區域雙核結構模式指在某一區域中由區域中心城市和港口城市及其連線所組成的一種空間結構.區域雙核結構模式是一種重要的經濟地理現象,不僅廣泛存在於中國沿海地區,如瀋陽—大連、北京—天津、濟南—青島等,也廣泛存在於其他國家和地區中[1].目前學術界對這種現象的研究主要沿著兩個脈絡展開:一是機理研究,包括剖析蘇州—上海等典型案例和歸納雙核結構現象共同點來歸納雙核結構模式的一般優勢[1-2],以及藉助幾何學手段從區域可達性的視角對雙核結構模式的演化過程進行數學推導[3];二是應用研究,應用區域雙核結構理論來指導區域的發展戰略[4].但是總體來看國內學者在雙核結構模式生成機理的研究方面仍然比較薄弱.本文將基於新經濟地理學的技術手段和研究視角,構建模型模擬區域雙核結構模式的生成過程.我們的研究將加深人們對區域發展空間結構演化機理的認識.我們的基本觀點是,對外貿易是區域雙核結構模式生成的基本驅動力量.我們的觀點基於目前新經濟地理學研究領域提供的兩個證據.一是規模經濟和運輸成本的互動作用將導致製造業的集聚和城市的出現:Krugman[5]、Fujita和Krugman[6]的研究表明在區域經濟空間結構演化過程中,製造業產品需求的迴圈累積因果效應發揮著重要作用.二是對外貿易政策是塑造國內經濟地理格局的重要因素:Krugman和LivasElizondo[7]、Alonso-Villar[8]和Hanson[9]的研究表明,隨著一個國家對外貿易規模的擴大,國內市場的相對重要性在下降,企業將傾向於在靠近國外市場的邊境地區佈局.因此從這個視角來看,區域雙核結構模式是對外貿易政策的伴生物.在本文中,我們將給出對外貿易驅動雙核結構模式生過程的嚴格論證,並探討對外貿易影響雙核結構的控制因素,最後進行總結.
1模型設定
1.1經濟活動的空間格局我們的模型由兩個狹長的、隔海相望的國家A和B構成,其中國家A是我們研究的物件(圖1).國家A和國家B的經濟都由農業和製造業兩個部門構成,其中農業部門都能夠自給自足.為了簡化分析,我們假設國家A是製造業產品的淨出口國,且只有出口沒有進口;同時把國家B看作一個“黑箱”,不考慮其內部空間結構,對於國家A來說國家B的市場規模為yf,這裡yf的值隨著國家A對外貿易政策的深化而提高.圖1經濟活動的空間格局國家A的長度被標準化為1,勞動力的數量也標準化為1,其中製造業勞動力的份額為u,農業勞動力的份額為1-u.受土地等農業資源的限制,農業勞動力被固定在r=0、r=0.5和r=1三個區位(形成三個村莊).在這三個區位上,農業勞動力的份額分別為φ0、φ1和φ2.為簡單起見,假設生產單位農產品需要單位土地資源和單位農業勞動力,同時假設農產品為計價物.這樣農產品的價格和農民的收入都為1.製造業勞動力不能跨國流動,但是可以在國家內部兩個區位r=0.5和r=1自由移動.如果製造業勞動力全部集中在區位r=0.5或r=1,則國家A是一個以區域中心城市(港口城市)為核心的單中心經濟體;如果製造業勞動力同時分佈在區位r=0.5和r=1,則國家A的空間結構呈現出雙核模式.令區位r=1上的製造業勞動力份額為λ,W1和W2分別為區位r=0.5和r=1處製造業勞動力的工資,則在r=0、r=0.5和r=1三個區位上勞動力的總收入為Y0=φ0(1-u)(1)Y1=φ1(1-u)+(1-λ)uW1(2)Y2=φ2(1-u)+λuW2(3)。
1.2消費者和製造業企業消費者(勞動力)具有相同的多樣化偏好,他們的效用U具有Cobb-Douglas函式形式.令CA代表農產品的消費量,M為製造業產品消費量的綜合指數,δ(δ>1)為製造業產品的需求價格彈性和替代彈性,u表示製造業產品消費支出在消費者總支出中所佔的份額,則:U=C1-uAMu(4)其中M=[∑ni=1c1-1/σi]1/(1-1/σ)製造業活動具有規模經濟性和張伯倫式的壟斷競爭市場結構.假設製造業活動只需勞動這一種要素投入,固定勞動投入為F,邊際勞動投入為c,則製造業企業i的成本函式為L(i)=F+cQ(i)(5)。
2市場潛能
