经典案例 北美五大湖(1)都市圈
北美五大湖都市圈是世界五大都市圈之一，主要泛指北美五大湖（苏必利尔湖、休伦湖、密歇根湖、伊利湖和安大略湖）周围的城市和区域所组成的都市圈，这些城市主要包括芝加哥、底特律、托莱多、印第安纳波利斯、辛辛那提、匹兹堡、克利夫兰密尔沃基、麦迪逊以及加拿大的多伦多和蒙特利尔市。
关于北美五大湖都市圈所涵盖的区域和城市，学术界并没有统一的界定，本案例采取密歇根大学城市与区域规划项目的界定方法，即主要根据历史沿革、资源禀赋以及工业相关度的标准进行区分，其中工业发展历史是最主要的决定因素。本案例由于主要研究美国的经济情况，因此研究范围不包括加拿大城市。
一、地区概况
（一）简介
五大湖是始于约100万年前的冰川活动的最终产物，现在的五大湖位于当年被冰川活动反复扩大的河谷中。五大湖总面积约245 660平方公里，是世界上最大的淡水水域，流域约为766 100平方公里，美国占72%，加拿大占28%。南北延伸近1 110公里，从苏必利尔湖西端至安大略湖东端长约1 400公里。五大湖的淡水总量是占世界地表淡水总量的20%，占美国地表淡水总量的90%，根据2000年美国人口普查数据，五大湖都市圈的人口总数为4 284万，占美国总人口的15.3%，土地面积为44.8万平方公里，占美国总国土面积的4.9%，但是GDP却占美国总数的15.7%。
表10.1 北美五大湖都市圈概况
续表10.1
资料来源：美国人口普查报告（2000）
图10.1 五大湖区都市圈图
（二）主要城市
1.芝加哥（Chicago）
芝加哥坐落在密歇根湖的西南角，是美国的第三大城市，2006年市区人口283.33万，仅次于纽约市、洛杉矶。此外，它还是美国第三大经济中心，2007年芝加哥大都市圈的GDP达到4 400多亿美元。芝加哥以金融，钢铁、金属、食品加工、电子、石油加工、印刷和运输机械设备工业为主。
芝加哥是美国中西部一个重要的金融中心，也是世界金融中心之一。芝加哥证券交易所、芝加哥商业交易所、芝加哥期货交易所使得芝加哥在全世界金融交易场所中首屈一指，其中芝加哥期货交易所的成交额超过美国国内任何一个交易所。芝加哥交易局是世界上最大、最早的期货、期权交易市场，它的股票成交额在美国国内名列前茅。芝加哥也是美国一些大银行和大金融机构的总部和分支机构所在地。芝加哥区联邦储备银行是美国第七大区储备机构，也坐落在芝加哥市，另外它还拥有300多家美国银行、40家外国银行分行和16家保险公司。这些银行和金融机构在商业贷款数额上名列美国全国前3名，各种金融资产总额居美国联邦储备委员会管区的第三位。世界《财富》500强企业中有21家、金融时报500强企业中有17家在此落户。从芝加哥行业就业概况我们可以看到，其公司管理的区域行业指数LQ值(2)最大，高达1.34，其次是批发贸易、金融保险、专业科技服务，他们的LQ均大于1.2，因此芝加哥的公司管理、批发贸易、金融保险、专业科技服务是该区基础行业。
表10.2 芝加哥行业就业概况（2003年）
资料来源：美国县域经济数据库
芝加哥的交通运输十分发达，被称为“美国的动脉”，是美国最大的空运中心和铁路枢纽，也是世界上最大的内陆港口。芝加哥共有两个机场，奥黑尔国际机场和中途国际机场，其中奥黑尔国际机场是世界上最繁忙的机场之一，每年接待乘客6 900万人次；还有铁路干线37条，高速公路共1 013.8公里。芝加哥港口是美国最大的港口之一，可取道圣劳伦斯内河航道直达欧洲，也可取道密西西比河提供通往墨西哥湾的驳船运输。1848年，连接大湖区和密西西比河水系的伊利诺伊-密歇根运河和贯穿东西部的铁路竣工后，芝加哥就已成为水陆交通枢纽。此外，由于芝加哥交通方便，城市环境优雅，是各种大型会议的举办场所，因此芝加哥还被誉为“会议之城”。
2.底特律（Detroit）
底特律是密歇根州最大城市，位于密歇根州东南部，底特律河西岸，东濒圣克莱尔湖，与加拿大汽车城温莎隔河相望。市区面积352平方千米，人口95.1万（2000）。底特律是世界闻名的汽车城，是通用，福特，克莱斯勒三大巨头的总部所在地。
底特律由于地处五大湖都市圈的中心位置，在十九世纪开始它就是汽车的组装中心，那时密歇根北部的煤炭，匹兹堡的钢铁，托莱多的玻璃以及Akron的橡胶加工成半成品后都运输到底特律组装成成品汽车，然后经过铁路，水路交通输送到美国及世界各地。
汽车制造业为城市工业的核心部门，与汽车制造业有关的钢材、仪表、塑料、玻璃以及轮胎、发动机等零部件生产也相当发达，专业化、集约化程度很高。汽车年产量约占全国的1/4；从业人员近20万，约占全市职工总数的40%以上。其他重要工业部门有钢铁、飞机和坦克制造、化学、金属加工、木材加工等。工厂企业主要分布在底特律河西岸，以及西南的迪尔伯恩、西北的庞蒂亚克和弗林特等卫星城镇。
但是随着70年代的石油危机，石油价格逐渐攀升，美国高耗油量的汽车慢慢的失去了市场，市场越来越倾向于购买更节油和小巧的车，于是，日本车大行其道。这使得底特律的失业率逐渐攀升，到2005年，城区失业率达到14.2%，导致底特律共有1/3的人口生活在全国的贫困线以下。
底特律的交通也较为发达，共有两个机场，分别位于城市的西南部和东北部，有10条铁路和多条公路通往各地。与温莎间有跨越底特律河的大桥以及河底公路隧道相联系。
3.匹兹堡（Pittsburg）
匹兹堡位于该州西南部，是美国的钢铁工业中心，宾夕法尼亚州第二大城市，市区面积142.5平方公里，人口33.5万（2000）。
