京津冀地区空间经济差异分析

周明生，诸子博

(首都经济贸易大学 经济学院，北京 100070)

京津冀地区空间经济差异分析

周明生，诸子博

(首都经济贸易大学 经济学院，北京 100070)

利用探索性空间数据分析(ESDA)方法，可以对京津冀地区的空间经济差异进行分析。结果显示，京津冀地区从空间差异逐步转向空间集聚。京津冀地区经济水平高值以京津两市为中心，逐渐集中。与此同时，空间集聚越来越显著。北京的空间经济类型发生重大改变，由HL型空间分布地带转变为显著的HH型空间分布，形成以北京、天津、唐山为中心的主要增长极；河北省石家庄市经济优势减弱；经济发展水平落后地区的空间分布变化不显著。因此，在京津冀协同发展战略的背景下，构建产业转移的合理机制，疏解首都非核心功能，实现京津冀地区的产业再集聚和分散。

京津冀；经济空间差异；产业转移；ESDA

2015年4月30日，中共中央政治局审议通过《京津冀协同发展规划纲要》。该规划提出，重点疏解北京非首都功能，实现生态环境保护、产业升级转移等内容。而京津冀区域的空间差异是区域经济合理布局的关键。目前对于京津冀地区经济差异的研究，大多数学者都是从产业布局、基础设施、交通条件、政府角色等视角进行探索，且是一种静态的、角度单一的研究。本文基于ESDA(Exploratory Spatial Data Analysis)从空间经济角度对京津冀地区经济空间差异进行分析。ESDA即探索性空间数据分析，是把空间数据与空间位置相结合，以空间关联测度为核心，通过对事物或现象的某一观测值进行空间分布格局的可视化[1]。因此，通过ESDA对京津冀地区经济空间差异进行剖析，对分析京津冀地区发展现状，促进京津冀地区协同发展具有重大意义。

一、文献综述

空间经济差异是研究区域经济空间结构的基础性研究[2]，只有在深入分析经济的空间差异之后才能对区域经济合理布局、提高区域经济效率提供帮助。而对于区域经济空间差异主要分为理论研究和基于具体地域的实际分析两个部分。

(一)国外研究

许多国外学者将空间差异理论与实际相结合，对地区空间经济差异进行了研究。罗伯特等人(Roberta et al.，2014)从理论研究和实证分析两个方面，对知识、创新和经济增长的空间差异性关系进行了研究[3]。研究结果显示，知识和创新都是经济增长的重要动力，但空间差异性作用显著，在经济增长过程中知识和创新作用更大的地方会产生更多的知识和创新，而在缺乏强大的本地知识基础的地方，利用当地非正式知识或知识的溢出效应将会为其带来更高的经济增长率。同时，通过理论性研究为欧洲2020年知识和创新政策制定了框架。叶旭月和赛吉尔(Ye & Sergio，2013)提出一种新的时空数据集构建方法，并以区域经济数据为例，分析中国和美国空间收入数据的差异，其结果与ESDA分析方法相同，证明了探索性分析框架的广泛适用性[4]。

