山東省區域產業競爭力及其空間格局

單寶艷，王立娥

（山東建筑大學a.測繪地理信息學院；b.外國語學院，山東濟南250101）

山東省區域產業競爭力及其空間格局

單寶艷a，王立娥b

（山東建筑大學a.測繪地理信息學院；b.外國語學院，山東濟南250101）

文章基于山東省17個設區城市19個行業2004和2014年的面板數據，分別運用偏離份額分析方法的傳統模型和空間模型、區位熵及GIS技術，對山東省各市產業競爭力及其空間格局進行了綜合分析。研究結果表明：參照區域分量對山東各市各產業增長的貢獻最大，各市各產業發展主要決定于其原有基礎，經濟發達的半島城市群地區經濟總增長量居前；產業結構分量和相鄰區域產業結構分量較大的均為濟南和青島，其產業結構效益好，相鄰區域的產業發展有利于促進本市產業發展，產業結構分量較小的主要為傳統資源性城市，其產業結構亟需調整轉型；競爭力分量較大的主要為魯南城市帶的城市，其后發優勢較大，相鄰區域競爭力分量較大的為臨沂、煙臺、濱州、泰安和德州，這些城市比其鄰近區域產業增長速度快，競爭力分量和相鄰區域競爭力分量較小的均為濟南、青島和東營市，其產業基數大，但增長速度放緩，其相鄰區域的產業增長有利于本市各產業發展；山東產業優勢存在明顯區域差異，濟南、青島等經濟發達城市的產業綜合優勢明顯高于其他城市。根據研究結果，提出了各市產業發展建議。

偏離份額分析；地理信息系統；區位熵；產業競爭力；空間格局

一、引言

區域產業競爭力處于國家競爭力和企業競爭力的中間層次，是一個國家或地區綜合競爭力在各個產業中的具體體現［1］。其本質是指在一國內部各區域之間的競爭中，特定區域的特定產業在國內市場上的表現或地位［2］。區域產業競爭力主要包括區域產業結構競爭力和區域內各特定產業的競爭力兩個方面［3］。產業競爭力評價方法有多指標評價法、主成分分析法、聚類分析法、層次分析法、數據包絡分析法、偏離份額分析法、相似系數和區位熵等多種方法［4-5］，各有所長。有的學者采用多種方法對區域產業競爭力進行綜合研究［6］。偏離份額分析方法在研究區域產業競爭力中得到了廣泛應用［3、7-8］，并可以從產業結構綜合競爭力和各產業競爭力進行深入分析。有的學者對該模型進行了改進或拓展并進行了實證研究［9］。Zaccomer、史春云、吳繼英、趙喜倉分別對偏離份額分析的空間模型進行了理論分析、總結和實證研究［10-13］。偏離份額分析模型的不斷改進與完善，使其分析問題更加全面，尤其是其空間拓展模型，可以從空間結構角度進行系統研究，消除了傳統模型沒有考慮空間相互作用的局限。傳統和空間偏離份額分析方法考慮了空間因素、產業結構因素和增長率因素，但對其他因素考慮相對較少。本文采用偏離份額分析傳統模型和空間模型，并結合區位熵和GIS技術，基于產業結構效益、產業增長率、產業規模和專業化程度等四個層面，從區域產業結構總體、具體行業競爭力及其空間格局進行綜合分析。

二、研究區概況與數據來源

近年來，山東經濟持續穩定增長，“十二五”時期年增長率分別為10.9%、9.8%、9.6%、8.7%、8.0%。2015年，全省GDP達63 002.3億元，居全國第三位。第一、二、三產業增加值分別為4 979.1億元、29 485.9億元和28 537.4億元，三次產業比例為7.9∶46.8∶45.3。與先進省市相比，山東產業結構需進一步調整優化，第三產業競爭力需要進一步提升。

本研究采用的產業為國民經濟行業分類標準（GB/T 4754—2002）劃分的20個行業：第一產業的農、林、牧、漁業（A1），第二產業的采礦業（B1）、制造業（B2）、電力、燃氣及水的生產和供應業（B3）、建筑業（B4），第三產業的交通運輸、倉儲和郵政業（C1）、信息傳輸、計算機服務和軟件業（C2）、批發和零售業（C3）、住宿和餐飲業（C4）、金融業（C5）、房地產業（C6）、租賃和商務服務業（C7）、科學研究、技術服務和地質勘查業（C8）、水利、環境和公共設施管理業（C9）、居民服務和其他服務業（C10）、教育（C11）、衛生、社會保障和社會福利業（C12）、文化、體育和娛樂業（C13）、公共管理和社會組織（C14）和國際組織。產業數據為各行業在崗職工工資總額（億元），數據來源于2005年和2015年《山東統計年鑒》。該統計年鑒中，國際組織沒有統計數據，因此，本研究采用了其余19個行業的統計數據。為便于表達和易于制作圖表，以下均用產業編號表示相應產業。

