产业转型升级与新型城镇化建设的时空耦合效应机理与实证研究

胡元瑞 田成志 吕 萍

1（中国人民大学公共管理学院，北京 100872） 2（西南财经大学中国西部经济研究中心，成都 611130）

引 言

当前，我国劳动力和原材料等生产要素成本不断上升，产能过剩、资源过度消耗和经济增长速度放缓等问题严重制约我国经济的高质量发展。以人工智能（AI）、大数据等为代表的新一轮科技革命和产业变革快速发展，随着机器人、人工智能技术的广泛应用，劳动密集型企业创造的就业机会逐渐减少，推动产业结构由低附加值、高能耗、高污染、粗放型向高附加值、低能耗、低污染和集约型转变，有效整合我国劳动力市场资源、提升产业竞争力是解决我国当前问题的关键。新型城镇化是我国扩大内需、推进现代化建设的重要着力点，也是提升我国经济发展活力、提高可持续发展能力的重要支撑。新型城镇化的核心是以人为本的城镇化，通过推动农村人口向城镇人口演变，提高城镇居民的整体消费水平，化解产能过剩问题，通过消费总量的不断积累为新兴产业发展和产业转型升级提供空间，吸纳更多的就业人员，推动我国经济的可持续发展[1]。产业转型升级与新型城镇化对我国全面建设小康社会和建设社会主义现代化强国至关重要，学者们针对产业转型升级和城镇化之间的关系进行了大量的研究，归纳起来主要有以下4个方面：

（1）产业转型升级支撑城镇化发展。Hofmann和Wan[2]研究认为工业化进程中的产业结构升级能够促进人口 “集聚效应”进而促进城镇化发展。徐传谌等[3]基于我国地级市面板数据，系统总结了我国不同地区城镇化发展之间存在差异的影响因素，认为产业结构在中国的城镇化发展中具有显著的正向作用；李志翠等[4]利用协整分析、误差修正模型分析了产业结构升级对中国城镇化进程的影响，指出从长期来看产业结构合理化和产业结构高级化均对城镇化有正向作用；黄勤和曹汐[5]指出产业是城镇化发展的根本动力，产业转型升级在吸纳、溢出、协调和环境等多种效应的作用下推进我国新型城镇化建设，并提出充分释放这些效应的实现路径。

（2）城镇化推动产业转型升级。李春生[6]从微观、中观和宏观3个层面分析了城镇化对产业结构升级的作用机制，以我国改革开放以来城镇化与产业转型升级的关系开展实证研究，指出两者存在长期稳定均衡关系。宋丽敏[7]利用我国30个省份的面板数据，从土地城镇化和人口城镇化角度分析了城镇化对产业结构升级的作用，认为土地城镇化对产业结构升级有负向的抑制作用，而人口城镇化则有利于产业结构升级。尚娟等[8]以我国东、中、西部9个省份的27个主要城市的面板数据为样本，从时间和空间的角度分析了城镇化与产业结构升级的关系，指出不论在时间上还是空间上两者都存在一定的差异。

（3）城镇化与产业转型升级两者互为因果关系。沈正平[9]指出产业转型升级能够提升城镇化发展的质量，城镇化发展质量的提升有助于推动产业转型升级，为此需要构建两者相互促进、相互作用的联动机制。刘名远和李桢[10]认为产业转型升级和城镇化两者相互影响，发展到一定阶段需要两者高度融合，传统的工业化道路导致了严重的城市问题，需要对传统的发展模式进行调整，正确处理城镇化与产业发展之间的关系。何静[11]认为城镇化与产业转型升级互为动力和竞争力，城镇化的进程中提升了产业的竞争力，产业转型升级的过程增强了城镇的综合竞争力，两者有效的互动能够产生共振效应。

