上海LED產業空間集聚的計量分析

石小偉，鄒逸江

（寧波大學地理與空間信息技術系，浙江寧波315211）

上海LED產業空間集聚的計量分析

石小偉，鄒逸江

（寧波大學地理與空間信息技術系，浙江寧波315211）

LED產業是21世紀具有重要前景的高新技術產業。為此，文章以區為基本研究單元來探索上海市LED產業規模發展水平的空間格局，利用變異系數、艾肯森指數以及空間自相關分析等空間統計學方法對上海2006-2015年近10年的16個區（除崇明區）的LED產業進行了動態差異分析，并以此為基礎運用ArcGIS和GeoDa095i軟件對上海LED產業的空間集聚狀況以及空間特征進行了分析，得出了上海LED產業空間分布格局的形成機制和空間演變特征。結果表明：上海LED產業規模呈現出比較顯著的空間集聚現象，具有明顯的空間依賴性；2006年以后上海LED產業布局先出現高—低集聚與低—高集聚的趨勢趨于分散，到2013年以后集聚的趨勢得到了加強，空間自相關的聚集趨勢也越來越明顯，呈現出顯著的空間異質性且“L－L”、“H－L”、“L－H”緊密分布在“H－H”空間關聯區周圍，LED區域產業規模增長的空間差異逐漸顯著；LED產業空間集聚呈現出極核—分散式發展分布格局；主要的形成機制因素是政府的政策向導作用，上海科研院所和高等院校的技術保障以及橫向相關產業的協同帶動作用。

LED；變異系數；艾肯森指數；空間自相關；上海

一、引言

據《2015-2020年中國LED照明市場深度調研及投資前景評估報告》顯示：2015年中國LED行業總產值規模已達3 645億元人民幣，同比增長30%。其中，LED上游外延芯片、中游封裝、下游應用產值分別為120億元、568億元、2 957億元［1］。在此大背景下，上海憑借自身照明產品應用市場的巨大空間和城市本身所具有的區位、科研和人力資源優勢，吸引了眾多企業紛紛在滬成立抑或來滬入駐，已具備相當大的產業規模［2］。尤其是2006-2015年近10年來，上海市的LED企業數量連年增長。進一步研究會發現，LED產業在上海的分布不是均衡的，各區的產業規模也大小不一，各區的產業空間布局也有差異。因此，上海LED產業經濟空間發展差異問題逐漸成為社會和學術界所關注的一個重點。例如，華東師范大學科技創新與發展戰略研究中心在2011年的基于產業集群發展的跨區聯動模式研究了對上海LED產業發展存在問題的認識，并提出了一些針對性的建議；何霞等基于上海LED產業的空間分布特征及其形成因素進行了分析［3］；黃琳等基于產業集聚的上海LED產業發展分析了上海LED產業價值鏈的發育不平衡問題、產業結構和資源配置問題［4］；但是這些研究缺乏對上海LED產業規模區域差異進行定量測度，也缺乏對上海LED產業區空間數據的數學模型分析，缺乏計量地理的空間視角分析，忽略了空間相互關聯影響，尤其是對上海LED產業區空間自相關分析不多，難以真正反映研究區域產業空間差異的變化與機制，未能做到定性和定量相結合、圖形與數據相結合［6］。

本研究主要采用變異系數、艾肯森指數和空間自相關分析等方法，對上海整個區域LED產業空間差異進行定量與定性測定，算出了相對應的指標數值，通過運用ArcGIS和GeoDa095i軟件繪制出了上海LED產業集聚形態圖［5］，揭示了上海LED產業經濟空間布局差異性的地理機制，并為相關區域承接LED產業轉移提供參考。本研究結果為探索上海市LED產業經濟結構優化升級以及為政府制訂合理的發展戰略也具有借鑒意義。

