时空耦合视角下中国新能源产业集聚的演变模式研究

李文博　龙如银

摘要：以我国30个省份为观测对象，运用区位基尼系数、区位商、全局（局部）空间自相关等方法，对2003～2012年我国新能源产业集聚的时空动态性进行分析。结果表明：我国新能源产业总体上表现出较高水平的地理集聚特点，且集聚水平呈先上升后下降的趋势；省域新能源产业的集聚水平存在一定的动态差异；同时，我国新能源产业的集聚总体上表现出较强的空间依赖，但其依赖程度会随着地理距离增加而逐渐衰减；各省份之间的空间联系具有较高的稳定性，并表现出一定的路径依赖和锁定特征。

关键词：新能源；产业集聚；区位基尼系数；区位商；空间相关性

近年来我国经济的平稳快速发展，使得其对能源的消耗不断增强，由于我国的能源消费结构以煤炭为主，经济发展过程中的环境问题日益严峻。目前，世界各国普遍认为发展新能源产业是解决经济发展和环境保护之间矛盾的重要途径。为了推动我国新能源产业的发展，国家在宏观层面出台了一系列政策来为其营造良好的发展环境。2010年国务院正式发布的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，更是将新能源产业确立为战略新兴产业，明确了其国民经济先导产业的地位。政策的强力支持使得我国新能源产业跳跃式发展，到2010年底，我国新能源年利用量总计3亿吨标准煤，占当年能源消费总量的9.6%。虽然新能源产业的发展势头良好，但较高的研发和推广成本使得传统的发展模式不能满足其发展需求。产业集聚作为一种新的经济活动组织模式，有利于新能源产业获得外部规模经济和范围经济，进而帮助新能源产业摆脱固有发展模式的束缚，提高产业竞争力，实现进一步跨越式发展。因而，深入研究新能源产业集聚发展问题对于准确判断新能源产业面临的困境以及采取有针对性的解决措施具有一定的借鉴意义。

1.文献综述

近年来，空间对于许多社会经济过程的重要性逐渐引起学者们的关注。通过关注空间效应，空间思维已经被经济学家和地理学家积极融入到产业经济发展问题的研究中。多项研究表明，一个地区某项产业的集聚水平不仅取决于资源禀赋、产业基础、技术水平和政策导向等因素，还会受到邻近地区空间溢出效应的影响。基于地理媒介的空间溢出效应会对产业集聚的空间分布产生重要影响，进而影响产业集聚的空间结构。空间溢出效应具有一定的空间局限性，其对产业集聚的影响随地理距离的增加而衰减，因而邻近集聚水平较高地区的经济主体往往比其他地区具有更好的绩效水平，也即产业集聚具有空间依赖性（或称空间相关性）。空间依赖性是指地理事物或现象的相似性与其在空间上的距离密切相关。产业集聚的空间依赖性反映了实际存在的空间交互作用，如区域间人才的流动、知识的扩散、技术的传播等。然而，产业集聚的形成过程还具有时间维度，由于日益增加的地理联系，邻近的地理单元随着时间的推移，其产业集聚水平可能呈现出极大程度的相似性，而区域产业集聚形成过程中的空间异质性也可能继续存在或消失。因此，时空维度在分析区域产业集聚时具有必不可少的重要性。

目前，国内外涉及新能源产业发展的研究已较为丰富，其主要聚焦于新能源产业在发展过程中所遇到的问题、影响新能源产业发展的因素以及新能源产业发展政策等方面。而对我国新能源产业集聚的探讨相对较少，仅有的相关文献也主要是侧重于从集聚效应、集聚竞争力和集聚的影响因素等方面对产业集聚水平较高的地区进行分析，如蒋石梅基于产学研协同创新理论，探讨了近十年来保定市新能源产业集聚取得显著成效的原因和特征；倪上通过区位熵和SWOT分析法对天津市新能源产业的集聚水平进行了测算，并在此基础上充分论证了天津市新能源产业集聚发展的必要性和可行性；郭立伟综合运用区位熵法、NESS模型、层次分析法和模糊数学综合评价法，对浙江省新能源产业的集聚水平进行了评价，结果表明虽然浙江省新能源产业的集聚水平在国内处于领先地位，但仍处于起步阶段；金飞运用GEM和AHP模型对江苏沿海新能源产业的集聚能力进行了评价，结果表明虽然该区域的产业集聚在全国范围内具有明显优势，但较国际水平仍有差距。

