效率与平衡视角下京津冀城市群产业发展水平测度

随着基础设施不断完善、信息技术不断发展，不同地区的经济联系更加紧密，区域经济发展的空间组织结构也在发生深刻变化，城市因为集聚作用结合在一起成为城市发展的高级形式，是一种区域发展形态的变化趋势[1]。然而，以发展集聚经济为主的城市群虽然已成为中国新的增长极，但是空间效率和空间平衡一直是影响区域空间格局的两难选择[2]。如何评价京津冀城市群产业空间效率和空间平衡问题？京津冀城市群产业空间效率和空间平衡现状如何？上述问题的答案对于解决京津冀城市群产业发展面临的困境和城市群发展政策制定具有重要意义。

1 文献综述

关于京津冀地区发展效率的文献较多，分别从区域产业结构、地区要素禀赋、区域间要素流动、中心城市辐射等角度对京津冀发展过程中遇到的障碍以及如何提升区域经济发展效率等问题展开。刘作丽、贺灿飞[3]对京津冀产业结构进行分析发现，北京-天津-廊坊和唐山-邯郸-邢台的同构性比较严重；马宇博、裴桂芬[4]根据京津冀城市群全要素生产率测度结果，提出促进区域创新格局形成的发展对策；戴宏伟[5]通过构建相应的指标体系对京津冀城市群竞争力进行测度，结果显示，京津冀城市群竞争力低于长三角城市群；周立群、江霈[6]对比京津冀地区和长三角地区的产业结构发现，虽然京津冀地区产业同构水平低于长三角地区，但是由于产业种类的原因，对京津冀协同发展造成阻碍；徐永利[7]主要从河北自身产业发展现状出发，认为河北地区并不适合承接京津地区转移产业，而是应该依据自身禀赋优势对已有产业进行转型升级；郭淑芬、李晓琪和阎晓[8]通过对产业转移类型、产业承接需求等方面的分析，发现相对于河北来说，山西具有更强的产业承载能力。

涉及京津冀发展平衡的文献相对较少，内容也大多集中在区域一体化发展和利益协调方面。周靖祥[9]深入解析中国发展不平衡的运行机制，在评价体系中纳入党和国家治理主体，发现社会经济具有较明显的跨时不平衡、不确定和动态复杂性；朱晓青、寇静[10]对京津冀产业发展存在的主要问题进行了梳理和分析，认为京津冀城市群产业发展水平低、分布不平衡；王海涛[11]认为，产业同构性较强是促进区域平衡发展，推进京津冀一体化进程的结构性障碍；孙久文、姚鹏[12]认为，主体间利益协调和区域间要素流动是促进京津冀产业平衡发展的核心问题；徐达松[13]从财税方面给出了促进京津冀产业协同发展的政策建议。

关于产业测度方法，赵勇等(2012)借鉴Duranton & Puga[14]的城市功能专业化概念，对中国十大城市群进行分工测度；张冀新、胡维丽[15]从创新体系的四维度和价值传输的三环节构建评价体系，运用威弗组合指数评价8地创新能力均衡发展水平；齐晶晶[16]运用神经网络算法对我国十大城市群的平衡水平进行了评价，并给出相应的对策建议；朱尔茜、刘嘉玮[17]运用数据包络分析法，评价文化金融服务体系效率水平；李娟娟等[18]运用热力学原理对产业平衡有序发展进行了模拟；尹征、卢明华[19]运用灰色关联度方法对京津冀地区产业分工变化进行了测度；黄海霞与张治河[20]、齐喆和张贵祥[21]运用数据包络分析方法，分别对京津地区的战略新兴产业和交通承载力进行了研究。

