長江經濟帶制造業高質量發展空間關聯結構及其效應研究

傅貽忙，張晨怡，王歡芳，劉智文

（湖南工業大學 商學院，湖南 株洲 412007）

0 引言

制造業高質量發展是中國由中等收入國家邁向高收入國家的有力支撐，也是建設現代化經濟體系、社會主義現代化強國的重要一環，必須堅定不移深入實施制造強國戰略。近年來，長江經濟帶制造業高質量發展不斷推進，制造業空間格局持續優化，世界級制造業集群建設初見成效，但仍然面臨著各區域之間制造業合作程度不高、深度不夠、規模不大等問題，致使區域間制造業發展不均衡、空間關聯性不強。2021 年，江蘇省工業增加值達到44 634.1 億元，約占江蘇省國內生產總值的39%，位居長江經濟帶第一位；與此同時，貴州省工業增加值為5 337.5 億元，僅相當于江蘇省工業增加值的11.9%；排名第二位的浙江省工業增加值與江蘇省工業增加值也相差17 618.7 億元。由此可見，長江經濟帶制造業高質量發展空間差異性較大、兩極分化明顯，可能是地理位置、經濟質量、資源配置等因素不均衡致使制造業規模及吸引投資能力存在顯著差異，長江經濟帶制造業產業結構存在區域差異，區域間制造業關聯度不夠。

學者們對制造業如何實現高質量發展進行了廣泛討論，形成了以下4 個主要方面的研究成果。一是制造業高質量發展內涵與特征研究。學者們基于新發展理念構建評價體系解析制造業高質量特征［1］，關注制造業發展效率和結構優化［2］、全要素生產率［3］、勞動生產率［4］、碳排放水平［5］等問題。二是制造業高質量發展動力研究。中國制造業面臨“低端鎖定”和“高端封鎖”雙重發展困境，學者們從創新驅動［6］、產業融合［7］、數字賦能［8］等方面探究制造業高質量發展動能。三是制造業高質量發展路徑研究。主要關注改善制度安排［9］、優化要素市場化配置［10］、推動全要素生產率增長［11］、提升科研人才集聚［12］、促進綠色技術創新［13］。四是制造業高質量發展空間特征研究。當前中國制造業高質量發展的整體態勢良好，呈一體化發展趨勢，但發展水平差距有擴大之勢，存在較顯著的“東強西弱”區域異質性［14，15］，為此學者們就制造業高質量發展的空間結構 演 變［16，17］、空 間 分 異 特 征［18，19］及 其 外 部 效應［20］等方面進行研究。

學者們對制造業高質量發展的研究為本文奠定了基礎，但對于長江經濟帶制造業高質量發展是否存在空間關聯性，其空間關聯結構演化規律有哪些，長江經濟帶制造業高質量發展整體網絡和個體網絡呈現怎樣的特征，是否存在核心—邊緣網絡結構，哪些因素影響制造業高質量發展空間關聯結構的演化等還需進一步討論。

綜上所述，本文基于新發展理念構建制造業高質量發展綜合測度評價指標體系，運用熵值—Topsis模型測度綜合指數，結合修正的引力模型分析其空間網絡關聯關系，結合社會網絡分析法實證分析長江經濟帶制造業整體和個體空間網絡結構特征，結合QAP分析經濟實力、對外開放程度、科技創新等差異對長江經濟帶制造業高質量發展空間關聯結構的影響，并利用Ucinet軟件和ArcGIS軟件進行可視化分析，以探究各區域在制造業高質量發展關聯網絡中的地位。以期為推進長江經濟帶整合制造業要素資源、優化區域制造業產業結構、實現區域一體化發展、打造世界級制造業集群提供必要的理論依據和實證基礎。

1 研究方法與數據來源

1.1 制造業高質量發展空間關聯關系

引力模型能夠分年度測量各地級市間制造業高質量發展的空間關聯關系，并考慮經濟地理距離因素研究制造業高質量發展空間關聯網絡結構動態演變趨勢。劉傳明、王新越等參考Zipf 提出的原始引力模型將引力模型廣泛用于城市空間相互作用、距離衰減效應等相關研究［21，22］，計算公式如下：

