高鐵網(wǎng)絡(luò)下可達(dá)性與區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的空間格局演變
——基于福建省的實(shí)證分析

邵 博，李若然，葉 翀，曹 峰

（1.福州大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，福建 福州 350116；2.密歇根大學(xué)安娜堡分校 文理學(xué)院，密歇根 安娜堡 48113）

一、引 言

在區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的推動(dòng)下，區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，城際間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系也日益密切，交互協(xié)同作用日益增加［1］。研究表明，完善的交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能夠有效促進(jìn)城鎮(zhèn)化的發(fā)展［2］。十九大報(bào)告明確提出要建設(shè)“交通強(qiáng)國”的發(fā)展戰(zhàn)略，到2020年，我國將基本建成覆蓋廣泛、布局合理、運(yùn)營高效的高鐵網(wǎng)絡(luò)，這不僅能夠優(yōu)化城市間的空間結(jié)構(gòu)，其協(xié)同效用更有助于區(qū)域間協(xié)調(diào)發(fā)展。

近年來，福建省在“一帶一路”“海西經(jīng)濟(jì)區(qū)”等國家長期發(fā)展戰(zhàn)略中都占據(jù)了重要位置，未來將成為我國經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定增長的骨干力量?！笆濉逼陂g，福建省高鐵加速建設(shè)，高鐵網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)充，區(qū)域空間格局發(fā)生了天翻地覆的變化。作為中國高鐵網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，福建省將加快資源整合和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，同周邊地區(qū)開展經(jīng)貿(mào)合作，不斷完善交通空間布局，提升區(qū)域間的流通效率，加強(qiáng)對周邊區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的輻射作用，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供支撐。

二、研究現(xiàn)狀

可達(dá)性，也叫通達(dá)性，即從一個(gè)地方到另一個(gè)地方的難易程度［3］。Hansen（1959）首次將可達(dá)性定義為交通網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)相互作用的可能性［4］。隨著對于可達(dá)性研究的不斷深入，其概念與內(nèi)容開始被引用于不同領(lǐng)域，國外研究中主要有以下定義：①可達(dá)性是指依靠交通工具在合適的時(shí)間到達(dá)目的地的能力［5］；②可達(dá)性被定義為從一個(gè)地點(diǎn)到另一地點(diǎn)的難易程度［6］。而國內(nèi)研究定義為：①可達(dá)性是從一個(gè)城市到另一個(gè)城市的難易程度，往往用不同交通方式的時(shí)間進(jìn)行比較［7］；②克服空間阻礙的難易程度即為可達(dá)性，當(dāng)兩個(gè)地方之間的空間阻礙越小時(shí)，可達(dá)性越大，反之則可達(dá)性越?。?］。Chang et al.（2000）、Martínez Sánchez-Mateos和Givoni（2012）在評價(jià)高鐵的影響時(shí)引入了可達(dá)性的概念和測定［9-10］。Gutiérrez et al.（1996）使用GIS和加權(quán)平均距離來評估歐洲高鐵網(wǎng)絡(luò)對可達(dá)性的影響，與2010年概述的計(jì)劃進(jìn)行比較，研究可達(dá)性變化的空間分布［11］。Monzón et al.（2013）提出了一種基于GIS的空間分析方法，從績效角度評估西班牙高鐵引發(fā)的可達(dá)性改善［12］。

高鐵是鐵路系統(tǒng)最重大的技術(shù)突破，與傳統(tǒng)交通形式相比，高鐵可以提供更短的出行時(shí)間、更高的安全性和更低的人力成本［13］。鑒于這些優(yōu)勢，越來越多的國家開始發(fā)展本國的高鐵網(wǎng)絡(luò)，通過創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)和就業(yè)增長來提高核心城市的主導(dǎo)地位［14］。增加對交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資，提升商品和市場的可達(dá)性，從而提高地區(qū)競爭力?？臻g距離阻抗的減小擴(kuò)大了潛在的市場范圍，從而消除了生產(chǎn)和貿(mào)易中的瓶頸，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展［15-16］。中國高鐵的快速發(fā)展，促使可達(dá)性指標(biāo)（如加權(quán)出行時(shí)間、日?？蛇_(dá)性和可達(dá)性等）產(chǎn)生了明顯的“時(shí)空收斂”和“走廊效應(yīng)”［16-17］，促進(jìn)了可達(dá)性改善對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潛在影響。

