展質(zhì)量評價、城市化發(fā)展效率等方面[1-4]?；陂L江經(jīng)濟帶全流域?qū)用婢C合測度其城市化發(fā)展格局，同時以流域劃分來綜合評價其城市化水平子系統(tǒng)水平以及區(qū)域差異，并對其差異性定量分析后可視化表達的研究較為少見。本文以2004—2013年10年的時間跨度，以110個城市為研究對象，運用ArcGIA將城市化發(fā)展的時空演化可視化表達，在多角度上采用全局主成分分析方法和空間自相關(guān)分析方法多維分析讓研究結(jié)果更全面。

本文通過研究長江經(jīng)濟帶城市化水平的時空演變以及變化規(guī)律，以期能促進長江經(jīng)濟帶沿線產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級，并改善城市化布局，進而提高長江經(jīng)濟帶在我國城市化進程中的輻射與帶動作用。與已有研究成果相比，本文以更細(xì)微的評價指標(biāo)構(gòu)建了綜合評價長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展水平的指標(biāo)體系，從發(fā)展特征與發(fā)展格局來綜合評價長江經(jīng)濟帶城市化進程。同時，按流域?qū)﹂L江經(jīng)濟帶的城市化發(fā)展的區(qū)域性進行測度，站在空間梯度流動的角度更好地詮釋了城市化演變的特征，以便因地制宜的去布局城市化發(fā)展的戰(zhàn)略。

1　研究方法

空間自相關(guān)測度的是一個空間區(qū)域單元其某種屬性值與周圍區(qū)域單元在相同屬性值的相似程度，常用計算空間相關(guān)性的有Moran’Ⅰ、Geary’S等。Moran’Ⅰ因其在計算中不易受偏離正態(tài)分布的誤差影響，而在進行空間相關(guān)性分析中運用得更加廣泛[5]。

1．1　全局Moran’Ⅰ指數(shù)

全局Moran’Ⅰ指數(shù)用來測度目標(biāo)區(qū)域在特定空間分布的相關(guān)性和差異性，Moran’Ⅰ指數(shù)的取值區(qū)間是-1～1，Ⅰ取值為正數(shù)表示空間正相關(guān)，Ⅰ取值為負(fù)數(shù)標(biāo)明空間負(fù)相關(guān)，I的絕對值越大表示空間相關(guān)性越顯著，0值表示空間具有隨機分布的特性，其表達式如下：

式中，n為柵格數(shù)；yi和yj均是研究對象在第i點和第j點的空間屬性空間權(quán)重矩陣，表示第i點與第j點之間的空間連接關(guān)系，一般由距離遠(yuǎn)近、可達性高低等來測度。

1．2　局部Moran’Ⅰ指數(shù)和Z值

局部Moran’Ⅰ指數(shù)是Anselin（1995）提出的[6]，其計算原理是：

其中，xi為空間單元的屬性值，C為空間權(quán)重矩陣，Cij代表兩個單元之間相互之間的影響程0，表明目標(biāo)區(qū)域周圍相似值的空間集聚，可以是高值集聚，也可以是低值集聚；若Moran’Ⅰ指數(shù)小于0，則表明目標(biāo)區(qū)域周圍具有非相似值的空間集聚。Ii值常用式其標(biāo)準(zhǔn)化處理，其中E(Ii)是期望，VAR(Ii)是方差。

1．3　全局主成分分析法

全局主成分分析是以經(jīng)典主成分分析為基礎(chǔ)，用一個整體綜合變量來消除各個指標(biāo)之間可能存在的共線性，從而達到測度變量隨時間變化的目的，確保測度結(jié)果的可比較性。全局主成分分析的實質(zhì)是將單年份數(shù)據(jù)表按時間順序縱向展開形成全局?jǐn)?shù)據(jù)表，然后對全局?jǐn)?shù)據(jù)表實施經(jīng)典主成分分析。

