江蘇省區域經濟水平與用水效率的空間關聯性分析

嚴鳳霞，張玲玲

（河海大學 公共管理學院，江蘇 南京 210098）

一、引 言

2011年中央一號文件明確提出我國要實行最嚴格的水資源管理制度，并深入闡述了“確立三條紅線，建立四項制度”等水資源管理的內容和要求，“三條紅線”是落實最嚴格水資源管理制度的核心和關鍵，其中“用水效率控制紅線”是節約水資源，減少浪費，促進用水結構調整，改變用水方式和生產方式的有效手段。區域作為一個開放的系統，區際相互作用和相互影響也越來越明顯，同時導致區域在許多特性上存在高度的相關性[1]，國外學者Barro[2]、Chen[3]、Giuseppe[4]和Sergio[5]等通過空間計量模型來研究區域經濟的空間差異。國內學者魏也華[6]、龍國英[7]、沈正平[8]、歐向軍[9]等也通過不同的方法對江蘇省區域經濟的空間差異進行了探討和研究。特別是在一個開放的區域經濟體系中，一個地區的經濟增長已不再僅僅依靠其內在因素，而是越來越受到周邊地區的影響[10]。經濟發展水平的進步，伴隨著城鎮化率的提高，非農產業比例逐漸增大，耗水大戶農業用水比重減小，因而可以在總體上降低萬元GDP用水量；而發達地區產業集聚效應和較高的管理技術水平，使得供用水的規模效益較大，單位水資源的經濟產出較高[11]。探索性空間數據分析是一種具有識別功能的空間數據分析方法，利用空間自相關系數這個度量單位，來測量和檢驗空間上分布鄰近的物體及其某一屬性具有相似的取值和趨勢（空間正相關）還是具有相反的取值和趨勢（空間負相關），判斷它的分布是有規律的（集聚式或是間隔式），還是隨機的[12]。

本文的研究思路是利用探索性空間數據分析技術，結合區域經濟發展水平和用水效率，利用Geoda空間分析軟件，建立單因素和雙因素空間關聯模型，通過對Moran’sI指數、局部Lisa圖和Moran散點圖的具體剖析，來探討江蘇省區域經濟與用水效率的空間關聯性，旨在通過對經濟水平的空間差異分析來提高區域用水效率。

二、區域概況與數據來源

改革開放以來，江蘇省經濟社會發展成就顯著，截至2013年底全省實現生產總值59 161.75億元，人均地區生產總值74 607元，比上年增加6 260元，從1992年起全省GDP連續21年始終保持兩位數增長。江蘇省區域用水存在明顯的差異，蘇南、蘇北及蘇中面積分別占全省的28%、20%及52%，而蘇南地區用水量為196億m3，蘇中地區為115.3億m3，蘇北187.6億m3，分別占全省的39.8%、23.1%和37.5%。全省水資源總量豐富，人均水資源不足，區域間水資源利用不平衡，同時水環境日趨惡化，水資源短缺已成為限制江蘇經濟發展的重要因素[13]。新中國成立以來，江蘇省在區域經濟發展方面，先后實施了均衡發展、非均衡發展、區域共同發展、促進蘇北大發展、沿江開發等五個戰略，并且由于省內自然、社會、經濟、歷史等方面的差異，省域內部的經濟差異較之其他省份更為顯著[14]。隨著地區經濟的發展，水資源的需求量逐漸增大，在現有水資源短缺的情況下，必然會通過提高水資源的利用率來解決目前缺水的問題[15]。本文以2009-2013年江蘇省13個地級市的人均GDP和萬元產值水耗統計數據為基礎（其中人均GDP數據來自江蘇省統計年鑒，萬元產值水耗統計數據來自江蘇省水資源公報），結合江蘇省的市域行政區劃圖，選取人均GDP作為測度區域經濟差異的變量指標，萬元產值水耗作為區域用水效率的衡量指標。

三、模型與方法

（一）全局空間自相關

全局空間自相關統計指標是用來檢驗整個研究區域中鄰近地區間的空間關聯性或空間異質性的，它主要側重空間分布的區位特性及屬性變量的全局特征。最常用的指標是Moran’sI統計量，Moran’sI的計算公式如下：

其中，N為空間單元的數目；xi和xj表示區域i和區域j的屬性；為樣本均值，為樣本方差，wij為二進制的空間權重（采用鄰近標準，當區域i和區域j相鄰時，wij=1，當區域i和區域j不相鄰時，wij=0），即