(二)国内研究

随着空间经济学和经济地理学的兴起，中国也有许多经济学家对空间经济结构问题进行了研究。陈永国(2006)对京津冀经济圈中生产要素流动现状和特征进行了实证分析，提出了科学选择生产要素流动与组合方式和以产业转移带动要素流动的建议[5]。陈鹏(2006)在新构建的引力模型的基础上，对辽宁省的14个城市进行了实证分析，得出了以沈阳市为城市圈中心、大连市为次中心的城市规划[6]。陈韶英和秦向东(2007)开创性地将断裂点法运用于河北省内各城市与北京、天津两地的空间吸引范围的测算中，得出结论：河北省城市空间结构呈多核心状，城市空间差异明显，整体分布不均衡[7]。陈晓永和高欣(2013)运用空间计量模型对首都经济圈中北京的增长极溢出效应进行了实证分析，结果发现，北京作为区域经济的中心增长极，空间溢出效应具有显著的区位差异性，因此跨区域的统筹兼顾能使空间溢出效应最大化[8]。钟业喜和陆玉麒(2010)在传统统计分析方法的基础上，结合了ESDA分析方法，研究了红三角经济圈县域经济差异的空间格局及演化，通过分析得出，红三角经济圈区域差异持续不断扩大，东西两极分化现象表现明显[9]。李丁等人(2013)以兰州-西宁城镇密集区为研究对象，基于ESDA-GIS研究其经济空间差异的演化，结果显示，该区域空间极化成为主要趋势，南北差异明显，增长极中心的局部空间扩散作用明显[10]。吴康(2015)研究了京津冀城市群10余年来职能分工演进的主要特征，并就产业网络的互补性展开系统分析[11]。国内相关研究呈现以下特点：首先，对于空间经济差异的研究刚刚起步，并不完善。大部分研究都是运用基本模型对一个区域内各个主体进行测度，主体之间缺乏联系，说服力较差。其次，对于空间经济差异现象的原因及对策分析较为单一，大多集中在产业布局、交通条件等层面，所提出的对策效果并不明显。最后，对于ESDA的分析方法，国内学者运用相对较少，研究区域有限，方法运用与政策结论之间的结合性不强。

二、研究区域、数据来源与分析方法

(一)研究区域

京津冀经济圈位于华北平原北部地区，以首都北京为地理中心向四周发散，涵盖了北京、天津两大直辖市以及周边的河北省。根据研究目的需要，本文将京津冀地区按市级划分，共包含13个研究单位。

(二)数据来源

京津冀地区经济空间差异是由经济水平、增长速度、产业结构等共同作用的综合效应，因此本文根据数据的典型性、可比较性和可获得性，借鉴以往的研究成果，选取4项经济指标来进行多指标数据研究：面积、常住人口、国民生产总值、人均国民生产总值。所有数据取自对应年份的《河北统计年鉴》、《天津统计年鉴》、《北京统计年鉴》。

(三)分析方法

本文运用ESDA分析方法，对京津冀地区所选数据不施加任何理论或假设的前提下，将统计学与数据可视化技术相结合，对不同地区数据的空间差异或者空间集聚性质进行分析。通过空间自相关的测度可以考究某一空间位置的观测值与周边相邻的空间点上的观测值是否具有显著的相关性，并且通过图形、地图等形式将其可视化，发现空间上的分散和集聚。

1.全局空间自相关分析

全局空间自相关分析主要反映在整个研究区域内属性值的总体特征描述，可用于研究区域整体的空间差异和空间集聚，但是不能反映区域内部的空间差异性，通常所用的是Global Moran’s I指数，其计算公式如下：

(1)

其中，n表示所研究区域内研究单位个数，如果i与j相邻，则取值为1，否则取值为0。

2.局部空间自相关分析

相对于全局空间自相关而言，局部空间自相关主要反映每一个研究单位与周边邻近单位之间的局部空间关联性和空间差异程度，弥补了全局空间自相关无法反映区域内部空间差异的不足。其计算公式如下：

(2)

其中，Xi和Xj分别表示中心研究单位i和与其相邻研究单位j的观测值的标准化值，Wij是空间权重矩阵W的元素。

三、实证分析

(一)总体空间差异

图1 2014年京津冀地区人均GDP的四分位图

首先通过2014年京津冀地区人均GDP的四分位图(图1)可以看出，整个京津冀地区人均GDP高值以北京、天津和河北唐山为主，平均人均GDP值高达94 805元。居于第二位的是环渤海地区的秦皇岛、廊坊、沧州以及河北省省会石家庄，其中前三者都与第一梯队的三个城市紧紧相邻，地理位置上呈现一种集聚的态势。人均GDP第三位的城市包括了处于河北省北部的承德、张家口以及处于河北省最南端的邯郸三座城市。最后居于第四位的城市则包括保定、衡水和邢台，三座城市地处河北省内部，与省会石家庄相邻，三座城市的平均人均GDP值仅为25 303元，大约是第一梯队的27%。从图中可以看出，第四梯队的三座城市将第二梯队中的石家庄与其他第二梯队的城市相隔，形成了一个两边高中间低的经济凹陷。根据四分位图可以发现，京津冀地区并不是一个简单的单中心区域经济，它具有明显的集聚和极化现象。

