東京灣區與環渤海大灣區的對比分析
——基于熵值法與系統聚類分析

張 洋

（遼寧師范大學地理科學學院，遼寧 大連 116029）

一、引言

2017年7月1日，國家發展改革委、廣東省政府、香港特區政府及澳門特區政府共同簽署了《深化粵港澳合作 推進大灣區建設框架協議》，粵港澳大灣區迅速成為全國人民共同關注的熱點話題。隨著粵港澳大灣區戰略的提出，我國其他沿海地區也開始了對于灣區經濟建設的討論。

灣區經濟因灣而聚、依港而生、靠海而興[1]，本質上仍屬于區域經濟，與城市群經濟、都市圈經濟和海洋經濟等存在部分重合又有所不同，具有更高級的發展形態。能夠發展灣區經濟的區域一般具有優良的自然環境與優越的經濟地理區位，社會基礎設施完善、經濟發達且創新資源集聚，是帶動全球經濟發展的增長極和技術變革的領頭羊[2]。

國內最早引用灣區概念是在20世紀90年代，吳家瑋教授根據舊金山灣區建設經驗的相關研究，首先提出在香港海域建設“香港灣區”[3]。此后，國內相關研究主要分為定性與定量分析兩個方面。灣區經濟的定性研究數量較多，一般從國外入手，對灣區特點與發展經驗進行總結歸納。在此基礎上與國內比較，探尋我國沿海各地發展灣區經濟的可行性[4-8]。灣區經濟定量研究具有一定滯后性，研究區域主要集中在世界三大灣區與我國的珠江三角洲[9-12]，2017年后，研究區域逐漸拓展到環渤海[13-15]、長三角[16-18]、海峽西岸[19-20]等地，研究內容愈加深入。在2011年～2016年期間，山東半島藍色經濟區、京津冀協同發展先后上升至國家戰略，新一輪東北振興工作也開始深入推進。結合雄安新區高質量建設、城市副中心轉移的契機，環渤海地區步入上升快車道。2019年，環渤海大灣區的概念正式亮相全國兩會，灣區經濟建設呼聲越來越高。與此相對的是，雖然環渤海大灣區持續受到各界關注，但目前有關學術研究成果尚不豐富。

本文采用構建評價指標體系、熵值法與系統聚類分析等方法，結合環渤海大灣區各省市發展現狀，嘗試將其與日本東京灣區各都縣（這里的都、縣皆為日本行政區劃中的一級行政區，下同）進行對比分析，劃分灣區類型，直觀地反映兩地發展現狀差異，嘗試探討其特征與成因，并給出相關結論與建議。

二、研究區域概況

東京灣古稱江戶灣，是日本本州島太平洋沿岸的一個袋狀優良深水灣。東京灣區以東京灣為核心，總面積3.66萬平方公里，人口規模4419萬，GDP總量占日本30%以上，DID人口比率（類似我國的城鎮化率）達到90%，地理位置十分優越。東京灣區是產業型灣區，政府規劃科學嚴謹、城市結構多中心化、產業布局升級外遷、港城職能分工清晰、創新要素高度集聚等因素是東京灣區能夠發展成世界級灣區的重要原因[21-25]。

環渤海大灣區包括我國北京市、天津市、河北省、遼寧省和山東省，地處東北亞經濟帶核心區域，總面積52.37萬平方公里，2018年地區生產總值為18.69萬億元，總人口2.57億，歷來是我國北方的政治、經濟、科教、文化和交通中心，工業基礎雄厚，已成為我國面向世界開放的重要窗口與亞洲最大的經濟中心之一。然而就目前來看，灣區各省市間發展水平不一。京津等大城市人地關系比較緊張[26]，冀魯遼三省也存在產業比重不合理、創新耦合協調性低的問題[27-28]。