综上所述，新能源产业集聚作为目前学术界关注的焦点，已形成大量的研究成果，具有相当的借鉴意义，但目前关于新能源产业集聚的研究多从某一特定区域出发，研究视角较为孤立，缺乏从时空耦合的角度对我国新能源产业集聚的空间格局和区域差异进行分析。因此，本文综合运用区位基尼系数、区位熵、全局（局部）空间自相关等方法，从时空耦合的视角对我国新能源产业集聚的动态性进行分析。

2.指标选择与数据来源

反映一个行业发展状况的指标种类较多，如工业总产值、企业数量、专利数量、从业人数等。其中，工业总产值作为一个直接反映行业发展水平的指标，在国内外有关产业集聚的研究中得以广泛应用。由于新能源种类繁多，且新能源产业相关数据不易获得，近年来我国一些学者对新能源产业总产值的度量进行了探索，如李士忠认为，由于新能源及能源设备制造业所属的行业为通用设备制造业和电气机械及器材制造业，可以将两个行业总产值之和近似为新能源产业总产值；郭立伟所提出的核算方法与李士忠基本一致。本文借鉴上述两位学者提出的方法，计算了2003～2012年我国30个省域新能源产业的总产值，这里不包括西藏、香港、澳门和台湾。研究数据来源于国家统计局网站以及各省、直辖市、自治区的统计年鉴。

3.我国新能源产业的地理集聚和省域差异

3.1我国新能源产业的地理集聚演变

本文选择区位基尼系数来测度我国新能源产业在地理上的整体集聚水平。与收入基尼系数刻画收入分配公平水平相似，产业经济学中的基尼系数刻画的是产业在空间分布上的均衡度。基尼系数的值越大，表明产业在空间上的分布越不均匀，即产业的空间集聚水平越高。根据得到的我国各省新能源产业总产值，本文计算了2003～2012年度我国新能源产业的区位基尼系数，计算结果见图1。从图1中可以看出我国新能源产业表现出较高的地理集聚特点（2003～2012年均保持在0.6以上的水平），但集聚水平在考察期内表现出先缓慢增长后快速下降的趋势（从2003年的0.665增长到2007年的0.674，然后又下降到2012年的0.621），这就意味着我国新能源产业在考察期期初表现出一定的自我强化和累计因果性，但从2007年开始逐渐表现出较强的趋同迹象。

3.2省域新能源产业集聚水平的空间差异演变

本文采用区位熵法来测度各省份新能源产业集聚的变化情况。当区位熵值大于1时，表明目标地区这一产业出现了产业集聚的现象；当区位熵值小于或等于1时，表明该地区这一产业不存在产业集聚的现象。图2为所计算的2003～2012年全国30个省份新能源产业的区位熵值。

从图2中可以得出：（1）2003～2012年，上海、江苏、浙江、山东和广东的新能源产业区位熵始终大于1，表明这些地区的新能源产业存在集聚现象。但这五省新能源产业的区位熵在图中均表现出下降趋势，说明这些省份新能源产业的集聚水平在考察期内有一定程度的衰减。（2）除上述五省外，天津、辽宁和安徽在部分年份的区位熵值也大于1，其中天津2008年前的区位熵值一直大于1，但从2008年开始小于1并呈下降趋势，而辽宁和安徽的区位熵值分别从2006年和2008年开始大于1。这就表明天津新能源产业的集聚现象从2008年开始逐渐消失，而辽宁和安徽的新能源产业分别于2006年和2008年出现集聚的现象。（3）河北、江西、河南、重庆和四川新能源产业的区位熵值在考察期内虽然都小于1，但总体上呈递增趋势，且2012年的区位熵值都较为接近1。这就说明这些地区新能源产业的专业化水平在不断提高，即将成为新能源产业的集聚区。

