城市群多維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)特征及影響因素
——以中國五大城市群為例

陳 剛, 王光輝, 劉 勇, 吳 清

(1.澳門科技大學(xué)可持續(xù)發(fā)展研究所, 澳門 999078; 2.中國科學(xué)院科技戰(zhàn)略咨詢研究院, 北京 100190;3.住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部政策研究中心, 北京 100835;4.肇慶學(xué)院旅游與歷史文化學(xué)院, 廣東 肇慶 526061)

隨著信息技術(shù)和快速交通的高速發(fā)展,城市聯(lián)系趨向復(fù)雜化和多樣化,各類要素流動相互交織,網(wǎng)絡(luò)多重性愈發(fā)明顯,特別是以交通、人口、企業(yè)、信息、科技等方面的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)成為關(guān)注的焦點[1].城市流空間網(wǎng)絡(luò)研究逐漸突破距離和實體流的限制,更加關(guān)注區(qū)域間的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和虛擬流.在這樣的背景下,空間位置服務(wù)和社交媒體服務(wù)大數(shù)據(jù)為城市網(wǎng)絡(luò)研究提供了豐富、詳細和實時的信息,降低了城市流空間網(wǎng)絡(luò)研究的數(shù)據(jù)獲取成本,便于系統(tǒng)全面地開展城市流空間網(wǎng)絡(luò)研究[2].各類數(shù)據(jù)源也激發(fā)了方法的創(chuàng)新,城市流空間網(wǎng)絡(luò)的研究內(nèi)容和尺度得到了深化[3],區(qū)域網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系研究也呈現(xiàn)出復(fù)雜化、多元化的特征.我國正著力構(gòu)建以城市群為主體,大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展的城鎮(zhèn)格局,未來城市群是推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的重要力量,深入探討不同城市群多維要素“流空間”的異質(zhì)性特征,對優(yōu)化城市群空間結(jié)構(gòu),推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義.

20世紀90年代以來,伴隨著哲學(xué)對于空間的再認識以及地理學(xué)對空間經(jīng)濟活動的研究,經(jīng)濟地理學(xué)逐漸意識到空間是由一系列經(jīng)濟社會關(guān)系建構(gòu)而成[4],從而引發(fā)了經(jīng)濟地理學(xué)的“關(guān)系轉(zhuǎn)向”.Bathelt等認為關(guān)系經(jīng)濟地理學(xué)研究要素應(yīng)當包括組織、演化、創(chuàng)新以及行為主體相互作用,強調(diào)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的異質(zhì)性[5].國內(nèi)外學(xué)者圍繞地理關(guān)系網(wǎng)絡(luò)進行了深入的研究:在網(wǎng)絡(luò)類型上,圍繞創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)[6]、企業(yè)網(wǎng)絡(luò)[7]、交通網(wǎng)絡(luò)[8]等方面開展了研究;在研究尺度上,有全球生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)[9]、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)[10]、貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)[11]等,區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)[12]、創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)[13]、資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)[14]等;在研究的理論方法上,主要包括引力模型[15]、互鎖網(wǎng)絡(luò)模型[16]、隸屬網(wǎng)絡(luò)模型[17]等.這些研究為接下來的城市多維網(wǎng)絡(luò)分析提供了理論和方法基礎(chǔ).區(qū)域間的網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜多樣的,單一要素的網(wǎng)絡(luò)并不能準確地刻畫出區(qū)域間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系,多維度的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)研究逐漸興起.近年來,隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)分析方法的進步,部分學(xué)者開始關(guān)注區(qū)域間多維網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系,相關(guān)研究主要關(guān)注交通網(wǎng)絡(luò)與企業(yè)網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)與信息網(wǎng)絡(luò)、不同類型交通網(wǎng)絡(luò)、靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)與動態(tài)網(wǎng)絡(luò)等多元網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系.Liu等對航空網(wǎng)絡(luò)和企業(yè)網(wǎng)絡(luò)進行了分析[18],宋瓊等基于有向多值關(guān)系視角對中原城市群的經(jīng)濟聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)和信息網(wǎng)絡(luò)進行了疊加分析[1],李卓偉等對走廊地帶的城市信息網(wǎng)絡(luò)和交通網(wǎng)絡(luò)進行了分析[19],王姣娥等對中國城市的高鐵-民航網(wǎng)絡(luò)、高鐵-長途汽車網(wǎng)絡(luò)進行了研究[20-21],Zhang等基于交通、企業(yè)、人口、科技等數(shù)據(jù),對長三角多元城市網(wǎng)絡(luò)進行分析[22],王少劍等基于人流、物流、資金流數(shù)據(jù),對珠三角多元城市網(wǎng)絡(luò)進行了分析[23].

