重慶市交通區(qū)位演化過(guò)程與空間異質(zhì)性格律初探

張洪睿，楊 丹，汪 洋,2,3*，嚴(yán) 笑，張淑芳，翟非同

(1.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，重慶 401331；2.GIS應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401331;3.三峽庫(kù)區(qū)地表過(guò)程與環(huán)境遙感重慶市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 401331)

0 引言

交通網(wǎng)絡(luò)是社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素流動(dòng)的物質(zhì)載體，作為區(qū)域城鎮(zhèn)化的重要驅(qū)動(dòng)因子，具有顯著的先導(dǎo)性、基礎(chǔ)性和空間導(dǎo)引性[1-3]。被視為中國(guó)縮影的重慶市，1997—2015年經(jīng)歷了交通與城鎮(zhèn)化的同向快速發(fā)展，公路里程增長(zhǎng)了5.5倍(其中高速公路里程增長(zhǎng)了26.5倍)，而城鎮(zhèn)化率從31%快速躍升至64.1%[4]。盡管交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與城鎮(zhèn)化發(fā)展常?；橐蚬野l(fā)生機(jī)理近乎灰箱[5-6]，但源于交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的先導(dǎo)性[7-9]，故以重慶市為典例，從區(qū)域交通演變的角度來(lái)闡釋城鎮(zhèn)化驅(qū)動(dòng)因子的關(guān)聯(lián)特征，揭示其間的數(shù)量關(guān)聯(lián)性與時(shí)空格局機(jī)理，依然是一個(gè)具有典型性和啟發(fā)性的重要課題。

隨著全球交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展和地理空間信息技術(shù)的進(jìn)步[10]，目前區(qū)域性交通條件評(píng)價(jià)與關(guān)聯(lián)效應(yīng)研究成果較為豐富。主要集中于兩個(gè)方面，一是交通可達(dá)性評(píng)價(jià)研究，其中金鳳君等人對(duì)交通優(yōu)勢(shì)度的概念進(jìn)行了界定，構(gòu)建了交通優(yōu)勢(shì)度評(píng)價(jià)的數(shù)量模型，采用多因素綜合集成法對(duì)中國(guó)縣市綜合交通優(yōu)勢(shì)度進(jìn)行定量評(píng)價(jià)與甄別[11]；Wondemu等[12]分析了埃塞俄比亞農(nóng)村道路發(fā)展?fàn)顩r，客觀性分析了埃塞俄比亞農(nóng)村地區(qū)交通可達(dá)性現(xiàn)狀，指出埃塞俄比亞交通基礎(chǔ)設(shè)施的緊迫性和必要性；二是交通與區(qū)域發(fā)展關(guān)系研究[13-15]，其代表性成果有Coto-millán等人，以西班牙為例，研究了高速鐵路對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響，指出madrid-seville高鐵路線和Madrid-Barcelona-French Border route高鐵路線對(duì)促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)度較高[16]；Olsson[17]以菲律賓農(nóng)村視角，闡述道路可達(dá)性對(duì)菲律賓漁村發(fā)展的的影響，指出交通條件的改善能促進(jìn)漁民生產(chǎn)力和生產(chǎn)技術(shù)提高，有效促進(jìn)社會(huì)資本向漁業(yè)等養(yǎng)殖業(yè)轉(zhuǎn)移；此外，一些學(xué)者研究了中國(guó)各地交通優(yōu)勢(shì)度與區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展間的關(guān)系，分析了在不同交通模式下的城鎮(zhèn)化、人口、產(chǎn)業(yè)等方面的差異[18-21]?？傮w看，雖然區(qū)域交通評(píng)價(jià)相關(guān)成果較為豐富，但針對(duì)快速城鎮(zhèn)化周期背景下的區(qū)域交通關(guān)聯(lián)演化分析較為薄弱；現(xiàn)有研究雖討論交通區(qū)位本身的成果較為豐富，但將區(qū)域交通區(qū)位發(fā)展情況與空間異質(zhì)性放在一起研究，并與之建立數(shù)量關(guān)聯(lián)的文章較為少見(jiàn)。由此出發(fā)，本文通過(guò)對(duì)重慶市交通區(qū)位演化與城鎮(zhèn)化過(guò)程定量建模，并建立響應(yīng)關(guān)聯(lián)模型，基于重慶市快速城鎮(zhèn)化階段的典型性，以期揭示兩者之間定量的時(shí)空結(jié)構(gòu)關(guān)系，以期為后來(lái)相關(guān)研究以及重慶市交通基礎(chǔ)設(shè)施布局提供參考。