（4）城镇化与产业转型升级匹配关系的研究。杨立勋和姜增明[12]指出我国经济发展呈现出东强西弱的格局，产业城镇化的协调性对经济影响呈现出区域性差异，在较低的产业结构水平下，产城关系不匹配的现象严重。简新华和黄锟[13]通过分析我国城镇化的发展现状，利用国际城镇化研究成果对城镇化发展水平进行评价，指出我国城镇化发展步伐落后于同阶段发达国家。王芳等[14]指出我国新型城镇化与产业结构升级发展处于颉颃时期，两者相互影响，发展水平相对协调。

通过对已有成果梳理发现，目前关于产业转型升级和新型城镇化研究衍生出很多分支，从系统的角度上看，产业转型升级与新型城镇化作为经济社会系统中的两个子系统，两者之间的关系具有复杂的动态耦合、相互作用和协同共进的特征。所谓耦合，就是子系统之间相互协调、相互促进，在良性作用机制下呈现出动态关联、协同发展[15]。本文基于复杂系统视角，将产业转型升级、新型城镇化视为复杂系统中的两个子系统，利用耦合理论测度我国各省份新型城镇化和产业转型升级之间的耦合程度和协调关系，为探讨新型城镇化和产业转型升级提供一个新的理论视角。

1 产业转型升级与新型城镇化耦合效应机理分析

复杂系统理论认为社会经济系统是复杂自适应系统，产业转型升级和新型城镇化是社会经济系统的两个子系统，子系统的构成要素与外部环境之间通过相互作用而学习并不断适应环境，相互作用、相互促进、协同发展。产业转型升级系统与新型城镇化系统之间的耦合效应、协同作用的过程中受到生产要素流动机制、人口市民化机制、消费需求升级机制的作用和影响，促进系统的协同耦合、演进发展。

1.1 生产要素流动机制

合理的产业布局能够充分利用资源和要素的比较优势，缩小区域间经济和产业发展的差距，实现区域间的经济社会可持续发展[16]。在区域间比较优势和经济循环积累的长期作用下，具有发达产业的城市率先实现产业转移和生产要素集聚，生产要素的过度聚集，容易导致工资上涨、环境污染、拥塞成本等不经济的现象出现，当地区的向心力作用小于离心力时，发达城市就会通过产业转型升级淘汰落后产能，集中力量发展先进技术产业，而周边的二级城市也具有一定的区域资源比较优势，选择性的承接部分产业，逐渐形成一定规模的集聚效应，带动地区的城镇化发展。各地区在产业转移和生产要素流动的作用下，充分利用自身的比较优势选择主导产业，通过产业布局优化实现产业转型升级和打造特色城镇，推动城市建设的可持续发展。

1.2 技术创新机制

在产业集聚和生产要素流动过程中，中心城市通过强化技术创新提升城市功能，而产业在向外转移过程中实现了技术的扩散。通过直接引进先进的技术、工艺和管理方式，与本地产业发展相融合带动技术创新，同时在产业转移过程中，加大了区域内部的市场竞争，倒逼区域内的企业开展技术创新，提高生产效率。技术进步是产业转型升级的动力，具有先进技术的地区生产能力和资源配置能力较强，周边城市在消化吸收基础上不断提升城市发展质量。产业的转型升级需要技术进步的支撑，技术水平的高低直接影响生产要素的利用能力，技术进步有利于吸引和集聚更多的生产要素，会带来新产品、新产业、新服务等新兴经济的持续发展，有利于形成高质量、可持续的经济增长模式。

1.3 人口市民化机制

人的城镇化是新型城镇化的核心，而稳定就业是享受市民待遇的重要途径。产业是以人为本的新型城镇化建设的重要支撑，产业的转型升级能够创造大量的生产和生活型的就业机会，为 “市民化”的就业需求提供保障。发达城市在产业转型升级过程中，能够创造出更多的就业需求，带动高层次新生劳动就业；同时淘汰落后产能到周边城镇。能够适应新岗位需求的劳动力将继续保留下来，不能适应新岗位需求的劳动力将转移到周边城镇。对于承接产业转移的城镇来说，其产业水平较承接新产业之前也进行了一定的产业升级，创造了新的劳动力容纳空间，推进城镇化水平提升。城镇的产业布局意味着更多的劳动力进入工业和服务业中，劳动力的素质得到了大幅提升，为产业转型升级打下了坚实的基础，新型城镇化生产要素的释放满足了产业转型升级的要素需求，形成两者互相促进的系统反馈。

