四川省区域经济时空差异分析——基于ESDA－GIS方法的实证分析

向玲凛

(四川大学经济学院，四川成都 610065)

一、引言

改革开放以来，中国经济高速增长，取得了令世界瞩目的经济成就。但在改革开放之初，我国主要实施的是“东部率先”的非均衡发展战略，这在大力促进东部发展并带动全国经济增长的同时，也使得我国的区域差距不断扩大，引起了国内外各界人士的广泛关注。为了客观地评价我国的区域经济发展水平与差距，分析其历史变化轨迹与成因，国内外大量研究文献分别从不同的角度，运用不同的方法作了广泛的研究。很多学者采用标准差、变异系数、基尼系数、泰尔指数等统计方法考察了我国区域差异的演变过程［1－4］。然而，这些测度方法缺少空间视角，难以反映区域空间差异的变化。近年来，不少学者转向借助地理信息系统(ArcGIS)等软件，从经济地理视角研究区域经济的空间差异［5－7］。但就研究结果而言，大多数研究文献都得出区域经济差异不断扩大的结论［8－9］。

进入新世纪以来，国家开始调整区域发展战略，依次提出了“西部大开发”、“振兴东北老工业基地”和“中部崛起”等区域发展战略，以期实现区域间的协调发展。四川省作为西部地区的一个重要省份，其经济发展具有西部地区的典型特征，在国家继续深入实施西部大开发战略的背景下，正确分析四川区域经济差异，不仅对制定区域经济发展战略，协调区域经济发展具有理论指导意义，而且对探索西部地区经济社会的全面协调可持续发展具有重要参考价值。近年来，围绕四川省内区域经济差异的研究文献也较多，但大多数考察的是其历史演变过程或是其成因与对策［10－11］，而少有利用空间计量方法来分析四川省市域经济差异的相关研究。本文以四川省21个省辖市(州)作为地域研究单元，在Arcview GIS软件、SPSS、GeoDA等统计分析软件的支持下，采用以ESDA(Exploratory Spatial Data Analysis，探索性空间数据分析)分析方法为主，传统统计分析与空间计量分析相结合的方式，探讨四川省市域区域经济差异的时空特征，旨在为四川省制定合理的区域经济可持续发展战略提供理论依据。

二、研究方法说明

1.统计分析方法

(1)加权变异系数CV(w)。变异系数CV(w)是衡量区域经济相对差异的常用指标，其值越大，说明区域差异越大。考虑到各市(州)城市规模对CV(w)值的影响，本文在计算四川省人均GDP的变异系数时，以各市(州)年末人口总数作为权重进行加权，计算出加权变异系数，用以衡量四川省区域经济发展的相对差异。计算公式如下:

式中，xi为i市(州)的人均GDP;x为四川省各市(州)人均GDP的均值;n为市(州)个数;pi是i市(州)的人口数，P是四川省总人口数。

(2)因子分析。因子分析是研究如何以最少的信息丢失将众多原有的变量浓缩成少数几个因子，如何使因子具有一定的命名解释性的多元统计分析方法。在研究各区域的经济发展水平时，往往希望尽可能多地收集相关变量，以期能对问题有比较全面完整的把握和认识，但又存在计算量非常大、变量间相关性很高等问题。为此，本文采用因子分析法，通过计算各区域的综合评价值，考察四川省各市(州)的综合经济发展水平。围绕着浓缩原有变量提取因子的核心目标，因子分析主要涉及以下四大基本步骤:①相关性检验(本文采用KMO检验，巴特利特球度检验);②因子提取(本文采用主成分法，提取累计方差贡献率＞0.85的特征根个数为因子个数);③因子旋转得到新的载荷矩阵，使因子更具有命名可解释性;④计算各样本的因子得分。

2.空间分析方法——探索性空间数据分析方法(ESDA)

探索性空间数据分析方法(Exploratory Spatial Data Analysis，ESDA)是一系列空间数据分析方法和技术的集合，它以空间关联测度为核心，通过对事物或现象空间分布格局的描述与可视化，发现空间集聚和空间异常，揭示研究对象之间的空间相互作用机制，从而为区域经济空间差异分析提供方法依据。由于传统的区域差异研究方法，如变异系数值仅从单要素角度揭示总的发展差异规律，而区域整体离散状况难以反映出来，也忽略了各市(州)的空间联系作用，因此本文着重采用ESDA分析四川省区域经济的空间差异，即通过研究四川省各市(州)的空间关联特征，分析其经济差异的空间变化。

在众多度量空间自相关性的指标中，Moran指数最常用于分析经济分布的空间结构形态，本文引入全局空间自相关 Moran’s I、局部空间自相关LISA和Moran散点图，采用全局空间自相关与局部空间自相关方法分析四川省区域经济差异的空间特征。全局空间自相关Moran’s I用于验证整个研究区域某一要素的空间模式，是对整个区域空间特征的描述，其计算公式如下:

在给定的显著性水平下，Moran’s I为正，则表示各区域的经济发展水平在空间上具有集聚性;反之，则表明某区域与其周边地区的经济发展水平具有空间差异性;当Moran’s I接近期望值E(I)时，则表明各区域之间是相互独立的。