利用Geoda进行全局空间自相关分析并测算Global Moran’s I指数。因为Global Moran’s I指数是建立在正态分布的基础上，所以首先对人均GDP数据进行标准化处理，选取欧氏距离为权重，用处理后的数据测算出2005—2013年京津冀地区人均GDP的Global Moran’s I指数，结果如表1所示。

表1 不同年份京津冀地区Global Moran’s I指数表

注：Global Moran’s I指数在所有年份期望值均为：E(I)=-0.083 3。

根据京津冀地区不同年份Global Moran’s I指数值和趋势线*即图2：京津冀地区Global Moran’s I指数趋势线，可以看出，在2005—2007年Global Moran’s I指数为负，2008—2013年Global Moran’s I指数为正，并且整体呈现出一个上升的态势。根据全局空间自相关的相关理论可知，若Global Moran’s I值显著为正，表示经济水平在整个区域中，总体上呈现正的相关性，即经济发展水平较高的区域或者经济发展水平较低的区域在空间上集聚。若Global Moran’s I值显著为负，表示经济水平在整个区域中，总体上呈现负的相关性，即经济发展水平在整个区域中存在显著的空间差异。

图2 京津冀地区Global Moran’s I指数趋势线

所以，2005—2013年，京津冀地区从空间差异逐步转向空间集聚，经济水平较高值以北京和天津为中心，逐渐集中；经济水平较低值在河北省的中南部地区集中。整个京津冀地区呈现了一个由空间差异向空间集聚的质的变化，并且随着时间的不断推移，空间集聚越来越明显。

(二)局部空间差异

在京津冀地区内部，以Local Moran’s I散点地图进行分析，揭示局部城市与周边相邻城市的空间经济关联类型。将2005—2013年人均GDP的标准化值带入局部空间自相关计算公式。图3为2005年、2009年和2013年三年的Local Moran’s I散点地图。

图3 2005年、2009年和2013年Local Moran’s I散点地图

根据图3所示结果可以看到，在2005年时，京津冀地区表现如下：(1)空间差异较小，经济发展水平较高的集中地带(HH型)处于环渤海地区，包括了天津市和河北唐山，其中显著的仅为天津市。在整个京津冀地区，经济增长集聚在天津市。(2)空间差异较小，但自身及周边地区经济发展水平较低的聚集地带(LL型)主要分布在河北省的中南部，包括了保定市、衡水市、邢台市和邯郸市。从图3可知，该四座城市并不是显著的LL型分布，同时地处首都北京和河北省省会石家庄的中间地带，表现为河北省内部的一个经济凹陷。(3)空间差异较大，自身发展水平较高而周边地区发展水平较低的地带(HL型)为北京和石家庄两个城市，很大程度上是因为行政界线的划分导致了这种经济的空间分布。北京作为全国的政治中心、文化中心、科技中心，其发展必将吸引周边地区的生产要素，强大的极化效应造成了HL型经济分布。石家庄作为河北省的省会，获得了比其周边城市更多的资源和机会，自身的经济发展造成了石家庄成为一个显著的自身经济发展水平高、周边经济发展水平低的空间经济分布。(4)空间差异较大，自身发展水平较低，周边地区发展水平高的地带(LH型)主要集中在河北省的北部和西北部，包括承德市、张家口市、秦皇岛市、廊坊市、沧州市，是整个京津冀地区所含地区最多的一个类型。在这五个城市中，张家口市、承德市、廊坊市为显著的LH型空间分布，而秦皇岛市和沧州市的LH型空间分布并不显著。