1.4 消费需求升级机制

农村人口在向城镇人口转移过程中，随着收入水平的提高，在城镇居民的示范和影响下，居民消费结构进一步升级，消费率提高，形成新的消费热点，化解了城市的过剩产能；同时也要求企业通过产业升级提供更多更好的产品和服务。随着新型城镇化的进一步推进，政府会加大医疗、教育、交通通讯和水利等公共设施与服务的投入，为产业的良性发展提供有力支持，促进城镇的内部分工合作，提升城镇的服务能力。我国农村人口众多，城镇化过程能够释放大量的消费潜能，促进市场需求的进一步扩大，这为产业结构升级拓展了空间，在消费需求机制作用下推进城镇化与产业升级的协调发展。

2 指标选取和研究方法

2.1 指标选取

配第-克拉克在研究产业结构演进时指出，新型城镇化建设过程中，第一产业所占比重逐渐降低，而第三产业的比重逐渐增加，产业结构的高级化是第一产业向第三产业转移的过程，本文在测度产业转型升级水平时借鉴李逢春[17]的做法，采用产业结构升级系数来测度，其表达式为：

式中：i为第i产业产值占总产值的比重，R为产业结构升级系数，介于1～3之间，该值越小表明产业转型升级水平越低，该值越大，表明产业转型升级水平越高。

新型城镇化不仅注重城市规模的发展，同时注重人的城镇化，通过城乡统筹、城乡一体、产城互动等提升人的参与度和市民化进程，本文参照蓝庆新、王芳等[18，19]的研究，从基础建设、经济发展、社会发展以及环境友好4个方面对新型城镇化水平进行测度，综合指标体系如表1所示。

表1 新型城镇化综合评级指标体系

基本建设水平用于测度新型城镇化发展速度。城镇化最直接的表现就是农村人口向城镇人口聚集，由此导致区域经济和社会发展的变化，本文采用城镇化率来衡量城镇化发展的总体水平。

经济发展水平是新型城镇化建设和发展的基础。产业发展和生产效率的提升是推动经济发展水平的重要表现。同时新型城镇化将使居民拥有相对较高的收入，具备一定的消费能力，通过消费优化产业结构，倒逼产业结构升级，采用人均GDP和城镇居民可支配收入衡量经济发展水平。

社会投入水平是以人为本的必然要求。城镇化生活方式的转变要求具备相对完善的基础设施，包括公共服务配套，如道路交通、教育、医疗和社会保障水平的提升。同时新型城镇化更加注重社会公平，统筹推进城乡发展。采用每万人口拥有医疗卫生机构床位数和城乡居民消费水平比衡量社会投入水平。

环境友好水平是新型城镇化建设可持续发展的保障。新型城镇化注重生态环境建设，保持城市系统与环境系统的均衡发展，生态环境建设体现在增加环保投入和降低环境污染产出两个方面。采用建成区绿化覆盖率和单位GDP废水排放量来衡量环境友好水平。

2.2 研究方法

基于前文的分析可知，新型城镇化与产业转型升级之间存在一定的耦合关系，在衡量两个系统之间耦合协调关系时，耦合协调度模型被广泛应用[20，21]，本文采用耦合协调度模型来探讨我国区域城镇化水平与产业转型升级水平之间的耦合关系。

产业转型升级和新型城镇化系统序参量用Ui（i＝1，2，…，n） 表示，其第j个指标数值为fij，第i个序参量的最大值和最小值用αij、βij表示，当fij具有正效应和负效应时其归一化值分别为：