經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，通常用于衡量某一核心城市對鄰近城市的影響能力以及鄰近城市對這一影響的接受能力。根據(jù)現(xiàn)有研究，大多采用修正后的引力模型衡量區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系。引力模型在城市空間結(jié)構(gòu)和零售市場的研究中得到了初步運(yùn)用（陳彥光等，2002）［18］，之后被較多應(yīng)用于城市互動(dòng)結(jié)構(gòu)的研究（劉靜玉等，2014）［19］、城市間資源要素相互作用的研究（劉荷等，2014）［20］以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的研究（孟德友等，2009；龍擁軍等，2012）［21-22］。高鐵通過縮短沿線城市之間的旅行時(shí)間，進(jìn)而促進(jìn)其資源要素的流通。王姣娥等（2014）基于GIS構(gòu)建的時(shí)間成本矩陣進(jìn)行分析，結(jié)果表明，高鐵建設(shè)提高了沿線城市對外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度總量，但同時(shí)卻擴(kuò)大了城市之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度差異［23］。唐朝生等（2017）基于京津冀城市圈，對各城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，京津冀城市群的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系空間格局與高鐵線路相擬合［24］。

不少學(xué)者就可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系協(xié)同效用展開了一定研究。李磊等（2017）對比高鐵運(yùn)行前后長三角都市圈的可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)，高鐵網(wǎng)絡(luò)使長三角地區(qū)的極化程度進(jìn)一步加劇，但空間上可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系分布呈現(xiàn)高度耦合［25］。王新越等（2017）基于ArcGIS對高鐵通達(dá)性與旅游經(jīng)濟(jì)之間的協(xié)調(diào)度進(jìn)行了分析，研究發(fā)現(xiàn)，我國高鐵可達(dá)性水平與旅游經(jīng)濟(jì)水平均逐年提高但卻不均衡，兩系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)水平整體偏低［26］。汪德根等（2018）基于耦合協(xié)調(diào)度模型，對長江經(jīng)濟(jì)帶進(jìn)行研究，結(jié)果表明，對于城鎮(zhèn)化發(fā)展的影響，高鐵比公路更加顯著［27］。

國外學(xué)者對可達(dá)性與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的研究，不論是在理論或是在實(shí)踐方面都優(yōu)先于國內(nèi)，但應(yīng)結(jié)合我國國情，構(gòu)建適合我國高鐵網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的模型［28］。目前國內(nèi)關(guān)于高鐵可達(dá)性對城市或地區(qū)影響的研究較多，評估可達(dá)性對區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響深淺不一，但針對福建省高鐵網(wǎng)絡(luò)的研究較少。本研究通過對福建省現(xiàn)有高鐵線路進(jìn)行量化分析，探索高鐵網(wǎng)絡(luò)對福建省區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響，為將來高鐵發(fā)展提供參考。

三、區(qū)域概況、研究方法及數(shù)據(jù)來源

（一）區(qū)域概況

高速鐵路建設(shè)是我國重點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)項(xiàng)目，是時(shí)代發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的重要組成部分。由于歷史等原因，福建省鐵路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對落后，但近十多年來，福建省鐵路網(wǎng)建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，質(zhì)量不斷提升，溫福高鐵、福廈高鐵、向莆高鐵、合福高鐵陸續(xù)開通，截至2019年底，福建省的既有高鐵8條，在建高鐵3條（表1），營業(yè)里程達(dá)到3 300公里，實(shí)現(xiàn)了市市通高鐵的目標(biāo)（圖1）。福建省地形地勢、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等的差異導(dǎo)致各地對途徑高鐵的承接能力有所不同，進(jìn)而影響可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，區(qū)域經(jīng)濟(jì)空間格局不斷演變。

表1 福建省各地級市高速鐵路覆蓋現(xiàn)狀

圖1 福建省主要鐵路線

（二）研究方法

本文以福建省高鐵網(wǎng)絡(luò)為研究對象，從時(shí)間和空間兩個(gè)維度切入，深入研究高鐵網(wǎng)絡(luò)對可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的影響，并分析高鐵開通前后可達(dá)性與區(qū)域經(jīng)濟(jì)空間格局的演變。在實(shí)證過程中，運(yùn)用有效平均旅行時(shí)間、修正引力模型、耦合協(xié)調(diào)度模型等對各地市指標(biāo)進(jìn)行測定，并利用ArcGIS10.2軟件繪制有效平均旅行時(shí)間、日?？蛇_(dá)性、經(jīng)濟(jì)潛力、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度和耦合協(xié)調(diào)度的空間分布格局Heat-Map，科學(xué)定量地分析高鐵開通對福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的影響。

1.可達(dá)性

（1）有效平均旅行時(shí)間。有效平均旅行時(shí)間是從一個(gè)地點(diǎn)到其他所有地點(diǎn)的平均消耗時(shí)間［29］。城市之間各種要素的流通很大程度上受到城市規(guī)模、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素的影響，這些因素與空間區(qū)位條件及交通基礎(chǔ)建設(shè)水平共同影響著區(qū)域可達(dá)性。在綜合考慮以上幾方面因素的基礎(chǔ)上，本文選取了有效平均旅行時(shí)間這一評價(jià)指標(biāo)，從時(shí)間權(quán)重方面衡量城市可達(dá)性水平。在計(jì)算可達(dá)性時(shí)，應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)發(fā)展［30］和城市規(guī)模［31-32］。公式如下：

