晉中城市群縣域可達(dá)性及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系格局研究

雒占福，張永鋒，蔣慧敏，李 蘭，高 旭

（西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州730000）

交通基礎(chǔ)設(shè)施與區(qū)域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系一直是地理學(xué)的研究熱點(diǎn)［1］。作為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要增長(zhǎng)極，城市群依托便利的交通運(yùn)輸條件推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)要素快速流通，實(shí)現(xiàn)了更大范圍內(nèi)資源要素的合理配置，推動(dòng)城市群內(nèi)部經(jīng)濟(jì)聯(lián)系不斷增強(qiáng)，同時(shí)也對(duì)增強(qiáng)城市群內(nèi)外聯(lián)系，推動(dòng)區(qū)域一體化發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界關(guān)于可達(dá)性及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系領(lǐng)域的研究成果較為豐富?？蛇_(dá)性評(píng)價(jià)方面，多側(cè)重于通過(guò)公路［2］、普 通 鐵 路［3］、高 速 鐵 路［4］、航 空［5］等 單 一或綜合交通方式［6］視角構(gòu)建可達(dá)性評(píng)價(jià)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，并通過(guò)人口、經(jīng)濟(jì)等指標(biāo)對(duì)評(píng)價(jià)模型進(jìn)行合理修正；經(jīng)濟(jì)聯(lián)系方面，多采用引力模型［7-9］、潛力模型［10］、隸屬度模型［11］、斷裂點(diǎn)公式［12］等方法進(jìn)行研究，其中引力模型因其物理意義明確應(yīng)用最為廣泛。從研究尺度看，現(xiàn)有研究涵蓋國(guó)家［13］、城市群［14］、省域［15］、縣域［16］等多種尺度且大都針對(duì)我國(guó)中東部發(fā)達(dá)地區(qū)開(kāi)展研究，很少有研究對(duì)中部地區(qū)的晉中城市群進(jìn)行縣域可達(dá)性及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系格局研究。

晉中城市群作為山西省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心區(qū)域，是國(guó)家重點(diǎn)培育的6 大地區(qū)性城市群之一，應(yīng)當(dāng)具有輻射帶動(dòng)全省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的龍頭作用，但由于地形限制、整體發(fā)展緩慢等多種因素的綜合影響，城市群內(nèi)部分工協(xié)作與對(duì)外聯(lián)系途徑的發(fā)展受到很大限制。本文選取晉中城市群作為研究區(qū)域，通過(guò)研究城市群縣域單元可達(dá)性水平及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的時(shí)空演變格局，厘清城市群內(nèi)部的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和短板，以期為下一步規(guī)劃交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推動(dòng)城市群內(nèi)部協(xié)調(diào)發(fā)展，提升城市群綜合競(jìng)爭(zhēng)力提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

晉中城市群范圍涵蓋太原市、晉中市、忻州市、呂梁市4 個(gè)地級(jí)市的24 個(gè)縣（市、區(qū)），具體包括太原市的10 個(gè)縣（市、區(qū)），晉中市的榆次區(qū)、太谷區(qū)、壽陽(yáng)縣、祁縣、平遙縣、介休市、靈石縣、榆社縣，呂梁市的交城縣、文水縣、汾陽(yáng)市、孝義市、嵐縣和忻州市的靜樂(lè)縣。截至2018 年，晉中城市群面積為2.58萬(wàn)km2，約占全省總面積的16.48%，地區(qū)生產(chǎn)總值5511.83億元，常住人口920.46 萬(wàn)人，分別占全省水平的32.77%和24.75%。隨著“太榆同城化”等發(fā)展戰(zhàn)略的相繼提出和大西客運(yùn)專線的開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，晉中城市群轉(zhuǎn)型發(fā)展的速度和質(zhì)量都得到進(jìn)一步提升，與關(guān)中平原城市群、中原城市群、京津冀城市群、呼包鄂榆城市群等外部區(qū)域的聯(lián)系不斷增強(qiáng)。

