徐州都市圈城市中心性和經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)空分異分析

唐輝，陳松林

福建師范大學(xué)地理研究所， 福建 福州 350007

0 引言

在城市區(qū)域化趨勢(shì)下, 都市圈成為現(xiàn)代城市發(fā)展的一個(gè)新空間單元[1].它由一個(gè)或多個(gè)中心城市為核心,以發(fā)達(dá)的聯(lián)系通道為依托,吸引及輻射周邊城市和區(qū)域而形成的城鎮(zhèn)群體空間組合[2].由于受經(jīng)濟(jì)水平與城市化程度的影響，我國(guó)關(guān)于都市圈的研究起步比較晚，主要始于20世紀(jì)80年代，不同的專家學(xué)者從各自研究的角度提出了不同的概念來(lái)解釋都市圈，并對(duì)都市圈的階段特征、空間范圍、動(dòng)力機(jī)制[3]，以及都市圈與城市化、市場(chǎng)化和制度變遷等方面進(jìn)行了廣泛研究[4，5].都市圈作為我國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展的主要地域形態(tài)，是區(qū)域參與全球或國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)分工與競(jìng)爭(zhēng)的重要地理單元，對(duì)我國(guó)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展格局的形成起著重要促進(jìn)作用[6].隨著我國(guó)工業(yè)化、城市化進(jìn)程的不斷加快，都市圈已經(jīng)成為當(dāng)前和今后一段時(shí)期內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局中最具活力和潛力的核心地區(qū)，也是國(guó)家生產(chǎn)力布局的增長(zhǎng)極點(diǎn)和核心支點(diǎn)，具有促進(jìn)各種生產(chǎn)要素流動(dòng)匯聚與擴(kuò)散的功能.

國(guó)內(nèi)外學(xué)者很早便展開對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的研究，并提出眾多經(jīng)典學(xué)說.包括威廉遜的倒U型假說、赫希曼的極化-涓滴效應(yīng)學(xué)說、弗里德曼的中心-邊緣理論以及赫克歇爾和俄林提出的要素稟賦學(xué)說等等，他們從不同的角度研究了影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素，并做出了科學(xué)的推論，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究做出了巨大的貢獻(xiàn).以都市圈的研究為例，國(guó)內(nèi)學(xué)者在研究時(shí)多以選取成熟度較高的知名大都市圈為對(duì)象，如京津唐、滬寧杭、珠三角等，而對(duì)一些形成時(shí)間較晚、規(guī)模尚未成熟、知名度較低的都市圈研究較少.本研究以我國(guó)淮海地區(qū)的新興都市圈——徐州都市圈為研究對(duì)象.針對(duì)徐州都市圈城市的中心性和都市圈內(nèi)部經(jīng)濟(jì)發(fā)展的時(shí)空差異進(jìn)行分析和探討，旨在為該地區(qū)未來(lái)城市化進(jìn)程和經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展提供一些有價(jià)值的參考.