通过文献梳理发现，现有文献以问题导向为主，对京津冀发展过程中出现的问题进行深层次剖析并提出相关政策建议。城市群层面的量化分析和评价尚处于起步阶段，一些文献沿用产业分布或生产效率等相关测度方法，通过构建相应的指标体系对产业发展水平进行测度。还有一些文献引入机器学习相关方法，但是缺少明确的经济含义，从而导致评价结果比较简单、片面、主观性较强且缺少逻辑自洽，导致城市群发展过程中出现盲目性，政策制定缺乏针对性。本文在前人研究基础上，以结果为导向，从体量差距和结构差异两个方面测度城市间的竞争关系，进而对城市群产业发展效率和平衡水平进行评价，拟在以下3个方面有所贡献：①基于效率和平衡视角，构建新的城市群产业发展水平测度方法；②对京津冀城市群产业发展效率与平衡进行测度；③从产业分工水平视角对评价结果进行佐证，确保评价结果逻辑自洽。接下来的结构安排如下: 第二部分为测度方法与数据选择，对测度方法进行介绍并对采用的数据和系数进行说明；第三部分为测度结果，对城市群产业发展效率与平衡水平进行测度和分析；第四部分为进一步讨论，对产业分工水平进行测度分析并对城市竞争压力的可信性进行检验；第五部分得出结论与政策建议。

2 测度方法与数据选择

2.1 测度方法

效率和平衡研究以城市间竞争为逻辑起点，本文通过分析不同城市间的竞争关系，构造方程式计算每个城市对其它城市产生的压力和来自其它城市的压力，然后通过计算两者比值得出每个城市在城市群中的效率水平，最后计算城市群内效率水平的基尼系数并对城市群平衡水平进行评价。

(1)构造竞争压力方程。城市在发展过程中面临的竞争压力主要分为两种：一种压力来源于产业在动态发展过程中结构差异不断缩小的共同趋势(塞风、朱明春，1990)，本文通过构造产业结构向量，利用产业结构向量夹角代表产业结构的相似程度；另一种压力来源于产业过度集聚，产业过度集聚造成的“虹吸效应”使不同城市体量差异扩大。本文对引力模型进行修正，引力模型具体是指一国向另一国的贸易流动主要取决于GDP测量的国家经济规模和两国间的地理距离。基于上述分析，构造城市竞争压力测度方程(1)。

其中，VieA,B表示城市CA对城市CB造成的竞争压力，A和B分别表示城市CA、城市CB的产业结构向量，TcA、TcB表示城市CA、城市CB的产业总体量，Dis(d)z表示两地的距离函数，pie=3.14 。对于式(1)中不同部分的解释如下：①

代表引力模型修正部分，但是城市竞争压力不同于两地贸易，城市CA对城市CB的影响力和CB城市对城市CA的影响力是不同的，即受到的竞争压力与自身体量成反比，与对比城市体量成正比，故体量关系用

表示而非TcA*TcB。由于

的取值范围为[0,+ width=11,height=8,dpi=110

]，通过

标准化为[0,1]；②

表示两地产业结构向量的余弦夹角，产业结构越类似，两地产业结构夹角越小，即两地竞争压力越大；③城市竞争压力是由

和

两部分组成的，参数m代表结构在评价过程中不同部分的比重，可以通过m的变动调节评价过程中的侧重点。

(2)构造产业结构向量，本文在测度过程中赋予不同产业相同的权重，即在产业结构向量构造过程中，借鉴赵勇等(2012)、原倩[22]的变量选取方法，将从业人数作为自变量进行评价，本文将城市中某一产业的从业人数在城市群中该产业从业总人数的占比纳入结构向量。

(3)测度城市竞争压力水平。根据帕累托法则，对某个城市面临其它城市的竞争压力从大到小排列，前20%城市竞争压力的均值可视为该城市竞争压力水平。测度过程中，本文赋予每个城市平等的发展权，城市群竞争压力水平即为城市群内各城市竞争压力的均值。

