白永亮，楊 揚

(1.中國地質大學(武漢) 經(jīng)濟管理學院；2.湖北省區(qū)域創(chuàng)新能力監(jiān)測與分析軟科學研究基地，湖北 武漢 430074)

馮·杜能在“孤立國”中把城市定義為制造業(yè)的集聚地，城市周邊均為農(nóng)業(yè)腹地，當制造業(yè)擴張到一定程度時會向城市外遷移，并有新的城市形成。城市之間通過信息、人口、交通、知識、技術、資源、資金等要素進行交流，使得城市之間相互作用，產(chǎn)生越來越緊密的空間聯(lián)系。從制造業(yè)集聚視角看，城市可以看作研究空間聯(lián)動的基本單元?；趩我坏某鞘锌臻g單元而言，制造業(yè)集聚表現(xiàn)出城市經(jīng)濟增長和城市環(huán)境污染兩個方面的集聚效應。從經(jīng)濟帶或城市群的多個城市空間單元看，城市間制造業(yè)集聚效應也仍然存在，依然可以用經(jīng)濟增長和環(huán)境污染來衡量。若把城市空間單元作為主體，城市間制造業(yè)集聚的經(jīng)濟增長與環(huán)境污染實質上就是空間外部性。

長江經(jīng)濟帶是中國新時代區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，橫跨東中西部，貫穿11個省和直轄市，涵蓋130多個城市(包括地級及以上城市、地級行政單位和部分直管市)，屬于典型的城市空間單元之間的聯(lián)動發(fā)展，承載著全國40%的人口和45%的經(jīng)濟總量，長江經(jīng)濟帶的發(fā)展對中國整體的經(jīng)濟質量起到?jīng)Q定性作用。推動長江經(jīng)濟帶戰(zhàn)略實施的根本要求是加強城市間資金、環(huán)境、交通、信息、資源和勞動力等要素的空間聯(lián)系，因此需要從理論上充分認識空間外部性，在實踐中高效發(fā)揮空間外部性的作用，來積極引導長江經(jīng)濟帶的各類空間單元間進行有效合作，不斷豐富其合作內容，探索其合作路線，深化其合作程度。

本文從城市間制造業(yè)集聚的空間外部性的兩個衡量指標——經(jīng)濟增長與環(huán)境污染入手，來探討長江經(jīng)濟帶城市間的空間外部性。從城市經(jīng)濟增長空間差異看，長江經(jīng)濟帶上中下游城市經(jīng)濟發(fā)展水平存在顯著的差異，且不均衡。就2017年人均GDP而言，最高的無錫達16.1萬元，最低的阜陽不到2萬元，區(qū)域間嚴重不均衡。這種空間差異是否會對其他城市產(chǎn)生空間外部性迫切需要進行研究。從城市環(huán)境污染空間效應上看，長江經(jīng)濟帶上中下游城市在環(huán)境保護和資源開發(fā)方面的功能和責任也存在空間差異。從制造業(yè)集聚視角看，環(huán)境污染本身存在空間的外部性，特別是針對大氣污染和水污染而言，這種空間外部性表現(xiàn)得更加明顯，長江經(jīng)濟帶污染治理攻堅戰(zhàn)實質上仍然需要上中下游空間聯(lián)動，因而，環(huán)境污染的空間外部性的識別將是深度推進污染合作治理的最關鍵問題。

綜合以上分析，長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)集聚的空間外部性識別是充分認識空間聯(lián)動的根本動力與高效開展合作的關鍵性問題，也是理順城市間合作關系的紐帶?？臻g外部性為長江經(jīng)濟帶空間聯(lián)動研究提供了新的切入點，能為如何推進長江經(jīng)濟帶空間聯(lián)動提供理論依據(jù)和政策工具。本文以長江經(jīng)濟帶130個城市的數(shù)據(jù)為基礎依據(jù)，創(chuàng)造性地運用雙變量莫蘭指數(shù)對城市產(chǎn)業(yè)集聚的空間外部性進行測算，根據(jù)空間外部性的特征對空間外部性的類型進行科學劃分，并根據(jù)空間外部性的識別結果，從空間連續(xù)性和功能互補性視角提出了如何充分利用空間外部性實現(xiàn)城市間空間聯(lián)動與合作的政策工具。

本文的學術邊際貢獻有兩點：一是，以往對產(chǎn)業(yè)集聚效應多集中在單一空間單元的研究，本文以城市為基本空間單元分析產(chǎn)業(yè)集聚在城市間的空間外部性，并創(chuàng)新性地嘗試運用制造業(yè)集聚的經(jīng)濟外部性和環(huán)境外部性來測度城市間的空間外部性。二是，運用雙變量莫蘭指數(shù)對長江經(jīng)濟帶的空間外部性進行了識別和分類，并提出空間聯(lián)動與合作的政策工具。

一、文獻綜述

(一)產(chǎn)業(yè)集聚的形成及其對城市的影響

學術界對產(chǎn)業(yè)集聚的形成機制有如下研究。首先，產(chǎn)業(yè)集聚可以看作是知識在區(qū)域間溢出的結果，同時產(chǎn)業(yè)集聚也可以通過知識溢出影響技術創(chuàng)新，Jaffe等[1]和Audretsch等[2]的研究表明了知識溢出對城市產(chǎn)業(yè)集聚具有正向影響，并解釋了知識溢出促使產(chǎn)業(yè)集聚帶來技術創(chuàng)新的機制。其次，工人對居住城市的選擇也是產(chǎn)業(yè)集聚的原因之一，Venables[3]研究認為較高生產(chǎn)率城市的形成與發(fā)展是高技能工人共同選擇的結果，較高生產(chǎn)率會導致產(chǎn)業(yè)的集聚。對生產(chǎn)率較高的城市而言，其生活成本也普遍較高，在信息不完全的條件下，高技能工人會根據(jù)價格機制來選擇生活成本和收入水平“雙高”的城市。最后，從地區(qū)產(chǎn)業(yè)的集聚類型對產(chǎn)業(yè)集聚進行解釋，劉修巖、何玉梅[4]運用工業(yè)企業(yè)數(shù)據(jù)進行面板回歸，研究發(fā)現(xiàn)了地區(qū)產(chǎn)業(yè)專業(yè)化和市場潛能對地區(qū)產(chǎn)業(yè)動態(tài)集聚有正向影響，而地區(qū)產(chǎn)業(yè)多樣化則有負向影響。