根据2009年的全局空间自相关分析，发现整个京津冀地区由整体空间差异转变为整体的空间集聚，这个质的改变呈现在Local Moran’s I散点地图上，其特点具体表现为：(1)北京的空间经济类型发生改变。北京不再是原来HL型空间分布地带，而是转变为显著的HH型空间分布。北京市自身的经济发展同时带动周边部分地区的经济发展，形成了一个显著的经济高速发展的集中地带，成为整个京津冀地区的经济高速发展集聚带。(2)河北省省会石家庄的空间经济类型发生改变。石家庄由原来的显著HL型空间分布转变为显著的LL型空间分布，即由原来自身发展水平较高、周边发展水平较低、空间差异较大的地区变为自身和周边发展水平都比较低的经济发展落后集聚地。分析可知，经过几年的发展，石家庄并没有保持住省会城市所应有的经济水平，相对于京津冀地区的其他城市而言，其经济发展较慢，加之周边地区经济基础落后，石家庄只能沦为显著的低速落后区域。(3)廊坊市由显著的LH型空间分布转变为不显著的LH型空间分布，虽然廊坊市的变化只是由显著变为不显著，但其背后却代表着北京市和天津市对其的经济辐射作用。廊坊市地处北京市和天津市之间，两边都是经济发展水平较高的集聚带，增长极对周边地区的扩散效应逐渐超越极化效应，促使廊坊在此期间取得了较快的经济增长。(4)经济发展水平落后地区的空间分布没有发生显著变化。截至2009年，LH型空间分布和LL型空间分布的地区没有变化，张家口市和承德市一直处于显著的LH型空间分布。虽然紧邻北京，自身经济也在不断地发展，但是在整个京津冀地区其经济发展水平依然较低，北京对其的带动力作用没有显著展现。保定市、衡水市、邢台市、邯郸市四个城市，LL型空间分布没有改变，依旧是经济发展落后的集聚地。

2009—2013年局部空间自相关地图的变化并不大，只有河北唐山由不显著的HH型空间分布转变为显著的HH型空间分布。总结而言，整个京津冀地在这区四年中经济的空间分布没有发生变化，但空间集聚度不断增强。

四、京津冀地区产业演化过程

京津冀地区所呈现出的由空间差异向空间集聚转变，北京-天津-唐山成为整个区域经济集聚带，河北省省会城市石家庄经济优势不复存在，张家口、承德等地经济长期处于落后局面等现状均可以通过京津冀地区产业演化过程进行验证。

(一)北京、天津、石家庄产业对比

对京津冀地区典型城市第二、三产业增长率进行数据分析，发现北京市、天津市、石家庄市在京津冀经济圈形成之初，均为地区内经济高点，但是伴随着经济的发展，北京作为首都吸引了大量的资金、人才以及技术，同时北京大力发展包括金融业、电子商务、互联网产业、物流运输业等高技术含量的第三产业，使其占据了绝对优势；天津作为港口城市，重点打造装备制造业基地、现代物流、海洋经济、交通运输以及生物医药基地，第二产业和第三产业也取得了巨大发展；河北省省会石家庄市从2001年以来增长率相对较低且没有发生较大波动，整体上远小于北京市和天津市。在这期间，二、三产业平均增长率为12%，是天津市平均增长率的三分之二。在整个京津冀地区经济高速发展的大背景下，相对较低的增长率必然造成了石家庄市在整个京津冀地区的经济地位下降，使之前所建立起的经济优势逐渐丧失。

图4 北京市、天津市、石家庄市第二三产业增长率

(二)石家庄、唐山、张家口产业对比

在河北省内部，经济增长点逐步向北京、天津两核心靠近，石家庄市经济地位下降，张家口市、承德市等经济边缘城市的经济落后状态没有发生改变。如图5所示，石家庄市第二、三产业增长率虽然波动较小，但是一直处于相对低位运行，平均增长率低于唐山市和张家口市；唐山市逐渐成为河北省内一个经济高增长点，通过升级改造传统产业，大力发展高新技术和新型产业、节能环保产业，承接大型炼油厂、钢铁厂，与北京、天津形成了北京-天津-唐山经济集聚带；张家口市虽然与北京相邻，但由于自身经济基础薄弱，交通设施落后，没有能够摆脱在整个京津冀地区经济地位较差的现状，与张家口市经济发展状况相同的还有承德市、衡水市等。

