基于开发区联系的吉林省产业网络空间格局

2021-10-15何静仪李广全

东北师大学报（自然科学版） 2021年3期

何静仪，魏冶，2，李广全，2

(1.东北师范大学地理科学学院，吉林长春 130024； 2.东北师范大学中国东北研究院，吉林长春 130024)

产业网络研究的理论基础可追溯至20世纪30年代关于产业关联的分析.Leontief[1]最先定量描述了产业间的关联关系，利用投入产出分析法构建了基础模型——投入-产出模型；赫希曼(Hirschman)[2]则基于产业关联视角，明确提出前向/后向关联的概念.此后产业关联分析多以投入产出模型为基础，围绕赫希曼理论展开[3-6].进入70年代，随着产业关联分析的不断深入，基于图与网络模型，利用产业网络研究产业关联和产业结构的方法开始出现.Campbell[7]首次将图论方法引入产业关联分析，将投入-产出表中的中间交易部分转化为邻接矩阵并构建出有向图，许多学者在此基础上进行了深入研究[8-10]，产业网络建模方法层出不穷.综合国内外研究成果，产业网络模型构建方式通常有三种：以投入-产出关系构建的产业关联网络[11-12]，以企业间供应关系建立的企业链网络[13]，以城市间生产者服务业的总部分支关系建立的城市产业互锁网络[14-15].分析发现，产业网络的研究多集中于经济或管理视角[16-18]，而探讨产业载体间联系的研究较少.赵新正等[19]基于开发区联系进行了城市网络空间特征的研究，是少有的关于开发区网络的案例，但其基于开发区的经济规模与引力模型来模拟的开发区间的联系，与真正的产业联系还有一定的区别.

开发区作为区域产业发展的重要空间载体和对外开放窗口，在促进区域经济发展[20-21]、产业结构调整[22]、城市空间结构重塑[23-24]等方面发挥着重要作用，是实施东北振兴战略和供给侧结构性改革的重要平台[25].经过近30年的开发建设，吉林省开发区对吉林省经济总量的贡献量保持在50%以上并呈逐年上升趋势，但随着开发区发展的逐步推进，许多问题也逐渐显露：发展空间受限、同质化恶性竞争、产业层次偏低、功能配套不全、集群发展缓慢、体制优势弱化、整体实力不强等.对不同开发力度以及政策引导下的开发区进行产业空间和产业网络结构的研究，有利于促进吉林省开发区转型升级，优化产业布局，推动开发区提升经济质量和效益，实现新旧动能的转换.

为此，本文结合复杂网络理论，提出了开发区关联网络模型，实现吉林省基于投入产出关系的产业关联与吉林省各开发区之间的互锁，通过开发区关联强度反映开发区间的产业联系，从产业网络联系的角度研究了吉林省开发区的空间结构、产业功能配置、主导产业关系等现状，并结合吉林省实际情况，尝试对吉林省开发区的经济空间发展提出优化建议.

1 研究数据与研究方法

1.1 研究区域概况

本文以吉林省各级各类开发区为研究对象.截止到2015年，吉林省有各级各类开发区共116家(含工业集中区，下同).其中，国家级开发区14家(长春市5家，吉林市2家，四平市1家，延边朝鲜族自治州4家，松原市1家，通化市1家)；省级开发区65家；工业集中区37家.每个县(市、区)都拥有1家以上的开发区.分为经济技术类(95家)，高新技术类(5家)、农业经济类(3家)、文化旅游类(8家)、商贸物流类(2家)和特殊功能区(3家)等6种类型.

1.2 研究数据来源

本文采用的投入产出数据来自吉林省统计局《2012年吉林省投入产出表》42个部门分类下的直接消耗系数.直接消耗系数又称投入系数，指在生产经营过程中某产品(或产业)部门的单位总产出直接消耗的各个产品(或产业)部门货物或服务的价值量[26]，能够充分反映国民经济各部门之间相互依存和相互制约的关系.吉林省开发区数据取自《2016年吉林年鉴》与实地调研；开发区产业数据系2015年吉林省范围内各级各类共116个开发区的产业信息，具体包括：开发区的建设年份、级别、规划面积、地区生产总值、主导产业等信息，数据真实完整，具有参考价值.

