高鐵背景下安徽省鐵路交通可達性及經(jīng)濟潛力格局

孫建平，韓雪，尹學宇

(池州學院 地理與規(guī)劃學院，安徽 池州 247100)

交通可達性水平能夠反映研究區(qū)域人流、物流、信息流在交通運輸系統(tǒng)中的便捷程度?！吨虚L期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(2016年)指出將在“四縱四橫”高速鐵路的基礎上，打造“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)，規(guī)劃里程3.8萬公里。高速鐵路的快速發(fā)展能夠提高區(qū)域交通可達性水平，進而對經(jīng)濟潛力、區(qū)域間經(jīng)濟聯(lián)系和空間格局產(chǎn)生影響，引起了國內(nèi)外學者的廣泛關(guān)注。

自1964年世界上第一條正式的高速鐵路系統(tǒng)——日本“新干線”正式營運以來，高速鐵路對交通可達性及經(jīng)濟影響的研究一直是交通地理學領域的研究熱點。[1]Gutiérrez等基于GIS技術(shù)對2010年歐洲高速鐵路發(fā)展及可達性水平變化進行了預測和評估，[2]又選取地理區(qū)位、經(jīng)濟潛力等指標分析了未來馬德里—巴塞羅那—法國邊境高鐵線路對歐洲交通格局的影響。[3]Sánchcez-Mateos等評估了英國高速鐵路對沿線城市交通可達性和經(jīng)濟聯(lián)系強度的影響。[4]Shaw等(2014)將中國高速鐵路建設分成四個階段，分析其對省會城市交通可達性的作用。[5]Kim等采用加權(quán)平均旅行時間和經(jīng)濟潛力等指標分析韓國高速鐵路的建設對可達性和空間公平的影響。[6]Moyano等從站點間連通性和服務兩個角度對西班牙高速鐵路系統(tǒng)進行了對比分析。[7]

近年來，隨著我國高速鐵路的快速建設，眾多學者眼于分析高速鐵路對時空距離縮短的影響性機制，評價其在網(wǎng)絡優(yōu)化中給不同城市帶來的經(jīng)濟收益。侯雪等以京津城際鐵路為例，探討了高速鐵路對區(qū)域經(jīng)濟和人們出行行為的影響，[8]蔣海兵等分析了京滬高鐵對區(qū)域中心城市陸路可達性水平的影響，[9]王豪等分析了成渝高鐵對沿線城市可達性水平的影響，[10]宗會明等分析了高速鐵路對成渝城市群區(qū)域可達性和城市相互作用格局的影響。[11]高尚等分析了高鐵背景下河南省鐵路交通可達性與經(jīng)濟潛力格局。[12]研究對象從單條高鐵線路逐漸向高鐵網(wǎng)絡轉(zhuǎn)變，研究內(nèi)容從對交通可達性水平單個指標進行測度分析轉(zhuǎn)變?yōu)閷煌蛇_性水平與社會經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)聯(lián)性進行探討。

綜上，眾多學者對高速鐵路對交通可達性水平和區(qū)域經(jīng)濟效益的影響進行了豐富細致的研究。但對發(fā)達地區(qū)的研究成果較為豐碩，如長江三角洲地區(qū)[13-15]和京津冀地區(qū)，[8，16，17]關(guān)于高速鐵路安徽省交通可達性和經(jīng)濟聯(lián)系格局影響的相關(guān)研究較為單薄。安徽省是長江經(jīng)濟帶重要戰(zhàn)略支點，是國家《促進中部地區(qū)崛起規(guī)劃》中的重要省份。坐擁豐厚歷史文化底蘊與旅游資源，2019年12月商杭高鐵合肥北段和鄭阜高鐵開通，阜陽、亳州進入高鐵時代，沿線城市的交通可達性水平和社會經(jīng)濟格局顯著變化?；诖?，以安徽省16個地級市為研究對象，采用GIS空間分析方法，通過最短平均出行時間、日常可達性及經(jīng)濟潛力指數(shù)等指標定量分析高速鐵路對安徽省各城市交通可達性水平和經(jīng)濟潛力格局的影響。以期為完善鐵路交通網(wǎng)絡、促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展與加強區(qū)域合作提供決策支持。

