基于航空客流的中國城市對外聯系網絡結構與演化

張凡 楊傳開 寧越敏 魏也華

摘 要：改革開放以來，經濟全球化和快速城市化促進了中國城市外向型聯系的發(fā)展，改變了中國城市對外聯系的空間格局。越來越復雜化的城市空間分布和組織規(guī)律需要一個全新的、綜合的網絡視角來考察。航空運輸是當前城市間相互聯系的重要物質基礎，體現了城市間的直接關系，是研究城市網絡的合適工具。本文以中國城市對外的航空客運聯系作為衡量城市關系的指標，借鑒社會網絡分析中的2-模網絡概念構建了中國城市對外聯系網絡，并對網絡的結構特征和演化規(guī)律進行了分析。研究結果表明，中國城市對外聯系網絡存在北京-上海-廣州的三中心結構。中心城市以外，西部城市上升勢頭迅猛，體現了網絡多元化發(fā)展的趨勢。此外，中國城市對外聯系的主要對象逐漸從東南亞向東亞轉移，并呈現出以首爾為核心的網絡結構。同時，中國城市對外聯系擴張以強化區(qū)域內部聯系為主，洲際聯系發(fā)展滯后。

關鍵詞：航空客流；對外聯系網絡；2-模網絡；網絡中心度

中圖分類號：F56 文獻標識碼：A

0 引言

改革開放以來，中國通過融入全球化進程實現了經濟飛躍式的發(fā)展，國際地位日益提升。與此相應，中國城市的崛起并演變?yōu)槭澜绯鞘幸渤蔀閷W術界關注的焦點。一般意義上，世界城市的地位就是其在各類全球性網絡中配置資源的綜合能力，以促進商品、信息、資本和人的全球流動[1]。Lai從建設國際金融中心的角度分析了香港、上海、北京在全球金融體系中的地位和作用，并進一步探討了城市在全球金融體系中的地位是如何成為全球城市功能的一個方面，提升香港、上海和北京在全球經濟體系中的支配能力和影響力[2]。Taylor從生產性服務業(yè)角度構建全球城市互鎖網絡，通過建立城市對分析探討了中國主要城市北京、上海和香港是如何與國際城市建立聯系并融入世界城市網絡中的[3]。不難看出，這些研究本質上只關注了國內頂級的城市在世界城市網絡中的崛起，而沒有反映普遍意義上中國城市集體融入全球化進程的特點。事實上，真正能進入全球網絡的國內城市數量確實不多，根據GaWC工作組對世界城市的排名“The World According to GaWC”，2000年和2004年僅有4個中國城市上榜，2008年增加到8個，2010年和2012分別上升到10個和14個。換言之，這十多個城市就成了世界城市網絡研究中對中國城市關注的全部。正如Robinson所批判的，歐美經濟地理學和城市地理學主流的研究之中，存在著 “歐美中心論” 的偏見，廣大發(fā)展中國家的城市從地圖上“脫落”了[4]。鑒于此，本文將克服世界城市研究的局限，將更多國內城市納入到研究的范疇，著重分析中國城市與國際城市之間的聯系，并進一步探討由此形成的中國城市對外聯系網絡的結構特征與演化規(guī)律。