1 研究區(qū)概況

重慶市地處我國(guó)西南部，地理位置在28°10′～32°13′N、105°11′～110°11′E之間，幅員面積8.24萬(wàn)km2。作為青藏高原與長(zhǎng)江中下游平原的過(guò)渡地帶，中部和西北部地區(qū)以丘陵、低山為主，東南部靠近大巴山和武陵山，地勢(shì)特征表現(xiàn)為東部高、中西部相對(duì)較低(圖1)。1997年將重慶設(shè)立為中央直轄市以來(lái)，全市的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)與交通設(shè)施得到極大提升與發(fā)展，同時(shí)內(nèi)部發(fā)展的不均衡性問(wèn)題也日益凸顯，是一個(gè)典型的大都市與大農(nóng)村并存的地區(qū)。2015年底全市地區(qū)生產(chǎn)總值為15 717.27億元(其中主城都市圈為6 861.01億元，占43.65%)，城鎮(zhèn)化率為60.90%(其中渝中區(qū)達(dá)93%，巫溪不足50%)。同年，全市公路總里程為14.06萬(wàn)km(其中，渝西經(jīng)濟(jì)走廊占25.82%)，高速公路里程為2 525 km(其中，渝西經(jīng)濟(jì)走廊占28.63%)，鐵路運(yùn)營(yíng)里程為1 929 km，航道總里程4 451 km，城市軌道交通里程202 km，是西南地區(qū)的綜合交通樞紐。

注：該圖基于重慶市規(guī)劃和自然資源局的審圖號(hào)為黔渝S(2020)067號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無(wú)修改，下同。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

以重慶市38個(gè)區(qū)縣為評(píng)價(jià)單元，基于空間數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行因子建模，其中統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒》《重慶市國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》等統(tǒng)計(jì)資料；空間數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院數(shù)據(jù)中心、OpenStreetMap平臺(tái)及《重慶市1∶250 000交通圖》。

2.2 研究方法

2.2.1 交通區(qū)位指數(shù)

交通區(qū)位指數(shù)(Traffic location index，TLI)用以表示區(qū)域交通的優(yōu)劣程度，又稱交通優(yōu)勢(shì)度指數(shù)。參照已有研究[22-23]，綜合內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)(Internal traffic location index，ITLI)、外部交通區(qū)位指數(shù)(External traffic location index，ETLI)構(gòu)建交通優(yōu)勢(shì)度指數(shù)，如式(1)～(3)所示：

(1)

(2)

(3)

式中：fm分別為內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)(ITLI)與外部交通區(qū)位指數(shù)(ETLI)，二者通過(guò)極差法進(jìn)行歸一化處理以消除量綱影響；wm指利用熵值法計(jì)算得到的fm對(duì)應(yīng)的權(quán)重，其值分別為0.400 3、0.599 7；ITLIi為區(qū)縣單元i的內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)，Dj為評(píng)價(jià)單元內(nèi)某一交通類型的里程[23]；ETLIi指區(qū)縣單元i的外部交通區(qū)位指數(shù)，TRk代表各類交通線的緩沖區(qū)范圍[23]，Si指區(qū)縣單元i的行政區(qū)面積。

2.2.2 城鎮(zhèn)化發(fā)展指數(shù)

快速的土地城鎮(zhèn)化剝奪農(nóng)民生產(chǎn)生活空間，農(nóng)村勞動(dòng)力在空間上向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移的同時(shí)，產(chǎn)業(yè)第二、三產(chǎn)業(yè)集中[24]；因此從人口城鎮(zhèn)化、土地城鎮(zhèn)化、產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化3個(gè)方面構(gòu)建城鎮(zhèn)化指數(shù)模型(Urbanization index)，可較為全面的反映重慶的城鎮(zhèn)化進(jìn)程。計(jì)算方法如公式(4)所示。

(4)