一、研究區(qū)域概況、研究方法與數(shù)據(jù)來源

(一)研究區(qū)域概況

安徽省是華東“六省一市”之一，地跨長江、淮河、新安江3大流域，介于東經(jīng)114°54′-119°37′，北緯29°41′-34°38′之間。下轄16個地級市，8個縣級市，53個縣以及44個市轄區(qū)，其中合肥市是長三角城市帶次級中心，南京都市圈與合肥都市圈在此交匯，是重要的鐵路樞紐城市。2019年末，安徽省常住人口6365.9萬人，國民生產(chǎn)總值達37114億元。近年來，安徽省經(jīng)濟發(fā)展迅速，交通設施建設亦是日益完善，鐵路建設取得了歷史性的成就，截至2019年12月，安徽省時速250公里上高鐵總里程達1903.45公里，超越河南、遼寧等省份，位居全國第一，在全國鐵路網(wǎng)中的地位顯著提升。根據(jù)《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》(2016年)，安徽省范圍內(nèi)多條高鐵線路在規(guī)劃建設當中。京港(臺)通道、徐宿淮客運專線與合青高速鐵路將會加強安徽與江西、江蘇、山東等地的聯(lián)系。還將修建合肥—新沂，池州—黃山，宣城—績溪，南昌—景德鎮(zhèn)—黃山等區(qū)域高鐵線路，如圖1所示。在不遠的將來，安徽省將會構(gòu)建起一個覆蓋省內(nèi)全部地級市節(jié)點，連接省外主要交通樞紐的高速鐵路網(wǎng)絡體系，屆時各種物資、人流將會在一個高速高效的網(wǎng)絡上交互流動。

圖1 安徽省鐵路網(wǎng)

(二)研究方法

1.最短平均出行時間

最短平均出行時間表示研究區(qū)域中目標節(jié)點到區(qū)域內(nèi)其他節(jié)點最短出行時間的平均水平，從時間成本角度測度交通可達性水平，可以進一步表示城市之間相互作用和聯(lián)系的難易程度。其計算公式如下：

(1)

公式(1)中，Ti表示目標節(jié)點i的最短平均出行時間，Tij表示節(jié)點i通過鐵路交通網(wǎng)絡到達節(jié)點j的最短出行時間，n表示研究區(qū)域內(nèi)除目標節(jié)點i以外的節(jié)點數(shù)量。該指標的值越低，表示該節(jié)點可達性水平越高，反之表示該節(jié)點可達性水平越低。

2.日?？蛇_性

日?？蛇_性通常表示目標節(jié)點在特定時間內(nèi)所能到達的范圍大小，反映其與其他節(jié)點聯(lián)系的緊密程度，也稱為交通圈。20世紀90年代有關(guān)學者提出以3小時交通圈作為一日交通圈，[18]根據(jù)對一日交通圈的界定，將日常可達性進一步細化為從目標節(jié)點出發(fā)單程1小時交通圈(核心圈)、2小時交通圈(緊密圈)和3小時交通圈(一日交通圈)可到達的范圍。

3.經(jīng)濟潛力指數(shù)

交通運輸方式的進步與變革在打破時空阻隔，提升交通可達性水平的同時，也頻繁了區(qū)域內(nèi)部以及區(qū)域與區(qū)域之間的經(jīng)濟交流與合作，各個區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿﹄S之提升。經(jīng)濟潛力指數(shù)的大小與目標節(jié)點的質(zhì)量或規(guī)模正比，與節(jié)點間時空距離成反比，其計算公式如下：

(2)

(3)

式中：Pi為目標節(jié)點i的經(jīng)濟潛力指數(shù)，Pi值越大，表示其經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿υ酱?；Mj表示節(jié)點j的質(zhì)量，如GDP或人口規(guī)模等，通過式(3)對節(jié)點城市經(jīng)濟GDP總量GDPj和常住人口POPj因素進行綜合評價確定Mj，n為研究區(qū)域內(nèi)除目標節(jié)點i以外的節(jié)點數(shù)量；Cij是節(jié)點i到節(jié)點j的最短出行時間；a為距離摩擦系數(shù)，一般取1[15]。