城市對外聯系種類很多，其中航空運輸聯系是形成城市體系網絡系統(tǒng)的物質條件和必要前提，因為它能夠直接反映城市間的交易流和連通度，越來越多地成為國家和國際級城市體系研究中被廣泛應用的一個重要指標[5]。國外學術界從該視角進行了豐富的實證研究。其中Cattan利用歐洲90個主要城市之間的國際航班數據，分析了歐洲城市之間的吸引機制和國際化的特征，表明歐洲城市網絡是建立在各國本身城市體系的基礎上的[6]。Shin等則類似地從城市間國際客流量入手，考察了亞洲城市與世界主要城市之間的聯系，認為亞洲城市在世界城市網絡中的層次正逐步提高[7]。Matsumoto在考慮國際航空客流量的基礎上加入貨流量這一指標，分別考察了亞洲、歐洲、美洲三大區(qū)域內航空客貨流網絡的發(fā)展情況，進而對三大區(qū)域內的九個樞紐城市的能級進行了評估[8]。相對于國外航空市場，中國民航的國際航線發(fā)展起步較晚，90年代以后才開始進入較快的發(fā)展期，航線從1990年的44條發(fā)展到1996年的98條，并在2002更進一步達到161條[9]。因此從航空運輸的角度考察中國城市的對外聯系的相關研究基本從2000年以后開始起步，研究主要從以下兩個方面展開：第一，國際航線的空間格局。周一星等最早關注到中國國際航線呈現高度極化的特征[10]：2001年，京津冀和長三角是國際航線最主要的來源地，兩者占全國的比重達到40%以上；而在省域層面，省會城市在國際航線上占據絕對主導的地位，在多數省份，省會城市甚至成為唯一開通國際航線的城市。王成金等在周一星研究的基礎上，進一步理清了中國對外航空聯系的空間地域特征。東部地區(qū)仍然是國際航空聯系集中的區(qū)域，但國際客流占全國的比重逐漸下降，中部和西部地區(qū)也逐漸參與到國際聯系中[9]。王姣娥等重點考察了國內城市與“一帶一路”沿線城市的航空聯系，發(fā)現國內城市對外航空聯系以客運聯系為主，貨運聯系強度和廣度較弱。同時，上海、北京和廣州是對外航空客運的樞紐，上海為對外航空貨運的樞紐；第二，引入網絡分析的工具，對中國國際航空網絡進行分析[11]。例如，黨亞茹等利用復雜網絡相關理論和研究方法分析國際航空客運網絡的拓撲結構，并探討了中國與其他國家的航空聯系情況[12]。吳晉峰等將國際航空聯系所涉及的49個國內城市與110個國際城市全部納入到一個網絡分析框架中，研究發(fā)現中國與東亞和東南亞城市之間聯系最為緊密。洲際層面上，中國城市與美國聯系最為密切，與歐洲、大洋洲、非洲聯系較少，與南美洲尚無航空聯系[13]。

總體而言，過往研究對中國城市對外航空聯系網絡有了基礎的認識，厘清了中國城市對外聯系的基本空間地域結構特征。為進一步挖掘中國城市對外聯系的總體格局，本文借鑒Taylor“城市對”的研究思想[3]，將中國城市對外聯系看成是若干“國內-國際”城市對的集合，并選取2002和2012《中國交通統(tǒng)計年鑒》中對主要國際航段旅客數量作為衡量中國城市對外聯系的指標，匯總所有航段數據得到各國內、國際城市總體聯系量，再從中國城市和國際城市兩個角度入手，分別考察中國城市對外聯系空間拓展和聯系的國際城市空間格局演變兩個方面的特點。

1 研究數據和方法

1.1 研究數據

航空聯系數據本身也存在多種類型，例如國際民航組織（International Civil Aviation Organization， ICAO）出版的“航段起訖點統(tǒng)計（on-flight origin and destination）”數據作為衡量城市間聯系的指標[14-18]。Derudder認為ICAO的數據存在一定的問題，建議通過使用營銷信息數據轉移（Marketing Information Data Transfer，MIDT）等其他數據庫的統(tǒng)計資料進行補充[19]。不管是何種數據，城市航空聯系的數據必須是建立在OD（origin-destination）數據的基礎上。

本研究的研究數據來自《中國交通統(tǒng)計年鑒》對民航國際航線的運輸情況進行的統(tǒng)計，包含了主要航段的航空客流數據，但這一數據并不是城市之間點對點（origin-destination）的流量數據，因此需要將數據進行處理，轉化為城市點對點的流量數據。例如2012年廣州-上海-名古屋這一航線旅客運輸量為181461人，因此需要將其分解為廣州-名古屋和上海-名古屋兩個航段。通過查詢發(fā)現廣州和上海到名古屋每天直達航班的班次分別為1班和9班，因此對廣州-上海-名古屋航線的客運量進行重新分配，其中十分之一即18146人為廣州-名古屋航段的客運量，另外十分之九即163315人為上海-名古屋航段的客運量。此外，為了反映中國城市對外聯系網絡的發(fā)展演化情況，本研究將選取2002年和2012年兩個年份的數據進行分析。