式中：Yij是城市i 和j 之間的引力值；Mi和Mj為城市i 和j 的“質量”；Dij為城市i 和j 之間的距離；b為距離衰減系數；K為經驗常數。

借鑒詹紹文、張明斗等做法對引力模型進行修正［23，24］，城鎮從業人員是測度城市“質量”的重要指標之一；區域金融發展與制造業高質量發展存在顯著的關聯；當前公路運輸仍為主流物流方式，用城市間公路交通里程度量城市間距離值；經濟聯系強度與距離的平方成反比，得出距離衰減系數為2；采用城市制造業高質量發展綜合得分占城市制造業高質量發展綜合得分之和的比重來修正經驗常數K。修正后的引力模型如下：

式中：i、j代表地級市；Yij為城市i和j制造業高質量發展之間的引力值；TDi和TDj為城市i和j年末金融機構人民幣存款金額；Pi和Pj為城市i 和j城鎮單位從業人員期末人數；Gi和Gj為城市i 和j國民生產總值；Kij為城市i和j之間制造業高質量發展聯系中的貢獻系數；Mi和Mj為城市i和j制造業高質量發展的水平；以城市i和j之間公路運輸距離Dij比上城市i和j人均GDP的差值gi-gj表示城市之間的經濟距離。

參考江小國、曲立等的做法［19，25］，基于新發展理念從產業經濟效益、產業信息化水平、產業創新能力、產業綠色發展和產業開放程度等維度構建長江經濟帶制造業高質量發展綜合評價體系，本研究運用熵值—TOPSIS模型對制造業高質量發展綜合指數M進行測算。依據公式（2）計算出各地級市制造業高質量發展之間的引力值轉化為關系矩陣，以制造業高質量發展聯系度均值為切分值，進行二值化處理。

表1 制造業高質量發展測度指標體系Table 1 Measurement index system for high-quality development of manufacturing industry

1.2 制造業高質量發展網絡特征指標

整體網絡特征指標。社會網絡分析法是描述網絡整體形態、特性和結構的一種分析方法，多采用繪圖工具、代數模型技術來描述關系網中個體與整體間的影響。采用社會網絡分析法的網絡密度、網絡關聯度、網絡等級度和網絡效率來刻畫制造業高質量發展的整體網絡結構特征［26］。

網絡密度為實際關系數與整體網絡中最大可能關系數之比，反映制造業高質量發展空間關聯網絡的緊密程度。網絡密度越大，則區域制造業高質量發展之間的聯系越緊密，對各區域制造業高質量發展產生的影響也越大。計算公式如下：

式中：D為網絡密度；L 為實際關系數；N 為城市個數。

網絡關聯度反映制造業高質量發展空間關聯網絡的穩健性和脆弱性。區域制造業高質量發展空間關聯網絡中的多條“線”通過某一個區域，那么該網絡具有較小的關聯度，網絡穩健性越弱；反之，該空間關聯網絡線不是圍繞著一個點展開的，那么該網絡將具有較大的關聯度，網絡越穩健。計算公式如下：

式中：C為關聯度；V 為網絡中不可達的點對數目。

網絡等級度用以反映網絡中各城市的等級結構以及可達性，網絡等級度越高則制造業高質量發展空間關聯網絡中城市之間等級結構越森嚴，更多城市在制造業高質量發展空間關聯網絡中處于從屬和邊緣地位。計算公式如下：

式中：H為等級度；V為網絡中對稱地可達的點對數。

網絡效率反映制造業高質量發展空間關聯網絡中各區域之間的連接效率，若網絡效率低說明區域之間存在更多線，區域制造業高質量發展之間的聯系更加緊密，其空間關聯網絡越穩定，且越容易通過空間關聯網絡促進制造業高質量發展的空間流動。計算公式如下：

式中：E 為網絡效率；V 為網絡中多余線的條數。

個體網絡特征指標。點度中心度刻畫單個區域在整體關聯網絡中的中心位置情況，其數值越高，說明該區域在制造業高質量發展空間關聯網絡中與其他區域之間聯系越緊密，該地區越處于網絡的中心地位，具有踴定的影響力且輻射范圍大。計算公式如下：

