基于基尼系數(shù)的青海省公路空間分布格局研究

張文逸，翁 敏

（1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

基于基尼系數(shù)的青海省公路空間分布格局研究

張文逸1，翁 敏1

（1.武漢大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430079）

公路網(wǎng)空間分布格局與區(qū)域經(jīng)濟、人類生活布局不一致，嚴重制約著區(qū)域社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。為了使公路網(wǎng)建設(shè)更好地服務(wù)于經(jīng)濟發(fā)展與人民生活，對公路網(wǎng)空間分布格局進行研究尤為必要。參考經(jīng)濟貧富差距的測定方法，構(gòu)建表征公路里程相對區(qū)域面積、人口數(shù)量、各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值及經(jīng)濟總產(chǎn)值分布格局的洛侖茲曲線，定量計算衡量青海省國、省道布局與以上諸要素協(xié)調(diào)程度的基尼系數(shù)，反映國、省道建設(shè)的公平性與合理性，為未來公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的協(xié)調(diào)有序發(fā)展提供基礎(chǔ)信息。綜合計算結(jié)果表明，青海省國、省道里程相對地域面積的分布較為均衡合理，但與人口數(shù)量、經(jīng)濟產(chǎn)值的相對布局嚴重失衡，建議合理規(guī)劃公路網(wǎng)建設(shè)，有效調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局。

基尼系數(shù)；洛侖茲曲線；分布格局

隨著我國公路運輸能力的不斷加強，對經(jīng)濟社會發(fā)展的促進作用也在不斷加大，公路運輸能力不僅會通過物流成本等影響地方經(jīng)濟的發(fā)展，而且會通過強大的物流、人流以及運輸相關(guān)業(yè)務(wù)促進經(jīng)濟增長，從而對地方經(jīng)濟的發(fā)展具有重要的促進作用[1,2]。公路網(wǎng)空間分布與區(qū)域經(jīng)濟、人類生活布局不一致，已成為制約區(qū)域社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。為了使公路網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展更好地服務(wù)于經(jīng)濟發(fā)展與人民生活，對公路資源空間分布格局進行研究尤為必要。公路網(wǎng)的均衡分布是協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟和諧發(fā)展，均衡大眾交通出行機會，縮小城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)的重要前提[3]，對公路網(wǎng)的空間分布均衡程度進行定量評價，有助于指導(dǎo)未來公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的協(xié)調(diào)有序發(fā)展，也為區(qū)域規(guī)劃和區(qū)域產(chǎn)業(yè)合理布局提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)外學(xué)者對公路資源空間分布格局的研究并不是很多。在以英美為代表的發(fā)達國家，其主要集中于公路空間分布格局與經(jīng)濟發(fā)展差異、收入變化、城市化發(fā)展變遷等因素的相互影響方面。在國內(nèi)，在公路網(wǎng)布局結(jié)構(gòu)評價方面，我國很多專家進行相關(guān)研究，但僅僅只是從適應(yīng)性和技術(shù)性角度對公路網(wǎng)進行評價，對于公路網(wǎng)分布格局均衡程度的評價仍然很少。相關(guān)學(xué)者對公路分布均衡評價進行了研究。袁長偉等建立了基于斯塔克爾伯格博弈模型的路網(wǎng)均衡交通分配方法[4]；范科紅等利用ArcGIS的疊加分析和空間分析功能，研究重慶市縣域道路密度的空間分布差異[5]；朱輝等從技術(shù)、經(jīng)濟、社會3方面對公路網(wǎng)的均衡程度進行縱橫向的綜合評價[6]；張長生等應(yīng)用基尼系數(shù)對云南省16個地市州公路網(wǎng)的均衡程度進行評價[7]等。由于公路分布的欠均衡現(xiàn)象依然是個嚴重的社會問題，考慮到促進社會公平、實現(xiàn)服務(wù)均等化的交通發(fā)展社會要求，本文對我國公路資源的空間分布格局作進一步研究。

2 研究方法

2.1 基尼系數(shù)與洛倫茲曲線

1905年，美國統(tǒng)計學(xué)家洛倫茲（Max Otto Lorenz，1876～1959）提出了“洛倫茲曲線”，即在一個總體（國家、地區(qū)）內(nèi)，計算“從最貧窮的人口一直到最富有人口”的人口百分比，以及對應(yīng)各個人口百分比的收入百分比曲線，以此研究國民收入在國民之間的分配問題。1922年，意大利經(jīng)濟學(xué)家基尼（Corrado Gini，1884～1965）在洛倫茲曲線的基礎(chǔ)上提出基尼系數(shù)，用于判斷收入分配的公平程度，是國際上用來綜合考察居民內(nèi)部收入分配差異狀況的一個重要指標。

