沿海经济技术开发区空间格局演变与产业特征_国家级经济技术开发区论文

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      修订日期：2014-08-28

      DOI：10.11821/dlxb201502003

      1 引言

      经济技术开发区是中国吸引投资、增加就业、促进出口、经济增长的重要载体[1]，在发挥窗口、辐射、示范和带动作用等方面起到了显著效果，对于促进区域经济发展起到了有力支撑。自1984年中国在沿海开放城市设置首批14个国家级经济技术开发区以来，中国各地区各类经济技术开发区快速发展。作为一种促进产业集聚的有效手段，随着制造业全球分工日益深化，在投资拉动经济增长模式下，到2000年以后，中国各地区各类经济技术开发区呈现出爆发式增长，成为中国产业集聚的主要空间载体。到2013年中国国家级经济技术开发区总数达到198个，其中沿海地区达到98个，占到了全国总量的一半左右。开发区作为政府主导的产业集群载体，与传统的自发性和植根性产业集群研究相比，针对这种形式的产业集群研究十分少见，因此对丰富产业集聚和区域经济增长理论具有重要的理论价值。同时，开发区的无序扩张不但造成了数量的迅速增加，建设用地规模的迅猛扩张，而且也引起了区域空间开发区秩序混乱，产业雷同，土地粗放利用，资源浪费和环境污染等现实问题。开发区在经济增长和产业空间结构演进中起着重要作用，研究其空间布局演化过程及产业特征，调整开发区空间组织和布局，有利于实现优势互补，资源节约，提高开发区经济发展效率，对于促进经济增长具有重要的实践意义，也是未来中国开发区发展战略的必然选择。

      中国关于开发区的研究随着开发区建设的发展逐渐深入，在开发区的建设初期，国内研究主要集中于开发区的布局和国外的经验理论的总结；陈汉欣分析了高技术开发区的发展战略思想并提出了开发区三个层次的建设布局方案[2]。赵文彦等阐述和总结了世界高技术开发区的发展态势以及各国的管理模式，为中国开发区建设提供了经验指导[3]。随后研究重点开始转向开发区发展战略的选择、区域布局、土地利用效率等方面。张景秋通过对临海工业开发区发展论述，归纳了临海工业区的演变态势及规律[4]；开发区的土地利用是这一时期的研究热点，从土地利用的问题研究、可持续性评价、潜力分析和区域效应等方面综合分析开发区土地利用问题[5-8]；张晓平则提出了开发区发展经历的沿海布点、东南铺开和向全国推进的3个阶段，并且详细论证了开发区发展的动力机制[9]。进入21世纪以来，研究主要集中于开发区的可持续发展、开发区与城市经济空间的关系研究、开发区与区域经济的关系；开发区与城市之间的关系主要从空间结构关系和经济互动等方面展开，比如张晓平分析了开发区与城市空间结构类型及动力机制，提出了双核结构、连片带状结构和多触角结构等空间结构类型[10]；王慧从开发区与城市的经济社会的关系进行了相关研究[11]。郑江淮等则通过开发区的企业数据研究了开发区产业空间集聚与技术升级对企业经济绩效的影响[1]。同时，提高开发区的综合竞争力和产业转型升级逐渐成为研究热点[12-14]。近几年对开发区的研究视角逐步发生转变，张晓欢等认为如何发挥开发区的增长极效应，以及开发区与区域经济、人口、资源环境和社会的和谐发展将成为研究重点[15]，而耿海青认为开发区的产业整合，优化开发区布局等问题是现在开发区发展面临的主要问题[16]。刘德勇等认为开发区的空间组织是发展战略的重点问题，提出了错位布局的思想理念[17]，逐渐开始关注开发区的空间布局、空间整合等问题[18-19]，但是相关研究主要在停留在理念上的思考和定性上的描述。

      从以往研究分析，开发区的相关研究已经取得了比较丰富的成果，但是关于中国典型区域的开发区空间格局演化特征及其产业特征方面的研究明显不足。同时，现有的从城市空间尺度的研究均比较微观，注重开发区域城区的空间相互作用关系，缺乏从宏观角度研究开发区的总体布局与产业特征，难以解决目前开发区的发展面临的空间布局无序，产业不明等问题。本文选取东部沿海地区作为典型区域，运用国家级和省级开发区数据，采用GIS空间分析等方法，从空间格局演变和产业分布特征等方面全面分析沿海地区开发区空间格局演变规律以及产业集聚特征，为开发区空间结构优化整合提供参考。

