基于開發區聯系的吉林省產業網絡空間格局

何靜儀，魏 冶，2，李廣全，2

(1.東北師范大學地理科學學院，吉林 長春 130024； 2.東北師范大學中國東北研究院，吉林 長春 130024)

產業網絡研究的理論基礎可追溯至20世紀30年代關于產業關聯的分析.Leontief[1]最先定量描述了產業間的關聯關系，利用投入產出分析法構建了基礎模型——投入-產出模型；赫希曼(Hirschman)[2]則基于產業關聯視角，明確提出前向/后向關聯的概念.此后產業關聯分析多以投入產出模型為基礎，圍繞赫希曼理論展開[3-6].進入70年代，隨著產業關聯分析的不斷深入，基于圖與網絡模型，利用產業網絡研究產業關聯和產業結構的方法開始出現.Campbell[7]首次將圖論方法引入產業關聯分析，將投入-產出表中的中間交易部分轉化為鄰接矩陣并構建出有向圖，許多學者在此基礎上進行了深入研究[8-10]，產業網絡建模方法層出不窮.綜合國內外研究成果，產業網絡模型構建方式通常有三種：以投入-產出關系構建的產業關聯網絡[11-12]，以企業間供應關系建立的企業鏈網絡[13]，以城市間生產者服務業的總部分支關系建立的城市產業互鎖網絡[14-15].分析發現，產業網絡的研究多集中于經濟或管理視角[16-18]，而探討產業載體間聯系的研究較少.趙新正等[19]基于開發區聯系進行了城市網絡空間特征的研究，是少有的關于開發區網絡的案例，但其基于開發區的經濟規模與引力模型來模擬的開發區間的聯系，與真正的產業聯系還有一定的區別.

開發區作為區域產業發展的重要空間載體和對外開放窗口，在促進區域經濟發展[20-21]、產業結構調整[22]、城市空間結構重塑[23-24]等方面發揮著重要作用，是實施東北振興戰略和供給側結構性改革的重要平臺[25].經過近30年的開發建設，吉林省開發區對吉林省經濟總量的貢獻量保持在50%以上并呈逐年上升趨勢，但隨著開發區發展的逐步推進，許多問題也逐漸顯露：發展空間受限、同質化惡性競爭、產業層次偏低、功能配套不全、集群發展緩慢、體制優勢弱化、整體實力不強等.對不同開發力度以及政策引導下的開發區進行產業空間和產業網絡結構的研究，有利于促進吉林省開發區轉型升級，優化產業布局，推動開發區提升經濟質量和效益，實現新舊動能的轉換.

為此，本文結合復雜網絡理論，提出了開發區關聯網絡模型，實現吉林省基于投入產出關系的產業關聯與吉林省各開發區之間的互鎖，通過開發區關聯強度反映開發區間的產業聯系，從產業網絡聯系的角度研究了吉林省開發區的空間結構、產業功能配置、主導產業關系等現狀，并結合吉林省實際情況，嘗試對吉林省開發區的經濟空間發展提出優化建議.

1 研究數據與研究方法

1.1 研究區域概況

本文以吉林省各級各類開發區為研究對象.截止到2015年，吉林省有各級各類開發區共116家(含工業集中區，下同).其中，國家級開發區14家(長春市5家，吉林市2家，四平市1家，延邊朝鮮族自治州4家，松原市1家，通化市1家)；省級開發區65家；工業集中區37家.每個縣(市、區)都擁有1家以上的開發區.分為經濟技術類(95家)，高新技術類(5家)、農業經濟類(3家)、文化旅游類(8家)、商貿物流類(2家)和特殊功能區(3家)等6種類型.

1.2 研究數據來源

本文采用的投入產出數據來自吉林省統計局《2012年吉林省投入產出表》42個部門分類下的直接消耗系數.直接消耗系數又稱投入系數，指在生產經營過程中某產品(或產業)部門的單位總產出直接消耗的各個產品(或產業)部門貨物或服務的價值量[26]，能夠充分反映國民經濟各部門之間相互依存和相互制約的關系.吉林省開發區數據取自《2016年吉林年鑒》與實地調研；開發區產業數據系2015年吉林省范圍內各級各類共116個開發區的產業信息，具體包括：開發區的建設年份、級別、規劃面積、地區生產總值、主導產業等信息，數據真實完整，具有參考價值.

