中国现代服务业与先进制造业耦合协调的时空演化

路 丽，刘 慧

（1.河北金融学院 经济贸易学院，河北 保定 071051；2.中国社会科学院大学 商学院，北京 102488）

一、引言

近年来，以数字化、智能化为代表的新兴技术快速发展，加快制造业转型升级进程。与此同时，广泛覆盖金融、物流、信息等领域的现代服务业逐渐从制造业剥离，成为支撑产业结构升级和创新的关键抓手。对于先进制造业发展而言，现代服务业是其提升生产效率和竞争力的关键因素[1]。对此，2019 年11 月，国家15 部门联合印发《关于推动先进制造业和现代服务业深度融合发展的实施意见》，旨在通过“两业”相融相长，建设自主可控的现代产业体系。在政策引导下，近年来“两业”融合步伐不断加快，但现代服务业不发达、与先进制造业发展脱轨等掣肘因素依旧存在，并成为阻碍中国从制造大国转为制造强国的突出短板[2]。在此情形下，如何协调现代服务业与先进制造业之间的关系，使二者形成互进互促的良性循环则变得尤为重要。

随着服务功能在先进制造业中的作用逐步凸显，学者们对现代服务业与先进制造业之间的关系侧重于从以下几方面进行探讨：一是二者之间融合发展的制约因素。甄颖(2019)[3]指出，尽管当今先进制造业与现代服务业之间融合程度不断加深，但仍存在融合发展规划引导缺乏、“两业”融合理念滞后等制约因素。郭秀慧(2021)[4]认为“两业”融合存在平台企业核心技术缺乏、服务业“自我循环”等问题，阻滞现代服务业与先进制造业的深度融合。罗青兰(2016)[5]以“两业”融合的新领域为切入点，指出广东省“两业”融合还存在生产要素供给不足、产业层次偏低等制约因素。二是注重研究某一区域先进制造业与现代服务业融合发展路径。巩宏丽(2013)[6]以河南省为例，通过实证分析后认为现代服务业对先进制造业的推动作用高于先进制造业对现代服务业的拉动作用。邓明亮、袁博涵(2020)[7]指出长江经济带先进制造业和现代服务业融合发展水平领先于全国平均水平。杨新洪(2021)[8]指出2019 年广东省“两业”融合发展已达到良好阶段，但还有一定的提升空间。

虽然目前针对现代服务业与先进制造业协调发展的相关研究已取得较为丰硕的成果，但仍存在以下不足：其一，在现有关于现代服务业与先进制造业关系的研究中，学者们较多倾向于理论研究；其二，研究对象多为特定经济区域或省份，缺乏全国各地区之间的比较研究，无法刻画现代服务业与先进制造业耦合协调的地区差异；其三，关于现代服务业与先进制造业耦合协调的研究较少涉及地理空间分布特征，故而难以揭示二者在地域分布上的空间关联。鉴于此，文章在评价现代服务业与先进制造业之间的耦合协调度的基础上，从时间与空间两个维度探究现代服务业与先进制造业之间的耦合协调度及其空间分布特征，以期补充和丰富相关理论，为中国产业结构转型提供有益参考。

二、研究设计

1.指标体系构建

由于现代服务业与先进制造业是两个综合性较强的系统，所以应遵循多维度、多层次原则构建指标体系。文章基于现代服务业与先进制造业的内涵及二者耦合机理，结合现有研究[9-13]与“两业”协调实际情况，通过典型相关分析法筛选相关指标，最终从现代服务业与先进制造业的规模、效益、结构、潜力四个方面构建评价指标体系，具体指标框架如表1 所示。文章研究期间为2010—2020 年，研究对象为剔除西藏和港澳台地区后的30 个省份，并依据《中国统计年鉴》的划分方式将中国30 个省份划分为东部、中部、西部三大区域。为保证数据的连续性及权威性，文中所涉及数据均来源于历年《中国统计年鉴》 《中国工业统计年鉴》 《中国第三产业统计年鉴》《中国劳动统计年鉴》，其中部分数据由国民经济核算、规模以上工业和服务业统计资料整理得出。针对计算过程中可能缺失的部分数据，采用插值法进行补齐。

表1 中国现代服务业与先进制造业协调发展指标体系及权重

2.数据处理

在测算现代服务业与先进制造业耦合协调度之前，文章首先借鉴张虎、周楠(2019)[14]的相关研究，以线性加权法计算两个系统各自的综合评价指数。假定某地区现代服务业的n 个指标分别为x1，x2，…，xn，描述该地区先进制造业的m 个指标为y1，y2，…，ym，故计算公式如下：