產(chǎn)業(yè)集聚的城市發(fā)展的影響可以概括為產(chǎn)業(yè)集聚對城市經(jīng)濟、環(huán)境和其他發(fā)展要素的影響。首先，產(chǎn)業(yè)集聚對城市經(jīng)濟的影響。吳豐林等[5]從三個方面分析了產(chǎn)業(yè)集聚對城市經(jīng)濟發(fā)展的影響：產(chǎn)業(yè)集聚為城市化要素集聚奠定基礎；產(chǎn)業(yè)集聚通過降低成本、擴大規(guī)模、促進創(chuàng)新、提高效率等加強城市競爭力；產(chǎn)業(yè)集聚通過企業(yè)和家庭的選址優(yōu)化了城市的空間功能結構。岳書敬等[6]總結了產(chǎn)業(yè)集聚的城市綠色發(fā)展效應，以96個地級市為研究對象，發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)集聚和綠色發(fā)展效率呈U型關系，產(chǎn)業(yè)集聚程度較高的城市大多越過U型拐點表現(xiàn)為正溢出效應。其次，產(chǎn)業(yè)集聚對城市環(huán)境的影響。Moriki等[7]將環(huán)境因素加入中心—外圍模型中，推導了城市產(chǎn)業(yè)集聚對工業(yè)部門和農(nóng)業(yè)部門環(huán)境的影響，給出了短期和長期的均衡解，為城市產(chǎn)業(yè)集聚的環(huán)境污染效應提供了數(shù)理模型支撐。劉習平、宋德勇[8]運用STIRPAT模型以全國286個城市的面板數(shù)據(jù)為樣本，探討了城市產(chǎn)業(yè)集聚和城市環(huán)境的關系，結果發(fā)現(xiàn)城市產(chǎn)業(yè)集聚對環(huán)境的影響和城市規(guī)模成反比，大中小型城市產(chǎn)業(yè)集聚對城市環(huán)境改善具有正向作用，而特大型城市產(chǎn)業(yè)集聚往往對城市環(huán)境具有負向作用。最后，產(chǎn)業(yè)集聚也對城市的其他發(fā)展要素產(chǎn)生了影響。產(chǎn)業(yè)集聚對工資水平具有顯著影響并顯示出較大差異，楊仁發(fā)[9]從新經(jīng)濟地理和空間經(jīng)濟學視角對不同產(chǎn)業(yè)的集聚和城市工資水平的關系進行研究，發(fā)現(xiàn)城市制造業(yè)和服務業(yè)集聚對工資水平分別具有負向和正向的影響。出口貿(mào)易也會受到產(chǎn)業(yè)集聚的影響，但存在動態(tài)變化，楊麗華[10]以長三角高技術產(chǎn)業(yè)為例，運用面板數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)長三角產(chǎn)業(yè)集聚對出口貿(mào)易的負面效應已經(jīng)出現(xiàn)。除此以外，產(chǎn)業(yè)集聚還對城市的勞動生產(chǎn)率[11]、企業(yè)全要素生產(chǎn)率[12]和技術創(chuàng)新[13]等方面帶來了影響。

產(chǎn)業(yè)集聚對城市發(fā)展的影響不僅存在于單個城市內部，同樣的，對經(jīng)濟帶或城市群而言，加入空間維度的產(chǎn)業(yè)集聚對城市的影響也可以從經(jīng)濟、環(huán)境和其他發(fā)展要素進行考慮，我們沿用城市產(chǎn)業(yè)集聚效應的分析思路和方向，選擇從經(jīng)濟和環(huán)境兩方面分析城市產(chǎn)業(yè)集聚的空間外部性。

(二)空間外部性研究

馬歇爾[14]最早提出了外部性的概念，他將企業(yè)集聚形成的規(guī)模經(jīng)濟看作生產(chǎn)中的空間正效應，解釋了外部性的來源是集聚，但是沒有從空間的視角考慮產(chǎn)業(yè)集聚的外部性。胡佛[15]在馬歇爾研究的基礎上提出產(chǎn)生城市化經(jīng)濟效應的原因，認為經(jīng)濟活動的集聚是空間外部性作用的結果。他的研究已經(jīng)逐漸顯現(xiàn)出空間外部性的內涵，為之后新經(jīng)濟地理學中外部性的研究提供了空間視角。Fingleton和Lopez-Bazo[16]為新經(jīng)濟地理學中外部性的概念作了進一步的延伸，提出了外部性的空間擴散性和地理距離衰減性，將外部性和空間效應聯(lián)系起來。Harris等[17]分析了技術外部性的傳導過程，發(fā)現(xiàn)相對于以價格機制進行傳遞的貨幣外部性而言，必須加入空間維度才能解釋技術外溢使企業(yè)集聚的原因。LeSage和Pace[18]運用空間計量的方法對空間外部性進行識別和評估，為空間外部性研究探尋了一套研究方法和體系，同時空間外部性的相關理論也成為空間計量模型發(fā)展和運用的重要理論基礎。

