基于主成分分析与引力模型的益沅桃城镇群经济发展研究

宁启蒙，欧阳海燕，汤放华

（1. 湖南城市学院 建筑与城市规划学院，湖南 益阳 413000；2. 湖南工艺美术职业学院 环境艺术设计系，湖南 益阳 413000）

益沅桃城镇群是湖南省湘西北地区的重要区域，处于全省“一核三极四带”城市化战略格局中环洞庭湖经济带与长株潭核心增长极西延的汇集点。2016年初，《湖南省国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》提出“建设高效一体城市群，积极推进长株潭城市群带动周边衡阳、益阳等5个副中心城市，推进益阳益沅桃城镇群等区域性城市群发展”的战略思路，涵盖益阳市城区（赫山区、资阳区）、沅江市城区、桃江县城及周边乡镇的益沅桃城镇群在推进湖南省新型城镇化建设、拓展区域发展新空间中逐步显示出它的重要地位，同时，这也表明益沅桃城镇群各县区的经济发展实力和经济联系强度研究也变得越来越重要。

培育发展城镇群，机遇与挑战并存，当前我国城镇群发展出现城镇群定位不够清晰明确、空间聚集带动作用较弱、交通瓶颈制约明显、经济总量不大，产业结构不优、产业发展有待优化提升、行政壁垒等问题。国内学者为推动我国城镇群建设建言献策，对城镇群经济发展展开多种形式的研究，孙晓芳等（2015年）利用空间相互作用引力、克鲁格曼指数等数理方法，比较分析山西省城镇群的各城市相互经济联系和城市之间产业分布的差异程度，总结了山西省城镇群各种空间要素的集聚效应，提出了区内城市产业分工与合作体系已经形成的结论；[1]李一曼等（2016年）用1996-2014年的相关统计数据，以浙江三大城镇群为分析对象，揭示三大城镇群的空间结构演化特征，并提出区内各市的综合经济实力和区域可达性已经得到明显提高，时空收敛效果明显，城镇间空间联系强度也逐步由弱到强转变；[2]张严铎（2015年）通过分析东北地区城镇群的基本经济情况，以信息化一体化为切入点，提出规划

使用好东北地区城镇群的森林和矿产资源及沿海、沿边地的独特城镇化区位优势，逐步实现区域城乡一体化协调发展的观点。[3]

综观上述研究，我们发现，大多数研究偏向于对城镇群的定性研究，而对城镇群的定量研究则相对缺乏。本文以SPSS23.0软件为基础，运用主成分分析法对益沅桃城市群各城镇的经济发展综合实力进行测度分析并进行排位，主成分分析也称主分量分析，旨在利用降维的思想，能将相关性很高的变量指标转化成彼此相互独立或不相关的综合变量指标，以达到解释综合模型的效果。选择主成分分析，目的在于研究益沅桃城镇群的经济发展综合情况，拟检验城镇群经济中心城镇经济实力，为更好地发挥中心城镇的产业经济辐射作用提供参考。科学合理地划分城镇经济联系是完善城镇群功能布局、实现经济一体化发展的基础，引力模型（Gravity Model）是应用广泛的空间相互作用能力模型，是用来分析和预测空间相互作用能力的数学模型，也是衡量城镇群经济联系强度大小的常见量化方法。以空间相互作用引力模型来分析经济中心城镇对周边城区的吸引力和经济辐射强度及各城镇对经济中心城镇的隶属度，目的在于为构建益沅桃城市群共享共荣新格局，实现区域的扩容提质与协调发展提供借鉴。

一、研究区概况与模型指标

（一）城镇群基本概况

益沅桃城镇群以益阳城区为核心增长极，以沅江城区和桃江城区为城市群的次核心，规划区范围包括益阳市、沅江市、桃江县及下辖的8个街道和23个乡镇，规划区共包括8个街道和23个乡镇，其中益阳市6个街道、17个乡镇，沅江2个街道，桃江6个乡镇。2015年人口总计275.62万人，约占全市人口的62.5%，占全省人口的占4.10%，规划区面积总计2 712平方公里，约占益阳市域面积的22%，城镇化率达52.90%，2015年GDP达859.53亿元，占全市的63.46%，占全省的3.0%。该区的工业园区众多，已经形成了一定的产业发展规模，此外，该区的综合成本不高，劳动力成本、土地成本相对较低，便于承接长株潭城市群及其他区域的产业转移。

（二）指标选取

为测度益沅桃城镇群区内各地区的经济发展现状，本文选取了11个指标，以反映各地区的经济发展综合实力，为了显示指标选取的合理性，本文所选部分指标均以辖区的常住人口为基准，计算人均指标。[4]-[5]选取指标如下：X1表示人均地区生产总值（元/人），X2表示人均地方财政预算内收入（元/人），X3表示人均地区工业生产总值（元/人），X4表示人均社会固定资产投资（元/人），X5表示人均利用外资（美元/人），X6表示人均社会销售品零售总额（元/人），X7表示各项贷款余额（万元），X8表示第三产业占GDP的比重（%），X9表示全年申请专利数（件），X10表示人均可支配收入（元/人），X11表示旅游综合收入（万元）。各指标的数据来源于2016年《中国城市统计年鉴》及赫山区、资阳区、沅江市、桃江县的国民经济与社会发展统计公报。

