江蘇沿海地區(qū)城市腹地劃分研究

馬袁弟，蓋文靜

（1.首都師范大學(xué) 資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京100048）

江蘇沿海地區(qū)城市腹地劃分研究

馬袁弟1，蓋文靜1

（1.首都師范大學(xué) 資源環(huán)境與旅游學(xué)院，北京100048）

總結(jié)了國內(nèi)外已有的對(duì)城市腹地劃分方法的相關(guān)研究，選擇了適合江蘇沿海地區(qū)的城市腹地劃分理論方法。并基于公路可達(dá)性，運(yùn)用GIS軟件綜合數(shù)學(xué)模型和空間分析方法組建了GIS平臺(tái)下的城市腹地劃分技術(shù)方法?？紤]到舊的斷裂點(diǎn)公式存在的缺陷，進(jìn)行修改創(chuàng)新，以基于公路網(wǎng)的兩城市之間最短通行時(shí)間來取代城市的綜合實(shí)力；使用SPSS軟件的因子分析法計(jì)算江蘇省各地級(jí)市的綜合實(shí)力。最后，對(duì)江蘇沿海地區(qū)的城市腹地進(jìn)行劃分，為區(qū)域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃以及重大基礎(chǔ)設(shè)施布局提供參考。

空間分析；斷裂點(diǎn)；城市腹地；劃分研究；江蘇沿海

1 研究背景

隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，城市之間的競爭越來越激烈，中心城市與周邊區(qū)域協(xié)同發(fā)展已成為城市密集地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種重要模式。而對(duì)于中心城市相關(guān)研究所關(guān)注的一個(gè)重要的方面便是腹地資源的規(guī)劃。合理地劃分城市腹地，一方面可以把握中心城市的影響范圍，使得中心城市的綜合競爭力與功能得到提升，實(shí)現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)等發(fā)展目標(biāo)的多重優(yōu)化；另一方面，對(duì)于城鎮(zhèn)體系規(guī)劃和重大基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施的布局等方面也具有基礎(chǔ)性指導(dǎo)意義[1]。

1950年以后，社會(huì)背景、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的變化迅速加快，腹地理論得到逐步完善，增長極理論、核心-邊緣理論、都市-腹地理論以及信息腹地理論基本上奠定和豐富了城市腹地理論的特征、內(nèi)容、形成機(jī)理，但沒有引發(fā)獨(dú)立的理論研究。多數(shù)地理學(xué)者及相關(guān)專家只是將城市與腹地關(guān)系在各自研究的理論體系中進(jìn)行了簡要的理論闡述。賴?yán)?931）借鑒牛頓引力理論提出了“零售引力模型”，形成了從商業(yè)角度研究城市周邊地區(qū)的視角，這標(biāo)志著城市腹地理論開始深化[2]。之后，德國經(jīng)濟(jì)地理學(xué)家克里斯泰勒（1933）在《德國南部的中心地》中提出了中心地理論，他認(rèn)為，為城市腹地提供服務(wù)是城市的基本功能，向城鎮(zhèn)周圍地區(qū)提供商品和服務(wù)是任何城鎮(zhèn)都應(yīng)具有的職能，整個(gè)中心地及其服務(wù)的市場(chǎng)區(qū)是由一級(jí)套一級(jí)的六邊形網(wǎng)絡(luò)相互嵌套而成。康維斯（1949）在賴?yán)岢龅摹傲闶垡δＰ汀崩碚摰幕A(chǔ)上提出了“斷裂點(diǎn)”理論，“斷裂點(diǎn)”理論對(duì)城市腹地的理論研究與發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)[3]。他認(rèn)為城市的腹地范圍是由城市的總體規(guī)模和相鄰兩城市之間的距離等因素決定的，斷裂點(diǎn)即為相鄰兩城市之間的吸引力達(dá)到平衡的點(diǎn)，所有斷裂點(diǎn)連成的線即為城市的腹地邊界。海格特（1972）提出的空間相互作用理論指出空間的一切事物都是相互制約、相互影響的。周圍腹地與中心城市之間存在著輻射、吸引的關(guān)系，即物質(zhì)流、金融流、信息流的相互傳遞與交換的關(guān)系，城市對(duì)其周圍腹地的影響程度的大小與其自身規(guī)模成正比，與周邊腹地到城市中心的距離成反比[4]。

