基于引力模型的京津冀城市群經(jīng)濟聯(lián)系研究

●王 希

一、引言

城市群作為國家工業(yè)化和城市化發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，是支撐全國經(jīng)濟增長的主體形態(tài)，是區(qū)域經(jīng)濟一體化發(fā)展的主要空間組織形式，也是各國參與國際競爭的重要平臺。京津冀是中國一直以來重點發(fā)展的城市群之一，在國家經(jīng)濟格局中占據(jù)重要地位?！毒┙蚣絽f(xié)同發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，“推動京津冀協(xié)同發(fā)展是一個重大國家戰(zhàn)略，核心是有序疏解北京非首都功能，調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)。”因此，測度研究京津冀地區(qū)城市規(guī)模等級和城市間的經(jīng)濟聯(lián)系，對于優(yōu)化空間發(fā)展格局、促進城市群均衡、有序、協(xié)調(diào)發(fā)展具有一定的理論意義和現(xiàn)實價值。

二、文獻綜述

（一）引力模型

社會經(jīng)濟學(xué)家通過將萬有引力定律在經(jīng)濟學(xué)領(lǐng)域進行發(fā)展、延伸，進而提出引力模型。賴?yán)?W.J.Reilly,1931)結(jié)合牛頓力學(xué)的萬有引力定律，認(rèn)為某城市對a、b兩個城市商品零售額的比例，與其人口規(guī)模成正比，距離的平方成反比；斯圖爾特(J.Q.Stewart,1948)應(yīng)用引力模型，測算某經(jīng)濟點與周邊地區(qū)的綜合影響力；齊夫(G.K.Zipf,1946)采用相似的經(jīng)濟或社會交流形式的數(shù)據(jù)，研究空間相互作用水平；烏爾曼(E.L.Ullman,1957)提出空間相互作用理論，指出城市與之相鄰區(qū)域的影響強度關(guān)系；西方區(qū)域科學(xué)創(chuàng)始人艾薩德(W.Isard,1962)利用修正后的康維斯“斷裂點”公式，測量區(qū)域中某定點對于周圍各點的綜合影響力。

自此，引力模型成為城市經(jīng)濟學(xué)者常用且有效的工具，被廣泛應(yīng)用于測量城市空間相互作用和距離衰減效應(yīng)的研究。

（二）城市群經(jīng)濟聯(lián)系

20世紀(jì)50年代，國外學(xué)者開始研究城市空間經(jīng)濟聯(lián)系。塔弗(E.J.Taaffe,1962)針對實際航空客流量，結(jié)合引力模型對美國城市間航空運輸聯(lián)系等級進行測算，并指出中心城市在城市群內(nèi)的主導(dǎo)地位。邁耶(D.R.Meyer,1980)在城市體系的動態(tài)模型方面做出研究，他認(rèn)為城市系統(tǒng)受制于空間經(jīng)濟中的存量交流和存量的物理運動這兩個過程，進而解釋了國家、區(qū)域和次區(qū)域大都市的出現(xiàn)以及交通節(jié)點的作用。西蒙·德加科沃(S.Djankov,2002)運用引力方程，對1987年至1996年前蘇聯(lián)某些區(qū)域的貿(mào)易流量變化及其影響進行估算與研究。

近年來，國內(nèi)學(xué)者也應(yīng)用引力模型對區(qū)域空間經(jīng)濟聯(lián)系進行量化。李國平和王立明（2001）通過區(qū)域經(jīng)濟聯(lián)系強度與投資、旅游聯(lián)系等，測度深圳對外經(jīng)濟聯(lián)系情況。陳彥光和劉繼生（2002）運用1949至1998年我國的人口演化數(shù)據(jù)，以北京和天津為例，就城市引力關(guān)系做相關(guān)性分析及波譜分析。劉承良、丁明軍、張貞冰（2007）引入時間、空間通達性模型，從節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)兩個層面，定量分析以武漢為核心的都市圈城際空間格局。

三、研究區(qū)域、研究方法與數(shù)據(jù)來源

（一）研究區(qū)域

本文研究區(qū)域為京津冀城市群，選取了北京、天津2座直轄市以及河北省的保定、廊坊、唐山、秦皇島、承德、張家口、石家莊、衡水、滄州、邢臺、邯鄲11個地級市，總共13個城市作為研究對象。截至2017年底，京津冀地區(qū)占地面積約218000平方公里，占全國的2.27%；地區(qū)生產(chǎn)總值合計8.06萬億元，占全國的9.5%；年末總?cè)丝跒?.12億，占全國的8.1%。

（二）研究方法

本文基于經(jīng)典引力模型，利用能夠表明城市人口規(guī)模的城區(qū)常住人口（P）、表明城市經(jīng)濟規(guī)模的GDP總量（G）來測度城市“質(zhì)量”，選用根據(jù)百度地圖得出的兩地直線距離（D）作為城市間的距離指標(biāo)。在此基礎(chǔ)上，得到的引力模型計算公式：

