郑州航空港经济综合实验区极化与扩散效应研究

张合林 ， 赵晓芳

(郑州大学 a.商学院；b.城乡一体化发展研究中心，郑州 450001)

郑州航空港经济综合实验区极化与扩散效应研究

张合林a,b， 赵晓芳a

(郑州大学 a.商学院；b.城乡一体化发展研究中心，郑州 450001)

首先，运用主成分分析法以及极化指数法，基于2010—2014年郑州市十区六县市的指标数据，测算郑州航空港经济综合实验区的极化效应及趋势，现阶段郑州航空港区极化效应明显，并且极化趋势在不断上升；采取极化指数法和相对差距测度法对郑州航空港区在郑州市、河南省、全国3个层次的极化效应分别进行分析，系统比较不同层次的极化程度。其次，采取熵测度指数和描述性分析相结合的方法，全面分析郑州航空港区的扩散效应，郑州航空港区的熵测度指数呈现逐年小幅上升趋势，郑州航空港区已呈现出一定的扩散效应。最后，提出促进郑州航空港经济综合实验区健康发展和带动区域经济均衡发展的建议。

集聚经济；极化效应；扩散效应；极化指数；熵测度指数；郑州航空港经济综合实验区

0 引言

郑州航空港经济综合实验区(郑州航空港区)自2013年3月7日正式上升为全国首个国家战略的航空港经济发展先行区以来，其建设、发展、运营和管理创新成绩显著，集聚经济及其影响效应已经显现，受到河南省、全国乃至世界的瞩目。郑州航空港区被赋予中原经济区核心增长极的重任，肩负着带动中原经济区发展的历史使命。在圆满完成“三年打基础”的重要节点，对郑州航空港区的经济影响效应进行研究十分必要也具备了一定的条件。在区域增长极的发展过程中会同时产生极化和扩散两种效应。所谓极化效应是指包括资本、劳动、商品和服务等区域资源要素从外围区向核心区流动，实现区域资源要素的优化配置、提升核心区效益，并进一步强化核心区地位。极化效应在区域增长极形成之时就突出地表现出来，当发展到一定水平之后，核心区对区域经济的影响作用主要表现为扩散效应，即核心区对外围区产品的需求和技术创新的扩散，进而带动整个区域经济加快发展[1-2]，并最终达到区域均衡状态[3]。核心区产生的外部经济的能力越大，其影响效应越强。

国内有关一般区域核心增长极极化和扩散效应的研究文献比较丰富，但关于临空经济或航空经济集聚区影响效应的文献相对较少。谢岩分析了郑州航空港区对中原经济区发展的意义，阐述了郑州航空港区将对中原经济区建设产生的促进作用[4]。贺书平通过郑州市人均GDP的对比及主成分分析,初步研究了郑州航空港区在全国和河南范围内的极化作用及其变化趋势[5]，但囿于数据的可得性，以郑州市2012年以前的数据代替郑州航空港区的数据，影响和制约了其说服力。朱杰堂在研究增长极的极化与扩散效应机理的基础上提出强化郑州航空港区扩散辐射效应的若干建议[6]。于皓乾在论述极化效应形成过程和形成条件的基础上建立郑州航空港区极化效应的评价指标，对其极化效应进行了描述性评价，并提出相关的对策建议[7]。可见，本研究在同类研究中具有很大的探索性和相当的研究空间。

本研究基于2010—2014年郑州市十区六县市的指标数据以及河南省和全国的GDP数据，运用主成分分析、极化指数、相对差距测度、熵测度指数等方法，测度郑州航空港区的极化效应和扩散效应，系统比较在郑州市、河南省、全国3个层次的极化程度，提出促进郑州航空港区健康发展的建议。

1 极化效应分析

1.1 郑州航空港区在郑州市各地区的极化效应

1.1.1 测度方法与指标选取。通常选取J.Esteban等[8]提出的经济极化度量模型Esteban-Ray指数测算极化效应[9]。该极化指数模型是通过比较变量间的不断循环变化来衡量变量之间的差异大小。计算公式为：