式(4)中，UI為城鎮(zhèn)化指數(shù)；Up為人口城鎮(zhèn)化參數(shù)(即城鎮(zhèn)人口/總?cè)丝?，城?zhèn)化率)；Ul為土地城鎮(zhèn)化參數(shù)(即建成區(qū)面積/總面積)；Ui為產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化參數(shù)(即第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值之和/地區(qū)生產(chǎn)總值)。

2.2.3 關(guān)系探索分析

為定量探測(cè)交通區(qū)位演化的城鎮(zhèn)化響應(yīng)過(guò)程以及二者的空間性特征，利用ArcGIS 10.6和Geoda 095i軟件進(jìn)行地理加權(quán)回歸分析(Geographically weighted regression,GWR)、空間自相關(guān)分析(Moran'sI)和聚類分析(LISA)。其中，GWR分析方法將數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)嵌入線性回歸模型中，分析要素的空間變化及其驅(qū)動(dòng)因素，如式(5)所示[25]；Moran'sI分析方法用以表征區(qū)域均質(zhì)前提下，要素分布的全局空間關(guān)聯(lián)性，如式(6)所示[26]；LISA集聚指數(shù)(Ii)可反映要素與相鄰要素在局部空間上的集聚特征，如式(7)所示[26]。

(5)

式中：(ui,vi)為第i個(gè)采樣點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，βk(ui,vi)是第i個(gè)采樣點(diǎn)上的第k個(gè)回歸參數(shù)，xik表示k回歸參數(shù)下yi對(duì)應(yīng)的值，εi為第i個(gè)樣點(diǎn)的隨機(jī)誤差；

(6)

(7)

式中：n為評(píng)價(jià)單元數(shù)，yi、yj為變量的i、j值，Wij為rook鄰接確定的空間權(quán)重，S2為變量的方差值。

其中，I∈[-1,1]，當(dāng)I>0(或I<0),表示要素分布呈空間正(負(fù))相關(guān)，當(dāng)I=0，表示變量呈隨機(jī)分布，無(wú)明顯空間特征。當(dāng)Ii>0，要素在空間上出現(xiàn)集聚現(xiàn)象，即高值集聚(H-H)或低值集聚(L-L)；當(dāng)Ii<0，要素分布在空間上呈異常情況，即高值被低值所包圍(H-L)，或低值被高值包圍(L-H)；當(dāng)Ii=0，空間分布特征不顯著。

3 時(shí)空格局分析

3.1 交通區(qū)位時(shí)空演化

1997年重慶市交通建設(shè)落后，各區(qū)縣內(nèi)外交通聯(lián)系薄弱，整體水平不高，但有明顯的高值中心(重慶主城)。如圖2所示，全市交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.214 4(其中有29個(gè)區(qū)縣低于平均水平)，最高值0.777 3，位于渝中，而巫溪僅為0.000 5。各區(qū)縣的內(nèi)部指數(shù)遠(yuǎn)高于外部指數(shù)，其中內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.335 3，峰值為渝中區(qū)(3.380 9)，與排名最末的巫溪(0.100 0)比較，二者相差30倍有余，區(qū)際可達(dá)性水平低，離散水平高，縣際差異顯著；外部交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.334 2，峰值出現(xiàn)在渝中、江北等地，其指數(shù)值達(dá)0.988 7、0.987 7，而諸如黔江、潼南等13個(gè)區(qū)縣限于地形、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、發(fā)展需求等多重因素影響，其外部交通區(qū)位指數(shù)近乎于0，存在明顯的空間非均衡性。

圖2 1997年重慶市交通區(qū)位格局

如圖3所示，2005年，在“二環(huán)八射”交通發(fā)展目標(biāo)的引領(lǐng)下，全市交通設(shè)施不斷完善，交通區(qū)位指數(shù)提高了18.63個(gè)百分點(diǎn)，而“西高東低”的空間失衡現(xiàn)象仍較明顯，其中，領(lǐng)先的渝中地區(qū)其交通區(qū)位指數(shù)達(dá)0.985 4，而排名最末的城口僅為0.098 1。具體看，內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.423 6，最高值位于渝中地區(qū)，達(dá)4.134 8，而巫溪僅為0.104 4，縣際差異懸殊；外部交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.602 2，較1997年提高26.80%，但指數(shù)值高的渝中、沙坪壩等地區(qū)遠(yuǎn)超城口等區(qū)縣，二者的指數(shù)差值可達(dá)85.51%。交通區(qū)位指數(shù)的空間失衡特征，直接反映出人口、資金、技術(shù)等城鎮(zhèn)化發(fā)展所需的社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素在空間上的不平衡，這與重慶“一城多區(qū)，組團(tuán)式發(fā)展”的城市空間結(jié)構(gòu)相契合。