三、研究方法與數據來源

1.研究方法

（1）熵值法

本研究采用的熵值法原是用來判斷某個指標離散程度的方法。在綜合評價體系之中，指標離散程度與體系影響程度表現出正相關。判斷數指標離散程度的量即熵值。熵值法就是利用指標離散程度計算指標權重，進而為綜合評價提供依據的一種方法。熵值法的主要原理在于，對同一體系來講，指標暴露出的信息量越大（小），其不確定性就越小（大），熵值也就越小（大）。

（2）聚類分析

聚類分析是多元統計分析中的一個重要分支，是研究多要素事物分類問題的一種數量方法。由于地理學的研究對象一般具有多指標、多量綱、多時空、不確定性等特點，所以常用聚類分析來進行相關研究[29-30]。通過熵值法計算綜合評價指標體系評分，并利用標準化后的數據進行聚類分析， 可以將灣區各省市（都縣）的發展現狀劃分為若干類別，進而揭示其特征，進行對比分析。

2.數據來源

本研究數據來源主要包括：《中國統計年鑒2019》與京津冀魯遼5省市的統計年鑒；《日本統計年鑒2020》《從統計看都道府縣2020》與東京灣區1都7縣的統計年鑒；國家統計局、教育部、中國港口網、中國民用航空局等官方網站；日本總務省、日本經濟產業省、日本文部科學省、日本財務省、日本內閣府、日本政府統計綜合窗口、日本稅關等官方網站；東京灣區1都7縣的政府官方網站等。

四、評價指標體系的建立

表1 灣區經濟評價指標體系

世界灣區經濟的發展大致經歷了港口經濟、工業經濟、服務經濟、創新經濟四個階段。在港口經濟階段，經濟活動范圍主要集中于港區附近；工業經濟階段則以臨港工業為主導，灣區城市逐漸崛起，經濟活動范圍向港區外拓展；服務經濟階段發生的變化主要是經濟產業類型的更新與產業布局的重構，經濟活動范圍拓展到港區城市周圍區域；創新經濟階段以信息化新興產業為主導，經濟活動范圍向更廣泛的區域拓展，形成多中心發展格局。對相關文獻[31-32]進行系統研究后認為，在灣區經濟發展過程中，灣區城市基礎發展水平、灣區經濟與產業發展水平、灣區創新集聚發展水平共同構成了灣區演進系統的三要素，是決定灣區能否升級，進而發展創新經濟的重要條件。三者緊密協調、相互配合，共同促進灣區經濟穩步發展。故本研究遵循指標體系的系統性、科學性、可比性和可操作性原則，主要從以上三個要素入手，設計了由3類一級指標和18個二級指標組成的評價指標體系，對環渤海大灣區與東京灣區進行評價。

五、數據處理與結果分析

首先根據環渤海大灣區與東京灣區13個省市都縣18個指標的相關數據，構造矩陣X=Xij（13×18），利用正向極差標準化對數據進行無量綱化處理：

計算第j個指標下第i個項目的值的權重Pij：

計算第j個指標的熵值ej：

其中，為了使熵值e的取值在0到1區間內，這里令k的算法為：

計算第j個指標的差異系數gij與熵權wij公式如下：

計算環渤海大灣區與東京灣區各省市都縣的指標綜合得分（見表2）。計算公式為：

由表2可以看出，環渤海大灣區省市與日本東京灣區的都縣綜合評分依次為：東京都、茨城縣、群馬縣、山梨縣、栃木縣、神奈川縣、北京市、山東省、天津市、埼玉縣、千葉縣，河北省與遼寧省并列最后一位。

表2 東京灣區與環渤海大灣區各地區綜合評分結果

東京灣區各都縣綜合得分的最高分出現在東京都，為0.1854，第二名茨城縣為0.0890，還不及前者的50%。這也可以看出東京都在整個灣區中扮演著舉足輕重的角色，是灣區的核心。最低分千葉縣為0.0524，僅相當于第一名的28%。灣區整體綜合指標平均分為0.0888。其中，基礎發展得分為0.0271，經濟產業得分為0.0258，創新集聚得分為0.0358，分別占31%、29%和40%。由此可見在東京灣區發展過程中，創新集聚因素貢獻最大，基礎發展與經濟產業發展貢獻次之，二者比例相近。