式中：A=k/u，为标准化系数，k值不固定，根据数据的不同特征选取，最终使所求得极化指数位于区间[0，1]，u为所选择指标的加权平均值；n代表样本容量，也即所测算区域的总数量；i，j代表区域内任选的两个地区；m代表权重，即区域内任一地区综合经济占区域综合经济的比重；α代表极化的敏感系数，为了能够反映出极化的趋势，假设该值尽量大，通常取值为1；δij表示i，j地区之间的综合经济差距，测算极化指数最关键的就是计算δij。运用主成分分析法来测算地区的综合经济发展指数，从而得出综合经济差距[10]。

根据2011—2015年《河南统计年鉴》和《郑州统计年鉴》以及郑州市各区统计网站中的数据，借鉴王晓雨的方法[11]，选取2010—2014年的经济总量、经济效率、经济结构和对外开放度4个一级指标下的11个二级指标构建区域经济发展程度评价指标体系(表1)。

表1 区域经济发展程度评价指标体系Tab.1 Index system of degree of regional economic development evaluation

1.1.2 数据处理与分析。对11个指标进行无量纲化处理，得到标准化数据，并对标准化数据进行主成分分析前期检验，分别进行KMO检验和Bartlett检验。KMO检验是衡量变量之间简单相关和偏相关关系的指标，KMO取值一般为0～1，KMO值越接近0，表明变量之间的相关性越弱，用主成分分析效果越不好；KMO越接近1，表明变量间的相关性越强，用主成分分析效果越好。其衡量尺度一般为：KMO<0.6表明极不适合做主成分分析，0.6≤KMO<0.7表明不适合，0.7≤KMO<0.8表明一般适合，0.8≤KMO<0.9表明适合， KMO≥0.9表明十分适合。Bartlett检验是针对变量的相关系数矩阵而进行，其原假设为相关系数矩阵对角线上的元素都为1，其他元素都为0，也即该相关系数矩阵为单位阵，Bartlett检验统计量由相关系数矩阵行列式所得，如果这个统计量较大，相伴概率值小于显著性水平(一般为Sig.<0.05)原假设被拒绝，原始变量存在相关性，说明通过检验，可以使用主成分分析。检验结果(表2)表明，2010—2014年的综合经济发展指标的KMO度量的值均大于0.7，表明变量间的相关性较强，通过Bartlett检验，变量存在相关性，可以运用主成分分析进行数据分析。

表2 主成分分析的KMO和Bartlett检验结果Tab.2 Results of principal component analysis of KMO and Bartlett test

对11个指标进行主成分分析，以累计贡献率大于80%的前4个主成分代表所选择的11个原始变量，计算得到主成分载荷矩阵，据此求得各年的主成分得分函数。函数表达式为：

式中：Yi为第i个主成分的得分；Xj为第j个指标；aj为第j个指标的因子载荷；t代表年份。

根据Y1，Y2，Y3，Y4的方差贡献率计算各个主成分的权重，并计算综合经济发展指数。模型公式如下：

式中：Y为综合经济发展指数；Wi为第i个主成分的权重；wi为第i个主成分的方差贡献率。 由此得到2010—2014年郑州市各地区综合经济发展指数(表3)。

在求得综合经济发展指数的基础上，根据极化指数公式，计算某年某地区的极化指数。先求得某年整个郑州市的极化指数，然后再求得除去该地区的其他区域的极化指数，最后所得到的两个极化指数之差值便是该地区的极化指数，由此得到郑州市各地区2010—2014年的极化指数(表4，图1)。

表3 2010—2014年郑州市各地区综合经济发展指数Tab.3 Comprehensive economic development index of regions in Zhengzhou City from 2010 to 2014