二、研究方法和數據來源

目前，研究區域差異總體變動態勢主要采用基尼系數、變異系數和加權變異系數、區位商、塞爾熵指數、艾肯森指數及威廉森系數等多種多樣的方法［10-14］。由于地理事物之間的空間相關與空間異質性，同一要素在不同的分布區內的觀測數據之間存在潛在的相互關聯性［15］。本研究主要采用變異系數和艾肯森指數（AtkinsonIndex）衡量2006-2015年近10年來上海市各區域LED產業經濟值的總體差異動態變化情況，然后進一步從全局空間自相關和局域空間自相關兩個角度對上海市各區LED產業空間差異與空間集聚情況進行分析說明。

（一）變異系數

變異系數是反映隨機系列各變量對其均值的相對離散程度的指標。運用變異系數測度上海市各區域LED產業規模的差異情況，其計算公式為［10－12］：

其中，CV為變異系數；yi（i=1，2，3，…，n）為上海市第i區域LED產業規模值；y-為平均區域LED產業規模值；n為區域個數；

變異系數值越大，表示上海市各區域LED產業規模差異越大；變異系數值越小，上海市各區域LED產業規模發展越均衡。

（二）艾肯森指數

艾肯森指數（AtkinsonIndex）可以明顯表示出觀測數據之間的不明顯差異，通過自主設置參數，可以加大區域差異外在的顯示度，參數越大，區域差異的顯示就越明顯，計算公式為［13－14］：

其中，pi為第i個區域總LED產業占上海全市總LED產業的比重，即pi為一個權重值；ξ為可自行設置的參數，ξ值設置的高或低，表示區域LED產業差異顯示明顯或模糊。

由于上海市中心尤其是浦東新區、徐匯區和閔行區等區域LED產業規模差異本身不大。因此，通過自主設置艾肯森指數的ξ參數值（本研究設置ξ=2與ξ=3），用來反映上海市LED產業差異較小的空間特征及其分布關系。

（三）空間自相關分析

目前空間自相關分析測度方法多種多樣，最為常用的有：GlobalMoran′s I、Geary′s C、Ripley′s K、Getis、JoinCountAnalysis等［7］，均有各自的適用范疇與限制。本研究采用全局空間自相關（Global Spatial Autocorrelation）和局部空間自相關（Local Spatial Autocorrelation）兩種類型的統計量來探索2006-2015年近10年上海市各區域LED產業規模的時空格局與時空演變特征。其中，Moran指數方法是最為基本和重要的［8］。

（1）全局空間自相關。全局空間自相關關聯指數即Global Moran′s I，旨在反映空間鄰接或鄰近的區域單元屬性值的相似程度。Global Moran′s I也是全局空間自相關分析最常用的關聯指數，其計算公式為：

其中，n為參與分析的空間單元數目；xi為空間單元i的屬性值；xj為空間單元j的屬性值；x-為xi的平均值；Wij為空間權重系數矩陣，表示各空間單元鄰近關系。

Global Moran′s I的取值范圍為[] -1,1。當I為正值時和負值時分別表示存在相同的空間自相關和相反的空間自相關。

基于Global Moran′s I分析觀測變量的空間格局時，需要進行顯著性檢驗，以便在一定概率下保證推斷結論的正確性。對Global Moran′s I的顯著性檢驗，可以用公式（5）來表示：

其中，Z(I)為空間自相關的顯著水平；E(I)為表示I的數學期望；Var(I)為表示變差系數；

（2）局域空間自相關。局域空間自相關可以定量地得知被調查要素關聯的具體程度，本研究則采用的局部空間自相關Moran指數（localmoran′s I）與Moran散點圖進行局部空間自相關分析，localmoran′s I的計算公式［7，10］為：

其中，I(i)為第i單元區域與周邊鄰近區域單元之間的空間集聚程度；其他各參數值的概念同式（3）。

Z(I)為標準化統計量，用來檢驗上海的16個區之間是否存在局部空間自相關關系。

（四）數據來源

本研究以上海市各區域LED產業規模和企業數量為研究指標，上海的16區域為研究單元（崇明區除外）。數據資料來自于華東師范大學科技創新與發展戰略研究中心課題的調查報告（課題編號：10692101700）、深圳市人民政府關于印發深圳市LED產業發展規劃（2009-2015年）、上海市半導體照明網、上海市光學光電行業網、中國半導體照明網以及上海市相關企業官方網站數據等。