式中，Uij为fij归一化值。

对于产业转型升级和新型城镇化子系统，运用集成方法计算出子系统内各指标有序度：

式中，λij为各评价指标的权重，Ui为子系统的有序度。

系统之间相互依赖、相互影响的程度用耦合度函数C表示，产业转型子系统U1和新型城镇化子系统U2的耦合度函数表达式为：

系统耦合度C∈[0，1]，耦合度C的数值越小，表明两个系统耦合关系较差，C的数值越大，表明两个系统耦合关系较好。

为了进一步测度系统自身协调发展的整体功效，引入了耦合协调度函数，其表达形式为：

式中，D为耦合协调度，T为产业转型升级与新型城镇化两者的综合调和指数。α、β分别表示产业转型升级和新型城镇化两个子系统对总系统协调效应的权重。令α、β取值均为0.5。根据耦合协调度D值大小将耦合协调度进行分类，结合产业转型升级U1与新型城镇化序参量U2的大小，对分类标准进一步细化，如表2所示。

3 实证研究

本文以我国31个省份为研究对象，采用2009～2018年的数据，对我国产业转型升级和新型城镇化的时空耦合协调发展效应进行实证研究，并对我国各省（市、区）产业转型升级与新型城镇化的耦合度和耦合协调度进行了对比分析，数据来源于《中国统计年鉴》、《中国环境统计年鉴》、《中国科技统计年鉴》、中经网数据库以及各省市统计局公布的权威数据。

3.1 时序演变分析

图1为2009～2018年间我国产业转型升级序参量U1、新型城镇化序参量U2、两者的耦合度C和耦合协调度D曲线。

图1 产业转型升级与新型城镇化耦合度和耦合协调度变化曲线

从子系统序参量U1、U2来看，2009～2018年间我国产业转型升级序参量、新型城镇化序参量均呈现出逐年增长的趋势，城镇化增长速度大于产业转型升级速度，2010年后，新型城镇化的序参量值超过产业转型升级序参量值。产业转型升级序参量U1数值由2009年的0.25增加到2019年的0.44，新型城镇化序参量U2数值由2009年的0.17增加到2018年的0.56。产业转型升级序参量U1数值在2009～2010年大于新型城镇化序参量U2数值，产业转型升级带动城镇化发展，随后产业转型升级序参量U1数值小于新型城镇化序参量U2数值，城镇化发展带动产业转型升级。尤其在2009～2012年之间，产业转型升级速度相对较慢，而城镇化发展速度较快。2013年以后，两者发展速度基本一致。

表2 耦合协调度的判别标准及类别

从耦合关系来看，2009～2018年间我国产业转型升级与新型城镇化的耦合度值介于0.91～0.99之间，耦合度保持在较高水平，并且呈现稳步上升态势。从耦合协调关系来看，2009～2018年间我国产业转型升级与新型城镇化的耦合协调度由0.42增加到0.70，由最初的初级耦合协调阶段发展为中级耦合协调阶段，耦合协调度整体得到了提升，但尚未达到最佳状态。

3.2 地区差异分析

表3为2009年和2018年我国31个省份产业转型升级序参量U1、新型城镇化序参量U2、耦合度C和耦合协调度的结果。

表3的结果显示，2009年和2018年我国各省（市、区）的产业转型升级和新型城镇化的序参量值差别较大，大多数省份产业转型升级水平和新型城镇化的发展水平、耦合度和耦合协调度均有一定提高，其中，西藏、贵州2省的产业转型升级序参量有所下降，江苏、辽宁、内蒙古、河北、新疆5省的耦合度所有下降，所有省份的产业转型升级与新型城镇化的耦合度均有不同程度的增加，表明我国不同地区的产业转型升级与新型城镇化的耦合程度均有所提高，向更加协同的方向发展。