三、山東省區域產業競爭力偏離份額分析

（一）偏離份額分析的傳統模型

傳統的偏離份額分析法（Shift-Share Analysis，SSM）由美國學者Daniel和Creamer首先提出，后經Dunn等學者總結并逐步完善［14］。該方法以研究所在大區（或全國）的經濟發展為參照系，將區域經濟增長分解為三個分量：參照區域分量（或國家分量）、產業結構分量和競爭力分量。被分解的經濟變量可以是總收入、就業人數或其他變量。具體方法如下：設Xij表示研究區域i的第j產業（部門）初期的經濟變量值（i=1，2，…，m；j=1，2，…，n）。假設區域i在經歷了時間t后，經濟總量和結構均已發生變化，Xij′表示該變量的末期值。則參照區域經濟總量的增長率用公式（1）計算，參照區域的第j產業的增長率用公式（2）計算，區域i的經濟總量的增長率用公式（3）計算，區域i的第j產業的增長率用公式（4）計算：

研究區域i的第j產業的增長量ΔXij用公式（5）計算：

公式（5）也可以寫為：

若令Nij=Xijr，Pij=Xij（rj-r），Dij=Xij（rij-rj），則Nij、Pij、Dij分別稱為參照區域分量、產業結構分量和競爭力分量。Nij指基期某產業按照參照區域所有產業的增長速度發展所增加的量；Pij指按照該產業的實際增長與參照區域所有產業增長率的差值發展所增加的量；Dij指研究區域該產業實際增長量與參照區域該產業實際增長量的差值，其值大于0，表明該區域該產業競爭力較高。

區域i總的經濟增量Gi可用公式（7）計算：

其中，Ni、Pi、Di分別為Nij、Pij、Dij對應的各產業之和。通過7式可以看出區域i的經濟增量中，參照區域分量、產業結構分量和競爭力分量的綜合作用大小。

（二）偏離份額分析的空間拓展模型

傳統的偏離份額分析方法沒有考慮區域之間的空間作用。根據地理學第一定律，地理要素和地理現象往往存在空間相關性。區域經濟發展必然受到其他區域尤其是空間相鄰區域的影響。Nazara和Hewings考慮了區域間的空間相互作用，提出了偏離份額分析的空間模型，首次在偏離份額分析中考慮空間結構，并推演了20種含空間結構和不含空間結構的區域經濟增長分解公式［15］。在這20個公式中，有r、ri、rj、rij、rvi、rvij6個變量。這20個公式左端項為rij，右端項中的第一項一旦確定，剩余變量在保證右端項等于rij的條件下即可排列組合確定。含有空間變量的公式綜合考慮了研究區域、鄰近區域和參照區域三個層面的所有部門之間的相互作用。本文以含有空間結構的公式8進行實證研究。公式（8）既能反映研究區域i和相鄰區域增長率的差異，也能體現相鄰區域產業結構狀況。

公式（8）中，rvij是研究區域i的相鄰區域的第j產業的增長速度，稱為空間增長速度，計算公式如下：

公式（9）中，v是與區域i鄰近的區域個數，Wik為空間權重矩陣。空間權重矩陣Wik表示區域i和k之間相互依賴的強度，其值是有限、非負的。關于空間權重矩陣，不少學者做了研究和界定，Moran基于區域之間的“地理鄰近”定義了布爾矩陣［16］，該矩陣中，如果區域i和k是鄰近區域，則Wik=1，否則Wik=0，矩陣主對角線上的元素均為0。Boarnet定義的空間權重隨著區域之間相似度（人均收入、產業從業人數比重等經濟變量的差）的提高而提高［17］。Lee基于城市距離和經濟聯系構建空間權重矩陣［18］。總之，學者們均是從區域空間距離、空間經濟聯系或其組合定義空間權重矩陣。空間距離越近，經濟聯系越強，則定義的權重越大，計算公式不同，權重變化幅度有所差異，但數據變化的方向基本一致。

（三）實證研究

1.山東各市和各產業增長率分析

本研究以2004年為基期，2014年為末期，以山東省17個設區城市為研究區域，以山東全省為參照系統。根據公式（1）-（6）計算，全省經濟總增長率為138.2%。山東各市經濟增長率如圖1所示，各產業的增長率如圖2所示。