式中，F(xiàn)ij代表i、j兩個城市之間的相互聯(lián)系值（引力值）；Pi、Pj分別代表 i、j城市的城區(qū)常住人口（萬人）；Gi、Gj分別代表 i、j城市的 GDP（億元）；Dij表示兩地地理距離（公里）；k為經(jīng)濟引力系數(shù)（為簡化考慮，本文k取值為1）。

（三）數(shù)據(jù)來源

本文的各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于《北京統(tǒng)計年鑒（2007、2011、2016）》《天津統(tǒng)計年鑒 （2007、2011、2016）》《河北經(jīng)濟年鑒（2007、2011、2016）》以及《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒(2006、2010、2015)》。

四、京津冀城市群經(jīng)濟聯(lián)系的實證分析

（一）京津冀城市等級規(guī)模格局

合理有效地疏散大城市人口是京津冀區(qū)域協(xié)同發(fā)展中面臨的關(guān)鍵問題，因此，對城市群“等級—規(guī)?！狈植棘F(xiàn)狀和演變趨勢進行分析具有現(xiàn)實緊迫性。

按照城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)，2006、2010、2015年京津冀城市群城市等級劃分呈現(xiàn)如下特征：（1）從整體來看，2006—2015年，京津冀城市群超大、特大、大、中、小城市比例失衡，呈現(xiàn)出大小相間、無序排列的特征：中等城市數(shù)量居多，其次是大城市和小城市，同時超大城市只有北京，而特大城市只有天津，一直保持著“雙核”式的格局。（2）分階段來看，2006—2010年，只有承德市從小城市發(fā)展成為中等城市；2010—2015年，除了滄州市和衡水市的城區(qū)人口數(shù)量出現(xiàn)小幅減少，其余各個城市的人口均有不同程度的增加，但城市等級劃分未發(fā)生改變。（3）從城市群內(nèi)部來看，雖然北京和天津是京津冀城市群的核心，但2015年北京的人口數(shù)量是天津的近3倍；大中城市占比高達70%，而300萬～500萬人口的I型大城市數(shù)量為0，大城市對城市群的輻射力度不足，有礙于城市群協(xié)調(diào)發(fā)展。

京津冀城市群各等級城市的規(guī)?？臻g分布差距明顯：京津主導(dǎo)的“雙核”式城鎮(zhèn)體系一直是支撐京津冀城市群發(fā)展的核心格局，首位城市發(fā)展程度高，城市極化效應(yīng)突出；隨著各級城市的不斷發(fā)展壯大，石家莊和唐山在眾多大城市中脫穎而出，邯鄲、保定也產(chǎn)生越來越大的影響力；但河北省內(nèi)部城市人口規(guī)模相差較大，城市規(guī)模體系不完整現(xiàn)象依然存在：整個城市群的西北和北面多為山地，城市數(shù)量較少，發(fā)展空間有限；而東面和南面多為平原，城市數(shù)量多，條件相對較好，發(fā)展前景較好?？傮w而言，雖然超大、特大城市趨于高度集聚狀態(tài)，中等城市和大城市是演化趨勢的主流，但城市群發(fā)展態(tài)勢不均衡，城市間聯(lián)系和配合不緊密，京津主導(dǎo)的城市規(guī)模格局仍將持續(xù)。

表1 2015年京津冀各城市間經(jīng)濟聯(lián)系值

（二）京津冀城市空間經(jīng)濟聯(lián)系

1.京津冀各城市間經(jīng)濟聯(lián)系值分析。城市群網(wǎng)絡(luò)的疏密體現(xiàn)各城市間經(jīng)濟聯(lián)系的強度、網(wǎng)絡(luò)整體的開放程度以及獲取要素的能力。根據(jù)引力模型公式，以2015年為例，計算得到京津冀城市群的經(jīng)濟聯(lián)系矩陣，結(jié)果如表1所示。