式中：CRD（i）為節點i 的相對度數中心度；CAD（i）為節點i的絕對度數中心度；n為網絡的規模。

中間中心度反映某區域控制其他區域的程度，其數值越大，表明該區域控制其他區域制造業高質量發展之間互動交流的程度越大，則該區域更加處于網絡的中心。計算公式如下：

式中：CRB（i）為節點i 的相對中間中心度；CAB（i）為節點i的絕對中間中心度；bjk（i）表示點i 能控制點j、k交往的能力；gjk（i）則表示點j、k 之間存在的經過點i的捷徑數目；gjk表示點j、k之間存在的捷徑數目；n為網絡的規模。

核心—邊緣模型。該模型可以描述城市與周圍城市間的聯系以及空間非均衡分布狀況，識別城市處于制造業高質量發展網絡中的位置，并進一步分析核心區與邊緣區城市間的內在聯系。

QAP分析。QAP是一種非參數檢驗方法，運用社會網絡分析法的二次指派程序對自變量矩陣與因變量矩陣進行相關分析和回歸分析［27］。本文采用該方法分析空間鄰近、時間距離、社會消費品零售總額等因素對制造業高質量發展空間關聯結構的影響程度。

1.3 研究區域與數據來源

選取長江經濟帶的上海、江蘇、浙江、安徽、江西、湖北、湖南、重慶、四川、云南、貴州11 個省市中108 個地級及以上市為研究樣本，由于湘西州、畢節市、銅仁市數據缺失嚴重故予以剔除。樣本數據主要來源于2011—2020 年《中國統計年鑒》《中國區域經濟統計年鑒》《中國城市統計年鑒》《中國高速公路及城鄉公路網地圖集（2015）》。為消除價格波動的影響，以2010 年為基期，運用CPI 指數對含有價格因素的各項指標進行平減，調整為可比價格。對個別缺失值和異常值進行插值法處理。

2 空間關聯及網絡特征分析

2.1 綜合指數及聯系強度分析

基于熵值—TOPSIS模型得出2019 年長江經濟帶制造業高質量發展綜合水平（表2）。由表2 可知，排名前10 的分別是上海（0.747 4）、成都（0.470 0）、南京（0.363 9）、杭州（0.344 8）、武漢（0.341 0）、重慶（0.340 2）、蘇州（0.305 9）、合肥（0.206 0）、寧波（0.204 3）、長沙（0.200 2）。其中，上海是長沙的3.7 倍，是臨滄（0.009 9）的75 倍。這表明長江經濟帶制造業高質量發展城市間水平差異顯著，表現出顯著的空間分異及非均衡分布特征。

表2 2019 年長江經濟帶制造業高質量發展綜合水平測度Table 2 Comprehensive level measurement of high—quality development of manufacturing industry in the Yangtze River Economic Belt in 2019

運用修正后引力模型測算長江經濟帶各地級市間制造業高質量發展聯系強度，運用ArcGIS進行空間可視化，得出2010—2019 年長江經濟帶制造業高質量發展聯系度分布（圖1）。整體而言，2010—2019 年長江經濟帶制造業高質量發展空間關聯網絡結構由“多節點逐個發展模式”演化為“由東向西的點軸橫向發展模式”。各城市之間制造業高質量發展聯系度增長迅速，最初以上海、蘇州、武漢為中心的多節點輻射發展模式轉為以上海、南京、蘇州、杭州、合肥、武漢、長沙、成都為中心由東向西的點軸發展模式。

圖1 2010—2019 年長江經濟帶制造業高質量發展聯系度分布Figure 1 Distribution of high-quality development connections of manufacturing industry in the Yangtze River Economic Belt，2010 -2019

從時間節點來看，2010 年長江經濟帶108 個城市中共有9 對城市制造業高質量發展聯系較緊密，蘇州—嘉興引力值最大為11 205.22。2013 年長江經濟帶制造業高質量發展整體聯系度顯著增強，共有11 對城市之間引力值超過了50 000，上海—南通引力值最大為198 378.34，以上海、蘇州、南通、嘉興、武漢等為增長點的長江經濟帶制造業高質量發展聯系度迅速攀升，并輻射帶動周邊臨近城市發展。2016 年有11 對城市間制造業高質量發展引力值超過20 000，但引力值超過50 000 的城市減少到4對，整體稍有下降。2019 年，制造業高質量發展引力值超過50 000 的城市增加到12 對，上海、蘇州、武漢、長沙、成都等城市輻射帶動力顯著增強，自身發展的同時帶動了周邊城市制造業發展，使整個區域之間的聯系愈加緊密，空間結構上呈現出由東向西的點軸橫向發展新局面。