极化指数的变化能在一定程度上反映经济发展的不同阶段一个地区起主要作用的不同效应。2010—2014年郑州市各地区极化指数趋势显示，郑州航空港区极化指数在不断增加，表明2010—2014年间郑州航空港区发挥着较强的极化作用，极化效应占主导地位，在2013，2014年增长幅度尤为明显，这也是由于2013年郑州航空港经济综合实验区上升为国家战略后，受到国务院和河南省委省政府的高度重视，不断加大优惠政策的力度，吸引全国各地的产业集聚在港区，也提供了大批量的就业岗位，带动人流量的不断集中，同时招商引资的力度不断加大，聚集了大量的资金来完善各项基础设施，为进一步的极化效应奠定基础，而且从极化指数曲线图的上升趋势可以看出，在未来很长一段时间内，郑州航空港区的极化效应都会处于持续增长的态势。虽然计算极化指数中用到的综合经济发展指数所选取的指标体系与临空关系较弱，表面上看难以较明显地体现出郑州航空港区的极化效应与其临空特性相关，但本研究的指标体系是由经济总量、经济效率、经济结构和对外开放度4个一级指标构建的，从总量和结构上综合反映区域的经济发展程度，而郑州航空港区的经济发展程度正是由其临空特性所决定的，其快速便捷的航空物流和四通八达的交通运输体系支撑着航空物流业、高端制造业和现代服务业三大产业集群的发展壮大，产业的发展又进一步体现在GDP、GDP增长率和出口总额等这些能够具体反映经济发展程度的指标变量上。因此，根据本研究构建的指标体系计算极化指数的变化趋势能够反映2010—2014年郑州航空港区的极化程度。

表4 2010—2014年郑州市各地区极化指数Tab.4 Regional polarization index of Zhengzhou City from 2010 to 2014

图1 2010—2014年郑州市各地区极化指数变化趋势Fig.1 Regional polarization index trend of Zhengzhou City from 2010 to 2014

1.2 郑州航空港区在郑州、河南和全国的极化效应

郑州航空港区位于郑州市，作为中原经济区的核心增长极，其所产生的影响绝不仅仅是在郑州市内，在不同程度上也对整个河南省乃至全国范围内都会产生一定的极化效应。一个地区的极化效应大小可以用区域间的差异程度来衡量，区域差异程度越大，说明区域内存在着增长极，而且增长极发挥了较大的极化效应，反之，说明极化效应较小。对地区之间差异程度的测算通常用相对差距测度法，该方法是在绝对差距的分析方法基础上，不仅将地区间收入水平的绝对差距考虑在内，还充分考虑了动态变化的因素，相对差距测度法主要用相对比率来测算，其计算公式为：a=Yj/Yi，该方法主要用来进行地区间的两两对比，Yi，Yj是代表经济发展程度的指标变量，用人均GDP来代表该变量，人均GDP是反映地区经济发展水平的重要综合指标，对区域之间的差异程度具有一定的说服力。因此，运用2010—2014年郑州航空港区的人均GDP与郑州市、河南省和全国的人均GDP比值来反映它们之间的差异程度，5年比值的变化趋势(图2)可以反映郑州航空港区分别在郑州市、河南省和全国这3个不同区域范围内的极化程度[5]。不同范围内的发展趋势呈现不同规律。在全国范围内，航空港区的人均GDP比值上升趋势较为明显，说明郑州航空港区在全国范围的极化作用较为明显，也说明了众多物流、手机制造企业和电商、支付商等从全国范围集聚郑州航空港区的事实；在河南省内其比值也有较大的上升趋势，但略弱于全国，略强于郑州市，说明在河南省内也有一定的极化作用，但强度不及全国；在郑州市，航空港区的人均GDP比值的上升趋势就远不及全国和河南省，说明郑州航空港区在郑州市的极化作用相对于全国和河南省比较微弱。这是由郑州航空港的区域特点决定的，其临空特性决定了对产业的集聚主要是对临空偏好性较强且附加值较高的产业，而郑州市抑或是河南省内具有此种性质的产业较为有限，因此，就决定其更多的在全国范围内集聚相关产业，也即在全国范围内极化效应较为明显。此外，该方法采用的指标是人均GDP综合指标，主要从产业产值的角度来分析航空港区的极化效应，而极化效应的表现形式不仅仅是对产业的集聚，还包括对人才的吸引、就业的提升和资金的吸纳等，而航空港区在全国范围内则更多的是吸引相关产业的集聚，在河南省内吸引部分产业，其次是资金和人才的集聚，在郑州市内集聚到航空港区的临空偏好产业则相对较少，更多的是人才和资金的极化，但人才和资金的极化很难用GDP或者某个具体的指标来确切地衡量。因此，郑州航空港区在全国范围内极化效应最大，在郑州市内的极化效应最小。但是从整体来看，无论是在郑州市、河南省还是全国范围，比值的变化一直是呈上升的趋势，也说明极化效应一直在不断增强，而且在近期内都会成为主导力量来支撑郑州航空港区的快速发展。