國內對空間外部性的應用研究主要集中在地區(qū)經(jīng)濟增長、產(chǎn)業(yè)集聚和其他方面。潘文卿[19]運用計量方法通過分析市場潛力對地區(qū)GDP的影響說明了空間溢出效應對中國經(jīng)濟具有不可忽視的影響，并隨著距離增加而遞減；覃成林等[20]將空間外部性對區(qū)域經(jīng)濟增長的影響用地區(qū)空間外部性利用能力的概念進行表達和研究，發(fā)現(xiàn)不同的區(qū)域經(jīng)濟增長對相同空間外部性反應有所不同。空間外部性也被用于解釋地區(qū)工資差異[21]以及地方政府支出策略[22]等與區(qū)域發(fā)展相關的問題。除此之外，產(chǎn)業(yè)集聚與空間外部性的關系及其相互影響也是研究的重點，二者之間的研究綜述將在下文闡述。

(三)產(chǎn)業(yè)集聚與空間外部性

產(chǎn)業(yè)集聚與空間外部性的關系密不可分，從文獻總結看，二者互為因果關系，不同文獻給出了不同的解釋。因此本文將從空間外部性對產(chǎn)業(yè)集聚的影響以及產(chǎn)業(yè)集聚產(chǎn)生空間外部性兩個方向進行研究。

現(xiàn)有研究大多集中在空間外部性對產(chǎn)業(yè)集聚的影響：Head等[23]研究了跨國制造業(yè)空間布局的影響因素，發(fā)現(xiàn)日本在美國的制造業(yè)企業(yè)空間布局受到技術溢出的顯著影響，證明了空間外部性對跨國制造業(yè)布局的作用；韓峰和柯善咨[24]在新經(jīng)濟地理學的框架下構建計量模型，以全國284個城市制造業(yè)為研究對象，發(fā)現(xiàn)空間外部性對城市制造業(yè)集聚的影響已經(jīng)超過了比較優(yōu)勢對制造業(yè)集聚的影響，成為制造業(yè)集聚中的重要決定性因素；王猛和高波[25]以長三角城市群為例，研究了專業(yè)化水平和空間集中度對城市制造業(yè)增長的影響，發(fā)現(xiàn)專業(yè)化可以促進制造業(yè)增長，而空間集中度對制造業(yè)增長產(chǎn)生抑制作用。

而對產(chǎn)業(yè)集聚產(chǎn)生空間外部性的研究較少。蔡武等[26]將產(chǎn)業(yè)集聚空間外部性納入城市生產(chǎn)函數(shù)中，以產(chǎn)業(yè)集聚、勞動力流動為解釋變量對城鄉(xiāng)收入差距做空間面板回歸分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚會通過影響本省城鄉(xiāng)收入差距進一步將作用力傳導到相鄰省域，表現(xiàn)為產(chǎn)業(yè)集聚空間外部性的影響。他的研究發(fā)掘了產(chǎn)業(yè)集聚空間外部性在城市發(fā)展中的作用，擴大了產(chǎn)業(yè)集聚空間外部性的應用范圍。

本文創(chuàng)造性地運用雙變量莫蘭指數(shù)研究了制造業(yè)集聚對城市空間經(jīng)濟外部性和環(huán)境外部性的影響，彌補了現(xiàn)有文獻在以產(chǎn)業(yè)集聚為“因”，空間外部性為“果”上的研究的不足，測量制造業(yè)集聚產(chǎn)生了怎樣的空間外部性，并探索將產(chǎn)生的空間外部性應用在提高城市經(jīng)濟發(fā)展質量和促進城市環(huán)境保護上的可能性。

(四)空間外部性的研究方法綜述

學術界對城市產(chǎn)業(yè)集聚空間外部性的研究主要運用空間計量的相關方法進行分析。Beer和Riedl[27]對運用空間杜賓模型捕捉空間外部性作出了具體分析，并高度評價了空間杜賓模型在解決空間外部性的識別問題上的實用性，他認為該模型不僅保證了系數(shù)的無偏估計，也沒有對空間溢出效應提出任何限制；張可、汪東芳[28]運用空間聯(lián)立方程模型消除變量之間的內生性問題，對經(jīng)濟集聚與環(huán)境污染的空間溢出作出檢驗，以全國283個城市為樣本證明了兩者存在顯著的的空間溢出效應。雖然空間計量模型能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的外部性計算方法，并能夠考慮空間維度對外部性的影響，但是空間計量模型中的空間交互效應必須依賴于空間權重矩陣的確定，而目前空間權重矩陣的確定卻仍然飽受爭議。Getis[29]從理論、拓撲和經(jīng)驗三種視角考慮空間權重矩陣的確定，理論視角主要基于距離理論提出距離權重矩陣，拓撲視角是根據(jù)具體的需要來確定矩陣的賦值，而經(jīng)驗視角則是綜合實際分析中的具體問題設定空間權重矩陣。田相輝、張秀生[30]通過對空間外部性的理論基礎闡述，從空間計量的角度分析了空間外部性的識別問題，提出了運用空間計量對空間外部性進行測量時其系數(shù)需要特殊解釋，也指出了現(xiàn)有空間計量方法存在的不足。本文另辟蹊徑嘗試選用雙變量莫蘭指數(shù)方法對長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)集聚的空間外部性進行識別和分類，克服了空間計量方法對數(shù)據(jù)完整性和連續(xù)性的要求，能夠有效識別出城市產(chǎn)業(yè)集聚的空間外部性特征，可以為城市間空間聯(lián)動提供可行的政策工具。

二、長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)集聚空間外部性識別

對空間外部性的識別主要有以下三步：一是運用主成分分析法確定權重并測算城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)和環(huán)境污染指數(shù)；二是以制造業(yè)就業(yè)人數(shù)為核心變量運用雙變量莫蘭指數(shù)測量制造業(yè)集聚空間外部性；三是對長江經(jīng)濟帶城市空間經(jīng)濟外部性和環(huán)境外部性進行識別。