由圖1可見，山東各市經濟增長速度均較快，濟南、淄博等9個市快于全省的經濟總增長率。由圖2可見，除農、林、牧、漁業負增長外，其他各產業均有明顯增長，其中批發和零售業增長較慢，建筑業等11個產業的增長率高于全省總增長率，建筑業、房地產業和信息傳輸、計算機服務和軟件業及住宿和餐飲業增長率均超過10倍。

圖1 山東省各市經濟增長率

圖2 山東省各產業增長率

2.山東各市各產業偏離份額分析

采用公式（7）進行山東各市各產業傳統偏離份額分析，計算的山東各市參照區域分量、產業結構分量和競爭力分量見表1。采用公式（8）進行空間偏離份額分析，臨近區域確定方法為空間相鄰。空間權重矩陣確定的方法為：首先按空間相鄰的原則，根據Moran的方法確定空間鄰接矩陣［16］，然后用相鄰區域的經濟總量進行修正。修正的方法為：在空間鄰接矩陣中有1的位置，用其經濟總量代替，經濟總量的取值為各市2004年和2014年經濟總量的平均值。最后對鄰接矩陣做歸一化處理，使矩陣中每行的和為1。以這種方法構建的空間權重矩陣既考慮了空間距離臨近，同時兼顧了區域經濟間的相互作用。計算的各市總的參照區域分量、相鄰區域產業結構分量和相鄰區域競爭力分量見表1。表1中，采用傳統和空間偏離份額分析方法計算的經濟總增量和參照區域分量相同。為便于比較，將兩種方法的結果放于1個表中。根據表1的結果，采用ArcGIS10.3進行空間格局分析，結果如圖3所示。

表1 山東省區域產業傳統和空間偏離份額分析億元

由表1和圖3可見，參照區域分量對區域經濟增長的貢獻最大，初期經濟總量大的市，經濟總增長量依然居前。參照區域分量較大的市主要位于山東半島城市群區域，包括青島、濟南兩個核心城市和煙臺、淄博、濰坊、東營以及魯西南的濟寧等經濟實力較強的市，表明這些市的產業基礎較好。參照區域分量較小的市主要集中在魯西南、魯西北的城市和萊蕪、日照等規模較小的市。產業結構分量最大的為濟南和青島市，表明這兩個城市產業結構效益較好。產業結構分量較小的城市為東營、濟寧、泰安和棗莊市，主要為傳統資源性城市，產業結構效益較低。競爭力分量較大的城市為臨沂、泰安和濟寧，表明這些城市后發優勢較大。競爭力分量較小的城市為青島、濟南和東營市，表明這些城市各產業增長速度明顯低于其他城市，這些城市基礎較好，產業基數大，但增長率有所放緩。相鄰區域產業結構分量較大的城市為濟南、青島、濟寧和臨沂市，表明這些市的相鄰區域的產業發展速度較快，有利于促進本市產業發展。相鄰區域產業結構分量較小的城市為煙臺、濰坊和東營市，表明這些城市的相鄰區域的產業發展對本市產業發展缺乏正面影響。相鄰區域競爭力分量較大的城市有臨沂、煙臺、濱州、泰安和德州市，表明這些城市比其鄰近區域產業增長速度快。相鄰區域競爭力分量較小的城市有濟南、青島和東營市，表明這些城市比相鄰區域產業增量速度慢，相鄰區域的產業增長有利于本市各產業發展。

圖3 山東省區域產業傳統和空間偏離份額分析

四、山東省區域產業規模和專業化程度

（一）山東省區域產業規模

如上分析可見，山東產業原有規模直接影響其將來競爭力，因此有必要對產業規模進行進一步分析。為便于分析，以2014年山東各市19個產業數據，采用極大值標準化對各市各產業進行標準化處理。極大值標準化方法為各市各產業除以相應產業的最大值，經過標準化處理的結果最大值為1，計算結果如表2和圖4。由表2和圖4可見，青島、濟南和煙臺各產業規模明顯高于其他地區，各產業規模呈階梯狀分布。

表2 山東省各市各產業標準化規模

圖4 山東省各市各產業規模

（二）山東省區域產業專業化

區位熵是衡量產業部門專業化程度的常用指標，計算公式如下：

公式（10）中，LQij為i地區j產業在更大區域的區位熵，Xij為i地區j產業產值（本文為產業在崗職工工資總額），Xi為i地區總產值，Xj和X分別為大區域（本文為山東全省）j產業產值和總產值。若LQij大于1，其值越大，說明i地區j產業優勢越明顯，外向服務功能越強。若LQij小于1，說明i地區j產業優勢不明顯，無外向服務功能。根據公式（10）計算的2014年山東各市各產業的區位熵如表3和圖5。