1.2 研究方法

按照Taylor在世界城市網絡中“城市對”（City Dyad）的研究思想[3]，中國城市對外聯系網絡可以看成若干城市對的集合，國內城市和國際城市分別隸屬于兩個群體，決定兩個群體之間關系的是個體之間的關系，因此中國城市對外聯系網絡呈現出二元性（duality）的特征。社會網絡分析（social network analysis）中的2-模網絡為理解和分析這種二元性特征提供了理論啟發(fā)和依據[20]。本質上中國城市對外聯系網絡是國內城市和國際城市兩個群體之間的宏觀關系，該網絡的基本構成單元是各個城市對的微觀關系，因此二元性體現在“微觀-宏觀”的關系。社會學研究中，Breiger首先利用“微觀-宏觀”（macro and micro）結構探討了“個人和群體之間的二元性”（the duality of persons and groups），并提出了2模社會網絡的概念[21]。吳素春引入了這一概念，對中國創(chuàng)新型城市的國際合作網絡進行了分析[22]。在本研究中，中國城市對外聯系網絡的宏觀結構是由微觀城市個體塑造的。為更好地理解這樣的2-模網絡，本文構建了中國城市對外聯系網絡的嵌套圖（圖1）。如圖所示，實線部分是真實的對外聯系，反映了該網絡的宏觀結構，表面上看這是由一組組“城市對”的微觀關系構成的。實際上宏觀網絡結構也可以由國內、國際兩個群體內城市的內部虛擬關系構成。例如，城市A和B同時與城市F發(fā)生聯系，與城市G、H、I和J并沒有發(fā)生共同聯系，所以城市A和B可以理解為只有一組共同的虛擬聯系。2-模網絡的精髓就在于可以將本身并不是完備網絡的一組關系轉化成兩組由虛擬聯系構成的完備網絡。

為了分析中國城市對外聯系網絡的結構特征，本研究進一步引入了社會網絡分析中的網絡中心度計算。因為，網絡中心性是衡量網絡權力結構的基本指標[23]。正如傳統(tǒng)1-模網絡利用度數中心度（degree centrality）、接近中心度（closeness centrality）和中間中心度（betweenness centrality）來分析網絡的中心結構一樣，2-模網絡也可以用類似的思路來分析，不過需要先將2-模數據轉化成兩個1-模數據，然后才能分析各種中心性指數。為方便計算原理的表達，現將2-模數據矩陣命名為X，而國內城市虛擬聯系矩陣命名為XN，國際城市虛擬聯系矩陣命名為XM。

3 中國城市對外聯系網絡的結構特征與演化情況

3.1 對外聯系網絡的中心結構特征

根據中心度的計算方法，本研究分別對2002和2012兩個年份中國城市對外聯系網絡的三項中心度進行計算，其中接近中心度和度數中心度的計算結果偏差不大。而接近中心度反映網絡中點與網絡中心的接近程度，可見度數中心度高的點接近中心度相對也高。因此，本研究重點對2002年和2012年中國城市對外聯系網絡的度數中心度和中間中心度進行對比，參考張凡和寧越敏的對比方法[25]，選取了排名前十位的城市進行分析（表2），對中國城市對外聯系網絡的整體結構特征進行總結。其中，從度數中心度的結果來看：中國城市對外聯系網絡的中心性結構呈現出以下三個特點（表2）：

第一，上海取代北京成為中國對外聯系的第一樞紐，這兩個城市與廣州共同形成了對外聯系網絡的三中心結構。2002年北京在度數中心度上排名第一，達到0.76。上海緊接其后度數中心度達到0.71。2012年上海超越北京，成為中國對外聯系的第一樞紐城市，中心度達到0.60。此外，廣州在網絡中的地位雖不及北京和上海，但也擁有很高的度數中心度。在2002年和2012年，廣州的度數中心度均遠超其他城市。