      2 数据来源与研究方法

      2.1 研究对象及数据来源

      根据开发区设立的标准，开发区分为经济技术开发区、高新技术产业开发区、保税区、出口加工区和边境经济合作区，考虑到数据资料的收集难度和研究对象的相对集中，本研究主要以经济技术开发区为研究对象，经济技术开发区以发展制造业为主，基本能够反映中国制造业的发展脉络。

      基础数据主要来源于国家商务部公布的开发区名录和各类开发区网站，数据属性信息包括开发区名称、地址、成立年份、主导产业、核定面积等特征数据，选定98家国家级经济技术开发区和621家省级经济技术开发区共719家经济技术开发区(图1)。将每个经济技术开发区看作空间上的一个点，借助Google Earth软件，利用地址信息对每个经济技术开发区进行空间化处理，得到中国东部沿海地区经济技术开发区空间数据库。

      2.2 研究方法

      2.2.1 多距离空间聚类分析(Ripley K函数)点状地物的分布模式可能随着空间尺度的变化而改变[20]。在小尺度下可能呈现出集群分布，而在大尺度下有可能为随机分布和均匀分布，Ripley K函数(Ripley's K function)可以分析任意尺度的点属性空间分布格局，成为分析点状属性的最常用的方法[21]。Ripley K函数是点密度距离函数，其按照一定半径距离的搜索范围来统计点数量[22]。运用Ripley K函数，将每个经济技术开发区看作区域的点，根据点坐标绘制成点状图，并以此为基础分析经济技术开发区的空间分布格局。计算公式如下：

      

      式中：i，j=1，2，…n；i≠j，n为研究区域内经济技术开发区数量；A为研究区域面积；d为距离尺度；

为在距离范围内经济技术开发区i与开发区j之间的距离。如果假设研究对象在空间是随机分布的话，L(d)的期望值等于0。L(d)与距离d的关系图可以用于验证依赖于尺度d的经济技术开发区的空间分布格局。L(d)＞0表示经济技术开发区空间集聚分布；当L(d)＜0表示经济技术开发区呈现扩散分布的趋势；L(d)=0表示开发区呈现随机分布的趋势。L(d)的置信区间采用Monte Carlo方法求得。当经济技术开发区分布格局为聚集分布时，可以得到聚集强度和聚集规模等统计信息。其中偏离置信区间的最大值，即L(d)的第一个峰值，可用来度量聚集强度，而L(d)值第一个峰值所对应的d值用来度量聚集规模。

      

      图1 东部沿海地区经济技术开发区分布图

      Fig.1 Distribution of economic technological development areas in eastern coastal China

      2.2.2 核密度估计法 核密度估计法能够利用数据样本本身的空间属性研究空间数据分布特征[23]，适合于用可视化方法表示空间点模式该方法通过考察规则区域中的点密度的空间变化来研究点的分布特征[24-25]。Kernel密度估算方法在地理要素空间分布特征研究中得到了较多的应用，它能够直观、简洁地反映出空间集聚区域[26-28]。采用此方法将各东部沿海地区经济技术开发区抽象为“点”，对东部沿海开发区的空间分布及集聚的情况进行定量研究。以等值线表示开发区分布的空间变化趋势，核密度值越高就意味着开发区空间上就越集聚。

      采用4次多项式核函数来估计，设p处的密度为

，其估计值为

，具体形式为：

      

      式中：p为待估计点的位置；

为落在以p为圆心；h为半径的圆形范围内的第i个企业的位置；h代表步长，即以p为源点的曲面在空间上延展的宽度，h值的选择会影响到分布密度估计的平滑程度，在具体应用中，h的取值是有弹性的，需要根据不同的h值进行试验。