(一)長江經(jīng)濟帶城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)

衡量城市的經(jīng)濟發(fā)展狀況應該綜合考慮城市經(jīng)濟總量、就業(yè)情況、居民消費水平以及科技研發(fā)水平，本文根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲得性和指標的科學性分別選取了城鎮(zhèn)單位就業(yè)人數(shù)(X1)、人均GDP(X2)、城鎮(zhèn)常住居民人均可支配收入(X3)、專利申請受理數(shù)(X4)以及專業(yè)技術人員(X5)五個指標，運用SPSS通過主成分分析法確定權重并計算2015年長江經(jīng)濟帶130個城市的經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)。數(shù)據(jù)來自EPS數(shù)據(jù)庫以及《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

通過SPSS軟件提取主成分F1和F2，并寫出F1和F2的表達式：

F1=0.332ZX1+0.439ZX2+0.474ZX3+0.491ZX4+0.482ZX5

(1)

F2=0.716ZX1- 0.488ZX2- 0.349ZX3- 0.056ZX4+0.352ZX5

(2)

ZX是運用SPSS進行無量綱化后的X，帶入Z計算可得主成分F1和F2。

通過方差貢獻率確定F1和F2的權重，計算出城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)Feco：

Feco=(67.1/87.8)F1+ (20.7/87.8)F2

(3)

2015年長江經(jīng)濟帶城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)如表1所示。

將2015年長江經(jīng)濟帶130個城市的經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)按從大到小的順序排列，指數(shù)越大代表該城市經(jīng)濟發(fā)展水平越高，反之亦然。這些數(shù)據(jù)證明了長江經(jīng)濟帶城市經(jīng)濟發(fā)展水平東西向差距較大，不利于長江經(jīng)濟帶城市經(jīng)濟發(fā)展空間聯(lián)動。

(二)長江經(jīng)濟帶城市環(huán)境污染指數(shù)

以“三廢”為指標測算城市環(huán)境污染指數(shù)，即選取二氧化硫排放量、工業(yè)固體廢棄物排放量以及工業(yè)廢水排放量三個指標，通過SPSS軟件運用主成分分析法提取主成分，確定權重，最后計算2015年長江經(jīng)濟帶130個城市的環(huán)境污染指數(shù)。數(shù)據(jù)來自EPS數(shù)據(jù)庫以及《中國城市統(tǒng)計年鑒》。

通過SPSS軟件提取主成分F1和F2，并寫出F1和F2的表達式：

F1=684ZX1+0.288ZX2+0.670ZX3

(4)

F2= -0.149ZX1+0.942ZX2- 0.252ZX3

(5)

ZX是運用SPSS進行無量綱化后的X，帶入Z計算可得主成分F1和F2。

通過方差貢獻率確定F1和F2的權重，計算出城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)Fenv：

Fenv=(49.56/81.5)F1+ (31.94/81.5)F2

(6)

表1 2015年長江經(jīng)濟帶城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)

注：數(shù)據(jù)由作者整理計算得到

2015年長江經(jīng)濟帶城市環(huán)境污染指數(shù)如表2所示。

將2015年長江經(jīng)濟帶130個城市的環(huán)境污染指數(shù)按照從大到小的順序排列，指數(shù)越大代表該城市“三廢”排放量越大，反之亦然。這些數(shù)據(jù)說明了長江經(jīng)濟帶上大多數(shù)城市經(jīng)濟的發(fā)展是以環(huán)境污染為代價的，但其中也有像南京、武漢和長沙等城市將綠色發(fā)展理念運用到實際生產(chǎn)生活中，體現(xiàn)為較高的經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)和較低的環(huán)境污染指數(shù)。

(三)長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)空間集聚測算

運用雙變量全局莫蘭指數(shù)對制造業(yè)與城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)、制造業(yè)與城市環(huán)境污染指數(shù)兩兩間的空間自相關性進行測算，雙變量全局莫蘭指數(shù)公式如式(7)所示。

(7)

運用雙變量局部莫蘭指數(shù)對制造業(yè)與城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)、制造業(yè)與城市環(huán)境污染指數(shù)兩兩間的空間集聚情況進行測算，雙變量局部莫蘭指數(shù)公式如式(8)所示。

(8)

表2 2015年長江經(jīng)濟帶城市環(huán)境污染指數(shù)

注：數(shù)據(jù)由作者整理計算得到

以城市制造業(yè)為第一變量，城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)為第二變量，對2015年長江經(jīng)濟帶城市兩者間空間關聯(lián)性和空間集聚情況進行測算。雙變量全局莫蘭指數(shù)的測算結果如圖1所示，全局莫蘭指數(shù)為0.273，在p<0.1%的水平上通過顯著性檢驗，說明城市制造業(yè)和城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)兩者之間有較強的空間正相關。制造業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)的局部莫蘭指數(shù)的測算結果如圖2所示，長江經(jīng)濟帶上游云南省、四川省和貴州省部分城市呈現(xiàn)“低—低”型集聚，昆明市和重慶市呈現(xiàn)“高—低”型集聚；長江經(jīng)濟帶下游江蘇省和浙江省部分城市指數(shù)呈現(xiàn)“高—高”型集聚，宣城市和舟山市呈現(xiàn)“低—高”型集聚；長江經(jīng)濟帶中游城市均未通過顯著性檢驗。測算結果說明長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)集聚的經(jīng)濟發(fā)展外部性在上中下游具有較大差異，長江經(jīng)濟帶上游昆明市和重慶市制造業(yè)對周邊城市的經(jīng)濟發(fā)展具有抑制作用，長江經(jīng)濟帶下游大部分城市制造業(yè)對周邊城市經(jīng)濟發(fā)展有促進作用，以制造業(yè)為紐帶的城市之間經(jīng)濟互動有較強動力。

