基于泰爾指數分解的美國海洋經濟發展時空分異研究

孫才志1,湯艷婷1,覃雄合2,王 嵩

(1.遼寧師范大學 海洋經濟與可持續發展研究中心,遼寧 大連 116029;2.華東師范大學 城市與區域科學學院,上海 200062;3.武漢大學 中國中部發展研究院,湖北 武漢 430072)

1 引言

21世紀是海洋的世紀,海洋經濟對人類未來經濟增長與福祉至關重要[1]。美國作為世界第一大經濟體,同時也是世界海洋經濟大國,海洋和五大湖經濟對國民經濟增長具有重要的貢獻。2014—2015年,美國經濟增長了2.7%,而海洋經濟對本國GDP的貢獻增長幅度達到5.7%,約為美國自身經濟增長率的兩倍[2]。美國沿海地區是人口和經濟活動的主要集聚地,海洋經濟在為美國國民經濟做出重要貢獻的同時,海洋經濟的區域差異也備受矚目。2016年,德克薩斯州海洋產業總值居美國首位,總計約718億美元,而印第安納州海洋產業總值僅約11億美元,不足德克薩斯州海洋經濟總量的0.2%。根據區域經濟學理論,適度的區域差異能促進生產要素的空間流動,有利于資源全面配置和優化配置,從而對海洋經濟發展起到積極的推動作用[3]。然而,區域差異不斷增加會帶來資本、技術和勞動力的過度集中,會給發達地區的基礎設施、環境保護和社會安全帶來嚴重的負擔。欠發達地區則因資金缺乏、技術落后和勞動力外流,缺乏經濟增長動力,地區長遠發展受到了不同程度的阻礙。

美國正處在經濟發展較成熟階段,海洋經濟發展歷程和區域差異可為世界主要沿海國家提供發展思路和經驗借鑒。自1972年以來,國際學者就開始了對美國海洋經濟的研究，主要集中在海洋經濟度量與統計[4-7]、海洋研究機構的經濟貢獻[8，9]、海洋經濟對具體區域的影響[11，12]等方面。在海洋經濟區域差異方面,僅以美國《海洋和海岸帶經濟狀況》[13-15]為代表,從海洋就業和海洋產業總值兩個方面研究美國沿海八大區域和沿海30個州的就業與海洋產業比重現狀,對海洋經濟發展的區域差異總體狀況和影響區域差異的主要地區研究則鮮見。國內則多從美國海洋經濟發展概況[16]、經驗借鑒[17，18]、具體產業發展[19]和區域差異總體特征[20]展開研究。以上有關美國海洋經濟的研究對了解美國海洋經濟總體實力、產業構成及其在世界海洋經濟發展中的地位具有實際運用意義,但多數學者主要從短時間序列和綜觀角度研究其總體變化,且主要集中在海洋經濟發展現狀描述方面,很少有針對長時間序列的美國海洋經濟時空分異演變特征和差異原因的分析研究。

研究發展相對成熟的美國海洋經濟時空差異,測度區域差異的時空分異特征,尋找海洋經濟區域差異的主要引致空間單元,初步探究形成這一差異的主要原因,將為我國和其他國家海洋經濟提供重要的借鑒參考。在前人研究的基礎上,本文嘗試回答以下3個方面問題:①1994年以來美國海洋經濟區域差異的時序演變特征如何？在1994—2004年和2005—2016年兩個時段內有什么不同特征？②美國海洋經濟區域差異總體水平較高,具體是由哪一空間尺度的哪些空間單元引起的？③美國海洋經濟區域差異產生的原因是什么？

基于此,本文立足于人均海洋產業總值(海洋產業總值與人口的比值),對1994—2016年美國沿海30個州海洋經濟發展的時間演變和空間差異特征進行了測算和分析，并運用核密度估計測量了美國海洋經濟發展水平和速度、海洋資源的綜合利用效益，通過泰爾指數的區域內和區域間差異分解找到美國海洋經濟區域差異保持較高水平的主要原因,以揭示美國海洋經濟發展的時空分異特征及其原因。