國內(nèi)對(duì)腹地的研究始于20世紀(jì)90年代，相關(guān)研究較少，關(guān)注的重點(diǎn)是腹地范圍劃分的實(shí)證研究。初期的研究方法主要是簡單數(shù)學(xué)模型法和經(jīng)驗(yàn)法，后期主要是多指標(biāo)綜合分析法。

我國城鎮(zhèn)體系規(guī)劃大都以各級(jí)行政地域?yàn)閱卧M(jìn)行開展，省、市級(jí)行政區(qū)域一般與社會(huì)經(jīng)濟(jì)區(qū)域一致，但也有不相一致的部分，在地級(jí)市當(dāng)中，這一問題表現(xiàn)得尤為突出。在我國的市管縣體制中，對(duì)市管縣的合理范圍沒有具體的依據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)中心城市的實(shí)際吸引范圍與規(guī)劃的市域范圍差距很大時(shí)，卻把它當(dāng)作完整的體系來規(guī)劃，它的科學(xué)性是值得懷疑的。為了合理配置各地區(qū)資源，應(yīng)打破各地區(qū)間行政界限。同時(shí)，根據(jù)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平采取優(yōu)勢(shì)集約的發(fā)展模式，形成布局合理、功能鮮明的區(qū)域開發(fā)格局，故對(duì)全國各地級(jí)城市的腹地做科學(xué)、明確的劃分顯得尤為重要[5]。

總體上看，對(duì)于城市腹地的概念依據(jù)劃分方法的研究已經(jīng)比較成熟，但是與典型區(qū)域的結(jié)合，尤其是快速崛起的城市化區(qū)域的研究成果較少。本文在斷裂點(diǎn)理論的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)創(chuàng)新，采取加權(quán)Voronoi圖方法，以基于公路網(wǎng)的兩城市最短通行時(shí)間來取代城市的綜合實(shí)力，對(duì)江蘇沿海城市進(jìn)行合理地腹地劃分，為區(qū)域城鎮(zhèn)體系規(guī)劃以及重大基礎(chǔ)設(shè)施布局提供參考。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 研究區(qū)概況

2009-06-10，國務(wù)院常務(wù)會(huì)議正式將江蘇沿海發(fā)展列為國家戰(zhàn)略，要求到2020年，地區(qū)人均GDP必須超過東部地區(qū)平均水平，成為重要經(jīng)濟(jì)增長極、新亞歐大陸橋東方橋頭堡。然而，有著很大地理位置優(yōu)勢(shì)的江蘇沿海城市卻未能達(dá)到應(yīng)有的發(fā)展水平[6]。

江蘇沿海地區(qū)包括連云港、鹽城、南通3個(gè)地級(jí)市，內(nèi)轄12個(gè)縣、6個(gè)縣級(jí)市和7個(gè)城區(qū)，土地面積約為3萬km2，約占江蘇省的30%。20世紀(jì)中后期江蘇沿海地區(qū)國內(nèi)生產(chǎn)總值年平均增長率達(dá)到13%，人均GDP年平均增長率達(dá)12%。2000年后，江蘇沿海經(jīng)濟(jì)進(jìn)入快速增長階段，其增長率超過全國平均水平8%，但連云港增長率偏低。

中國經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)是沿海地區(qū)，而江蘇最不發(fā)達(dá)的地區(qū)卻在沿海，江蘇沿海經(jīng)濟(jì)成為中國沿海經(jīng)濟(jì)的“斷裂帶”，成為整個(gè)沿海經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展的“凹地”[7]。