環渤海大灣區各省市綜合得分的最高分出現在北京市，為0.0745，與東京都相差0.1109，差距比較明顯。最低分河北省和遼寧省為0.0421，相當于第一名的57%，比東京灣區得分最低的千葉縣還要少0.0103。灣區整體綜合指標平均分為0.0579分，其中，基礎發展得分為0.0199，經濟產業得分為0.0162，創新集聚得分為0.0219，分別占34%、28%和38%，貢獻比例分布與東京灣區十分相似，在一定程度上體現了灣區經濟發展的共性特征和創新集聚對灣區經濟建設的重要性。

通過數據對比，我們可以得到以下幾點發現。（1）從灣區整體發展水平來看，環渤海大灣區明顯落后于東京灣區，綜合指標平均分僅相當于東京灣區的65%，各項指標的平均分也分別低了0.0072、0.0096和0.0139，各占總差值的24%、31%和45%。在評分表中，所有評分的前三名幾乎全部落在東京灣區，僅經濟產業得分的第二名歸環渤海大灣區北京市所有。（2）從灣區內部發展來看，環渤海大灣區各省市間發展差距比東京灣區要小。東京灣區的最高分與最低分相差0.1330，各都縣得分方差為0.0015；環渤海大灣區的最高與最低分相差0.0324，各省市得分方差為0.0002。但需要說明的是，發展差距小并非意味著發展程度高，只是相對于東京灣區來講，環渤海大灣區各省市處于更加低水平的平衡狀態。（3）從灣區核心發展以及引領效果來看，東京都要顯著強于北京市。除得分的差距外，借鑒城市首位度的計算方法計算綜合評分的首位度，東京為2.0831，而北京僅為1.1339。這也表明了東京都在東京灣區中具有較高的主導地位。

為了更加清晰直觀地反映兩大灣區各省市都縣的灣區發展水平，區分各地發展狀況，根據綜合評價指標體系，選擇熵值法標準化后的13×18維矩陣數據庫，利用SPSS 19.0軟件提供的系統聚類分析，采用平方歐氏距離測定各變量距離和組間連接法合并集群，最終得到灣區經濟發展水平分類情況如表3所示。

表3 灣區經濟發展水平分類情況

第一類地區只包括東京都，其典型特征為創新發展水平很高，各項指標均處于上游水準，呈現出較成熟的灣區經濟發展狀態，可定義為灣區發展核心區。東京都能夠成為唯一的核心區，離不開高水平創新體系加持。東京創新指數排名世界第一，相關政策與法律法規比較完善，是實現創新發展的重要保障。坐擁日本1/3的高等學府，使得東京都人才儲備能力也處于日本領先地位。東京還是日本基礎建設最完善的城市之一，已形成規模世界第一的超大型城市群，不僅擁有日本最大的國際化空港、海港、城市軌道交通系統和高鐵系統（新干線），科教文衛、醫療、社會保障體系在日本也位居前列。東京因港而興，臨港產業發展使得城市規模迅速擴大，人口高度集中，城市矛盾逐漸顯現。經過日本政府對東京產業結構的調整，制造業陸續向外轉移，核心區主要發展高新技術產業和高端服務業，產業結構走向輕型化。產業轉移戰略解決了東京過度擴張的問題，促進了周邊區域的發展。除了產業調整，東京還把發展重點從控制城市規模轉向優化城市空間布局，開發城市副中心與新城，形成多核心城市結構，東京也因此得到了長久發展。