第二，西部城市上升勢頭迅猛，部分城市趕超東部沿海城市成為第二梯隊領頭羊。從2002年的數據來看，北上廣以外中心度較高的城市主要集中在東部沿海地區(qū)，例如大連、沈陽、青島和廈門。此后，隨著更多的城市納入到對外聯系網絡中，西部城市上升的勢頭逐漸顯現。2012年，昆明和成都超越了沿海的大連和青島，排名上升到第四和第五名，成為僅次于北上廣三核心的第二梯隊領頭羊。

第三，中心城市中心度逐步下降，體現了對外聯系多元化發(fā)展的趨勢。由四個年份的數據對比可知，排名前列的城市度數中心度的絕對值下降較為明顯，例如首位城市的度數中心度從2002年的0.76下降到2012年的0.60。這說明了更多的城市納入到對外聯系的網絡中同時也大大拓展了對外聯系的國際城市的數量，使得中心城市在網絡中所占份額逐步減小。2002年首位城市北京覆蓋了整個國際城市中88%的份額，而到2012年首位城市上海所占份額已減少到60%。中國城市數量的垂直拓展也帶來聯系國際城市數量的水平延伸。

此外，中間中心度的計算揭示了中國城市對外聯系網絡中城市的中介性的強弱，其計算結果（表2）與度數中心度和接近中心度相比，有較大相似性，同時也存在一定的差異性，基于差異性額外發(fā)現了網絡的兩個特點：

第一，中心城市中介性極強，承擔對外聯系的橋梁作用，邊緣城市無中介性。經過度數中心度計算所識別出來的北上廣三中心城市在中間中心度上有絕對的統(tǒng)治地位，尤其是北京和上海。例如2002年，北京和上海的中間中心度分別達到0.46和0.37，遠遠超出其余城市。此后廣州逐漸崛起，烏魯木齊和昆明也逐漸加快了發(fā)展的步伐。到了2012年，北京、上海、廣州、昆明和烏魯木齊這五個城市的中間中心度相較于其余城市均高出10倍以上。因此大部分中國城市要實現與國際城市聯系必須通過主要的核心城市，例如北京和上海。這些核心城市憑借其對外聯系的廣度成為中國城市對外聯系的橋梁。

第二，中心城市以外的城市中介能力與地理區(qū)位聯系緊密。除北上廣三個中心城市以外，中間中心度相對較高的是昆明和烏魯木齊。而昆明與烏魯木齊分別地處我國的西南和西北邊陲，分別離東南亞和東亞的國家較近，因此形成與周邊國家城市較為緊密的聯系，成為中國城市對外聯系的區(qū)域中心。此外，沈陽和大連地處東北與日韓距離較近，聯系也緊密，因此也表現出微弱的中介性?？傮w上看，中國是一個國土面積遼闊的國家，地理位置處于邊陲的城市相對與國外城市更為接近，因此具備良好的建立國際聯系的基礎，越來越發(fā)揮出對外聯系的橋頭堡的作用。

3.2 對外聯系網絡的可視化

網絡中心性的分析可以解釋中國城市對外聯系網絡中每個城市的中心度，進而可以判斷出處于中心位置的國內城市和國際城市。除此之外，為了更直觀地展示網絡中各個城市所處位置以及相互之間的關系，還可以通過網絡可視化的技術手段將具備2-模屬性的中國城市對外聯系網絡展示出來。具體而言，UCINET軟件中提供了豐富的擴展可用于網絡分析，而Netdraw是其中最常見的一種網絡可視化的工具[26]。本文將利用Netdraw工具對2-模網絡進行可視化得到圖5。圖中，用各個城市的度數中心度數值來表示點的大小，用城市間航空聯系強度表示線的粗細。為能精確地體現網絡中城市的聚類性，本文還將借助Netdraw中多維量表MDS（Multi Dimensional Scaling）工具識別相互關聯度較高的城市[20]。

2002年的數據顯示出中國城市對外聯系網絡中的北京-上海雙中心結構（圖5）。具體來看，2002年上海和北京在網絡中的中心性最高，兩者對外聯系的覆蓋范圍也相近，因此網絡整體上呈現均衡的雙中心結構。北京維持了政治中心的功能，強調與國外首都的聯系，而上海進一步強化了與日韓城市間的聯系。此外，廣州與東南亞地區(qū)的聯系進一步得到鞏固，聯系范圍基本覆蓋了東南亞主要國家，在網絡中扮演對外聯系南大門的角色。國際城市方面，首爾中心度比其他國際城市大不少，體現了其中心性上的優(yōu)勢。同時，首爾吸引了90%以上的國內城市，是名副其實的中國城市對外聯系的首要對象。