2　評價指標(biāo)體系構(gòu)建

城市的發(fā)展是一個綜合人口、經(jīng)濟、社會、土地、文化與歷史背景、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生態(tài)環(huán)境等諸多因素均衡與博弈的過程，測度城市化發(fā)展時使用包含以上各個方面才能更科學(xué)有效地發(fā)映出城市化發(fā)展的真實水平。遵照指標(biāo)選擇的系統(tǒng)性、完整性、代表性和數(shù)據(jù)的可獲取性為原則[7]，在學(xué)者們已有研究成果的基礎(chǔ)上[8]，將長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展綜合水平測度指標(biāo)分為：人口城市化、經(jīng)濟城市化、社會城市化、空間城市化。其中，人口城市化一般只是農(nóng)村人口向城市人口轉(zhuǎn)移的過程；經(jīng)濟城市化是經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的高級化，由工業(yè)化推動向第三產(chǎn)業(yè)興起的轉(zhuǎn)變過程；社會城市化是由農(nóng)村生活方式向城市化生活方式轉(zhuǎn)變的過程；空間城市化是指城市化進程在地理空間上的直觀表現(xiàn)，其指標(biāo)選取情況如表1所示。

表1　城市化綜合評價指標(biāo)體系

本文選取的時序長度是2004—2013年，包括110個城市18項城市化指標(biāo)，因考慮年份較多、城市數(shù)量較多，所以選擇用全局主成分分析方法來量度長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展水平。數(shù)據(jù)主要來源于相關(guān)年份的《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》《中國區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》以及長江經(jīng)濟帶110個主要城市的《統(tǒng)計年鑒》，并利用EPS數(shù)據(jù)平臺對數(shù)據(jù)進行校準(zhǔn)。

根據(jù)表1的綜合指標(biāo)體系分類，對2004—2013年長江經(jīng)濟帶城市化的人口、經(jīng)濟、空間、社會四個子系統(tǒng)進行全局主成分分析，基于全局?jǐn)?shù)據(jù)表，對原始數(shù)據(jù)進行KMO取樣適當(dāng)性度量和Bartlett球形檢驗，運算結(jié)果K值0.875＞0.8以及Bartlett檢驗P值為0.00，檢驗結(jié)果顯示數(shù)據(jù)適合全局主成分分析。遵循特征根大于1且累計方差貢獻率達到80%以上的原則，共提取3個主成分。根據(jù)統(tǒng)計原則計算分項的綜合得分情況，繪制城市化綜合得分以及子項得分（見圖1和圖2）。

圖1 長江經(jīng)濟帶的綜合城市化和人口城市化（2004—2013）

圖2 長江經(jīng)濟帶各子系統(tǒng)的發(fā)展情況

從2004—2013年間城市化數(shù)據(jù)的變化來看（見圖1），長江經(jīng)濟帶城市化綜合水平總體上呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，其中2004—2008年城市化進程速度勢頭強勁，2009年稍微回落后重拾升勢，發(fā)展總體平穩(wěn)向上。同時雖然人口城市化和綜合城市化指數(shù)表現(xiàn)一定的相關(guān)性，但是綜合城市化水平斜率更陡峭，顯示農(nóng)村人口向城市人口的流動并非城市化的主導(dǎo)因素。

從長江經(jīng)濟帶各子系統(tǒng)城市化發(fā)展情況來看（見圖2），在2004—2008年間，空間城市化對長江經(jīng)濟帶城市化貢獻相對較大。在2009—2011年之間，人口的城市化增長加速。社會城市化則在2011—2013年期間推進加速，逐漸在城市化進程中占據(jù)主導(dǎo)位置。同時，經(jīng)濟城市化的發(fā)展速度也相對較快，到2013年已經(jīng)超過了人口城市化，成為次級推進力量，2008—2009年的波動可能和2008年的金融危機有一定的關(guān)系。

3　實證評價與分析

3．1　長江經(jīng)濟帶綜合城市化水平測度與評價

根據(jù)表1構(gòu)建的城市化水平評價指標(biāo)體系，運用SPSS22.0對長江經(jīng)濟帶110個城市化的18項二級城市化指標(biāo)進行全局主成分分析并計算其綜合得分；提取2004年、2007年、2010年、2013年城市化得分（見表2）。