(4)测度城市群效率水平。通过城市群内其它城市造成的竞争压力比除以来自其它城市的竞争压力，测得每个城市的效率水平，如式(2)所示。

其中，PT表示某城市的效率水平，OP表示该城市对其它城市造成的压力，MP表示该城市受到来自其它城市的压力。当一个城市的效率水平PT>1时，该城市对其它城市造成的竞争压力大于后者对其造成的竞争压力，表明该城市在某个和多个产业中拥有相对较高的生产效率，城市群效率值可用城市群内各城市的均值表示。

(5)计算城市群中各个城市的平衡发展水平。当城市群中一个或几个城市效率水平过高时，会造成产业过度聚集，产生虹吸效应造成城市两极分化，不利于城市群健康发展。因此，可以将城市群效率水平的基尼系数作为平衡水平评价指标。

2.2 数据选择

(1)京津冀是中国经济增长的重要引擎，但是其在发展过程中也遇到了很多问题，通过分析京津冀城市群发展现状及优劣势，可以为探索中国区域经济增长、城市群发展模式提供依据。本文选取评价对象为北京、天津、保定、唐山、廊坊、沧州、秦皇岛、石家庄、承德、邯郸、邢台、衡水等13个目标城市。

(2)将从业人员作为评价过程中的自变量。数据来源于中国城市统计年鉴，时间跨度为2003—2017年，在此期间京津冀城市群经历了经济快速增长。在缺失值处理方面，如果连续两个年度数据均为缺失值，填补为“0”，其它情况则用前后两年均值代替，在测度过程中，利用帕累托法则也可以在一定程度上消除不确定性因素对评价结果的影响。

(3)距离测度通过百度地图开发者接口，获取各个城市政府部门坐落位置的经纬度，如式(3)所示。

D=R*arccos[cosβ1*cosβ2*cos(α1-α2)+sinβ1*sinβ2]

其中，D为两市之间的距离，R 为地球半径，长度为 6 371.393Km，A点的经纬度为(α1,β1)，B点的经纬度为(α2,β2)。

(4)测度19个行业，即公布从业人数的全部行业，包括：第一产业(农、林、牧、渔业)；第二产业：采矿业、制造业、电力、燃气及水的生产和供应业、建筑业；第三产业：交通运输、仓储及邮政业、信息传输、计算机服务和软件业、批发和零售业、住宿和餐饮业、金融业、房地产业、租赁和商业服务业、科学研究、技术服务和地质勘查业、水利、环境和公共设施管理业、居民服务和其它服务业、教育业、卫生、社会保障和社会福利业、文化、体育和娱乐业，以及公共管理和社会组织。

2.3 参数选择

在城市群发展水平评价过程中，还需要确定Dis(d)z、m两个参数。

(1)Dis(d)z的确定。通过调整参数可以发现，Dis(d)z的函数形式会对评价结果的绝对数值产生影响，城市评价结果相对数值变化影响较小，为方便计算，本文假设Dis(d)z=d。

(2)m值的确定。m值是测度城市竞争压力度的参数，测度重点偏向两个城市间的关系。城市竞争压力测度的是城市间的产业竞争关系，可将指标拆分为产业结构相似程度和产业体量差异，当一个城市产业过度集聚时，会导致资源短缺和成本上升，进一步造成拥挤效应(沈能等，2014)，这是区域间产业分布结构和分工水平偏离最优水平的重要动因，城市体量增加将直接影响产业在区域内的分工和城市发展。因此，在城市间关系测度过程中，本文认为，体量拥有比结构更重要的影响力，在基本测度方法中m的取值范围选在(0.2,0.5)这一区间。在上述范围内，均匀选取10个不同的m值进行测度，发现m的变化对各城市竞争压力位次的影响较小，因此，可不失一般性地选取m的值为0.33。

3 测度结果

3.1 效率水平分析

本文测度3种行业组合：第一种组合包含一、二、三产业的所有行业，称为分组一；第二种组合包含一、二产业的所有行业，称为分组二；第三种组合仅包含第三产业的行业，称为分组三。具体效率水平如表1所示，展示了2003—2017年各城市的均值。