匹兹堡的煤矿储存量十分丰富，通过大湖和内河廉价运入苏必利尔的铁矿石，发展钢铁工业条件优越。从19世纪中叶到20世纪中叶，在国内钢铁产品供应中一直处于领先地位，有“钢都”之称。在钢铁工业基础上，建立了重型机器制造、化学、原子能、电气器材、金属加工和运输机械等工业。50年代以来，钢铁工业在全国的地位相对下降。目前炼钢能力约占全国1/5，匹兹堡的工业也已经成功转型，多元化产业已经进入了机器人，医疗卫生，核工程，旅游和金融服务，使得匹兹堡在2007年被Places Rated Almanac评为“最宜居城市”。
4.印第安纳波利斯（Indianapolis）
印第安纳波利斯是印第安纳州的首府，也是该州最大的城市，市区面积911.7平方公里，人口78.2万（2000）。19世纪末工业兴起，城市迅速发展，成为州内主要工业中心，重要的谷物市场和芝加哥以东最大的牲畜围栏。有规模很大的面粉和肉类加工工业。还有汽车零部件、金属制品、飞机发动机及药品、农业、电机和电子等工业部门。另外它还是3个世界500强的总部所在地。该城市的交通服务也非常发达，其LQ值达到1.54，构成该城市的基础行业，对经济发展具有基础性作用。印第安纳波利斯有6条国道穿过印第安纳波利斯，包括国道31，40，52，36，136，和421，另外还有9条州际公路通过，并为中西部铁路货运枢纽。
表10.3 印第安纳波利斯行业就业概况（2003年）
资料来源：美国县域经济数据库
5.哥伦布（Columbus）
哥伦布市位于俄亥俄州中部，是该州的首府。面积469平方公里，人口71.1万（2000），其中黑人约占1/5；该城市以航海家哥伦布的名字命名，建于1812年，1816年起为州府。1830年后南连俄亥俄河、北通伊利湖的运河开通，1850年后铁路通达，该地发展为商业和交通中心；主要经济部门有教育、保险、医疗卫生、零售、科技等等。它是5个世界500强企业总部所在地，包括美国电力，Nation Wide，Hexion特种化学品公司等。
（三）交通运输
五大湖都市圈的交通体系十分发达，该大都市圈的形成也是由于方便的水陆交通。根据2005年的贸易量，我们可以看到美国和加拿大的贸易量，是美国和墨西哥贸易总额的两倍，其中水运、航空、铁路以及高速公路的密集，对该地区的国际国内贸易的繁荣有着决定性作用。根据美国交通数据局的数据，以2003年的贸易吞吐量来看，美国的货运枢纽30强中五大湖区都市圈就囊括了4个名额。
表10.4 美国货运枢纽30强（2003年）
数据来源：美国交通数据局
在航空运输方面，五大湖都市圈中有两个国际交通枢纽、五个国内交通枢纽，国际枢纽是芝加哥的奥黑尔国际机场、底特律机场，国内枢纽包括密尔沃基机场、印第安纳波利斯机场、哥伦布机场、克利夫兰机场和匹兹堡机场。其中芝加哥是最繁忙的航空节点，2007年美国国内客流量前十名的航线中，芝加哥为目的地的航线就占据了5条，同时它也是世界上起降次数最多的机场，每年的客流量已经达到6 900多万。
该地区还拥有三条沟通美国内陆以及世界的三条运河，伊利运河、圣劳伦斯运河以及哈德孙河流，其中伊利运河建成于1825年，使得美国西部地区到东海岸的运费下降了95%，该运河并与1834年和1918年进行两次扩建，由于铁路，高速公路的发展特别是圣劳伦斯运河的开通，运河已经基本失去了商业河运的功能，但是仍然为当地带来了巨大的旅游收入。
圣劳伦斯河从安大略湖东北端流出，向东北注入大西洋圣劳伦斯湾。美国为了能够获得加拿大魁北克州的铁矿石，从而参与了运河的开凿计划，运河与1959年6月26日正式投入商用。圣劳伦斯运河处于五大湖都市圈的核心地带，该地区集中工农业发达的地区，深水航道的开辟为其提供了巨大的货运动脉，密切了五大湖和大西洋的关系，具有重要的经济意义。
2003年五大湖区的水路运输总量达到1.1亿吨，美加贸易总量达到2 500万吨，货物主要为工业原料，包括铁矿石，煤，原木以及水泥。
底特律和加拿大温莎市之间有大使桥（Ambassador Bridge）和河底隧道相连，每年通过这一边境的客流量达到1 500万，有1 000万汽车通过这一边境，2007年美加贸易额达到5 620亿美元，其中有近30%的贸易额是通过底特律-温莎边境实现的。
（四）教育水平
教育是一个地区发展的根本，是地区发展的新鲜血液来源。根据2000年美国全国人口普查的数据，五大湖大都市圈的教育水平要高于全国的平均水平。根据下图我们可以看到，五大湖区25岁以上的人口中获得高中学历（在美国高中学历是国家公务员和继续深造的最基本的学历要求）的人口比例达到32.8%，高于全国平均水平的28.6%，数字说明五大湖区的平均教育水平要高于全美的基本水平。同时我们可以看到，五大湖区的低于高中学历的人口比例也要低于全国平均水平，但是同时，五大湖区的专科、本科以及本科以上的占比要小于全国平均水平。
图10.2 五大湖区人口教育水平（25岁以上）
数据来源：美国人口普查数据（2000）
五大湖区的高等教育领先于全国平均水平。大学为一个地区经济，特别是第三产业的发展提供必不可少的人才和智力支持。五大湖都市圈的大学数量非常多，根据上海交通大学高等教育学院的2007年发布的研究数据，全球前100强大学有13所处于北美五大湖地区，在研发投入前100名的大学中，有1/4的大学处于北美五大湖都市圈。
表10.5 北美五大湖地区世界100强大学
续表10.5
资料来源：上海交通大学高等教育研究所（2007）
五大湖地区每年都有1万多的毕业生，这些高级智力资源是吸引公司的筹码。根据美国科学基金会的数据，在全国10个统计区域中，东北中部地区的大学研发费用达到68亿美元，占全国14.23%，排列第四名。东北中部地区包括伊利诺伊州、印第安纳州、密歇根州、俄亥俄州以及威斯康辛州，这些州基本都处于五大湖区的范围，而在大学研发费用前十名的州中（由于加州是美国高科技产业密集区，因此将加州单列），北美五大湖都市圈就包括了三个州。