局部空间自相关LISA用于反映整个大区域中，一个局部小区域单元上的某种地理现象或某一属性值与相邻局部小区域单元上同一现象或属性值的相关程度，是对局部区域在相邻空间上的自相关性的描述，其计算公式如下:

局部空间差异格局一般存在四种类型:(1)High－High区域，即自身和周边水平均较高的区域，区域空间差异较小;(2)Low－Low区域，即自身和周边水平均较低的区域，区域空间差异较小;(3)High－Low区域，即自身水平较高但周边较低的区域，区域空间差异较大;(4)Low－High区域，即自身水平较低但周边较高的区域，区域空间差异较大。

三、四川省区域经济时空差异分析

1.区域经济差异演变的时间特征

人均国内生产总值(人均GDP)是衡量经济发展水平最常用的指标，本文选取1999～2010年四川省21个市(州)的人均GDP作为基本指标，分析四川省区域经济差异的历史演变轨迹。

(1)绝对变化趋势。自西部大开发战略实施以来，四川省经济高速发展，各市(州)的人均经济总量较之以前均翻了几番，2010年全省人均 GDP达到5246元(按1978年的可比价计算)，是1999年的3.5倍(1999年全省可比价人均GDP为1514元)，但各市(州)人均GDP之间的绝对差异却很大且呈现不断扩大的趋势。2010年，除成都和攀枝花市外，其余各市(州)的人均GDP均在26000元(2010年当年价)以下，人均GDP最高的成都市比最低的巴中市高出32536元;而在1999年，各市(州)人均GDP之间的极差仅9624元。考察1999～2010年四川省各市(州)人均GDP标准差的变化趋势，发现其不断增大(见图1)，数据来源:《四川省统计年鉴》(2000～2011)和作者的计算，也即表明四川省市域间的绝对经济差异呈现不断扩大的趋势。

图1 1999～2010年四川省各市(州)人均GDP的标准差和加权变异系数

(2)相对变化趋势。通过计算1999～2010年四川省各市(州)人均GDP的加权变异系数CV(w)，从相对差异的角度考察四川省各市(州)区域经济差异的变化特征(见图1折线变化)，发现其呈现先上升后下降并趋于平稳的波浪式发展态势，1999～2003年CV(w)不断上升，随后在2004年急剧下降至0.62，之后呈现在0.55左右徘徊并缓慢下降的趋势，也即是说四川省各市(州)的相对经济差异在经历了一段时间的波动后呈现缩小的趋势。

总体而言，四川省区域经济发展呈现绝对差异不断扩大，相对差异显现缩小态势的时间演变特征，这与全国的区域经济差异发展态势基本吻合［12］。

2.区域空间差异分析

(1)区域经济实力综合评价。随着社会经济的不断发展，诸如人均GDP在内的单指标评价方法已经不能准确地反映区域经济的发展现状，为对一个地区的综合经济实力作出系统评价，需要建立一套完整、合理的综合评价指标体系。

表1 2010年四川省各市(州)经济实力综合评价值

本文在研究相关文献并综合考虑数据可得性的基础上，建立了包含人均地区生产总值(人均GDP)、工业总产值、第三产业产值、全社会固定资产投资、地方财政收入、城镇人均可支配收入、职工平均工资、农村居民人均纯收入等8个指标的综合评价指标体系。根据选取的指标数据(2010年)，本文借助SPSS18.0统计软件，采用主成分分析法提取出2个公因子(累计方差贡献率=86.35%)，并以因子的方差贡献率作为权重，计算出反映各市州综合经济实力的综合评价值(见表1)。

表2 2010年四川省各市(州)三次产业结构

通过对各市(州)综合评价值的分析，本文利用ArcGIS的ArcMap绘制了四川省各市(州)的综合经济实力分布格局图，将四川省21个市(州)划分为发达地区、较发达地区、较不发达地区和欠发达地区(图2左图)。显然，四川省区域经济发展水平有明显地域联系和分异，经济地位较高的区域，大多属于经济发展基础较好且经济增长较快的地区，该类区域集中分布在以省会成都为中心的成都平原经济圈，与经济欠发达的北部地带构成四川两大经济带。根据人均GDP绘制的区域经济差异分布格局图(图2右图)，以及各市(州)的三次产业结构与行业增加值(表2)进行对比分析，发现:成都作为四川省的经济文化中心，其三次产业中第一产业的比重非常低，仅占了GDP总量的5%，而第二、三产业的比重分别高达45%和50%，且其各个行业的增加值高度集中，大多数行业的增加值占据全省行业增加值总量的30%以上，成都已经成为四川省的经济增长极，并带动周边地区经济发展，初步形成了成都平原经济圈;攀枝花市依托其钢铁产业，第二产业占据了其GDP总量的绝对比重(74%)，成为一个相对独立的经济增长点;而巴中等不发达的地区，第一产业所占比重均大于20%，而第二、三产业所占比重相对不高。总体而言，四川省经济发展水平的总趋势是成都平原地区高，川东北、川西北部低，区域经济差异较大。