圖1 制造業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)雙變量全局莫蘭指數(shù)散點圖

圖2 制造業(yè)和經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)雙變量局部莫蘭指數(shù)

以城市制造業(yè)為第一變量，城市環(huán)境污染指數(shù)為第二變量，對2015年長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)和環(huán)境污染指數(shù)兩者間的空間關聯(lián)性和空間集聚情況進行測算，雙變量全局莫蘭指數(shù)的測算結果如圖3所示，雙變量全局莫蘭指數(shù)為0.031 6，結果接近于0，說明整體上長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)和環(huán)境污染指數(shù)兩者之間不存在空間關聯(lián)性。制造業(yè)和環(huán)境污染指數(shù)的雙變量局部莫蘭指數(shù)測算結果如圖4所示，長江經(jīng)濟帶上游達州市和廣安市呈現(xiàn)“高—高”型集聚，遵義、遂寧等城市呈現(xiàn)“低—高”型集聚；長江經(jīng)濟帶中游湖南省部分城市呈現(xiàn)“低—低”型集聚；長江經(jīng)濟帶下游安徽省部分城市呈現(xiàn)“高—高”型集聚，江蘇省東部城市分別呈現(xiàn)“低—低”型和“低—高”型集聚，上海和寧波呈現(xiàn)“高—低”型集聚。測算結果說明長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)集聚對周邊城市環(huán)境的影響在上中下游均存在不同類型，無論在上游、中游還是下游城市，制造業(yè)的發(fā)展對周邊城市的環(huán)境既存在正向影響又存在負向影響。

圖3 制造業(yè)和環(huán)境污染指數(shù)雙變量全局莫蘭散點圖

圖4 制造業(yè)和環(huán)境污染指數(shù)雙變量局部莫蘭指數(shù)

(四)空間經(jīng)濟外部性和環(huán)境外部性的識別結果

城市通過產(chǎn)業(yè)的集聚會對相鄰城市的經(jīng)濟、環(huán)境產(chǎn)生影響，這種影響可以看作城市產(chǎn)業(yè)集聚在經(jīng)濟和環(huán)境上產(chǎn)生的外部性，其需要滿足兩個條件：(1)本區(qū)域該屬性相對值較高；(2)有證據(jù)表明相鄰地區(qū)兩者之間存在相關關系。分析城市產(chǎn)業(yè)集聚外部性時，必要條件為該城市制造業(yè)在周邊城市中屬于高值，通過莫蘭指數(shù)可以分別測算鄰近城市制造業(yè)與經(jīng)濟、環(huán)境之間的空間關聯(lián)性。根據(jù)以上條件將城市產(chǎn)業(yè)集聚空間外部性作以下分類，如表3所示。

表3 城市產(chǎn)業(yè)集聚的空間外部性類型

當城市制造業(yè)-Feco為“高—高”集聚時，該城市的產(chǎn)業(yè)集聚表現(xiàn)為經(jīng)濟正外部性；城市制造業(yè)-Feco為“高—低”集聚時，該城市的產(chǎn)業(yè)集聚表現(xiàn)為經(jīng)濟負外部性；城市制造業(yè)-Fenv為“高—高”集聚時，該城市的產(chǎn)業(yè)集聚表現(xiàn)為環(huán)境負外部性；城市制造業(yè)-Fenv為“高—低”集聚時，該城市的產(chǎn)業(yè)集聚表現(xiàn)為環(huán)境正外部性。

根據(jù)長江經(jīng)濟帶城市表現(xiàn)出的空間外部性對其進行分類，識別結果如表4所示。表現(xiàn)為經(jīng)濟正外部性的城市有12個，全部集中在長江經(jīng)濟帶下游的江蘇省、浙江省和上海市，說明這些城市制造業(yè)的發(fā)展對周邊城市的經(jīng)濟發(fā)展有促進作用，而且12個城市較為集中，對周邊城市經(jīng)濟的輻射力較強。表現(xiàn)出經(jīng)濟負外部性的只有昆明市和重慶市，這兩個城市制造業(yè)的發(fā)展對周邊城市的經(jīng)濟有抑制作用，具有虹吸效應。表現(xiàn)出環(huán)境正外部性的城市是上海市和寧波市，其制造業(yè)發(fā)展對周邊城市的環(huán)境有正向作用。表現(xiàn)出環(huán)境負外部性的城市有6個，兩個城市在四川省，四個城市在安徽省，這些城市制造業(yè)的發(fā)展對周邊城市的環(huán)境有負向作用。經(jīng)濟和環(huán)境交叉外部性顯著的只有上海市和寧波市表現(xiàn)為經(jīng)濟—環(huán)境正外部性，這兩個城市制造業(yè)的發(fā)展對周邊城市的經(jīng)濟和環(huán)境都有正向影響，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式、城市經(jīng)濟規(guī)劃和環(huán)境保護措施值得其他城市借鑒和思考。

表4 2015年長江經(jīng)濟帶制造業(yè)產(chǎn)生空間外部性的城市

三、長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)集聚空間外部性應用

隨著長江經(jīng)濟帶上升為國家新區(qū)域戰(zhàn)略，空間外部性對長江經(jīng)濟帶聯(lián)動發(fā)展的作用將愈顯重要?？臻g外部性的結果識別將會為更好地應用外部性推進空間聯(lián)動打下基礎，如何應用空間外部性來推動空間聯(lián)動成為迫切需要解決的現(xiàn)實問題。如何有效利用空間外部性需要思考以下幾方面的問題：一是空間外部性的應用邏輯思路需要明晰；二是空間外部性的作用機理需要進行更深一步探討，可以為空間外部性的應用指明方向；三是空間外部性的應用最終需要落實到具體的政策工具，這樣空間外部性的理論和具體識別結果才會有切實的使用價值。