其中，f(x)代表现代服务业系统的综合评价指数，g(y)代表先进制造业系统的综合评价指数；ai与bj分别表示现代服务业与先进制造业的指标权重，文章采用变异系数法计算得出各级指标权重（见表1）。为排除量纲与数量级不同的影响，需对现代服务业与先进制造业的原始数据进行无量纲化处理，极差标准化结果分别以xi′与yj′表示。由于选取指标均为正向，故通过以下公式进行标准化处理。

其中，maxxi、maxyj与minxi、minyj分别表示现代服务业与先进制造业指标的最大值与最小值。

3.研究方法

（1） 耦合度和耦合协调度模型

为定量分析现代服务业与先进制造业之间协调发展关系，文章构建多个系统相互作用的耦合度模型：

基于上述模型，现代服务业与先进制造业两个系统的耦合度模型可表示为：

C 表示现代服务业与先进制造业两个系统的耦合度，其取值为[0，1]，根据C 值大小，可从整体判断现代服务业与先进制造业之间的作用关系，U 表示综合序参量。

考虑到耦合度大小仅能反映出系统之间相互作用的强弱，并不能很好地反映系统间的协同效应（程慧娴等，2021；佘茂艳、王元地，2021）[15，16]。为弥补耦合度模型的缺陷，文章进一步构建耦合协调度模型，具体公式如下：

其中，T 代表二者综合协调指数，用以反映二者整体协同效应；D 代表二者耦合协调度；α 与β 均为待定系数，分别代表现代服务业与先进制造业的贡献系数。由于现代服务业与先进制造业是同等重要的两个系统，故文章将α 与β 赋值为0.5。

为进一步研究现代服务业与先进制造业的耦合协调发展水平和特征，文章将耦合协调度划分为多个区间，并依据区间耦合协调度大小确定相应等级，如表2 所示。

表2 耦合协调度等级划分

（2） 空间自相关分析方法

为有效揭示中国现代服务业与先进制造业耦合协调发展的空间集聚演变特征，文章借鉴彭说龙和吴明扬(2021)[17]、朱丽娟等(2021)[18]、高寿华等(2018)[19]的研究，利用空间自相关分析方法对中国现代服务业与先进制造业耦合协调水平进行全局自相关与局部自相关分析。具体分析如下：

第一，全局自相关。用于分析某一属性值在整个研究区域上的空间分布特征，通常利用Moran's I 进行衡量，其计算公式如下所示：

式中，n 表征地区总数；ωij表征权重矩阵；S2表征属性值的方差；xi、xj分别表征地区i 与j 之间的属性值；x¯表征属性值的平均值。Moran's I 数值范围为[-1，1]，当数值大于0 时，表明空间集聚效应为正；当数值小于0 时，表明空间集聚效应为负；当数值等于0 时，表明不存在空间自相关。同时，数值越趋近1 或-1，表示集聚程度越高。

第二，局部自相关。衡量方式常以局部Moran's I 为主，公式如下：

其中，Ii表示局部Moran's I，其余符号含义与全局Moran's I相同。在实际研究中，区域间的空间关联性常以局部Moran's I为基础的Moran 散点图进行表示。Moran 散点图以不同区域的观测值作为横轴坐标，以观测值的空间滞后作为纵轴坐标，且图中四个象限分别对应四种局部空间关联模式。具体而言，第一象限的集聚模式为高—高(H-H)，表征观测值高的区域周围同样为高值区域；第二象限集聚模式为低—高(L-H)，表征观测值低的区域周围是高值区域；第三象限的集聚模式为低—低(L-L)，表征观测值低的区域周围也是低值区域；第四象限的集聚模式为高—低(H-L)，表明观测值高的区域周围是低值区域。Moran 散点图的特点主要表现在其能够直观地识别出有哪几种集聚模式存在于全局空间。

三、实证分析

1.现代服务业与先进制造业耦合协调度的时序特征

在现代服务业与先进制造业发展耦合协调度等级划分基础上，利用耦合协调度模型公式(7)～(8)计算2010—2020 年现代服务业与先进制造业的耦合协调度。具体结果如表3 所示，但由于篇幅限制，文章仅选取2010 年、2013 年、2016 年及2020年进行分析。