总体来看，北京在3个分组中的效率水平均最高，分别为3.292、2.200、3.875，并且3个分组的效率水平均远高于排名第二的天津。天津与北京效率水平结构类似，分组三的效率水平大于分组二和分组一。效率水平排名第三的唐山，分组二的效率水平最高，为1.558。廊坊、秦皇岛、张家口、承德、邢台和衡水3个分组效率水平均值均小于1，在城市群中的竞争力较弱。其中，衡水各分组的效率水平均最低，分别为0.685、0.612和0.727，张家口在分组二的效率水平为0.850，高于分组三的效率水平0.803，意味着张家口的一二产业相对于三产业更有竞争力，表明作为生态涵养区的张家口还没有很好地完成转型。

城市竞争压力空间分布如图1所示，可以发现，相较于2003年和2010年，京津冀城市群东北部城市在2017年面临的竞争压力总体处于下降状态。其中，张家口、承德、廊坊的竞争压力在不断下降，唐山和天津面临的竞争压力总体维持在稳定的水平，仅秦皇岛的城市竞争压力有显著上升。京津冀城市群西南部城市在2017年面临的竞争压力在不断攀升。由此可以明显看出，京津冀城市群中围绕北京的城市竞争压力不断下降，意味着环首都的城市分工不断深化。但是，京津冀城市群的竞争压力向西南部转移，保定、石家庄、衡水、邢台和邯郸的竞争压力有着明显攀升。

城市群效率水平的具体变化，如表2所示，3个分组在2004年达到极值之后，出现了大幅下降。分组二的下降幅度最大，从最高的1.146下降到1.060，下降幅度为7.5%，在2012年出现最低点。分组一和分组三均在下跌第二年后出现较大反弹，随后维持在相对稳定的水平，最低点均在2006年出现。从城市层面看，分组一中，2003-2017年京津冀城市群效率水平均大于1的城市包括北京、天津、唐山、石家庄、邯郸和保定，2006-2008年沧州效率水平大于1，随后出现下降，从最高2008年的1.015下降到2013年的0.936。分组二中，2003-2017年效率水平均大于1的城市包括北京、天津、保定、唐山和邯郸，2005-2015年沧州效率水平持续处于大于1的水平，2003-2010年石家庄处于大于1的水平，而张家口仅在2012年处于大于1的水平。分组三中，效率水平均大于1的城市相对固定，包括北京、天津、石家庄、唐山和保定5个城市。

3.2 平衡水平分析

京津冀城市群平衡发展水平可通过计算3个分组产业效率水平的基尼系数得到，具体见表3。由表3可以发现，分组二的平衡水平最低，2003-2017年均值为0.217，分组三的平衡水平相对较高，年均值为0.270，分组一的年均值介于分组二和分组三之间，到为0.251。从变化趋势看，2003-2004年分组一和分组三经历了小幅上涨，而分组二维持在相对稳定的水平。2005-2006年3个分组同时经历了快速下跌，之后分组一和分组三的平衡水平缓慢上升，分别从0.238和0.204上升到0.251与0.210，2006-2011年分组二的平衡水平维持在稳定状态，但2011-2012年再次下跌，达到最小值0.271。由此可以发现，自2006年以来，政府针对京津冀城市群出台了一系列政策措施，第三产业的平衡水平总体一直维持在相对稳定的水平上。换言之，京津冀城市群协同发展政策并没有很好地解决城市群发展不平衡问题。

4 进一步讨论

4.1 对结果的进一步验证

效率和平衡分析主要围绕竞争压力水平展开，接下来本文从分工协作角度对竞争压力水平进行佐证。城市竞争压力水平和产业分工水平存在内在经济联系，当产业分工水平降低时，必然导致不同城市间的结构相似程度提升，体现为产业集聚水平较低，城市间的竞争压力上升，反之亦然。因此，城市竞争压力和产业分工水平总体上呈现出负相关关系。本文通过以下3个步骤对产业分工水平进行测度并对竞争压力水平进行验证。