因此，合理劃分江蘇沿海城市腹地，把握城市實(shí)體與輻射的范圍，正確編制城鎮(zhèn)體系規(guī)劃和城市總體規(guī)劃，快速持續(xù)提高經(jīng)濟(jì)增長率，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等任務(wù)顯得尤為突出[8]。

2.2 數(shù)據(jù)來源

本文選取江蘇省13個(gè)地級(jí)市為研究對(duì)象，指標(biāo)數(shù)據(jù)選自《江蘇省統(tǒng)計(jì)年鑒2012》；江蘇省柵格底圖取自國家基礎(chǔ)地理信息中心1∶400萬數(shù)據(jù)庫；道路空間數(shù)據(jù)及湖泊數(shù)據(jù)（包括高速公路數(shù)據(jù)國道及省道數(shù)據(jù)）均來源于《1∶400萬中華人民共和國省級(jí)行政單位系列圖》《江蘇省地圖2012》，先將數(shù)據(jù)進(jìn)行Lambert等角圓錐投影變換。

2.3 研究方法

1）指標(biāo)選取。綜合考慮人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、科技教育等方面因素，選擇城市人口規(guī)模、地區(qū)生產(chǎn)總值、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、交通運(yùn)輸水平、國內(nèi)貿(mào)易對(duì)外經(jīng)濟(jì)、科技水平、教育資源7個(gè)指標(biāo)，利用加權(quán)綜合指數(shù)法來確定競爭對(duì)手城市。

2）加權(quán)分析。首先對(duì)已劃分的等級(jí)賦值，如A、B、C、D 4個(gè)等級(jí)，A=4、B=3、C=2、D=1；人口數(shù)（萬人）：P1＞800為A、600＜P1＜800為B、400＜P1＜600為C、P1＜400為D。然后，將城市各指標(biāo)P1～P7劃入所屬等級(jí)，P1為人口數(shù)、P2為地區(qū)生產(chǎn)總值、P3為人均地區(qū)生產(chǎn)總值、P4為公路里程、P5為國內(nèi)貿(mào)易對(duì)外經(jīng)濟(jì)、P6為專業(yè)技術(shù)人員總數(shù)、P7為專任教師總數(shù)。最后，根據(jù)專家公式評(píng)定各指標(biāo)權(quán)重值。

3 江蘇沿海城市腹地劃分

合理劃分城市腹地的步驟為：首先，研究并合理確定中心城市的競爭對(duì)手；其次，利用“斷裂點(diǎn)”理論，結(jié)合相關(guān)指標(biāo)和技術(shù)方法合理劃分出中心城市腹地；最后，借助經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)查對(duì)先前劃分出的腹地的范圍進(jìn)行驗(yàn)證。具體流程如圖1。

圖1 江蘇沿海城市腹地劃分技術(shù)流程圖

3.1 競爭對(duì)手確定

綜合考慮人口規(guī)模、經(jīng)濟(jì)規(guī)模、科技教育等方面因素，利用加權(quán)綜合指數(shù)法來進(jìn)行競爭對(duì)手城市的確定（表1）。

表1 江蘇省地級(jí)市各指標(biāo)數(shù)據(jù)

1）等級(jí)賦值與劃分。根據(jù)前文中對(duì)等級(jí)的賦值，對(duì)江蘇各地級(jí)市進(jìn)行等級(jí)劃分，結(jié)果見表2。

2）對(duì)各指標(biāo)賦權(quán)重值。賦值時(shí)可以根據(jù)熵值法或者通過專家評(píng)定得出，各指標(biāo)所賦權(quán)值結(jié)果為：P1權(quán)重為0.10、P2權(quán)重為0.20、P3權(quán)重為0.15、P4權(quán)重為0.15、P5權(quán)重為0.15、P6權(quán)重為0.10、P7權(quán)重為0.15。