2.2 整體網絡特征及演變趨勢分析

利用Ucinet軟件的可視化工具Netdraw 分別繪制了2010 年（關系數為948）和2019 年（關系數為1 064）的長江經濟帶制造業高質量發展整體網絡關聯結構圖（圖2）。長江經濟帶制造業高質量發展整體網絡特征明顯，任何地級市都不可或缺。由表3可知，2010—2019 年網絡關聯關系數呈波動上升趨勢，從2010 年的948 上升至2016 年的1 030，在2019 年達到1 064的峰值，期間2013 年下降到748。說明長江經濟帶制造業高質量發展的聯系復雜又密切，具有波動性特征。2010—2019 年網絡密度呈上升趨勢，個別年份稍有波動，原因可能是：長江經濟帶發展戰略的實施，以及“一軸、兩翼、三極、多點”新發展格局的形成，促進了長江經濟帶各城市間加強合作推動制造業高質量發展，使得空間關聯愈發緊密。2010—2019 年網絡關聯度整體上升，在2018年達到最高0.909 1，這表明長江經濟帶城市間制造業高質量發展聯系日益緊密，存在直接或間接制造業高質量發展空間關聯關系，且具有顯著的空間溢出效應以及空間關聯特征。2010—2019 年網絡等級度逐步遞減并呈現“長尾”趨勢，這表明等級森嚴的制造業高質量發展空間關聯結構逐漸被打破，國家經濟飛速發展、交通基礎設施的改善以及各地區積極發展制造業，強化了發達與欠發達區域之間制造業企業的聯系與影響，但從數值上看網絡等級度仍處于低水平還需優化。2010—2019 年網絡效率呈波動下降趨勢，說明城市間制造業高質量發展的連線在逐漸增多，網絡穩定性顯著增強，參與合作城市數量增多，空間關聯向網狀化、稠密化、縱深化發展。

圖2 2010 年和2019 年制造業高質量發展整體網絡關聯結構Figure 2 The overall network correlation structure of the high—quality development of the manufacturing industry in 2010 and 2019

表3 2010—2019 年長江經濟帶制造業高質量發展關聯網絡結構指標匯總Table 3 Summary of network structure indicators for high-quality development of manufacturing in the Yangtze River Economic Belt，2010 -2019

2.3 個體網絡特征及演變趨勢分析

長江經濟帶制造業高質量發展引力值二值化處理。利用Ucinet軟件中Network/Centrality功能計算各節點城市的點度中心度和中間中心度，并利用Arc-GIS反距離權重法進行空間插值分析，得到長江經濟帶城市點度中心度與中間中心度分布圖（圖3、圖4）。

圖3 2010—2019 年長江經濟帶城市點度中心度Figure 3 Centrality of cities in the Yangtze River Economic Belt from 2010 to 2019

圖4 2010—2019 年長江經濟帶城市中間中心度Figure 4 The centrality of cities in the Yangtze River Economic Belt from 2010 to 2019

2.3 個體網絡特征及演變趨勢分析

長江經濟帶制造業高質量發展引力值二值化處理。利用Ucinet 軟件中Network/Centrality 功能計算各節點城市的點度和中間中心度，并利用ArcGIS反距離權重法進行空間插值分析，得到長江經濟帶城市點度中心度與中間中心度分布圖（圖3、4）。

由圖3 可知，長江經濟帶點度中心度逐漸增加，城市間聯系愈發緊密，空間關聯網絡由東向西呈現多極化發展，輻射效應及空間溢出效應顯著，逐漸形成以上海、南京、蘇州、杭州、武漢、長沙、重慶、成都等城市為中心的核心擴散點，但城市間差距仍然較大，兩級分化嚴重，在網絡中所處的地位相差懸殊。其中，上海、蘇州、杭州、無錫、南京、武漢、長沙等城市點度中心度基本處于前10，處于網絡中心，起到橋梁和中介作用；攀枝花、玉溪、保山等城市點度中心度一直為0。處于中心位置的城市大多為省會城市，吸引資源、人才的能力較強，外加“強省會”戰略的支持，吸引各項資源要素向省會聚集，提升省會城市核心競爭力的同時擴大了省會城市的輻射帶動力，增強了與周圍城市的聯系，而地處偏遠地區的城市交通閉塞、經濟欠發達，制造業高質量發展水平不足，與其他城市聯系強度不夠，游離于網絡的邊緣。