图2 郑州航空港区在郑州市、河南省和全国的极化程度Fig.2 Degree of polarization of Zhengzhou airport zone in Zhengzhou City, Henan Province and the whole country

2 扩散效应分析

2.1 测度方法

采用熵测度指数测算郑州航空港区的扩散效应，该指数主要有两种表达形式[12]。第一种是由M.Attaran等[13]提出的，公式如下：

式中：sj表示城市j在整个区域的GDP中所占的份额，∑sj=1。第二种是由H.Theil等[14]提出的，公式如下：

式中：sj表示城市j在整个区域的GDP中所占的份额；aj表示城市j的面积在该区域总面积中所占的份额[15]。

熵测度指数反映一个区域经济体的集聚扩散水平，该指数越大，说明该地区的扩散效应越明显，反之则越不明显。熵测度指数反映的是一个区域整体的扩散水平，如果计算区域中的某个城市或增长极的扩散效应，则需要首先计算出包括该城市或增长极在内的整个区域的熵测度指数，然后再计算除了该城市或增长极之外的其他区域的熵测度指数，二者之差就是该城市或增长极的熵测度指数，其历年的变化趋势能在一定程度上反映其扩散效应的大小。

2.2 数据处理与分析

将郑州市作为一个综合区域，根据历年《河南统计年鉴》和《郑州统计年鉴》以及各区统计网站中的数据，选取郑州市的10个区和6个直管县市的GDP以及各区和直管县市所占的区域面积，由熵测度指数公式测算郑州航空港区的两种熵测度指数及其变化趋势(图3)。2010—2015年熵测度指数呈逐年小幅上升趋势，说明郑州航空港区呈现出微弱的扩散效应，但2013年以后，上升趋势较为明显，这也正是得益于郑州航空港经济综合实验区规划获批上升为国家战略，在吸引全国各地企业集聚的同时，也不断地将相关的配套企业设施扩散到周边地区，并借助航空物流的高速便捷，提升进出口量，更多地将港区带向全国，带向世界，也带动了整个河南和郑州市经济的发展。另外，熵指数ET的整体跨度为0.007 3，小于EA的整体跨度(0.010 3)，说明单位面积经济容量的扩散效应大于直接以城市为单位计算的扩散效应，这也正是郑州航空港区这几年来产业配套设施更多地扩散在郑州市区内和河南省境内的反映。

图3 郑州航空港区熵测度指数及变化趋势Fig.3 Entropy measure index value and the variation trend in Zhengzhou airport zone