吉林省開發區在全省分布較為均衡，每個縣(市、區)均擁有一家以上的開發區，但在總體上仍呈現中部較密、東西較疏的空間分布特征(見圖1).就開發區數量而言，各地區存在較大差異，各地區不同級別開發區數量見表1.其中，長春市25個，數量最多，占開發區總數的21.6%；其次是吉林市，占比為15.5%；長白山管委會數量最少，僅有2個.從吉林省東、中、西“三大板塊”來看，中部地區擁有51家開發區，其中國家級開發區7家、國家級特殊功能區1家；東部地區擁有43家開發區，其中國家級開發區5家、省級開發區24家；西部地區擁有22家開發區，其中國家級1家、省級11家、工業集中區10家.中、東、西開發區數量存在明顯的遞減趨勢，全省開發區建設呈現梯次發展格局.

圖1 吉林省開發區空間分布

表1 吉林省各地區開發區數量統計表個

1.3 研究方法

1.3.1 改進的Floyd算法

Floyd算法又稱為插點法，是一種用于尋找加權圖中多源點之間最短路徑的算法，可以正確處理有向圖或負權的最短路徑問題，同時也被用于計算有向圖的傳遞閉包.

經典的Floyd算法使用的是相異度矩陣，而本文則采用投入產出表的直接消耗系數作為初始鄰接矩陣，解決吉林省產業網絡每一對產業部門之間影響力傳遞的最優路徑問題，屬于相似度矩陣，即值越大表示兩個產業部門之間的距離越小，關系越緊密，反之亦然.最終計算得到的結果矩陣即為產業部門之間的強關聯系數.改進的Floyd算法可用下列公式表達[27]：

(1)

1.3.2 從屬網絡分析

2-模網絡是由一類行動者集合與另一類行動者集合之間的關系構成的網絡，從屬網絡是特殊的2-模網絡.如果一個行動者集合(模態)為“各個行動者”，另一個集合為該類行動者所“從屬”的“各個部門”，則稱這樣的2-模網絡為“從屬網絡”[28].從屬網絡的頂點可以分成兩個集合，即行動者集和事件集，只有處于不同集合中的頂點才能相連.共同參與某個事件的行動者，往往意味他們擁有相似性.

1.3.3 開發區關聯強度模型

開發區與開發區之間的關聯通過主導產業之間的關系確定，一對開發區之間的作用強度與兩者的主導產業關聯程度有關；同時，開發區的地區生產總值越高，越能加強這種聯系.因此，本文以投入產出關系下的主導產業關聯為切入點，考慮開發區的地區生產總值，建立開發區與開發區之間的有向加權網絡，主導產業關聯程度采用產業強關聯系數作為度量指標.

C(a，b)=GDPa×GDPb×∑Xij.

(2)

式中：C(a，b)為開發區a與開發區b之間的關聯系數；GDPa是開發區a的地區生產總值；GDPb是開發區b的地區生產總值；i是開發區a的主導產業；j是開發區b的主導產業；Xij是產業i與產業j之間的強關聯系數.

1.3.4 網絡指標測度

(1) 網絡節點中心度.本文構建的頂點集分別為開發區主導產業節點與開發區節點兩個互不相交的子集，基于開發區主導產業與開發區之間的隸屬關系，建立無向圖即為開發區-產業從屬網絡.由于從屬網絡中的行動者必須通過行動者所從屬的“事件”才能建立聯系，因而中心度分析更為復雜.

網絡中心度主要包括度數中心度、接近中心度、中間中心度等[29].在開發區-產業從屬網絡中，產業節點的度數中心度為該點所隸屬的開發區個數；產業節點的接近中心度是其隸屬的開發區節點到其他產業部門和開發區節點的距離的函數；在計算產業節點的中間中心度時，需要考慮所有從屬該產業的開發區節點，一般而言，只有當一個產業包含一個“非核心開發區”時，該產業節點的度數中心度才會增加[30].