城市網(wǎng)絡(luò)研究是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,其目的在于科學(xué)解析和引領(lǐng)區(qū)域一體化和網(wǎng)絡(luò)信息化發(fā)展的新機遇新要求.然而,當前國內(nèi)外城市網(wǎng)絡(luò)研究仍存在一定的不足:從研究內(nèi)容看,城市網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)研究側(cè)重于單一網(wǎng)絡(luò)的研究,對多維度城市空間網(wǎng)絡(luò)空間格局及關(guān)聯(lián)關(guān)系的研究仍有待深入;從研究尺度看,城市網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)研究側(cè)重于單一城市群或全國尺度的分析,對多個城市群的對比分析仍相對不足,難以揭示城市多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性特征.交通、資金、科技和信息是推動區(qū)域經(jīng)濟增長的核心要素.鑒于此,本研究首先建立了城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)分析的理論框架,構(gòu)建了五大城市群資金、高鐵、科技和信息網(wǎng)絡(luò),對我國五大城市群的城市多維網(wǎng)絡(luò)空間格局和關(guān)聯(lián)特征進行實證分析,并基于QAP回歸分析方法對我國五大城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的影響因素進行了分析.

1 研究機制與分析框架

城市群是一個開放復(fù)雜的巨系統(tǒng),城市間存在復(fù)雜多樣的聯(lián)系.隨著信息技術(shù)和快速交通的高速發(fā)展,城市間的經(jīng)濟文化交流與合作廣泛存在并趨向復(fù)雜化和多樣化,各類要素流動相互交織,共同作用于城市群空間結(jié)構(gòu)的形成與演變.本研究選取資金、高鐵、科技、信息四個維度的城市網(wǎng)絡(luò),分別反映城市間不同要素的流動空間特征.

1.1 網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)機制

不同維度的網(wǎng)絡(luò)代表了不同經(jīng)濟要素的流動空間特征,可能具有共生或者夾帶的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系.同一類型的網(wǎng)絡(luò)具有共生關(guān)系:基于企業(yè)等微觀主體要素流動所構(gòu)建的科技合作網(wǎng)絡(luò)和資金網(wǎng)絡(luò),兩者本身具有一定的共生關(guān)系,企業(yè)的異地投資與母子公司科技合作聯(lián)合申請專利二者本身也具有共生關(guān)系,共同構(gòu)成形成“蜂鳴-管道”效應(yīng),推動城市間要素聯(lián)系強度的增加;高鐵聯(lián)系和信息聯(lián)系均依附于交通和信息等物理設(shè)施上的要素流動,而交通和信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)往往帶有明顯的政策烙印,具有明顯的同步性和空間耦合關(guān)系,其要素的流動相應(yīng)具有較強的關(guān)聯(lián)性.不同類型的網(wǎng)絡(luò)具有相互作用關(guān)系:基于基礎(chǔ)設(shè)施的城市信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)、高鐵聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)與基于企業(yè)等微觀主體的城市間資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)和科技聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)之間相互促進、相互影響,城市間的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)增強了城市間的信息聯(lián)系與高鐵聯(lián)系,壓縮城市間的時空距離,進一步推動企業(yè)異地投資和科技合作;城市間資金聯(lián)系和科技聯(lián)系的增強反過來作用于區(qū)域發(fā)展政策,推動城市群發(fā)展,促進基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的互聯(lián)互通,進而強化信息聯(lián)系和高鐵聯(lián)系.