三、LED產業經濟區域差異空間格局演變

（一）總體空間格局特征（Global Moran′s I）和Z(I)分析

通過運用GeoDa095i軟件，計算2006-2015年近10年的上海市各區域LED產業全局空間自相關指數（Global Moran′s I），并計算其檢驗的標準化統計量Z(I)，結果見表1所列。

表1 2006-2015上海市LED產業區域指標統計值

通過對Global Moran′s I和Z(I)的值分析得出：上海市各區域LED產業經濟總體空間差異呈擴大態勢，中間個別年份有輕微的縮小，但是不影響總體的趨勢，且有趨向于中心城區和近郊區集聚的態勢。

（二）變異系數和艾肯森指數分析

進一步對表1進行分析：采用2006-2015年的上海市各區域LED產業規模的變異系數和艾肯森指數兩個指標，分別計算2006-2015年每年的變異系數和艾肯森指數（參數ξ分別取2和3），用來表示上海市LED產業經濟各區域差異隨著時間的動態變化過程，并且繪制出2006-2015年上海市區域LED產業經濟值變異系數與艾肯森指數變化折線圖（如圖1所示）。由圖1可知：2006-2015年上海市各區域LED產業規模的變異系數和艾肯森指數（ξ=2和ξ=3）變化趨勢基本相同；特別是在2012-2015年，兩個變量均出現了連年的增長，而其他年份均呈現出緩慢上升的趨勢。這說明在2012-2015年上海市各區域的LED產業經濟空間差異呈逐步擴大態勢，上海市整體的LED產業空間分布逐漸趨向于集聚狀態。

圖1 2006-2015年上海市LED產業變異系數與艾肯森指數

（三）局部空間格局演變分析

（1）Moran 散點圖。為了更加直觀地分析上海市各區域的LED產業規模空間集聚的態勢，根據式（6）計算2007年、2009年、2013年、2015 年這4年的Global Moran′s I ，并對其進行顯著性檢驗，在GeoDa095i軟件的支持下，繪制相應年份的Moran散點圖如圖2所示。Moran散點圖被分為第一象限、第二象限、第三象限、第四象限，分別對應于每個區域單元與其相鄰的區域單元之間的4種LED產業規模類型的局部空間聯系形式，第一象限表示高觀測值的區域單元被同是高值的區域所包圍的空間聯系形式，第二象限表示低觀測值的區域單元被高值的區域所包圍的空間聯系形式，第三象限表示低觀測值的區域單元被同是低值的區域所包圍的空間聯系形式，第四象限表示高觀測值的區域單元被低值的區域所包圍的空間聯系形式［12，15］。其中，落入第一、三象限的區域與其相鄰區域之間存在較高的空間正相關，即具有空間同質性；而落入第二、四象限的區域與其相鄰區域之間存在空間負相關關系，即具有空間異質性。

圖2 2006-2015上海市主要年份LED產業moran散點

從圖2可以看出：2007年、2009年、2013年、2015年在4個象限內的樣本點分布是不均衡的，說明上海市各區域的LED產業規模之間的空間相關性呈現不平穩狀態，但是總體上落在第一、三象限的區域樣本點個數多于第二、四象限。2007年、2009年、2013年落入第二、四象限的區域樣本點個數與落入第一、三象限的區域個數相當持平，每個象限的區域個數逐漸趨向于平衡狀態，即高低集聚與低高集聚的趨勢越來越分散，空間自相關聚集趨勢趨于減弱；2015年落入第一、三象限的區域點的個數明顯增多，即呈空間正相關的區域占到了所有區域總數的75%，空間自相關聚集趨勢趨于增強，表現出較強的空間同質性［16］。

（2）LISA集聚時空演變分析。為了更清晰地闡述上海各區域單元LED產業空間集聚格局的演化狀況，利用GeoDa095i軟件繪制2015年上海16個區的LED產業的LISA集聚圖如圖3所示。