      3 空间集聚特征

      3.1 经济技术开发区空间集聚特征显著，集聚水平增强

      中国经济技术开发区经历了改革开放后的初期尝试发展阶段、到1996年后的中期快速发展阶段以及2006年以来的后期转型升级发展阶段。为了分析东部沿海经济技术开发区的空间分布特征及演变规律，根据东部地区经济技术开发区的发展历程，文章选择1996年、2001年、2006年和2013年4个时间节点分别探讨东部沿海地区开发区空间集聚的演变规律。采用核密度估计法对东部沿海地区的开发区进行空间分布分析，得到四个节点的空间集聚分布图(图2)，总体上分析，开发区呈现出显著的空间集聚分布特征，但部分区域表现出显著的空间转移趋势。从空间演变趋势分析，1996年以来，虽然国家在2001年和2006年先后采取了严厉的土地制度来控制开发区的“圈地运动”，但是开发区的扩张并没有得到有效控制，开发区在空间上呈现出从“多中心”向“单中心”集聚的演变趋势，空间集聚程度显著增强，“发展经济”的思想无疑是造成地方政府无序发展的重要因素之一。1996年，开发区集中分布在苏南、上海、天津和济南等地，之后开发区向上海、天津等地集聚，到2013年形成了东部以上海、天津、海西为核心的开发区集聚区。分区域来看，环渤海地区向天津集聚趋势增强，从“双核心”到“单核心”转变；长三角地区逐步从以苏南、杭州和上海为核心的“三核心”向“双核心”演变，再向以上海为中心的“单中心”集聚演变趋势；海西地区也从原来的分散式布局逐步向海岸线集聚，形成了特征显著的海西经济技术开发区集聚带。除了以上集聚特征外，山东和苏北演变为以空间扩散和转移为特征的空间格局，呈现出从沿海集聚逐步向西部内陆地区扩散的变化趋势，该趋势在2006-2013年期间尤其显著，这与该期间中国以投资拉动经济增长的发展模式有着较大的关系。开发区作为重要的融资平台，特别是“一揽子”的刺激计划加剧了开发区的扩张速度，虽然在短期内带动了地方经济的增长，但这也导致地方虚假经济扩张的风险增大。

      3.2 集聚强度和规模分析

      通过Crimestat软件中的Ripley'K函数功能，对1996-2013年东部沿海经济技术开发区进行多距离空间聚类统计分析(图3)。结果显示L(d)指数一直大于零，并且显著高于随机分布模拟的最大值，全部通过显著性检验，表明在0～700 km之间的空间尺度下，经济开发区空间分布格局集聚显著。具体来看，东部沿海地区经济技术开发区在4个时间节点上的L(d)曲线变化趋势基本一致，呈现出先增长后缓慢下降的倒“U”型集聚特征，但是其达到峰值的空间距离差异较为显著，分别为289 km，276 km，275 km和325 km，相应的L(d)峰值分别为177、164、157、193(表1)。模拟结果表明，沿海地区开发区空间集聚规模和强度发生着显著变化，呈现出先降低后快速提高的趋势；东部沿海开发区空间集聚范围扩大，同时集聚程度没有降低，反而是随着集聚范围的扩张其集聚程度也进一步加强。深入分析发现，集聚规模经过1996-2006年的缓慢缩小后到2013年快速扩大、说明1996-2006年开发区表现出集聚特征的空间缩小，这与国家整顿措施对开发区数量扩张的约束作用有一定关系，但用地规模控制效果不是特别显著；特别是一些地区采取的“捆绑”开发，形成的“一区多园”模式表面上隐藏了开发区的快速扩张。从2006-2013年，开发区在更大的空间尺度上表现出集聚特征，该时期积极的投资政策对开发区的发展起到了巨大的推动作用，呈现出开发区“遍地开花”的发展形势，这也是造成集聚强度增强反而集聚范围还在扩大这一现象的主要原因。集聚强度的变化规律与集聚规模变化相似，到2013年开发区集聚强度达到最高值。开发区的建设经历了自2000年以来普遍建设开发区后，开始呈现出进一步向集聚区集聚发展的趋势。

      

      图2 东部沿海地区经济技术开发区空间核密度分析

      Fig.2 Kernel density analysis of ETDA in eastern coastal China

      3.3 分集聚区域差异性特征分析

      通过核密度估计分析，根据开发区的空间集聚特征，将东部沿海开发区密集集中的区域划分为4个集聚区，在这些集聚区内部开发区具有显著的差异化特征。为了在更小的尺度下分析开发区集聚特征、集聚强度和集聚规模，运用Crimestat软件分别对环渤海、长三角、海西和珠三角4个区域的开发区进行Ripley'K统计分析(图4)。分析结果显示各区域开发区集聚程度均高于随机分布的最大值，4个区域全部通过显著性检验，说明4个区域的开发区空间分布集聚特征显著。具体来看，4个区域的开发区集聚强度和集聚规模存在明显的差异性。环渤海、长三角、海西和南部沿海4个区域L(d)达到峰值的距离分别为128 km、162 km、86 km和123 km，相应的L(d)峰值分别为50、42、16和45。分析结果表明，集聚规模和集聚强度存在明显差异，集聚规模较大的区域集聚强度反而较小。在4个区域中，长三角地区集聚规模最大，是海西地区的近2倍，而环渤海地区和南部沿海地区集聚规模相差不大。从集聚强度来看，环渤海地区集聚强度最大，海西地区最小。长三角地区开发区的集聚范围较大，而环渤海和南部沿海地区开发区分布更为集聚，海西地区初步形成了沿海岸线布局的开发区分布带，但其集聚强度比较低。这种开发区的空间集聚差异与该地区经济发展阶段是相一致的，经济发展水平较高的长三角地区开发区主要向质量效益提升方向发展，而处于经济中期阶段的环渤海和南部沿海则面临着外延粗放扩张的困境，处于初期阶段的海西地区则应避免出现数量与规模的扩张。