為保證研究區(qū)域的連續(xù)性和研究過(guò)程的科學(xué)性、合理性，本文將市轄區(qū)統(tǒng)一合并為市區(qū)，處理后最終確定為18 個(gè)基本研究單元?？紤]晉中城市群內(nèi)部的人員往來(lái)、貨物運(yùn)輸?shù)葘?shí)體經(jīng)濟(jì)要素流動(dòng)多以短途運(yùn)輸為主，故選擇最短公路距離作為距離指標(biāo)，統(tǒng)計(jì)過(guò)程中以各縣（市、區(qū)）政府駐地作為出發(fā)點(diǎn)和目的地，里程數(shù)據(jù)來(lái)源于高德地圖官方網(wǎng)站，通過(guò)查詢不同時(shí)期的公路等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)并參考已有的研究成果［17］，確定3 個(gè)時(shí)期的公路時(shí)速分別為70km/h、90km/h、110km/h，將最短公路距離轉(zhuǎn)換為時(shí)間距離。常住人口和地區(qū)生產(chǎn)總值等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于2001 年、2011 年、2019 年《山西統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國(guó)縣域統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2 研究方法

2.1 加權(quán)平均旅行時(shí)間

可達(dá)性是指從出發(fā)地到達(dá)目的地的難易程度?？蛇_(dá)性不僅與交通基礎(chǔ)設(shè)施和空間位置相關(guān)，也與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相關(guān)。本文采用加權(quán)平均旅行時(shí)間衡量晉中城市群縣域單元的可達(dá)性水平。計(jì)算公式為：

式中，Ai為i縣的加權(quán)平均旅行時(shí)間，Ai越小，說(shuō)明i 縣的可達(dá)性越高，反之則越低；Tij為i 縣到j(luò)縣的時(shí)間距離；Mj為j縣的綜合質(zhì)量指數(shù)，采用常住人口和地區(qū)生產(chǎn)總值的幾何均值衡量。

為進(jìn)一步揭示各縣域單元在晉中城市群公路交通網(wǎng)絡(luò)中的地位，通過(guò)構(gòu)建可達(dá)性系數(shù)來(lái)反映城市群內(nèi)部各縣域單元可達(dá)性水平的相對(duì)高低。計(jì)算公式為：

2.2 引力模型

引力模型是地理學(xué)中利用屬性數(shù)據(jù)研究經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的重要模型，因其較為成熟且邏輯簡(jiǎn)單明確而在城市地理學(xué)和經(jīng)濟(jì)地理學(xué)領(lǐng)域的研究中廣泛應(yīng)用。在道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)和汽車生產(chǎn)制造技術(shù)快速發(fā)展的背景下，時(shí)空壓縮效應(yīng)導(dǎo)致不同區(qū)域間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系日益方便快捷，引力模型中的距離指標(biāo)如繼續(xù)使用空間距離顯然不合適，故本文在考慮道路運(yùn)行速度的基礎(chǔ)上將空間距離轉(zhuǎn)換為時(shí)間距離來(lái)修正引力模型的距離指標(biāo)，對(duì)晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)算。計(jì)算公式為：

式中，F(xiàn)ij為i、j 縣間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度；Fi為i 縣的對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量；Pi和Pj分別為i、j 縣的常住人口；Gi和Gj分別為i、j 縣的地區(qū)生產(chǎn)總值；Dij為i、j縣間的時(shí)間距離。

3 結(jié)果及分析

3.1 縣域可達(dá)性的時(shí)空演變分析

縣域可達(dá)性特征：依據(jù)縣域綜合質(zhì)量指數(shù)和時(shí)間距離數(shù)據(jù)，利用公式（1）、（2）測(cè)算2000—2018 年晉中城市群的縣域可達(dá)性水平（表1）。從加權(quán)平均旅行時(shí)間看，19 年來(lái)晉中城市群縣域單元的加權(quán)平均旅行時(shí)間明顯降低，縣域可達(dá)性水平顯著提升。18個(gè)縣域單元的加權(quán)平均旅行時(shí)間由2000 年的86.35min下降到了2018 年的55.26min，下降幅度達(dá)到36%。其中，可達(dá)性水平最高的是清徐縣，2018年加權(quán)平均旅行時(shí)間為32.41min，僅為晉中城市群縣域平均水平的58.65%?？蛇_(dá)性水平最低的是嵐縣，2018 年加權(quán)平均旅行時(shí)間為87.47min，約為晉中城市群縣域平均水平的1.58 倍。這是由于嵐縣地處城市群邊緣地帶，交通區(qū)位條件較差，充分說(shuō)明交通區(qū)位和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平深刻影響著縣域可達(dá)性水平。從可達(dá)性系數(shù)看，2000 年和2018 年高于平均水平的縣域單元都是9 個(gè)，占比為50%，2010 年高于平均水平的縣域單元達(dá)到10 個(gè)，占比為55.56%。太原市5 個(gè)縣域單元中，除婁煩縣外其他縣域單元均高于城市群平均水平，晉中市7 個(gè)縣域單元中晉中市區(qū)、祁縣、平遙縣高于城市群平均水平，呂梁市只有交城縣、文水縣高于城市群平均水平，其他縣域單元的可達(dá)性系數(shù)均低于城市群平均水平。