圖3 2005年重慶市交通區(qū)位格局

如圖4所示，為建成“大西南交通運(yùn)輸樞紐”，滿足“內(nèi)暢外聯(lián)”的交通需求，高速公路、軌道交通等路網(wǎng)結(jié)構(gòu)建設(shè)加速推進(jìn)。2015年重慶交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.536 2，其中，隨著城市建成區(qū)的大幅增加以及農(nóng)村公路建設(shè)的不斷加強(qiáng)，縣域內(nèi)部交通可達(dá)性顯著增強(qiáng)，全市內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的均值為0.791 9，較2005年提高36.83%；同時(shí)，區(qū)縣間的交通聯(lián)系日趨緊密，外部交通區(qū)位指數(shù)為0.770 9。從空間格局上看，“西達(dá)東塞”的交通區(qū)際差異仍未得到根本性改變，以渝中為中心的渝西地區(qū)，其內(nèi)、外部交通區(qū)位指數(shù)分別為4.290 9、1.000 0，大幅領(lǐng)先于渝東北地區(qū)和渝東南地區(qū)的城口、酉陽(yáng)等地區(qū)。具體看，在發(fā)展重心向西傾斜的影響下，區(qū)縣間的交通區(qū)位指數(shù)差異加大，極大值與極低值地區(qū)間的差異較2005年增加5.04個(gè)百分點(diǎn)，其中，因都市區(qū)集中了軌道交通、機(jī)場(chǎng)等優(yōu)勢(shì)交通項(xiàng)目，內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的極差值較2005年提高了12.98%；相反，在區(qū)際聯(lián)系日益緊密的背景下，外部交通區(qū)位指數(shù)的極差值較2005年下降了10.67%。

圖4 2015年重慶市交通區(qū)位格局

從近20年重慶市交通區(qū)位演化的時(shí)空特征看，在快速城鎮(zhèn)化背景下，交通設(shè)施硬件的投入不斷加大，交通網(wǎng)絡(luò)日趨完善，通達(dá)性水平顯著提高；同時(shí)，地形基底疊加區(qū)際經(jīng)濟(jì)差帶來(lái)交通通達(dá)度的地區(qū)差異性，交通區(qū)位指數(shù)高的地區(qū)集聚在渝西平行嶺谷地帶，而渝東北、渝東南等廣大山區(qū)的交通發(fā)展較為落后。1997—2015年，交通區(qū)位指數(shù)的絕對(duì)增幅為0.321 8，年均增長(zhǎng)1.69%；其中，內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的絕對(duì)增長(zhǎng)幅度為0.456 6，年均增長(zhǎng)率為2.40%；外部交通區(qū)位指數(shù)的絕對(duì)增幅為0.436 7，年均增長(zhǎng)率為2.30%。交通作為城鎮(zhèn)發(fā)展的結(jié)構(gòu)性骨架，是城鎮(zhèn)擴(kuò)張的重要手段，重慶各區(qū)縣的內(nèi)部交通網(wǎng)絡(luò)的完善度不斷提高，區(qū)際聯(lián)系整體增強(qiáng)。