如果雙核結構模式是一種均衡狀態,那麼必須保證區位r=0.5處的製造業企業沒有動力逃逸到區位r=1,同時區位r=1處的製造業企業也沒有動力逃逸到區位r=0.5.反之,如果企業逃逸後能夠獲得更大的利潤,則這個空間格局是非均衡的.下面我們構建市場潛能函式來刻畫製造業企業逃逸原有的區位時獲得利潤的相對大小.簡單起見,(1)假設農產品不需要運輸成本,工業製成品的'運輸成本採用薩繆爾森的冰山技術進行處理:單位產品運輸單位距離後只有1/t到達,同時價格上升t倍;(2)選擇合適的計量單位,使c=(δ-1),F=u/δ;(3)不再單獨考慮製造業產品離開國家A後的運輸成本、關稅等因素,國家B市場需求的存在等價於區位r=1處的收入由Y2增加到了(Y2+yf).製造業企業逃逸到rD能否獲得更高的利潤,決於兩個因素:第一,企業在rD處的生活成本指數.逃逸到rD處的企業要吸引工人就業,必須保證工人的實際工資率與原來的區位相等.如果企業所在rD處的生活成本指數較高,企業支付的名義工資就應該越高,這將降低產品的需求和企業利潤.根據方程(4)和消費者均衡的條件,可以求出區位r=0、r=0.5和r=1處的生活成本指數方程為:G0=[(1-λ)(w1t/2)1-δ+λ(w2t)1-δ]1/(1-δ)(6)G1=[(1-λ)w1-δ1+λ(w2t/2)1-δ]1/(1-δ)(7)G2=[(1-λ)(w1t/2)1-δ+λw1-δ2]1/(1-δ)(8)第二,企業在rD處面臨的總需求.在壟斷競爭的市場結構下,企業的營業收入全部轉化為工人的名義工資.如果在rD處企業面臨的需求較高,則企業零利潤時工人的名義工資率較高.這樣,我們將企業面臨總需求的大小轉化為企業零利潤時工人名義工資率的大小.根據方程(1)、(2)、(3),區位r=0.5和r=1處製造業企業零利潤時工人的名義工資率為(w1)δ=Y0(t/2)1-δG-(1-δ)0+Y1G-(1-δ)1+(Y2+yf)(t/2)1-δG-(1-δ)2(9)(w2)δ=Y0t1-δG-(1-δ)0+Y1(t/2)1-δG-(1-δ)1+(Y2+yf)G-(1-δ)2(10)根據上面的分析,如果逃逸企業能夠獲得更大的收益,則意味著企業零利潤時付給工人的實際工資率大於原來區位工人的實際工資率.根據方程(6)、(7)和(8),區位r=0.5和r=1處製造業工人實際工資為ω1=w1G-μ1(11)ω2=w2G-μ2(12)這樣,我們定義區位r=1處相對於r=0.5處的市場潛能指數為,區位r=1處製造業企業零利潤時支付給工人的實際工資率ω2和區位r=0.5處企業零利潤時支付給工人的實際工資率ω1之比.如果ω2/ω1<1,則製造業企業在區位r=0.5處獲得更高的利潤,製造業企業將向r=0.5處遷移;如果ω2/ω1>1,則製造業企業從將向區位r=1處遷移.因此如果區域雙核結構模式是空間均衡狀態,那麼意味著這時ω2/ω1=1,而且當λ的值增加時ω2/ω1下降,當λ的值下降時ω2/ω1增加.
3空間均衡
下面我們通過數值模擬來揭示對外貿易的深化即yf的增加對國家A經濟地理結構的影響.由上面的分析,ω1和ω2由收入方程組(方程(1)、(2)和(3))、生活成本指數方程組(方程(6)、(7)和(8))、製造業工人名義工資方程組(方程(9)和(10))、製造業工人實際工資方程組(方程(11)和(12))共同決定.我們主要分析國家A面臨三種對外貿易環境時經濟地理結構的特點,這三種對外貿易環境為:完全封閉的經濟環境、中等開放的經濟環境和高度開放的經濟環境.在每種經濟環境下,我們都首先假設所有的製造業工人都集中在區位r=0.5處即λ=0,然後逐步增加區位r=1處製造業工人的份額,即逐步提高λ的值,來觀察這個過程中ω2和ω1的相對大小的變化.圖2是完全封閉的經濟環境(yf=0)下區位r=1處的市場潛能ω2/ω1隨著λ從0到1的變化曲線.圖2(a)根據δ=3,u=0.2,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.35,0.35和0.1的引數繪製.從圖2(a)可以看出,ω2/ω1總是小於1.這說明如果企業逃逸到區位r=1,它將遠離區位r=0和r=0.5處的消費市場,企業利潤將大幅度下降.因此這時國家A的經濟地理結構是以區域中心城市為核心的單中心經濟體.(a)u2=0.2(b)u2=0.4圖2封閉環境下區位r=1處的市場潛能圖2(b)根據δ=3,u=0.4,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.25,0.25和0.1的引數繪製.從圖2(b)可以看出,ω2/ω1曲線向右上方傾斜:儘管當λ=0.95時ω2/ω1=1,但是λ<0.95時ω2/ω1<1,當λ>0.95時ω2/ω1>1.這說明λ=0是一種均衡狀態,λ=1也是一種均衡狀態.這時國家A的經濟地理結構可能是以區域中心城市為核心的單中心經濟體,也可能是以港口城市為核心的單中心經濟體.圖3是中度開放的經濟環境(yf=0.3和yf=0.9)下ω2/ω1隨著λ從0到1的變化曲線.圖3(a)根據δ=3,u=0.2,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.35,0.35和0.1的引數繪製.從圖3(a)可以看出,ω2/ω1曲線都是向右下方傾斜的,而且當λ=0.25時區域經濟空間結構是均衡狀態.