表1 2000—2018年晉中城市群縣域可達(dá)性水平

可達(dá)性空間分異特征：為了進(jìn)一步揭示2000—2018年晉中城市群18 個(gè)縣域單元可達(dá)性水平的時(shí)空分異特征，本文借助ArcGIS10.2 對(duì)加權(quán)平均旅行時(shí)間的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行克里金插值（圖1）。

結(jié)果顯示：①縣域可達(dá)性水平顯著提高但地域分布不均衡，大體呈現(xiàn)“中心高、邊緣低”的圈層式空間分布特征。19 年來(lái)晉中城市群各縣域單元的可達(dá)性水平顯著提高，從加權(quán)平均旅行時(shí)間的地域分布看，最小值始終分布于晉中市區(qū)、清徐縣等城市群中部區(qū)域，到2018 年時(shí)逐漸下降到40min 以下，而最大值始終出現(xiàn)在西北部地區(qū)的嵐縣、靜樂(lè)縣等邊緣區(qū)域，到2018 年時(shí)依舊在80min 以上，可見(jiàn)晉中城市群內(nèi)部的可達(dá)性水平分布不均衡。從加權(quán)平均旅行時(shí)間的變化幅度看，城市群中部區(qū)域的加權(quán)平均旅行時(shí)間較小且等值線較為稀疏，而邊緣區(qū)域的加權(quán)平均旅行時(shí)間較大且等值線較為密集，表明晉中城市群中部區(qū)域的可達(dá)性水平高于邊緣區(qū)域，呈現(xiàn)“中心高、邊緣低”的圈層式空間分布特征。②縣域可達(dá)性受地形和距離因素影響顯著，存在“斷崖式”的梯度變化特征。從2000—2018 年晉中城市群縣域可達(dá)性水平的時(shí)空演變格局可以看出，可達(dá)性水平的變化受地形因素的影響顯著，城市群中部區(qū)域的太原市區(qū)、晉中市區(qū)、清徐縣、交城縣和祁縣等縣區(qū)大部分位于晉中盆地內(nèi)部，彼此溝通聯(lián)系較為便捷，加權(quán)平均旅行時(shí)間一直在70min 以下，位于西北部呂梁山區(qū)的嵐縣和靜樂(lè)縣可達(dá)性水平雖然有所提高，但是對(duì)外溝通聯(lián)系渠道極其有限，加權(quán)平均旅行時(shí)間變化幅度較大，等值線分布存在“斷崖式”的梯度變化特征。從晉中盆地內(nèi)部看，隨著空間距離的增加，等值線的分布形態(tài)由城市群中部區(qū)域的圈層式結(jié)構(gòu)逐漸向南部區(qū)域的祁縣、平遙縣和介休市等地拉伸，說(shuō)明縣域可達(dá)性的時(shí)空變化特征受距離衰減規(guī)律影響顯著。