由圖4 可知，長江經濟帶中間中心度整體呈 “梯度攀升”趨勢，各城市制造業高質量發展網絡結構向均衡發展。其中，2010 年和2013 年上海、蘇州、無錫、武漢、長沙、成都的中間中心度較高，表明這些城市位于網絡核心，是網絡發展關鍵節點，對網絡中其他節點城市具有極高控制力，其他城市間制造業高質量發展聯系主要通過這些城市建立，整個制造業高質量發展空間關聯嚴重失衡，兩極化態勢嚴重。自2014 年長江經濟帶發展戰略全面啟動，多處城市中間中心度上升顯著，如南京、杭州、重慶、南昌、黃岡等，城市間制造業高質量發展聯系愈加頻繁，更多的城市在聯系中起橋梁作用，網絡結構逐漸向均衡化發展。

2.4 核心—邊緣特征及演變趨勢分析

運用核心—邊緣模型分析長江經濟帶制造業高質量發展聯系網絡中不同城市所處位置，通過Ucinet軟件中Network/Core—Periphery 來實現。基于2010—2019 年長江經濟帶制造業高質量發展數據，運用ArcGIS 軟件繪制了2010 年、2013 年、2016 年和2019 年長江經濟帶制造業高質量發展的“核心—半邊緣—邊緣”結構圖（圖5）。整體來看，長江經濟帶制造業高質量發展的“核心—半邊緣—邊緣”結構逐漸形成，且空間分布隨著時間推移發生了顯著變化，產生的空間效應逐年增強，空間關聯性呈現片區化。從時間節點來看，2010 年，核心區為上海、南京、無錫、蘇州、杭州5 個地級市，半邊緣區有徐州、常州、南通等49 個地級市，邊緣區有舟山、麗水、馬鞍山等54 個地級市。2019 年，核心區增加了常州、長沙和武漢，半邊緣區增加了麗水、馬鞍山、銅陵等7 個城市，邊緣區減少了12 個地級市，攀枝花、玉溪、保山、麗江、普洱、臨滄一直處于邊緣區，而上海、南京、無錫、蘇州、杭州等城市一直處于核心區。原因可能是：云南、貴州等區域制造業發展水平較低且大部分以旅游業為主，致使與其他城市的制造業發展聯系不強；上海、南京、杭州、重慶、成都等交通便利、經濟發達、制造業發展相對活躍，與其他城市聯系緊密，鞏固了這些在經濟帶內城市所處的核心地位。

圖5 2010、2013、2016 以及2019 年長江經濟帶制造業高質量發展“核心—半邊緣—邊緣”結構Figure 5 Structure of“core-semi-edge-edge”for high-quality development of manufacturing industry in the Yangtze River Economic Belt in 2010，2013，2016 and 2019

3 驅動因素分析

3.1 驅動因素選擇

在不同動力機制作用下形成了制造業高質量發展網絡結構。其中，區域間距離遠近以及路徑選擇都會對制造業高質量發展的聯系與交流產生影響；交通工具作為運輸物資的必需品，影響著不同城市制造業高質量發展聯系的網絡布局，尤其是高鐵的開通縮短了城市間時空距離，改變了制造業高質量發展網絡聯系結構；地區制造業發展水平依賴當地政府的調控與支持，政府一定程度的調控更好幫助地區制造業健康有序發展，而過度干預則會限制制造業企業創新與發展［28］。此外，制造業高質量發展網絡聯系的形成和演變也會受到產業結構、人力資本水平、社會消費品零售總額等影響［29］。基于此，選取2019 年長江經濟帶制造業高質量發展聯系強度矩陣為被解釋變量矩陣，選取空間鄰近矩陣（城市相鄰為1，不相鄰為0）、時間距離矩陣（城市間最快捷交通方式的最短通行時間，以5h 為分隔值，大于5h為0，小于5h為1）、制造業從業人員數差異矩陣、產業結構差異矩陣（第二產業增加值占GDP 比重）、政府干預程度（地區公共財政支出比上地區生產總值）、社會消費品零售總額差異矩陣、人力資本水平（普通本專科在校學生數比上年末戶籍人口）為解釋變量進行QAP分析。