吉林省开发区在全省分布较为均衡，每个县(市、区)均拥有一家以上的开发区，但在总体上仍呈现中部较密、东西较疏的空间分布特征(见图1).就开发区数量而言，各地区存在较大差异，各地区不同级别开发区数量见表1.其中，长春市25个，数量最多，占开发区总数的21.6%；其次是吉林市，占比为15.5%；长白山管委会数量最少，仅有2个.从吉林省东、中、西“三大板块”来看，中部地区拥有51家开发区，其中国家级开发区7家、国家级特殊功能区1家；东部地区拥有43家开发区，其中国家级开发区5家、省级开发区24家；西部地区拥有22家开发区，其中国家级1家、省级11家、工业集中区10家.中、东、西开发区数量存在明显的递减趋势，全省开发区建设呈现梯次发展格局.

图1 吉林省开发区空间分布

表1 吉林省各地区开发区数量统计表个

1.3 研究方法

1.3.1 改进的Floyd算法

Floyd算法又称为插点法，是一种用于寻找加权图中多源点之间最短路径的算法，可以正确处理有向图或负权的最短路径问题，同时也被用于计算有向图的传递闭包.

经典的Floyd算法使用的是相异度矩阵，而本文则采用投入产出表的直接消耗系数作为初始邻接矩阵，解决吉林省产业网络每一对产业部门之间影响力传递的最优路径问题，属于相似度矩阵，即值越大表示两个产业部门之间的距离越小，关系越紧密，反之亦然.最终计算得到的结果矩阵即为产业部门之间的强关联系数.改进的Floyd算法可用下列公式表达[27]：

(1)

1.3.2 从属网络分析

2-模网络是由一类行动者集合与另一类行动者集合之间的关系构成的网络，从属网络是特殊的2-模网络.如果一个行动者集合(模态)为“各个行动者”，另一个集合为该类行动者所“从属”的“各个部门”，则称这样的2-模网络为“从属网络”[28].从属网络的顶点可以分成两个集合，即行动者集和事件集，只有处于不同集合中的顶点才能相连.共同参与某个事件的行动者，往往意味他们拥有相似性.

1.3.3 开发区关联强度模型

开发区与开发区之间的关联通过主导产业之间的关系确定，一对开发区之间的作用强度与两者的主导产业关联程度有关；同时，开发区的地区生产总值越高，越能加强这种联系.因此，本文以投入产出关系下的主导产业关联为切入点，考虑开发区的地区生产总值，建立开发区与开发区之间的有向加权网络，主导产业关联程度采用产业强关联系数作为度量指标.

C(a，b)=GDPa×GDPb×∑Xij.

(2)

式中：C(a，b)为开发区a与开发区b之间的关联系数；GDPa是开发区a的地区生产总值；GDPb是开发区b的地区生产总值；i是开发区a的主导产业；j是开发区b的主导产业；Xij是产业i与产业j之间的强关联系数.

1.3.4 网络指标测度

(1) 网络节点中心度.本文构建的顶点集分别为开发区主导产业节点与开发区节点两个互不相交的子集，基于开发区主导产业与开发区之间的隶属关系，建立无向图即为开发区-产业从属网络.由于从属网络中的行动者必须通过行动者所从属的“事件”才能建立联系，因而中心度分析更为复杂.

网络中心度主要包括度数中心度、接近中心度、中间中心度等[29].在开发区-产业从属网络中，产业节点的度数中心度为该点所隶属的开发区个数；产业节点的接近中心度是其隶属的开发区节点到其他产业部门和开发区节点的距离的函数；在计算产业节点的中间中心度时，需要考虑所有从属该产业的开发区节点，一般而言，只有当一个产业包含一个“非核心开发区”时，该产业节点的度数中心度才会增加[30].

(2) 网络节点加权度.开发区与其他开发区的关联强度的总和能够直观显示开发区在开发区产业关联网络中的影响和地位.定义开发区节点的加权度为该节点与所有邻居节点之间边权的和，开发区节点i的加权度WDi表示为

(3)

式中：E表示开发区i的临近集；Wij表示开发区i与开发区j之间的关联系数.开发区节点的加权度反映了该开发区与其临近开发区的连接强度[31].

2 吉林省开发区产业网络分析

2.1 开发区产业布局分析

为直观展现吉林省开发区与产业部门之间的关系，分析开发区产业空间分布特征，建立开发区-产业部门2-模网络.根据《2012年吉林省投入产出表》中42个产业部门的分类标准，对吉林省116个开发区主导产业进行重分类，各个开发区主导产业为1～3个(基于实际调研数据).将开发区产业数据进行预处理，依据主导产业与42个产业部门之间的归属关系建立开发区-产业部门关联的邻接矩阵X，遵循以下规则：如果开发区i和产业j有关联，那么Xij=1，反之Xij=0.采用Ucinet软件中的NetDraw工具构建开发区-产业从属网络.