一般地，Moran指數I的取值范圍一般為[-1，1]，大于0表示正相關，值越大越接近1時表明具有相似的屬性聚集在一起，總體空間差異小，小于0表示負相關，值越接近于-1表明具有相異的屬性聚集在一起，空間差異大，當Moran指數I等于0時，表明樣本觀測值之間相互獨立，在空間上隨機分布，或者不存在空間自相關性。

（二）局部空間自相關

Ansalin提出了一個局部Moran指數（Local moran index）也稱為LISA（Local indicator of spatial association），Lisa用來測度以每個地理單元為中心的一小片區域的聚集或離散效應，可用于識別空間集聚（熱點或冷點）與離群點[16]。Moran散點圖和Lisa圖通過將研究區域的空間及其位置關系可視化，來研究其空間分布規律。例如區域i的局部Moran指數可以表示如下：

（3）式中的符號含義同上。

四、空間關系分析

（一）江蘇省區域經濟發展空間數據分析

利用Geoda軟件進行江蘇省各地級市的人均GDP單變量Moran’s指數自相關檢驗，如圖1所示。2009-2013年江蘇省經濟發展的Moran值分別為0.582 6、0.604 2、0.613 7、0.608 5、0.617 8且都在0.01顯著性水平下，Moran值為正且均大于0.5，由此可知，江蘇省區域經濟發展在空間上呈現很強的正相關性，且Moran值逐年遞增，說明空間關聯性越來越強，相互間的滲透程度和溢出水平越來越高。圖中四個象限所對應的指標為：高-高（HH）、低-高（LH）、低-低（LL）、高-低（HL），象限中的點坐標主要集中于第一和第三象限，第二象限有兩個地區，第四象限不存在，表現出高-高值和低-低值水平集聚且并存的現象。其中位于高-高區域的是蘇州、無錫、常州、鎮江、南京，蘇無常作為長三角的重要組成部分且靠近上海的區位優勢使得經濟發展水平一直穩居前列，鎮江的人均GDP相對于其他四市稍微偏低，但因其毗鄰南京和常州，地處滬寧工業帶，同時具備交通、港口、貨運等優勢條件，近年來經濟發展較快，南京作為全省的政治經濟文化中心，先天條件優厚，經濟發展在區域經濟中一直處于領先位置；低-高區域的是泰州，地處江北，區位優勢不明顯，經濟的發展也一直沒有大的突破；低-低區域的是揚州、鹽城、淮安、徐州、連云港、宿遷，揚州就周邊區域而言南部是蘇州、無錫等經濟實力較強的區域，北部則是經濟實力較弱的地區，故也表現出低值。結合圖2的Lisa聚類圖可知：從總體上看，江蘇省區域經濟存在明顯的地域分化，表現為經濟發達的蘇南，中等的蘇中和欠發達的蘇北。圖中無顏色標記區域表明不顯著，HH區域表示自身和周邊區域經濟發展水平都高，這部分區域主要集中于蘇南，LL區域表示自身經濟發展水平低且被低值所包圍，這是蘇北經濟在這五年之中呈現的整體狀況，LH區域表示自身經濟發展水平很低而周邊區域發展水平很高，位于蘇中的泰州表現明顯。蘇北和蘇南在空間上的聚集表現明顯，蘇中則表現為不顯著，揭示出江蘇省區域經濟發展水平在空間分布上的不均衡，南北差異大。江蘇省蘇南地區中蘇州、南京等城市在早期時政府就將其作為重點發展地區，重點投資及建設，這為其經濟的快速發展起到了巨大的促進作用，而蘇北地區則是在近幾年上升為國家戰略后才注入較多發展的[17]。

圖1 江蘇省區域經濟發展水平Moran散點圖

圖2 江蘇省區域經濟發展水平Lisa聚類圖

（二）江蘇省用水效率空間數據分析

如圖3所示，江蘇省2009-2013年的用水效率的Moran值分別為：0.399 9、0.402 6、0.365 6、0.336 8、0.379 9，統計值均在0.01水平下顯著。說明江蘇省的用水效率存在空間關聯性，相鄰的地級市之間相似性明顯，年際之間波動幅度也很小。其中第一象限所示區域為淮安、宿遷、連云港、鹽城、揚州，說明這些地區萬元產值水耗很高且周邊地區也很高，也就是其用水效率低且被用水效率低的其他區域所包圍；第二象限為南通和徐州，這兩個地區的萬元產值水耗相對較低而周圍地區較高，也就是自身用水效率相對于相鄰地區較高；第三象限為蘇州、無錫、常州、鎮江、南京，說明這幾個地區自身萬元產值水耗低且周邊區域也低，也就是處于用水效率低的包圍圈中；第四象限為泰州，其自身的萬元產值水耗高而相鄰區域很低。結合圖4可以看出，HH區域集中顯著為蘇北的幾個地區，說明蘇北地區的用水效率整體很低，雖然在不同的年份存在細微差異；LL區域主要是位于蘇南的極少數地區，有時也表現為不顯著，說明江蘇省用水效率整體水平都不高，存在足夠的發展空間；其中LH區域始終都是徐州，徐州本身位于蘇北地區，但其用水效率相對于蘇北的其他地區略高，所以它始終被紅色區域所包圍；HL區域不存在，此種自身用水效率低而周邊用水效率高的區域在所研究年際間不顯著。以上分析綜合表明江蘇省用水效率的高低依次為蘇南、蘇中和蘇北地區。

