基于GIS空间分析方法的长江经济带区域经济发展差异分析

基于GIS空间分析方法的长江经济带区域经济发展差异分析作者：方法林来源：《经济师》2016年第04期摘要：以长江经济带9省2市为研究单元，以2002—2013年常住人口、总GDP、人均GDP为测算指标，采用GIS空间分析方法对研究区域差异进行分析研究。

通过计算各省市人均GDP的空间自相关系数Moran's I，结果表明长江经济带区域经济发展总体水平是不断上升但空间格局基本保持稳定状态，地域内经济发展差异在缩小，集聚核心区是上海、江苏、浙江，低度集聚区是安徽，中度集聚区在缩小，高度集聚区有扩大的趋势。

人均GDP走势图呈“L”状发展态势，从东部地区朝西部地区逐渐减少的趋势。

造成这种差异的主要原因是区位条件、交通问题、人口差异与人口流动、政策问题。

关键词：区域差异空间自相关长江经济带空间分析中图分类号：F127 文献标识码：A文章编号：1004-4914（2016）04-010-03区域经济差异一直是国内外学者长期关注和研究的热点问题，国外专家研究的对象主要侧重于区域经济的测度、空间特性、收敛性、形成机制{1}{2}{3}{4}以及空间统计方法的多尺度、多样化比较{5}还有不同国家与地区区域经济差异的比较研究{6}{7}。

国内专家研究主要体现在研究方法的选取，指标体系的不同，时间空间尺度下的差异分析。

在研究方法方面，主要是采用测算绝对差异（标准差{8}、极差）和相对差异（洛伦茨曲线、基尼系数{9}、变异系数{10}、加权变异系数，并应用SPSS和SAS等专业统计工具软件，采用回归分析、线性规划分析、层次分析、计量分析等手段进行区域经济差异的研究与分析。

在研究尺度上大的到全国{11}{12}{13}、省域{14}{15}，中小的到市域{16}、城市群{17}、县域{18}，但关注长江经济带的区域经济差异时空演变特征却不多，用GIS空间分析方法来分析长江经济带区域经济差异的情况更没有见到。

本文以2002—2013年区域内9省2市的GDP、人均GDP为基础数据，采用GIS空间分析方法中的全局自相关和局域自相关等空间统计模型对长江经济带区域经济进行可视化的研究，借助ArcGIS软件的技术支撑，可视化地分析长江经济带区域经济发展的空间差异及其演化特征，分析导致长江经济带区域经济发展差异的主要因素，进而为国家发展长江经济带，合理地促进区域经济协调发展，构建沿海与中西部相互支撑、良性互动的新格局，缩小区域经济差异提供对策和参考依据。

一、研究区域、数据来源及研究方法1.研究区域。

文章选用长江经济带作为研究目标，其行政范围依据国务院发布《关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》和《长江经济带综合立体交通走廊规划》对长江经济带进行准确的划分，东起上海、西至云南，覆盖上海、江苏、浙江、安徽、湖北、江西、湖南、重庆、四川、云南、贵州、9个省2个直辖市。

面积约205万平方公里，人口和生产总值均超过全国的40%。

2014年国务院将长江经济带定位为：具有全球影响力的内河经济带；东中西互动合作的协调发展带；沿海沿江沿边全面推进的对内对外开放带；生态文明建设的先行示范带。

正式将长江经济带上升为国家战略，指出，长江经济带将全面推进新型城市化发展：提升长江三角洲城市群国际竞争力，培育发展长江中游城市群，促进渝蓉城市群一体化发展，推动黔中和滇中区域性城市群发展，优化沿江城镇化格局，科学引导沿江城市发展，强化城市群交通网络建设，创新城镇化发展体制机制。

长江经济带具有独特优势和巨大综合发展潜力，研究长江经济带区域经济差异的时空演变规律，有助于国家的战略发展，同时也有利于长江经济带东、中、西地区的协调稳定的发展。

2.数据来源。

本研究区域是根据国务院2014年9月26日公布的《国务院关于依托黄金水道推动长江经济带发展的指导意见》、《长江经济带综合立体交通走廊规划》中划定的长江经济带的行政区划分布确定的9省2市GDP、人均GDP、人口总数。

在时间序列上选取2002年至2013年12年的时间段，数据来源于各省（市）统计局统计网站的电子版、国家统计局各地调查总队发布的国民经济和社会发展统计公报（2002—2013），以此分析长江经济带9省2市区域经济的空间演化轨迹。

3.研究方法。

目前检测空间自相关现象的分析模型主要有Moran's I，Geary's C和Getis'G 等统计方法，本文选择其中常用Moran's I模型来测度区域的关联特征。

Moran's I模型又可分为全局Moran's I和Local Moran's I。

以此分析长江经济带全局空间自相关分析和局部空间自相关分析。

（1）全局空间自相关：全局空间自相关主要是描述某现象的整体分布状况判断此现象在空间是否有聚集特性存在，但并不能确切地指出聚集在哪些地区。

（2）局域空间自相关：有别于全局空间自相关，局域空间自相关除了度量区域内空间关联的程度外，最重要的是能找出空间聚集点或子区域的所在。

表示局域空间自相关的方法也很多，本文采用Local Moran's I来度量局域空间自相关性。

二、测算结果与分析空间自相关的计算过程是相当复杂的，计算的量也比较大，传统的做法是通过手工将各省市的人均GDP数据带入公式，这种做法既慢又不准确，容易出现差错，给研究工作带来困难，本文采用AreGIS软件计算长江经济带全局自相关指数。

