基于场理论的甘肃省产业关联度分析

2012-03-15白永平纪玲娟

地域研究与开发 2012年3期

白永平，纪玲娟

(西北师范大学地理与环境科学学院，兰州730070)

0 引言

传统物理学中的“场”理论和经济学理论中的产业概念相结合研究一定区域内产业结构和产业发展的合理化问题，是用一种发展较为成熟的、本身很严谨很有规律的学科概念来解释一种正在发展中的、规律性不是很强且较为杂乱的系统，这也正是学科交叉性的重要体现。已有的各种方法所做的分析一般都是静态的，而对经济空间的横、纵面进行全面的动态分析以及产业各项指标前后对比，可以较为准确地预测今后产业的发展趋势，对制定各项政策干预有较强的引导作用。本研究基于场理论，根据2007年甘肃省投入产出表来建立模拟经济空间，对甘肃省42种行业进行研究。2000年以来，甘肃省三次产业结构不断调整和优化。第一产业比重不断下降，由2000年的18．7%下降到2010年的14．5%，下降4．2个百分点;第二产业比重稳中有升，由2000年的40．6%提高到2010年的48．2%;第三产业比重由2000年的40．7%下降到2010年的37．3%，下降3．4个百分点，第三产业发展极其缓慢。这反映出甘肃省产业结构的畸形发展问题，需要用新的理论和方法研究甘肃省产业布局，调整产业结构，使其更趋于合理化。

1 区域概况

甘肃省地处祖国西北边陲，既是汉民族与少数民族交汇融合的重要地区，又是中原地区联系新疆、宁夏、内蒙古西部以及青海、西藏的重要桥梁和战略通道，也是黄河等大江大河的重要水源补给区，是西北地区生态安全的屏障。实施西部大开发战略以来，甘肃省经济社会发展取得了显著进步，经济总量增长的同时，产业结构也不断趋于合理化，产业结构的调整优化对甘肃省的经济增长起到了极大的推动作用。但是甘肃省经济社会发展矛盾也最为突出，进一步发展面临着自然条件差、生态环境脆弱、基础设施落后、经济基础薄弱、产业结构单一、贫困问题突出、对外开放程度低、区域发展差距过大等问题，迫切需要采取有力措施加以解决。单从产业结构来看，甘肃省三次产业结构还存在诸多不合理的地方，阻碍了经济的进一步发展，产业结构的进一步优化升级已成为当前甘肃省经济发展的主要任务之一。

2 数据与方法

2．1 研究数据

主要选取2007年甘肃省投入产出表的相关数据，计算甘肃省2007年42个行业的产出梯度、影响力梯度和感应度梯度。全部基础数据来源于《甘肃省统计年鉴》(2001—2011)。

2．2 研究方法

在场论中对场的定义是:如果在全部空间或部分空间里的每一点都对应着某个物理量的一个确定的值，就说在这空间里确定了该物理量的一个“场”。经济空间场可理解为经济空间区域内的经济变量或数学函数，它反映了经济变量在所处地理空间中的分布和变化。

梯度是场理论中的一个重要概念，早在20世纪50年代后期，经济学家就对梯度发展的效应作了大量的研究，经济学家G．Myrdal认为梯度在发展中起3种效应:极化效应、扩散效应和回波效应，它们共同制约着地区生产分布的集中和分散情况［1］，它们都与场和空间的相互作用有关。一个标量函数的梯度是一个向量，它在某一点的量值等于该函数在该点的增加率，在直角坐标系中梯度可以表示为［2］:

将梯度的概念推广到经济空间中，用场理论中的梯度来反映和表现甘肃省各个产业的变化趋势，可将各个产业视作空间中的点，这些点的产出、收入和费用的变化，都可以通过一定的梯度形式表现出来，从而形成一定范围的梯度场。梯度场可以反映相关产业的变化趋势，通过建立相应的梯度场模型，就可以实现对经济空间的定量和定性分析。

3 产业关联梯度分析

3．1 产业关联梯度场的建立

产业关联是指国民经济各部门在社会再生产过程中所形成的直接和间接的相互依存、相互制约的经济联系。以列昂惕夫的投入产出方法分析产业在区域空间中的联系和作用，能动态地反映产业空间和产业关联在实际中的变化。如下构建列昂惕夫梯度场模型［3］。