(三)數(shù)據(jù)來源

安徽省行政區(qū)劃數(shù)據(jù)由國家基礎地理信息中心1:400萬數(shù)據(jù)提取得到，高鐵路網(wǎng)數(shù)據(jù)由中國鐵路交通地圖、中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖和中長期高速鐵路網(wǎng)規(guī)劃圖矢量化得到。各城市間的最短出行時間根據(jù)中國鐵路官方網(wǎng)站查詢得到，G、D、C開頭列車的出行時間作為高速鐵路出行時間，其他列車的出行時間作為普通列車出行時間，城際之間的最短出行時間包括中轉(zhuǎn)時間。各地級市常住人口與國民生產(chǎn)總值(GDP)數(shù)據(jù)來源于《安徽省統(tǒng)計年鑒》。

安徽省境內(nèi)的最主要高鐵線路包括“兩縱一橫”：即合福高鐵，商杭高鐵和寧安城際。其中寧安城際、合福高鐵于2015年開通，商杭高鐵合肥北段于2019年12月開通，因此從2014年和2020年兩個時間斷面下探究高速鐵路對安徽省鐵路交通可達性水平和經(jīng)濟潛力格局的影響，2020年安徽省各地級市的常住人口和GDP數(shù)據(jù)由近10年的常住人口與GDP平均增速推算得出。

二、高速鐵路對鐵路交通可達性及經(jīng)濟潛力的影響

(一)高速鐵路對鐵路交通可達性水平的影響

1.高速鐵路的建設有效降低了最短平均出行時間

根據(jù)公式(1)，計算安徽省16個地級市有無高鐵格局下最短平均出行時間，如表1所示，基于ArcGIS軟件對分析結(jié)果進行反距離權(quán)重插值如圖2所示。比較有無高鐵格局下各城市在2014年和2020年的鐵路交通可達性水平及其變化情況。由表1和圖2可以看出：無高鐵格局下(圖2a)，安徽省鐵路交通可達性水平呈現(xiàn)以合肥、蕪湖、淮南、蚌埠為核心，向外圍呈圈層式遞減的趨勢，梯度效應明顯，皖中地區(qū)平均可達性水平明顯優(yōu)于皖南和皖北地區(qū)。其中，合肥的可達性水平最高，最短平均出行時間為159 min，成為無高鐵格局下的鐵路交通可達性中心，這與合肥為安徽省省會，位于安徽省中心位置，又是鐵路樞紐城市相關(guān)。黃山、亳州等城市處于安徽省邊緣地區(qū)，普通鐵路交通不發(fā)達，交通可達性水平最差，最短平均出行時間分別為354 min和324 min。現(xiàn)狀高鐵格局下(圖2b)，安徽省最短平均出行時間提升率達41.67%，鐵路交通可達性水平顯著提升，可達性水平提升幅度較大的區(qū)域(圖2c)主要沿合福高鐵，寧安城際等高鐵線路擴展，廊道效應明顯。銅陵作為寧安城際和合福高鐵節(jié)點城市，可達性提升幅度最大，最短平均出行時間提升率達55.47%，鐵路交通可達性水平超越蕪湖、蚌埠等城市位居全省第三。黃山、合肥、宿州、滁州等城市最短平均出行時間提升率高于50%，合肥仍為可達性水平最高的城市。而無高鐵格局下可達性水平較高的蕪湖、阜陽等城市在高速鐵路開通后，雖然最短平均出行時間提升率高于30%，但相對其他城市較為緩慢，排名下降明顯，原因是這些城市普通鐵路線路比較完善，可達性排名較高，雖然開通了高速鐵路，但線路較少沒有形成網(wǎng)絡，只有到達部分城市的高鐵班次。宣城尚未開通高鐵，最短平均出行時間變化不明顯，成為安徽省鐵路交通可達性水平最差的城市。