1.全局自相关特征分析。

（1）总体空间格局演化特征。

利用AreGIS软件计算长江经济带2002-2013年人均GDP 的全局自相关指数Moran's I和变异系数。

长江经济带2002年的变异系数为0.7608，到2005年上升到0.8173，说明这段时间长江经济带区域经济发展差异在逐步加大，从2006年开始差距在逐步缩小，变异系数由2005年的0.8173下降到2006年0.7987，并且以后每年都在下降，到2013年下降到0.5086，因此总体上长江经济带的区域经济发展差异是在逐步缩小。

Moran's I可以看出长江经济带各省市人均GDP自2002年以来存在着显著的正空间自相关特性，表示在人均GDP高的省市其周边省市人均GDP也高，即出现相互聚集的特征，反之亦然。

（2）趋势图分析。

为了更好地体现每个省、市域经济的发展变化，清晰地通过可视化手段直观地看出省、市域经济空间格局演化的特征，本文选取2002、2007、2013年3个年份的省、市域截面数据作为衡量指标，应用Excell分别将9省2市的人均GDP带入计算绘制2002、2007和2013年长江经济带人均GDP的趋势图（图1）。

从整个研究区域来看，长江经济带人均GDP走势图呈“L”状发展态势，从东部地区朝西部地区逐渐减少的趋势，但三年的发展在“L”的转折点出现不同的情况，2002年、2007年、2013年三年的转折点都是在安徽，也就是在安徽显示出人均GDP出现较低的趋势，然后朝长江经济带的中西部呈震荡逐渐减小的趋势。

上海一直是处于领头羊地位，江苏和浙江出现你追我赶的状态，2002、2007年浙江都超过江苏，是使“L”状竖向出现褶皱状态，2013年江苏人均GDP赶超浙江处于第二位，拉直了“L”状态的褶皱。

在“L”状态的横向方面出现你追我赶的状态，其中湖北始终是处于上升的趋势，说明湖北的经济发展是长江经济带中部地区较好的地区。

2.局部自相关特征分析。

（1）区域经济发展要素的异质性格局。

在应用局部自相关分析时考虑到能够更清楚的看到其演变特征，选取2002、2007、2013长江经济带三年的人均GDP截面数据为指标，利用ArcGIS软件得到Local Moran’s I系数。

以便更为清楚地看出长江经济带区域经济发展自相关时空变化的特征。

从Local Moran’s I来看，不难看出从2002年到2013年Local Moran’s I系数的变化特征，2002年系数较大的主要是集中在江苏、浙江、上海、贵州、重庆五省市，具有更高显著性水平的则是浙江、上海，2007年集中在安徽、浙江、湖北、贵州、云南，具有更高显著性的是安徽、浙江、云南，2013年集中在浙江、江苏、上海、贵州、云南，具有更高显著性水平的则是江苏、浙江、上海。

（2）区域经济发展差异格局集聚态势。

应用ArcGIS软件得到Local Moran’s I系数，采用自然裂点分级模式的方法，将每个年份省、市区域按LocalMoran’s I指数的大小从高到低依次分成集聚核心区、高度集聚区、中度集聚区和低度集聚区四种类型。

从三个截面数据的演化过程来看，整个空间格局基本保持较为稳定的状态，即集聚核心区（2002年是浙江、上海，2007年还是浙江、上海，2013年江苏发展的较快也成为成员之一，变成上海、江苏、浙江）和低度集聚区（2002、2007、2013都是安徽）基本保持在较稳定的空间格局。

高度集聚区在2002、2007、2013年发生变化，由于西部大开发的政策的影响云南、贵州一直处于较好的发展，一定程度上缩短了与东部地区的差距，经济的发展逐步朝西部扩散。

三、长江经济带区域经济差异的成因分析长江经济带区域经济差异的成因是历史长期发展的产物，是区域经济发展的一般规律的反映，有着明显的历史根源，既有地理条件产生的原因也有政策等历史原因产生的，因此影响经济差距的原因不是突兀存在的，是各个因素之间相互联系相互影响的结果，其间有着明确的因果关系。

1.区位条件。

长江经济带中西部地区地质地貌复杂，自然灾害频繁（四川、重庆、云南地震、泥石流），自然、生态、气候、植被、资源等情况千差万别。

而东部地区地理位置问题使得海陆运输交汇，面向东南亚，市场广阔，很多海岸城市和内河航运枢纽城市都成为通商口岸，较内地城市发展的早。

2.交通问题。

长江经济带横跨我国东中西三大地带，是实现区域协调发展的重要载体，目前的交通综合网络建设仍然存在较大的差距。

网络结构完善的程度上还达不到要求，在覆盖广度、通达深度、技术等级上都有所欠缺。

基于铁水、公水、空铁等尚未实现有效衔接的前提下，综合交通枢纽建设亟待加强。

以及城际铁路建设滞后，城际交通网络功能不完善，不适应城镇化格局和城市群空间布局。

这一切都或多或少地影响着长江经济带各省市的经济发展，尤其是中西部地区更为突出。

3.人口差异和人口流动。

自然地理条件的差异，产生了自然资源、工农业生产、交通的通达性等方面差异，从而形成影响人口数量和人口素质的差异，西部地区人口的教育程度相对东部地区来说要差一些，人才的匮乏必然带来技术和管理的问题，从而阻碍了地区经济的发展。

国家计委长期规划与产业政策司杨伟民曾撰文指出“人口流动也是缩小地区收入差距的关键环节，因此在以缩小差距为政策目标而制定国家布局政策时，必须同时考虑到人口流动的方向和规模。