圖3 2015年上海市各區LED產業的LISA聚類分布

由圖3可以看出，區域LED產業屬于“H－H”空間關聯模式的區域對周邊地區產業的帶動力較強，經濟輻射范圍廣，構成了上海市LED產業規模高值區，主要分布在圈Ⅲ以內；屬于“L－L”空間關聯模式的區域主要分布在圈Ⅰ以外，構成上海市LED產業分布稀疏的區域，尤其是青浦區、金山區和奉賢區的LED產業集聚度偏低，且占整個上海市的比重也偏小；屬于“H－L”空間關聯模式的區域主要分布在圈Ⅱ和圈Ⅲ之間，說明其在經濟發展過程中，較周邊的區域LED產業規模發展更快，它們之間經濟差異較大，成為局部經濟發達的區域；屬于“L－H”空間關聯模式的區域主要分布在圈Ⅰ和圈Ⅱ，表明區域產業規模發展速度較周邊地區相對緩慢。從整體上看，上海市LED產業發展水平較高，但是區域之間和地區內部的產業規模發展水平差異還是比較明顯的。

四、LED產業空間集聚的格局及其形成機制因素

從上海LED產業LISA聚類分布圖可以看出，在浦東新區、徐匯區、閔行區和寶山區等區的LED企業集聚度明顯高于周圍其他區域，表現出明顯的空間集聚特征。下文分析LED產業聚集的格局及上海市代表區域對推動LED產業發展的主要機制因素。

（一）LED產業聚集的格局分析

從產業集聚理論的角度，上海市LED產業呈現極核—分散式發展分布格局。根據2015年《上海市統計年鑒》以及上海市LED企業地理位置分布信息，運用ArcGis軟件繪制出了上海LED產業空間分布形態圖如圖4所示。從圖4可以看出，上海市LED企業在紅色圈定線范圍內分布的點密度比較集中，出現了組團式集聚，因此區域的LED企業聚集度比較高。圈定線范圍內就是現階段上海LED產業的“極核”區域。圈定線外圍的LED產業也有分布，但空間布局比較分散，沒有比較集中的核心區，整體比較分散的狀態。由此可見，上海地區的LED產業空間分布形態正處于極核—分散式的發展分布狀態。

圖4 上海LED企業的空間分布

（二）LED產業聚集格局的形成機制因素

（1）產業關聯的視角分析。關聯產業的帶動作用是LED產業空間集聚的重要拉力因素。例如：嘉定區的汽車相關零部件產業對LED產品的需求作用影響上海LED企業進行空間聚集的典型實例：2014年的汽車零部件工業總產值1 063億元，占全區工業總產值的23.3%，其中，汽車前照燈、LED尾燈和HID前燈等LED照明產業占據著較大份額。尤其是近年來，越來越多的汽車工業開始在整個車尾組合LED燈具（包括停車燈、轉向燈、尾燈和反光燈等），廣闊的LED產品需求市場促使LED生產制造企業在嘉定區聚集。

（2）政府提供優惠政策導向。政府提供優惠政策導向是LED產業空間集聚的決定性因素。政府政策明顯影響著上海LED產業空間集聚的指向。從20世紀80年代開始，以浦東新區政府為代表的一些區政府開始不斷興建各級開發區和相關產業基地，不斷完善重點工業集中區的交通、水、電、氣、網絡等基礎服務設施；同時又以相對便宜的地價對外招商入駐本開發區和相關產業基地。此外，還享有政府給予的各項稅收優惠、財政補貼等政策。

（3）科研院所提供科學技術保障。科研院所提供科學技術保障是LED產業空間集聚的重要外部拉力。上海LED企業盡管在浦東新區、徐匯區、閔行區和寶山區等四區分布比較廣泛，但在各個區域內部的分布不是均衡的，有高度的集中性。從閔行經濟技術區、漕河涇經濟技術開發區、浦東的陸家嘴金融貿易區、張江高科技園區、金橋出口加工區等LED企業比較集中的區域可以看出，LED產業構成了一條帶狀的密集帶，如圖5所示。在這個帶狀區域范圍內，集聚了上海理工大學、上海海事大學、上海大學、復旦大學、華東師范大學、上海交通大學、上海科學院、上海光機研究所等高校和研究機構，智力要素密集，已經形成了上海市域內頂尖的智力研發帶，這一因素拉動了眾多LED企業在此區域的布局。