3.2 城鎮(zhèn)化發(fā)展時(shí)空格局

1997—2015年，重慶市城鎮(zhèn)化過(guò)程經(jīng)歷了起步、加速兩個(gè)階段，城鎮(zhèn)人口比重不斷提高，非農(nóng)產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，城市空間逐漸擴(kuò)大，城鎮(zhèn)化水平逐漸提高。如圖5所示，具體來(lái)看：1)1997年，重慶城鎮(zhèn)化發(fā)展處于起步階段，城鎮(zhèn)化發(fā)展緩慢，其中有27個(gè)區(qū)縣的城鎮(zhèn)化指數(shù)低于平均水平(0.43)；同時(shí)，區(qū)(縣)際間的城鎮(zhèn)化發(fā)展差異明顯，存在明顯的極值中心。其中，排名前三的渝中、大渡口、渝北的城鎮(zhèn)化指數(shù)為0.90、0.70、0.69，而酉陽(yáng)(奉節(jié))、榮昌、石柱分別為0.30、0.29、0.25；從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，城鎮(zhèn)人口比重均值為22.92%，第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重均值為68.79%，建成區(qū)占比的均值為3.50%，人口、產(chǎn)業(yè)、土地對(duì)城鎮(zhèn)化的貢獻(xiàn)比為0.24：0.72：0.04，產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)城鎮(zhèn)化的帶動(dòng)作用顯著；2)直轄后，重慶抓住契機(jī)，經(jīng)濟(jì)布局由分散轉(zhuǎn)向集中，增長(zhǎng)動(dòng)力以投資為主導(dǎo)向投資消費(fèi)雙輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變，經(jīng)濟(jì)實(shí)力逐漸增強(qiáng)，城鎮(zhèn)化建設(shè)力度也不斷加大。2005年，重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)入加速階段，城鎮(zhèn)化指數(shù)的均值約為0.54，較1997年提高10.98%，其中，包括酉陽(yáng)、巫溪、彭水等63.16%的區(qū)縣低于平均水平，而渝中、渝北、大渡口等地區(qū)城鎮(zhèn)化指數(shù)仍然處于領(lǐng)先水平，依次為0.92、0.79、0.78，空間差異明顯。從內(nèi)部發(fā)展來(lái)看，城鎮(zhèn)人口比重上升到42.94%，第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重增加到80.68%，建成區(qū)面積占比為4.11%，三者的城鎮(zhèn)化貢獻(xiàn)比為0.34∶0.63∶0.03，產(chǎn)業(yè)對(duì)城鎮(zhèn)化的拉動(dòng)作用略微減弱，人口城鎮(zhèn)化的驅(qū)動(dòng)作用稍有加強(qiáng)，而土地城鎮(zhèn)化的帶動(dòng)作用仍然有限。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化、投資力度逐漸加大、土地利用方式的轉(zhuǎn)變等，城鎮(zhèn)化進(jìn)程得到進(jìn)一步推進(jìn)；3)截至2015年底，重慶市整體進(jìn)入城鎮(zhèn)化加速階段，城鎮(zhèn)化指數(shù)提高8.18個(gè)百分點(diǎn)，但空間差異特征仍較明顯，其中，渝中、大渡口、渝北、九龍坡、沙坪壩5個(gè)區(qū)縣的城鎮(zhèn)化指數(shù)大于0.80，而包括云陽(yáng)、奉節(jié)、巫山等23個(gè)區(qū)縣的城鎮(zhèn)化指數(shù)低于平均水平0.62。從城鎮(zhèn)化內(nèi)部來(lái)看，2015年人口城鎮(zhèn)化比重為57.38%，第二、三產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值比重為88.78%，建成區(qū)占比為8.36%，較2005年都有較明顯的提升；同時(shí)，三者對(duì)城鎮(zhèn)化的貢獻(xiàn)比為0.37∶0.57∶0.06，產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)仍為城鎮(zhèn)化發(fā)展的主要?jiǎng)恿?，但較2005年有所減弱。

圖5 重慶市城鎮(zhèn)化時(shí)空演化格局(1997年、2005年、2015年)

總的來(lái)看，1997—2015年，重慶城鎮(zhèn)化發(fā)展經(jīng)歷了由起步階段向加速階段的轉(zhuǎn)變，其發(fā)展歷程表現(xiàn)出“由點(diǎn)及面，逐步鋪開，整體提高”的發(fā)展特點(diǎn)。數(shù)量化層面，城鎮(zhèn)化指數(shù)的絕對(duì)增長(zhǎng)幅度為19.16%，年均增長(zhǎng)率為1.01%；空間格局層面，整體城鎮(zhèn)化水平不斷提高的背景下，“西高東低”的空間差異仍較顯著；內(nèi)部結(jié)構(gòu)層面，城鎮(zhèn)空間擴(kuò)張受阻，人口城鎮(zhèn)化滯后，產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直是城鎮(zhèn)化發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力量。