這時,製造業企業同時分佈在r=0.5和r=1兩個區位,而且在區位r=1處製造業企業的份額為0.25.同樣,在yf=0.9的條件下,當λ=0.8時區域經濟空間結構達到均衡.這時,國家A的經濟地理結構是以區域中心城市和港口城市為雙核心經濟體系.(a)u2=0.2(b)u2=0.4圖3中度開放環境下區位r=1處的市場潛能但是在中度開放的經濟環境下,雙核結構模式並不必然出現.圖3(b)根據δ=3,u=0.4,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.25,0.25和0.1的引數繪製.從圖3(b)可以看出,ω2/ω1曲線都是向右上方傾斜的:當λ<0.7時ω2/ω1<1,當λ>0.7時ω2/ω1>1.這說明這時國家A的經濟地理結構可能是以區域中心城市為核心的單中心經濟體,也可能是以港口城市為核心的單中心經濟體.圖4是高度開放的經濟環境(yf=2)下ω2/ω1隨著λ從0到1的變化曲線.圖4(a)根據δ=3,u=0.2,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.35,0.35和0.1的引數繪製.圖4(b)根據δ=3,u=0.4,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.25,0.25和0.1的引數繪製.從圖4可以看出,ω2/ω1總是大於1.這說明λ=1是均衡狀態,這時國家A的經濟地理結構是以港口城市為核心的單中心經濟體.(a)u2=0.2(b)u2=0.4圖4高度開放環境下區位r=1處的市場潛能根據上面的分析,對外貿易政策深刻的影響著國家A的經濟地理過程,是雙核結構模式生成的直接驅動力量.根據圖2(a)、圖3(a)和圖4(a),我們很容易繪製出圖5(a).圖5(a)描繪了在δ=3,u=0.2,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.35,0.35和0.1時,國家A城市區位的均衡狀態隨著對外貿易深化的變化過程.從圖5(a)可以看出:在對外貿易聯絡較小時,城市僅出現在區域中心.當海外市場規模相對於內陸市場規模增加達到某個臨界值時,一部分製造業企業最終會被吸引至海岸港口地區,另一部分製造業企業仍然留在區域中心以滿足內陸市場的需求,這時的經濟體系將呈現出以區域中心城市和港口城市為雙核心的空間結構.如果海外的市場需求繼續擴大,最終所有的製造業活動都將被吸引到海岸地區.這時區域雙核結構模式將最終瓦解,這個區域將演化為一個以港口城市為核心的單中心經濟體.(a)u2=0.2(b)u2=0.4圖5對外貿易與經濟地理但是圖2(b)、圖3(b)和圖4(b)表明雙核結構模式的形成受到農業勞動力消費市場規模的深刻影響.根據圖2(b)、圖3(b)和圖4(b),我們也很容易繪製出圖5(b).圖5(b)描繪了在δ=3,u=0.4,t=6,區位r=0、r=0.5和r=1三個區位上農業人口規模分別為0.25,0.25和0.1時,國家城市區位的均衡狀態隨著對外貿易深化的變化過程.從圖5(b)可以看出,如果農業勞動力消費市場規模較小,製造業部門的需求累積因果效應較為強烈,區域雙核結構模式將不會出現.在封閉的經濟環境和中等開放的經濟環境中,歷史事件和偶然因素在塑造經濟地理結構中發揮著重要作用,城市可能僅僅出現在區域中心地區,也可能僅僅出現在沿海港口地區.當國外需求相對國內需求非常大時,一旦製造業企業開始被吸引至海岸地區,則這個地區成為整個區域經濟中需求最大的區位,其他所有制造業企業最終會被吸引至海岸地區,最終港口城市將成為均衡狀態.
4結論
本文基於新經濟地理學的分析框架,研究了對外貿易推動區域雙核結構模式形成的經濟機理.研究表明,在規模經濟和運輸成本兩個因素的作用下,區域雙核結構模式和海岸發展軸都是製造業企業選擇區位響應國內市場需求和國外市場需求的結果.本文的結論如下:第一,對外貿易是區域雙核結構模式生成的基本驅動力量.在對外貿易聯絡較小時,以區域中心城市為核心的單中心經濟體是均衡狀態;隨著對外貿易聯絡逐漸深化,在國外市場規模擴大到中等程度時,區域中心城市和港口城市將同時出現,區域經濟呈現出雙核結構模式;當國外需求相對國內需求非常大時,區域雙核結構模式最終瓦解,港口城市將成為均衡狀態.第二,區域雙核結構模式的形成還受控於農業勞動力消費市場規模因素的影響.如果農業勞動力消費市場規模較小,區域經濟體系將呈現出以區域中心城市或者港口成為為核心的單中心結構.只有當農業勞動力消費市場較大時,區內農業勞動力消費市場才有可能和國外消費市場形成抗衡的力量,製造業才會同時分佈在區域中心和港口區位,區域雙核結構模式才會形成。