4.我国新能源产业集聚的空间相关性及时空演变

4.1全局空间自相关及其演变

本文采用Moran's I指数来分析我国新能源产业集聚的全局空间相关性。表1为所计算的2003～2012年我国各省新能源产业区位熵的Moran's I值。Moran's I值的取值应在-1和1之间，当Moran's I值大于0时表明正相关，即不同地区新能源产业的集聚水平在空间上具有相似性；当Moran's I值小于0时表明负相关，即不同地区新能源产业的集聚水平在空间上不具有相似性。同时，本文还计算了基于二、三阶邻接矩阵的Moran's I值，二阶邻接矩阵表达了随着时间的推移，最初对邻近区域产生的影响是否会扩散到更多“相邻之相邻”区域。同理，三阶矩阵会进一步反映这种空间效应的扩散。计算出的Moran's I值的显著性可以用z统计量来进行判断，当显著性水平假定为5%时，其临界值在-1.96至1.96之间。

从表1可以看出，2003～2012年基于一阶Queen邻接矩阵的Moran's I值均大于0，且都通过了显著性检验，这表明我国新能源产业集聚水平的省域差异并非随机产生的结果，而是由正的空间相关性造成的，新能源产业集聚在全局上表现出较强的空间依赖特征，具体表现为新能源产业集聚水平较高的地区趋于临近其他集聚水平较高的地区，同时新能源产业集聚水平较低的地区趋于临近其他集聚水平较低的地区。由于空间外在关联溢出是变量空间依赖（空间相关性）的直接原因，因此，邻近地区新能源产业集聚水平相似的实证结果可以说明，受地理溢出效应的影响，空间邻近能够显著作用于区域新能源产业集聚的形成。基于二阶和三阶Queen邻接矩阵的Moran's I值明显降低，且基于三阶邻接矩阵的Moran's I值未能通过显著性检验，这就表明目前我国新能源产业集聚的地理溢出效应有一定的空间局限性，其随距离增加而逐渐衰减。

4.2局部空间自相关及演变特征分析

本文通过Moran散点图来进行局部空间自相关性分析。与Moran's I指数相比，Moran散点图的重要优势在于能够区分地域单元和其邻居之间的空间联系形式。通过Moran散点图可将我国各省的新能源产业划分为四个象限的不同类型：（1）第一象限（高一高，记为HH）：它表示在该象限内的省份新能源产业集聚水平较高，并且被其他高集聚水平的省份所包围；（2）第二象限（低一高，记为LH）：它表示新能源产业集聚水平较高的省份包围着一个集聚水平较低的省份；（3）第三象限（低一低，记为LL）：它表示在该象限内的省份和它周围的其他省份新能源产业集聚水平均较低；（4）第四象限（高一低，记为HL）：它表示在该象限内的省份新能源产业集聚水平较高，但其周围区域的新能源产业集聚水平较低。

根据上述理论，绘制了2003年和2012年我国30个省份的Moran散点图，并将各省份的分类情况汇总于表2。可以看到，我国省域新能源产业的空间关联模式呈现出十分明显的地理分异特点。具体而言，山东、江苏、上海、浙江、安徽新能源产业集聚的空间联系一直为HH型，在河北、河南和江西的空间联系演化为HH型后，构成了特征明显的HH型连绵区域，此外由于天津、辽宁和广东的空间关联模式一直为HL型，可以发现我国东部沿海地区及其邻近的部分中部地区新能源产业的集聚水平较高，且空间联系紧密；而中西部地区由于产业基础差，除了河南、安徽、重庆、湖北和四川外，其他省域的空间关联模式多为LH和LL型，同时还有大量区域统计上不显著。总体而言，我国新能源产业的时空演进呈现出有利于东部沿海的空间格局，同时，中西部省份还与东部沿海省份之间建立了一定反向溢出机制，尤其体现在江西和河南等省份，其在考察期内与东部沿海省份的差异呈现缩小的趋势。

在上述空间关联模式分析的基础上，本文通过时空跃迁测度法来进一步分析我国各省新能源产业的时空演化特征，将时空跃迁分为四种类型：类型I刻画的是某一地区自身的跃迁，包括HH-LH、LH-HH、LL-HL、HL-LL；类型II刻画的是某一地区自身状态不发生改变，而其邻近地区的跃迁，包括HH-HL、LH-LL、LL-LH、HL-HH；类型III刻画的是某一地区及其邻近地区均发生跃迁，包括HH-LL、LH-HL、LL-HH、HL-LH；类型IV是未发生跃迁，保持原有空间联系的地区，包括HH-HH、LH-LH、LL-LL、HL-HL。