由表3和圖5可見，山東省各市各產業各有所長，這與各市產業規模形成鮮明對比。

表3 山東省各市各產業區位熵

圖5 山東省各市各產業區位熵

五、山東省區域產業競爭力綜合分析

（一）區域產業競爭力多方法融合評價

偏離份額分析方法的傳統模型和空間模型能夠從參照區域分量、產業結構分量、相鄰區域產業結構分量、競爭力分量和相鄰區域競爭力分量等方面分析產業競爭力，考察的重點是產業原有基礎、產業結構和產業增長率，其中各公式的核心是產業增長率，因此產業增長率是其分析的重中之重，而對于產業現狀規模、產業專業化程度等反映產業實力和外向服務能力的因素考慮較少。因此，本文擬融合以上方法，從產業結構效益（表達指標為產業結構分量Pij）、產業競爭力（表達指標為產業競爭力分量Dij）、產業現狀規模和專業化程度四個層面綜合分析山東各市各產業綜合競爭力。具體方法為：①計算各市產業結構分量Pij和產業競爭力分量Dij之和（記為PDij），然后參考納爾遜城市職能分類方法，分別計算各市高于全省各產業PDij的平均值0.5倍、1倍和2倍標準差的相關產業，分別用1、2、3表示；②根據表2的計算結果分別計算各市高于全省各產業規模平均值0.5倍、1倍和2倍標準差的相關產業，分別用1、2、3表示；③根據表3的計算結果分別計算各市區位熵大于1且高于全省各產業區位熵的平均值0.5倍、1倍和2倍標準差的相關產業，分別用1、2、3表示；④上述指標中，低于平均值0.5倍標準差或區位熵小于1的均用0表示對應產業；⑤采用GIS技術，分別對上述各指標兩兩進行查詢、疊加分析，經過16×3次查詢疊加運算，保留數值最高的作為最終評價結果，具體結果見表4所列。

表4 山東省各市各產業競爭力綜合評價結果

表4中，分別用三位數表示產業綜合競爭力，沒有標號的，表示該市該產業達不到上述標準中的任何一條，三位數中第一位表示偏離份額分析的綜合結果（PDij），第二位表示產業規模，第三位表示產業專業化程度（區位熵），0、1、2、3表示的意義如上所述。如青島市C8產業為321，首位的3表示青島市的C8產業（即科學研究、技術服務和地質勘查業）的產業結構分量和競爭力分量之和高于全省該產業該指標平均值2倍標準差，產業結構優勢和競爭力優勢特別明顯；第二位的2表示該市的C8產業規模高于全省該產業規模平均值1倍標準差，規模優勢比較明顯；第三位的1表示該市的C8產業區位熵高于全省該產業區位熵平均值的0.5倍標準差，產業專業化程度較高。

（二）結論與建議

為全面反映山東各市產業競爭力，本文在進行傳統和空間偏離份額分析方法的基礎上，通過計算產業現狀規模和專業化程度指數，運用疊加分析從四個層面進行綜合分析，研究結論及相關建議如下：

（1）參照區域分量對經濟增長的貢獻最大，因此各市經濟總量和各產業發展決定于其原有基礎。參照區域分量較大的城市主要分布在膠東半島和膠濟鐵路沿線，包括青島、濟南、煙臺、濟寧、東營、濰坊和淄博市，這些城市應繼續發揮先發優勢，優化產業結構，帶動全省更好發展。青島和濟南兩個核心城市產業原有基礎最強，現狀產業綜合競爭力明顯高于其他城市。該兩市應更加注重其綜合優勢更加突出的產業，結合表4可見，青島具有競爭優勢的產業有：信息傳輸、計算機服務和軟件業，金融業，房地產業，科學研究、技術服務和地質勘查業，居民服務和其他服務業；濟南具有競爭優勢的產業有：金融業，住宿和餐飲業，交通運輸、倉儲和郵政業，建筑業；東營具有競爭優勢的產業有：租賃和商務服務業，批發和零售業，采礦業；濰坊具有競爭優勢的產業有：交通運輸、倉儲和郵政業，衛生、社會保障和社會福利業，教育；淄博市具有競爭優勢的產業有：建筑業，文化、體育和娛樂業，電力、燃氣及水的生產和供應業、租賃和商務服務業。