1.2 網(wǎng)絡(luò)影響機制

網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)關(guān)系遵循鄰近—關(guān)聯(lián)效應(yīng),區(qū)域之間的鄰近關(guān)系對其聯(lián)系強度具有正向作用.由于研究對象或空間尺度的不同,關(guān)于鄰近性的概念、分類和影響機制,學(xué)界還存在較多的爭議.與微觀企業(yè)主體不同,本文認為地理距離、經(jīng)濟差異、制度差異、認知差異是影響城市群網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的重要影響因素.地理距離是指城市間地理空間上的距離關(guān)系,地理鄰近性是影響城市間要素流動的重要因素,常被認為是客觀且重要的影響因素[10].制度差異是指城市受到非正式約束和正式規(guī)則制約的差異,主要包括正式的制度(法律和政策)和非正式的制度(文化價值觀和社會習(xí)俗)[6],城市間制度的相似性可以減少要素流動的“摩擦力”,提升流動強度.認知差異是城市在技術(shù)發(fā)展、自主創(chuàng)新、開放合作等方面表現(xiàn)出的差異性,城市具備較高的自主創(chuàng)新水平和合作意愿,要素在這類城市間流動強度往往較大.此外,經(jīng)濟規(guī)模和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的差異性對城市間的多維要素流動影響較為明顯,如人流、物流、資金流、信息流向大城市流動的現(xiàn)象突出,加速了企業(yè)生產(chǎn)信息化和空間分離[22],推動城市產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)日益密切.

綜上所述,本研究構(gòu)建的分析框架如圖1所示.不同城市群間的資金網(wǎng)絡(luò)、科技網(wǎng)絡(luò)、高鐵網(wǎng)絡(luò)、信息網(wǎng)絡(luò)的空間格局、關(guān)聯(lián)關(guān)系以及影響因素是本研究關(guān)注的核心議題.城市網(wǎng)絡(luò)具有復(fù)雜性,這種復(fù)雜性不僅表現(xiàn)為網(wǎng)絡(luò)的多維度特征和網(wǎng)絡(luò)間共生夾帶的關(guān)聯(lián)關(guān)系,還表現(xiàn)為其形成機理與過程的復(fù)雜性,城市網(wǎng)絡(luò)在發(fā)展過程中受到地理空間、制度差異、認知差異、經(jīng)濟差異等因素的共同影響與作用,不同影響因素間也具有一定的復(fù)雜關(guān)聯(lián)關(guān)系,這些因素通過直接、間接或組合的方式影響城市多維網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展.

圖1 理論分析與框架構(gòu)建Fig. 1 Analysis framework construction diagram

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與矩陣構(gòu)建

2.1.1 數(shù)據(jù)來源 1) 資金聯(lián)系.本研究在基于企業(yè)視角的隸屬網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上,進一步借鑒焦敬娟等[24]學(xué)者研究思路,采用注冊資本乘以控股比例作為上市公司異地投資金額,以反映城市之間的資本流動情況,并由此構(gòu)建城市間資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò).上市公司投資數(shù)據(jù)來源于國泰安經(jīng)濟金融研究數(shù)據(jù)庫上市公司及其控股子公司數(shù)據(jù)(https://www.gtarsc.com/).2) 高鐵聯(lián)系.城市間的人口流動主要來自于公路和鐵路,借鑒王少劍等[23]學(xué)者的研究思路,采用差量分析法,選擇高鐵列車頻次作為交通流數(shù)據(jù)的替代方法.基于12306網(wǎng)站查詢城市間高鐵(含G字頭、D字頭和C字頭列車)班次數(shù)據(jù),人工清除重復(fù)列車班次,獲取五大城市群高鐵列車通勤班次矩陣數(shù)據(jù).3) 科技聯(lián)系.聯(lián)合申請專利是組織間知識共享、交流合作取得的共有成果,反映了共同申請人間的創(chuàng)新合作關(guān)系,被廣泛運用于創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建[6].本文采用聯(lián)合申請發(fā)明專利數(shù)據(jù)衡量城市間技術(shù)合作水平,構(gòu)建城市創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò).基于智慧芽專利查詢網(wǎng)站,爬取全國2019年城市間專利合作數(shù)據(jù),通過數(shù)據(jù)清理和篩選獲取五大城市群科技合作矩陣數(shù)據(jù).4) 信息聯(lián)系.百度指數(shù)城市搜索量可以直觀地反映城市間的信息交流狀況[25],本文基于百度指數(shù)構(gòu)建城市間的信息流研究,借助百度指數(shù)網(wǎng)站的地域?qū)Ρ裙δ?獲取2019年五大城市群城市間百度用戶日均搜索量,構(gòu)建五大城市群信息聯(lián)系矩陣.