五大湖区许多世界级的大学，投入在科研方面的预算高达几亿美元。2006年，在美国高校科研投入经费前五名中占据了两个名额，分别是威斯康辛大学麦迪逊分校和密歇根大学，其研发经费分别达到8.31亿和8.01亿美元，总共达到16.32亿。俄亥俄州立大学、匹兹堡大学、密歇根州立大学、芝加哥大学的科研经费投入也分别达到6.5亿、5.3亿、3.6亿和3.32亿美元。除了这些大学以外，该地区还有一些重要的地区性质学校，为地区的发展能够提供各种专业的人才。
表10.6 2006年美国各州大学研发支出费用 （单位：亿美元）
续表10.6
数据来源：美国科学基金会2006年统计数据
表10.7 2006年美国大学研发投入前五名
数据来源：美国科学基金会2006年统计数据
二、面临的问题
2003年，五大湖大都市圈的区位产业指数LQ值计算结果显示，制造业的LQ值高达1.36，企业管理LQ值也高达1.17，我们知道目前五大湖都市圈的产业结构是以制造业、企业管理为主，其中企业管理是随着制造业派生而在的。但是近年来，由于该地区制造业赖以存在的宏观环境发生了改变，美国出现了以计算机技术革命为龙头的产业结构升级，使得该地区人才外流，给该地区的发展造成障碍；自从1973年发生第一次石油危机以来，世界石油价格疯狂上涨，由每桶3美元提升到10美元，高耗油量的美国汽车不能满足消费者的需求，使得底特律的汽车制造业遭受空前的打击，就业、政府财政、居民生活等受到严重衰退；由于长期以来五大湖区的制造业排放大量的污染物，基本不采取任何处理措施，将污染物直接排放到五大湖中，使得当地环境恶化，五大湖中鱼类、藻类生物越来越少，当地居民饮用水，身体健康受到严重威胁。
（一）区外产业升级，区内人才外流
自从1993年9月，美国政府宣布实施国家信息基础设施的计划以后，美国在全国投入2 000到4 000亿美元的资金以因特网为雏形，兴建信息时代的高速公路——“信息高速公路”，使所有的美国人方便地共享海量的信息资源。这一计划开始后美国就开始了一项全国产业升级计划。
由于国家投入如此大量的资金进入信息领域，使得社会资源不断从其他领域涌入信息行业以及信息技术为主导产业的地区。而以制造业为中心的五大湖都市圈由于资源和环境的限制，无法引入足够的资金，使得该地区产业结构逐步老化，员工薪酬待遇下降等局面。
根据美国劳工数据局的统计资料，我们可以看到从1990年1月到2008年4月，全美在计算机系统设计和相关服务业（Computer systems design and related services）的就业人数从45.8万增加到140.3万人，增加了近100万人，而密歇根州在这一行业的就业人口在1990年到2000年根本没有具体的统计数据，从2001年开始才进入统计报表。根据下图，我们可以看到从2001年开始该州的计算机行业就业人数出现了相当比例的下滑，虽然有一部分是由于互联网泡沫造成，但是2008年全国计算机就业人口已经超过2001年的顶峰时期。因此，我们可以判断，密歇根州的计算机行业并没有随着全国的产业升级而升级。
2000年美国的人口普查也显示(3)，从1995年到2000年五大湖地区的受过高等教育的单身年轻人数(4)量减少了7%，在五大湖的五个州中，只有伊利诺伊州有净流入，而其他州受过高等教育的年轻单身人群数量明显下降，印第安纳州的净流失甚至达到14.2%。根据美国人口普查数据调查显示，受过高等教育的单身年轻人数量是地区就业机会的一个衡量指标，该群体由于具有极大的流动性，他们的存在会给城市带来智力资源和各种资金。
图10.3 90-08年美国计算机行业就业人数
资料来源：美国劳工数据局统计资料 （单位：千）
受过高等教育的单身年轻人数量的减少说明该地区的经济的吸引力下降，从而使得五大湖地区缺乏发展所需要的各种人才。
图10.4 五大湖都市圈受高等教育单身年轻员工数变动（95-00）
数据来源：美国全国人口普查数据（2000年）
（二）制造业逐渐衰退
制造业是五大湖都市圈的支柱产业，根据美国经济普查数据，2003年五大湖区都市圈的制造业的区域产业指数LQ值达到1.36。目前，制造业的就业人数占据该都市圈总就业的20%左右，但是这一比例在过去的25年中一直在下降。在1980年，该地区的制造业就业占比高达35%，而在同期全国的制造业占总就业的比例比才23%(5)。
虽然在全国制造业就业都处于下降的状态，但是在五大湖区都市圈制造业失业现象更加严重。在2000年到2005年当中，美国制造业岗位减少的近1/3是发生在五大湖周边的七个州：伊利诺伊州、印第安纳州、密歇根州、纽约州、俄亥俄州、宾夕法尼亚州以及威斯康辛州。其中纽约（-22.7%）、密歇根（-24.3%）、俄亥俄（-20.3%）、伊利诺伊州（-20.8%）、宾夕法尼亚州（-20.9%）的就业岗位缩小规模要低于全国平均17%的水平。
在1980年到1997年，五大湖都市圈的就业增长率要低于全美国的平均水平，它们的增长率分别为29%，40%。由于制造业是该地区的基础产业部门，制造业的衰退是最主要的原因。我们可以看到从1990年到2006年，底特律的制造业的就业总数已经从15.4万下降到9.4万，下降比例达到39%。
图10.5 底特律制造业就业总数
数据来源：美国劳工数据局统计资料 （单位：千）
制造业的衰退使得该地区的就业岗位迅速减少，失业率上升。由于该地区制造成本的上升，地区很多企业已经将企业外迁，这使得该地区的制造业就业总人数迅速下降。与1998相比，2003年的就业规模已经下降62.5万，比例达到16%。
图10.6 底特律都市区就业数据（95-06）
数据来源：美国劳工数据局