二、益沅桃城市群各城市经济发展水平

首先以SPSS23.0对获取的各类指标数据进行标准化处理（见表1），然后对标准化数据进行主成分分析，结果显示KMO检验值值0.931接近1，Bartlett球形度检验值0.00小于0.05，相关系数矩阵中数值均接近1，表明适用主成分分析法。从输出结果中从中提取出2个主成分，累计贡献率达到98.9%，通过旋转得到因子载荷矩阵。对因子载荷矩阵的分析，将主成分1定义为，城镇的经济实力与潜力因子，既反映城镇在长时间积累的经济财富，又能反映城镇在经济建设中的发展潜力，这种潜力包括政策环境、综合成本、投资环境对经济发展的促进效应。将主成分2定义为，城镇的产业结构发展因子，反映在经济发展新常态下，我国的经济发展模式与产业结构逐步发生改变，第三产业对经济增长总量的影响逐步提高，产业结构发展越高端，主成分2的得分越高。

表1 2016年益沅桃城镇群各城镇经济发展主要指标标准化统计数据

通过测算主成分得分模型、综合得分模型系数（见表2），得出得分模型，并计算各地区的经济实力得分（见表3）。[6-7]

表2 得分模型系数

表3 益沅桃城镇群经济发展主成分得分和综合得分

从表3看出，益阳市区在益沅桃城镇群中经济综合实力排名第一，其次是沅江市、桃江县，从主成分1（经济基本实力与潜力因子）看，益阳市区得分2.91远高于沅江市与桃江县，这表明益阳市区经济基本实力与潜力在城镇群中最大，从主成分2（产业结构发展因子）看，益阳市区的得分-0.9排位最末，落后于桃江县与沅江市。益阳市区是益沅桃城镇群区域的核心增长极，赫山区是益阳市政治、经济、文化中心，目前已形成电子、医药、机械、建材、大米等支柱产业，经济基础实力在益阳市内首屈一指，资阳区的电子信息、机械制造、农产品加工三大支柱产业在全省也有较高地位，益阳市区经济基础实力在区内处于绝对领先地位。而在产业结构上，益阳市区的产业结构得分相对落后，这是因为益阳市区在区域内的工业基础实力具备历史相对优势，相对稳固的发展模式使益阳市区的第二产业比重较高而第三产业发展相对落后，产业结构优化不足。而沅江市休闲旅游业、批发与零售业不断发展，目前也正着力打造南洞庭湖湿地旅游区，产业逐步优化升级，产业结构更为高端。从综合得分看，桃江县得分最低为-2.58，其余两地得分均为正，这表明桃江县因其经济基本实力和产业结构上的劣势，使其总体经济实力在城镇群中偏弱，桃江县在益沅桃城镇群中的次级中心地位有待加强。

上述研究发现，益阳市区在益沅桃城镇群中的核心地位凸显，在经济发展上具有绝对的领先优势，但益阳市区作为区域的核心增长极，其产业结构有待强化升级，经济辐射和带动作用待加强，益沅桃城镇群当前总体上呈现出中心-外围的发展态势，区域之间的经济发展实力存在较大差距，益阳市区应继续强化其经济核心作用，带动桃江县和沅江市的经济发展，提升城镇群整体经济实力层级。而沅江市与桃江县虽然经济实力总体得分落后于中心区域，但已经具备成为城镇群次级中心的潜力，未来益沅桃城镇群将有机会打造经济紧密联系的区域一体化发展综合体，进一步提升益沅桃城镇群在省内的经济地位。

三、中心城区与周边城区的社会经济联系

为测算益沅桃城镇群内部各地区的经济联系，采用引力模型分析城镇之间的空间经济作用。空间相互作用引力模型可作为衡量城镇群经济联系强度大小的量化方法，而使用经济作用强度所占比例大小（经济隶属度）来确定城镇群经济作用的主要方向，各计算公式如下：

式中，Rij表示城市经济联系强度，Pi、PJ分别表示两个城镇的总人口数量，Vi、Vj分别表示两城镇的国内生产总值，S2表示两城镇间的空间距离。Ri表示i城镇的经济作用总强度，Pi为i城镇的经济隶属度。

