林珍銘 黃品東
摘要
根據(jù)“配第-克拉克定律”和“庫茲涅茨法則”等產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的一般規(guī)律,運(yùn)用信息熵對桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)間序列分析,探討了桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化特征,分析了桂林市產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段。結(jié)果表明:桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度在時(shí)間序列上呈現(xiàn)出中間高、兩端低、總體較高的變化趨勢;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵的變化趨勢反映出桂林市在研究期間長期以來第一產(chǎn)業(yè)占主體地位,第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢且所占比重較低;根據(jù)GDP和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵的時(shí)間序列變化特征,可將研究期間桂林市產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段劃分為3個(gè)階段,即20世紀(jì)70年代后期到80年代中期(階段Ⅰ)、20世紀(jì)80年代后期到21世紀(jì)10年代(階段Ⅱ);21世紀(jì)10年代至今(階段Ⅲ)。
關(guān)鍵詞信息熵;產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化;桂林市
中圖分類號S-9;F061.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611(2015)21-337-03
對區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行科學(xué)的分析,準(zhǔn)確判斷其發(fā)展階段,有利于構(gòu)建完善的區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)體系,并制定與之相適應(yīng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展策略,促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。桂林市是我國傳統(tǒng)旅游城市,其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展受到了學(xué)者的廣泛關(guān)注。王艷梅等對桂林市三大產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整策略進(jìn)行了分析[1-3],并通過對桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展歷史進(jìn)行總結(jié),探討了關(guān)于桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的思路對策[4]。李肇元將桂林市的三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與全國進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)桂林市第一產(chǎn)業(yè)比例偏大,第二產(chǎn)業(yè)比例偏小,并認(rèn)為工業(yè)化程度滯后是制約桂林經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原因[5]。梁增賢等測度了1999~2009年桂林經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的脆弱性[6],表明桂林產(chǎn)業(yè)多元化是圍繞旅游業(yè)建立,表現(xiàn)出較高的脆弱性。這些研究從多個(gè)方面對桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行了探討,并提出了一些產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整策略,但對桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化總體過程的定量化模擬分析還有所欠缺。
信息熵理論是通過提供一種建立在基于概率和數(shù)值統(tǒng)計(jì)上來表達(dá)系統(tǒng)無序程度(即信息熵) 的集成方法,使多維度的信息能被量化和綜合,能克服在分析具有復(fù)雜性和不確定性問題時(shí)的困難[7-8],可用于所有統(tǒng)計(jì)過程的分析[9]。劉春霞等以信息熵作為測度產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)均衡程度的指標(biāo),將其運(yùn)用于我國制造業(yè)結(jié)構(gòu)時(shí)空演變特征的實(shí)證研究[10]。陳彥光基于三次產(chǎn)業(yè)信息熵的變化特征,對區(qū)域和城市的產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)行了階段劃分[11]。王愛玲等運(yùn)用結(jié)構(gòu)熵評價(jià)理論,建立評價(jià)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有序度的聯(lián)系熵和運(yùn)行熵模型,對溝域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)運(yùn)行效率、質(zhì)量和高度進(jìn)行定量分析[12]。這些研究成果表明,信息熵在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析中起到了良好的效果。筆者在前人研究成果的基礎(chǔ)上,應(yīng)用信息熵對桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行較長時(shí)間序列的模擬,分析其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的階段和特征。
1 研究方法與數(shù)據(jù)來源
1.1研究方法
1.1.1