图2 2010年四川省各市(州)区域经济差异分布格局图

(2)基于ESDA的区域经济空间差异分析。其一，全局空间自相关分析。本文借助GeoDA软件，根据四川省各市(州)的人均GDP与综合评价值数据，计算Moran’s I并绘制Moran散点图与折线图 (见图3、图4)，分析四川省区域经济发展的全局空间自相关性。

图3 1999～2010年四川省各市(州)人均GDP Moran’s I趋势图

图4 2010年四川省各市(州)人均GDP、综合评价值Moran散点图

如图3所示:1999～2010年，Moran’s I总体上呈现不断上升的趋势，在2007年以后上升趋势尤为明显，也即区域空间差异呈现由分散向集聚转化的演变趋势，到2010年Moran’s I由负变正，也即从全局角度讲，四川省的区域空间差异开始显现出集聚的态势。此外，考察2010年人均 GDP与综合评价值的Moran散点图(见图4)，发现大多数市(州)位于第二、三象限，显示出自身经济发展水平较低而周边发展水平高的经济空间差异较大的L－H型(第二象限)区域与自身与周边经济综合发展水平均较低且经济空间差异较小的L－L型(第三象限)区域共存的现象，也就是说，目前四川省各市(州)的全局空间分布格局呈现差异与集聚并存的二元结构特征。

其二，局部空间自相关分析。Moran’s I以及Moran散点图从总体上描述了四川省区域经济的空间差异，为进一步了解四川省区域经济的局部空间变化格局，本文选用综合评价值与工业产值两个指标，采用LISA分析研究四川省各市(州)的局部空间差异。借助GeoDA和ArcMap软件，本文绘制了2010年各市(州)的综合评价值与工业产值的LISA集聚图(见图5)。考察综合评价值的LISA图(图5左图)发现，只有南充、达州和巴中三市显示出了明显的局部空间自相关特征，且都位于Low－Low区域，表明该区域的局部空间差异较小;考察工业产值的LISA图(图5右图)发现，显示出局部空间差异较小的区域有:位于Low－Low区域的巴中市和位于High－High区域的阿坝州、成都、德阳和资阳市;显示出局部空间差异较大的区域只有位于Low－High区域的眉山市;其他市(州)则没有显示出明显的局部自相关特征。

图5 2010年四川省各市(州)经济发展综合评价值、工业产值lisa聚集图

四、结论

借助ArcGIS、Spss、GeoDA等软件，本文综合运用加权变异系数、因子分析等统计方法与ESDA分析方法，取四川省21个省辖市(州)的经济指标作为测度因子，对四川省区域经济差异的时间演变特征(1999～2010)和空间自相关性进行综合分析，结果表明:

第一，四川省区域经济发展呈现绝对差异不断扩大，相对差异显现缩小态势的时间演变特征。1999～2010年，四川省各市(州)人均GDP的极差与标准差都不断扩大，表明各地区间的绝对经济差异显现出不断扩大的特征;而各市(州)的CV(w)虽然存在波动变化，但在2004年以后不断下降，表明四川省的区域相对经济差异显现出缩小的态势，这与全国的区域经济发展变化格局是基本一致的。

第二，四川省的整体空间差异呈现由分散向集聚转化的演变趋势，各市(州)的全局空间分布格局显现出差异与集聚并存的二元结构特征。1999～2010年，各市(州)人均GDP的Moran’s I总体上呈现不断上升的趋势，到2010年由负变正，也即从全局角度讲，四川省的区域空间差异开始显现出集聚的态势;而大多数市(州)位于Moran散点图的第二、三象限表明，全局空间分布格局表现出差异与集聚并存的特征。

第三，四川省各市(州)的经济发展存在局部空间自相关性，但局部空间差异不大。各市(州)综合评价值与工业产值的LISA图表明，巴中等川东北地区虽然局部空间差异较小但整体经济发展水平很低;而成都平原经济圈大都属于局部区域空间差异较小且经济发展水平较高的区域;除眉山市与周边地区空间差异较大外，其他市(州)没有显现出显著的局部自相关特征。

第四，从产业结构及行业分布特征上讲，经济发展水平较高的地区其第二、三产业占据了GDP的绝对比重，而较不发达地区第一产业所占比重仍然较高;在行业分布上，较发达地区一般存在一定优势行业的集聚现象。

四川省以上经济发展特征表明，自1999年以来，依托西部大开发战略的实施，四川经济发展成效显著，虽然在西部大开发实施的前几年区域经济差异不断扩大，但自2004年以来这种趋势开始放缓并显现出缩小的态势。在空间分布格局上，各地区全局空间差异日趋缩小，但局部形成了以成都市为核心的发达带和川东北落后地带，存在极化态势。因此，四川省未来在抓住国家深入实施西部大开发战略机遇的同时，应着重制定相关区域发展策略，优化各市(州)产业结构与行业布局，促进发达地区与落后地区之间的经济、技术和人才交流，以提高成都经济圈增长极的辐射作用，产生空间扩散效应，弱化目前的极化态势。

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