2 研究方法與數據來源

2.1 研究區域

美國海洋和五大湖經濟(簡稱“海洋經濟”)覆蓋沿海30個州,占據全美行政區域的60%,對美國國民經濟發展起到了重要作用。美國海洋經濟是指海洋(五大湖)及其資源直接或間接地為某種經濟提供產品或服務的活動,包括兩方面含義:一是產業活動定義與海洋明確相關;二是與海洋行業部分相關,且位于沿海郵政編碼地區內[21]。根據美國國家海洋經濟項目(NOEP)劃分標準[14],劃分為東北地區(緬因、新罕布什爾、馬塞諸塞、羅德島、康涅狄格)、沿大西洋中部地區(為了便于計算分析,本文在NOEP標準劃分基礎上,將紐約州五大湖沿岸和紐約州大西洋沿岸合并為紐約州,賓夕法尼亞州大西洋沿岸和五大湖沿岸合并為賓夕法尼亞州,共同劃入沿大西洋中部地區;佛羅里達州東南沿海和墨西哥灣沿岸合并為佛羅里達州劃入東南地區，即紐約、新澤西、特拉華、馬里蘭、弗吉尼亞、賓夕法尼亞)、東南地區(南卡羅萊納、北卡羅來納、佐治亞、佛羅里達)、墨西哥灣地區(阿拉巴馬、密西西比、路易斯安那、德克薩斯)、五大湖地區(俄亥俄、印第安納、伊利諾伊、密歇根、威斯康星、明尼蘇達)、西部沿海地區(加利福尼亞、俄勒岡、華盛頓)、沿太平洋北部地區(阿拉斯加)、太平洋地區(夏威夷)。

圖1 美國沿海八大海洋區域

2.2 模型設計

生產函數的構建:核密度估計是在概率論中用來估計未知的密度函數,屬于非參數檢驗方法之一[22]。

對數據x1,x2,…,xn，核密度估計的表達形式為:

(1)

式中,n為樣本數量;h為窗寬;核函數K是為一個加權函數,通常包括高斯(Gauss)核、三角核(Triangular)、四角核(Quartic)和Epanechnikov核等類型。

依據分組的密集程度,本文選擇高斯核函數:

(2)

Silverman[23]指出,通常選擇不同類別的核函數,對大樣本的估計結果并不敏感;而選擇合適的窗寬h,則對估計量的呈現影響較大。考慮到核密度估計的精度和核密度曲線的擬合度,本文采用Silverman大拇指原則,據此將窗寬設定為:h=0.9SN0.8(N為樣本數量,S為標準差)。

泰爾指數分解:泰爾指數是用于衡量區域收入差距的常用指標,可通過不同空間尺度區域內部差異和區域間差異的分解,探究區域差異的空間單元。本文基于泰爾指數一階分解[24],從三大海洋經濟區和八大海洋區域角度對美國海洋經濟區域差異進行分解,計算公式為:

(3)

式中,T表示海洋經濟區域總差異;TWR表示區域內差異;TBR表示區域間差異;i表示沿海區域個數;j表示第i區域內沿海州的數量;Y表示全美海洋產業總值;Yi表示i區域海洋產業總值;Yij表示i區域沿海j州海洋產業總值;P表示美國沿海州人口總數;Pi表示i區域人口數;Pij表示i區域內沿海j州人口數。

2.3 數據來源

本文涉及美國沿海30個州(包括五大湖沿岸各州),數據主要取自于由美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)發起、蒙特利爾大學藍色經濟中心(CBE)負責的國家海洋經濟計劃(NOEP)。海洋經濟數據統計口徑自2001年開始陸續由標準產業分類體系(SIC)向北美產業分類體系(NAICS)轉換,國家海洋經濟計劃除提供2005—2016年的NAICS標準最新數據外,按照該標準對1990—2004年的SIC標準進行轉化。

由于數據體量以2005年為界,在沿海縣(沿海州下一級)尺度和區域差異方面存在一定差異[14]，因此本文在測算過程中需要考慮以下方面:①選取1994—2016年為研究時段,并劃分為1994—2004年和2005—2016年兩個時段進行研究。②采用2005年美元不變價對兩個時段各個年份的海洋經濟生產總值進行銷脹處理,使兩個時段數據呈現的趨勢更具有貼合性。