1 研究區(qū)概況

徐州都市圈地處蘇、魯、豫、皖四省交界地帶, 屬于跨省域都市圈，地處淮海經(jīng)濟(jì)圈的核心區(qū)域，范圍包括江蘇北部的徐州市、連云港市、宿遷市, 安徽北部的宿州市、淮北市，山東南部的棗莊市、微山縣, 河南東部的永城市, 共計(jì)26個(gè)市(縣).徐州都市圈擁有優(yōu)越的區(qū)位條件.東部沿海和隴海蘭新的交匯處，京滬鐵路、京九鐵路、隴海鐵路、京滬高鐵、商杭客運(yùn)專線、徐蘭客運(yùn)專線、京臺(tái)高速、連霍高速在都市圈內(nèi)縱橫交錯(cuò)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯.此外，區(qū)域內(nèi)部自然資源條件得天獨(dú)厚，擁有豐富的煤、鐵資源，是我國(guó)重要的煤炭和電力基地.依托豐富的煤鐵資源，都市圈內(nèi)形成了徐州、淮北等一批工業(yè)城市，尤其是徐州，工業(yè)發(fā)達(dá)，擁有徐工等世界知名企業(yè).2016年末，都市圈內(nèi)常住人口為6 170萬(wàn)人，區(qū)域GDP總量為1.57 萬(wàn)億元.徐州作為我國(guó)的特大城市，江蘇省第二大城市，淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)第一大城市，東隴海線第一大城市，蘇北第一大城市，是國(guó)務(wù)院確定的擁有地方立法權(quán)的城市和淮海經(jīng)濟(jì)區(qū)的中心城市，也是新亞歐大陸橋中國(guó)段五大中心城市之一.徐州都市圈是江蘇省重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)的三大都市圈之一，該區(qū)域處于我國(guó)東部沿海地帶與中部地帶、環(huán)渤海地區(qū)與長(zhǎng)三角地區(qū)的結(jié)合部, 京滬鐵路溝通南北, 隴海鐵路連接?xùn)|西, 在全國(guó)城鎮(zhèn)發(fā)展空間格局中具有重要戰(zhàn)略地位.2003年江蘇省提出了建設(shè)三大都市圈的概念，南為蘇錫常都市圈，中部是南京都市圈，北部是徐州都市圈.由于距離發(fā)達(dá)的長(zhǎng)三角地區(qū)、環(huán)渤海地區(qū)等核心經(jīng)濟(jì)區(qū)都相對(duì)較遠(yuǎn), 徐州都市圈具有一定的邊緣性[7],相較于前兩個(gè)都市圈，城市化速度緩慢, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后，不論是在城市規(guī)模上還是在經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上，都存在著顯著的差距.此外，由于地處四省交界，區(qū)域內(nèi)部各省之間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異顯著，這對(duì)徐州都市圈的健康發(fā)展造成一定的負(fù)面效應(yīng).

2 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

對(duì)區(qū)域差異進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析,必須明確所研究的時(shí)間系列[8],該研究采用2006年～2016年的連續(xù)時(shí)間序列數(shù)據(jù).基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源于徐州都市圈內(nèi)各省和地級(jí)市(縣)的統(tǒng)計(jì)年鑒，部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自政府網(wǎng)站.主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括各市(縣)總?cè)丝跀?shù)、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值、人均GDP、建成區(qū)面積、市區(qū)人口等.

2.2 研究方法

以徐州都市圈的各個(gè)市(縣)為研究對(duì)象，通過對(duì)區(qū)域城市的系數(shù)、指數(shù)和引力模型計(jì)算的方法，并結(jié)合GIS空間分析技術(shù)，分析該經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)各個(gè)城市的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)各次級(jí)城市與中心城市的關(guān)系進(jìn)行探討.依據(jù)徐州都市圈的變異系數(shù)、泰爾指數(shù)的計(jì)算結(jié)果，對(duì)研究目標(biāo)近十年來(lái)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀和內(nèi)部空間差異進(jìn)行分析.

2.2.1 引力模型

相互作用的引力模型的建立是源于物理學(xué)中的萬(wàn)有引力公式，該模型將兩個(gè)城市看作萬(wàn)有引力公式中的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)，而把它們之間的距離看作是兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離.許多學(xué)者的研究發(fā)現(xiàn)，在該模型中，如果單獨(dú)考慮直線距離對(duì)相互作用的影響，不能完全表達(dá)出二者之間的相互作用，所以后來(lái)的學(xué)者對(duì)該模型進(jìn)行了修改[9].在這里，計(jì)算指標(biāo)選取各城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)、城市人口與建成區(qū)規(guī)模以及次級(jí)城市到中心城市交通距離.引力模型的構(gòu)建如下：

其中，Pi，Pj分別為城市i，j的市區(qū)人口；Vi，Vj分別是城市i,j的市區(qū)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值；Si、Sj分別為城市i、j的建成區(qū)面積；Di、Dj為城市i、j間的最短公路交通里程(來(lái)自百度地圖所測(cè)度的最短交通線距離)；Fi、Fj是城市i對(duì)城市j的空間相互作用量，又稱經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量，反映的是兩者之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系程度.

2.2.2 變異系數(shù)(CV值)

變異系數(shù)(coefficient of variation，CV)是反映總體各單位觀察值的差異程度或離散程度的指標(biāo)[10].通過對(duì)變異系數(shù)結(jié)果的分析可反映出研究區(qū)域內(nèi)各個(gè)單位區(qū)域之間的差異程度及其變化趨勢(shì).