其中，Ai表示城市i的有效平均旅行時(shí)間（min）；n為研究區(qū)域中除去城市i的城市數(shù)量；Tij是通過從城市i到目的城市j所用的時(shí)間（min）；Mj指目的城市j的經(jīng)濟(jì)能力及時(shí)間權(quán)重，用目的城市j的常住人口和GDP乘積的平方根衡量［1］；Rj為城市j的常住人口；Gj為城市j的GDP。

（2）日?？蛇_(dá)性。日?？蛇_(dá)性指某個(gè)城市在有限旅行時(shí)間內(nèi)可到達(dá)的人口數(shù)量或經(jīng)濟(jì)活動(dòng)規(guī)模［13，33］，可用人流或物流量來度量。一般情況下，基礎(chǔ)交通設(shè)施的建設(shè)可以減少往返兩地的時(shí)間，從而擴(kuò)充兩地的交互范圍。本文中日?？蛇_(dá)性衡量的是可以在某個(gè)有限的旅行時(shí)間內(nèi)某個(gè)地方到達(dá)的人口數(shù)量。其公式如下：

其中，Di是指城市i的日?？蛇_(dá)性；m是研究區(qū)域中城市的數(shù)量；Ri是城市i中常住人口數(shù)；Tij是通過從城市i到目的城市j所用的時(shí)間（min）。如果Tij≤ 120，δij=1，否則δij=0。同與有效平均旅行時(shí)間研究一樣，假設(shè)城市中人口集中在某一個(gè)點(diǎn)上是不移動(dòng)的。

（3）可達(dá)性系數(shù)。在本研究中，為使各個(gè)城市的可達(dá)性具有更直觀的對比性，取各城市有效平均旅行時(shí)間與研究區(qū)域內(nèi)所有城市平均值的比值，得到可達(dá)性系數(shù)，其公式為：

2.經(jīng)濟(jì)潛力

（1）經(jīng)濟(jì)潛力。經(jīng)濟(jì)潛力是城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力測度值，經(jīng)濟(jì)潛力越高，城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力越強(qiáng)。其量化公式引用了物理學(xué)中萬有引力的公式，廣泛用于可達(dá)性研究［33-34］。與以上指標(biāo)相比，它衡量潛在經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對特定節(jié)點(diǎn)的吸引程度，并將距離遞減函數(shù)用作兩個(gè)城市的權(quán)重，以便考慮節(jié)點(diǎn)之間可能的交互協(xié)同作用［35-36］，這一特點(diǎn)彌補(bǔ)了有效平均旅行時(shí)間和日?？蛇_(dá)性在評價(jià)可達(dá)性時(shí)的不足。經(jīng)濟(jì)潛力越大，則到達(dá)該城市的時(shí)間與距離越短，該城市的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量越高。公式如下：

其中，Pi是城市i的經(jīng)濟(jì)潛力；Tij是通過從城市i到目的城市j所用的時(shí)間（min）；Mj指目的城市j的經(jīng)濟(jì)能力及時(shí)間權(quán)重。

（2）經(jīng)濟(jì)潛力系數(shù)。同理，為使各個(gè)城市經(jīng)濟(jì)潛力具有更直觀的對比性，取各城市經(jīng)濟(jì)潛力與平均值的比值，得到經(jīng)濟(jì)潛力系數(shù)，其公式為：

3.經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度

區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度是指相關(guān)城市間商品、資金、技術(shù)、勞動(dòng)力和信息等方面的交流，以及在此基礎(chǔ)上發(fā)生的一系列關(guān)聯(lián)性和參與性的經(jīng)濟(jì)行為。區(qū)域間的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)越高，則區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系就越高，區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度就越大；反之，區(qū)域間的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度越低，則區(qū)域間產(chǎn)業(yè)發(fā)展越分散，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度越小。本文采用修正引力模型測度福建省各地市之間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度。公式如下：

此外，為對比各城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，本文還計(jì)算各地市與其他城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量，公式如下：

4.耦合協(xié)調(diào)度

配電自動(dòng)化數(shù)據(jù)傳輸有誤對配電系統(tǒng)供電可靠性的影響//羅鳳章,楊文濤,張?zhí)煊?王成山,魏冠元,姚良忠//(19):10

耦合度是用于衡量所研究系統(tǒng)兩個(gè)或兩個(gè)以上元素間相互作用程度的重要指標(biāo)。由于選取指標(biāo)的差異化較大，故先通過min-max標(biāo)準(zhǔn)化對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，之后再利用耦合度計(jì)算。耦合度計(jì)算公式如下：