(2) 網絡節點加權度.開發區與其他開發區的關聯強度的總和能夠直觀顯示開發區在開發區產業關聯網絡中的影響和地位.定義開發區節點的加權度為該節點與所有鄰居節點之間邊權的和，開發區節點i的加權度WDi表示為

(3)

式中：E表示開發區i的臨近集；Wij表示開發區i與開發區j之間的關聯系數.開發區節點的加權度反映了該開發區與其臨近開發區的連接強度[31].

2 吉林省開發區產業網絡分析

2.1 開發區產業布局分析

為直觀展現吉林省開發區與產業部門之間的關系，分析開發區產業空間分布特征，建立開發區-產業部門2-模網絡.根據《2012年吉林省投入產出表》中42個產業部門的分類標準，對吉林省116個開發區主導產業進行重分類，各個開發區主導產業為1～3個(基于實際調研數據).將開發區產業數據進行預處理，依據主導產業與42個產業部門之間的歸屬關系建立開發區-產業部門關聯的鄰接矩陣X，遵循以下規則：如果開發區i和產業j有關聯，那么Xij=1，反之Xij=0.采用Ucinet軟件中的NetDraw工具構建開發區-產業從屬網絡.

2.1.1 開發區主導產業分析

選取中心度均在前8位的產業，對開發區-產業從屬網絡進行中心性分析，結果見表2；以度數中心度為度量指標對開發區-產業從屬網絡進行可視化分析，結果見圖2.開發區-產業從屬網絡中共有158個節點，其中13個產業節點與開發區之間不存在從屬關系，此13個節點中8個為第二產業、5個為第三產業.吉林省116個開發區共涵蓋了29個產業部門，其中，食品和煙草、化學產品、交通運輸設備3個產業部門的度數中心度、接近中心度和中間中心度均處于前4位，度數中心度分別為0.371，0.198和0.181，接近中心度分別為0.647，0.593和0.51，中間中心度分別為0.348，0.22和0.108，三者中心度呈階梯式下降，在開發區-產業從屬網絡中處于核心地位.由于產業部門劃分尺度較大，42個產業部門包含二級產業分類較多，結合開發區主導產業信息并對照《國民經濟行業分類》(GB/T 4754-2011)標準，化學產品以醫藥化工業為主.

表2 開發區-產業從屬網絡的中心性分析結果

圖2開發區-產業從屬網絡

通過構建開發區-產業2-模網絡識別食品加工業、醫藥化工業和交通運輸設備制造業為吉林省開發區三大支柱產業，通用設備制造、租賃和商務服務、交通運輸和倉儲物流緊隨其后，三者中心度相差不大，在開發區產業發展中占有重要地位.依據吉林省產業發展現狀以及吉林省“十三五”規劃對吉林省產業發展的定位，吉林省三大支柱產業分別是汽車、石化與農產品加工業；四大優勢產業分別是醫藥健康、裝備制造、建筑、旅游[32].可以發現，與開發區-產業從屬網絡分析結果相似，開發區主導產業與吉林省主導產業具有極強的一致性.此外，開發區石油化工、建筑產業所占比重不大，發展優勢不明顯.縱觀29個經濟部門及其中心度，第二產業比重凸顯，第三產業發展滯后，在開發區-產業從屬網絡中處于邊緣地位.

2.1.2 開發區產業空間分析

東、中、西三大經濟區的劃分是政府、學界對吉林省的基本區域理解.借鑒相關研究成果[33]，吉林省東部經濟區包括通化、白山、延邊朝鮮族自治州、長白山保護開發區管理委員會；中部經濟區包括長春、吉林、四平和遼源；西部經濟區包括白城和松原.統計三大經濟區內開發區及其主導產業，根據本文提出的開發區-產業從屬網絡的構建思路，分別構建中部經濟區開發區-產業從屬網絡、東部經濟區開發區-產業從屬網絡和西部經濟區開發區-產業從屬網絡，結果見圖3；同時，進行中心性分析，結果見表3.

