天津市各区县的经济联系强度分析.doc

天津市各区县的经济联系强度分析天津工业大学 陶贻侠、张力峰、宋志敏摘要3一、引言4二、模型建立4（一）经济联系强度分形模型4（二）经济联系强度的引力模型6三、天津市简介8四、计算结果及分析9（一）数据收集和整理9（二）结果分析11五、结语16参考文献16摘要改革开放以来我国先后形成了三大经济区，以广州市、深圳市和珠海市为中心的珠三角地区,以上海市为中心的长三角地区和以北京市、天津市为中心的环渤海经济圈，这都是发展水平相近的地区的经济联系和合作日益加强的结果。特别是随着我国市场经济的进一步深化和多方位横向联合的高层次发展, 区域间经济联系日益增强。因此, 区域经济联系研究具有深刻的实践意义。针对国内外经济联系定量研究和对区域经济联系进行量化分析成为研究热点之一。本文在前人研究的基础上，以天津市为研究对象，采用分形理论和经济联系强度的引力模型，分析天津各区县的经济联系强度。天津作为首都北京的门户，作为北方经济中心和沿海开放城市，只有天津自身的经济得到均衡、可持续的发展，才能服务环渤海，辐射三北，因此对天津经济联系的分析意义重大。以2009年为基准年，数据来源于天津统计年鉴2010，首先以天津和平区和滨海新区为经济核心，分别测算了他们对天津各区县的经济联系的分形特征。通过分析得出以和平区为核心的各区经济联系强度的分维值很低，说明以和平区为核心对天津各区县的经济联系强度的分布差异程度较大，区域经济联系强度的区域分异较为突出，中心城区接受的经济辐射量几乎占据了和平区的辐射总量，滨海新区、环城新四区和偏远郊区接受的经济辐射量不到总量3%。因此和平区对天津经济的辐射力不足、对中心城区以外的区县的发展带动力弱。考虑到中心城区之间在人流、物流、资金流、信息流等方面畅通、交通发达，探讨了提高中心城区经济辐射力的优化方案。结果表明中心城区作为一个经济区统一规划。经济联系强度分维值是以和平区为中心的近2倍，经济联系强度在空间的分布明显优化，有利于天津经济向着多元和均衡方向发展。以滨海新区为核心的经济联系强度的分形特征分维值较高，各区县接受的经济辐射符合合理的等级分布，有利于促进天津向多极化发展和区域整体经济水平的提高。关键词：经济联系强度 天津 隶属度 分形 引力模型一、引言随着改革开放的不断深化、市场经济体制的不断完善、我国经济得到快速发展，区域经济联系也越来越密切1。如何准确判断和度量城市和区域间的经济联系，对城市和区域的整体规划和长远发展意义重大2，因此区域经济联系的研究成为热点之一。周一星教授用我国典型地区的演变验证了他的主要经济联系方向论，20世纪90年代以来我国学者王德忠3、李国平4、陈彦光5、苗长虹6、刘承良7等采用空间相互作用的引力模型对我国城市或区域的经济联系强度进行了定量测度。关于城市间的区域经济联系强度的研究颇多，如张雪花等人对我国西部地区经济联系强度的分形特征进行了分析8，杨修志，潘庆，张王燕等对济南都市圈的经济联系强度进行了分析9, 乔旭宁, 杨德刚, 毛汉英等对乌鲁木齐都市圈的经济联系强度进行了研究10等等。城市是一个开放的系统，不同城市间发生着紧密的经济联系，特别是市场经济在我国的不断完善，城市之间的经济联系更加密切。与城市间的经济联系强度相比，城市内各区县的经济联系强度有过之无不及，城市内联系包括经济、政治、社会、文化联系，但经济联系却是最基本的联系。城市以一个或两个区县为经济核心，以便捷的交通通道为依托，吸引辐射周边低梯度地区，并促进区县之间的相互联系与协作，带动周边地区社会经济发展。区县之间只有形成协调、互补、有序的分形特征，经济核心向周边低梯度地区进行经济转移及低梯度地区接受经济辐射的能力才能不断提高，才能有效发挥区域整体功能。城市内各区县经济联系强度的正确分析，对城市的整体规划和长远发展意义深远。本文在前人关于区域经济联系强度研究的基础上，运用分形理论和牛顿引力模型，对天津市各区县的经济联系强度进行分析，弄清现有经济联系状况，因势利导，加强各区县的经济联系和促进天津经济加速发展，并针对具体情景给出规划建议。