其中，C為耦合度；U1為可達(dá)性標(biāo)準(zhǔn)化后的值；U2為經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度總量標(biāo)準(zhǔn)化后的值。0＜C≤0.3，低水平耦合；0.3＜C≤0.5，中低水平耦合；0.5＜C≤0.8，中高水平耦合；0.8＜C≤1，高水平耦合。

在特殊情況下，耦合度較難反映區(qū)域可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的整體程度與協(xié)同效應(yīng)。不同地級市的指標(biāo)都存在動(dòng)態(tài)、交錯(cuò)與不協(xié)調(diào)的特性，僅根據(jù)耦合度評估協(xié)同作用可能會(huì)存在誤差，對此，進(jìn)一步運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型，公式如下：

其中，D為耦合協(xié)調(diào)度，D ∈(0，1)；U1、U2同上；T為可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的調(diào)和系數(shù)，反映兩者對耦合協(xié)調(diào)度的貢獻(xiàn)水平；x、y表示可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的權(quán)重，x+y=1，反映兩者效用價(jià)值，運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算得到。0＜C≤0.3，低水平耦合協(xié)調(diào)；0.3＜C≤0.5，中低水平耦合協(xié)調(diào)；0.5＜C≤0.8，中高水平耦合協(xié)調(diào)；0.8＜C≤1，高水平耦合協(xié)調(diào)。

（三）數(shù)據(jù)來源

本文通過中華人民共和國國家鐵路局網(wǎng)站（http：//www.nra.gov.cn）和百度地圖（http：//map.baidu.com）來查詢、整理鐵路旅行方式下的出行時(shí)間。以D、G開頭列車的旅行時(shí)間作為高鐵旅行時(shí)間，以Z、T、K開頭列車的旅行時(shí)間作為普通列車旅行時(shí)間。若兩城市間高速鐵路和普通列車有直達(dá)班次時(shí)，取列車城際之間運(yùn)行時(shí)間的最小值進(jìn)行計(jì)算；若城際之間無直達(dá)班次的高速鐵路和普通列車時(shí)，則按通行時(shí)間最少中轉(zhuǎn)次數(shù)的班次進(jìn)行計(jì)算，人口與GDP數(shù)據(jù)來源于《福建省統(tǒng)計(jì)年鑒》。

四、實(shí)證分析

（一）可達(dá)性分析

1.可達(dá)性空間布局

通過模型計(jì)算，得到福建省9個(gè)地級市10年間的有效平均旅行時(shí)間、日?？蛇_(dá)性和經(jīng)濟(jì)潛力，進(jìn)而得出可達(dá)性系數(shù)，結(jié)果見表2所列?？梢钥闯觯咚勹F路的建設(shè)能夠大幅減少福建省各城市間來往的時(shí)間。在表2的基礎(chǔ)上，運(yùn)用ArcGIS10.2繪制出福建省高速鐵路通車前后有效平均旅行時(shí)間（圖2）、日常可達(dá)性（圖3）及其變化率的HeatMap。

表2 福建省各地級市有效平均旅行時(shí)間及日?？蛇_(dá)性

圖2 福建省高鐵通車前后有效平均旅行時(shí)間總體格局演變

圖3 福建省高鐵通車前后日?？蛇_(dá)性空間格局演變

福建省高鐵可達(dá)性總體空間布局是以東部沿海地區(qū)為中心，向內(nèi)陸城市蔓延的輻射模式。高鐵開通前后可達(dá)性最優(yōu)地區(qū)均位于福州、莆田等濱海地區(qū)，由于地緣偏僻和丘陵偏多等因素阻礙高鐵的輻射范圍，導(dǎo)致南平，龍巖等邊緣城市的可達(dá)性較差。分析HeatMap可以看出，福建省高鐵開通前后的旅行時(shí)間總體格局并未發(fā)生較大變化，但高鐵開通后城際旅行時(shí)間變化特別明顯，均縮短70%以上，福州、莆田、晉江等地的有效平均旅行時(shí)間變化最為明顯，南平、龍巖等丘陵多山地區(qū)也均有較大變化。從日?？蛇_(dá)性來看，福建省高鐵開通前后可達(dá)性提升幅度明顯，變化較大，可達(dá)性重心略有南移，形成以東部沿海地區(qū)為中心，不斷向周圍城市輻射的空間布局。由于福建省各市之間高鐵全線貫通，極大縮短了沿線城市的時(shí)空距離，使得城際可達(dá)性大大提高，特別是高鐵未開通前可達(dá)性較低的南平、三明、龍巖地區(qū)。福廈高鐵的開通運(yùn)營，更是進(jìn)一步縮短了省內(nèi)沿海地區(qū)的旅行時(shí)間，可見高速鐵路建設(shè)對可達(dá)性提升的重要影響。