2.1.1 开发区主导产业分析

选取中心度均在前8位的产业，对开发区-产业从属网络进行中心性分析，结果见表2；以度数中心度为度量指标对开发区-产业从属网络进行可视化分析，结果见图2.开发区-产业从属网络中共有158个节点，其中13个产业节点与开发区之间不存在从属关系，此13个节点中8个为第二产业、5个为第三产业.吉林省116个开发区共涵盖了29个产业部门，其中，食品和烟草、化学产品、交通运输设备3个产业部门的度数中心度、接近中心度和中间中心度均处于前4位，度数中心度分别为0.371，0.198和0.181，接近中心度分别为0.647，0.593和0.51，中间中心度分别为0.348，0.22和0.108，三者中心度呈阶梯式下降，在开发区-产业从属网络中处于核心地位.由于产业部门划分尺度较大，42个产业部门包含二级产业分类较多，结合开发区主导产业信息并对照《国民经济行业分类》(GB/T 4754-2011)标准，化学产品以医药化工业为主.

表2 开发区-产业从属网络的中心性分析结果

图2开发区-产业从属网络

通过构建开发区-产业2-模网络识别食品加工业、医药化工业和交通运输设备制造业为吉林省开发区三大支柱产业，通用设备制造、租赁和商务服务、交通运输和仓储物流紧随其后，三者中心度相差不大，在开发区产业发展中占有重要地位.依据吉林省产业发展现状以及吉林省“十三五”规划对吉林省产业发展的定位，吉林省三大支柱产业分别是汽车、石化与农产品加工业；四大优势产业分别是医药健康、装备制造、建筑、旅游[32].可以发现，与开发区-产业从属网络分析结果相似，开发区主导产业与吉林省主导产业具有极强的一致性.此外，开发区石油化工、建筑产业所占比重不大，发展优势不明显.纵观29个经济部门及其中心度，第二产业比重凸显，第三产业发展滞后，在开发区-产业从属网络中处于边缘地位.

2.1.2 开发区产业空间分析

东、中、西三大经济区的划分是政府、学界对吉林省的基本区域理解.借鉴相关研究成果[33]，吉林省东部经济区包括通化、白山、延边朝鲜族自治州、长白山保护开发区管理委员会；中部经济区包括长春、吉林、四平和辽源；西部经济区包括白城和松原.统计三大经济区内开发区及其主导产业，根据本文提出的开发区-产业从属网络的构建思路，分别构建中部经济区开发区-产业从属网络、东部经济区开发区-产业从属网络和西部经济区开发区-产业从属网络，结果见图3；同时，进行中心性分析，结果见表3.

根据中心性分析结果，中部经济区开发区的主导产业为食品加工业、交通运输设备制造、化工业和装备制造业；东部经济区开发区主导产业为化工产业、租赁和商务服务业、金属冶炼和压延加工业、批发和零售业，结合东部经济区开发区具体主导产业信息，化工产业主要为医药化工业，租赁和商务服务业主要为旅游服务业，批发和零售业则主要对应东部经济开发区内珲春边境经济合作区、珲春出口加工区(现已更名为珲春综合保税区)和和龙边境经济合作贸易区，发展边境贸易；西部经济区的主导产业为食品加工业、医药制造业和现代装备制造业.东、中、西三大经济区产业发展各具特色，同时存在相同的优势产业，如食品加工业、装备制造业等.

图3 吉林省东中西经济区开发区-产业从属网络

经济区产业部门度数中心度接近中心度中间中心度中部经济区食品和烟草0.3770.7490.227交通运输设备0.3280.7040.159化学产品0.2620.6530.090通用设备0.2300.6470.075交通运输、仓储和邮政0.1800.6300.050科学研究和技术服务0.1800.6240.045东部经济区化学产品0.5140.9360.186租赁和商务服务0.2000.6920.076金属冶炼和压延加工品0.1710.6540.033批发和零售0.1430.6920.039科学研究和技术服务0.1430.7360.047食品和烟草0.5140.9670.215西部经济区食品和烟草0.6001.5220.147化学产品0.4501.3600.096租赁和商务服务0.3001.1210.067通用设备0.2501.0100.021专用设备0.1501.0300.008农林牧渔产品和服务0.1000.8870.005