3）競爭力評(píng)價(jià)指數(shù)計(jì)算。計(jì)算城市指標(biāo)加權(quán)后的競爭力評(píng)價(jià)指數(shù)H：

其中，Mi為指標(biāo)權(quán)重值；Si為指標(biāo)等級(jí)值。將各指標(biāo)求值加總，求出各城市的評(píng)價(jià)指標(biāo)Hi，與研究城市進(jìn)行比較，數(shù)值相當(dāng)者則為城市的競爭對(duì)手，詳見圖2。

表2 江蘇地級(jí)市各指標(biāo)等級(jí)劃分結(jié)果

圖2 江蘇各地級(jí)市競爭力評(píng)價(jià)系數(shù)

3.2 腹地范圍的確定

“斷裂點(diǎn)”理論將兩個(gè)相鄰城市間的吸引力達(dá)到平衡的點(diǎn)定義為斷裂點(diǎn)。

其中，pA、pB為城市A、B的城市規(guī)模x2、x3分別為人口規(guī)模、地區(qū)生產(chǎn)總值、國內(nèi)貿(mào)易對(duì)外經(jīng)濟(jì)）；dA為從斷裂點(diǎn)到A城市的距離；dAB為兩城市之間的距離（取城市之間的直線距離），且dA+dB=dAB成立。

關(guān)于斷裂點(diǎn)的連接，采取加權(quán)Voronoi圖的方法。在勻質(zhì)平面區(qū)域內(nèi)，如果有2個(gè)中心城市的規(guī)模權(quán)重相同，則構(gòu)成常規(guī)Voronoi圖；如果它們的規(guī)模權(quán)重不同，那么其吸引和輻射范圍的邊界是一個(gè)圓弧，便構(gòu)成加權(quán)Voronoi圖，加權(quán)Voronoi圖比較科學(xué)準(zhǔn)確，本文采用該方法來勾繪城市腹地范圍[9]。

鑒于數(shù)據(jù)的易得性，取城市間的直線距離。將各競爭城市規(guī)模值（見圖3）代入斷裂點(diǎn)公式，計(jì)算得到江蘇沿海城市與各自腹地城市的斷裂點(diǎn)（見表3）。由表3可知，連云港的競爭對(duì)手城市為淮安、宿遷和鹽城；鹽城的競爭對(duì)手城市為連云港、泰州、揚(yáng)州和南通；南通的競爭對(duì)手城市為鹽城、蘇州和無錫。以城市的競爭力評(píng)價(jià)指數(shù)為Voronoi圖發(fā)生元的權(quán)值，得到江蘇沿海城市腹地范圍。

圖3 江蘇各相關(guān)地級(jí)市規(guī)模值

表3 斷裂點(diǎn)到江蘇沿海城市的距離/km

3.3 腹地劃分結(jié)果驗(yàn)證

由于斷裂點(diǎn)理論都是假定兩城市之間為均質(zhì)區(qū)域，這不符合實(shí)際情況。所以采取實(shí)證法，根據(jù)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系、行政區(qū)劃等情況，對(duì)模擬法界定的腹地范圍進(jìn)行驗(yàn)證（表4）。

表4 驗(yàn)證前后的江蘇沿海城市腹地范圍比較

4 結(jié) 語

通過對(duì)江蘇省13個(gè)地級(jí)市綜合競爭力的測(cè)算，采用修正后的斷裂點(diǎn)理論，結(jié)合相關(guān)指標(biāo)和技術(shù)方法合理劃分出城市中心腹地，最后借助經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)查對(duì)劃分出的腹地范圍進(jìn)行驗(yàn)證。