（1）高鐵的開通使福建省可達(dá)性水平獲得突破性的飛躍，各城市時(shí)空距離大幅縮減（圖3）。高鐵開通前后，各城市有效平均旅行時(shí)間從461.15 min縮短至71.38 min，縮短389.77 min，約6 h；其中，泉州市有效平均旅行時(shí)間減少最為明顯，從2009年高鐵開通前的462.55 min減少至2018年的45.81 min，減少92.10%；平均旅行時(shí)間減少幅度最大的城市為寧德，由原來的554.83 min減少至93.68 min，減少461.15 min。在高鐵開通前，城際間到達(dá)最快的為漳州到廈門，旅行時(shí)間56 min，其他相鄰城市的用時(shí)一般在1.5 h左右。由于龍巖地處閩西，靠近內(nèi)陸多山地段，故龍巖到福建其他城市的用時(shí)也較長，少則1 h（龍巖至漳州），多則3～4 h。而自從合福高鐵通車后，龍巖至福州的旅行時(shí)間由3 h縮短至2 h，到達(dá)其他城市的旅行時(shí)間也顯著縮短。福建省也成為全國首個(gè)全部地級市通高鐵的省份，省內(nèi)基本形成了相鄰城市間高鐵1 h即可到達(dá)。

（2）高鐵開通后，福建省有效平均旅行時(shí)間大為縮短，且沿海地區(qū)顯著優(yōu)于內(nèi)陸地區(qū)。從圖2可以看出，“福州——莆田——泉州——廈門”沿海城市帶狀區(qū)域時(shí)空距離縮短幅度較大。由于處于沿海地區(qū)，地勢相對平坦，高鐵建設(shè)難度低，而福建省鐵路中長期計(jì)劃主要是圍繞著福州、廈門和泉州展開的，福州作為省會(huì)城市，廈門和泉州是福建沿海地區(qū)同時(shí)也是兩岸交流合作的重要區(qū)域，三者整體交通網(wǎng)絡(luò)較其他城市更完善，高鐵的發(fā)展能夠?yàn)檫@些城市帶來更多的經(jīng)濟(jì)機(jī)會(huì)，提升城市吸引力，促進(jìn)城市間的交流。而處于福建省內(nèi)陸的南平、三明、龍巖地區(qū)，由于丘陵較多，地勢較高，建設(shè)難度大，初始可達(dá)性較差，南三龍鐵路通車后提升幅度明顯，也極大縮短了內(nèi)陸地區(qū)可達(dá)性。

（3）福建省高鐵開通前有5個(gè)城市可達(dá)性高于平均水平，開通后有4個(gè)城市可達(dá)性高于平均水平，開通前后可達(dá)性總體格局變化不大。高鐵開通前后，廈門、莆田、漳州的可達(dá)性系數(shù)一直小于1，可達(dá)性處于全省領(lǐng)先水平；而寧德、龍巖、南平作為福建省的邊緣城市，由于靠近內(nèi)陸多山地段，可達(dá)性系數(shù)一直處于大于1.1的范圍，可達(dá)性差；其余城市中，泉州上升幅度最大，可達(dá)性系數(shù)從開通前的第5名上升到第1名；由于福廈高鐵、合福高鐵的開通運(yùn)營，福州市的可達(dá)性逐步提升，高于省內(nèi)平均水平。總體來看，在高鐵開通前，福建省可達(dá)性水平相對較為集中，各市之間并未有很大差異。隨著高鐵網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，省內(nèi)一部分城市的可達(dá)性大大提升，但個(gè)別城市低于平均發(fā)展水平，極差越來越大，整體發(fā)展均衡性較差。隨著福建省高鐵網(wǎng)絡(luò)的不斷優(yōu)化、完善，全省的可達(dá)性差異將不斷縮小。

（二）經(jīng)濟(jì)潛力分析

1.經(jīng)濟(jì)潛力空間布局

根據(jù)計(jì)算，得出福建省各地級市的經(jīng)濟(jì)潛力見表3所列，并模擬出高速鐵路通車前后各城市經(jīng)濟(jì)潛力及其變化率的HeatMap（圖4）。福建省經(jīng)濟(jì)潛力總體空間布局是以中部地區(qū)為中心，并向南北城市發(fā)散分布。福州作為省會(huì)城市，同時(shí)也是兩岸交流合作的重要區(qū)域，在高鐵開通前后經(jīng)濟(jì)潛力一直處于領(lǐng)先水平；莆田由于產(chǎn)業(yè)集聚規(guī)模偏小，高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展較慢，高鐵開通前后經(jīng)濟(jì)潛力始終排在末位。高鐵開通后，福建省綜合經(jīng)濟(jì)潛力提升明顯，但總體空間布局變化不大，其中南三龍高鐵沿線多個(gè)城市經(jīng)濟(jì)潛力變化最為顯著，這與可達(dá)性提升程度相契合。南龍高鐵的開通縮短了南平、龍巖等城市的交通通行時(shí)間，大大提升了沿線城市的可達(dá)性。同時(shí)可達(dá)性的提升加強(qiáng)了城際之間經(jīng)濟(jì)的交流程度，使得南龍高鐵沿線城市經(jīng)濟(jì)潛力提升顯著。