表3 2010—2020 年现代服务业与先进制造业的耦合协调度

整体来看，2010—2020 年中国现代服务业与先进制造业之间的耦合协调度呈现缓慢上升趋势。全国均值从0.787 升至0.819，即中国现代服务业与先进制造业耦合由中度耦合协调阶段上升为良好耦合协调阶段，但距高度耦合协调阶段还存在较大差距。其中，较为突出的是云南与河南，前者现代服务业与先进制造业耦合协调度从2010 年的轻度耦合协调阶段升至2020年的良好耦合协调阶段，实现了两个等级的跃迁；而后者最先从良好耦合协调升为高度耦合协调，耦合协调水平较为突出。

从省域层面看，2020 年排名前两位的江苏与上海均值都在0.9 以上，而排名最末的宁夏则仅为0.696。这说明省份之间的耦合协调度具有较大差异性，为此，宁夏应积极推动制造业转型升级，并持续优化现代服务业水平，促进“两业”融合发展。同时，江苏与上海在样本期内耦合协调度均较为稳定，其余省份排名则均有明显的上下波动，稳定性较差。可能的原因在于，上海曾是国内最大的工业城市，具有坚实的制造业基础与丰富的生产要素资源。同时，在现代服务业与先进制造业协同发展的过程中，上海一直以来都引领着中国现代化进程潮流，以现代服务业带动先进制造业发展已成为常态。

从区域层面来看，三大区域之间具有较大差异。以2020年为例，先进制造业水平与现代服务业处于高度耦合协调的11个省份中，共有9 个属于东部地区。可能的原因在于东部地区自身的经济优势较强，产业结构优化调整速度较快，且具备一定的技术优势，这些因素共同提高了现代服务业与先进制造业耦合协调水平。中部地区仅有河南达到了高度耦合协调阶段，其余省份仍处于良好协调阶段。可能的原因是，中部地区虽拥有东部地区产业转移、产业集聚水平不断提升等多种发展机遇，但其技术创新体系不完善、产业结构滞后、经济发展动能较低等问题依旧制约先进制造业与现代服务业的向好发展，故而导致中部地区现代服务业与先进制造业耦合协调水平较弱。西部地区并没有省份达到高度耦合协调阶段，区域内省份多处于良好协调阶段。由此可见，西部地区现代服务业与先进制造业均较为薄弱，难以达到高度耦合协调。即便西部地区部分省份如陕西、四川等在航空航天、智能终端领域展现出较强的科技实力，一定程度上带动先进制造业转型升级，但多数省份在现代服务业方面仍然存在发展不充分问题，甚至部分地区较为滞后的现代服务业会阻滞区域制造业转型升级，由此导致西部地区现代服务业与先进制造业之间融合性不高、互动性不强，整体协调发展水平偏低。

为直观呈现各省份现代服务业与先进制造业发展耦合协调度演化特征，文章结合表3 数据，进一步刻画出全国及三大区域现代服务业与先进制造业发展耦合协调度变化状况，具体如图1 所示。

图1 三大区域及全国现代服务业与先进制造业耦合协调度

分析图1 可知，2010—2020 年三大区域及全国现代服务业与先进制造业耦合协调水平均呈稳步上升趋势。整体来看，东部地区现代服务业与先进制造业的耦合协调度最高，均值为0.880；中部地区排名第二，均值为0.837，其发展态势虽与全国发展状况一致，但整体略高于全国均值；西部地区处于最低水平，均值为0.744，其虽与东部地区、中部地区以及全国平均水平差距较大，但发展速度最快，较2010 年提升0.107。

2.现代服务业与先进制造业耦合协调度的空间特征

为更直观地分析30 个省份现代服务业与先进制造业耦合协调的空间分布特征，基于上述耦合协调度测算结果，利用ArcGIS10.5 软件对2010 年、2013 年、2016 年、2020 年中国现代服务业与先进制造业耦合协调空间格局进行可视化处理（图略），其空间演化特征如表4 所示。

表4 2010—2020 年耦合协调度空间演化特征

从宏观来看，表4 中2010—2020 年中国现代服务业与先进制造业耦合协调水平涉及高度耦合协调、良好耦合协调、中度耦合协调和轻度耦合协调4 个阶段。就轻度耦合协调阶段而言，2010 年与2013 年现代服务业与先进制造业轻度耦合协调的省份均包括6 个，分别是海南、云南、贵州、甘肃、青海与宁夏；2016 年现代服务业与先进制造业轻度耦合协调的省份降至3 个，只有贵州、青海与宁夏；截至2020 年，30 个省份中仅有宁夏处于轻度耦合协调阶段。这是由于宁夏先进制造业与现代服务业均处于起步期，虽然发展势头较好，但政策上尚未给出“两业”融合发展的指导；产业发展过程中也未探索出以“两业”融合促进经济的发展模式，因此，宁夏现代服务业与先进制造业长期以来处于轻度耦合协调阶段。就高度耦合协调阶段而言，2010 年与2013 年处于高度耦合协调阶段的省份为5 个，2016 年则上升至6 个，截至2020 年已有11 个省份处于高度耦合协调阶段。这说明各省份现代服务业与先进制造业的耦合协调程度在逐渐增强。总体来说，2010 年与2013 年从高度耦合协调到轻度耦合协调的省份个数分别为5 个、12 个、7个、6 个；2016 年为6 个、12 个、9 个、3 个；2020 年为11个、13 个、5 个、1 个。可见，样本期内中国现代服务业与先进制造业耦合协调水平呈现高低阶段省份少、中间阶段省份多的“橄榄型”模式，且高度耦合协调尚未大范围出现。