(1)构造产业分工水平测度方程。城市某一产业分工水平不仅受该城市内其它产业的影响，还受其它城市内该产业的影响。对于该城市内其它产业影响的测度，本文引入产业单位向量，该产业单位向量中仅该产业的位置为“1”，其余位置均为“0”。该城市产业结构向量通过和产业单位向量求夹角，测得该产业在该城市中的专注程度。对于城市群内其它城市对该产业的影响测度，采用该城市中该产业在城市群中该产业的占比表示，比值越大意味着效率水平越高，价值链分享能力越强。因此，构造分工水平测度公式(4)。

其中，DirAj表示城市A的j产业分工水平，为城市CA的产业结构向量，j表示产业Ij的单位向量，TcAj表示j产业在CA的产业体量，TcTj表示j产业在整个城市群的产业体量。对于式(4)中不同参数的解析如下：①

表示A与产业Ij的向量夹角，夹角越小，城市产业专注于某一产业的程度越高；②

表示修正系数，Ij产业占比越大，夹角修正越小，参与分工程度越高；③n代表评价过程中产业结构相似程度的权重。产业分工水平强调的是产业在各城市的分工水平，目前很多文献都是从结构入手对城市群进行分析[23]，虽然该指标主要探讨结构问题，但是由于非中心城市产业体量太小，导致竞争力较弱，同样意味着分工水平较低。因此，在进一步验证方法中，设定n的取值介于(0.5,0.8)之间，在上述范围内均匀选取10个不同的n值，测度结果均符合预期，可不失一般性地选取n值为0.66。

(2)测度城市群分工水平。城市结构向量构造方法同城市竞争压力测度中的构造方法相同，依据帕累托法则对某个产业在不同城市的分工水平从大到小进行排列，取前20%城市分工水平的均值作为该产业在城市群中的分工水平。本文假设所有产业具有相同的权重，城市群分工水平采用所有产业的均值表示。

(3)因为效率水平和平衡水平是由城市竞争压力水平计算得出的，本文通过验证城市竞争压力水平与城市群产业分工水平的变化趋势是否呈负相关关系，对竞争压力水平的有效性进行佐证。首先对城市竞争压力水平和城市群分工水平求一阶差分，结果符号代表两列数据的变化方向，然后对同一年度的差分结果相乘，当符号为正代表该年度两个指标成正比，负号代表该年度两个指标成反比。

4.2 进一步验证结果分析

由于分组一中涵盖了分组二和分组三的行业，本文仅对京津冀城市群分组一的竞争压力水平和产业分工水平求差分的积，结果如表4所示。

求差分的积得到的14个结果中，有4个为正数，10个为负数，即71%的年份均呈现负相关关系。其中，2005—2006年、2011—2012年和2014—2016年呈现正相关关系。通过整理京津冀城市群相关资料可以发现，2011年3月14日颁布了国家“十二五”规划，提出打造“首都经济圈”，随后天津和河北政府出台多项政策配合北京产业转移。2015年3月23日，政府完成京津冀协同发展顶层设计，并审议通过了《京津冀协同发展规划纲要》。2005-2006年没有关于京津冀城市群发展政策文件发布，但是通过进一步挖掘数据发现，天津城市竞争压力水平明显上升，变化幅度最大，北京次之，其它城市变化幅度较小，变化主要发生在天津。对天津市相关资料进行整理发现，2005年政府制定了《天津市城市总体规划(2005—2020)》，开始对滨海新区的规划，2006年滨海新区获批国家综合配套改革试验区。由此可以看出，在城市竞争压力和产业分工水平呈现正相关的年份，京津冀城市群内均存在国家层面的决策部署，推动城市群内产业转移。在产业转移初期，北京市与其它城市体量差距逐渐缩小，面临更大的城市竞争压力。同时，由于产业结构差异愈加明显，城市群内产业分工水平随之上升，导致两个指标呈现正相关关系。综上可以发现，产业分工水平和城市竞争压力水平在没有外力的情况下呈现负相关关系，当有外力改变城市群分工结构和体量差异时，两者会呈现正相关关系。因此，本文认为，城市竞争压力水平测度结果是可信的。