美国汽车三巨头，通用、福特、克莱斯勒公司，由于耗油量大、价格较高，已经逐渐失去美国本土消费者市场。根据全美汽车经销商协会2008年的报告(6)，2007年三大巨头在美国的销量仅为840.3万，比2006年的905.8万减少7.23%，而同期美国汽车总销量仅下降2.5%。实际上，1973年以后，美国三巨头在美国的年销量市场份额连续下滑，1995年这一比例为73%，而根据Edmunds.com最新的统计结果显示，2008年4月三巨头的本土市场份额已经下降到48.3%。汽车产业作为上游产业，其就业岗位减少将直接传递到钢铁、玻璃、橡胶等等行业，对经济的发展产生巨大负面影响。根据美国Comerica银行的首席经济学家Dana Johnson的估计由于存在乘数效应，不仅效益下降的汽车企业会缩小开支，减少采购量，而且由于裁员计划而失业的员工也会控制购买，缩减消费。根据他的预测，乘数大约为3，也就是说汽车制造业每失去一个岗位，全社会就会失去3个岗位(7)。
（三）水体污染严重，生态系统破坏(8)
五大湖区的污染自从工业化开始就没有间断过。1969年6月，流入伊利河的支线河流水面发生火灾，火灾引起联邦政府的高度关注，从那以后，美国政府就开始全面治理五大湖的水体、环境等污染情况，虽然已经有迹象表明，水体质量已经得到改善，但是水体污染依然严峻。
图10.7 通用、福特、克莱斯勒美国销售概况（87-07）
数据来源：全美汽车经销商协会年报系列
水污染是指由于人类活动而造成的江河、湖泊、海洋等水体化学物质、物理形态和生物构成改变，这一改变往往会对水体中原有的生态链造成损害。造成水体污染的原因包括：废水处理，重金属和农药有毒污染物、周边过度开发、农业和城市化的排放物以及空气污染。这些污染源可以划分为三类，即点污染源、非点污染源以及空气污染源。五大湖检测到的污染有毒物质包括：汞，DDT、PCB、TCDD等，这些有毒物质会通过湖区的食物链传递，并经过生物富集效应影响鱼类和食用鱼的居民安全。
五大湖区除了受到有毒物质的污染外，还受到许多外来生物的威胁，这些生物由于在当地没有天敌，因此繁衍十分迅速。圣劳伦斯海道是连接五大湖和外界的窗口，这一河道也为有害物种的入侵提供了方便，根据统计每8个月就有一有害物种通过该水道进入五大湖区。
截至2006年，该湖区共有160多个通过轮船等方式入侵的有害物种，这些物种包括斑马贻贝（Zebra Mussel）、海鳗（sea lamprey）、欧亚梅花鲈（Eurasian ruffe），千屈菜（Purple loosestrife），欧亚耆草和刺虾等。其中斑马贻贝每平方米可繁殖到700 000个，他们会大量抢夺各种浮游生物以保持自身的繁殖，从而给当地的鱼类存活造成威胁，严重破坏生态平衡。80年代欧洲商船带进斑马贝后，这些贻贝会堵塞工厂管道和发电机的涡轮，给生产和生活带来麻烦，据估计这些贻贝造成经济损失至少达到50亿美元。
1987年美加国际联合委员会对五大湖所有污染点进行了测评，并最终得出43个污染关注区，其中美国26个，美加边境共同治理的5个，加拿大12个，这些污染关注点密集分布在湖区的各个城市，成了污染湖区的重要污染源和沉淀物来源。2005年1月年美国五大湖区警察委员会确认在这些污染关注区共有7 600立方码（合5 581立方米）的沉淀物，要彻底清除这些沉淀物成本在15亿到45亿美元之间。
图10.8 五大湖区污染关注区
图片来源：美国环保局
三、区域规划内容
五大湖区都市圈作为美国的制造业中心，为美国工业的现代化进程立下了汗马功劳。该地区作为美国的钢铁、玻璃、汽车、印刷业的中心，在20世纪为美国经济的发展提供了源源不断的动力。尤其是底特律作为美国的汽车工业心脏，是世界三大汽车公司通用、福特、克莱斯勒的总部所在地，他们几乎垄断了美国的汽车市场。但是制造业作为第二产业对资源的依赖和消耗比较严重，对五大湖区的污染十分严重。而且，随着科学技术的进步，特别是二战后的新兴产业（电子工业、原子工业和石化工业）的发展，造成了人工成本的上升。1993年，克林顿政府实施的信息高速公路计划也将电子信息产业推向了高潮。而以斯坦福、伯克利和加州理工大学为依托的硅谷，由于地处美国的西海岸，位置优越，因此在电子化浪潮中迅速占领高地，五大湖都市圈短期内无法摆脱制造业的影响，而制造业由于劳动力成本高，污染严重，导致产品价格过高，因此逐渐失去美国市场，难以支撑五大湖区的经济发展。
为了重新振兴美国五大湖区都市圈的经济，进入21世纪以后，美国联邦政府和五大湖区各州政府根据美国产业结构的特点，并结合五大湖区都市圈的资源优势，制定了一系列的经济政策和税收激励政策，重新制定美国五大湖区的区域经济政策，这些政策包括：
（一）五大湖区域合作战略
2004年12月3日，美国联邦政府联合五大湖区机构、市长、印第安部落首领以及各利益相关方代表在芝加哥联合发动了《五大湖区域合作战略》，目的是支持五大湖重新修复和保护战略。此前，美国总统布什已经签署了一项行政命令，任命了一批政府官员和专家作为五大湖联合工作组的负责人，负责该计划的实施。联合工作组共有400多个成员组成，均来自美国经济规划协会、美国环境保护署、五大湖区各州政府代表(9)以及各个利益相关方代表，该联合工作组还与加拿大政府举行定期合作会谈，旨在更好推进五大湖区的经济、环境的可持续发展。联合工作组设立了执行委员会，委员会成员都是经过选举并任命的高级官员，联合工作组由八个战略小组组成，共有1 500多各种背景的人员组成。这些小组都有明确的研究分工，并且于2005年开始向联合工作组提交行动建议。2005年7月7日，这些战略小组提交了第一个战略计划草案，草案经过两个月的时间，向社会公开征集意见并修改后，最终于2005年12月12日公布最终的战略计划书——《五大湖区域合作战略：五大湖修复、保护计划》。该战略计划从八个方面进行规范和行动：
1.外界水生物种入侵