表1 有無高鐵格局下最短平均出行時間及變化

圖2 有無高鐵格局下最短平均出行時間及變化

2.日?？蛇_性范圍顯著增加

高速鐵路的快速建設顯著增加了各城市的日?？蛇_性范圍。根據(jù)城市間的最短出行時間計算有無高鐵格局下安徽省16個地級市在1-3小時內(nèi)對外出行可達城市數(shù)量，如表2所示，運用ArcGIS軟件對日?？蛇_性范圍進行可視化表達，如圖3所示?？梢钥闯觯?小時核心圈覆蓋范圍由6.67%增至18.33%，提升至2.75倍，所有節(jié)點城市對外出行可達城市數(shù)量均突破0個，除宣城、淮北、亳州、六安外，其他節(jié)點城市可達城市數(shù)量均有所增加，其中銅陵可達城市數(shù)量由1個增至6個，淮南可達城市數(shù)量由0個增至4個，合肥、蚌埠可達城市數(shù)量由1個增至3個；由圖3可以發(fā)現(xiàn)日?？蛇_性的空間變化特征，無高鐵格局下，1小時核心圈主要連接鄰近城市，呈分散狀態(tài)，現(xiàn)狀高鐵格局下，1小時核心圈沿主要高鐵線路分布，初步銜接，其中寧安城際沿線1小時核心圈明顯，說明高速鐵路的建設極大促進了1小時核心圈內(nèi)的交通聯(lián)系活動。2小時緊密圈覆蓋范圍由16.67%增至45.83%，提升至2.75倍，覆蓋安徽省內(nèi)近半數(shù)的城市交通聯(lián)系活動，合肥和銅陵對外出行可達城市數(shù)量增長最大，達9個，合肥可達城市覆蓋除宣城、淮北外的所有省內(nèi)城市，各城市2小時緊密圈圍繞高鐵線路基本形成。3小時交通圈(一日交通圈)覆蓋范圍由40.00%增至74.17%，提升至1.85倍，合肥對外出行可達城市數(shù)量覆蓋全省，淮南、蚌埠可達城市數(shù)量達到14個，六安、銅陵、池州和宿州可達城市數(shù)量達到13個，地處安徽邊緣的黃山可達城市數(shù)量由3個增至10個，安徽省內(nèi)3小時交通圈(一日交通圈)能夠有效銜接?？梢钥闯龈咚勹F路對于1小時核心圈和2小時緊密圈提升效果最為明顯。

表2 有無高鐵格局下1-3小時交通圈

圖3 有無高鐵格局下1-3小時交通圈

(二)高速鐵路對經(jīng)濟潛力的影響

1.各地級市經(jīng)濟潛力指數(shù)快速增長

由公式(2)和(3)計算有無高鐵格局下安徽省各地級市的經(jīng)濟潛力指數(shù)，如表3所示，基于ArcGIS軟件對計算結(jié)果進行反距離權(quán)重插值如圖4所示?？梢钥闯觯F(xiàn)狀高鐵格局下，安徽省經(jīng)濟潛力增速達174%，各城市經(jīng)濟潛力提升幅度均在47.47%以上。有無高鐵格局下省會合肥經(jīng)濟潛力指數(shù)均為最高，銅陵增長幅度最大，達461.80%，淮南、蚌埠、合肥、滁州、池州、馬鞍山等市的經(jīng)濟潛力增速高于平均增長水平，經(jīng)濟基礎較好的蕪湖經(jīng)濟潛力增速為140.72%，低于平均增長水平，與其可達性增速較為緩慢相吻合。對最短平均出行時間提升率和經(jīng)濟潛力增長率兩個指標進行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為0.725，說明經(jīng)濟潛力與可達性水平呈正相關(guān)。