表2　長江經(jīng)濟帶城市化各子系統(tǒng)的綜合得分（2004—2013）

長江經(jīng)濟帶上、中、下游城市化水平的年際之間的變化很明顯，然而演化特征存在一定的差異性。由長江經(jīng)濟帶城市化質(zhì)量的綜合得分（見表2）情況可以知道，得分從2004年的-6.19到2013年的6.52，并且呈現(xiàn)連續(xù)增長的態(tài)勢。水平差異呈現(xiàn)波浪式的變化特征，從2004年的-1.18緩慢擴大至2007年的-12.26，后逐步縮小為1.53的一個“拋物線”形狀的趨勢。說明長江經(jīng)濟帶上、中、下游的城市化發(fā)展水平雖然提高，但是流域之間在城市化的發(fā)展進展方面的差異反而在擴大。

對于長江上下游不同區(qū)域內(nèi)部城市化進展的得分來看，長江下游城市群增幅18.35最高，這和江浙滬經(jīng)濟發(fā)展水平變現(xiàn)的一致；長江上游13.59居其次，原因為西南地區(qū)城市化初始水平較低，發(fā)展早期較為高速；長江中游6.20最低，城市化表現(xiàn)和長江中部城市群保持中高速的穩(wěn)定經(jīng)濟掛鉤（見表3）。

表3　長江經(jīng)濟帶上游、中游和下游各自的城市化水平差異

從人口、經(jīng)濟、社會、空間四項子系統(tǒng)的時序變化可以更加細(xì)致的看到長江經(jīng)濟帶城市化的變化過程，表4結(jié)果顯示城市化得分：社會城市化＞經(jīng)濟城市化＞人口城市化＞空間城市化，表明在2004—2013年間，社會城市化對長江經(jīng)濟帶城市化進程起到了主導(dǎo)的主用；然而人口城市化增幅＜空間城市化增幅，往往意味著城市的空間擴張與人口擴張的速度不匹配，城市吸引周圍農(nóng)村人口的潛力并沒有得到有效的發(fā)揮。

表4　長江經(jīng)濟帶分項城市化數(shù)據(jù)

從空間分布上看，城市化發(fā)展較高水平地區(qū)主要集中在長江中下游地區(qū)，例如湖南西北部、湖北中部、江西東南大部分地區(qū)、安徽、浙江、江蘇以及上海，且呈現(xiàn)明顯的梯度變化，越往下游，地區(qū)城市化發(fā)展水平越高；城市化水平較高的城市較為集中，符合經(jīng)濟地理學(xué)中人口、產(chǎn)業(yè)的集聚效應(yīng)[9,10]。

3．2　城市化化發(fā)展水平的自相關(guān)分析

3.2.1全局空間自相關(guān)分析

Moran散點圖在地理學(xué)中對于區(qū)域間的空間相關(guān)性具有簡潔、直觀的表達效果，本文運用GeoDa軟件計算并繪制長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展水平的散點圖。Moran’I散點圖具有四個象限來分別描述長江經(jīng)濟帶城市化水平測度數(shù)據(jù)點的分布聚集程度，按照幾何學(xué)象限分布分別對應(yīng)：第一象限——高高，高得分區(qū)域與高得分區(qū)域相鄰；第二象限——低高，低得分區(qū)域與低得分區(qū)域相鄰；第三象限——低低，低得分區(qū)域與低得分區(qū)域相鄰；第四象限-高低，高得分區(qū)域與低得分區(qū)域相鄰。

從2004年、2009年、2013年的長江經(jīng)濟帶城市化水平區(qū)域空間自相關(guān)Moran’Ⅰ散點圖來看（見圖3）。

圖3 長江經(jīng)濟帶城市化水平區(qū)域空間自相關(guān)Moran’Ⅰ散點圖（2004年、2007年、2010年、2013年）

（1）長江經(jīng)濟帶城市化具有空間集聚的特征。2004年、2009年、2013年的Moran’sⅠ指數(shù)均是正值（2004年為0.0293、2009年為0.110、2013年為0.1659），而對應(yīng)年份的城市化綜合水平得分分別為-18.58、12.53、19.57，城市化水平綜合值和Moran’Ⅰ值呈現(xiàn)正相關(guān)，整體上長江經(jīng)濟帶區(qū)域空間相關(guān)性在逐步增強。

（2）城市化發(fā)展水平較高的區(qū)域與較低的區(qū)域，呈現(xiàn)一定的空間集聚或趨同的現(xiàn)象，與2004年、2009年相比較，2013年的第一、第二、第三象限的數(shù)據(jù)點更多同時也更密集，第四象限數(shù)據(jù)點相對稀少，說明城市化發(fā)展的空間結(jié)構(gòu)具有顯著的分異特征。