圖3 江蘇省用水效率Moran散點圖

圖4 江蘇省用水效率Lisa聚類圖

（三）江蘇省區域經濟和用水效率雙因素空間關聯分析

為了進一步探討江蘇省區域經濟發展和用水效率之間空間關聯性，利用2009-2013年人均GDP和萬元產值水耗雙因素來進行聚類分析，如圖5所示。HH區域不存在，說明這種經濟發展水平很高且萬元產值水耗高（用水效率低）的地區不存在，也反面驗證了用水效率與經濟發展水平之間的正相關性；LL區域表示經濟發展水平低且萬元產值水耗低（用水效率高）的地區，圖中顯示為泰州，泰州地處蘇中，經濟發展水平較蘇南地區落后，其用水效率高于蘇北，故呈現出LL屬性；LH區域表示經濟發展水平低且萬元產值水耗高（用水效率低）的地區，主要是蘇北地區的五個地級市，鹽城因其地帶狹長更靠近蘇中地區，有時表現為不顯著；HL區域表示經濟發展水平高且萬元產值水耗低（用水效率高）的地區，此種類型的區域主要存在于蘇南的極少數地區，在更多情況下則表現為不顯著。研究發現江蘇省的區域經濟格局和用水效率的地理分布格局基本一致，且南北差距明顯，由此可見，用水效率的提高需要經濟實力做支撐。

圖5 江蘇省區域經濟與用水效率的雙因素Lisa聚類圖

五、結論與建議

通過研究2009-2013年間江蘇省的區域經濟發展水平和用水效率，發現兩者之間具有顯著且穩定的空間關聯，即經濟發展水平是影響用水效率存在空間差異的最顯著因素，也就是說經濟發展水平較高的地區，其用水效率也較高，經濟發展相對落后的地區其用水效率也相對低下。同時江蘇省區域間還存在顯著空間聚集特征，即蘇南、蘇中、蘇北區域差異明顯，但自北向南又呈現地域空間上的關聯性，即用水效率和經濟發展水平上都表現為蘇南最高，蘇中其次，蘇北最低。江蘇省區域間的生產要素和人力資源等的流動，使得區域之間的不平衡發展趨勢越來越強，繼而出現蘇南先進地區進一步發展，蘇北落后地區越來越落后的兩極分化格局，區域經濟發展水平在較長時期內將成為影響用水效率存在差異的最主要因素，建議如下：

（1）蘇南地區因其得天獨厚的地理位置和相關的政策機制，經濟產生了一定的空間溢出效應，但這種擴散和輻射作用也只是集中在蘇南本地以及周邊的小范圍，而不能對蘇北乃至全省的經濟起到帶動作用，也間接導致了南北經濟格局存在空間差異，“新蘇南”模式也因政府主導為主，失去了市場活力和帶動作用，所以蘇南地區不能“富則獨善其身”。

（2）區位因素的差異是客觀存在且無法尋求平衡的，蘇中位于中間過渡地帶，雖然經濟發展速度遠遠低于蘇南地區，但要利用好自己靠近蘇南及長三角的區位優勢，趨利避害，統籌全局，在縮小南北經濟差距方面起到承接和調節作用。

（3）根據繆爾達爾的“積累循環因果理論”、赫希曼的“核心—邊緣理論”，蘇南發達地區對蘇北欠發達地區有一個“擴散效應”和“回流效應”，蘇北的資本、技術和人才等生產要素向蘇南發生一個“凈轉移”，從而影響并支持蘇北的發展[18]。蘇北地區不能因“先天不足”而止步不前，要尋求經濟增長點，利用自身的資源和勞動力優勢，積極承接蘇南以及長三角地區的產業轉移，將資源優勢轉變為經濟優勢，減小地區經濟發展滯后的空間擴散效應，促進蘇北經濟的整體發展。

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