2.1.2 數(shù)據(jù)處理 囿于數(shù)據(jù)來源和模型方法,現(xiàn)有研究多為無向二值網(wǎng)絡(luò),不易比較城市網(wǎng)絡(luò)相互作用的強弱,而有向多值網(wǎng)絡(luò)在研究城市職能與城市間相互關(guān)系方面則具有更大的優(yōu)勢[26].因此,本文在數(shù)據(jù)收集和處理中,構(gòu)建資金、高鐵、信息有向多值的非對稱矩陣,更好的比較城市間多維網(wǎng)絡(luò)的“虹吸效應(yīng)”和“輻射效應(yīng)”.同時,考慮到不同網(wǎng)絡(luò)的可比性,在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性分析過程中對各類空間流的實際值進行統(tǒng)一極差標準化,以此作為網(wǎng)絡(luò)的邊聯(lián)系強度,值越大,代表城市間的聯(lián)系強度越強.

2.2 研究方法

本研究引入社會網(wǎng)絡(luò)分析法,力圖深入揭示城市多維“流空間”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)特征.社會網(wǎng)絡(luò)分析法以“關(guān)系”作為基本單元,采用圖論工具、代數(shù)模型技術(shù)描述關(guān)系模式,是一種針對“關(guān)系數(shù)據(jù)”的跨學(xué)科分析方法[27].借助社會網(wǎng)絡(luò)分析工具系統(tǒng)刻畫了我國五大城市群資金聯(lián)系、高鐵聯(lián)系、科技聯(lián)系、信息聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征,并利用社會網(wǎng)絡(luò)分析的二次指派程序(quardratic assignment procedure,QAP)分析資金聯(lián)系、高鐵聯(lián)系、科技聯(lián)系、信息聯(lián)系的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及影響因素.相關(guān)模型解釋見表1.

表1 基本網(wǎng)絡(luò)分析模型釋義表

3 多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征分析

3.1 網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)特征

以不同流量的斷點值繪制地理聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),按照自然斷裂點法(Jenks)分為5類,如圖2所示.五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)具有明顯的極核特征,層級結(jié)構(gòu)比較顯著.從網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強度和節(jié)點地位來看,網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系強度呈現(xiàn)明顯的地理衰減規(guī)律,核心-邊緣的特征較為顯著.從不同網(wǎng)絡(luò)類型來看,信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)更均勻、聯(lián)系強度更大;資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)和專利合作網(wǎng)絡(luò)整體聯(lián)系水平較低,區(qū)域差距較大,更多集中為少數(shù)中心城市間的聯(lián)系,邊緣城市線條稀疏.從不同區(qū)域來看,多維網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性特征顯著,長三角城市群網(wǎng)絡(luò)化水平最高,發(fā)育最為完善,表現(xiàn)出明顯的多中心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),聯(lián)系骨架呈現(xiàn)“Z”形空間結(jié)構(gòu);京津冀城市群呈現(xiàn)以北京為核心的放射狀空間格局,邊緣節(jié)點的聯(lián)系強度較弱;珠三角城市群呈現(xiàn)出廣州、深圳雙核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),東莞、佛山等城市也表現(xiàn)出一定的網(wǎng)絡(luò)控制力;長江中游呈現(xiàn)出以武漢、長沙為中心的聯(lián)動放射格局,南昌的網(wǎng)絡(luò)控制力還需進一步提升;成渝城市群表現(xiàn)為明顯的成都、重慶雙城互動網(wǎng)絡(luò)格局,中間反而呈現(xiàn)出聯(lián)系“洼地”.長江中游城市群、成渝城市群的網(wǎng)絡(luò)發(fā)育程度較低,整體聯(lián)系強度較弱,特別是在資金、科技網(wǎng)絡(luò)中,核心城市的網(wǎng)絡(luò)控制力還需要進一步提升.