圖5 上海市高校、科研機構和重點出口加工區的區位

五、結論與討論

綜上分析：上海LED產業規模發展與空間位置的選擇具有明顯相互依賴性，區域產業規模增長的空間差異也比較明顯，呈現出比較顯著的空間集聚現象，且產業核心區域有向中心城區和近郊區域集中分布的趨勢，這種趨勢近10年也越來越顯著；上海市各區LED產業規模增長的空間差異比較明顯，近10年上海市各區域LED產業規模增長格局呈現出一定的空間方向性和穩定性。由此，將上海LED產業規模區域單元和其相鄰的區域之間劃分為高值和高值聯系形式（“H-H”型）、低值和低值聯系形式（“LL”型）、高值和低值聯系形式（“H-L”型）、低值和高值聯系形式（“L-H”型）四種空間聯系形式；上海LED產業空間集聚的地理機制主要受到以下幾個因素的影響：①政府提供優惠的政策，為企業的入駐和發展提供了強大的制度保障；②空間布局緊密與科研院所和高校機構相結合，為企業的發展提供強大的智力支持；③利用產業鏈的橫向相關性，為企業產品應用提供了廣闊的市場；當然，除此之外還有很多的因素，例如上海強大的金融資本市場等。

本研究結果為上海市相關區域要采取有效措施承接LED產業經濟的轉移，加強區域間經濟關聯度，提高相關區域經濟發展水平，實現LED產業經濟更好發展提供了參考。

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The Quantitative Analysis of LED Industry Spatial Agglomeration in Shanghai

SHI Xiao-wei,ZOU Yi-jiang
(Department of Geography&Spatial Information Techniques,Ningbo University,Ningbo 315211,China)

LED industry is a strategic high-tech industry with an important prospect in the 21st century.Therefore,the paper takes the district as the basic research unit to explore the spatial pattern of the development scale of LED industry in Shanghai,and employs the sta?tistical methods such as the coefficient of variation,Atkinson index and the spatial auto-correlation analysis to analyze the dynamic differ?ences of LED industry in 16 districts(excluding Chongming District)in Shanghai during the last 10 years from 2006 to 2015.And on the basis,the paper applies ArcGIS and DeoDa095i software to analyze the spatial agglomeration and spatial characteristics of LED industry in Shanghai,and obtains the forming mechanism and spatial evolution characteristics of spatial distribution pattern of LED industry in Shanghai.The results show that:Shanghai LED industry scale presents a significant spatial agglomeration phenomenon,which has an obvi?ous spatial dependence;After 2006,the layout of LED industry in Shanghai first appeared"high-low agglomeration"and"low-high con?centration"trend tended to disperse,and after 2013,the trend of agglomeration has been strengthened.The agglomeration trend of spatial auto-correlation has become increasingly evident,shows a significant spatial heterogeneity and“L－L”、“H－L”、“L－H”are distributed around the"H－H”spatial correlation region,and the spatial differences of LED industry scale growth are gradually significant;LED in?dustry spatial agglomeration takes on a polar-decentralized distribution pattern of development in Shanghai.The main forming factors are the policy guidance of the government,the technical support of research institutes and universities and the horizontal synergy leading role of relevant industries.

LED;coefficient of variation;Atkinson index;spatial auto-correlation;Shanghai

F061.5；F062.5

A

1007-5097（2017）07-0031-06

［責任編輯：歐世平］

10.3969/j.issn.1007-5097.2017.07.004

2017-04-11

國家重大科技支撐計劃項目子課題（2011BAK07B02-05）；國家自然科學基金項目（41301110）；浙江省公益性技術應用研究計劃（2011C23026）；浙江省自然科學基金項目（LY12D01001）；寧波市自然科學基金項目（2013A610062）

石小偉（1993-），男，河南沁陽人，碩士研究生，研究方向：空間地理信息集成；

鄒逸江（1963-），男，江西南昌人，教授，博士，研究方向：空間數據倉庫，空間立方體理論與方法。