从表2中Moran散点图的结果来看，最主要的跃迁类型是类型IV，有17个省与其邻近省份的空间联系未发生变化，保持了持续的稳定性。相对来说，跃迁类型I和类型III数量较少，同时没有地区发生类型II的跃迁。从2003年至2012年，河北、江西、河南、重庆、四川发生了类型I跃迁，具体而言，河北、江西和河南均发生了LH-HH跃迁，而四川和重庆发生了LL-HL跃迁；只有湖南省发生了类型II跃迁，具体表现为HL-LH跃迁。从河北、江西和河南发生的跃迁可以看出，我国省域新能源产业的集聚呈现一定的路径依赖特征，空间邻近可以显著作用于区域新能源产业集聚的形成，进而缩小我国区域间新能源产业集聚水平的差距。除此之外，省域新能源产业的跃迁类型还表现出一定的锁定特征，以福建、北京和海南为例，在所考察的2003年和2012年均为LH型区域，尽管海南和福建邻近广东，福建还进一步与长三角地区邻近，而北京更是和天津联系紧密，但随着时间的推移，这些地区新能源产业的集聚水平依然较低，新能源产业集聚水平较高地区的空间溢出效应对其并未产生显著影响。

5.结论与启示

本文基于时空耦合的视角研究了2003～2012年我国新能源产业集聚的演变模式，得到如下结论：（1）2003～2012年我国的新能源产业表现出较高水平的地理集聚特点，集聚水平在2007年之前表现出稳定的增长趋势，但从2007年开始集聚水平呈现较大幅度的下降。（2）新能源产业的集聚主要分布在我国东部地区，主要集中在长三角地区、环渤海地区和广东省，但其集聚水平总体呈下降趋势；而部分产业基础较差省份的新能源产业集聚水平却显著升高，如辽宁和安徽的新能源产业已经出现了集聚现象，河北、江西、河南、重庆和四川也正逐渐形成新能源产业集聚区。（3）我国新能源产业集聚水平的省域差异并非随机产生的结果，而是由正的空间相关性造成的。受地理溢出效应的影响，空间邻近能够显著作用于区域新能源产业集聚的形成，但这种地理溢出效应随着距离增加而逐渐衰减。（4）新能源产业集聚水平较高的江苏、上海、浙江、安徽和山东等省份，表现出高集聚水平的区域被相邻高集聚水平区域所环绕的特点；辽宁、广东和天津等省份新能源产业集聚水平虽然较高，但其在空间关联模式上表现出高集聚水平区域被低集聚水平地区包围的特点；而中西部地区则主要表现为低集聚水平区域被临近的低集聚水平区域包围的特点，同时还有大量统计上不显著的地区及少量邻近高集聚水平的地区。通过时空跃迁法还进一步发现我国省域新能源产业集聚的空间联系具有一定的路径依赖和锁定特征。

本文的政策启示是国家层面在制定政策引导新能源产业集聚的过程中，不仅应考虑其产业基础和资源禀赋等先天条件，还应充分考虑和利用新能源产业集聚的空间溢出效应，加强引导地区间的交流与合作，扩大东部沿海和少数中部高集聚水平地区的辐射范围和强度，实现区域间的共赢。具体而言可以以产业集聚水平较高的东部沿海地区为依托，打造区域产业联盟，促进经验与技术的扩散；搭建信息网络平台，实现区域内行业信息的共享；建立一些旨在交流学习的行业协会，加强区域之间的交流。对于中西部集聚水平较低的地区而言，政府应加强政策引导，通过财政补贴、信贷优惠和税收减免的方式降低企业准入门槛，加强本区域新能源产业集聚的竞争力；引进高端人才和科研机构以推动技术创新，为产业集聚的形成提供人才和技术支撑；同时还应主动加强与高集聚水平地区的交流与合作，引人其先进的发展模式，在提高自身发展水平的过程中进一步辐射周边地区，从而实现区域的跨越式发展。