二、模型建立（一）经济联系强度分形模型分形由曼德布罗特（Mandelbrot）在七十年代提出，八九十年代在地理学中得到广泛应用，成为研究复杂地理现象的有力工具。分形用于表征局部和整体以某种方式相似的形，当某事物的一部分以某种形式与整体相似时称该事物具有分形特征，自相似性是具有分形特征事物的重要特点之一11。某结构或过程的特征在不同的时间或空间尺度都相似时，则说明这个系统具有自相似性。分维数是表征事物自相似性的定量指标之一12，其数值的大小可以反映事物形态的复杂性与稳定性。区域内经济结构、经济发展水平的局部和整体有某种程度的相似性，使分形在经济联系领域的应用成为可能8，也给我们认识区域经济联系强度提供了一种新的思维方法和有力的研究工具。张雪花等人证明了区域经济联系强度存在着分形特征，她们的理论分析如下8：将某一区域城市群内的城市间经济联系强度视为诸多相互关联的要素投入后的产出形式，可用生产函数的一般形式表达：. （1）式中：为常数；y为经济联系强度；为各种要素的投入量。对（1）式求全微分得： （2）两边同除以y得： （3）令: （4） 式中：为弹性系数，具有广义的分维意6；则（3）式可化简为： ， （5）对（5）式积分，得：. （6）（6）式为Cobb-Douglas函数的一般形式，式中为比例系数，为积分常数，一般情况下，分维 6，(6)式反映了经济系统经济联系强度的自仿射（self-affine）特征。城市内区域的经济联系强度主要表现为中心城区对周围低梯度地区的经济转移，而且在一定的区域范围内进行。这种梯度力的传递符合自然系统中能的传递规律，在某一特定的区域范围内经济联系强度等级分布的Pareto公式可表示为：， （7）式中，K为区域内区（县）数目，R为区县间经济联系强度，D为分维数，对式（7）两边取对数，整理后可得：。 （8）式中，k为按经济联系强度从大到小的顺序排列后市（县）的排位序列数。根据分形理论，D值直接反映了规模等级的分布情况：当D=1时，经济联系强度接收量最大的城市与最小城市之比正好为区域内市县总数，此时为约束型位序规模分布7；当D1时，经济联系强度分布差异程度较大，经济联系强度接收量最大的城市接收的经济辐射量太大，不利于区域整体经济水平的提高；当D1时，经济联系强度分布比较均衡，有利于城市群向多极化发展和区域整体经济水平的提高；当D0时，区域内只有一个城市接受到中心城市的经济辐射；当D时，区域内所有市（县）接受到中心城市的经济辐射量一样大，无级别之差。（二）经济联系强度的引力模型城市内各区县之间有着各种联系，包括政治、经济、社会、文化联系等，但经济联系是最基本的联系，经济联系尤其在市场经济不断健全的今天更为突出。经济联系通过物流、人流、资金流、信息流的形式得以实现,目前以有形的物流和人流对城市发展的影响最直接，资金流、信息流随着金融市场体制的完善其重要性正在日益增加,但在一定程度上也要转化为物流和人流。便利的交通条件成为城市内区域经济联系的主要手段,成为区域转移资源和区域分工的重要杠杆。因此经济联系强度不仅与区域经济规模、人口规模有着密切的关系，还与区域间的交通距离密切相关。经济规模是区域发展程度的重要指标，可以反映区域经济的增衰情况，经济规模通常用区域生产总值来表示。人是经济活动的主体，也是区域经济联系的执行者。人口较多的区域比人口较少的区域具有更强的影响力，所以人口规模也是联系强度定量分析的重要指标之一。根据距离衰减理论8，区域间的空间距离理是影响区域经济联系强度大小的另一个重要指标。考虑到所研究地区便捷的交通，区域间的空间距离不具可比性，所以我们选择了两地间的交通距离。在分析经济联系强度时仅考虑GDP、人口规模、交通距离，势必会给结果带来很大的局限性，因为经济联系的还有很多其他因素。因此我们在以上三个指标的基础上又增加了模型调节系数。模型调节系数包括了从教育、城镇化水平、经济密度、人口密度、社会消费品零售总额、劳动报酬等方面考虑，使分析结果尽量接近实际情况。