外界水生物种入侵是最严重的问题。外界水生物种入侵后会扰乱原有湖泊生态平衡系统，对原有物种造成毁灭性打击，例如斑马贻贝（Zebra Mussel）、海鳗（sea lamprey），欧亚梅花鲈（Eurasian ruffe），千屈菜（Purple loosestrife）和刺虾等。这些入侵物种，由于在当地生物链中没有天敌，因此繁殖能力十分强盛，治理成本很高，由此所造成的损失比水体污染要更严重。计划推出后政府将在2010年前共投入6.9亿美元，成立专门规范，强制对进入湖区的外籍船只进行卫生检疫，而这一卫生检疫由联邦和地方政府成立的外界物种入侵联合管理委员会负责。
2.原有物种保护
由于外族物种的入侵和人类活动的存在，五大湖区原有湖泊生态系统已经遭到了破坏，因此应该对原有物种进行保护，从而使得原有生态系统能够维持。这些物种的减少或者消失对本地区的生物链也是一种灾难，例如鱼类、湿地、藻类的消失或者大量繁殖也会破坏平衡。因此，保证原有物种的平衡和多样性很重要。
该区域合作计划要求每年将投入2.89亿美元用于保护原有物种的多样性，其中1.89亿用于湿地保护，4 000万用于沿岸和近岸物种保护，4 000万用于河流物种的保护，2 000万用于保证鱼类的平衡。
3.沿岸水质卫生
近岸居民与湖水接触时是有风险的，湖水是居民饮用、鱼类生存的环境，水质破坏后会直接或者间接影响居民的生命。美国的生活生产污水排放量每年平均达到8 500亿加仑，这些污水大部分来自工业发达的五大湖和东北地区。这些污水会影响附近居民的健康。
美国政府在这项计划中，将在2010年以前投入近200亿进行该地区的污水排放点的确认、评估并最终处理，并将对湖区内娱乐设施的污水排放量进行监控。为了居民饮用水安全，还将投资进行自来水设备的更新，确保居民饮用水安全。
4.污染关注点/沉淀物
1987年美加国际联合委员会在五大湖区确认了43个污染关注区，这些污染关注区的最大污染物是有毒沉淀物、污水处理厂排放的污水、非点污染源以及生物降解的污染物。2005年，美国已经确认了7 600立方码的有毒沉淀物，这些有毒沉淀物的清理成本高达15亿到45亿美元。
美国政府为了处理这些有毒沉淀物，将每年投入至少1.5亿美元加强《五大湖遗产法案》的执行力度，并力图在2020年前处理所有已知的有毒沉淀物，还将每年向当地政府和相关机构提供1 170万美元的资金，用于支持地方和相关机构的活动，另外美国政府还将支持企业使用环境友好型沉淀物处理销毁装置，并为相关设备的购置进行税收减免。
5.非点性污染源
非点性污染源是湖区污染最难处理的污染，这些污染并没有明确的污染源，给污染的治理工作带来很大的困难。湖区合作战略提出将在2010年前，每年投入7 700万到1.89亿美元的资金，使五大湖区的湿地面积应该在现有的基础上增加55万英亩，2015年将增加100万英亩。而且，在2010年之前，也将投入1.2亿美元的资金，使得五大湖区的水土流失量减少40%。在2010年以前美国政府将总共投入24.65亿美元治理非点性污染源。
6.有毒污染物
虽然在过去的30年中，五大湖区的慢性有毒物质的规模大幅下降，但是现存的污染依然影响着湖区居民和牲畜的健康。该计划要求与加拿大合作，将每年投入近1亿美元，减少现有污染排放点的排放量，阻止新的化工企业的成立，并且为湖区宣传有毒化学物质的危害，并且倡导捕鱼业的有序可持续发展，力争在2015年前，清理所有可能产生有毒污染物的污染源。
7.污染指标和信息方面
由于污染治理所要求的工作量很大，成功的污染治理要求一个良好的决策制定标准，使决策有标准可依，这就要求相关机构建立完善的指标核算和监控体系，并且为各利益相关者共享信息，只有信息完全才能为决策者提供帮助。
政府将为信息收集设备的购置提供2 800万的资金，用于采购地球观测一体化系统、海洋观测一体化系统，现有各个机构之间应该相互协调，从而更好地管理和使用这些设备的管理，政府还将投入400万美元用于建立科学、合理的指标体系，另外还将每年投入100万美元用于各种技术信息的协调和管理，并成立由联邦、州和地方相关机构组成的信息交流小组。
8.五大湖可持续发展
五大湖区可持续发展计划由专门的专家组和机构负责，目的是在环境保护的同时，促进经济、社会、生态环境的相互协调发展。可持续发展主要从五大湖的以下六个方面进行：土地利用与开发、农业与林业、交通、工业活动、水利基础设施以及娱乐旅游行业。规划可以分为四个方面：
（1）在所有行业采取可持续发展行动，并在长期维持这些行动；包括为五大湖区的水务基础设施建设贷款制定合理的标准并为现存的贷款进行可持续评估，从而检测这些贷款应用的效率。
（2）联合地方政府加强可持续发展规划和资源管理；在3到4个大都市区试点，利用各种新技术，进行为期三年的土地使用规划，该规划需要整合地区交通规划和其他基础设施规划；使用联邦、地方政府的资金，对地方社区进行宣传和技术扶持，加强他们的可持续发展意识。
（3）塑造五大湖区独特、健康和适合居住、工作、投资、娱乐的新形象，并在全国进行推广和宣传；此举主要为了发展五大湖区的旅游业，增加当地人口，通过在民众中树立良好形象，使他们认为在五大湖区工作能够增加他们的个人满足感。
（4）通过制定可持续发展计划，引领可持续发展潮流；可持续发展计划是一个非常庞大的举措，需要消耗许多资源，政府应该考虑其他可行的可持续计划，充分估测各种计划的成本，使得各项开支达到最小化。
根据布鲁金斯学会(10)的预测，《五大湖区域合作战略：五大湖修复、保护计划》的实施将给五大湖区各州带来总共500亿美元的经济收益，五大湖每个周边城市的经济收益都将在2亿到133亿美元之间，其中芝加哥74亿到133亿美元，底特律37亿到70亿美元，克利夫兰21亿到37亿美元，密尔沃基15亿到23亿美元(11)。
（二）五大湖区交通规划