3 結果及分析

3.1 美國海洋經發展時間分異分析

根據美國沿海30個州人均海洋經濟生產總值和海岸線經濟密度,應用核密度估計分時段描繪出1994—2004年(a時段)、2005—2016年(b時段)美國海洋經濟發展的核密度分布圖(圖2)。其中,縱坐標表示核密度,橫坐標表示人均海洋經濟生產總值,橫坐標單位為千美元/人。美國沿海30個州人均海洋生產總值在兩個研究時段內總體呈現出“多波峰”和“窄峰形”的特征,符合發達經濟體總量發展穩定、局部出現分化的特點。由圖2可知,美國沿海各州的人均海洋產值Kernel分布曲線具有總體穩步提升、區域間差距保持在“中高水平”的“俱樂部”收斂特征[25]。

圖2 美國沿海各州人均海洋產值經濟分布密度

從圖2可見,a時段“長尾起峰”特征比b時段更加顯著,b時段雖然存在“長尾起峰”現象,但次波峰左右明顯減少。這是因為在研究初期,美國海洋經濟發展呈現擁有較高(低)水平人均海洋產值的地區與擁有較高(低)水平人均海洋產值在空間上傾向于集聚分布,即趨向“俱樂部”收斂趨勢。隨著人口遷移和技術進步的影響逐步顯現,原來人均海洋產值發展水平較低的地區有了一定提高,使部分沿海州的區域差異有所減小,但海洋區域間的差異水平仍較顯著。

3.2 美國海洋經濟發展空間差異分解分析

為了進一步探究美國海洋經濟的區域差異原因,本文基于人口、海洋產業總值,運用泰爾指數分解法對美國八大海洋區域進行差異分解。一階分解結果見圖3、圖4。圖3為全美海洋經濟總體差異水平及區域間差異與區域內差異的變動情況,圖4為八大海洋區區域間差異對總差異貢獻度的變動情況。

圖3 1994—2016年泰爾指數區域差異分解年際變化

圖4 1994—2016年美國沿海八大海洋區區域間差異

從圖3可見,區域總差異曲線呈現先波動上升、后波動下降的近似倒“U”型發展態勢,表明美國海洋經濟區域發展總體差異經歷了先波動增大、后波動縮小的過程。這一發展態勢符合庫茲涅茨倒“U”曲線原理。美國人均海洋產值區域差異在樣本考察初期,沿海各州海洋經濟發展區域差異較小,甚至在1997—1999年亞洲金融危機期間呈現出下降的趨勢。此后隨著海洋經濟的發展,沿海各州發揮資源、區位、勞動力和資本投入優勢,發展地區優勢主導產業,使區域差異逐年增大,至2008年美國次貸危機達到人均海洋產值區域差異的最大值。隨著海洋經濟發達地區的“擴散效應”,海洋經濟實力強勁地區對周圍地區起引領和帶動作用,海洋經濟實力較弱地區的低價原料和勞動動力優勢開始顯現出來,沿海各州海洋經濟區域差異呈現波動下降趨勢。此外,除1999—2001年以外,區域間差異遠高于區域內差異,并且與區域經濟總體差異保持大體一致的變化趨勢。因此,有必要對區域間差異對區域總差異的貢獻度做分解分析,辨明哪些海洋區域對區域差異貢獻較大,又從正、負分析哪個方面作用于區域差異增大。需要說明的是，正向作用、負向作用是相對而言的：對區域差異增大而論，正向作用是指某地區海洋產值的增長速度比人口增長速度快，其泰爾指數區域差異分解自然對數值為正,對區域差異增大起積極作用;反之,則為負向作用，即對區域差異增大起消極作用,其泰爾指數區域差異分解自然對數值為負。