表3 福建省各地級市經(jīng)濟(jì)潛力

圖4 福建省高鐵通車前后經(jīng)濟(jì)潛力空間格局演變

2.經(jīng)濟(jì)潛力分異特征

（1）高鐵的開通縮短了城際間時(shí)空距離，使得城際交流更加密切，各經(jīng)濟(jì)要素之間的流通也日益增強(qiáng)。高鐵開通后，各城市經(jīng)濟(jì)潛力都有不同幅度的提升，其中龍巖市的經(jīng)濟(jì)潛力變化率達(dá)到了139.80%，提升幅度最為明顯。對比經(jīng)濟(jì)潛力變化率可以看出，高鐵開通前省中部“福州——三明”為經(jīng)濟(jì)潛力中心，開通后總體格局變化不大，但龍巖市經(jīng)濟(jì)潛力提升顯著，三明經(jīng)濟(jì)潛力提升幅度較小。分析可知：近年來南龍高鐵的貫通，龍巖周邊交通網(wǎng)絡(luò)的豐富和復(fù)雜化，使得龍巖在各個(gè)方向交通聯(lián)系頻繁；而三明市是以重工業(yè)為主的工業(yè)城市，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次較高，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級緩慢，盡管近年來向莆鐵路、南龍鐵路貫通，但與省內(nèi)其他城市的快速發(fā)展相比，經(jīng)濟(jì)潛力提升幅度仍然有限。

（2）內(nèi)陸多山地區(qū)的經(jīng)濟(jì)潛力高于省內(nèi)沿海地區(qū)。從圖4可以看出，變化率呈現(xiàn)出帶狀結(jié)構(gòu)分布，分別為“南平——龍巖”“福州——漳州”，前者變化率大，后者變化率小。后者位于全省沿海區(qū)域，作為傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)中心，仍然具備強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)摿?；而對于南平、龍巖等內(nèi)陸城市來說，高鐵開通使其跨越自然環(huán)境的阻礙，極大減小了城市發(fā)展制約，將會(huì)帶動(dòng)越來越多的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

（3）分析經(jīng)濟(jì)潛力系數(shù)變化可以發(fā)現(xiàn)，高鐵開通前后福州和三明經(jīng)濟(jì)潛力始終處于全省領(lǐng)先，作為傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)重心，福州和三明經(jīng)濟(jì)潛力依然強(qiáng)勁；而南平、龍巖上升趨勢顯著，隨著高鐵開通縮短了時(shí)空距離，為城市帶來了巨大的機(jī)遇，兩個(gè)內(nèi)陸型城市未來將有更好的發(fā)展機(jī)會(huì)；漳州、莆田、寧德等沿海區(qū)域經(jīng)濟(jì)潛力在高鐵開通后也均有上升，這與福廈高鐵的開通有一定的聯(lián)系；三明作為閩西邊緣城市，雖然經(jīng)濟(jì)潛力上升，但排名下降，這與三明市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有很大關(guān)系，三明市以傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)為主，不協(xié)調(diào)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)未得到及時(shí)調(diào)整，加之自然環(huán)境、產(chǎn)業(yè)政策等因素制約，在全省發(fā)展中逐漸落后。

（三）經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度分析

1.經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度空間布局

根據(jù)模型計(jì)算，得到高鐵通車前后福建省各地級市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度總量分別見表4、表5所列，并模擬出經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度總量及變化率HeatMap，如圖5所示。福建省經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度在宏觀上呈現(xiàn)沿海高、內(nèi)陸低的分布，微觀上呈現(xiàn)廈漳泉最高、福莆寧次之、南三龍最低的空間布局。盡管由于城市發(fā)展、交通便利性、地理位置等因素，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度明顯差異化，但對比后可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過10年的發(fā)展，全省經(jīng)濟(jì)聯(lián)系都表現(xiàn)出積極的增長態(tài)勢，區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系越來越緊密。

表4 高鐵通車前后福建省各地級市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度

續(xù)表4

表5 福建省各地級市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度總量

2.經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度分異特征

（1）根據(jù)修正引力模型可知，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度與各地有效旅行時(shí)間密切相關(guān)，高鐵開通后，全省平均增長74.94倍，其中莆田市經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度總量增加508.86倍，增長最為明顯，而提升最低的寧德市也增長28.28倍。對比高鐵開通前后HeatMap可以看出，高鐵開通前，廈漳泉地區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度最高，隨著高鐵線路的不斷開通，各地市旅行時(shí)間大幅減少，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系也愈加緊密，沿海地區(qū)發(fā)展較快，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度大于南三龍地區(qū)。龍巖、泉州等地的變化主要是由于龍廈高鐵的開通，隨著南龍高鐵的建成，南平、三明、龍巖的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系也將大幅提高。