如圖1所示，橫坐標代表從一個國家（地區(qū)）最低收入的家庭開始，人口數(shù)量占總?cè)丝跀?shù)量的累計比例，一直累計到最高收入的家庭；縱坐標代表與人口數(shù)量累計占比相對應(yīng)的該部分人口的家庭總收入累計占比。表示收入分配均衡程度的洛倫茲曲線與收入分配絕對公平線如圖1所示，兩條曲線所圍圖形面積與絕對公平線下方總面積的比例，即為該國家（地區(qū)）收入分配的基尼系數(shù)。

圖1 基尼系數(shù)示意圖

表1 基尼系數(shù)對應(yīng)收入分配均衡程度表

基尼系數(shù)的數(shù)值在0和1之間，越接近0就表明收入分配越趨向平等，反之，收入分配則越趨向不平等。根據(jù)聯(lián)合國有關(guān)組織規(guī)定，基尼系數(shù)不同區(qū)間所代表的收入均衡程度如表1所示，其中，基尼系數(shù)在0．4以上表示收入差距較大。

2.2 基尼系數(shù)的適用性分析

基尼系數(shù)最初用于定量測定收入分配的差異程度。本質(zhì)上，基尼系數(shù)代表著調(diào)查對象的分布相對于絕對公平狀態(tài)的偏離程度，其功能在于研究資源配置的均衡程度。理論上，其測定對象可以推廣于各類自然資源與社會資源，并不僅僅局限于居民收入。

事實上，基尼系數(shù)的使用早已超越經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域，在教育公平性、城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)、工業(yè)區(qū)位分布等方面均有廣泛應(yīng)用。例如，在水資源空間分布研究方面，我國學(xué)者即通過基尼系數(shù)法來計算水資源的空間匹配系數(shù)[8,9]；在公路分布均衡程度研究方面，也已有學(xué)者對基尼系數(shù)的應(yīng)用作過嘗試[10]。因此，基尼系數(shù)在公路分布均衡程度研究方面的應(yīng)用，擁有可靠的理論基礎(chǔ)和事實依據(jù)。

王江平等[11]指出，公路發(fā)展均衡程度主要體現(xiàn)在3個方面，即公路里程在地域面積分布上的均衡程度，人均占有公路里程的均衡程度和單位產(chǎn)出所擁有的公路里程支持上的均衡程度。本文以青海省為研究對象，分別計算國、省道的公路地域基尼系數(shù)、公路人口基尼系數(shù)和公路經(jīng)濟基尼系數(shù)（本次研究將公路經(jīng)濟基尼系數(shù)細分為公路第一產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟基尼系數(shù)、公路第二產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟基尼系數(shù)、公路第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟基尼系數(shù)、公路經(jīng)濟總值基尼系數(shù)，并分別計算），量化測定國、省道與地域面積、人口和經(jīng)濟產(chǎn)出的空間匹配程度，綜合評價青海省國、省道的空間分布格局。

3 模型構(gòu)建與基尼系數(shù)的計算

3.1 研究區(qū)概況

青海省位于我國西部，青藏高原的東北部，地理位置介于東經(jīng)89°35'～103°04'、北緯31°9'～39°19'之間，全省東西長1 200多km,南北寬800多km，總面積72．23萬km2，轄2個地級市和6個自治州，分別是西寧市、海東市、海北藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州、海南藏族自治州、黃南藏族自治州、果洛藏族自治州以及玉樹藏族自治州。青海省全省均屬青藏高原范圍之內(nèi)，平均海拔3 000 m以上，在總面積中，平地、丘陵和山地分別占到30．1%、18．7%和51．2%；海拔高度在3 000 m以下的面積占26．3%，3 000～5 000 m的面積占67%，5 000 m以上的面積占5%。全省地勢總體呈西高東低、南北高中部低的態(tài)勢。

3.2 數(shù)據(jù)來源與處理

青海省的政區(qū)與境界數(shù)據(jù)由國家測繪地理信息局提供，通過ArcGIS分別計算出各地級市、自治州的區(qū)域面積；國、省道空間數(shù)據(jù)由國家測繪地理信息局提供，通過ArcGIS分別計算出各地級市、自治州的國、省道里程；各地級市、自治州的人口、經(jīng)濟產(chǎn)值數(shù)據(jù)來自“青海統(tǒng)計信息網(wǎng)（www．qhtjj．gov．cn）”，從各地州的《2013年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》中查得，如表2所示。