綜合以上分析，對(duì)傳統(tǒng)的腹地范圍進(jìn)行調(diào)整。① 連云港-淮安：斷裂點(diǎn)在沭陽縣的西北角上，因此應(yīng)將整個(gè)沭陽市劃入連云港的腹地范圍內(nèi)。但實(shí)際上沭陽市接受淮安的輻射更多，故應(yīng)將整個(gè)沭陽市劃入淮安的腹地范圍之內(nèi)。②連云港-鹽城：斷裂點(diǎn)位于響水縣的偏南位置，依此，響水縣的西北部應(yīng)劃分為連云港的腹地范圍。但事實(shí)并非如此，鹽城的綜合實(shí)力高于連云港，且考慮到鹽城的整體性，故將響水縣劃入鹽城的腹地范圍內(nèi)。③鹽城-揚(yáng)州：斷裂點(diǎn)位于高郵市與興化市的邊界上，依此，寶應(yīng)縣劃入鹽城的腹地范圍內(nèi)。但實(shí)際上寶應(yīng)縣接受揚(yáng)州的經(jīng)濟(jì)輻射更多，故應(yīng)將寶應(yīng)縣劃入揚(yáng)州的腹地范圍內(nèi)。④ 鹽城-泰州：斷裂點(diǎn)位于興化市中心位置，依此應(yīng)將興化市劃入鹽城的腹地，但由于興化市中心位置靠泰州較近，且交通發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)輻射更多，所以應(yīng)將興化市劃入泰州的腹地范圍內(nèi)。⑤南通-無錫：斷裂點(diǎn)位置在江陰市東南位置，依此應(yīng)將江陰市劃入南通的腹地范圍內(nèi)，但由于無錫的經(jīng)濟(jì)實(shí)力高于南通，且無錫對(duì)江陰的輻射更多，故將江陰市劃入無錫市的腹地范圍內(nèi)。⑥南通-蘇州：斷裂點(diǎn)位置位于常熟市與張家港市的交界處，故應(yīng)將常熟市和張家港市劃為南通的腹地。但不符合實(shí)際情況。常熟市和張家港市屬于蘇州，蘇州的綜合實(shí)力遠(yuǎn)高于南通，故將常熟市和張家港市劃入蘇州的腹地范圍內(nèi)。

[1] 李小建．經(jīng)濟(jì)地理學(xué)[M]．北京∶高等教育出版社,1999

[2] Borin N,Farris P W,Freeland J R．A Model for Determining Retail Product Category Assortment and Shelf Space Allocation[J]． Decision Sciences,1994,25(3)∶ 359-384

[3] 閆衛(wèi)陽,秦耀辰,郭慶勝,等．城市斷裂點(diǎn)理論的驗(yàn)證、擴(kuò)展及應(yīng)用[J]．人文地理,2004,19(2)∶12-16

[4] 陳聯(lián),蔡曉峰．城市腹地理論及腹地劃分研究方法[J]．經(jīng)濟(jì)地理,2005,25(5)∶629-631

[5] 孔祥彬． 城市經(jīng)濟(jì)腹地及其空間范圍的界定——以成都、綿陽為例[D]．成都∶西南交通大學(xué),2007

[6] 孫娟．都市圈空間界定方法研究——以南京都市圈為例[J]．城市規(guī)劃匯刊,2003(4)∶73-77

[7] 顏銀根．江蘇沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷史及現(xiàn)狀研究[J]．江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2008,9(3)∶37-41

[8] 張義文,高新法,榮美娜,等．河北省主要城市吸引范圍[J]．河北師范大學(xué)學(xué)報(bào),2001(4)∶533-536

[9] 王新生,付福英．Voronoi圖的擴(kuò)展、生態(tài)及其應(yīng)用于界定城市空間影響范圍[J]．華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)∶自然科學(xué)版,2002,36(1)∶107-111

P208

B

1672-4623（2016）01-0023-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.007

馬袁弟，碩士，研究方向?yàn)镚IS在區(qū)域規(guī)劃中的應(yīng)用。

2014-10-16。

項(xiàng)目來源：國家自然科學(xué)基金面上基金資助項(xiàng)目（41372176）。