1929年Reilly引用牛顿力学引力模型探索零售关系的研究方法5，1942 年Zipf 首次将万有引力定律引入城市体系空间相互作用研究。经济动力学中的经济引力论认为，“ 万有引力原理也适用于经济联系，即区域经济联系也存在着相互吸引的规律性”9。著名地理学家塔费认为,“经济联系强度同它们的人口乘积成正比,同它们之间距离的平方成反比”10。经济联系量正是对引力模型的应用而产生的，用来衡量区域经济联系强度。经济联系强度是用来衡量区域间经济联系程度大小的指标。一方面，它可以反映经济中心城市对周边地区的辐射能力；另一方面，它也可以反映周边地区对经济中心辐射能力的接受程度。本文参考国内学者运用牛顿万有引力定律对经济联系强度的研究成果3-10，并结合研究区域的特点，建立了如下经济联系强度模型： （9）（9）式中，Pi、Pj分别为i和j区域人口规模；Vi、Vj分别为i和j区县的生产总值；Dij为i与j城市之间的交通距离；、分别为i和j城市模型调节系数，区域内某一中心城市取值为，其它区县与之比较得相对值。模型调节系数选取了教育投资占财政支出的比率、城镇化水平、经济密度、人均社会消费品零售总额、城镇单位从业人员人均劳动报酬、人均密度。以和平区的模型调节系数的六项指标数据作为基准数据，其它区县这六项指标数据分别与和平区的数据相比，六项指标的比值按区县分写简单平均即得到各区的模型调节系数。模型调节系数可以较全面地反映除人口规模、生产总值规模、交通距离之外的其他因素对经济联系所造成的影响。教育投资占财政支出的比率反映了对教育的重视水平，城镇化水平从侧面反映了经济发展水平，经济密度和人口密度反映了土地资源的利用效率，人均社会消费品零售总额、城镇单位从业人员人均劳动报酬分别从消费和收入方面反映经济发展水平，这六项指标对区域经济联系的分析也很重要，避免了只考虑人口规模、生产总值和交通距离给区域经济联系分析带来的片面性。为衡量各城市接受的经济辐射强度大小，引入了经济联系强度隶属度()计算公式： (10)式中，n代表接受经济核心辐射的区县个数。以上经济联系量化模型建立于诸多假设条件之上，例如区域内部的经济现象分布是均衡的；区域内部任何人都发挥着同样的相互作用；区域间联系方式相同等等。由于大多探讨的是区域间的联系强度差异，而非区域内部的联系强度，因此上面的模型完全具有实践运用的可取性3。三、天津市简介天津市位于北纬38度34分至40度15分，东经116度43分至118度4分之间。地处华北平原的东北部，海河流域下游，东临渤海，北依燕山，西靠首都北京，是海河五大支流南运河、子牙河、大清河、永定河、北运河的汇合处和入海口，素有“九河下梢”、“河海要冲”之称。天津地处太平洋西岸环渤海经济圈的中心，背靠华北、西北、东北地区，面向东北亚，是中国北方十几个省市区对外交往的重要通道，也是中国北方最大的港口城市。天津不仅有地理区位优势，而且天津自然资源也很丰富，这在国内外大城市中并不多见，天津有充足的油气资源（渤海和大港两大油田）、丰富的金属和非金属矿产资源、丰富的地下热水资源等。天津作为中国经济增长的第三极，发展潜力巨大。天津市行政区域总面积11760平方公里，2009年末全市常住人口1228.16万人，人口密集，城镇化水平61.08%，2009年末全市生产总值7521.85亿元，占全国GDP总量的2.2%，第一、二、三产业结构比2：53：45。天津市现辖15个区、3个县。市辖区中，市区有：和平区、河东区、河西区、南开区、河北区、红桥区；滨海区有：塘沽区、汉沽区、大港区；环城区有：东丽区、西青区、津南区、北辰区、武清区和宝坻区。市辖县有：宁河县、静海县、蓟县。改革开放以来，天津经济得到快速发展，取得了骄人的成绩。但是在天津经济取得快速发展的同时，由于区域内所辖区县地理位置、资源条件、经济基础和历史因素等方面的差异使所辖区县的经济发展水平和发展速度相差很大，呈现出中心城区、滨海新区、环城新四区、偏远郊区的空间分布特征。和平区位于天津市中心，是天津市政治、商业、商务、金融、教育、医疗卫生中心。辖区面积10平方公里，人口密度39515人/平方公里。