分区域来看，2010—2020 年，东部地区耦合协调水平整体从良好耦合协调稳步上升至高度耦合协调。2010—2016 年，东部地区处于良好耦合协调阶段，至2020 年上升至高度耦合协调阶段。中部地区耦合协调发展水平虽有提升，但整体较为缓慢，除江西在2020 年上升至高度耦合协调阶段之外，其余省份均在样本期内处于良好耦合协调阶段。具体而言，2010—2016 年，吉林表现出下降趋势，山西、黑龙江2 个省份均处于中度耦合协调阶段，截至2020 年区域内所有省份均升至良好耦合协调阶段。西部地区耦合协调发展水平呈稳步提升态势，其中2010 年处于轻度耦合协调阶段，截至2020 年除宁夏之外均上升为中度耦合协调阶段。综上，中国现代服务业与先进制造业耦合协调水平基本呈现“东高西低”的分布格局，且东部地区的带动效应在逐步向西扩张，各地区空间差距呈逐渐缩小态势。

3.现代服务业与先进制造业的耦合协调发展的空间自相关分析

（1） 全局空间自相关分析

由于产业结构转型升级会在不同地区产生相互作用，即存在空间相关性。故有必要考察中国现代服务业与先进制造业耦合协调发展是否也存在空间相关性。文章在时空演变基础上，采用Arc GIS10.0 软件计算全局莫兰指数，得出现代服务业与先进制造业之间的发展趋势（如图2），进而总结二者耦合协调度的空间集聚特征。

图2 中国现代服务业与先进制造业耦合协调全局莫兰指数估计值

2010—2020 年，全局莫兰指数估计值表现出较大波动，但始终大于0，且显著性水平为5%。这表示自2010 年以来，现代服务业与先进制造业的耦合协调水平特征均为空间正相关，表现为H-H 特征与L-L 特征的省份在空间分布上相对集中，且相邻省份之间的影响较为明显。同时，全局莫兰指数处于0.27～0.35 这一区间内，整体数值偏低，说明各省之间耦合协调度空间自相关水平较低。就莫兰指数变化趋势而言，2010—2020 年现代服务业与先进制造业耦合协调水平的全局莫兰指数表现为波动上升态势，整体数值从2010 年的0.275 上升至2020 年的0.341，说明省域间现代服务业与先进制造业耦合协调度呈不断集聚态势。由于全局莫兰指数主要反映数据的整体变化趋势，若要更清晰地得出现代服务业与先进制造业耦合协调度变化情况，则需进一步分析局部空间自相关特征。

（2） 局部空间自相关分析

为进一步识别中国现代服务业与先进制造业耦合协调度的集聚类型与空间集聚位置，文章以莫兰散点图进行局部空间自相关分析。现代服务业与先进制造业耦合协调度的莫兰散点图（如图3） 包括30 个研究单元，横坐标为标准化耦合协调度值，纵坐标为空间滞后值，中心坐标为横纵坐标的平均值，并将平面区域划分为“H-H”（高—高），“L-H”（低—高）、“L-L”（低—低）、“H-L”（高—低） 四个象限。

图3 现代服务业与先进制造业耦合协调度的莫兰散点图

分析图3 可知，在样本期内的大多数省份落在了H-H 象限与L-L 象限，即现代服务业与先进制造业耦合协调度较高的省份被同样高耦合协调度的省份所环绕；而较低的现代服务业与先进制造业耦合协调度省份相邻省份的耦合协调度也较低。这说明现代服务业与先进制造业耦合协调度相似省份会呈现明显的空间集聚特征。与此同时，大部分省份在样本期内所处象限未发生明显变化，这表明现代服务业与先进制造业耦合协调水平的空间分布格局相对稳定。此外，东部地区的省份集聚类型大多为H-L 聚集与H-H 聚集，西部地区省份类型大多为L-L 聚集，中部地区省份类型则多为L-H 聚集。这表明现代服务业与先进制造业耦合协调度呈现出不均衡的空间分布特征。具体而言，耦合协调度较高的省份集中于东部地区，故东部地区内部相邻省份之间表现为H-H 聚集特征；耦合协调度不高的省份集中于中部地区，故东部地区与中部地区相邻省份之间、中部地区各相邻省份之间均呈现出H-L 集聚特征；耦合协调度较低的省份大多集中于西部地区，故其内部相邻省份之间，以及与中部地区的相邻省份之间均呈现出L-L 聚集特征。