從2012年的數據來看（圖6），網絡中“3+2”中心城市的格局開始顯現，其中北京、上海和廣州為三個全國性的中心城市，烏魯木齊和昆明為兩個區(qū)域中心城市。具體來看，上海在網絡中心度上拉開了與北京的差距，成為中國對外聯系的第一樞紐。北京的增長幅度相對較小，尤其是與國外首都的聯系發(fā)展基本停滯，政治聯系在中國城市對外聯系網絡中的地位越來越低。廣州的中心地位相對于2002年得到了進一步的提升。除了東南亞以外，廣州的聯系范圍還往南延伸到澳大利亞、新西蘭，往西延伸到主要歐洲城市，往東也開辟了到洛杉磯的聯系，成為繼北京和上海之后第三個全國中心城市。烏魯木齊和昆明區(qū)域中心的作用也有了長足的發(fā)展。烏魯木齊與中亞主要國家的首都都建立了聯系，還將聯系的范圍拓展到伊朗和俄羅斯。昆明則定位為與東南亞、南亞二線城市聯系，像科倫坡、清邁、加爾各答等越來越多的城市被納入到昆明的聯系范圍。此外，相對于2002年而言，越來越多的國內城市也在逐步拓展其國際聯系，主要沿海城市例如大連、青島、南京、杭州、廈門、深圳也先后發(fā)展了三對以上的國際聯系。成都成為內陸城市里唯一對外聯系發(fā)展良好的城市，基本與沿海城市處于同一層次。從國際城市方面看，首爾依然是單核心，但隨著其他城市的崛起，首爾單核心的突出性也在下降中。例如，大阪正在快速崛起中，與首爾的差距也越來越小。大阪聯系的國內城市數量越來越多，分布也越來越廣。

4 總結

中國城市對外聯系從90年代開始起步，經過十幾年的發(fā)展，對外聯系的廣度和強度都得到了大大的強化。具體體現在三個方面：第一，對外聯系的廣度和強度得到了長足的發(fā)展。開通國際航線的國內城市數量從1997年的11個增長至2012年的36個。聯系的國際城市數量從1997年的32個增長至2012年84個。國際航空旅客數量從1997年的458萬增長至2012年的2340萬；第二，對外聯系的空間格局呈現出集中在沿海地區(qū)的特點，除個別西部中心城市外，其余中西部地區(qū)處于相對邊緣化的地位。同時，對外聯系的對象在空間上呈現多元化的分布特點。從聯系強度來看，亞太地區(qū)是聯系最為緊密的區(qū)域。從聯系類型上來看，政治、經濟和旅游多種聯系模式并存。

此外，通過借鑒社會網絡分析中的2-模網絡的概念和分析方法，本文建構出中國城市對外聯系的網絡。該網絡可以具體分解為國內和國際兩個部分的網絡，因此網絡的特點也體現出二元性。其中，國內城市部分主要有四個特點：第一，上海取代北京成為中國對外聯系的第一樞紐，并與廣州一同形成了對外聯系網絡的三中心結構；第二，西部城市上升勢頭迅猛，部分城市趕超東部沿海城市成為第二梯隊領頭羊，體現了網絡多元化發(fā)展的趨勢；第三，中心城市中介性極強承擔對外聯系的橋梁作用，邊緣城市無中介性；第四，城市中介能力與地理區(qū)位聯系緊密。國際城市部分體現出三個特點：第一，中國城市對外聯系的主要對象逐漸從東南亞向東亞轉移，并呈現出以首爾為核心的網絡結構；第二，中國城市對外聯系擴張以強化區(qū)域內部聯系為主，洲際聯系發(fā)展滯后；中國城市對外聯系類型越發(fā)多樣化，體現政治、經濟、旅游多元驅動的結果。

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