第二類地區包括埼玉縣、千葉縣、神奈川縣、北京市與天津市。除北京市的經濟產業發展得分因其特殊的城市地位與職能影響表現較好外，該類地區的城市基礎發展和經濟產業發展得分均處于中下水平，排名也都在第7名以后。該類型地區在空間上都位于灣區核心地帶，要素集聚明顯，人口規模龐大，以至于人均基礎指標和經濟指標偏低。該類型地區的人地關系相對緊張，正處于城市布局升級、城市基礎設施優化、產業外遷與重組的階段，因此該類型地區可定義為灣區發展更新區。埼玉縣、千葉縣、神奈川縣與東京都共同構成了傳統東京灣區一都三縣的空間格局，形成了顯著的中心-外圍結構。三縣均處于灣區中心，人口密度相對較高。由于東京多次進行首都圈規劃與調整，眾多產業紛紛向外布局，在東京與各縣之間形成了很多工業走廊，著名的如京濱、京葉工業走廊。各縣與東京相連的區域幾乎全部變為衛星城或城市副中心，產業受東京影響較重，難以自成體系。三縣作為東京灣區發展的次中心，其基礎與經濟發展理論上應處于中上。但產業分工轉移與城市快速發展帶來的人口增長使得三縣各項人均指標排名比較靠后，有重蹈東京城市矛盾覆轍的趨勢。我國環渤海大灣區的北京市、天津市空間格局與之相似，也位于灣區中心。經濟發展與城市擴張、城市職能過度集中導致人口快速增長，超出環境承載力，出現了所謂的“大城市病”。不僅造成交通擁堵、房價偏高、資源緊張、環境惡化等問題，還會造成社會公共基礎設施的超負荷運轉與更新周期加速，對城市發展帶來很大挑戰，不利于灣區建設。

第三類地區包括茨城縣、栃木縣、群馬縣與山梨縣，與第二類地區最顯著的差別是基礎發展與經濟產業得分較高，創新得分偏低。除茨城縣因南部筑波科學城創新要素集聚影響得分尚可外，整體處于中下游水平。該類型地區在發展過程中，創新集聚所起到的帶動作用有限，受經濟與產業布局發展因素的影響也較小，而國家整體發展與社會發展水平等因素對該類型地區則有較大影響。該類型地區基礎較好，若加入創新集聚要素，可實現灣區經濟的快速增長，因此定義為灣區發展潛力區。茨城縣、栃木縣、群馬縣和山梨縣作為東京灣區發展的潛力區，有著顯著的共同點。四縣都位于東京灣區外圍，人口相對較少，人口密度較低。憑借著日本發達國家的整體優勢與產業差異化發展，四縣各項基礎指標位居灣區前列。但也由于地處邊緣，除茨城南部的筑波等地以外，四縣在東京進行產業重新布局、規劃首都圈副核心和新城的過程中受益較小，創新集聚水平也較差。在城市職能定位上，四縣各主要城市均未過多承接創新相關職能。茨城縣工農業、海洋漁業較發達，栃木縣則主要發展了工商業，群馬縣工業、農業在日本有一定優勢，山梨縣則是以工商業和旅游業聞名。

第四類地區包括河北省、遼寧省與山東省，其特點是灣區整體排名靠后，尚處于灣區經濟發展的低水平階段。目前來看該類型地區發展灣區經濟具有一定困難，但也不乏個別亮點。如山東省的創新集聚發展得分在環渤海大灣區可以排到第二位，與東京灣區相比也能達到中游水平。這表明第四類地區仍然具有升級可能性，現階段需要與其他地區盡快縮小差距，可定義為灣區發展儲備區。河北省、遼寧省和山東省的灣區綜合評分偏低，從整體來看，經濟與產業方面是癥結所在。冀魯遼三省都是我國北方的工業大省，以重工業為主，這其中又以遼寧最為典型。市場經濟發展緩慢，高端服務、金融、互聯網、大數據等熱門產業所能提供的就業崗位有限，工資水平低是三省當前遇到的發展難題。也正因如此，人才大量外流到北上廣深等一線城市及東南沿海開放地區。冀魯遼三省的一二產業占比過高，第三產業發展滯后，三產占比均低于55%（見表4）。除上述共性問題外，冀魯遼三省還存在著其他矛盾。如遼寧省由于計劃生育政策執行較為徹底，加之經濟與生活壓力，一定程度上導致了遼寧省人口負增長的現狀。經濟、人口成為制約遼寧省發展灣區經濟的重要因素。河北由于特殊的地理區位，受京津極化作用最為明顯，發展面臨重重困難。山東省除工業外，農業在國內也具有舉足輕重的地位，產業轉型升級緩慢。魯西南沂蒙山區與膠東半島的發展差異也十分顯著。