(三)小结

从京津冀地区产业整体看，北京、天津和唐山的第二、三产业增速较快，形成京津冀经济集聚带，对周边地区的带动作用较为明显。石家庄市经济发展相对缓慢，经济优势不复存在。张家口市、承德市等一直处于京津冀整体区域内的经济边缘地带，经济增长极对其的带动作用不明显，同时，由于受自身产业结构不合理、资源匮乏、政策敏感度较高等因素的影响，始终没有摆脱经济地位落后的状态。

图5 石家庄市、唐山市、张家口市第二三产业增长率

北京天津石家庄唐山张家口平均增长率15.24%18.24%12.43%17.02%13.52%

在整个京津冀地区的空间经济由空间差异向空间集聚的转变过程中，产业结构出现了产业趋同、竞争倾向较高的问题，只有京津冀三地统一协调产业布局问题，才能使空间集聚效应产生更大的带动力作用，因此产业结构升级和产业转移成为京津冀地区发展的必然趋势。目前已经进行的产业转移显示出以下特点：第一，转移产业以传统制造业为主，能源消耗相对较大。从北京、天津向河北转移的产业大多集中在钢铁业、化工业、装备制造业、有色金属冶炼业等。大多属于劳动密集型产业，对资源、劳动力依赖较强，能源消耗、污染程度较高；第二，产业转移在缓解北京、天津产业压力的基础上，着重带动周边落后地区。从北京和天津向外转移的目的地主要集中在唐山、保定、沧州、张家口、承德等地，对经济落后地区的经济发展具有巨大意义；第三，产业转移与产业创新同行。北京、天津在向外转移产业的同时，积极升级自身产业结构，注重产业创新，以高新技术产业为主，建立新型产业增长点。

表3 京津冀三地重点产业转移汇总

五、京津冀地区空间经济结构问题与改进

(一) 存在问题

第一，北京、天津地处京津冀地区腹地，阻隔了整个河北省的空间连续性。河北省占据了整个京津冀地区的绝大部分，拥有广阔的经济腹地，但却没有形成自己的经济中心。而北京、天津两市作为京津冀地区的绝对增长极，经济实力雄厚、发展速度较快，但却缺乏经济发展所必须的土地资源，限制了其进一步发展。北京和天津将河北省在空间上拦腰截断，阻碍了整个河北省经济发展空间上的连续性。

第二，北京、天津定位模糊，经济带动力不强。北京和天津作为两大直辖市，都拥有着较强的经济实力和政策优势，两者在经济发展方面没有进行明确定位。两者都向着绝对经济中心发展，形成了强烈的竞争，造成了产业结构趋同、资源利用效率低下等问题，两者自身在激烈竞争的同时，产业扩散主要集中在本行政区内进行，只带动了邻近的个别县域地区发展。作为经济中心的北京和天津，不但没有发挥出所应当发挥的辐射带动作用，甚至对河北省的经济发展起到明显的抑制作用。

第三，整个京津冀边缘地区经济基础差，发展速度慢。河北省处于工业发展初期，而北京、天津服务业占重要地位，经济发展阶段的差异导致了整个京津冀地区经济不平衡。此外，河北省北部的张家口市和承德市，由于地理环境的因素，第一产业占比较大，整体产业结构落后。地处河北省南部地区的衡水市、邢台市、邯郸市距离中心增长极较远，经济辐射作用较弱，因此要想摆脱经济落后的状态实属不易。除此之外，根据Local Moran’s I散点地图可以看出，石家庄在先前期间利用其省会城市的行政地位优势维持着它的经济优势。

第四，京津冀地区产业结构趋同，产业相似度较高。产业结构趋同必然造成北京、天津、河北三地对资源的抢夺，形成三者竞争的恶况，这与京津冀一体化的初衷背道而驰。与此同时，空间集聚效应在产业相似度较高的情况下不能更好地发挥带动力效应，甚至消失，对整个区域经济发展带来不利影响。