3.2 驅動因素結果分析

由表4 可知，QAP分析擬合效果較好且結果基本一致。QAP分析結果顯示，空間臨近、時間距離、社會消費品零售總額、人力資本水平、制造業從業人員數、政府干預度與制造業高質量發展聯系呈顯著的正相關關系，而產業結構呈負相關關系且不顯著。可能的原因是制造業高質量發展產生空間溢出效應，外加時間成本的縮短，使得知識、信息等技術要素滲透發展，政府干預更好地調節了地區間產業協同發展，提升本區域制造業高質量發展的同時作用于臨近區域，產生涓滴效應，與“核心—半邊緣—邊緣”結構特征相符合；社會消費品零售總額受當地居民收入消費水平的影響，根據結構性通貨膨脹理論，收入水平差異會引起攀比效應，使得收入消費水平越高的區域越吸引人才跨區域流動加強城市間制造業高質量發展的聯系。

表4 QAP相關分析和回歸分析結果Table 4 QAP correlation analysis and regression analysis results

QAP回歸分析顯示，產業結構差異矩陣與制造業高質量發展聯系呈顯著的負相關關系，而人力資源水平不顯著。表明城市間人力水平差異過大產生的梯度擴散效益不顯著，導致區域之間聯系強度不夠；產業結構差異過大使得區域產業體系的匹配程度過低，限制了企業間跨區域合作交流，難以建立長期穩定的制造業企業發展關聯，遏制了該地區制造業發展水平。

4 結論與政策啟示

4.1 結論

本文以長江經濟帶108 個地級市為研究區域，運用熵值—TOPSIS 模型、修正后的引力模型、社會網絡分析法等探究2010—2019 年長江經濟帶制造業高質量發展的空間關聯結構特征及其效應。主要結論如下：①長江經濟帶制造業高質量發展存在顯著的空間分異和非均衡發展特征，空間關聯結構由“多節點逐個發展模式”演化為“由東向西的點軸橫向發展模式”。②城市間制造業高質量發展聯系愈發緊密呈現由東向西多極化發展趨勢，且存在直接或間接空間關聯關系，空間關聯結構向網狀化、稠密化、縱深化發展，具有顯著的空間溢出效應以及輻射帶動效應。③點度中心度逐漸增加，形成以上海、南京、蘇州、杭州、武漢、長沙、重慶、成都等城市為中心的核心擴散點。中間中心度整體呈“梯度攀升”趨勢，更多的城市起橋梁和中介作用，網絡結構逐漸向均衡化發展。④空間關聯呈片區化發展，形成了“核心—半邊緣—邊緣”網絡結構，呈現“由東向西擴展，由沿海向內陸延伸”特點，核心節點“涓滴效應”顯著。⑤空間臨近、時間距離、社會消費品零售總額、制造業從業人員數等存在的區域差異是影響制造業高質量發展空間關聯的重要因素，區域間產業結構差異過大會遏制地區制造業高質量發展。

4.2 政策啟示

基于研究結論，得出如下政策啟示：①增強城市制造業高質量發展空間關聯網絡的緊密度，促進制造型企業要素跨區域流動。地方政府及時關注制造業高質量發展的空間網絡結構狀態，精準識別空間關聯網絡中的中心行動者及充當橋梁和中介城市，發揮其輻射帶動作用，并為欠發達地區提供優惠政策，提高欠發達區域制造業生產效能，實現空間協同發展。②針對不同城市制造業高質量發展的空間關聯關系，發揮各區域不同的制造業梯度優勢。強化“省會”城市引領作用，鞏固核心區城市的中心地位，發揮核心帶動作用，進一步完善并優化產業結構，加快培育以技術、品牌、質量、服務為核心的競爭新優勢，并注重擴大溢出范圍，實現核心區城市空間溢出效應最大化。③打破區域間技術水平、產業結構差異大等因素制約，強化地區人力資本水平、政府財政支持。推動網絡核心區與邊緣區間技術、知識和人才互動交流，加大對邊緣區城市人工智能、大數據、5G等互聯網技術投入，縮小區域間產業結構合理化程度、數字發展水平等差距，為邊緣區城市融入制造業高質量發展網絡關聯結構提升提供更多空間傳導路徑。