2.2 吉林省开发区产业关联分析

以《2012年吉林省投入产出表》中42个产业部门的直接消耗系数表为初始邻接矩阵，采用(2)式计算最长路径距离加权矩阵D，即吉林省产业强关联系数矩阵.经过Floyd算法的处理，得到的强关联系数均大于或等于相应位置产业部门之间的直接消耗系数，表明强关联系数能够强化或优化产业部门之间的关系，且所得强关联系数矩阵具有收敛性[27].基于强关联系数，归一化处理地区生产总值，利用开发区关联强度模型建立吉林省开发区产业关联网络，结果见图4.

图4 吉林省开发区产业关联网络

2.2.1 吉林省开发区关联强度分析

吉林省开发区产业关联网络中共有116个开发区节点和13 225条边，就开发区节点的加权度而言，长春市与吉林市范围内开发区节点的加权度普遍较高.其中，以长春市高新技术开发区为最高，其次是吉林市高新技术开发区.不考虑开发区内部产业关联，则上述两开发区关联强度为最高值720.65.这与2013年吉林省经济技术合作局对全省各级各类开发区综合考评结果相似，在考评结果中，长春市高新技术开发区与吉林市高新技术开发区分别位列第一和第五，说明开发区的整体发展水平，包括经济建设、科技创新、体制机制创新等对开发区在区域产业网络中的作用和地位有很大影响.

表4 吉林省开发区关联强度分布

就关联强度而言，整体分布在[0.000 2，1 359.68]，并呈现金字塔形态，如表4所示.33.0%的开发区关联强度小于1，由于数值极小，此部分关联关系可以忽略不计；47.2%的数据分布在[1，10]，说明近一半的开发区处于弱关联状态；约20.0%的开发区关联强度大于100，属于强关联关系，而这种强关联关系主要发生在中部的长春和吉林两市之间以及两市与东部、西部开发区之间，说明长春和吉林两市在开发区产业关联网络中处于核心地位，对边缘地区有辐射带动作用.

2.2.2 开发区产业关联结构分析

地理上的集中和本地化的产业联系是形成产业集群的基本条件.为了分析区域内产业集群发育程度，识别开发区产业关联结构，分别选取60，120和250为阈值对吉林省开发区产业关联网络进行过滤，突出产业强关联关系，结果见图5.

图5 过滤后的吉林省开发区产业关联网络

(1) 开发区产业关联网络核心-边缘结构显著.当阈值为60时，开发区产业关联网络出现菱形结构，以长春市为核心，吉林、通化、四平、松原4市为顶点形成“大菱形”，吉林、辽源、四平、松原市为顶点形成的“小菱形”嵌套其中.而在两个菱形之中，长春、吉林、通化3市相互作用程度最强，形成小范围内的三角形集聚，但通化开发区不同于长春、吉林，通化对其他地区开发区并无明显的辐射作用.值得一提的是，长春、吉林与图们江地区形成了开发区产业关联轴带，但图们江地区与长、吉两市关联程度不强.

(2) 中部经济区开发区相互作用程度较强，长吉图开发区产业关联仍需加强.当阈值为120时，开发区产业关联网络则呈现十字结构，且中部经济区4市产业关联紧密，产生了明显的产业集群.长春-四平、吉林-长春-辽源、长春-松原-吉林同样存在较强的关联关系，形成小范围内的产业集聚.而在此关联强度范围内，长、吉两市与图们江地区的产业关联关系仅存在于长春经济技术开发区-珲春边境经济合作区，作为吉林省重点规划的开发开放先导区，长吉图产业带仍处于较弱关联状态，区域合作有待进一步加强.

(3) 长吉组团双核结构明显.当阈值为250时，长春-吉林、长春-通化、长春-松原开发区产业仍处于高关联水平，长春-吉林的产业联系尤为明显，长吉一体化建设成效显著.

综合上述分析，长春已经成为吉林省开发区产业发展的核心，作为吉林省省会，长春市政策优势、区位优势明显.一方面，长春市经济发展在全省处于领先地位，开发区与地方经济发展形成循环累积效应；另一方面，长春市开发区发展起步早、发展历史久，经过多个发展阶段的开发建设已形成较为成熟的产业集群，在区域经济发展中的地位不可小觑.