表3 有無高鐵格局下經(jīng)濟潛力指數(shù)及變化

圖4 有無高鐵格局下經(jīng)濟潛力指數(shù)及變化

2.各地級市經(jīng)濟潛力相對差異擴大，兩極分化明顯

以極商和變異系數(shù)衡量安徽省各地級市經(jīng)濟潛力指數(shù)的均衡程度，高速鐵路建成前后，經(jīng)濟潛力指數(shù)最高與最低區(qū)域極商分別為18.10和19.86，變異系數(shù)為0.78和0.86，均有所增加，說明在絕對經(jīng)濟潛力指數(shù)大幅度增加的同時，優(yōu)勢區(qū)域與邊緣地區(qū)的經(jīng)濟潛力相對差異呈擴大趨勢，邊緣地區(qū)在安徽省的經(jīng)濟地位將越發(fā)不利，兩極分化現(xiàn)象逐漸加劇。

三、結(jié)論與討論

(一)結(jié)論

基于最短平均出行時間、日常可達性和經(jīng)濟潛力指數(shù)等指標分析了有無高鐵格局下安徽省各地級市可達性及經(jīng)濟潛力的時空變化規(guī)律。結(jié)果表明高速鐵路的建設對安徽省交通可達性水平和經(jīng)濟潛力格局的影響顯著，具體包括：

(1)最短平均旅行時間提升率為41.67%，可達性水平提升幅度較大的區(qū)域主要沿合福高鐵，寧安城際等高鐵線路擴展，廊道效應明顯。銅陵作為寧安城際和合福高鐵節(jié)點城市，可達性提升幅度最大，達55.47%，黃山、合肥、宿州、滁州等城市最短平均出行時間提升率高于50%，合肥始終為可達性水平最優(yōu)區(qū)域，蕪湖可達性水平在全省中的位置下降。

(2)1小時核心圈由分散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檠刂饕哞F線路分布，初步銜接，其中寧安城際沿線1小時核心圈明顯，2小時緊密圈覆蓋范圍近半，3小時交通圈(一日交通圈)覆蓋范圍達74.17%，安徽省內(nèi)一日交通圈能夠有效銜接。高速鐵路對1小時核心圈和2小時緊密圈提升效果最為明顯。

(3)安徽省經(jīng)濟潛力增速達174%，各城市經(jīng)濟潛力指標顯著增加，提升程度均在47.47%以上。有無高鐵格局下省會合肥的經(jīng)濟潛力指標均為最高，銅陵增長幅度最大，達461.80%，淮南、蚌埠、合肥、滁州、池州、馬鞍山等市的經(jīng)濟潛力指標增速高于平均增長水平，蕪湖經(jīng)濟潛力指標增速為140.72%，與其可達性增速較為緩慢相吻合。經(jīng)濟潛力指標變化率與可達性水平變化率呈正相關(guān)。絕對經(jīng)濟潛力指標大幅度增加的同時，優(yōu)勢區(qū)域與邊緣地區(qū)的經(jīng)濟潛力相對差異呈擴大趨勢，邊緣地區(qū)在安徽省的經(jīng)濟地位將越發(fā)不利，兩極分化現(xiàn)象逐漸加劇。

(二)討論

分析安徽省鐵路交通可達性和城市經(jīng)濟潛力格局的時空演變，對完善安徽省鐵路交通網(wǎng)絡建設，促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，推進皖江城市帶承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移示范區(qū)建設，參與“一帶一路”戰(zhàn)略都有重要的現(xiàn)實意義；為廓清經(jīng)濟地理格局，制定經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略提供決策支持。高鐵網(wǎng)絡的建設有利于縮小城市間發(fā)展差距，產(chǎn)生“時空收斂”效應，降低城市發(fā)展的時間成本，有助于加快貧困山區(qū)的開發(fā)建設，為促進貧困地區(qū)早日脫貧而進行交通基礎設施建設提供科學依據(jù)。安徽省多條高鐵線路在規(guī)劃建設中，商杭高鐵全線貫通后，宣城將接入高鐵網(wǎng)絡，安徽省實現(xiàn)地級市高鐵網(wǎng)絡全覆蓋，宣城、蕪湖、合肥等節(jié)點城市的可達性和經(jīng)濟潛力格局將會隨之變化，需要進一步進行探討。