表4 2018年環渤海大灣區三次產業增加值（億元）及占比（%）

六、結論與建議

1.結論

就指標層面來看，與日本東京灣區相比，環渤海大灣區的發展水平尚存在一定差距，創新差距尤為明顯。且環渤海大灣區各省市整體發展水平不一，發展差距小于東京灣區。北京市作為大灣區核心，其主導地位還需加強。就灣區經濟發展水平分類而言，東京灣區各地主要分為核心區、潛力區與更新區，而環渤海大灣區則主要為更新區與儲備區，需進一步改善灣區基礎條件，加速灣區建設進程。

2.建議

（1）城市人口協調，減少差異化

一方面，要從城市本身入手，構建多核心城市布局。如北京要以雄安新區的建設為契機，向京郊、河北甚至遼寧等地加大非首都職能的疏解力度。另一方面，更重要的是，要充分認識到人口在灣區經濟發展中的作用，平衡各省市人口差異，以產業布局轉移為契機，將大城市人口向周圍分流。遼寧省要扭轉人口流失局面，以灣區建設為契機，及時發布新政策以吸引優質企業落戶，提供就業崗位，在逐步開放“三孩”人口政策的背景下，加大生育補貼力度，減輕撫養壓力，刺激人口增長。灣區各省市政府應在國家的指導下共同參與，構建一體化灣區城市群布局，打破行政壁壘，進行跨區域協調合作，實現灣區經濟高質量發展。

（2）提高三產占比，減少同構化

經濟發展離不開產業的合理配置。環渤海大灣區產業結構受各地歷史、地理、社會等因素影響，曾極度偏向于重工業，產業同構化現象普遍存在，缺乏合理分工。產業同構化必然帶來地區間相互競爭，阻礙灣區經濟發展。過度重型化的產業結構也使得環渤海大灣區尤其是河北、遼寧等省份經濟增長乏力。今后環渤海大灣區各省市應加大力度提高第三產業占比，淘汰落后產能，以高新技術產業與高端服務業、高端制造業作為新的經濟增長點，重點發展高附加值產業。在發展第三產業時要把握好相關產業的性質、特點等因素，采取不同的政策導向。各省市要結合自身區位條件與自然、人文、經濟等情況，科學確定發展重點，培養具有現實和潛在優勢的產業。

（3）建立創新體系，投入擴大化

創新集聚是灣區發展成功的最重要因素，也是環渤海大灣區各省市向灣區發展核心區靠攏的關鍵。創新集聚首先是高素質人才的集聚。環渤海大灣區總體教育資源豐富但空間分布差異顯著，優質教育資源多位于京津兩大直轄市與各省省會城市、計劃單列市。世界百強大學數量與東京灣區持平但也都位于北京，其余四省市無一入選。目前環渤海大灣區擁有高等院校530所，數量較多但是質量參差不齊，尤其是具有較強科研基礎和能力的世界級名校比較缺乏，教育優勢并不明顯，無法形成支撐灣區創新發展的完善體系與平臺。此外，環渤海大灣區各省市人才吸引力差距明顯，冀遼兩省高校畢業生眾多但流失率高，R&D占比一直較低。灣區各省市在科研成果轉化促進、產學研深度融合方面有所欠缺，應當充分發揮教育資源的優勢，建立競爭型創新體系，給高等學府和科研機構更大權力。讓大學與企業進行有機聯合，優勢互補，積極推進頂尖學府與各大高新技術企業進行交流合作。同時，在企業中也要突出科技創新研發的主體地位，提高經費投入，以此吸引高精尖人才集聚，推動高新技術產業發展，促進傳統產業轉型升級，在灣區經濟建設方面起到重要的引領和支撐作用。