根据第一节的介绍，五大湖区都市圈的航空、公路、铁路运输系统都比较完善。但是随着经济的发展，五大湖区都市圈之间以及各城市的原有的交通运输基础设施已经远远不能满足需求。
首先，随着美国汽车普及率的提高，交通拥堵现象日益突出，这使得运输效率不断下降。而且，随着石油价格的上涨，公路运输成本剧烈上升。根据美国环境保护署的数据，在2002年，1加仑的燃料，运输1吨货物通过铁路运输能够行驶440英里，而在公路上却不到110英里(12)，公路的燃料消耗量是铁路的三倍。而且运输距离大于1 000英里时，与公路运输相比，通过铁路运输货物能够减少65%的燃料消耗和温室气体排放量。
为了缓解交通压力，满足五大湖区当前和未来的交通运输要求，提高铁路客运的效率，建设交通便利型地区，1996年，五大湖区的伊利诺伊州、印第安纳州、爱荷华州、密歇根州、明尼苏达州、密苏里州、内布拉斯加州、俄亥俄州以及威斯康辛州的交通部门联合成立了美国中西部地区高速铁路启动小组，负责启动中西部地区高速铁路系统（Midwest Region Rail System）的计划。
图10.9 美国五大湖区高速铁路规划
图片来源：美国环境法律与政策中心并经作者加工
中西部地区高速铁路系统计划在10年内在美国中西部地区建立高速铁路运输网络，该计划总耗资77亿美元，总里程3 000英里（4 800千米），以芝加哥作为枢纽城市，连接伊利诺伊州、印第安纳州、密歇根州、明尼苏达州、俄亥俄州、威斯康辛州、密苏里州、内布拉斯加州以及爱荷华州，其中伊利诺伊州、印第安纳州、密歇根州、明尼苏达州、俄亥俄州、威斯康辛州将建成一级高速铁路，时速将达到110英里/小时（177千米/小时）密苏里州、内布拉斯加州以及爱荷华州将被二级铁路系统覆盖，时速最高可以达到90英里/小时（145千米/小时）。而现有的列车时速基本都在55英里/小时（90千米/小时）80英里/小时（130千米/小时）。部分轨道由现有的美国铁路客运公司系统进行轨道升级，这一工作已经于1996年启动，其他轨道将采用铺设新轨道的方式建设。2007年，芝加哥与俄亥俄州春田市（Springfield）之间的125英里的铁路系统正在进行设备和轨道的升级，不久将并入高速铁路系统。威斯康辛州已经完成了从麦迪逊到密尔沃基高速铁路的环境评估工作。密歇根州，芝加哥与底特律之间的铁路轨道于2008年底提速。
表10.8 美国中西部高速铁路建造成本（预测）
资料来源：美国中西部高速铁路系统执行报告（2004）
货币单位：亿美元，以2002年的物价水平测算
整个高速铁路铺设成本为256万美元/英里，建设计划总耗资77亿美元，计划由联邦政府（80%）和州政府（20%）共同出资组建，该项目正在争取联邦政府资金的支持。其中11.28亿美元将用于购买高速列车，65.72亿美元将用于轨道系统的铺设和安装。该项目将采取分阶段建设方式进行，首先进行一级高速轨道的铺设，该铁路段的营运收入将用于二级高速轨道的建设。
表10.9 美国中西部高速铁路路段运营时间
资料来源：美国中西部高速铁路系统执行报告（2004）
高速铁路建成后，预计到2025年每年的客流量将达到1 360万人次，是目前年客流量的5倍。列车运行时间也将大大缩短，其中芝加哥—辛辛那提的列车运行时间将从8小时10分缩短到4小时08分，减少将近50%，从芝加哥到姐妹城（明尼苏达州）的运行时间也将从8小时缩短到5小时30分左右。列车的日往返次数将大大增加，将从目前的每日1趟增加到每日4-6趟。当列车投入正常运营后，高速铁路运输网络将给美国五大湖区都市圈的经济带来飞速发展。根据联邦铁路局的预测方法计算，该项目的收益成本比率将达到1.7，这在全美所有6条规划的高速铁路系统中仅次于东北高速铁路系统。
中西部高速铁路网的建设将极大的繁荣五大湖地区的经济，缓解交通压力，减少环境污染，促进当地旅游娱乐业的发展。根据预测，高速铁路的建设将为五大湖区带来更多的就业岗位，15 000个建筑业临时就业岗位，以及2 000个永久性岗位，这将为当地带来91亿美元的经济收入。也将为这一地区交通压力的缓解作出贡献，其中13亿美元的公路运量和7亿美元的航空运量将转移到高速铁路网络。由于高速铁路能缩短周边到五大湖的时间，也将为当地的旅游娱乐业带来新的增长点。
（三）发展生物科技产业
随着科学技术的发展和劳动力成本的上升，美国的传统制造业已经远远无法和一些发展中国家相比，五大湖都市圈也深深意识到这一问题的严重性。美国五大湖地区由于拥有全球无法比拟的智力资源优势，为了重新塑造五大湖地区的经济形象，发展创新型经济社会成为五大湖都市圈的共识。它不仅可以为当地提供高回报的就业岗位，而且可以给五大湖地区的经济重新进行定位。因此，利用当地的教育资源，结合传统工业优势，大力发展以研发为主导的生物科技与生命科学产业为主，以制造业为辅的新型产业结构，重塑区域经济形象，成为五大湖区都市圈州政府的共识。
生物科技与生命科学产业是继信息技术产业后，给世界经济带来最大影响的一个产业，21世纪被舆论认为将是生物科技的世纪。根据美国生命科学协会的定义(13)，生命科学是指广泛运用有关植物、动物及人类各项机能知识的一个多元化的产业集合，它随时运用最新的研究和科技发明，一般认为它包括四个产业，即农业原料与化工品、药剂与制药业、医疗器械设备业和医药研究业。
五大湖都市圈凭借当地强大的医疗研发能力，成功吸引世界风险投资基金的进入，和世界知名的生命科技和生命科学产业的领头企业共同打造区域崭新的区域形象。
图10.10 美国生命科学子产业就业
数据来源：《美国生命科学产业协会年报》（2006）
根据美国生命科学协会的数据，在美国生命科学发展最大的5个州当中，有三个都是五大湖区都市圈的州，他们是伊利诺伊州、俄亥俄州以及爱荷华州。
1.科研实力和医疗机构