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度。根據(jù)Shannon 信息熵,可知對于一個(gè)不確定性系統(tǒng),若用隨機(jī)變量X表示其狀態(tài)特征;對于離散型隨機(jī)變量,設(shè)X的取值為X={x1,x2,…,xn} (n ≥2),每一取值對應(yīng)的概率為P={p1, p2, …, pn} (0≤Pi≤1,i=1,2,…,n),且有ΣPi=1,則該系統(tǒng)的信息熵為[13]:
S=-∑Piln(Pi)
(1)
式中,S為不確定性系統(tǒng)的信息熵;Pi為表示不確定性系統(tǒng)狀態(tài)隨機(jī)變量X的概率。
基于信息熵的概念,可以給出三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵的計(jì)算公式:
H=-∑Ni=1PilnPi
(2)
式中,H表示產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵;Pi表示第i次產(chǎn)業(yè)的比重;i=1,2,3,表示產(chǎn)業(yè)的階次;N=3,表示產(chǎn)業(yè)數(shù)目。當(dāng)區(qū)域內(nèi)各次產(chǎn)業(yè)增加值相等時(shí),即P1=P2=P3=1/3時(shí),熵值達(dá)到最大,為ln3,則表明區(qū)域三次產(chǎn)業(yè)達(dá)到了均衡狀態(tài)。對于三次產(chǎn)業(yè)內(nèi)部各產(chǎn)業(yè),也可以依據(jù)信息熵的概念構(gòu)建次一級的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵。
信息熵可以反映產(chǎn)業(yè)分布的均衡程度,產(chǎn)業(yè)比重相差越小,信息熵的數(shù)值越高,反之越低。由于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵涉及到度量單位,并且產(chǎn)業(yè)層次分類不一致,不便于直觀判斷,因而可采用均衡度代替信息熵。均衡度是實(shí)際信息熵與完全均勻分布的最大信息熵的比值,又被稱為信息熵率,計(jì)算公式如下[11,14]:
J=H/Hmax=-∑Ni-1PilnPi/lnN
式中,H為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵;Hmax是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵的最大值;由于H≤Hmax,故J的變化區(qū)間為[0,1]。假如產(chǎn)業(yè)只分為3類,則Hmax=ln3=1.098 6。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)推移和演變過程可以采用信息熵度量其內(nèi)部關(guān)系:當(dāng)三次產(chǎn)業(yè)處于均衡狀態(tài)的時(shí)候,信息熵最高,均衡度J=1;當(dāng)其中2種產(chǎn)業(yè)類型比較均衡的時(shí)候,信息熵較高;當(dāng)其中1種產(chǎn)業(yè)非常突出、另外2種產(chǎn)業(yè)不均衡的時(shí)候,信息熵最低;當(dāng)1種產(chǎn)業(yè)突出而另外兩種產(chǎn)業(yè)相對均衡的時(shí)候,信息熵較低。鑒于這種數(shù)值變化特征,可以借助信息熵對產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程進(jìn)行階段劃分[11]。
1.1.2
基于信息熵的區(qū)域產(chǎn)業(yè)階段劃分標(biāo)準(zhǔn)?!芭涞?克拉克定律”和“庫茲涅茨法則”是國際上關(guān)于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的一般規(guī)律,是判斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段的重要依據(jù)。據(jù)此可知區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的一般規(guī)律:第一,隨著時(shí)間的推移,農(nóng)業(yè)部門的國民收入在整個(gè)國民收入中的比重和農(nóng)業(yè)勞動力在全部勞動力中的比重均處于不斷下降之中;第二,工業(yè)部門的國民收入在整個(gè)國民收入中的比重大體上是上升的,但是,工業(yè)部門勞動力在全部勞動力中的比重則大體不變或略有上升;第三,服務(wù)部門的勞動力在全部勞動力中的比重基本上都是上升的,然而,它的國民收入在整個(gè)國民收入中的比重卻不一定與勞動力的比重一樣同步上升,綜合地看,大體不變或略有上升[15]。
根據(jù)“配第-克拉克定律”和“庫茲涅茨法則”,如果采用產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵的均衡度來考察區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的特征,那么它一般可以呈現(xiàn)如下7個(gè)階段的變化規(guī)律:①低(第一產(chǎn)業(yè)比重高)→②高(一、二產(chǎn)業(yè)均衡)→③低(第二產(chǎn)業(yè)比重高)→④高(一、三產(chǎn)業(yè)均衡)→⑤低(第二產(chǎn)業(yè)再次突出)→⑥高(二、三產(chǎn)業(yè)均衡)→⑦低(第三產(chǎn)業(yè)比重高)[11]。
1.2數(shù)據(jù)來源
該研究數(shù)據(jù)來源于《桂林經(jīng)濟(jì)社會統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)》。
2結(jié)果與分析
2.1 桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵計(jì)算結(jié)果與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化分析
2.1.1
產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵計(jì)算結(jié)果。根據(jù)《桂林經(jīng)濟(jì)社會統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)》數(shù)據(jù),計(jì)算得出桂林市1978~2012年的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度,其變化趨勢見圖1。桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵最小值為2012年的1.033 1Nat,最大值為1998年的1.097 9 Nat;均衡度最小值為2012年的0.776 2,最大值為1998年的0.940 4。由圖1可知,桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度在時(shí)間序列上呈現(xiàn)出中間高、兩端低、總體較高的變化趨勢。