CV變差異系數(shù)公式：

2.2.3 泰爾指數(shù)(Theil index)

泰爾指數(shù)(Theil index)是衡量個(gè)人之間或者地區(qū)間收入差距(或者稱不平等度)的指標(biāo).泰爾指數(shù)從信息量與熵的概念出發(fā)考察不平等性和差異性，它把總體差異性分解為各部分間差異性和各部分內(nèi)部的差異性，在分析和分解差異性、不平等性方面有廣泛的應(yīng)用[11～13].

泰爾指數(shù)計(jì)算公式：

3 結(jié)果分析

3.1 中心城市與各次級(jí)城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系

通過引力模型計(jì)算2016年中心城市徐州與各次級(jí)中心城市之間的相互經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量，用以表述各城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度(表1).

表1 2016年徐州與都市圈內(nèi)各次級(jí)中心城市之間的相互經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量Tab.1 Economic relations between Xuzhou and the secondary central cities in the metropolitan Circle in 2016

利用ArcGIS制作徐州與各主要城市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的空間作用和緊密度示意圖(圖1).由圖1可知，徐州都市圈城市之間存在著顯著的“中心-外圍”模式.根據(jù)都市圈內(nèi)次級(jí)城市和中心城市之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的緊密程度，將徐州都市圈的城市等級(jí)劃分為四個(gè)等級(jí)(徐州作為中心城市參與劃分).第一等級(jí)為經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量大于30的城市，第二等級(jí)為經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量處于20～30之間的城市，第三等級(jí)城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量在10～20之間，第四等級(jí)則是與中心城市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量小于10.根據(jù)上述劃分標(biāo)準(zhǔn)，宿州和淮北兩市盡管在建成區(qū)面積、城區(qū)人口和城區(qū)GDP方面表現(xiàn)并不突出，部分指標(biāo)甚至低于平均水平，但是兩市與中心城市的交通距離近，占有顯著地理優(yōu)勢(shì)，因此與徐州的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系度最大，均在30以上，因此屬于第一等級(jí)；相反，盡管棗莊、宿遷兩市在建成區(qū)面積、城區(qū)人口和城區(qū)GDP三個(gè)方面優(yōu)勢(shì)明顯，但是其距離徐州的最短交通里程在相對(duì)宿州、淮北較遠(yuǎn)，所以與中心城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量只有20～30和10～20，分別為第二和第三等級(jí)；永城、微山縣不光建成區(qū)面積和城區(qū)人口方面處于較低的水平，而且與徐州的交通里程均在100 km以上，所以與中心城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量最低，因此劃歸為第四等級(jí).同樣，盡管連云港是區(qū)域內(nèi)僅次于徐州的第二大城市，但是兩市之間交通距離最遠(yuǎn)，所以經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量也在10以下，也只能歸為第四等級(jí)城市.綜上可知，在影響中心城市與各個(gè)次級(jí)城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系量的四個(gè)關(guān)鍵因子中，次級(jí)城市與中心城市的交通距離發(fā)揮著最重要的作用，城市規(guī)模和經(jīng)濟(jì)總量的影響相對(duì)較弱.

圖1 中心城市與次級(jí)城市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系等級(jí)圖Fig.1 Chart of economic links between central and secondary cities

圖2 徐州與各主要城市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系緊密度
Fig.2 Map of spatial function of economic relations between Xuzhou and major cities

3.2 徐州都市圈經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的時(shí)空差異

2006年～2016年徐州都市圈內(nèi)部整體差異的變異系數(shù)和泰爾指數(shù)(表2).

根據(jù)表2數(shù)據(jù)，可以將徐州都市圈這11年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展分為兩個(gè)階段.第一階段為2006年～2008年，在這期間徐州都市圈的泰爾指數(shù)呈上升的趨勢(shì)，在2008年達(dá)到最大值0.052，說明區(qū)域內(nèi)部差異日益加大.第二階段是2008年之后，泰爾指數(shù)開始呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)并逐年降低，到2016年降至0.010 5，這表明在都市圈內(nèi)部的城市間的經(jīng)濟(jì)差異總體上在不斷縮小.從變異系數(shù)來(lái)看，其發(fā)展趨勢(shì)與泰爾指數(shù)所呈現(xiàn)的發(fā)展趨勢(shì)大體吻合，CV值由2006年的0.368 7上升至2008年的0.526，之后又波動(dòng)下降至2016年的0.301 3.所以，綜合表2兩組數(shù)據(jù)并結(jié)合趨勢(shì)圖(圖3)可以看出，徐州都市圈內(nèi)各市(縣)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差距在時(shí)間和空間尺度上都有不斷縮小的趨勢(shì).