第一，從城市群整體出發(fā)，可將京津冀各城市間經(jīng)濟聯(lián)系值大致分為三個級別：（1）緊密聯(lián)系（經(jīng)濟聯(lián)系值≥100）：北京←→天津、北京←→唐山、北京←→保定、北京←→廊坊、天津←→唐山、天津←→廊坊。其中，北京←→天津是該城市群中的重要經(jīng)濟聯(lián)系方向，天津港是北京的海上門戶，兩地交通便利，互補性強；唐山、保定、廊坊具有良好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，受京津地區(qū)的經(jīng)濟輻射影響較大，從經(jīng)濟地緣學(xué)角度來說，這三座城市起著京津附城的作用，尤其是廊坊近幾年憑借其區(qū)位優(yōu)勢，較好地承接北京、天津的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和居住功能，使得城市間經(jīng)濟聯(lián)系日益頻繁。（2）一般聯(lián)系（30≤經(jīng)濟聯(lián)系量＜100）：北京←→石家莊、北京←→張家口、北京←→滄州、天津←→石家莊、天津←→滄州。這組城市經(jīng)濟聯(lián)系量與上一組相比存在很大差距，城市間往來經(jīng)濟聯(lián)系主要基于其資源稟賦、地緣差異、要素需求以及京津的擴散與集聚作用。（3）松散聯(lián)系（經(jīng)濟聯(lián)系量＜30）：剩余城市間的經(jīng)濟聯(lián)系均屬于松散聯(lián)系。例如，省會城市石家莊既與京津的聯(lián)系不夠密切，又對其周邊城市的輻射作用較小，與秦皇島、張家口、承德、廊坊等地的經(jīng)濟聯(lián)系小到可以忽略；沿海重要門戶秦皇島，僅與相鄰的唐山有少量經(jīng)濟聯(lián)系，與省內(nèi)其他城市的經(jīng)濟聯(lián)系僅在1上下徘徊。

第二，從核心城市縱向比較發(fā)現(xiàn)：與北京空間聯(lián)系強度最大的城市主要是天津（1456.1）、廊坊（563.5）、唐山（214.0）和保定（131.2），對邢臺的聯(lián)系程度最低（8.1），強度最大值與最小值之比是180：1；再從天津?qū)ζ渌鞘新?lián)系強度考察，與天津空間聯(lián)系強度最大的城市依次為北京（1456.1）、唐山（216.5）、廊坊（113.2）和滄州（87.8），對邢臺的聯(lián)系強度最低（5.2），最大值和最小值之差為211.3，差值與天津?qū)μ粕降穆?lián)系強度相當(dāng)（216.5）；與之類似，與石家莊空間聯(lián)系強度最大的城市主要是北京（82.0）、天津（44.5）和保定（21.1）。

由此可見兩個特征：其一，京津冀城市群內(nèi)各城市經(jīng)濟聯(lián)系量差距較大，北京和天津作為京津冀城市群的兩個經(jīng)濟增長極，與廊坊市的經(jīng)濟聯(lián)系較強，而與河北省其他城市之間的經(jīng)濟聯(lián)系較弱。其二，京津冀城市群內(nèi)核心城市輻射能力不強，跟其他城市間的引力強度與距離呈現(xiàn)明顯的負(fù)相關(guān)，處于邊緣位置的城市明顯接受輻射不足。

圖1 2006、2010、2015年京津冀各城市經(jīng)濟聯(lián)系總量及網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強度示意圖

2.京津冀城市群網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系密度分析。根據(jù)京津冀各城市的經(jīng)濟聯(lián)系總量和城市間的引力值，運用arcgis繪制出2006年、2010年、2015年城市網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強度分布如圖1-a,1-b,1-c所示，圖中各節(jié)點對應(yīng)城市群內(nèi)的各個城市，圓點代表城市的經(jīng)濟聯(lián)系總量，連接兩城市間線段的粗細(xì)代表城市間網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強度的大小。

如圖所示，城市群的空間聯(lián)系強度呈現(xiàn)以北京為中心，向外逐漸遞減的規(guī)律：首先，北京和天津的中心地位愈加凸顯，10年間總引力值均增長了3.4倍，對周邊城市的經(jīng)濟聯(lián)系引力值占據(jù)各城市的前三位（邢臺除外）。其次，廊坊、唐山、保定10年間總引力值分別增長了3.9倍、2.5倍和3.75倍，與京津合力帶動周邊地區(qū)發(fā)展，與各城市間的經(jīng)濟聯(lián)系顯著增強，成為城市群內(nèi)新的經(jīng)濟增長點：廊坊既占連接京津重要紐帶之先，又得集聚京津冀資源要素之利；唐山作為我國北方重化工產(chǎn)業(yè)基地，與秦皇島、張家口的經(jīng)濟聯(lián)系較為緊密；保定處于京津石三大城市中心地帶，在城市群內(nèi)占有重要的戰(zhàn)略地位。再次，石家莊作為省會城市，一方面，與保定、邯鄲、邢臺、衡水同處于冀中南地區(qū)，對這四市的經(jīng)濟引力較大；另一方面，由于石家莊與冀北城市被京津兩市行政區(qū)劃所割裂，導(dǎo)致兩者的經(jīng)濟聯(lián)系相對松散。第四，邢臺與邯鄲的經(jīng)濟聯(lián)系較為緊密，但距離京津較遠，接受核心城市的輻射帶動作用有限，同時自身經(jīng)濟體量較小，綜合實力較弱，與城市群內(nèi)其他城市的聯(lián)系強度不夠。最后，張家口、秦皇島等城市與內(nèi)部其他城市的聯(lián)系逐漸頻繁，城市間的聯(lián)系明顯增強。