（2）分析經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度空間格局可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系地區(qū)分布差異明顯，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系高水平的城市主要集中于東部沿海，南三龍地區(qū)則偏低，與區(qū)域可達(dá)性相擬合，說明高鐵的開通顯著影響區(qū)域可達(dá)性，同時(shí)提升當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度。從圖5可以看出，廈漳泉三市以及福州未來經(jīng)濟(jì)聯(lián)系將不斷增強(qiáng)，這與福建省經(jīng)濟(jì)規(guī)劃戰(zhàn)略密切相關(guān)，充分發(fā)揮廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)優(yōu)勢，借助泉州、漳州密集勞動(dòng)力，大力發(fā)展重工業(yè)，為全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入動(dòng)力。而位于內(nèi)陸的南平、三明、龍巖受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平制約，經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢，地區(qū)間協(xié)同松散，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系與東部沿海差距也將逐漸增大。

圖5 福建省高鐵通車前后經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度空間格局演變

（四）可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系耦合協(xié)調(diào)度分析

耦合協(xié)調(diào)度將可達(dá)性和經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度兩者相結(jié)合進(jìn)行研究，能夠更加全面具體分析可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的協(xié)同交互作用，更深入地評估高鐵網(wǎng)絡(luò)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響。耦合協(xié)調(diào)度越高，說明兩者之間的融合交互度就越高，可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的發(fā)展也就越協(xié)調(diào)，資源配置也就越合理，兩者起到的是相輔相成的作用，共同進(jìn)步；反之，兩者會(huì)相互制約。基于福建省高鐵開通前后的數(shù)據(jù)，對省內(nèi)各地級市的耦合協(xié)調(diào)度進(jìn)行計(jì)算，研究可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度兩者之間發(fā)展的程度。

根據(jù)計(jì)量模型設(shè)定，耦合協(xié)調(diào)度的計(jì)算需要知道可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度在其中的權(quán)重?？紤]研究數(shù)據(jù)量較少，本文采用熵值法運(yùn)用Matlab 2018軟件計(jì)算權(quán)重。計(jì)算結(jié)果見表6所列。

表6 可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度耦合協(xié)調(diào)度指標(biāo)權(quán)重

根據(jù)計(jì)算，得到高鐵通車前后可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度耦合協(xié)調(diào)度及變化率（表7），并運(yùn)用Arc-GIS10.2模擬得到HeatMap（圖6）。由耦合協(xié)調(diào)度結(jié)果對比可知，高鐵開通前平均值為0.58，屬于中高度耦合，開通后全省平均值為0.48，屬于中低度耦合，下降16.84%，但總體保持中度耦合協(xié)調(diào)。通過對可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系綜合發(fā)展數(shù)據(jù)對比分析，隨著高鐵開通，沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)與之高水平協(xié)調(diào)發(fā)展，相應(yīng)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系也更加密切，但是內(nèi)陸地區(qū)由于發(fā)展限制，與其他城市的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系存在差距，協(xié)同發(fā)展效應(yīng)則不明顯，導(dǎo)致全省協(xié)調(diào)水平有所下降。

高鐵網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的10年間，福州、廈門、泉州、漳州的耦合協(xié)調(diào)度保持上升態(tài)勢，基本處于中高度耦合，但是其他城市則處于下降趨勢，降至低度耦合，地區(qū)差異明顯，與上文中可達(dá)性、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度空間布局相擬合，東部沿海高于內(nèi)陸地區(qū)。盡管可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系基本形成了良性循環(huán)，但由于各城市的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、發(fā)展規(guī)劃以及地理限制等諸多因素，耦合協(xié)調(diào)度空間分布仍不均衡，并出現(xiàn)極化趨勢。

表7 福建省各地級市可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度耦合協(xié)調(diào)度

圖6 福建省高鐵通車前后可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度耦合協(xié)調(diào)度空間格局演變

（五）高鐵網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)城市新格局

近年來福建省高鐵發(fā)展迅速，以初步形成“四橫四縱”的交通網(wǎng)絡(luò)，主要有福廈高鐵、溫福高鐵、向莆高鐵、合福高鐵、龍廈高鐵、廈深高鐵等。其中，福廈高鐵途經(jīng)省內(nèi)站點(diǎn)最多，貫穿沿海經(jīng)濟(jì)核心區(qū)，連接起閩南、閩北經(jīng)濟(jì)成長帶，亦是福建省“四縱”線路之一，極大縮短了省內(nèi)資源、人口、信息流通的時(shí)空距離，縱向打通閩南、閩北地區(qū)，對福建省交通、經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。2015年建成通車的合福高鐵則連接安徽省和閩北主要城市，福建省境內(nèi)覆蓋7個(gè)站點(diǎn)，極大促進(jìn)省內(nèi)外經(jīng)濟(jì)發(fā)展。福建省內(nèi)其余高鐵構(gòu)建起省內(nèi)城際交通網(wǎng)絡(luò)，速度快、班次多、輻射廣，極大地提高沿線城市的流通效率以及經(jīng)濟(jì)效益。省內(nèi)城際高鐵帶給交通和經(jīng)濟(jì)的積極影響相對福廈、合福高鐵略小，但卻是福建省高鐵網(wǎng)絡(luò)必不可少的組成部分。