表2 2006～2016年徐州都市圈各市(縣)經(jīng)濟(jì)差異的變異系數(shù)與泰爾指數(shù)Tab.2 The variation coefficient and Theil index of different cities and counties in Xuzhou metropolitan area

圖3 2006年～2016年徐州都市圈變異系數(shù)和泰爾指數(shù)變化圖
Fig.3 Variation of variation coefficient and Thiel index of Xuzhou metropolitan circle in 2006～2016

3.3 都市圈中、東部之間經(jīng)濟(jì)發(fā)展差異

徐州都市圈作為一個(gè)地跨四省的都市圈，同時(shí)也地跨中國(guó)東部和中部?jī)纱蟮乩砥瑓^(qū).東部省份的江蘇、山東屬于東部沿海的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省份，中部的河南和安徽則是經(jīng)濟(jì)相對(duì)欠發(fā)達(dá)省份，這就決定了徐州都市圈內(nèi)部不同省份之間的城市存在著經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度差異.從人均GDP來(lái)看，東部江蘇和山東兩省的人均GDP從2006年的15 998元增長(zhǎng)到2016年的57 397元，增加了近3.6倍.中部的安徽和河南兩省的人均GDP從2006年的9 662元增至2016年的32 881元，增加3.4倍.從圖4中可以看出，不論是從人均GDP的數(shù)量還是增長(zhǎng)速度，中部?jī)蓚€(gè)省份的城市都明顯低于東部?jī)蓚€(gè)省份的城市.2006年?yáng)|部的江蘇和山東的人均GDP是中部安徽與河南的1.66倍，而到2016年，比值已經(jīng)擴(kuò)大到1.75倍，且差距有逐年加大的趨勢(shì)，顯然與上述的泰爾指數(shù)和變異系數(shù)指標(biāo)及其變化趨勢(shì)不符.這主要是因?yàn)榻K省與山東省2006年至2016年間人均GDP差距明顯縮小，由表3可知，魯南和蘇北兩區(qū)域人均GDP比值由2006年的1.53縮小至2016年的1.06.而在徐州都市圈內(nèi)部，東部?jī)墒^(qū)域的人均GDP指數(shù)最高，蘇北和魯南兩區(qū)域人均GDP的差距大幅降低，導(dǎo)致整個(gè)區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)空差異的降低.

(a)人均GDP對(duì)比(b)蘇魯/豫皖(人均GDP)

圖4 區(qū)域內(nèi)兩項(xiàng)人均GDP對(duì)比
Fig.4 Comparison of two GDP per capita in the region

表3 各區(qū)域人均GDP對(duì)比Tab.3 Comparison of GDP per capita in each region

4 結(jié)論

(1)城市首位度高，大城市及中等規(guī)模城市發(fā)展突出, 小城市發(fā)展遠(yuǎn)落后于大中城市.從地理位置上看，該地區(qū)位于蘇、魯、豫、皖的四省交匯處，此地聚集了四省發(fā)展相對(duì)落后的地區(qū)，且周邊方圓200公里范圍內(nèi)，只有徐州一個(gè)特大城市，其無(wú)論是在城市規(guī)模還是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平上對(duì)周邊城市都具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)，這就出現(xiàn)了中心城市極化的效應(yīng).由于周邊地區(qū)的要素向作為中心城市的徐州流動(dòng)，削弱了周邊城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展能力，導(dǎo)致區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距日益加大.

(2)2006年～2016年徐州都市圈的泰爾指數(shù)和變異系數(shù)總體呈波動(dòng)下降的趨勢(shì)，尤其是2008年以來(lái)，兩項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值均顯著降低，這說明近年來(lái)都市圈內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在時(shí)間上和空間上的差異總體在不斷縮小.

(3)部分區(qū)域間經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平仍存在著明顯的差異，且有逐年加大的趨勢(shì)，尤其是蘇北、魯南地區(qū)與皖北、豫東地區(qū)之間.2006年～2016年間，東部?jī)墒∨c中部?jī)墒≈g總體人均GDP之比不斷增大.雖然貧富差距的形成和加大是經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)過程中的一個(gè)必然現(xiàn)象[14]，但這將阻礙徐州都市圈綜合實(shí)力的提升、內(nèi)部的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展.