五大湖都市圈能够发展生命科学业，是与五大湖区强大的科研实力和医疗机构分不开的。当地的大学医学研究机构十分密集，这包括在农业生物科技领域著名的威斯康辛大学麦迪逊分校和伊利诺伊大学香槟分校，这为当地的农业原料与化工业的发展提供了强有力的智力支持，为动植物研究及产品的商业化运用奠定了良好的基础。芝加哥大学、西北大学、Argonne国家实验室、伊利诺伊大学芝加哥分校、Loyala医学院、Finch大学芝加哥医学院都为五大湖地区的生命科学产业发展输送了高素质人才。另外，底特律/安纳堡、芝加哥、圣路易斯是全国生物科技研发中心的前三甲。
外五大湖区还拥有全美顶端医疗机构，这些医疗机构的存在为各种新产品的临床实验和应用提供场所。五大湖区医疗教学、诊断实力在全国处于前列，使得新产品的临床效果能够最快、最真实的反馈给医疗供应商。而且，当医疗产品（医药和医疗设备）投产后，这些医疗机构为厂商提供了广阔的市场。
2.政府政策支持
五大湖区将生物科技与生命科学产业当作经济的原动力，许多州政府为生命科学的发展设立了专门的基金。五大湖都市圈各州为了发展本地的生物科技与生命科学产业纷纷推出一系列政策，从研发、改进、成果市场化、获取资金支持、提供办公场所等方面提供一条龙服务。为企业提供研究能力，包括建立研发设施，投资研发项目，为研究员提供资金；在企业和科研机构之间搭建互动渠道，将有实际经验的企业和有科研理论的学校联系，能够将理论联系实际，对科技的发展和学校研究有很大的促进作用；通过政府提供的资金，将科研理论产业化；通过建立税收激励机制，鼓励个人和机构投资者投资生命科学产业；为生物科技产业的在职员工提供在职培训计划。
为了给企业提供研发基地，很多地方都有政府专项资金进行研发设施的配套。2005年，密歇根政府通过了第225号法案，法案包括设立21世纪就业基金，基金规模20亿美元，目的是促进包括生命科学产业在内的4个产业的发展，从而促进地方就业。法案还包括成立4亿美元的由密歇根经济发展公司（Michigan Economic Development Corporation）负责管理商业化基金、由公私合营管理的密歇根税收额度经济发展计划以及启动生命科学长廊计划和以后的三极长廊计划。21世纪就业基金还通过独立的战略经济投资与商业化董事会监督的形式使得生命科学研发和商业化计划成为可能。
明尼苏达州也通过法律的形式，于2000年到2006年，通过发行债券的形式投资4亿元，建设生物科学相关学科研究实验室。2006年，立法机关还通过一项专门法案，授权州政府发行3.3亿美元的债券基金，建立明尼苏达生物医疗科学研究设备局，法案还包括为明尼苏达大学引进50名科研人员，并在未来十年中每年建造一个实验楼。
表10.10 五大湖区各专科全国前十强医院
续表10.10
资料来源：2006年医院排名（《美国新闻与世界报道》）
俄亥俄州也通过一系列的战略计划，支持生命科学产业的发展，其中最重要的一个计划是“第三前线项目”（The Third Frontier Project）。第三前线项目由州长Bob Taft于2002年提出，该项目计划总投资16亿美元，资金主要来自州政府资金、烟草行业利润、一般收入资金和最近通过的债券融资方案，该项目由第三前线委员会（根据2003年的新法律组建）负责实施管理。第三前线项目将生命科学产业作为5个优先发展的行业之一。截止到2005年，第三前线项目资金达到3亿美金，其中60%都投资于生命科学产业。根据美国生命科学产业发表的2006年年报和相关资料，笔者整理了五大湖区中6个州政府的一些政策，现将相关政策(14)汇总如表10.11。
表10.11 五大湖区州政府发展生命科学产业政策汇总（1/6）
续表10.11
续表10.11
续表10.11
续表10.11
续表10.11
为了扩大当地生物科技与生命科学产业产品的市场，五大湖区经常举办大型的商品展销会。根据商品展销周刊的统计报告(15)，五大湖区目前已经登记的2008年商品展销会中，其中医药与医疗企业商品展销次数最多，达到64次，其次是家居（60次）和农业（50次）。这些商品展销会的预期参展公司达到246 960个，参展人数将达到1 080万。在五大湖大都市中，举办展销会最多的城市依然是芝加哥，高达50场。
3.目前现状
实行这一系列政策后，五大湖区在全美国的生命科学中所处的地位也逐渐提高。根据美国生命科学产业协会2006年的年报，在全美所有州中五大湖区都市圈所在州在农业原料与化工品、药剂与制药业、医疗器械设备业、医药研究业四个子行业的就业和地区行业指数都比较高，在生命科学子产业最大、最专业化(16)的州中，农业原料与化工品四个州中五大湖区就占据两个，分别是伊利诺伊州和俄亥俄州；药剂与制药业包括伊利诺伊州和印第安纳州；医疗器械设备业包括明尼苏达州，这表明五大湖区的生命科学产业聚群效应比较明显。
表10.12 美国生命科学子产业最大最专业化州列表
数据来源：《美国生命科学产业协会年报》（2006）
图10.11 五大湖区医疗健康与社会护理业就业
数据来源：美国劳工数据局（访问时间：2008年5月）
该行业就业来看，在1997年1月至2008年1月期间，五大湖区都市圈六个州的伊利诺伊州、密歇根州、明尼苏达州、俄亥俄州、印第安纳州、威斯康辛州的总就业人口仅从2 340万上升到2 432万，增长率为3.9%，但是医疗健康业与社会护理就业人口从232万上升到294万，增长率为26.7%，所占就业比例也从9.91%上升到12.1%。
从该行业吸引的资金来看，2007年五大湖区的健康护理行业吸引的资金总额高达12亿美元(17)，比2006年的7.7亿美元，增长率55%，而全国的增长率仅为25%，2007年的增长率远远高于全国平均水平。