长吉地区在全省开发区产业关联网络中起着至关重要的作用，区域产业联系紧密，长春和吉林是吉林省的主副极核，承载着全省支柱和优势产业的龙头企业，产业发展基础良好.此外，长吉一体化发展一直以来是吉林省推进特色城市化建设的核心[34]，规划空间格局由两级点轴系统和外围腹地两部分组成，政策驱动与城际交通设施不断完善是快速实现长吉城市群产业空间一体化的重要原因.

确立了中部经济区在吉林省产业发展中的核心地位，中部经济区形成了一个以长春市为中心，向外辐射的“放射”式产业联系密集区，以食品加工、交通运输设备制造、化工为主的产业集群，对吉林省东、中、西部的经济布局和经济发展有重要作用.

2.3 吉林省开发区产业网络优化建议

开发区作为区域经济发展增长极的重要载体，其带动区域经济增长的作用毋庸置疑.产业集聚则是开发区发展的原动力，两者相互促进，并形成集聚效应.集聚效应产生不仅依赖于开发区在地理位置上的集中，更倚重区内、区际之间的产业关联与分工合作[35].因此，吉林省各开发区应紧紧围绕“一主、六双”的产业空间布局战略，促进东、中、西三大经济区开发区的融会互通，形成了特定产业的空间集聚和紧密的本地化产业联系.

2.3.1 构建中部经济区创新环境，提升开发区竞争力

吉林省开发区产业关联网络具有明显的核心-边缘结构，中部核心区已经形成，但区域创新环境仍处于发展的初级阶段.良好的区域创新环境是实现开发区经济稳步发展的重要因素，构建创新环境、促进区域创新网络与社会文化相融合，是推动开发区群体发展的有效手段[36].吉林省中部地区科技力量雄厚，创新要素密集，科教研发机构占全省的90%，应充分利用创新资源，拓宽区域创新节点(企业、高校、研究机构等)与开发区之间信息沟通与成果共享的渠道，以“双基地”为支撑，优势互补、资源共享，构建创新技术“新高地”，着力引导先进技术、研发资金、创新载体、科研项目等要素向高新产业领域集聚，加快形成产业创新体系，实现中部经济区开发区群体产学研一体化.使中部经济区在振兴老工业基地中集聚新动能，成为引领全省开发区创新发展的重要引擎.

2.3.2 推进东西经济区开发区的产业集群发展，加强产业集群的融合

开发区内的产业集群能够推动开发区的综合竞争力发展[37]，为开发区带来持续的竞争优势.而城市开发区之间或跨区域的大尺度的产业集群则能够获得良好的集聚经济和规模经济效益.吉林省东部地区林业资源和矿产资源丰富，在绿色食品加工业方面具有相似的资源优势，通化、白山和延边亦各自形成了地方优势品牌，但三市并未形成食品加工业的产业集群.这一方面与食品加工业在地区生产总值中所占比例较低有关；另一方面则因三个地区产业在空间分布上较为分散，实现产业的分工合作有一定难度.未来，在开发区产业转型和产业集群升级中，应着重调整东部经济区产业空间布局，加强内部产业集群融合，促进开发区产业集群化发展，以主导产业和企业大宗产品为依托、以引进和培育龙头企业为带动、以打造优质服务平台为支撑，形成集群发展以提升东西部经济区产业核心竞争力.

2.3.3 加强图们江地区与长吉地区的互动发展，实现东中西联动发展

长吉图地区是吉林省开发开放的先导区，具有突出的区位优势、政策优势以及良好的产业基础和科技支撑，是吉林省经济发展的重点区域.长吉地区已形成关联度极强的开发区群体，一体化建设卓有成效，但图们江地区与长吉地区的开发区则处于弱关联状态.长吉地区集聚了全省众多生产要素，作为图们江地区的重要腹地，应加强与图们江地区的产业联系，有选择地将长吉地区配套产业向前沿和窗口地区转移，调动图们江地区开放口岸优势，充分利用珲春窗口、延龙图前沿地区，形成以长吉两市为产业轴心、图们江区域为发展通道的发展模式，实现长吉图一体化发展.长吉图地区贯穿吉林省东西方向，要发挥长吉图增长极作用，辐射带动东、中、西三大经济区，在开发区主导产业选择、产业分工与布局等方面实现有机互动.同时，应突破行政体制框架，优化、整合、提升现有开发区，支持通过跨空间的开发区联合发展，以长春为核心点，打造吉林省若干产业集群协调发展的特色产业集群带，推进东、中、西联动发展.