（3）高-高數(shù)據(jù)點減少的同時，低-低數(shù)據(jù)點增加且收斂，說明發(fā)達經(jīng)濟區(qū)域與落后地區(qū)存在較大的差異，發(fā)達地區(qū)對周圍的極化作用占主要地位；低-高數(shù)據(jù)點增加伴隨高-低數(shù)據(jù)點的流失，表示較高值區(qū)域有向較低值區(qū)域流動的趨勢，說明較發(fā)達地區(qū)對周邊地區(qū)的擴散效應(yīng)占主導(dǎo)地位。

3.2.2局部空間自相關(guān)分析

全局空間自相關(guān)分析反映區(qū)域之間的城市化發(fā)展的整體情況，不能有效表達空間內(nèi)部的集聚或收斂的變化特征，對于單區(qū)域的城市化動態(tài)發(fā)展也沒有直接的反映。運用Arcgis自帶的Spatial Statistics Tools工具里的Local Moran’Ⅰ分析工具，對長江經(jīng)濟帶110個城市化進行局部空間自相關(guān)分析，相關(guān)性檢驗結(jié)果如圖4所示。

圖4 長江經(jīng)濟帶城市化綜合水平局部自相關(guān)Z值分布（2004年、2007年、2010年、2013年）

從2004年、2009年、2013年的長江經(jīng)濟帶城市化水平區(qū)域局部空間自相關(guān)Z值分布來看（見圖4）。

（1）以浙江、浙江、上海為代表的下游地區(qū)城市化集聚顯著，集聚的規(guī)模逐步增加；長江三角洲城市群一直是HH集聚區(qū)域；

（2）長江經(jīng)濟帶中游區(qū)域城市化發(fā)展水平空間集聚性不明顯，呈現(xiàn)隨機分布的特征，2004年有湖南株洲市為HH集聚區(qū)域，2009年有湖南長沙市HH集聚區(qū)及江西宜春LH集聚區(qū)，2013年有湖南長沙HL集聚區(qū)域及張家界LL集聚區(qū)，說明近年來長江經(jīng)濟帶中游地區(qū)城市化水平高地流動性較好，呈現(xiàn)一定的均衡發(fā)展態(tài)勢。

（3）長江經(jīng)濟帶上游地區(qū)2009年LL集聚區(qū)為云南的保山、臨滄，2013年為HL集聚區(qū)為云南昆明、LL集聚區(qū)貴州貴陽、遵義演變，這與國家對于戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的政策扶持力度有一定的關(guān)系[11,12]。

總體上看，長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展水平呈現(xiàn)是下游高值區(qū)域極化效應(yīng)明顯，中上游地區(qū)呈現(xiàn)一定的隨機演變特性，在有國家政策扶植的特定區(qū)域，比如貴州等省市表現(xiàn)出較強的集聚特性。

4　結(jié)論

本文對2004—2013年長江經(jīng)濟帶110個城市的城市化水平進行主成分分析與空間統(tǒng)計研究，得到長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展表現(xiàn)出明顯的特征性。具體而言，本文得出如下兩方面基本結(jié)論：

（1）在城市化發(fā)展的階段性特征方面，推動長江經(jīng)濟帶城市化的主要因素表現(xiàn)為空間、社會、人口城市化，表現(xiàn)為城市規(guī)模的擴張、社會生活質(zhì)量的提高，城市人口規(guī)模的增加，由單純的人口驅(qū)動模式向多元化發(fā)展轉(zhuǎn)變，逐漸擺脫由傳統(tǒng)意義上認(rèn)為的“城市化就是一個農(nóng)村人口向城市化人口轉(zhuǎn)變的全過程”的模式。

（2）在城市化的空間格局方面，長江經(jīng)濟帶城市化發(fā)展表現(xiàn)出明顯的空間集聚和收斂特性，呈現(xiàn)為“下游高、中游中、上游低”的梯度流動性格局，江浙滬等城市化高值地區(qū)極化效應(yīng)突出，中游地區(qū)四省份的發(fā)展出較一定的隨機性，有相關(guān)產(chǎn)業(yè)帶動的城市化集聚明顯。

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