四、结论及建议

文章基于耦合协调度模型与空间自相关分析方法，通过构建中国现代服务业与先进制造业耦合协调评价指标体系，对2010—2020 年中国30 个省份现代服务业与先进制造业耦合协调的整体水平、空间特征以及演化趋势进行实证分析，得出如下研究结论：

第一，2010—2020 年，中国各省份现代服务业与先进制造业之间的耦合协调度呈缓慢上升趋势，虽然整体耦合协调水平由中度协调升为良好协调，但仍有较大提升空间。同时，由于资源能力、发展水平、开放程度的不同，各省份现代服务业与先进制造业之间耦合协调水平表现出较为明显的差异。

第二，2010—2020 年各省份耦合协调水平呈现“高低阶段省份少，中间阶段省份多”的“橄榄型”模式，基本表现为“东高西低”的空间分布格局，且东部地区的带动效应在逐步向西扩张，致使各地区空间差距逐渐缩小。同时，东部地区省份多处于高度协调阶段，中部地区省份多处于良好协调阶段，西部地区省份多集中于轻度协调阶段。

第三，从空间自相关来看，考察期内现代服务业与先进制造业耦合协调度的全局莫兰指数估计值均大于0。这表示现代服务业与先进制造业耦合协调度具有明显的空间正相关性，且H-H 特征与L-L 特征的省份在空间分布上相对集中。从变化趋势来看，整体上空间自相关程度呈波动上升趋势，表明空间集聚度日益增强。此外，中国现代服务业与先进制造业发展水平的耦合协调度呈现较为明显的局部集聚特征，主要表现为H-H聚集与L-L 聚集。

基于上述结论，提出如下建议：

第一，推动区域合作互动。为缓解“两业”耦合协调“东高西低”的空间分布格局，政府要做好各区域发展规划，协调现代服务业与先进制造业融合发展关系，推动区域间合作互动。鉴于区域间现代服务业与先进制造业耦合协调程度参差不齐、区域间合作有待进一步加强，相关部门需要结合各地产业发展状况，深入分析区域内与区域间制造业全要素、全产业链、服务业发展现状，切实推动区域产业间分工协作，提高“两业”融合的区域整合能力。除此之外，区域中心城市、现代服务业集聚区还需充分发挥其资源整合以及服务功能辐射等积极作用。

第二，鼓励制造业企业向服务型制造转型。就现阶段而言，服务型制造是现代服务业与先进制造业协同发展的结晶，也是日后制造业发展的主攻方向。基于此，政府应加大相关政策支持力度，为制造业转型升级提供良好的政策基础。此外，还需要尽快完善工业网络顶层设计，制定相关技术标准与服务规范，并以此为基础建设以先进制造业为中心的网络协同化制造服务体系，全面推进高端工业软件、原材料工业以及消费品工业向现代服务业衍生，带动先进制造业与现代服务业协同发展。

第三，打造先进制造业与现代服务业相协调的平台载体。基于国内现有产业集群以及国家级开放区，聚焦“两业”融合协调度不足等瓶颈问题，致力于提高产业集群内“两业”融合协调水平，打造一批“两业”融合的平台载体，进而提升全产业价值链竞争力。例如，在服务业集群内完善创新创业的投资环境，促使企业共享信息知识资源，做到市场自我发展。在制造业集群内，搭建研发设计、信息服务、物流等服务平台，形成产业共生、资源共享的互动发展格局。

第四，通过调整空间结构整合区域都市化与城市集聚区。由于现代服务业与先进制造业耦合协调发展存在显著的空间集聚特征，因此可在全国范围内打造多个都市圈，进一步提升“两业”融合集聚度，实现现代服务业在中心城市集聚，先进制造业在周边城市集聚的空间格局。不仅如此，还可以在都市圈内将产业链分布网络化，以此实现区域间协同升级。在整合空间结构过程中，各地需积极开展地方合作，推动区域经济一体化，为产业协调发展提供良好环境。