從圖4可見,區域總差異由區域正向貢獻和負向貢獻兩個方面構成。太平洋地區、沿太平洋北部地區和墨西哥灣地區對區域總差異始終呈正向貢獻。其中,沿太平洋北部地區以阿拉斯加州豐富的海洋生物資源和海洋油氣與礦產資源,帶動了該地區海洋產業總值逐年增長,對區域總差異貢獻為正向作用。2016年,該地區海洋油氣與礦產開采業在地區海洋經濟中占77.3%的比重,并在海洋產業總值中實現了最高的絕對增長。太平洋地區則以夏威夷州獨特的海島旅游資源和較高的國際旅游知名度,發展旅游與休閑娛樂業推動了區域海洋經濟的增長,使海洋產業總值增長速度快于地區人口增長速度,對區域總差異同樣貢獻為正向作用。該地區在經歷2007—2010年美國經濟“大衰退”之后,貢獻度有所降低,但仍然占據著一定的比重。隨著美國國內海洋油氣和礦產資源開發技術的不斷提高,海洋頁巖氣資源得到了大規模的勘探和開采,墨西哥灣海洋經濟發展速度突飛猛進。在2005年之后,墨西哥灣地區憑借德克薩斯州油氣資源的開采,拉開了與其他海洋區域之間的差異,并且占據區域差異的主體地位。

從負向貢獻地區來看,五大湖地區、沿大西洋中部地區和東南地區一直處于海洋經濟增長速度慢于人口增長速度的階段。區域間在人均海洋產值速度放緩的同時,地區內沿海各州人均海洋產值水平漸趨一致。其中,五大湖地區以伊利諾伊和密歇根兩個沿湖州的旅游資源集聚優勢,發展旅游與休閑娛樂業,帶動了區域內各州相關產業發展,特別是沿湖游客航運業的發展,使區域內差異逐漸縮小。沿大西洋中部地區主要發展陸域金融經濟,海洋經濟中以旅游與休閑娛樂業和船舶制造業為主,前者部分收入被劃為陸域經濟統計范疇,后者收益則因美國商業用船訂單逐年縮減而有所下降。因此,該地區海洋經濟整體水平較低,對區域差異貢獻為負向作用。東南地區以佛羅里達州“黃金海岸”亞熱帶旅游資源特色著稱。2016年,旅游與休閑娛樂業在地區海洋產值中的比重為60.4%,同樣實現了絕對增長。但該地區也是五大湖和東北地區人口遷移承接地區,因此人均海洋產值與沿大西洋中部地區差異水平較小。

3.3 美國海洋經濟時空差異原因初探

根據美國海洋經濟的時空分異發展現狀,在海洋經濟發展成熟階段,其經濟發展條件和外部環境對區域差異造成了不同程度的影響。海洋經濟發展條件為區域差異創造了基本前提,而外部影響因素為區域差異提供了宏觀環境。

資源稟賦和地理區位是導致海洋經濟區域差異的客觀條件：美國海洋經濟發展受地區主導產業海洋產值的影響巨大,而自然資源稟賦和地理區位是影響區域發展何種海洋產業以及該海洋產業能否成為地區優勢產業的客觀因素。阿拉斯加州憑借著北太平洋地區寒暖流交匯處豐富的餌料資源發展海洋商業捕撈業和水產品加工業,在為本地居民提供大量就業機會的同時,形成了烏納拉斯卡港這一美國最大的漁港。同時,阿拉斯加州還依托蘊藏豐富的海洋油氣資源,積極開展近海油氣采掘活動,海洋油氣產業產值在2016年成為占據地區海洋產值69%的優勢主導產業，境內因海洋油氣開發興起的安克雷奇市也因此成為美國海洋油氣產業產值第二大主產區。

人口遷移和技術進步是導致海洋經濟區域差異的動力因素:技術進步是地區海洋產業結構優化升級和海洋產值穩步提升的動力源泉,而人口數量的增加和質量的提高是技術研發的知識基礎。早在1971年,美國西部地區加利福尼亞州已經成為世界人才的聚集地,該州硅谷科技中心積極的外來人才引進政策和激烈的競爭環境,吸引了全球知名高等院校的優秀人才紛紛加入。人才集聚與技術進步形成良性互動,促進了科研成果轉化為現實生產力。2015年,西部地區以海洋旅游業和海洋運輸業作為主導產業和優勢產業,占據了全美海洋產業總值33.3%的比重,帶動了整個地區的海洋經濟增長。一方面，區域內人口密集地區為海洋經濟發展水平較高的地區,因此人均海洋產值區域內的差異較小,對區域間的差異貢獻也較小；另一方面,人口從五大湖地區遷出,使海洋經濟發展缺乏生產和消費動力,人均海洋產值整體水平較低,但區域內差異開始傾向穩定的縮小態勢。