从19个行业在不同城市群分工水平的排名和大小两个方面进行分析，计算2003-2017年分工水平均值，见表5。

京津冀城市群分工水平排名较低的3个行业是制造业，文化、体育和娱乐业，居民服务和其它服务业，分工水平分别为0.194、0.199和0.202。分工水平较高的行业有水利、环境和公共设施管理业，农林牧渔业，电力、煤气及水生产供应业，分工水平分别为0.398、0.306和0.294，其它行业的分工水平分布在0.200～0.260之间。从当前产业分工水平看，京津冀城市群产业分工布局有待优化，制造业、金融业等具有较强集聚效应的产业分工水平较低，从而导致企业生产低效率。水利、环境和公共设施管理业，电力、煤气及水生产供应业等公共服务性行业分工水平较高，从而导致公共服务不平衡。总体保持不变的产业有7个，包括教育，卫生、社会保险和社会福利业，农林牧渔业，采掘业，信息传输、计算机服务和软件业，租赁和商业服务业，水利、环境和公共设施管理业。分工水平上升的行业有8个，包括文化、体育和娱乐业，电力、煤气及水生产供应业，建筑业，交通运输、仓储及邮政业，住宿、餐饮业、居民服务和其它服务业，科研、技术服务和地质勘查业。分工水平下降的行业仅有5个，分别为公共管理和社会组织，以及制造业、批发和零售业、金融业、房地产。结果表明，京津冀城市群部分产业结构正不断优化，如部分公共服务业、金融业等产业在区域内分布更加均匀，但是制造业的区域分工出现了一定程度的恶化，教育文娱等产业在城市群内的分布也更加失衡。

5 结论与对策建议

5.1 结论

在城市群发展过程中，政府宏观管控至关重要，只有根据区域具体情况制定发展方针，才能促进城市群健康发展。因此，本文政策含义十分明确。目前，京津冀城市群平衡水平较低，并且长时间内维持在稳定的水平，中心城市北京的产业效率水平过高，导致资源过度集聚。从具体行业看，分工水平较高的行业偏重公共服务业，教育资源在京津冀地区的分工水平较高，意味着教育资源分配不均，不利于城市群可持续发展，同时制造业等第二产业的分工水平较低。从变化趋势看，不同产业的变化趋势出现分化，并没有呈现出总体向好的趋势。从城市竞争压力空间分布看，虽然环北京城市竞争压力不断下降，城市分工逐渐清晰明朗，但仍可见竞争压力明显向京津冀城市群的西南方向转移。

5.2 建议

总体来看，京津冀城市群产业布局不太合理，基础设施不够完善。因此，政府应发挥更加重要的作用，并在管控过程中着重从以下几个方面入手：①优化区域内产业分布，政府应主动引导不同城市内产业集群形成，特别是制造业集群，进一步加强具有禀赋优势的产业培育，在产业转移过程中，对于第一产业、第二产业加大保护和补贴力度，防止企业外流；②在继续深化环北京城市产业分工协作的同时，促进京津冀城市群内西南部城市产业分工协作，减轻区域内城市间的竞争压力；③保障基本公共资源在不同城市间均等化，加大教育和科研投入力度，提升技术人才吸引力，促进教育资源公平分配，提供更多人才储备，从而提升产业集群发展动力和企业活力；④更加关注城市群内的平衡问题，在产业转移的同时，确保价值链共享，避免出现承接污染产业后环境治理补偿不到位、产业附加值过低的现象；⑤加大非中心基础设施建设投资力度，提升产业承载力，形成具有相对竞争优势的产业集群，鼓励非中心城市参与价值链分享，从而促进非中心城市发展，缩小区域差距。

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