3.3 基尼系數(shù)的計算

以公路人口基尼系數(shù)為例，首先，計算各地級市、自治州內(nèi)單位人口擁有的國、省道里程，按從小到大順序排列；從單位人口擁有國、省道里程最少的地級市或自治州開始，到單位人口擁有國、省道里程最多的地級市或自治州，逐次計算人口占全省總?cè)丝诘睦塾嫲俜直?，以及相?yīng)的國、省道里程占全省總里程的累計百分比；分別以“人口累計百分比”與“國、省道里程累計百分比”為橫、縱坐標，制作散點圖，連接散點形成洛倫茲曲線；最后，根據(jù)上述面積比例，計算得出國、省道人口基尼系數(shù)。

3.3.1 公路區(qū)域基尼系數(shù)計算

如圖2所示，紅線為國、省道里程在地域面積分布上的絕對平均線，藍色線條為反映實際分布均衡程度的洛倫茲曲線，擬合方程為y=0.000 1x3-0.011 5x2+ 0.762 3x。

圖2 公路區(qū)域基尼系數(shù)示意圖

3.3.2 公路人口基尼系數(shù)計算

如圖3所示，紅線為國、省道里程人均占有的絕對平均線，藍線為反映實際人均占有均衡程度的洛倫茲曲線，擬合方程為y = 0.000 4x3- 0.046 8x2+ 1.437 2x。

圖3 公路人口基尼系數(shù)示意圖

3.3.3 公路經(jīng)濟基尼系數(shù)計算

如圖4～7所示，紅線分別為國、省道與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、經(jīng)濟總產(chǎn)值空間匹配的絕對平均線，藍線分別為反映實際空間匹配均衡程度的洛倫茲曲線，擬合方程分別為y = 0.000 2x3-0.018x2+ 0.688 8x；y = 0.000 4x3- 0.047 1x2+ 1.4553x；y = 0.000 5x3- 0.066 4x2+ 2.131 8x；y = 0.000 3x3- 0.027 3x2+ 0.819 5x。

表2 青海省統(tǒng)計數(shù)據(jù)表

圖4 公路經(jīng)濟（第一產(chǎn)業(yè)）基尼系數(shù)示意圖

圖5 公路經(jīng)濟（第二產(chǎn)業(yè)）基尼系數(shù)示意圖

圖6 公路經(jīng)濟（第三產(chǎn)業(yè)）基尼系數(shù)示意圖圖6 公路經(jīng)濟（第三產(chǎn)業(yè)）基尼系數(shù)示意圖

3.4 結(jié)果與討論

圖6 公路經(jīng)濟（第三產(chǎn)業(yè)）基尼系數(shù)示意圖圖6 公路經(jīng)濟（第三產(chǎn)業(yè)）基尼系數(shù)示意圖

圖7 公路經(jīng)濟（總產(chǎn)值）基尼系數(shù)示意圖

1）青海省國、省道地域基尼系數(shù)為0．311 2，按國際標準屬于“相對合理”。據(jù)何煒豪等人的《基于基尼系數(shù)的公路網(wǎng)分布均衡性評價研究》，近年，溫州市二級及以上公路地域基尼系數(shù)約為0．402，相較而言，青海省國、省道在地域上的分布較溫州市更為均衡。

2）青海省國、省道人口基尼系數(shù)為0．682 8，按國際標準屬于“差距懸殊”。據(jù)王江平等人的《基尼系數(shù)與公路發(fā)展均衡性分析》，1995年我國公路人口基尼系數(shù)為0．24，2003年為0．26，呈穩(wěn)定增長的態(tài)勢，直至近年，青海省的公路人口基尼系數(shù)仍遠大于全國整體數(shù)據(jù)。究其原因，一方面是青海省的公路建設(shè)缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，只顧及地域公平性，未顧及與人口分布相協(xié)調(diào)；另一方面，也可能由于生活、生產(chǎn)方式的不同，不同地區(qū)對國道、省道的人均需求本就不同，例如，比起公共服務(wù)、社會資源相對集中的省會城市，廣袤而資源稀缺的山區(qū)對國道、省道的人均需求可能較高。