根據中心性分析結果，中部經濟區開發區的主導產業為食品加工業、交通運輸設備制造、化工業和裝備制造業；東部經濟區開發區主導產業為化工產業、租賃和商務服務業、金屬冶煉和壓延加工業、批發和零售業，結合東部經濟區開發區具體主導產業信息，化工產業主要為醫藥化工業，租賃和商務服務業主要為旅游服務業，批發和零售業則主要對應東部經濟開發區內琿春邊境經濟合作區、琿春出口加工區(現已更名為琿春綜合保稅區)和和龍邊境經濟合作貿易區，發展邊境貿易；西部經濟區的主導產業為食品加工業、醫藥制造業和現代裝備制造業.東、中、西三大經濟區產業發展各具特色，同時存在相同的優勢產業，如食品加工業、裝備制造業等.

圖3 吉林省東中西經濟區開發區-產業從屬網絡

經濟區產業部門度數中心度接近中心度中間中心度中部經濟區食品和煙草0.3770.7490.227交通運輸設備0.3280.7040.159化學產品0.2620.6530.090通用設備0.2300.6470.075交通運輸、倉儲和郵政0.1800.6300.050科學研究和技術服務0.1800.6240.045東部經濟區化學產品0.5140.9360.186租賃和商務服務0.2000.6920.076金屬冶煉和壓延加工品0.1710.6540.033批發和零售0.1430.6920.039科學研究和技術服務0.1430.7360.047食品和煙草0.5140.9670.215西部經濟區食品和煙草0.6001.5220.147化學產品0.4501.3600.096租賃和商務服務0.3001.1210.067通用設備0.2501.0100.021專用設備0.1501.0300.008農林牧漁產品和服務0.1000.8870.005

2.2 吉林省開發區產業關聯分析

以《2012年吉林省投入產出表》中42個產業部門的直接消耗系數表為初始鄰接矩陣，采用(2)式計算最長路徑距離加權矩陣D，即吉林省產業強關聯系數矩陣.經過Floyd算法的處理，得到的強關聯系數均大于或等于相應位置產業部門之間的直接消耗系數，表明強關聯系數能夠強化或優化產業部門之間的關系，且所得強關聯系數矩陣具有收斂性[27].基于強關聯系數，歸一化處理地區生產總值，利用開發區關聯強度模型建立吉林省開發區產業關聯網絡，結果見圖4.

圖4 吉林省開發區產業關聯網絡

2.2.1 吉林省開發區關聯強度分析

吉林省開發區產業關聯網絡中共有116個開發區節點和13 225條邊，就開發區節點的加權度而言，長春市與吉林市范圍內開發區節點的加權度普遍較高.其中，以長春市高新技術開發區為最高，其次是吉林市高新技術開發區.不考慮開發區內部產業關聯，則上述兩開發區關聯強度為最高值720.65.這與2013年吉林省經濟技術合作局對全省各級各類開發區綜合考評結果相似，在考評結果中，長春市高新技術開發區與吉林市高新技術開發區分別位列第一和第五，說明開發區的整體發展水平，包括經濟建設、科技創新、體制機制創新等對開發區在區域產業網絡中的作用和地位有很大影響.

表4 吉林省開發區關聯強度分布

就關聯強度而言，整體分布在[0.000 2，1 359.68]，并呈現金字塔形態，如表4所示.33.0%的開發區關聯強度小于1，由于數值極小，此部分關聯關系可以忽略不計；47.2%的數據分布在[1，10]，說明近一半的開發區處于弱關聯狀態；約20.0%的開發區關聯強度大于100，屬于強關聯關系，而這種強關聯關系主要發生在中部的長春和吉林兩市之間以及兩市與東部、西部開發區之間，說明長春和吉林兩市在開發區產業關聯網絡中處于核心地位，對邊緣地區有輻射帶動作用.

2.2.2 開發區產業關聯結構分析

地理上的集中和本地化的產業聯系是形成產業集群的基本條件.為了分析區域內產業集群發育程度，識別開發區產業關聯結構，分別選取60，120和250為閾值對吉林省開發區產業關聯網絡進行過濾，突出產業強關聯關系，結果見圖5.