（2）產業結構分量最大的城市是濟南和青島，其次是煙臺和威海市，表明這些城市增長率較快的朝陽產業較多，產業結構優勢明顯，下一步要進一步強化這些產業。結合表4可見，煙臺具有競爭優勢的產業有：房地產業，科學研究、技術服務和地質勘查業，制造業；威海具有競爭優勢的產業有：科學研究、技術服務和地質勘查業，水利、環境和公共設施管理業，制造業。

（3）相鄰區域產業結構分量最大的還是濟南和青島，其中濟南市優勢最為明顯，其次是濟寧、臨沂和棗莊，表明這些城市相鄰區域的產業結構有利于本市產業發展。結合表4可見，濟寧具有競爭優勢的產業有：電力、燃氣及水的生產和供應業，采礦業；臨沂具有競爭優勢的產業有：衛生、社會保障和社會福利業，水利、環境和公共設施管理業，交通運輸、倉儲和郵政業，采礦業，建筑業，教育業。

（4）競爭力分量較大的是臨沂和泰安，其次是濟寧、濱州和德州，表明這些市各產業增長速度較快，具有后發優勢。結合表4可見，泰安具有競爭優勢的產業有：居民服務和其他服務業，批發和零售業，交通運輸、倉儲和郵政業；濱州具有競爭優勢的產業有：租賃和商務服務業，制造業，電力、燃氣及水的生產和供應業；德州具有競爭優勢的產業有：水利、環境和公共設施管理業，公共管理和社會組織，交通運輸、倉儲和郵政業。

（5）相鄰區域競爭力分量最大的是臨沂，其次是煙臺、濱州、泰安，表明這些城市比相鄰區域發展速度快。

（6）參照區域分量、產業結構分量、競爭力分量、相鄰區域產業結構分量和相鄰區域競爭力分量均沒有明顯優勢的有日照、萊蕪、菏澤和聊城市。日照市具有競爭優勢的產業有信息傳輸、計算機服務和軟件業；萊蕪市的相對優勢產業有：房地產業，采礦業，制造業，電力、燃氣及水的生產和供應業；菏澤市的相對優勢產業有：教育，衛生、社會保障和社會福利業；聊城市的相對優勢產業有：金融業，衛生、社會保障和社會福利業。各市具有競爭優勢的產業主要是根據產業結構效益、產業發展速度、產業規模和專業化程度確定的，可供各市確定優先發展產業時作為參考依據。

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［責任編輯：余志虎］

Regional Industrial Competitiveness and Its Spatial Pattern in Shandong Province

SHAN Bao-yana，WANG Li-eb
（a.School of Surveying and Geo-informatics；b.School of Foreign Languages，Shandong Jianzhu University，Jinan 250101，China）

Based on the panel data of 19 sectors from 17 prefecture-level cities of Shandong province in 2004 and 2014，both shift-share analysis of the traditional model and spatial model and location quotient as well as GIS are applied to make a com?prehensive analysis on industrial competitiveness and its spatial pattern of cities in Shandong province.The results show that：The effect of regional component is the most important to the economic growth of all cities in the province.The rate of the total economy and the industries of all cities are mainly determined by their original foundation，the regional economic growth of Shandong peninsula urban agglomeration remains the top；Both industrial structure components and that of the adjacent areas of Jinan and Qingdao are the most，whose industrial structure benefits have advantages.The industrial structure components of traditional resource cities are low，whose industrial structure needs to be changed；The adjacent regional competitiveness com?ponents of Linyi，Yantai，Binzhou，Taian and Dezhou are high，whose industrial growth rates are higher than that of adjacent ar?eas.Both competitive components and that of the adjacent areas of Jinan，Qingdao and Dongying are low，whose total industrial base are large but the industrial growth rates are low；There are obvious regional differences of industrial advantage in Shan?dong province，the industrial comprehensive advantages of Jinan，Qingdao and other economically developed cities are obvious higher than that of other cities.Based on the results，the regional economic development proposals are put forward.

shift-share analysis；GIS；location quotient；industrial competitiveness；spatial pattern

F127；F260

A

1007-5097（2016）11-0026-07

10.3969/j.issn.1007-5097.2016.11.004

2016-06-12

教育部人文社會科學研究規劃基金項目（12YJA790019）；山東省軟科學研究計劃項目（2014RKB01249）

單寶艷（1970-），男，山東膠南人，教授，碩士生導師，研究方向：GIS與區域規劃；王立娥（1972-），女，山東膠南人，副教授，研究方向：跨文化交際研究。