(一)城市空間外部性的應用邏輯

上文城市空間外部性的識別結果顯示：表現(xiàn)出顯著正外部性的有12個城市，表現(xiàn)出顯著負外部性的有8個城市。說明長江經(jīng)濟帶城市間的空間聯(lián)動程度還不夠全面和深入，城市空間聯(lián)動效應還未全面彰顯。需要深度挖掘其原因，并合理高效利用當前空間外部性。

哪些空間外部性是有利于空間聯(lián)動發(fā)展？哪些是阻礙著空間聯(lián)動？都需要進一步深入辨別。因而，需要進一步甄別空間外部性，擴大正外部性的空間聯(lián)動效果，縮小負外部性的空間作用。對單一城市而言，是否產(chǎn)生空間外部性與其城市特征屬性有關，因而需要研究城市產(chǎn)生空間外部性的機理。

在充分認識城市間空間外部性產(chǎn)生機理的基礎上，探尋運用什么樣的政策工具去引導空間外部性更加有效地發(fā)揮其空間聯(lián)動效應成為有效利用空間外部性的關鍵，也為實踐過程中如何推進空間聯(lián)動提供具體思路和有效手段。本文針對城市制造業(yè)集聚的空間外部性的識別結果，從政策體系、信息資源、產(chǎn)業(yè)結構以及生態(tài)環(huán)境四個方面提出城市空間外部性具體應用方向，以政策工具來激發(fā)空間聯(lián)動效應。

(二)城市空間外部性的產(chǎn)生機理

空間正外部性的本質實際上是一個城市狀態(tài)的改變有助于提升其他城市的效用或狀態(tài)，而空間負外部性恰恰相反。無論是空間正外部性還是空間負外部性，這種效用或狀態(tài)的變化都需要借助于城市的一個或多個特征屬性才能展現(xiàn)出來。從城市本身的屬性看，導致城市空間外部性產(chǎn)生的因素有很多種，這些因素包含了城市的特征屬性，所以為了有效地分析產(chǎn)生空間外部性的原因，需要界定城市的特征屬性。本文以城市制造業(yè)集聚來探索城市的空間外部性，并選擇經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境污染來衡量城市的空間外部性。用于測算城市經(jīng)濟發(fā)展指數(shù)的指標涵蓋了經(jīng)濟增長、就業(yè)、消費和創(chuàng)新能力等方面，能夠全面完整地體現(xiàn)城市經(jīng)濟發(fā)展狀況；用于測算城市環(huán)境污染指數(shù)的指標主要是“三廢”，能夠準確地體現(xiàn)出制造業(yè)集聚產(chǎn)生的環(huán)境效應。因而，在對制造業(yè)集聚產(chǎn)生的空間外部性的研究中，將城市特征屬性限定為經(jīng)濟總量、就業(yè)人數(shù)、居民消費水平、研發(fā)能力、環(huán)境污染、制造業(yè)發(fā)展水平等方面。

從空間外部性的識別結果看，只有部分城市在雙變量莫蘭指數(shù)測算下表現(xiàn)出顯著外部性，而絕大多數(shù)城市的空間外部性并不顯著，說明空間聯(lián)動效果還不明顯。究其原因，城市特征屬性受城市區(qū)位、城市發(fā)展定位與規(guī)劃、城市科技創(chuàng)新能力等因素的影響，這些因素分別從地理位置、政策導向與知識創(chuàng)造方面解釋了區(qū)域特征對空間外部性的影響作用。這為進一步解釋空間外部性的差異提供了思考方向。首先，城市的經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境污染態(tài)勢具有地理依賴性，與城市區(qū)位關系密切，因而城市的區(qū)位在很大程度上影響著空間外部性的方向和顯著程度。上海與重慶的制造業(yè)比重相近，但上海在經(jīng)濟和環(huán)境上表現(xiàn)出顯著的空間正外部性，而重慶卻只在經(jīng)濟上表現(xiàn)出顯著的空間負外部性。其次，城市發(fā)展定位與規(guī)劃也影響著空間外部性的產(chǎn)生和作用方向。如上海的經(jīng)濟、金融、科技創(chuàng)新中心的發(fā)展定位，在經(jīng)濟和環(huán)境兩方面都表現(xiàn)出空間正外部性?？臻g外部性是否可逆取決于城市的發(fā)展水平和發(fā)展規(guī)劃。最后，城市科技創(chuàng)新能力也是影響城市間空間外部性的重要因素?？萍紕?chuàng)新能力很強的城市在經(jīng)濟和環(huán)境兩個方面都表現(xiàn)出較強的空間正外部性，如上海和寧波。部分科技創(chuàng)新能力較強的城市在經(jīng)濟上表現(xiàn)出顯著的空間正外部性，如杭州和蘇州。

城市的特征屬性比較多，因而，空間外部性形成的影響因素也比較多，目前空間外部性的形成機制仍然是個“黑箱”。本文通過對城市特征屬性的局部限定，為空間外部性的研究提供了識別方法。多種特征屬性共同作用下的空間外部性有待于進一步深入探索。