圖5 過濾后的吉林省開發區產業關聯網絡

(1) 開發區產業關聯網絡核心-邊緣結構顯著.當閾值為60時，開發區產業關聯網絡出現菱形結構，以長春市為核心，吉林、通化、四平、松原4市為頂點形成“大菱形”，吉林、遼源、四平、松原市為頂點形成的“小菱形”嵌套其中.而在兩個菱形之中，長春、吉林、通化3市相互作用程度最強，形成小范圍內的三角形集聚，但通化開發區不同于長春、吉林，通化對其他地區開發區并無明顯的輻射作用.值得一提的是，長春、吉林與圖們江地區形成了開發區產業關聯軸帶，但圖們江地區與長、吉兩市關聯程度不強.

(2) 中部經濟區開發區相互作用程度較強，長吉圖開發區產業關聯仍需加強.當閾值為120時，開發區產業關聯網絡則呈現十字結構，且中部經濟區4市產業關聯緊密，產生了明顯的產業集群.長春-四平、吉林-長春-遼源、長春-松原-吉林同樣存在較強的關聯關系，形成小范圍內的產業集聚.而在此關聯強度范圍內，長、吉兩市與圖們江地區的產業關聯關系僅存在于長春經濟技術開發區-琿春邊境經濟合作區，作為吉林省重點規劃的開發開放先導區，長吉圖產業帶仍處于較弱關聯狀態，區域合作有待進一步加強.

(3) 長吉組團雙核結構明顯.當閾值為250時，長春-吉林、長春-通化、長春-松原開發區產業仍處于高關聯水平，長春-吉林的產業聯系尤為明顯，長吉一體化建設成效顯著.

綜合上述分析，長春已經成為吉林省開發區產業發展的核心，作為吉林省省會，長春市政策優勢、區位優勢明顯.一方面，長春市經濟發展在全省處于領先地位，開發區與地方經濟發展形成循環累積效應；另一方面，長春市開發區發展起步早、發展歷史久，經過多個發展階段的開發建設已形成較為成熟的產業集群，在區域經濟發展中的地位不可小覷.

長吉地區在全省開發區產業關聯網絡中起著至關重要的作用，區域產業聯系緊密，長春和吉林是吉林省的主副極核，承載著全省支柱和優勢產業的龍頭企業，產業發展基礎良好.此外，長吉一體化發展一直以來是吉林省推進特色城市化建設的核心[34]，規劃空間格局由兩級點軸系統和外圍腹地兩部分組成，政策驅動與城際交通設施不斷完善是快速實現長吉城市群產業空間一體化的重要原因.

確立了中部經濟區在吉林省產業發展中的核心地位，中部經濟區形成了一個以長春市為中心，向外輻射的“放射”式產業聯系密集區，以食品加工、交通運輸設備制造、化工為主的產業集群，對吉林省東、中、西部的經濟布局和經濟發展有重要作用.

2.3 吉林省開發區產業網絡優化建議

開發區作為區域經濟發展增長極的重要載體，其帶動區域經濟增長的作用毋庸置疑.產業集聚則是開發區發展的原動力，兩者相互促進，并形成集聚效應.集聚效應產生不僅依賴于開發區在地理位置上的集中，更倚重區內、區際之間的產業關聯與分工合作[35].因此，吉林省各開發區應緊緊圍繞“一主、六雙”的產業空間布局戰略，促進東、中、西三大經濟區開發區的融會互通，形成了特定產業的空間集聚和緊密的本地化產業聯系.

2.3.1 構建中部經濟區創新環境，提升開發區競爭力

吉林省開發區產業關聯網絡具有明顯的核心-邊緣結構，中部核心區已經形成，但區域創新環境仍處于發展的初級階段.良好的區域創新環境是實現開發區經濟穩步發展的重要因素，構建創新環境、促進區域創新網絡與社會文化相融合，是推動開發區群體發展的有效手段[36].吉林省中部地區科技力量雄厚，創新要素密集，科教研發機構占全省的90%，應充分利用創新資源，拓寬區域創新節點(企業、高校、研究機構等)與開發區之間信息溝通與成果共享的渠道，以“雙基地”為支撐，優勢互補、資源共享，構建創新技術“新高地”，著力引導先進技術、研發資金、創新載體、科研項目等要素向高新產業領域集聚，加快形成產業創新體系，實現中部經濟區開發區群體產學研一體化.使中部經濟區在振興老工業基地中集聚新動能，成為引領全省開發區創新發展的重要引擎.