2.3 扩散效应的具体表现

2.3.1 进出口增加带动河南经济发展。2015年郑州航空港区完成进出口总额490亿美元，约占郑州市进出口总额的85%，占河南省进出口总额的67.4%，是2010年的3 487倍，同比增长30.1%，年均增长411.1%[16]。进出口总额充分反映了一个地区参与其他地区经济的程度，进出口额决定着地区的对外开放程度。进出口货物的关键环节就是通关口岸，而引领河南这样的内陆省份不断对外开放的关键就是进出口货物量的提升，郑州航空港区进出口总额的快速增长一定程度上体现了该区与其他国家的互动交流程度，正是郑州航空港的航空物流带动河南进出口货物量的大幅度提升，也推动河南的对外开放走上了一个新的台阶。

2.3.2 产业配套设施扩张至河南各地。郑州航空港区的产业配套设施已经由最初的仅仅布局在港区周围，扩散布局至郑州经开区、郑东新区、高新区等郑州市的多个区内，以及开封市、周口市、洛阳市等河南省的多个省辖市内。此布局使郑州都市区、中原城市群、中原经济区这3个不同层次的产业梯次格局基本确立。产业由内而外的转移是扩散效应最明显的表现，也使得郑州航空港区的扩散机制逐步地发挥作用。尽管郑州航空港区处于起步阶段，但港区成立以来的快速发展使其逐渐显露“品牌效应”，不断吸引相关企业的集聚，与此同时也在一步步地转移其产业配套设施 ，为其将来更进一步地集聚留出足够的空间。

2.3.3 综合交通枢纽不断完善。根据产城互动的发展思路，确立“枢纽、物流、产业、城市”四轮驱动发展模式。2015年郑州航空港区固定资产投资完成额520亿元，是2010年的14.2倍，同比增长30%，年均增长69.9%。郑州市全面推进港区枢纽建设，道路建设投资75亿元，在建道路达到53条，总里程180 km，将郑州高铁南站建在航空港区，朝着“机、公、铁一体化”方向发展，郑机铁路正式运营，商登高速和四港联动大道北延等高速路和快速路建成通车，机西高速和商登高速机场到商丘段已经通车运行，郑万高铁、郑合高铁已经开工建设，郑欧班列2015年累计开行300班，主要货源地境内延伸至长三角、珠三角、环渤海经济圈和东北老工业基地等地区的24个省份，境外涉及东亚、中亚和欧洲的22个国家[17]。郑州航空港实验区出台三年行动计划(2016—2018年)，进一步扩大郑州航空港区交通区位优势，将加快航空、铁路、公路“三网融合”，构建航空港、铁路港、公路港、海港“四港一体”、多式联运的综合交通枢纽[18]。随着郑州市轨道交通线网建设的不断推进，将航空、城际轨道、高速公路和公交等多种运输方式连接起来，构建现代综合立体交通运输枢纽，实现客运零距离换乘和货运无缝隙对接。交通运输方式的便捷促进不同区域之间的往来互动，加大进出港区的客货流量，推动郑州航空港区的对外交往和联系，有利于郑州航空港区扩散效应的发挥。

3 主要结论与政策含义

3.1 主要结论

3.1.1 郑州航空港区发展成绩显著，也存在诸多问题。郑州航空港区2013年获批以来，航空货邮吞吐量增长迅猛，以智能手机为代表的高端制造业异军突起，创新驱动型产业发展格局逐渐形成，随着T2航站楼的投入使用，日益成为引领中原经济区发展、服务全国、连通世界的开放高地，不仅直接带动了郑州市的经济增长，也拉动了河南全省进出口额的大幅度提高。郑州航空港经济综合实验区规划建设正式写入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》及其实施必将为中原经济区的经济社会发展提供重要支撑。尽管如此，郑州航空港区在发展中仍存在着诸如临空产业集群规模较小、产业结构失衡和基础设施不完善等问题。