福建省交通網(wǎng)絡(luò)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互依賴、相互促進(jìn)，可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系不斷提高，但各個(gè)城市之間也存在差異，這與各城市地理環(huán)境、人口、經(jīng)濟(jì)、政治等均有很大聯(lián)系，傳統(tǒng)城市在城市規(guī)模、城市發(fā)展、交通建設(shè)、經(jīng)濟(jì)潛力等方面都處于領(lǐng)先水平，這些核心城市加速帶動(dòng)周邊城市進(jìn)步，加快人口、資源、信息發(fā)展要素向周邊城市溢出，促進(jìn)周邊城市區(qū)域經(jīng)濟(jì)空間分異形成新的格局。高鐵技術(shù)的日新月異以及交通網(wǎng)絡(luò)的不斷完善，促進(jìn)了區(qū)域間可達(dá)性的提升，加快了各城市間人流、物流、信息流等的聯(lián)系及空間分布的演變，表明了高鐵網(wǎng)絡(luò)對區(qū)域空間發(fā)展的影響作用。

五、結(jié)論與展望

本文依據(jù)福建省發(fā)展現(xiàn)狀，研究高鐵發(fā)展對區(qū)域可達(dá)性和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響，通過分析高鐵開通前各地級市可達(dá)性、經(jīng)濟(jì)潛力、經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度及協(xié)調(diào)程度，可得出以下結(jié)論：

高鐵的建設(shè)打破了福建省城市間的時(shí)空之隔，縮短了輻射區(qū)域內(nèi)城市的旅行時(shí)間，帶動(dòng)了沿線城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。高鐵開通后，城市的影響力向外擴(kuò)展，區(qū)域間的距離阻抗被大大減弱，縮短時(shí)間距離的同時(shí)，區(qū)域間資本、信息和人才的流通也得到促進(jìn)，給福建省內(nèi)具有交通區(qū)位優(yōu)勢的城市帶來新的挑戰(zhàn)。高鐵的發(fā)展能夠提升區(qū)域可達(dá)性，為這些地方帶來了更多發(fā)展機(jī)會(huì)，從而彌補(bǔ)各城市間的可達(dá)性差異，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。這也表明，高鐵的建成對福建省各地市的可達(dá)性水平和對外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度都產(chǎn)生了正面影響，且兩者協(xié)調(diào)發(fā)展基本形成了良性循環(huán)。但全省可達(dá)性與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系在空間上仍分布不均衡，呈現(xiàn)沿海高、內(nèi)陸低的空間格局，西部內(nèi)陸城市耦合協(xié)調(diào)度雖有所提高，但是仍然遠(yuǎn)低于東部沿海城市。從區(qū)域經(jīng)濟(jì)的角度來看，高鐵對福建省東部沿海城市和西部內(nèi)陸城市的影響存在著很大的差異。在高鐵開通前后，福建省區(qū)域大致劃分為廈漳泉經(jīng)濟(jì)圈、福莆寧都市圈以及南三龍地區(qū)，且隨著在建高鐵和規(guī)劃高鐵的相繼建成，各區(qū)域會(huì)更加緊密融合。相信隨著山海聯(lián)動(dòng)的推進(jìn)和城市行政邊界被逐漸打破，福建省高鐵網(wǎng)絡(luò)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)將更加協(xié)調(diào)健康發(fā)展。

本文中，三個(gè)可達(dá)性指標(biāo)都把時(shí)間作為旅行的主要成本，然而，旅行的經(jīng)濟(jì)成本是另一個(gè)關(guān)鍵因素，在以后的研究中可以考慮如何將經(jīng)濟(jì)與時(shí)間成本相結(jié)合來計(jì)算旅行總成本，綜合旅行時(shí)間、直線距離、鄰近距離和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)等方面。此外，本研究中的時(shí)間跨度較大，并未具體分析高鐵開通過程中的指標(biāo)變化，存在一些不確定因素影響最終結(jié)果，例如高鐵線路的優(yōu)化、站點(diǎn)的更改等，將在以后的研究中逐步加以完善，并可以考慮福建省外部連接效應(yīng)，以獲得更全面、科學(xué)、合理的研究結(jié)果。