重慶市城鎮(zhèn)化的時(shí)空演化特征與其自然地理約束、歷史發(fā)展格局慣性等密切相關(guān)；渝西的平行嶺谷為城鎮(zhèn)發(fā)展提供相對(duì)良好的場(chǎng)所，而渝東北、渝東南多山的地形則阻礙了城鎮(zhèn)的發(fā)展與擴(kuò)張；同時(shí)，在歷史沿革、政策導(dǎo)向、技術(shù)人才、文化教育、資金流入等多重因素的影響下，以及“成渝城市群”發(fā)展規(guī)劃、“一城多區(qū)、組團(tuán)發(fā)展”的城市空間結(jié)構(gòu)規(guī)劃等概念的提出為渝西地區(qū)的發(fā)展注入了獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)條件，城鎮(zhèn)化發(fā)展的東西差異化明顯。

4 探索性分析

4.1 基于回歸擬合的過(guò)程響應(yīng)分析

GWR較于一般統(tǒng)計(jì)上的OLS線性回歸擬合，充分考慮了數(shù)據(jù)的局部空間性。在進(jìn)行模型構(gòu)建時(shí)，因交通區(qū)位指數(shù)由內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)與外部交通區(qū)位指數(shù)構(gòu)成，為避免出現(xiàn)多重共線性，將二者作為單獨(dú)因子進(jìn)行回歸擬合。

結(jié)果表明，擬合條件數(shù)大于零，小于10，不存在多重共線性；標(biāo)準(zhǔn)殘差范圍為(-4.47，2.72)，殘差范圍為(-0.28，0.28)，其殘差圖滿足隨機(jī)性分布，模型擬合效果較好；r2的范圍為(0.74，0.85)，Adjustedr2的范圍為(0.73，0.83)，二者存在良好的正相關(guān)性。

由表1可知：物質(zhì)交通建設(shè)對(duì)城鎮(zhèn)化具有正向促進(jìn)作用，該作用在時(shí)間上不斷增強(qiáng)，在交通內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地區(qū)作用力度上存在明顯差異。1)時(shí)間演化層面。交通對(duì)城鎮(zhèn)化的GWR回歸系數(shù)由0.625 0增加到1.263 3，表示交通對(duì)城鎮(zhèn)化的拉動(dòng)作用不斷增強(qiáng)，加強(qiáng)交通設(shè)施建設(shè)有利于城鎮(zhèn)化進(jìn)程的推進(jìn)； 2)內(nèi)部結(jié)構(gòu)層面。內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的GWR回歸系數(shù)大于外部交通區(qū)位指數(shù)的回歸系數(shù)，且其21.35%的增長(zhǎng)速度大于外部交通區(qū)位指數(shù)19.13%的增長(zhǎng)速度，說(shuō)明內(nèi)部交通建設(shè)對(duì)城鎮(zhèn)化的驅(qū)動(dòng)作用更顯著；3)空間差異層面。交通對(duì)城鎮(zhèn)化的促進(jìn)作用在不同地區(qū)存在差異，其GWR回歸系數(shù)的極差值由0.000 3增加到0.904 7，表示交通設(shè)施建設(shè)對(duì)城鎮(zhèn)化驅(qū)動(dòng)作用的地區(qū)差異增強(qiáng)。

表1 GWR模型回歸系數(shù)的描述性統(tǒng)計(jì)(1997年、2005年、2015年)

4.2 基于異質(zhì)性探測(cè)的空間格局穩(wěn)定性識(shí)別

基于GWR分析表明交通對(duì)城鎮(zhèn)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)存在空間差異性，為進(jìn)一步識(shí)別交通區(qū)位指數(shù)與城鎮(zhèn)化指數(shù)的空間依賴性和異質(zhì)性特征，采用全局莫蘭指數(shù)(Moran′sI)和集聚分析方法(LISA)進(jìn)行探索性空間分析。