从表4中经济作用总强度值可以看出，益阳市区在益沅桃城镇群中经济强度最强（总强度达1 152 900），其次是沅江市（总强度值达2 555 100）和桃江县（总强度值达2 273 700），这与三区的经济实力有较强关联，表明益阳市区对城镇群各城镇的影响最大。[8-9]益阳市区对桃江新的影响最强（强度值达849 950），桃江县相对于益阳市区的经济隶属度也对应最高（达73.7%）。这是因为桃江县在地缘上靠近益阳市区，两城之间的各种资源要素能够快速传递，便于桃江县向益阳市区输送原材料、劳动力服务于益阳市区的经济建设，更有利于桃江县接受益阳市区的产业技术转移，在经济发展、生态环境保护、区域交通、基础设施和公共服务上与益阳市区深化合作，在中心地区的经济辐射作用下实现跨越式发展；而益阳市区作为城镇群经济中心，对沅江市的影响及沅江市对于益阳市区的经济隶属度均处于第二位（强度值达302 950，隶属度26.30%），这主要有两点原因：一是区位因素，益阳市府所在地位于赫山区，赫山区与长沙望城区相邻，而沅江市位于洞庭之滨，赫山区与沅江市并不邻近，影响到城镇之间的经济联系与技术交流，自然影响到引力强度；二是经济发展的独立性。沅江市自1988就已经在国务院的批准下撤县换市，虽然沅江市仍接受益阳市的管辖，接受益阳市各方面的经济辐射，但在长期的经济建设中已经形成一定的发展独立性，自身已经形成较为完善的工业体系，对经济联系强度有一定的反向作用。[10]

表4 益沅桃城镇群引力模型相关数据与强度值

总体而言，桃江县当前的经济发展实力较弱，产业单一，在益沅桃城镇群中处于相对弱势，在未来的经济发展中若能利用其与益阳市区的经济隶属强关系，不断提升发展先进技术与工艺，提升产业发展层级，进一步发展建材和竹木深加工、食品加工、先进制造配套产业和新能源产业，在城镇群中发挥更大的经济作用，扮演更加突出的次级中心角色。沅江市目前不仅经济发展实力在区内不突出，与中心地区的经济联系也不强，为加强城镇群的一体化建设，沅江市必须要以中心城区为依托，积极向南拓展，与益阳市主城区对接，构建以农产品加工、物流集散、旅游服务、生态居住为主要功能的城市核心组团，形成与益沅一体化发展的产业发展轴带，在推动经济发展中，实现与益阳中心城区的合作深化。[11]

五、结论与建议

通过上述定量分析，对益沅桃城镇群内部城镇的经济实力与经济联系有了一定的认识，可总结出几个方面：

第一，益阳中心城区是区域内的经济增长极，具有较强的经济实力与发展潜力，但其经济带动作用不强，产业结构有待优化。

第二，沅江市的产业结构在区域内处于优势地位，但其经济实力在区域内不凸显，与益阳中心城区的经济联系较差。

第三，桃江县与益阳中心城区的经济联系与互动最强，但其产业结构单一且缺乏创新潜力，经济实力在区内处于落后地位。

针对区内三城镇在经济发展、产业建设和城镇化上的问题，本文以上述实证研究为基础，提出两点建议：

（一）加强区内外城市的经济联系，促进区域经济协调发展

益沅桃城镇群增强经济联系要依靠快速交通运输体系缩短城镇间距离成本，为区域一体化发展奠定基础。其中益阳中心城区应强化其在城镇群中的辐射和主导作用，依靠快速交通体系，加快各种空间要素的集聚与扩散，同时加强与区外城市的联系，强化城镇群经济发展基础，益阳中心城区要积极对接长沙，以“东接东进”为主，加强与长沙的经济合作与技术交流；沅江市应强化与益阳市区、桃江县的的快速通道建设，依托益阳市北向交通轴线，积极向南拓展，与益阳市主城区对接，建设洞庭湖生态经济区的旅游城市；桃江县应以桃江县城和桃江经开区为核心，以产业园区的经济技术交流为基础，加强与益阳中心城市的联系，提升在城镇群中经济地位。

（二）中心城镇强化溢出效应，推动城镇群产业分工合作

益阳市区要加快转变经济发展方式，优化产业结构，调整三次产业的比例关系，积极发展现代物流、现代服务业等具有外向服务功能的第三产业，注重与区内城镇在产业选择上的协调，避免同质竞争；沅江市着力建设南洞庭湖湿地旅游区和船舶制造、水产养殖、农产品加工等基地，以益沅发展轴为基点，做强区域性次中心城市；桃江县重点加强农产品加工、竹木加工、生态旅游等产业，壮大竹产业核心基地、休闲旅游基地，实现优势产业集聚，不断提升总体经济实力，弥补经济基本实力的弱势，提高经济发展潜力。

总体而言，益沅桃城镇群就是要通过道路加强益阳市主城区与东部新区、沅江城区、桃江城区的联系，以区域交通为经济发展廊道，构建“点轴式”空间发展结构，从而形成不均衡的区域空间发展格局。在城镇化快速推进、空间结构调整的重要时期，必须确立集约发展的理念，优化城镇群产业结构，推动城镇群中心城市提升，各片区联动发展，构建新型城镇化时期区域空间协调发展的框架。为优化城镇群内部各城市之间的人流、物流、信息流之间的联系，总体部署，合理配置资源，统筹重大基础设施建设，实现区域抱团发展，提高社会经济效益，实现创新、协调、绿色、开放、共享发展。

参考文献：

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