3）青海省國、省道第一產(chǎn)業(yè)基尼系數(shù)為0．511 2；第二產(chǎn)業(yè)基尼系數(shù)為0．576 4；第三產(chǎn)業(yè)基尼系數(shù)為0．699 2；經(jīng)濟總值基尼系數(shù)為0．584 0，按國際標準均屬于“差距懸殊”，其中第三產(chǎn)業(yè)尤甚，說明青海省公路建設(shè)與經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)性較差。而據(jù)張亮亮等的《基于經(jīng)濟適應(yīng)性的公路網(wǎng)均衡發(fā)展評價》，中部地區(qū)（包括山西、安徽、江西、河南、湖北和湖南）2000、2005、2009年等級公路的經(jīng)濟基尼系數(shù)分別為0．102、0．017、0．00，高等級公路的經(jīng)濟基尼系數(shù)分別為0．173、0．072、0．72。整體比較，中部地區(qū)的公路經(jīng)濟基尼系數(shù)較青海省低，公路布局與產(chǎn)業(yè)布局的協(xié)調(diào)性更好，這與2009年國務(wù)院常務(wù)會議討論通過的《促進中部地區(qū)崛起規(guī)劃》不無關(guān)系。該規(guī)劃旨在將中部六省作為一個有機整體進行協(xié)調(diào)發(fā)展，確?；竟卜?wù)趨向均等化，青海省未來的公路規(guī)劃建設(shè)可借鑒中部地區(qū)的先進經(jīng)驗。

4）洛侖茲曲線不僅可用以測算基尼系數(shù)，其曲線走勢也可進行定性分析。在圖3的基礎(chǔ)上，進一步計算人口累計占比對應(yīng)的第一、第二、第三產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟產(chǎn)值的累計占比，疊加各產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值相對人口分布的洛侖茲曲線。如圖8所示，曲線A表征國、省道相對人口的分布格局，曲線B、C、D分別表征第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值相對人口的分布格局。觀察可見，曲線B與A的走勢較為接近（尤其在兩條曲線的后半段），說明相比于第二、第三產(chǎn)業(yè)，第一產(chǎn)業(yè)對國、省道的依賴程度較大，也即國、省道建設(shè)對第一產(chǎn)業(yè)發(fā)展的帶動作用較大（尤其在人口較為稀疏的地區(qū)）；而曲線C和曲線D的走勢較為接近，說明第二產(chǎn)業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局相互影響較大，受國、省道布局的影響則不那么明顯。結(jié)合圖5、圖6不難發(fā)現(xiàn)，在人口相對密集的西寧、海東等地，單位第二、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值擁有的國、省道支持嚴重不足，而在人口相對稀疏的玉樹、果洛等地，國、省道建設(shè)對第二、第三產(chǎn)業(yè)的帶動作用也并未凸顯。如何調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局和公路規(guī)劃，使公路建設(shè)與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展，是青海未來發(fā)展亟待思考的問題。

圖8 公路人口基尼系數(shù)與經(jīng)濟人口基尼系數(shù)示意圖

5）綜合分析結(jié)果，青海省國、省道分布與地域面積的匹配相對合理，但與人口數(shù)量、經(jīng)濟產(chǎn)值的匹配均嚴重失衡。青海省內(nèi)自然環(huán)境復(fù)雜多樣，高原氣候災(zāi)害頻繁[12]，嚴重制約了交通運輸網(wǎng)的整體規(guī)劃。青海省未來的公路建設(shè)，應(yīng)嚴格遵循統(tǒng)籌規(guī)劃、因地制宜、宏觀調(diào)控、重點突出的原則[13]，在顧及地域公平性的同時，兼顧與人口分布、經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)。要深入分析居民出行和經(jīng)濟發(fā)展的需求特點，根據(jù)需求合理配置交通網(wǎng)絡(luò)，避免交通網(wǎng)絡(luò)密度的盲目擴大；同時合理調(diào)整產(chǎn)業(yè)布局，與公路網(wǎng)的規(guī)劃建設(shè)相適應(yīng)，從而更好地發(fā)揮公路在方便人民出行、帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展方面的服務(wù)作用。

4 結(jié) 語

本文參考洛倫茲曲線的構(gòu)建原理與基尼系數(shù)的計算方法，定量測算了2013年度青海省國、省道里程相對地域、人口與經(jīng)濟產(chǎn)值的空間分布格局，反映了國、省道建設(shè)的公平性與合理性，為未來公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的協(xié)調(diào)有序發(fā)展提供了基礎(chǔ)信息。在進一步的研究中，還可以對青海省不同年份、不同等級的公路進行基尼系數(shù)的測算，分析青海省公路網(wǎng)分布的發(fā)展變化規(guī)律和層次特點，為未來公路網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)提供更詳實、全面的參考。

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1672-4623（2016）02-0094-05

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.02.032

張文逸，碩士，研究方向為專題地圖設(shè)計與編繪。

2015-04-09。

項目來源：國家自然科學(xué)基金資助項目（41271455/D0108）。