若令B为列昂惕夫逆阵，可知:

式中:A是一个n×n的系数矩阵;B是n×n产出系数逆阵;X是1×n的总产出列矩阵;Y是1×n的最终需求列矩阵。根据矩阵函数梯度的求取方法，有

式中:▽X为产出梯度;▽B为列昂惕夫逆阵B的梯度场，也称波及效应梯度场;▽Y为最终需求列矩阵的梯度场。

3．1．1 波及效应梯度场。根据梯度的定义，▽B的推导可分为2步:先求偏导数，再导出梯度场。由(2)式可得:

而

代入(4)式得

由此可得:

又因为:

代入(5)式可得:

那么，

其中，{→akl;k=1，…，n;l=1，…，n}构成了 n2个相互独立的单位向量。→akl是对应于矩阵元的单位向量。所以▽B可定义为(▽B)ij=▽bij，即

3．1．2 最终需求列矩阵的梯度场。有定义 ▽Y=(▽Y1，▽Y2，…，▽Yn)T，其中:

式中:→Yj是对应于元素Yj的单位向量，而

代入(7)式有:

3．1．3 产出梯度场。总产出梯度场的定义是▽X=(▽X1，▽X2，…，▽Xn)T，根据(3)式有:

由此，▽X可以写成矩阵的形式

3．1．4 感应度梯度。对照投入产出模型中的感应度系数，相应得出感应度梯度公式

式中:Si为i产业受其他产业部门影响的感应梯度值;▽bij为波及效应系数梯度场▽B中的第i行第j列的系数。

3．1．5 影响力梯度。对照投入产出模型中的影响力系数，相应得出影响力梯度公式:

式中:Ti为i产业对其他产业部门的影响力梯度［4-5］。

3．2 产业关联梯度分析

利用2007年甘肃省投入产出表，计算了甘肃省42个行业的产出梯度值、影响力梯度值和感应度梯度值并进行排序(表1)。各指标梯度值后括号里的数字为该指标梯度值排名，指标排名变化预测前括号里的数字为该指标原始排名(即2007年排名)。通过指标梯度值排名与原始排名的对比，对该指标今后排名的变化趋势进行预测。设定指标梯度值排名与原始排名相差1～2之间为不变或略升(降)，3～5之间为略升(降)，＞5为上升(下降)快。

表1 甘肃省各指标梯度值及指标变化排名预测表Tab．1 Prediction of gradient value and variation ranking for each index in Gansu Province

通过指标梯度值排名与原始排名的对比，对该指标今后排名变化趋势进行预测。产出值与产出梯度值的前后对比很直观地表现出今后该产业的发展总趋势和经济效益。影响力和感应度是某种产业向后和向前关联的2种效果程度。一种产业影响其他产业的程度叫影响力，把受其他产业影响的程度叫做感应度。影响力梯度和感应度梯度是从投入产出模型中引入的新概念，分别反映出一种产业向后和向前关联的2种效果程度的变化大小，从而了解该产业在经济空间中的地位、作用、影响及变化。

3．2．1 第一产业发展趋势分析。农林牧渔业将继续保持稳定，在整个产业中的地位将稳中有升，且影响力梯度排名上升，但感应度梯度排名不变。表明种养加、农工商一条龙的农业产业化经营成效已有所提高，特色农业、农村个体私营经济和第三产业发展较快，对其他产业部门的带动作用有所增强，但受其他部门的影响尚不明显。甘肃省农业结构今后将趋于合理，农业结构将从技术水平低下的粗放型农业向技术要求较高的集约型农业逐步发展［9］。