圖1 2000—2018 年晉中城市群縣域可達(dá)性時(shí)空演變格局

3.2 縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的時(shí)空演變分析

經(jīng)濟(jì)聯(lián)系格局：本文運(yùn)用公式（3）計(jì)算了2000—2018 年晉中城市群各縣域間的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，并借助ArcGIS10.2自然斷點(diǎn)法將其分為3 個(gè)層級(jí)，進(jìn)行空間可視化表達(dá)（圖2）。結(jié)果表明：①晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng)，核心區(qū)域的輻射帶動(dòng)作用顯著。2000 年，晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度達(dá)到第一層級(jí)的縣域單元僅有6 對(duì)，占比為3.92%，分別是太原市區(qū)—晉中市區(qū)、太原市區(qū)—陽(yáng)曲縣、太原市區(qū)—古交市、太原市區(qū)—清徐縣、孝義市—汾陽(yáng)市和孝義市—介休市；處于第二層級(jí)聯(lián)系水平的縣域單元共有42 對(duì)，占比為27.45%。2010年，縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng)，第一層級(jí)的縣域單元增加2 對(duì)，分別是太原市區(qū)—交城縣、清徐縣—交城縣，達(dá)到第二層級(jí)的縣域單元增加到51 對(duì)，占比為33.33%。2018 年，處于第一、二層級(jí)的縣域單元數(shù)量分別為13 對(duì)和50 對(duì)，分別占總數(shù)的8.50%和32.68%。第一、二層級(jí)縣域單元數(shù)量的不斷增加表明晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的發(fā)展趨勢(shì)向好，包括太原市區(qū)周邊在內(nèi)的城市群核心區(qū)域的輻射帶動(dòng)作用顯著提升。②晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度的空間分布具有顯著的廊道指向特征以及行政區(qū)指向特征。從2000—2018 年晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的時(shí)空演變格局來(lái)看，經(jīng)濟(jì)聯(lián)系水平較高的第一、二層級(jí)的縣域單元大多分布于城市群中部的“陽(yáng)曲縣—靈石縣”一線附近，具有明顯的廊道指向性特征。同時(shí)，第一、二層級(jí)的縣域單元分布受到行政區(qū)界限的制約較為明顯。2000 年，與太原市區(qū)的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系水平達(dá)到第一層級(jí)的除晉中市區(qū)以外的縣域單元全部屬于太原市，到2010 年、2018 年時(shí)開(kāi)始逐漸突破行政區(qū)界限的制約，太原市區(qū)與呂梁市的交城縣、文水縣、孝義市和晉中市的平遙縣也都達(dá)到第一層級(jí)，但經(jīng)濟(jì)聯(lián)系水平處于第二層級(jí)的縣域單元大部分依然受行到政區(qū)界限的影響較為明顯。

圖2 2000—2018 年晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系時(shí)空演變格局

縣域?qū)ν饨?jīng)濟(jì)聯(lián)系：本文依據(jù)晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度，運(yùn)用公式（4）計(jì)算匯總2000—2018年晉中城市群18 個(gè)縣域單元的對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量（圖3），用以表征各縣域單元在城市群中的對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系能力及地位。結(jié)果表明：①縣域?qū)ν饨?jīng)濟(jì)聯(lián)系能力持續(xù)增強(qiáng)，城市群核心區(qū)域的輻射帶動(dòng)作用顯著。晉中城市群18 個(gè)縣域單元的對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量始終保持著增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2000 年，18 個(gè)縣域單元的對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量之和僅為3011.97，平均值為169.55，超過(guò)平均水平的縣域單元只有太原市區(qū)、晉中市區(qū)、清徐縣和孝義市；2018 年，18 個(gè)縣域單元的對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量之和達(dá)到7367.59，平均值為409.31，相較于2000 年分別增加了1.45 倍和1.41倍，縣域?qū)ν饨?jīng)濟(jì)聯(lián)系能力顯著增強(qiáng)。其中，太原市區(qū)和晉中市區(qū)作為晉中城市群一直以來(lái)的區(qū)域發(fā)展核心，二者對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量之和占晉中城市群整體水平的比例達(dá)到40%以上，且呈現(xiàn)不斷上升的發(fā)展趨勢(shì)。②縣域?qū)ν饨?jīng)濟(jì)聯(lián)系能力差異較大，但城市群內(nèi)部的發(fā)展差距在逐漸縮小。晉中城市群18個(gè)縣域單元中對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量最大值（太原市區(qū)）與最小值（嵐縣）之間在2000 年時(shí)相差145.24倍，2010年時(shí)相差125.86 倍，到2018 年時(shí)相差105.22倍，表明城市群內(nèi)部各縣域單元對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系能力的整體差異較大，但整體發(fā)展差距在逐步縮小。

圖3 2000—2018 年晉中城市群縣域單元對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系總量的演變特征