五大湖地区也是许多生物科技与生命科学著名公司的总部所在地，其中也有很多世界500强企业，这些包括美国雅培制药、美国Hospira公司、藤泽药品公司、百特医疗、美国礼来公司、武田药品工业、TAP制药、美敦力医药、美国史赛克公司以及佳腾公司的总部都在五大湖区。
（四）结论
根据以上论述，我们可以看到，五大湖都市圈曾经作为美国的经济中心，为美国工业化的发展作出了巨大的贡献。随着科学技术的发展，美国出现了信息化产业的升级，五大湖都市圈由于没有制定相应的人才和经济政策，使得产业升级无法与全国同步。20世纪末，全球兴起生物科技与生命科学产业的热潮后，五大湖都市圈州政府迅速反应，制定了一系列的经济政策，为经济结构从传统制造业向生物科技与生命科学产业的转型创造了有利的条件，无论从就业、吸引资金数量还是生命科学产业企业数量来看，五大湖地区的区域新形象已经开始得到世界的公认，并且具备向生物科技与生命科学转型的基础。
五大湖都市圈经济结构的转型，得益于该区域区域规划的正确性和完备性。首先该区域拥有领先的科研实力，这为生物科技产业提供了良好的智力支持；其次，该区域拥有广泛的生物科技产品市场，医疗机构、农业等相对丰富，为生物科技产业提供了赖以存在的市场；最后，该区域州政府进行了正确的政策规划，为生物科技的发展创造了良好的外部环境。这些都为其他国家和地区进行地区区域经济规划提供了宝贵的经验。
【注释】
(1)“五大湖”一般是指苏必利尔湖、休伦湖、密歇根湖、伊利湖和安大略湖，但是在本案例中，我们采取美国政府2005年开始实施的《五大湖区域合作战略：五大湖修复与保护计划》对五大湖的定义。该计划除了包括以上五个湖泊以外，还包括与五大湖相连的五条河流，即圣玛丽河、圣克莱尔河、底特律河、尼亚加拉河以及与加拿大相连的圣劳伦斯河。
(2)区域行业指数（Location Quotient）是经济基础分析的主要方法之一，经济基础分析是Robert M.Haig于1928年提出。他将行业划分为基础行业和非基础行业。LQ值公式如下：
其中
ei表示地区行业i的就业人数；e表示目标地区总就业人数；
Ei表示全国行业i总就业行业；E表示全国总就业人数；
当LQi＞1时，该行业在该地区的行业就业人口较为集中，该行业是基础行业；
当LQi＜1时，该行业在该地区的行业就业人口较少，该行业不是基础行业。
(3)密歇根大学研究报告：Through a Wider Lens：Re-envisioning the Great Lakes MegaRegion（2006）
(4)根据美国人口普查局的定义，受过高等教育的单身年轻人是指在2000年至少获得了学士学位的、年龄在25-39岁的未婚（已离婚）的人群。
(5)密歇根大学研究报告：Through a Wider Lens：Re-envisioning the Great Lakes MegaRegion（2006）
(6)报告地址：http://www.nada.org/Publications/NADADATA/
(7)米什莱恩·梅纳德.底特律的没落.朱敏译.上海：上海译文出版社，2006.
(8)本小节主要参考：Great Lakes Regional Collaboration Strategy：To Restore and Protect the Great Lakes.
(9)1983年五大湖区八个州已经组成州长联合理事会，目的是通过合作处理工业化条件下，五大湖区所面临的经济发展和环境保护问题，这些州包括伊利诺伊州、印第安纳、密歇根、明尼苏达、纽约州、俄亥俄、宾夕法尼亚和威斯康辛，近年来加拿大的安大略和魁北克州也加入该理事会。
(10)鲁金斯学会（Brookings Institution）于1927年成立于美国首都华盛顿，由当时的政治研究所（1919年）、经济研究所（1922年）和罗伯特·布鲁金斯经济政治研究学院（1924年）合并而成，是美国著名的综合性政策研究机构，同时也是美国联邦政府的两大思想库之一。其研究领域包括：经济研究、外交政策、政府治理、全球经济与发展以及大都市圈政策，其中联合国的设立、马歇尔计划、美国预算办公室、全国减税计划以及海外援助等计划都是在该协会的倡导下产生的。
(11)John C.Austin：Place-Specific Benefits of Great Lakes Restoration，Report of Brookings Institution，2008
(12)密歇根大学研究报告：Through a Wider Lens：Re-envisioning the Great Lakes Mega Region（2006）
(13)资料来自：2006 BIO Report：Growing the Nations Bioscience Sector，Biotechnology Industry Organization
(14)主要来自：2006 BIO Report：Growing the Nations Bioscience Sector，Biotechnology Industry Organization
(15)数据来自：http://www.tradeshowweek.com/article/CA6498205.html（访问时间：2008年5月20日）
(16)最大、最专业化是指：该行业就业占全美国该行业就业比例大于等于5%；最专业化是指某行业在该地区的LQ值大于1.2。
(17)资料来源：http://www.bioohio.com/news/biobulletin-current.asp（访问时间：2008年5月21日）
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