由表2可知：在0.01顯著性水平下的Moran′sI>0，且Z>1.96的臨界值，說(shuō)明交通區(qū)位與城鎮(zhèn)化發(fā)展間存在顯著的全局空間正相關(guān)性。1)1997—2015年，內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)的Moran′sI指數(shù)值由0.466 8增加到0.632 1，表示軌道交通、高速公路、國(guó)(省、縣)道、城市主次干道等設(shè)施建設(shè)的空間正相關(guān)性不斷增強(qiáng)；2)近20年來(lái)，外部交通區(qū)位指數(shù)的Moran′sI指數(shù)值由0.842 9下降至0.780 5，表示高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、港口等跨區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)的空間依賴性逐漸降低，但相較于內(nèi)部交通區(qū)位指數(shù)，其空間依賴性更為明顯；3)總的來(lái)看，交通區(qū)位指數(shù)的Moran′sI指數(shù)值在1997年、2005年、2015年一直處于0.84的較穩(wěn)定高值(有極小的起伏)，表現(xiàn)為較強(qiáng)烈的空間正相關(guān)性。多山的地形條件主導(dǎo)了交通建設(shè)與城鎮(zhèn)發(fā)展的區(qū)位空間選擇，加之地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等差異也使得交通與城鎮(zhèn)發(fā)展對(duì)空間選擇表現(xiàn)出明顯的依賴性。

表2 重慶市交通與城鎮(zhèn)化指數(shù)的莫蘭指數(shù)分析(1997年、2005年、2015年)

由表2，圖6可知，在0.05顯著性水平下，交通區(qū)位指數(shù)與城鎮(zhèn)化指數(shù)在空間上有明顯的高(低)值集聚區(qū)，在時(shí)空演化上表現(xiàn)出一定的空間穩(wěn)定性特征。1)空間格局層面。交通區(qū)位指數(shù)與城鎮(zhèn)化指數(shù)的空間分布具有明顯的空間集聚特征，其中，高值區(qū)集聚在渝中、沙坪壩、南岸等10個(gè)區(qū)縣(1997年為9個(gè)，不含北碚)，低值區(qū)廣布于城口、巫溪、黔江等渝東北、渝東南地區(qū)；2)時(shí)間演化層面。交通區(qū)位指數(shù)與城鎮(zhèn)化指數(shù)的空間集聚特征表現(xiàn)出相對(duì)穩(wěn)定性，除個(gè)別區(qū)縣的集聚特征發(fā)生改變(如，2005年新增的北碚高值區(qū)、江津相對(duì)低值區(qū)，2015年新增的萬(wàn)州相對(duì)高值區(qū))，其空間集聚特征無(wú)根本性變化；3)內(nèi)部結(jié)構(gòu)層面。內(nèi)、外部交通區(qū)位指數(shù)與城鎮(zhèn)化指數(shù)的空間集聚特征在時(shí)空演化上具有相對(duì)一致性，個(gè)別區(qū)縣存在差異。其中，高值區(qū)集聚在北碚、江北等主城地區(qū)，低值區(qū)集聚在巫溪、秀山、奉節(jié)等山區(qū)，異常值包括璧山、巴南、江津等相對(duì)低值區(qū)及萬(wàn)州、忠縣、黔江等相對(duì)高值區(qū)。交通和城鎮(zhèn)化發(fā)展的空間異質(zhì)性特征與其自然地形條件、歷史發(fā)展沿襲、經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心、人口空間分布、科學(xué)技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)空間布局等多重因子的空間非均衡性密切相關(guān)。

圖6 重慶市交通與城鎮(zhèn)化指數(shù)的LISA集聚(1997年、2005年、2015年)

5 結(jié)論

本文以重慶市為例，基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)等多數(shù)據(jù)源，通過(guò)指數(shù)構(gòu)建、模型分析等方法分析了1997年以來(lái)重慶的交通區(qū)位演化和城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程，并進(jìn)一步探析了二者的時(shí)空響應(yīng)和空間性特征，得到以下結(jié)論：