(三)空間外部性的應用框架與工具選擇

無論是空間外部經(jīng)濟，還是空間外部不經(jīng)濟，目前還缺乏足夠的理論指導，城市的自我覺察也可能不敏感。但對長江經(jīng)濟帶而言，空間外部性需要各城市主體共同合作有效利用，充分擴大正外部性的溢出作用，縮小或避免負外部性對各城市發(fā)展帶來的不利。隨著長江經(jīng)濟帶戰(zhàn)略的推進，城市間空間外部性將會更加顯著，城市間空間作用也將會變得更為復雜，有效引導空間外部性也成為長江經(jīng)濟帶建設的重要任務，也是影響長江經(jīng)濟帶空間聯(lián)動的重要因素，城市政府間迫切需要進行合作并有效利用空間外部性，使其釋放更加有效和強大的空間聯(lián)動效應。這意味著政府間可以通過制定政策工具來共同引導空間外部性發(fā)揮有利作用。

從外部性的角度考慮長江經(jīng)濟帶城市的空間聯(lián)動效應是本文基于測算結果的拓展運用，具體可以從城市政策體系、資源信息、產(chǎn)業(yè)結構、生態(tài)環(huán)境這幾個方面構建空間外部性的應用框架。政策體系是城市空間聯(lián)動的驅動力，資源信息是城市空間聯(lián)動的載體和渠道，產(chǎn)業(yè)結構是城市空間聯(lián)動的核心內容，生態(tài)環(huán)境是城市空間聯(lián)動的必要前提。政策體系和資源信息是應用外部性的基礎和準備，產(chǎn)業(yè)結構和生態(tài)環(huán)境是應用外部性的具體表現(xiàn)。

1.構建統(tǒng)一的政策體系，統(tǒng)領空間聯(lián)動

為加強正外部性給城市帶來的積極影響和削弱負外部性產(chǎn)生的消極影響，不僅需要中央政府和地方政府的協(xié)調統(tǒng)一，也需要地方與地方政府之間的合作互利，使中央和地方政府突破單向輸出的傳統(tǒng)關系模式，而地方和地方政府之間在政策制定、法律法規(guī)出臺上要具有聯(lián)動的意識，讓長江經(jīng)濟帶城市政策體系發(fā)揮出強有力的空間聯(lián)動效應。一方面，針對中央政府和地方政府的協(xié)調統(tǒng)一，中央政府應該制定全國統(tǒng)一公平的外部性獎懲標準，地方政府要根據(jù)城市定位、功能和發(fā)展階段制定符合本城市發(fā)展需要的外部性政策，中央政府根據(jù)每個城市的具體政策效果再對出臺的政策進行調整，形成中央和地方之間的雙向互動關系。但是在整個過程中要控制政策實行的時滯，讓政策從出臺到生效的周期變短，就要求加強中央和地方之間的聯(lián)系和信息溝通，形成中央和地方之間有效率的政策溝通體系。另一方面，針對地方和地方政府之間的合作，城市之間有差別但互補的外部性政策能夠最大程度地為本城市以及鄰近城市的制造業(yè)發(fā)展提供有利條件。產(chǎn)生正外部性的城市應該制定積極的生態(tài)、貿(mào)易、人口流動以及文化宣傳等政策，以制造業(yè)為媒介擴大外部性的影響范圍和深度。產(chǎn)生負外部性的城市應該在經(jīng)濟活動和環(huán)境保護上制定嚴格的監(jiān)管政策，同時主動借鑒表現(xiàn)為正外部性城市的發(fā)展模式，控制自身負外部性的消極影響，為鄰近城市創(chuàng)造一個有利的發(fā)展環(huán)境。

2.完善城市資源信息流通渠道建設，加速空間聯(lián)動

城市產(chǎn)業(yè)集聚外部性的類型和方向決定了城市信息資源流通的自由度，通過對信息資源流通的控制和監(jiān)管為長江經(jīng)濟帶資源信息空間聯(lián)動作出努力。信息和資源的流通可以通過網(wǎng)絡和交通，對于產(chǎn)生正外部性的城市而言，其與周邊城市的信息交互和資源流通較為頻繁，因為鄰近城市從這個過程中能夠受到正外部性的影響，有利于本城市的發(fā)展；對于產(chǎn)生負外部性的城市而言，其與鄰近城市的信息交互和資源流通較為貧乏，因為鄰近城市在這個過程中會受到其負外部性的影響，不利于本城市的發(fā)展。但是城市之間的信息和資源流通不同步會造成城市之間的發(fā)展不一致，不利于長江經(jīng)濟帶城市空間聯(lián)動效應發(fā)揮，所以要對城市之間信息資源的流通進行調整和監(jiān)管。對于產(chǎn)生正外部性的城市對其信息資源的流通要進行適度控制，以預防信息泄露和資源流通過熱引起的風險，同時要加強監(jiān)管，以免虛假信息的肆意傳播造成經(jīng)濟損失；對于產(chǎn)生負外部性的城市應該促進有利信息的傳播，同時鼓勵城市之間積極的資源流動，可以降低負外部性對其城市經(jīng)濟和環(huán)境的影響。通過對不同外部性表現(xiàn)的城市信息和資源流通的差別對待，可以達到長江經(jīng)濟帶資源信息空間聯(lián)動。