4 結(jié)論、討論與建議

4.1 結(jié)論與討論

本文以晉中城市群為研究對(duì)象，利用加權(quán)平均旅行時(shí)間和引力模型分析了2000—2018 年晉中城市群18 個(gè)縣域單元可達(dá)性水平及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系的時(shí)空演變格局，得出以下主要結(jié)論：①2000—2018 年，晉中城市群縣域單元的可達(dá)性水平顯著提升但地域分布不均衡，受地形和距離因素的影響存在“斷崖式”梯度變化和“中心高、邊緣低”的圈層式空間分布特征。②2000—2018 年，晉中城市群縣域單元的經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度持續(xù)增強(qiáng)，空間分布格局具有顯著的廊道指向特征和行政區(qū)指向特征。③2000—2018 年，晉中城市群核心區(qū)域的輻射帶動(dòng)作用顯著，不同縣域單元對(duì)外經(jīng)濟(jì)聯(lián)系能力差異較大，但城市群內(nèi)部的發(fā)展差距在逐漸縮小。

可達(dá)性及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系研究是地理學(xué)研究的熱點(diǎn)話題，當(dāng)前基于城市群尺度的相關(guān)文獻(xiàn)較多。通過(guò)對(duì)比已有研究發(fā)現(xiàn)，大多集中于發(fā)展水平較高的的五大國(guó)家級(jí)城市群、六大區(qū)域級(jí)城市群，本研究選取處于引導(dǎo)培育階段的晉中城市群作為研究對(duì)象，通過(guò)分析城市群內(nèi)部縣域單元的可達(dá)性及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系格局，認(rèn)識(shí)了欠發(fā)達(dá)城市群可達(dá)性水平及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系空間形態(tài)的分布特征，可為同處于引導(dǎo)培育階段的其他五大地區(qū)級(jí)城市群認(rèn)識(shí)自身發(fā)展現(xiàn)狀，確定未來(lái)發(fā)展方向提供參考，具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)價(jià)值。同時(shí)，本研究在縣域距離測(cè)算過(guò)程中考慮到道路設(shè)計(jì)施工技術(shù)以及汽車生產(chǎn)制造技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，將空間距離轉(zhuǎn)化為時(shí)間距離使其更接近現(xiàn)實(shí)情況，但未將不同等級(jí)道路的運(yùn)行速度、客貨運(yùn)輸量等影響因素納入考慮，研究結(jié)果可能會(huì)存在一定誤差，在后續(xù)研究中應(yīng)進(jìn)一步改進(jìn)與完善。

4.2 建議

以上分析結(jié)果明確了2000—2018 年晉中城市群縣域可達(dá)性水平及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系格局的動(dòng)態(tài)演變過(guò)程。當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)下晉中城市群中部核心區(qū)域的貢獻(xiàn)作用最大，而邊緣區(qū)域作為跨區(qū)域協(xié)作的重要溝通渠道其發(fā)展卻相對(duì)滯后，甚至在一定程度上制約著城市群的整體發(fā)展速度。此外，晉中城市群縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系發(fā)展格局受行政區(qū)界限的制約較為明顯，城市群仍處于培育階段，尚未形成高效、開(kāi)放發(fā)展的縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。因此，下一步發(fā)展應(yīng)當(dāng)重視以下兩個(gè)方面：一方面，完善交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的頂層設(shè)計(jì)工作，科學(xué)合理地規(guī)劃布局晉中城市群內(nèi)部的交通線路網(wǎng)絡(luò)，以提升城市群邊緣區(qū)域尤其是較偏遠(yuǎn)地區(qū)（如靜樂(lè)縣、嵐縣等）的可達(dá)性水平。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合城市群邊緣不同縣域的實(shí)際情況，適當(dāng)加大政策的傾斜力度，立足發(fā)展縣域特色產(chǎn)業(yè)，提升縣域知名度，在推動(dòng)城市群邊緣區(qū)域持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮其跨區(qū)域協(xié)作的地緣優(yōu)勢(shì)作用，以進(jìn)一步擴(kuò)大晉中城市群發(fā)展的輻射范圍。另一方面，提高晉中城市群的發(fā)展站位，推動(dòng)城市群內(nèi)部跨越不同城市的縣域經(jīng)濟(jì)合作，突破行政區(qū)界限對(duì)縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系發(fā)展的制約，在繼續(xù)增強(qiáng)城市群核心區(qū)域輻射帶動(dòng)作用的基礎(chǔ)上縮小城市群內(nèi)部的縣域發(fā)展差距，培育高效開(kāi)放的縣域經(jīng)濟(jì)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，以提升晉中城市群的整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力。