2009年全区实现地区生产总值440.78亿元，占全市生产总值的5.86%，而土地面积占全市的比率还不到0.09%。滨海新区位于天津市东部临海地带，面积2270平方公里。2009年滨海新区行政归一后，发展势头迅猛。在应用研究中，分别以和平区和滨海新区作为两个经济辐射中心进行计算和分析。四、计算结果及分析（一）数据收集和整理数据基准年为2009年，基本参数取值来源于天津统计年鉴2010。主要基本数据如表1所示。表1 天津市各区县主要相关数据人口规模（万人）GDP(亿元)与和平区距离（Km）与滨海新区距离(Km)F(g)和平区39.28440.7847.31河东区71.17216.204.145.30.63河西区77.53447.181.754.10.71南开区83.70311.476.861.80.69河北区63.42281.747.755.50.68红桥区55.1898.9510.862.30.67滨海新区108.851311.2147.30.52东丽区34.16451.1312.741.20.41西青区34.98455.9131.381.20.35津南区40.83241.692254.70.36北辰区35.87388.6918.963.70.41武清区84.04276.3139.585.80.32宝坻区66.84195.2076.8108.40.37宁河县37.77154.2587.767.70.34静海县55.01281.1237.589.90.36蓟县83.20176.31128.2147.20.38在以上数据信息的支持下，计算天津市区县经济联系强度，结果如表2所示。表2 天津市各区县经济联系强度计算结果和平区为中心RijFij（%）滨海新区为中心RijFij（%）和平区11504211.31河东区60815208.3214303314.06河西区6033757982.5317105916.82南开区31543784.3110965010.78河北区20155182.7611138710.95红桥区5562990.76479994.72滨海新区1150420.16东丽区4181650.5711408111.22西青区589440.08251462.47津南区974360.13452534.45北辰区1768440.24446984.40武清区417310.06253942.50宝坻区94630.01136391.34宁河县44830.006216012.12静海县418710.06209172.06蓟县37130.00580870.80根据（8）式及表2，通过回归运算求得分别以和平区和滨海新区为经济辐射中心的经济联系强度等级分布式（10）和式（11），及散点图1和2。LnR(k)=18.537-3.426lnKR2=0.951图1 以和平区为中心的经济联系强度分布LnR(k)=12.762-1.077lnKR2=0.787图2 以滨海新区为中心的经济联系强度分布，（其中复相关系数为0.951，D=0.29）， （11）整个回归模型(F检验)、常数项及变量(t检验)的sig.=0005，皆通过检验。，（其中复相关系数为0.787，D=0.93）， （12）整个回归模型(F检验)、常数项及变量(t检验)的sig.=0005，皆通过检验。（二）结果分析图3 以和平区为中心的经济联系强度隶属度分布图4 以滨海新区为中心的经济联系强度隶属度分布 和平区以第三产业为主，天津最繁华的商业街就坐落于此。2009年总产值是440.78亿元，第三产业产值为369.60亿元，占和平区总产值的83.85%，用不到0.09%的土地产出了5.86%的生产总值，所以和平区经济得到了高度发展。和平区集天津的经济中心、政治中心、文化中心于一身，且交通便利，土地资源得到了最优化利用。在地理位置上也是天津中心的和平区，在带动整个天津的发展就有着不可推卸的责任，各区县接受的经济辐射隶属度分布如图3。