3.系統(tǒng)推進城市產(chǎn)業(yè)結構調整，主導空間聯(lián)動

通過城市產(chǎn)業(yè)空間集聚外部性對城市產(chǎn)業(yè)結構進行調整達到長江經(jīng)濟帶產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間聯(lián)動。表現(xiàn)出經(jīng)濟正外部性的12個城市都集中在長江經(jīng)濟帶下游，下游城市通過經(jīng)濟正外部性緊緊聯(lián)合在一起，中心城市發(fā)揮出較強的經(jīng)濟帶動作用，與鄰近城市的經(jīng)濟互動逐步形成一個正向積極的循環(huán)，經(jīng)濟輻射范圍逐漸擴大，使長江經(jīng)濟帶下游上海市與浙江省、江蘇省的部分城市形成一個互惠互利的經(jīng)濟體，其產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式趨同，逐漸形成了下游城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間聯(lián)動。但是要達到長江經(jīng)濟帶上中下游的產(chǎn)業(yè)聯(lián)動需要擴大下游城市制造業(yè)經(jīng)濟正外部性的影響范圍，同時轉變上游城市制造業(yè)的經(jīng)濟負外部性，并且要加強中游城市制造業(yè)的經(jīng)濟正外部性使其成為聯(lián)通上游和下游產(chǎn)業(yè)聯(lián)動的橋梁。首先，擴大下游城市制造業(yè)經(jīng)濟正外部性的影響范圍，不只要增加其經(jīng)濟正外部性的強度，也要延伸經(jīng)濟正外部性的廣度，讓這種經(jīng)濟正外部性不僅惠及相鄰一階的城市，也要通過傳遞性影響相鄰二階及以上的城市；其次，長江經(jīng)濟帶上游的城市昆明和重慶制造業(yè)表現(xiàn)出顯著的經(jīng)濟負外部性，需要對其制造業(yè)的生產(chǎn)方式進行調整，消除負外部性，同時需要扶持其鄰近城市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，減弱其對周邊小城市的虹吸效應；最后，要加強中游城市制造業(yè)的經(jīng)濟正外部性，使中游城市制造業(yè)成為聯(lián)結上下游城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展的紐帶。

4.協(xié)同治理城市生態(tài)環(huán)境，提質空間聯(lián)動

根據(jù)城市產(chǎn)業(yè)空間集聚外部性的確定細化城市生產(chǎn)活動的排污標準，并進行嚴格監(jiān)管，向長江經(jīng)濟帶生態(tài)環(huán)境空間聯(lián)動邁進。表現(xiàn)出環(huán)境負外部性的城市制造業(yè)是監(jiān)管的首要對象。這些城市主要分布在四川省和安徽省，只有細化城市制造業(yè)的排污標準并進行嚴格監(jiān)管，促使其制造業(yè)向綠色發(fā)展轉型，才能夠逐步減弱這些城市制造業(yè)的環(huán)境負外部性，為其周邊城市的發(fā)展提供一個安全清潔的環(huán)境。表現(xiàn)出環(huán)境正外部性的城市是長江經(jīng)濟帶城市綠色發(fā)展的典范。要大力宣傳表現(xiàn)出環(huán)境正外部性的城市制造業(yè)的發(fā)展模式，讓其他城市借鑒其發(fā)展經(jīng)驗，下游城市中上海和寧波表現(xiàn)出顯著環(huán)境正外部性，對周邊城市的生產(chǎn)生活環(huán)境產(chǎn)生正向影響，但是其環(huán)境正外部性輻射能力較弱，不能覆蓋長江上游和中游的城市，所以需要在上游和中游打造具有產(chǎn)業(yè)環(huán)境正外部性的城市，拉動區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式向綠色發(fā)展的轉型，才能實現(xiàn)長江經(jīng)濟帶上中下游生態(tài)環(huán)境空間聯(lián)動。

四、研究結論

本文在識別城市空間外部性的基礎上，對城市間空間外部性的產(chǎn)生機理進行了深度梳理，并從空間聯(lián)動的角度搭建起了空間外部性的應用框架，最后得出以下結論。

第一，長江上下游城市表現(xiàn)出的空間外部性差別較大，表現(xiàn)出空間外部性的城市區(qū)域分布不均衡。制造業(yè)集聚呈現(xiàn)經(jīng)濟正外部性的城市集中在長江經(jīng)濟帶下游，呈現(xiàn)環(huán)境正外部性的城市(上海、寧波)同時也是呈現(xiàn)經(jīng)濟正外部性的城市，制造業(yè)空間集聚呈現(xiàn)經(jīng)濟負外部性和環(huán)境負外部性的城市集中在長江經(jīng)濟帶上游和中游。

第二，通過對表現(xiàn)出顯著空間外部性城市特征屬性進行分類，研究影響城市特征屬性的因素對空間外部性的作用，發(fā)現(xiàn)長江經(jīng)濟帶上中下游城市的空間外部性會受到城市區(qū)位、城市發(fā)展定位與規(guī)劃、城市科技創(chuàng)新能力的影響，這是城市間空間外部性的產(chǎn)生機理，也是構建空間外部性應用框架的基礎。

第三，加強城市間的基礎交通設施和互聯(lián)網(wǎng)建設，打通長江經(jīng)濟帶城市間的物流和信息流的多渠道互動。交通基礎設施建設能夠通過減少運輸成本增加城市間的經(jīng)濟互動，城市間互聯(lián)網(wǎng)建設能夠降低信息獲取的成本，減少信息不對稱和信息不完全的情況，但同時增加了信息辨別真?zhèn)蔚某杀荆岣吡颂摷傩畔淼娘L險，所以對信息獲取的渠道需要進行嚴格監(jiān)管，控制虛假信息產(chǎn)生的源頭，創(chuàng)造安全的信息互動環(huán)境。

第四，長江經(jīng)濟帶上中下游缺少以城市為單元的系統(tǒng)性的空間聯(lián)動機制，城市之間的經(jīng)濟和環(huán)境聯(lián)系不夠緊密。長江經(jīng)濟帶中游城市制造業(yè)集聚沒有表現(xiàn)出顯著的空間外部性，對上下游城市經(jīng)濟和環(huán)境的空間聯(lián)動沒有起到橋梁作用。測算結果表明長江經(jīng)濟帶城市制造業(yè)表現(xiàn)出空間外部性的城市仍然只有少部分，而且長江經(jīng)濟帶中游城市制造業(yè)集聚都沒有表現(xiàn)出顯著的外部性，說明長江經(jīng)濟帶城市之間缺乏有效互動，沒有發(fā)揮出長江經(jīng)濟帶城市空間聯(lián)動效應。