2.3.2 推進東西經濟區開發區的產業集群發展，加強產業集群的融合

開發區內的產業集群能夠推動開發區的綜合競爭力發展[37]，為開發區帶來持續的競爭優勢.而城市開發區之間或跨區域的大尺度的產業集群則能夠獲得良好的集聚經濟和規模經濟效益.吉林省東部地區林業資源和礦產資源豐富，在綠色食品加工業方面具有相似的資源優勢，通化、白山和延邊亦各自形成了地方優勢品牌，但三市并未形成食品加工業的產業集群.這一方面與食品加工業在地區生產總值中所占比例較低有關；另一方面則因三個地區產業在空間分布上較為分散，實現產業的分工合作有一定難度.未來，在開發區產業轉型和產業集群升級中，應著重調整東部經濟區產業空間布局，加強內部產業集群融合，促進開發區產業集群化發展，以主導產業和企業大宗產品為依托、以引進和培育龍頭企業為帶動、以打造優質服務平臺為支撐，形成集群發展以提升東西部經濟區產業核心競爭力.

2.3.3 加強圖們江地區與長吉地區的互動發展，實現東中西聯動發展

長吉圖地區是吉林省開發開放的先導區，具有突出的區位優勢、政策優勢以及良好的產業基礎和科技支撐，是吉林省經濟發展的重點區域.長吉地區已形成關聯度極強的開發區群體，一體化建設卓有成效，但圖們江地區與長吉地區的開發區則處于弱關聯狀態.長吉地區集聚了全省眾多生產要素，作為圖們江地區的重要腹地，應加強與圖們江地區的產業聯系，有選擇地將長吉地區配套產業向前沿和窗口地區轉移，調動圖們江地區開放口岸優勢，充分利用琿春窗口、延龍圖前沿地區，形成以長吉兩市為產業軸心、圖們江區域為發展通道的發展模式，實現長吉圖一體化發展.長吉圖地區貫穿吉林省東西方向，要發揮長吉圖增長極作用，輻射帶動東、中、西三大經濟區，在開發區主導產業選擇、產業分工與布局等方面實現有機互動.同時，應突破行政體制框架，優化、整合、提升現有開發區，支持通過跨空間的開發區聯合發展，以長春為核心點，打造吉林省若干產業集群協調發展的特色產業集群帶，推進東、中、西聯動發展.

3 結論

本文運用數學建模和復雜網絡分析方法，優化吉林省投入產出42個部門的關聯系數，定量描述了吉林省開發區關聯關系，通過構建開發區-產業從屬網絡和開發區產業關聯網絡將產業關聯落至地理空間并針對吉林省開發區主導產業、產業空間及產業關聯結構展開了開發區產業網絡綜合分析，主要結論為：

(1) 通過開發區-產業從屬網絡，識別食品加工業、醫藥化工業和交通運輸設備制造業為吉林省開發區三大支柱產業，分析結果與吉林省產業發展現狀高度吻合；而在吉林省開發區產業發展中，石油化工業與建筑業發展優勢地位不明顯；吉林省東、中、西三大經濟區產業發展各有側重，同時又存在一定的產業同構現象.

(2) 吉林省開發區關聯強度呈現少數開發區占主導地位的金字塔形態，近一半的開發區處于弱關聯狀態，約五分之一的開發區保持強關聯關系且主要發生在長吉兩市.

(3) 吉林省開發區產業關聯網絡呈現“核心-邊緣”結構，中部經濟區內部的開發區相互作用強，形成了跨區域產業集群，東、西經濟區內部的開發區產業則處于弱關聯狀態，產業集群發育程度較低；長吉兩市以“雙核”模式占據了開發區產業關聯網絡的主導地位.

本文對吉林省開發區產業網絡研究做出了初步探索，但本文是以投入產出數據中經濟部門之間的宏觀聯系為基礎分析吉林省開發區產業網絡，不是實際的產業間聯系數據，如能獲取企業間資金、產業鏈、供應鏈等聯系，則更能真實反映開發區之間的內在關聯，今后有待進一步深入研究.