通过式（11）和图3可知，目前以和平区为经济辐射中心的经济联系强度的分维值D=0.29,经济联系的分布差异程度较大，其分布均衡度明显低于滨海新区为经济辐射中心的区县间经济联系强度的分布均衡度，通过图3与图4比较可很明显的得出这一结论。河西区接受的经济辐射占到辐射总量的82.53%，市内其它五区接受的经济辐射量占总辐射量的98.68%，滨海新区、环城四区、偏远郊区接受的辐射量很小，几乎微乎其微。和平区对滨海新区、环城四区、偏远郊区的经济带动作用很不明显。这种分布格局严重影响了天津市整体发展水平的提高。 和平区对河西区的经济辐射量和河西区接受辐射的强度最大，市内其他五区接受的经济辐射量几乎占据了和平区的全部经济辐射量，主要原因在于：河西区在空间距离上与和平区最近，在承接和平区产业转移上有很好的区位优势，因此对经济辐射量的接收能力强，占总辐射总量的80%以上。目前和平区和河西区的产业结构也很相似，2009年和平区和河西区的生产总值分别是440.78亿元、447.18亿元，三次产业结构比分别是0:16:84和0:17:83，河西区人口规模是和平区的2倍，河西区的土地面积是和平区的3倍，所以河西区还有很大的发展空间，这些使得河西区接受辐射的能力强。和平区区域面积狭小，人口密度大，进一步的发展空间非常有限，在带动周边地区经济多元发展的后劲不足。但市内另外五区的土地面积和人口规模都将近是和平区的2倍，又环绕在和平区四周，因此这些区域在接受经济辐射时既有土地资源和人力资源优势，又有地理区位优势。中心城区的土地面积占全市土地面积不到1%，但中心城区生产总值却占全市的31.36%。中心城区交通发达，人流、物流、资金流、信息流畅通、经济发展条件优越。中心城区集中了丰富的、高素质的人力资源，人口文化素质水平在全市位居前列，天津市重点高校都集中在该区域。这些都是其他区县所无法比拟的。随着改革开放的政策，中心城区率先发展起来，30多年的快速发展为中心城区积累了雄厚的经济实力。中心城区产业结构趋向单一，各区产业结构比非常接近，第三产业所占比重高达90%，工业占的比重很低，且以都市型工业为主。河北区和红桥区接受经济辐射的程度远远低于河西区和河东区，说明中心城区没有合理利用各区县的资源。这种情况与各区分别进行规划、中心城区没有统一的规划不无关系。在这样的背景下，如果在区域发展规划中，把中心城区合并为一个大的区域进行统一规划，将可以充分利用其地域空间，将产业结构的调整与自然资源、人力资源、区位等优势结合起来，形成更为强大的经济辐射中心，增强中心城区对区域内其它子区的经济辐射能力，带动区域整体经济的发展。从河东区、河西区、南开区、河北区、红桥区接受的经济量占总辐射量的98.68%，也说明将中心城区整合为一个强大的经济辐射中心也更为合理。 在投入要素不变的情况下，假设中心城区合并，成为一个更为强大的经济辐射中心，采用与上文相同的方法可以得到以市内六区为经济辐射中心的各区县经济联系强度和隶属度分布如表3。式（13）和图5给出了以市内六区为经济辐射中心的经济联系强度分布情况。通过式（13）和图5可知，以市内六区为经济辐射中心的经济联系强度的分维值D=0.51，与和平区为经济辐射中心相比分维值D增长近1倍，经济联系的分布差异程度缩小了。比较图3和图6可以看出，以中心城区为经济辐射核心的经济联系强度隶属度均衡度提高了很多。所以如果将中心城区进行统一规划，经济联系强度分布均衡程度将增加，这有利于天津向多极化发展和区域整体经济水平的提高。LnR(k)=15.423-1.987lnKR2=0.871图5 以市内六区为中心的经济联系强度分布图6 以市内六区为中心的经济联系强度隶属度分布，（其中复相关系数为0.871，D=0.51）， （13）整个回归模型(F检验)、常数项及变量(t检验)的sig.=0005，皆通过检验。表3 天津各区县经济联系强度计算结果滨海新区东丽区西青津南北辰武清宝坻宁河静海蓟县50765125790423478934578981786550197517616562739325017128516（%）8.1341.305.577.3328.613.160.990.444.010.46 通过（12）可知，目前以滨海新区为经济辐射中心的经济联系强度的分布比较均衡，有利于区域整体经济水平的提高。