长江中游地区的城市在人口、土地、产业及经济的规模上都具有较大差异,而人口等其他资源要素在城市间的流动转移也会塑造长江中游地区各城市新的创新能力与新型城镇化水平协调发展空间格局,因此本节主要利用ESDA法来分析研究长江中游地区两大系统的耦合协调性在空间上呈现的关联格局。

1.全局空间关联分析

首先对长江中游地区两大系统的耦合协调度值进行全局空间自相关分析,以此来判断该地区两大系统协调性在空间上的演变及其差异性为了定量客观地探究长江中游地区城市创新能力和新型城镇化水平协调发展的空间演变差异,根据3.2中的公式对长江中游地区历年的数据进行空间自相关分析,得到6年长江中游地区两大系统耦合协调度的全局Moran's I值(表2-10)。并将计算得到的历年Moran's I指数绘制趋势图(图2-11)。

表2-10　长江中游地区创新能力与新型城镇化耦合协调度全局M oran's I指数

图2-11　长江中游地区耦合协调度空间自相关M oran's I发展趋势图

由表2-10和图2-11可见,2011年至2016年长江中游地区城市创新能力与新型城镇化水平的耦合协调度Moran's I指数存在一定波动,最小值为2015年的0.234695,最大值为2013年的0.256,均为正值。P值皆小于5%,表明本研究的全局空间自相关Moran's I值的显著性通过了检验,但整体的置信度偏低。这表明从空间关联上来看,长江中游地区两大系统的协调发展关系呈现一定程度的正向相关性但该种相关性较低。也就是说,长江中游地区区域内,城市创新能力与新型城镇化水平的耦合协调度值高的城市与一样为高值的城市互相邻近。且2011年至2016年长江中游地区两大系统耦合协调度的全局Moran's I指数一直处于小幅度波动状态,空间自相关Moran's I统计量总体呈下降走势,说明长江中游地区两大系统耦合协调性的在空间上的关联性不稳定且呈越来越弱的趋势。

运用蒙特卡洛方法来检验长江中游地区各城市创新能力与新型城镇化水平耦合协调性的空间相关Moran's I值的可靠性。假设数据无空间自相关,将数据在各空间单元间随机排列,每排列一次,都可计算出一个对应的Moran's I指数。如此进行多次排列,将计算出的众多Moran's I指数进行模拟分布,可大致判断出在此分布中实际观测数据得到的Moran's I指数发生的概率,据此判断是接受还是拒绝零假设(零假设为数据无空间自相关)。假设进行1000次蒙特卡洛实验,获得模拟随机排列情况下Moran's I指数的分布直方图如图2-12所示。(www.daowen.com)

图2-12　蒙特卡洛检验M oran's I指数模拟分布

图2-12显示了在随机排列下模拟的Moran's I指数分布图,可以发现其大致呈正态分布,1000次模拟实验生成的Moran's I指数均小于实际观测数值,即p值小于0.05,即空间不相关发生概率小于5%,故可以拒绝零假设,说明观测数据存在微弱的空间自相关。

结合现实情况分析,虽然近年来国家对长江经济带尤其是长江中游地区给予了极高的重视,尤其是《长江中游城市群发展规划》的出台为长江中游地区的各个城市指明了发展方向。但是我们也要看到,长江中游地区各城市虽然依托长江这条“黄金水道”紧密相连,但在实际的产业合作分工、城市建设及人才输送交流上联动得并不频繁。近几年的经济发展很迅速,就要求城市的各类资源建设能够与之当前的经济规模相匹配。在长江中游地区的交通网络建设上,虽然国家也在大力推进全国的高铁铺设,在某种程度上极大促进了各大省会城市间的沟通交流,但对于长江中游地区的部分中小城市而言,当前的交通窘境仍未得到较好改善。在长江中游地区的产业布局上,前面也已提到,三大中心城市的产业分工明确,不同城市的竞争优势也各不相同,但三个中心城市在科技研发上的交流合作明显没有将各自的优势最大化,未能帮助其他城市打破产品研发上的技术壁垒。各个城市都在依托自身的禀赋要素进行城市建设,但城市的创新发展与新型城镇化建设需要的人力和物质等资源要素十分相似,这就导致了城市间会出现如“抢人”等竞争。中小城市竞争不过大城市,随之而来的是大城市越来越强,小城市越来越弱的发展格局。故而,长江中游地区要想打破耦合协调性空间关联弱这一现状,首先要从内部城市抓起,鼓励内部城市间在未来的新型城镇化建设和创新驱动发展过程中及时联动,加强内部互助与协作,促进城市之间的经济联系。

2.局部空间关联分析

上节已从整体的视角出发对长江中游地区的城市创新能力与新型城镇化水平耦合协调性在空间上的关联做了全局空间自相关分析。接下来本研究将研究单元转为长江中游地区内的各城市,对各城市两大系统的耦合协调性的空间关联进行局部空间自相关分析。依据局部Moran's I的定义,结合长江中游地区城市创新能力与新型城镇化水平的耦合协调度数据,利用ArcGIS制作LISA集聚图。2011年和2016年城市创新能力与新型城镇化水平协调发展LISA空间格局见图2-13。本研究的LISA集聚图依据Moran's I值的不同将长江中游地区28个主要城市分为了5类:无显著相关代表该城市的耦合协调性和它周边的城市没有相关关系;高高表示该城市自身的耦合协调水平很高且其邻近的城市耦合协调度值也很高;高低指代的是该城市自身的耦合协调水平很高但其周围的城市耦合协调度值却很低;低高示该城市虽然自身的耦合协调水平很低但其邻近的城市耦合协调度值很高;低低代表的是不仅自身的耦合协调性很低且其邻近城市单元的耦合协调水平也很低的城市。由图2-13可见,从2011年到2016年,长江中游地区城市的LISA图没有发生明显变化,除武汉市外的其他城市创新能力与新型城镇化水平的协调性并无明显相关。表明经过6年的发展,长江中游地区创新能力与新型城镇化水平的协调格局没有发生较为明显的改善。大部分地区都没有呈现显著的集聚特征,因为三个次级城市圈发展存在参差不齐的空间格局,各城市间没有形成良好的空间互动与空间外溢作用。武汉市表现为高低集聚,即自身协调性水平很高,而周边区域的协调性都普遍较低,这也和之前解释的武汉市的区位锁定效应和灯影效应相呼应,由于武汉市自身各方面发展都相对靠前,固化有许多发展资源,优秀的人才及其他物质资源等不易流出,导致邻近区域发展较为缓慢。未来应加大各次级城市群间的内部联动,进一步制定机制激励,发挥优势。与此同时,发挥核心城市的带头和外溢作用,加强各城市间相互联系与作用,形成组团优势共谋发展。

图2-13　长江中游地区创新能力和新型城镇化水平协调发展LISA图