注:該圖基于自然資源部標準地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號為GS(2019)1823號的標準地圖制作,底圖無修改.圖2 我國五大城市群多維聯(lián)系地理網(wǎng)絡(luò)Fig. 2 Multidimensional geographic network of my country’s five major urban agglomerations

3.2 網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)特征

1) 網(wǎng)絡(luò)密度特征.如表2所示,資金聯(lián)系、高鐵聯(lián)系、科技聯(lián)系、信息聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)密度均超過了0.1,說明五大城市群城市間不同要素均存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系.其中,信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)和高鐵聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)密度整體水平較高,分別位于0.25～0.36和0.20～0.31之間,意味著五大城市群城市間信息聯(lián)系和高鐵聯(lián)系覆蓋面廣,相對差距較小;而城市間資本聯(lián)系、科技聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)整體關(guān)聯(lián)水平相對較低,表明資本、專利兩大要素集中在少數(shù)城市間流動.此外,不同地區(qū)多維網(wǎng)絡(luò)密度呈現(xiàn)差異性:長江中游城市群信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)密度最高,表明其信息協(xié)調(diào)發(fā)展水平較高;珠三角資金聯(lián)系、高鐵聯(lián)系和科技聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)密度均呈現(xiàn)較高水平,表明其內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展水平較高.

表2 五大城市群多指標網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

2) 網(wǎng)絡(luò)效率分析.除部分指標外,五大城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)效率均超過了0.6,這表明在五大城市群內(nèi)部,60%以上的聯(lián)系是有效的,而城市群網(wǎng)絡(luò)動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系的重復(fù)疊加現(xiàn)象較少,說明五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性仍不足.其中,科技聯(lián)系和資金聯(lián)系具有較高的網(wǎng)絡(luò)效率,說明城市群這兩類網(wǎng)絡(luò)存在較多獨立的聯(lián)系節(jié)點,具有明顯的網(wǎng)絡(luò)邊緣地區(qū),這亟需打通資本聯(lián)系和科技合作的障礙,推動資金、科技等要素向外圍邊緣城市流動.從不同維度來看,長江中游城市群和京津冀資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)效率最高,說明城市群內(nèi)企業(yè)投資聯(lián)系還不強;而珠三角高鐵聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)效率最高,說明其高鐵網(wǎng)絡(luò)化水平還不高;除珠三角外,其他城市群科技聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)水平均較高,說明其余四個城市群區(qū)域科技網(wǎng)絡(luò)合作水平還不足;五大城市群信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)效率均較低,說明信息連通網(wǎng)絡(luò)水平較高.

3) 網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)特征.除成渝城市群資本聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)外,其余城市群各網(wǎng)絡(luò)聚集系數(shù)均在0.5以上,表明其存在部分城市節(jié)點緊密合作、形成集聚的特征,即網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部出現(xiàn)“局域網(wǎng)”現(xiàn)象.從不同維度網(wǎng)絡(luò)來看,高鐵聯(lián)系和信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)明顯高于資金聯(lián)系和科技聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),表明高鐵列車頻次和百度指數(shù)網(wǎng)絡(luò)中,部分核心城市構(gòu)成的骨干網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系緊密度更高.從不同區(qū)域來看,珠三角城市群平均網(wǎng)絡(luò)集聚度達0.75,說明其網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系核心骨架更多集聚在廣州、深圳等城市構(gòu)成的局域網(wǎng),長江中游城市群平均網(wǎng)絡(luò)集聚度也達到了0.67,其網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系更多集中在武漢、長沙、南昌三個城市.

4) 網(wǎng)絡(luò)平均距離分析.社會網(wǎng)絡(luò)分析通常采用“平均距離”來定量揭示網(wǎng)絡(luò)的小世界特征[27].如表3所示,全國五大城市群資金聯(lián)系、高鐵聯(lián)系、科技聯(lián)系、信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)聯(lián)的平均距離均處于1～3之間,其中平均距離最大的長江中游城市群的資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)平均距離也僅為2.488.這表明五大城市群不同類型城市聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中任意兩個城市節(jié)點之間通過1～3個中間城市就完全可以建立聯(lián)系,即城市聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)明顯的小世界特征.