滨海新区地处环渤海地区经济带和京津冀城市群的交汇点，腹地辽阔，是北方国际航运中心和国际物流中心，区位优势明显。自然资源丰富和生态环境良好，新区可供开发的盐碱荒地有1214平方公里，油气和地热资源也很丰富，滨海新区的湿地和水面面积占总面积的29%。产业和科技优势突出，新区已形成电子信息、石油和海洋化工、汽车及装备制造、石油钢管和优质钢材、生物技术和现代医药、新型能源和新型材料及环保等主导产业，形成了高新技术和技术密集型产业群。对外开放度高，新区聚集了我国综合投资环境最好的经济技术开发区、保税区、和东疆保税港区及高新区、保税物流园区、出口加工区、综合保税区等多种功能区，为新区利用外资和引进技术、开展对外贸易创造条件。2006年滨海新区作为国家综合配套改革试验区，全国第三大经济“增长极”，被纳入国家发展战略，进一步加快推进滨海新区开发开放，为其经济发展提供了强大动力和极为有利的条件。新区在政府政策支持下，发展迅猛，2009年地区生产总值为3810.67亿元，增长23.5%，占全市生产总值的50.66%。三次产业结构比为0.2:67.4:32.4，全社会完成固定资产投资2502.66亿元，增长49.2%，财政收入739.01亿元，增长16.0%。经过近几年的发展，新区积累了雄厚的经济实力，为其作为天津另一经济核心地位，与中心城区遥相呼应，共同带动天津经济向着多极化发展。新区未来不仅是天津经济的辐射中心，也是环渤海经济的辐射中心。滨海新区对天津各区县经济辐射力分布均衡与新区的空间和产业布局有非常密切的关系。新区产业布局特点是一轴、一带、三个生态城区、八个产业功能区。一轴：沿京津塘高速公路和海河下游建设“高新技术产业发展轴”；一带：沿海岸线和海滨大道建设“海洋经济发展带”；三个生态城区：在轴和带的T型结构中，建设以塘沽城区为中心、大港城区和汉沽城区为两翼的宜居海滨新城；八个产业功能区：先进制造业产业区、滨海高新技术产业区、滨海化工区、滨海中心商务商业区、海港物流区、临空产业区、海滨休闲旅游区、临港产业区。产业布局覆盖面涉及了各个区县，因此滨海对天津各区县的经济辐射强度分布比较均衡，这不仅有利于了天津各区县的经济均衡发展，也有利于新区未来产业转移和产业对接，为新区经济实力的进一步壮大奠定了很好的基础。五、结语 本文从经济联系强度角度出发，利用分形理论和引力模型，运用excell和spss15.0软件，分析了天津在以和平区和滨海新区为经济辐射中心的各区县经济联系强度的均衡分布和隶属度分布。以和平区为经济核心分析知，经济联系与区县的经济地位密切相关，经济实力强、人流、物流、资金流、信息流畅通的中心城区经济联系较大，与滨海新区、环城新四区、偏远郊区的经济联系较弱。在其他条件不变的情况下，把中心城区看做一个强大的经济辐射中心，发挥一个拳头的作用，形成统一的区域经济体系，各区县的经济联系强度分布的均衡度得到明显提高。所以中心城区通过产业的合理布局和统筹发展规划，形成具有区域特色明显、联系紧密、分工合理的产业布局，实现由所辖各区分散发展向塑造区域整体优势转变，从而带动天津所有区县的经济发展，增强中心城区的辐射功能。以滨海新区为经济辐射中心的经济联系强度分布较为均衡，这与建设滨海新区的初衷服务环渤海、辐射三北相符合。因此将中心城区的资源整合和统筹规划，天津联系强度的空间分布呈现出以中心城区、滨海新区为核心双星状，带动天津整体经济发展。区域经济联系的引力模型仅从吸引力的角度描述区域经济联系强度，所测算的经济联系量值的绝对意义也很有限，不过区域经济联系强度本身只具有相对意义而不存在绝对的数值含义，所以把它用于区域间经济联系的强弱对比还是具有很大的研究和参考价值的。至于如何修正和改进区域经济联系的研究方法和模型以使测算更科学还需要相关学者做进一步的探索。参考文献1 朱英明,姚士谋.国外区域联系研究综述J.世界地理研究,2001, 10 (2):16-2