(二)解决策略

第一，减少行政壁垒，增强资源的流动性。区域经济的整体协调发展，离不开资源的充分流动性，而京津冀地区的行政壁垒对资源的流动带来了巨大的消极作用。因此，要想使中心增长极城市发挥更强的辐射带动作用，就必须减少行政壁垒，使各种经济资源在向中心增长极集聚之后能够顺利地流动出去，带动周边地区的发展，只有这样才能够从极化效应转变为扩散效应，促进整个京津冀地区的整体发展。

第二，明确北京、天津在整个京津冀地区经济发展中的定位，各司其职。只有在北京、天津明确其在京津冀地区的定位，才能合理进行产业布局、降低产业重复率、提高资源利用效率、使京津冀地区协调发展。

第三，扩大北京市辖范围，统筹规划中心增长极发展。目前，北京所辖区域范围较小、经济总量小，没有与周边地区形成一个良好的互利共赢模式。建立北京大区，整合北京、天津及河北省的行政划分，使资源在三地充分流动，不仅可以使河北省作为北京、天津的发展腹地，为其提供有力的支撑作用，而且北京、天津也可以将自身的主导产业更好地向河北省转移，带动河北省的经济发展，促使中心城市与外围地区产生经济扩散效应。此外，建立北京大区之后，京津冀地区归属于同一个领导，更有利于统筹规划，明确各个地区的功能定位和分工协作。

第四，以石家庄为次级增长极，带动整个京津冀地区平衡发展。区域经济的发展模式并不是唯一的，除了区域经济单中心增长极模式外，还有多中心增长模式。石家庄不仅是河北省的省会城市，而且处于河北省南部落后地区的中心位置，与其他落后城市均有相连。建立以石家庄为中心的次级增长极，通过其自身的省会地位和政策倾斜，使其经济得到大力发展，复制一个在区域经济内部以中心城市优先发展，带动周边城市发展的模式。这有助于对处于北京和石家庄两个增长极之间的落后地区形成辐射带动作用，使其走出落后困境。

第五，京津冀三地统一协调进行产业结构升级和产业调整。三地应统一制定产业转移政策，消除行政壁垒，缓解北京非首都职能，建立天津特色工业，形成以特色制造为主的北方经济中心，提升河北省自身基础设施水平，强化产业承接能力，建立产业转移机制，促进京津冀三地统一协调，产业差异化发展。

[1]ANSELIN L.Interactive techniques and exporatory spatial data analysis[C]//LONGLEY P A，GOODCHILD M F，MAGUIRE D J.Geographical information systems，principles，technical issues，management issues and applications.John Wiley & Sons，Inc，1999.

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Spatial Economic Disparities in Beijing-Tianjin-Hebei Region

ZHOU Mingsheng，ZHU Zibo

(Capital University of Economics and Business，Beijing 100070，China)

Using the ESDA method，this paper analyzes the spatial economic difference of the Beijing-Tianjin-Hebei region.The empirical results show that the space difference gradually turns into spatial agglomeration.High economic values gather around Beijing and Tianjin.At the same time，spatial agglomeration is more and more significant.The spatial economic type of Beijing has a major change，the HL type spatial distribution zone turns into significant HH type spatial distribution and Beijing，Tianjin，Tangshan become centers of the main growth poles；Shijiazhuang of Hebei province loses the economic advantage；the change of spatial distribution in less developed region is not significant.As a result，in the background of Beijing-Tianjin-Hebei collaborative development strategy，the government should build reasonable mechanism of industrial transfer，relieve the capital non-core functions，implement industry agglomeration and dispersion of the Beijing-Tianjin-Hebei region.

Beijing-Tianjin-Hebei；spatially economic disparities；industrial relocation；ESDA

张任之)

10.13504/j.cnki.issn1008-2700.2016.03.008

2015-09-23

首都经济贸易大学研究生科技创新资助项目

周明生(1968—)，男，首都经济贸易大学经济学院教授，博士生导师；诸子博(1991—)，男，首都经济贸易大学经济学院硕士研究生。

F127

A

1008-2700(2016)03-0059-09