經濟周期性波動是導致海洋經濟區域差異的本質因素:美國海洋經濟受市場機制作用調節,其資源在自由市場中通過價值規律由私營企業進行分配。市場中的供求機制、價格機制、競爭機制和風險機制共同作用于資源配置,在優化經濟結構和提高配置效率的同時,存在著經濟周期性波動的市場風險。美國海洋區域差異在樣本考察期內經歷了兩次經濟危機,但兩次危機對區域差異產生的影響各不相同。1997—1999年亞洲金融危機,區域間差異呈現擁有人均海洋產值高值和高值地區集聚、低值和低值地區集聚的“俱樂部”收斂狀態；2007—2010年美國次貸危機中,經濟“大衰退”對不同地區產生的影響不同,導致區域間差異在2008年達到最高水平,沿海各州人均海洋產值的空間相關性則在2010年降至最低水平。

自由貿易政策是導致海洋經濟區域差異的外部環境:1994年,《北美自由貿易協定》正式生效,自由貿易政策營造的對外出口環境,使墨西哥灣在八大海洋區域的競爭優勢逐漸凸顯出來。墨西哥灣地區海洋油氣產量增加與拉丁美洲自由貿易環境是不無關系的。石油和天然氣能源產業對墨西哥灣地區海洋產業總值的增加至關重要。墨西哥灣地區石油和天然氣分別約占美國國內石油和天然氣總產量的17%和5%,而墨西哥灣石油產量的50%來自于深水鉆探。這些深海鉆井平臺主要分布在臨近墨西哥的德克薩斯州和路易斯安那州,且以得克薩斯州為主要分布地區。墨西哥灣地區憑借著海洋油氣業市場的逐步擴大,石油和天然氣產量不斷增加,人均海洋產值在地區海洋經濟區域差異中起到的作用不容忽視。

4 結論與討論

4.1 結論

從時間演變來看,美國作為全球發達經濟體,擁有巨大的海洋經濟體量,海洋經濟發展總體水平穩定。人均海洋生產總值維持在密度分布的較高水平上,海洋經濟生產總值隨年份增長并不明顯,這與海洋經濟成熟階段規模效益遞減或不變有關。此外,核密度的“長尾起峰”現象說明沿海各州經濟發展水平類似的地區呈現較高水平的“俱樂部”收斂。即少數發展水平相近的海洋區域,其區域內部沿海州發展水平趨向一致。

從空間差異來看,美國區域差異保持在較高的水平,且海洋八大區域間的差異占據著區域總差異的主體地位。美國海洋經濟較高水平的區域差異仍然推動著該國海洋經濟的總量增長,表明合理范圍內的區域差異能促進區域經濟整體水平的提高,并非只有較低的區域差異才會對區域發展產生正向作用。同時,區域間差異分解分析表明,美國太平洋地區、沿太平洋北部地區和墨西哥灣地區是區域間差異拉大的主要地區,對區域總差異增大起正向作用;而五大湖地區、東南地區和沿大西洋中部地區是區域間差異縮小的主要地區,對區域總差異增大起負向作用。

4.2 討論

時空差異原因探討:根據美國海洋經濟時空分異發展現狀看,經定性分析得出:①資源稟賦和地理區位是導致海洋經濟區域差異的客觀條件;②人口遷移和技術進步是導致海洋經濟區域差異的動力因素;③經濟周期性波動是導致海洋經濟區域差異的本質因素;④自由貿易政策是導致海洋經濟區域差異的外部環境。

不足與展望:本文從時間和空間角度對宏觀尺度美國海洋經濟時空差異研究具有一定借鑒意義,但也存在一些不足,主要包括:①在空間差異方面,受美國海洋經濟和海岸帶經濟統計標準劃分的限制,海洋生產總值由傳統的海洋六產業構成,并未將非市場價值和新興海洋產業納入其中,因此技術進步對海洋經濟區域差異的影響表現尚不明顯。②世界各國海洋經濟統計國際化標準的建立,將有利于展開宏觀尺度國家間海洋經濟對比研究。中美兩國作為世界兩大領先經濟體,從區域差異、產業構成等角度進行兩國海洋經濟的對比將為進一步探究指明方向。