2.1.2
桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化分析。
人均GDP是產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平的重要體現(xiàn)。由于人均GDP和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革之間存在著規(guī)律性聯(lián)系,一定的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)狀況往往對應(yīng)著國家和地區(qū)相應(yīng)的收入水平,所以國內(nèi)人均GDP也可以作為判斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段的一個(gè)重要指標(biāo)。桂林市1978~2012年地區(qū)生產(chǎn)總值見圖2,其三次產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)總值變化趨勢見圖3。桂林市人均GDP與廣西、全國的對比情況如圖4。由圖2可知,在研究期間,桂林市地區(qū)生產(chǎn)總值不斷增長,增長速度也不斷提高,尤其是21世紀(jì)以來,進(jìn)入了快速增長期。由圖3可知,在研究期間,桂林市第一產(chǎn)業(yè)長期處于主體地位,第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。直到1993年,桂林市第二產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值首次超過了第一產(chǎn)業(yè),使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由長期以來的“一二三”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸蝗薄?999年第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值首次超越第一產(chǎn)業(yè),使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由長期以來的“一二三”轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭欢薄?006年第二產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值再次處于領(lǐng)先地位,自此桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)一直保持為“二三一”,并且第一產(chǎn)業(yè)所占比重日趨下降。由圖4可知,桂林市人均地區(qū)生產(chǎn)總值長期以來略高于廣西的平均水平,且一直低于全國的平均水平。
2.2 桂林市產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段分析
根據(jù)桂林市三次產(chǎn)業(yè)的變化情況、人均GDP與廣西、全國的對比情況,以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度的變化情況,可知:
(1)桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵呈現(xiàn)出“先低后高”的格局和“先降后升”的趨勢。這反映出長期以來桂林市第一產(chǎn)業(yè)占主體地位,第二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢且所占比重較低。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,1999~2005年,桂林市的第三產(chǎn)業(yè)先于第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來,第一產(chǎn)業(yè)的主體地位被取代;2006年至今,桂林市第二產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值超過了第三產(chǎn)業(yè),在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中處于主體地位。1978~2012年,桂林市信息熵和均衡度均處于“高值”狀態(tài)(J>0.95),2009年以后出現(xiàn)J<0.95的情況,這反映出桂林市三次產(chǎn)業(yè)的發(fā)展長期以來較為均衡,缺乏強(qiáng)大的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),或者產(chǎn)業(yè)的專業(yè)化程度不高。
(2)桂林市人均地區(qū)生產(chǎn)總值長期以來與廣西人均地區(qū)生產(chǎn)總值相當(dāng),且低于全國平均水平,說明桂林市經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)。作為傳統(tǒng)旅游城市,桂林市的第三產(chǎn)業(yè)先于第二產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來。桂林市的第二產(chǎn)業(yè)自改革開放以來發(fā)展緩慢,直到2000年后才處于主體地位。這些都表明桂林市尚處于工業(yè)化的初期階段。
(3)根據(jù)GDP和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵隨時(shí)間的發(fā)展變化特征,對研究期間桂林市產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段進(jìn)行劃分(如表1),可分為3個(gè)階段:20世紀(jì)70年代后期到80年代中期(階段Ⅰ),20世紀(jì)80年代后期到21世紀(jì)10年代(階段Ⅱ),21世紀(jì)10年代至今(階段Ⅲ)。階段Ⅰ,桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度總體處于高值水平,但相對于階段Ⅱ?yàn)榈椭邓?。在這一階段第一產(chǎn)業(yè)處于主體地位,第二、三產(chǎn)業(yè)欠發(fā)達(dá)。階段Ⅱ,隨著桂林市旅游業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展首要戰(zhàn)略地位的確定,桂林市第二、三產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)展壯大,使桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息熵和均衡度總體處于高值水平,說明三次產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為均衡,但主