2009年，我国各省份的产业转型升级系统与新型城镇化系统的耦合协调度总体处于较低水平，呈现出明显的地区差异，且地区间的差距较大。从耦合协调度分布看，处于良好耦合协调阶段的只有北京1个地区；处于中度耦合协调阶段的有天津和上海2个地区；处于初级耦合协调阶段的有广东、浙江、江苏、辽宁、山西等13个省份；处于勉强耦合协调阶段的有15个省份，河北、湖北、湖南等。这与不同地区所处的城镇化和工业化发展阶段密切相关，北京、天津、上海处于城镇化和工业化后期，其快速发展过程中集聚、吸纳了更多的人口、产业和资源要素，基本形成了产业转型升级和新型城镇化相互促进的良好局面。

2018年，我国各省份的产业转型升级系统与新型城镇化系统的耦合协调度总体上均有所提升，大多数省份的耦合协调度仍处于中度耦合协调阶段，尚未达到最优状态，地区差异仍旧较为明显。从耦合协调度分布看，处于优质耦合协调阶段的有北京和上海2个地区；处于良好耦合协调阶段的只有天津1个地区；处于中度耦合协调阶段的有浙江、江苏、广东等26个地区；处于初级耦合协调阶段的只有广西和云南2省份。这与不同地区所处的城镇化和工业化发展阶段密切相关，从

产业转型升级序参量看，北京、上海、天津、浙江和广东等发达省份科技创新能力相对较强，劳动、土地和资金等生产要素生产利用率较高，技术创新机制促进产业转型升级的同时，也推动了创新向周边区域的扩散，辐射带动周边地区的城镇化发展，形成了良性互动、协同共进；从新型城镇化序参量看，北京、上海、江苏、天津和浙江等地的城镇化水平远远高于其他地区，城镇化的基础设施建设、经济发展水平、社会发展与环境友好水平等均处于较高层次，充分满足了城镇化过程中市民对美好生活的需要，进一步支撑了区域产业转型升级、实现区域经济社会协调发展。而大多数省份的耦合协调度仍处于中度耦合协调层次上，仍有较大提升空间。

表3 耦合度和耦合协调度测算结果

表4 2009年和2018年我国不同地区的耦合协调度层次划分

4 结论与启示

本文深入探究了产业转型升级与新型城镇化建设的耦合关系作用机理，并利用耦合协调度模型分析探讨了我国产业转型升级与新型城镇化的耦合协调性，并对2009～2018年我国不同地区的耦合协调度进行时空演进分析与比较，结果发现，随着我国产业转型升级水平和新型城镇化水平稳步推进，产业转型升级和新型城镇化的耦合度一直处于较高平稳态势，两者之间的耦合协调度逐步由初级耦合协调阶段演变为中级耦合阶段，部分省份已经进入良好和优质耦合协调阶段，但是整体耦合协调关系尚未达到最佳水平。

从地区差异看，我国各省份产业转型升级水平和新型城镇化的耦合性存在一定的差异。目前，仅有北京、上海和天津3个直辖市的耦合协调程度相对较高，大部分省份处于中度耦合协调阶段，广西、云南仍处于初级耦合协调阶段。这与各省份所处的城镇化和工业化发展阶段不同有一定关系，各地区所拥有的资源禀赋、经济基础、社会发展、历史文化等存在较大差异，生产要素流动机制、技术创新机制、人口市民化机制、消费需求升级机制在不同地区发挥效用的程度也存在较大差异，在市场化机制发挥较为充分的地区，生产要素能够自由流动，创新能力和创新扩散机制在产业与城镇化作用中能够充分发挥作用，新型城镇化建设中对基础设施、公共服务、生态建设的重视程度更高，对人口的吸引力更强。

产业转型升级和新型城镇化高度协调发展是经济社会可持续发展的必然要求。近年来，我国出台了一系列政策推进产业转型升级和支持新型城镇化建设，取得了一定的成绩，但是两者之间的耦合协调度仍然有较大的提升空间。在新型城镇化建设背景下，充分利用区域内资源禀赋条件的同时，需要加快生产要素的流通，加大科技投入和技术创新的培训推广力度，提高劳动者素质，加快转移农村剩余劳动力，促进人口市民化，通过消费需求升级等手段促进产业发展和新型城镇化耦合协调发展。