1)數(shù)量變化層面。1997—2015年，重慶市交通設(shè)施建設(shè)和城鎮(zhèn)化取得同向快速增長(zhǎng)，交通建設(shè)領(lǐng)先于城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程。數(shù)量上，城鎮(zhèn)化發(fā)展的年均增長(zhǎng)率為1.01%，交通區(qū)位指數(shù)的年均增長(zhǎng)率為1.69%，交通區(qū)位指數(shù)的增長(zhǎng)速度比城鎮(zhèn)化指數(shù)的增長(zhǎng)速度快13.02%。內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，內(nèi)部交通與外部交通對(duì)交通整體區(qū)位演化的貢獻(xiàn)率相當(dāng)；城鎮(zhèn)化發(fā)展則主要依賴于產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，雖然產(chǎn)業(yè)城鎮(zhèn)化的貢獻(xiàn)率從1997年的0.72下降至0.57，但仍占據(jù)主導(dǎo)地位。

2)因子驅(qū)動(dòng)層面。重慶市城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)交通區(qū)位演進(jìn)存在較強(qiáng)的時(shí)空響應(yīng)性，交通網(wǎng)絡(luò)化驅(qū)動(dòng)地區(qū)城鎮(zhèn)化。時(shí)間演進(jìn)上，交通區(qū)位演化對(duì)城鎮(zhèn)化發(fā)展的驅(qū)動(dòng)作用不斷增強(qiáng)，GWR回歸系數(shù)由1997年的0.618 3提高至1.263 3；內(nèi)部結(jié)構(gòu)上，城鎮(zhèn)化發(fā)展對(duì)內(nèi)部交通區(qū)位演化的響應(yīng)更為強(qiáng)烈，且其作用力不斷增強(qiáng)，增長(zhǎng)速度達(dá)21.35%。

3)空間相關(guān)層面。山地交通與城鎮(zhèn)化布局呈正空間自相關(guān)，空間依賴特征明顯。1997—2015年，交通區(qū)位指數(shù)與城鎮(zhèn)化的Moran'sI指數(shù)均大于0.8，表現(xiàn)為強(qiáng)烈的空間正相關(guān)性；同時(shí)，相較于內(nèi)部交通區(qū)位演化的空間性，外部交通演化對(duì)空間的依賴性更強(qiáng)，其Moran'sI指數(shù)高10個(gè)百分點(diǎn)以上。

4)空間結(jié)構(gòu)層面。山地條件下，交通網(wǎng)絡(luò)與城鎮(zhèn)化發(fā)展布局的空間集聚特征顯著，且表現(xiàn)出明顯的空間格局穩(wěn)定性。1997—2015年，重慶市城鎮(zhèn)化和交通發(fā)展的高值區(qū)整體上集中分布在渝中、北碚、南岸等主城及周邊地區(qū)，地區(qū)發(fā)展度遠(yuǎn)超全市平均水平(最大達(dá)3倍)；而諸如城口、秀山、黔江等渝東地區(qū)的區(qū)縣，其城鎮(zhèn)化和交通發(fā)展水平較低，屬典型的低值集聚區(qū)。地形基底約束疊加發(fā)展導(dǎo)向差異，“西高東低、西強(qiáng)東弱”的空間格局特征穩(wěn)定，空間非均衡性特征仍較顯著。

本研究建立了重慶市交通區(qū)位演化過(guò)程與空間異質(zhì)性響應(yīng)關(guān)聯(lián)模型，初步揭示了重慶市交通區(qū)位演化過(guò)程與城鎮(zhèn)空間格局的時(shí)空結(jié)構(gòu)關(guān)系，但仍存一些問(wèn)題有待進(jìn)一步優(yōu)化：1)時(shí)間序列層面，本文僅采用了3年的時(shí)空數(shù)據(jù)，對(duì)重慶市交通區(qū)位演化與空間異質(zhì)性關(guān)系的反映還不夠全面；2)數(shù)據(jù)層面，由于數(shù)據(jù)的可獲得性，部分區(qū)縣數(shù)據(jù)，尤其是城市次干道及以下等級(jí)的路網(wǎng)數(shù)據(jù)可能存在不準(zhǔn)確的情況，從而導(dǎo)致結(jié)果有一定的失真；3)本次研究并未考慮到區(qū)域外部重大交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)研究區(qū)存在的影響。以上問(wèn)題均會(huì)影響研究交通區(qū)域演化與空間異質(zhì)性結(jié)果的精度，但對(duì)兩者之間的基本格律不會(huì)存在顛覆影響。