導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)作用不夠明顯。階段Ⅲ,桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)信息
熵和均衡度總體處于低值水平,且呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。這一階段,第二產(chǎn)業(yè)處于主體地位,且發(fā)展迅速,使產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)了明顯的差異化發(fā)展趨勢。從表1可知,桂林市正按照區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的一般規(guī)律進(jìn)行演化。
3結(jié)語
該研究運(yùn)用信息熵對桂林市1978~2012年產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化進(jìn)行了定量分析,并將二者的發(fā)展變化與桂林市人均地區(qū)生產(chǎn)總值相結(jié)合,對桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展階段進(jìn)行劃分。該研究表明,將信息熵應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的定量分析,能夠很好地反映出區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演化的總體過程和特征,能有效地進(jìn)行區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展階段分析。
參考文獻(xiàn)
[1]
王艷梅.桂林市第一產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的策略分析[J].商場現(xiàn)代化,2006(2):184-185.
[2] 王艷梅.桂林市第二產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的策略分析[J].桂林航天工業(yè)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2004(2):1-4,19.
[3] 王艷梅,孫建東.桂林市第三產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的策略分析[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè),2009(10):93-94.
[4] 王艷梅,李衛(wèi)紅.略論桂林市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整對策[J].桂林航天工業(yè)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2011(2):203-204,211.
[5] 李肇元.桂林市國民經(jīng)濟(jì)三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)剖析[J].桂林航天工業(yè)高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2004(4):1-4.
[6] 梁增賢,解利劍.傳統(tǒng)旅游城市經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)脆弱性研究——以桂林市為例[J].旅游學(xué)刊, 2011,26(5):40-46.
[7] 張妍,楊志峰,何孟常,等.基于信息熵的城市生態(tài)系統(tǒng)演化分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005, 25(8):1127-1134.
[8] ZHANG Y,YANG Z F,LI W.Analyses of urban ecosystem based on information entropy[J].Ecological Modelling, 2006, 197: 1-12.
[9] 張啟仁.熱力學(xué)第二定律的一個(gè)普遍的信息論證明[J].中國科學(xué):G輯,2008,38(6): 781-784.
[10] 劉春霞,朱青.信息熵在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)演變研究中的應(yīng)用——兼論我國制造業(yè)結(jié)構(gòu)演變的時(shí)空分異[J].城市發(fā)展研究,2005,12(4):20-25.
[11] 陳彥光.區(qū)域和城市產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段的信息熵分析[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究),2008(27):385,387.
[12] 王愛玲,陳俊紅,周連第.北京山區(qū)溝域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)熵值評價(jià)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2011(19):159-163.
[13] 林珍銘,夏斌.熵視角下的廣州城市生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力分析[J].地理學(xué)報(bào),2013(1):45-57.
[14] 林珍銘,夏斌,董武娟.基于信息熵的廣東省土地利用結(jié)構(gòu)時(shí)空變化分析[J].熱帶地理,2011(3):266-271.
[15] 李小建.經(jīng)濟(jì)地理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006.