3.1.2 郑州航空港区极化效应呈不断上升趋势，但结构问题明显。郑州航空港区的极化效应较强，增长趋势明显，极化指数由2010年的0.126增大到2014年的0.637，极化指数的跨度达到0.511，是郑州市其他各区县都不具有的，充分体现了郑州航空港区较为强劲的极化效应。对郑州航空港区在郑州市、河南省和全国的极化程度的分析表明，郑州航空港区在不同区域范围内的极化程度不同，在全国、河南省域、郑州市域范围的极化程度由强至弱，但其极化效应均呈现不断增强趋势。郑州航空港区极化效应态势反映到产业上表现为以手机通讯终端制造业为主体的计算机、通信和其他电子设备制造业在郑州航空港区持续聚集，形成一定的产业规模，而相比之下郑州航空港区规划中的三大主导产业的其他两个主导产业，即航空物流业和现代服务业基础相对薄弱，集聚程度不高，产业规模较小，折射出郑州航空港区仍存在着明显的产业结构失衡问题。

3.1.3 郑州航空港区扩散效应显现，但辐射范围较小。熵指数EA由2010年的0.025 1上升至2015年的0.035 4，整体跨度达到0.010 3，熵指数ET由2010年的0.016 3上升至2015年的0.023 6，整体跨度达到0.007 3，表明郑州航空港区的扩散效应显现，并有微弱的上升趋势，同时其产业配套设施、交通设施的转移也反映其扩散效应的作用。但是，郑州航空港区的扩散主要集中在河南省内，而且大多数是郑州周围地市，其辐射范围还比较小。扩散效应的发挥是核心增长极对辐射区的带动作用的体现，扩散效应的范围越广、程度越强，对经济的整体作用力度就越大，但由于临空经济区的航空特性，其三大产业的配套设施也就更具有针对性。因此，在进行扩散时是有选择的，而非简单的邻域扩散。

3.2 政策含义

郑州航空港区应促进产业集群的发展壮大，争取建成几个规模较大、效率较高的产业集群；积极优化产业结构，在保证高端制造业快速发展的同时，加强航空物流业和现代服务业的培育力度，实现三大产业的协调发展。在继续推动郑州航空港区集聚经济发展和搞好自组织经济活动的同时，积极发挥其与区外经济联系的核心作用，适时建立区域互动机制，耦合周边区域产业，推动周边区域完善基础设施和主动发展与郑州航空港区内产业相关联的配套产业，为郑州航空港区扩散作用的发挥奠定良好基础，带动区域经济均衡发展。

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Research on Polarization and Diffusion Effect of Zhengzhou Airport Economic Comprehensive Experimental Zone

Zhang Helina,b, Zhao Xiaofanga

(a.BusinessSchool;b.CenterforUrban-RuralIntegrationDevelopmentStudies,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450001,China)

Firstly, using principal component analysis and calculation formula of polarization index based on the data of Zhengzhou 10 districts and 6 counties, this paper empirically measures the polarization and diffusion effect of Zhengzhou Airport Economic Zone in the current stage of development. The polarization effect is obvious, and the polarization trend is rising. Taking polarization index method and relative difference measure method to analyze respectively for Zhengzhou Airport Economic Zone in Zhengzhou City, Henan province, and the national three levels, to compare different levels of the degree of polarization. Secondly, take the entropy measure index and descriptive analysis method, to have a comprehensive analysis on the diffusion effect of Zhengzhou Airport Economic Zone, resulting that the entropy measure index of Zhengzhou Airport Economic Zone showed a trend of small increase year by year, which means that Zhengzhou Airport Economic Zone has present a diffusion effect. Finally, propose empirical analysis conclusions and policy implications in order to promote healthy development of the Zhengzhou Airport Economic Comprehensive Experimental Zone and promoting balanced development of regional economy.

agglomeration economy; polarization effect; diffusion effect; polarization index; entropy measure index; Zhengzhou Airport Economic Comprehensive Experimental Zone

2016-08-26；

2016-10-18

张合林(1960-),男，河南漯河市人,教授,博士生导师，博士,主要从事区域可持续发展、城乡一体化、城市化与土地资源开发和保护研究，(E-mail)helinzhang@zzu.edu.cn。

F562.8

A

1003-2363(2016)06-0065-06