綜上所述，10年來，京津冀城市群經(jīng)濟聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)趨于緊密，但地域分異特征明顯，以“北京—天津—廊坊”一線為出發(fā)點，向南北方向逐漸遞減，由于多數(shù)中小城市缺乏引力，導(dǎo)致其與周邊城市的引力層級關(guān)系出現(xiàn)斷層。

五、結(jié)論與建議

京津冀城市群的城市規(guī)模等級和空間經(jīng)濟聯(lián)系存在嚴(yán)重的兩極分化特征，北京、天津的發(fā)展?fàn)顩r遙遙領(lǐng)先，但多數(shù)城市間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強度很低，發(fā)展程度極不均衡。就城市規(guī)模劃分而言，10年間，京津主導(dǎo)的“雙核”式城鎮(zhèn)體系一直是支撐京津冀城市群發(fā)展的核心格局；同時，城市群內(nèi)部超大、特大、大、中、小城市比例失衡，呈現(xiàn)出大小相間、無序排列的特征。就空間經(jīng)濟聯(lián)系而言，第一，10年間，京津冀城市群整體網(wǎng)絡(luò)密度日趨緊密，各城市經(jīng)濟聯(lián)系量差距較大，核心城市引力作用普遍不強，區(qū)位因素對經(jīng)濟聯(lián)系作用發(fā)揮的影響明顯；第二，京津冀城市群的空間聯(lián)系強度呈現(xiàn)以北京為中心，向外逐漸遞減的規(guī)律，北京、天津這類引力強度較大的城市具有明顯的單極化發(fā)展趨勢，但主要城市的總引力值排序未發(fā)生較大變化；第三，城市群內(nèi)部對外聯(lián)系強度的地域分異特征明顯，以“北京—天津—廊坊”一線為中心，向南北方向逐漸減弱，城市間的引力層級關(guān)系出現(xiàn)斷層，呈現(xiàn)明顯的“中心—外圍”格局。

結(jié)合上述分析與結(jié)論，提出如下建議：

1.打破行政區(qū)劃阻隔，推進區(qū)域經(jīng)濟一體化?！皟墒幸皇　钡男姓指顚?dǎo)致的行政主導(dǎo)型經(jīng)濟特征，是區(qū)域協(xié)同發(fā)展的主要障礙。強化合作意識、加強群內(nèi)聯(lián)系是京津冀城市群協(xié)調(diào)發(fā)展的首要前提，尤其要加強京津與河北11個城市間的聯(lián)系，構(gòu)建資源、資金、人才等要素的共享平臺，拓寬區(qū)域合作的深度與廣度，同時在合作過程中，各城市應(yīng)準(zhǔn)確定位，通過優(yōu)勢互補，合理分工，形成錯位發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局，最終實現(xiàn)互惠共贏。

2.強化中心城市地位，充分發(fā)揮核心城市帶動作用。繼續(xù)發(fā)揮北京、天津兩個核心城市的樞紐作用，利用“雙城”功能進行互補發(fā)展。北京應(yīng)借助打造“世界城市”的契機，充分發(fā)揮并強化首都功能；天津應(yīng)利用發(fā)展“濱海新區(qū)”的機遇，擴大輻射腹地；另外，應(yīng)明確大城市的高效發(fā)展不能以犧牲周邊城市的發(fā)展為代價這一原則，避免出現(xiàn)“燈下黑”情況，提升城市群整體發(fā)展質(zhì)量。

3.加快次中心城市建設(shè)，形成多中心網(wǎng)絡(luò)型城市體系。河北部分城市經(jīng)濟實力較弱，區(qū)域輻射能力不強，應(yīng)以加快次中心城市建設(shè)為重點。依托國家重點支持開發(fā)開放的濱海新區(qū)，推進滄州至秦皇島的城鎮(zhèn)帶建設(shè)；依托北部城市唐山、秦皇島的輻射帶動作用，推進張家口和承德的城市化進程；重視石家莊、唐山等區(qū)域中心城市發(fā)展成城市群副中心的重要作用，促進京津冀多中心、網(wǎng)絡(luò)型城市體系的形成。

4.構(gòu)建交通一體化，完善區(qū)域交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。京津冀城市群的空間經(jīng)濟聯(lián)系符合距離衰減規(guī)律，要構(gòu)建以京津為中心覆蓋整個城市群的交通網(wǎng)絡(luò)，有效縮短城市間的地理距離，發(fā)揮北京大興國際機場與京雄城際的里程碑作用，打造“3小時”經(jīng)濟圈，為城市間要素自由流動、公共資源均衡配置開辟快速的通道，形成“安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟”的綜合交通運輸體系。