      

      3.4 沿海开发区主导产业空间分布特征

      根据各个开发区产业发展规划和具体产业发展现状，对沿海719个开发区的主导产业进行了梳理，选择产业规模位列前三位的产业作为主导产业(表2)。根据产业特征对所涉及的行业进行了归类和划分，共划分为11个行业。其中将农副产品加工、食品制造业和饮料制造业归为食品行业(202家)；纺织业、纺织服装鞋帽制造业、皮革毛皮羽毛及其制造业归为纺织服装业(262家)；木材加工、家具制造业归为木材家具制造业(44家)；石油加工和化学原料及化学制品制造业归为化工行业(151家)；黑色金属、有色金属冶炼及压延加工业归为金属加工业(83家)；通用设备、专用设备、交通设备和电器机械制造业归为装备制造业(461家)；通信设备、计算机和仪器仪表归为通信电子制造业(221家)；橡胶制品和塑料制品归为塑胶行业(30家)；医药制品(129家)和建材行业(95家)分别单独作为一类。从每个行业所占的比重来看，东部沿海开发区以装备制造业、纺织服装业、通信电子、食品行业、石油化工等5大类产业为主，比重均超过20%；其中装备制造业最高，达到了64.12%。

      

      图3 东部沿海地区开发区Ripley L(d)指数分析

      Fig.3 Ripley L(d)index analysis of ETDA for eastern coastal China

      

      图4 东部沿海地区各集聚区Ripley L(d)指数(2013年)

      Fig.4 Ripley L(d)index of different agglomeration areas in eastern coastal China in 2013

      

      

      图5 东部沿海地区各类型产业开发区的空间分布

      Fig.5 The spatial distribution of ETDA of each industry in eastern coastal China

      经济技术开发区主要是以技术密集型产业的发展为主导方向，但是由于各地区发展条件不同其产业发展模式也存在较大差异。为了进一步分析开发区主导产业的发展特征，反映产业的布局形态，本文根据产业发展过程中的投入要素的使用重要程度进行分类。按照产业对要素的依赖程度，将产业划分为劳动密集型、资本密集型和技术密集型。根据以上对开发区主导产业的梳理，本文将食品行业、纺织服装、木材家具、造纸印刷归为劳动密集型产业；将石化产业、建材行业、金属冶炼和塑胶制造归为资本密集型产业；将装备制造业、通信电子和医药制造划分为技术密集型产业。在ArcGIS中应用属性数据查询工具得到三种类型产业的属性数据库，分别对其进行核密度分析，得到其空间分布格局(图5)。可以看出整体上呈现出小集聚大分散的分布格局。以劳动密集型产业为主导产业的经济技术开发区共有425家，占59%，主要分布在山东(118家)、长三角地区(126家)和海西经济带(34家)，占劳动密集型开发区的比重分别为28%、30%和8%，形成了以潍坊、济宁、杭州、嘉兴、上海、莆田和泉州为核心的开发区集聚区域；以资本密集型产业为主导产业的经济技术开发区共有188家，占开发区总量26.15%，形成了以天津和东营为核心的环渤海集聚带以及以南通和宁波为核心的“沿江沿湾”的集聚带，占资本密集型开发区的比重分别为35%和22%。发展技术密集型产业开发区共有573家，占开发区总量的80%，主要分布在京津、山东、苏南、浙江北部、海西和珠三角地区，形成了以天津和上海为核心的集聚区，占比分别为9%和23%(表3)。各类行业开发区在空间上的高度集聚直接反映了开发区的产业高度同质化问题，以长三角“沿江沿湾”地区为例，开发区产业结构十分相似，均是电子与信息、生物医药、化工等产业。相似的产业结构将造成招商引资上的过度竞争，进而导致区域发展不协调和大量土地资源的浪费。

      

      4 结论与讨论

      经济技术开发区是中国经济增长关键节点，也是产业发展的重要载体，对于促进区域经济发展起到了有力支撑，但是目前面临着空间布局无序，产业同质化等问题。本文通过收集整理东部沿海地区国家级和省级经济技术开发区基础数据，采用GIS空间分析技术，研究分析1996-2013年间中国东部沿海地区经济技术开发区的空间格局演变规律以及产业集聚特征，为开发区空间结构的优化整合提供参考。研究结果表明：