3．2．2 第二产业发展趋势分析。(1)煤炭开采和洗选业、石油和天然气开采业、金属矿采选业、金属制品业今后的增长速度较快，产业地位有较大幅度上升。除金属制品业外，煤炭采选业、油气开采业、黑色金属和有色金属矿采选业影响力梯度排名靠前，感应度梯度排名基本不变。表明甘肃省工业依然主要依赖能源原材料工业的发展，但其他产业对能源原材料工业的作用有限，使得能源原材料工业结构转型缓慢。(2)通用、专用设备制造业和通信设备、计算机及其他电子设备制造业今后的增长速度加快，产业地位也将快速上升，但影响力梯度和感应度梯度排名基本不变。表明甘肃省机械制造等装备制造业和电子信息等战略性新兴产业发展已现端倪，技术含量和产出效益较高。但发展初期对其他产业的影响和受其他产业的作用很小，是今后培育发展的先导产业。(3)纺织业、木材加工及家具制造业、造纸印刷及文教体育用品制造业今后的增长速度也相应加快，产业地位也有快速上升，但影响力梯度和感应度梯度排名存在不同程度的下降。表明甘肃省轻纺工业的发展对轻重工业的协调发展有促进作用，但对其他产业的影响和受其他产业的作用相对减弱。(4)建筑业今后的发展速度将回落，增长将减缓，产业地位将大幅下降。这是因为目前建筑业是劳动密集型行业，是手工作业比重大的行业，也是效益低下的行业，产值利润率和劳动生产率低。对建筑业深化改革、调整规模、优化结构、推进技术进步、提高全行业的发展质量将是长期的任务。

3．2．3 第三产业发展趋势分析。第三产业(邮电业、批发和零售业、房地产业、研究与试验发展业、综合技术服务业、教育、公共管理和社会组织)在产出、影响力、感应度排名整体上呈现不同程度的下降趋势，可以预见第三产业在整个产业空间的地位今后将下降。造成此种局面的原因有2个方面:一是第二产业继续保持较快增长的强劲态势;二是第三产业内部结构不尽合理。生产性服务业比较薄弱，市场体系、综合服务体系和社会保障体系不够完善，阻碍第三产业发展的传统体制和机制问题还未根本解决，可以预测今后一定时期内甘肃省产业结构低度化的趋势还将继续［6］。

4 三次产业在经济空间中的结构分析

甘肃省是全国的重工业能源基地，近几年能源枯竭的残酷现实严重制约了本省经济的发展，在这期间甘肃省积极设立国家级循环经济示范区，开始从“两高一资”企业的高能耗、高污染路线转向循环经济和低碳路径，形成甘肃新型产业化模式，以新型的耗能低的产业路线代替原来的高耗能来解决能源问题［7］。第三产业占GDP的比重除个别年份稍有反弹外，基本保持上涨的趋势，发展的空间很大。

近几年甘肃省的产业结构发生了变化，但是变化的幅度仍然较小，第一产业占GDP的比重由2000年的18．7%下降到了2010年的14．5%。二产的比重稍有上升，从2000年的40．6%上升到了2010年的48．2%，但在2006年到2008年这3年中达到了最高，这几年也是甘肃省第二产业转型的关键年份。随着产业结构的变迁，就业结构同时也发生变化。2000—2010年，甘肃农业人口占总就业人口的比重基本不变，在三次产业结构中还是占主导地位。第二产业人数基本不变。第三产业就业人口从2000年的 21．4%上升到2010年的23．0%，上升幅度不大。总体来看，甘肃省产业结构的变化符合产业结构变迁的一般规律，但发展速度远远低于全国平均水平，甘肃经济社会发展水平低，省情决定了优化产业结构、转变发展路线任务的艰巨性和复杂性。按照著名经济学家H·钱纳里、库兹涅茨、克拉克、威廉·配第等［8］的研究成果，参照甘肃省相关经济指标，从人均GDP、三次产业结构、就业结构、工业化和城市化水平等指标来看，甘肃省基本处于工业化初期向中期过渡的阶段。这个阶段是工业化带动社会经济发展的关键时期(表2)。

5 结论

用梯度场理论对经济空间进行分析就是构造经济空间以及与它相关的一系列空间集合，将空间与梯度场相联系，对其中的各要素进行定义，通过对经济空间各类活动发展轨迹的分析对经济活动的将来进行预测。对产业关联梯度场的分析可以通过产出梯度、影响力梯度和感应度梯度的变化判断出不同产业的位势高低及其以后的变化，从而了解各产业在经济空间中的地位的变化，并为制定相应的产业发展政策提供理论依据和价值。甘肃省今后的产业改革与优化还要走很长一段路，三次产业贡献率表明未来甘肃省产业结构调整依然要大力优化二产，高效发展三产，积极推进农业产业化、规模化经营，加快农村剩余劳动力转移，调整地区农业布局结构，发展特色农业［9］。