      (1)开发区呈现出显著的空间集聚分布特征，集聚程度增强，部分区域出现显著的空间转移特征。总体上沿海地区开发区空间分布格局呈现出由“多中心集聚”向区域“单中心集聚”的演变规律。开发区对地方经济的巨大推动作用正是地方无序扩建新建开发区的重要动力，其中环渤海地区和长三角地区变化趋势最为显著，都呈现出从“多中心”向“单中心”演变。在金融危机之后，国家实施积极的投资拉动经济增长计划更是加剧了开发区的无序扩张，这对该时期从工业化初级阶段向中级阶段转变的山东、苏北和海西等地区具有显著影响，均呈现出大范围的空间扩张态势，海西地区迅速向海西沿岸集聚，形成海西经济技术开发区集聚带，山东和苏北地区则表现出逐步向西部内陆地区扩散趋势。

      (2)开发区在0～700 km之间的空间尺度下空间分布格局集聚显著，在1996年、2001年、2006年和2013年4个时间节点上的变化趋势基本一致，呈现出先增长后缓慢降低的倒“U”型集聚特征，但是在达到峰值的空间范围差异较为显著。开发区空间集聚规模和强度呈现出先降低后快速提高的趋势，这与国家开发区整顿措施与积极投资政策具有较强的关联性，这也是开发区集聚强度增强反而集聚范围也在扩大的主要原因，同时“一区多园”这种粗放的整合模式将对地方的转型升级和内涵式增长带来巨大风险。

      (3)环渤海地区、长三角地区、海西地区和南部沿海地区四个区域的集聚规模和集聚强度存在明显的差异，集聚规模最大的区域集聚强度却较小，开发区的集聚差异与经济发展水平具有较高一致性。近年来长三角地区实施的开发区升级计划改善了开发区的过度扩张，开发区的空间效益得到有效提升；环渤海地区集聚强度最大，海西地区最小，环渤海地区和南部沿海将面临着数量和用地规模的粗放式扩张风险，注重软环境建设和精细化化开发不但是环渤海和南部沿海开发区升级的要求，也将是海西地区的未来的发展方向。

      (4)东部沿海开发区主要发展产业为装备制造业、纺织服装业、通信电子、食品行业、石油化工共五大类行业，各类型产业呈现出小集聚大分散的分布格局。劳动密集型行业形成了以潍坊、济宁和嘉兴为中心的集聚区；资本密集型行业形成了以天津和东营为核心的环渤海集聚带以及以南通和宁波为核心的“沿江沿湾”的集聚带。技术密集型产业主要分布在京津、山东、苏南、浙江北部、海西和珠三角地区，形成了以天津和上海为核心的集聚区。这种显著集聚的分布格局直接反映了开发区产业的同质化问题，这将导致产业的区域不协调和土地效益的降低，进而影响地方产业的转型升级。

      开发区的空间布局和开发秩序问题已经成为开发区发展面临的现实问题，有序发展和合理布局对于中国经济和产业的健康和持续发展具有重要的意义。从各地区的发展情况分析，开发区的无序无度开发是造成空间结构变化的主要原因，这种开发区态势必然会造成土地资源的浪费，经济效益低下，产业带动力不强等问题。作为城镇化过程中的重要载体，开发区的建设与城镇化紧密相连。在中国实施新型城镇化发展战略的背景下，必将出现新一轮的开发区热潮，但与过去的开发区扩张不同，未来将面临对已有和新建开发区优化升级的双重压力。同时，“先行规划”和“筑巢引凤”是开发区的最大特点，如果开发区的扩张速度和产业集聚速度形成过大差距，必将造成空间资源浪费和综合效益的下滑，因此，开发区的布局优化与产业的快速集聚和升级将有效改善开发区持续蔓延的扩张趋势。因此下一步的研究需要从4个方面进行：①深入分析开发区空间集聚的合理规模和数量来优化开发区的发展秩序，整顿开发区这种“遍地开花”的扩张趋势；②研究开发区主导产业定位和产业集聚机制，优化产业结构和布局，促进开发区之间形成良好的专业化分工的协作关系，避免开发区同质化竞争。③研究开发区淘汰和重组的评价机制，从土地集约利用、经济带动、社会影响和环境保护等方面评定开发区的综合效益。④开发区空间布局的动力机制研究，影响开发区布局的因素有很多，动力机制研究对合理调控开发区空间结构具有重要的指导意义。

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