3.3 網(wǎng)絡(luò)中心性分析

根據(jù)相對中心度中城市輻射與集聚能力,分析五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點特征.如表3所示,整體來看,外向程度中心性方面,信息聯(lián)系>高鐵聯(lián)系>科技聯(lián)系>資金聯(lián)系,內(nèi)向程度中心性方面,高鐵聯(lián)系>科技聯(lián)系>資金聯(lián)系>信息聯(lián)系.從不同維度來看,五大城市群多維要素的輻射與吸引能力存在差異.長三角、珠三角、成渝城市群的資金聯(lián)系均是對外輻射大于對內(nèi)吸引,說明對外的資金輻射帶動作用較強,而京津冀、長江中游城市群資金聯(lián)系對外輻射小于對內(nèi)吸引,集中表現(xiàn)為中心城市的虹吸效應(yīng)較為明顯,這說明京津冀、長江中游城市群表現(xiàn)為核心城市與周邊城市發(fā)展差距顯著,一體化發(fā)展水平較弱.京津冀、成渝、長江中游城市群高鐵聯(lián)系對外輻射大于對內(nèi)吸引,說明這三個城市群高鐵輻射作用更強,而長三角、珠三角城市群高鐵聯(lián)系對外輻射小于對內(nèi)吸引,虹吸作用更強,由于高鐵聯(lián)系主要表現(xiàn)為商旅的流向,這說明這兩個城市群內(nèi)各城市均表現(xiàn)出一定的吸引力.五大城市群信息聯(lián)系均呈現(xiàn)為信息輻射力高于信息吸引力,說明信息聯(lián)系較為均勻,城市群輻射效應(yīng)明顯.

表3 五大城市群多網(wǎng)絡(luò)中心性分析

3.4 網(wǎng)絡(luò)相似性分析

如表4所示,整體來看,五大城市群內(nèi)部、多維網(wǎng)絡(luò)間的所有相關(guān)性系數(shù)均為正值.除珠三角城市群科技和資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)外,其余均通過了10%顯著性水平檢驗,絕大部分通過了1%顯著性水平檢驗,這表明五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系總體上存在顯著的正向相關(guān)關(guān)系.在關(guān)聯(lián)程度上,高鐵、科技、信息聯(lián)系與其他網(wǎng)絡(luò)間聯(lián)系的整體顯著性高于資金聯(lián)系.

具體來看,城市群發(fā)育水平與網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)緊密度存在一定的正向關(guān)系.京津冀、長三角網(wǎng)絡(luò)間的顯著性水平更高,網(wǎng)絡(luò)間的正向相關(guān)性系數(shù)更高,說明京津冀、長三角城市群發(fā)育相對成熟,可能呈現(xiàn)出不同要素網(wǎng)絡(luò)相互影響、相互促進的疊加效應(yīng),進一步反映了城市群發(fā)育相對成熟,城市間要素流動會呈現(xiàn)出相互促進的作用.成渝城市群、長江中游城市群顯著性水平相對較低,網(wǎng)絡(luò)間的正向相關(guān)性系數(shù)較低,說明成渝城市群、長江中游城市群相關(guān)要素網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育水平相對較低且不均衡,城市群多維網(wǎng)絡(luò)尚未形成較好的疊加效應(yīng),這與兩個城市群所處的發(fā)展階段有較大關(guān)系.珠三角城市群由于基礎(chǔ)設(shè)施相對均衡,而資金科技流動高度集聚,網(wǎng)絡(luò)間的正向相關(guān)性系數(shù)并不高,基礎(chǔ)設(shè)施流與資金、科技流動關(guān)聯(lián)性并不高,廣州、深圳核心城市對科技、資金等經(jīng)濟要素的虹吸效應(yīng)十分顯著,這可能與珠三角外向型經(jīng)濟發(fā)展模式和城市群空間結(jié)構(gòu)密切相關(guān).

表4 五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)相關(guān)性分析

4 影響因素分析

4.1 變量選擇

根據(jù)前文理論機制分析,城市聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)作為復(fù)雜系統(tǒng),其演化發(fā)展受到地理、經(jīng)濟、制度、認知等多方面因素的共同影響.首先,城市聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)與地理因素相關(guān),相近的城市具有更強的關(guān)聯(lián)關(guān)系和空間溢出效應(yīng),從五大城市群網(wǎng)絡(luò)空間格局來看,核心邊緣的特征較為顯著.此外,中遠距離大城市的空間關(guān)聯(lián)也較強,可以看出發(fā)展方式相近的地區(qū)可能具有更顯著的空間關(guān)聯(lián).由此推測各地區(qū)的空間距離、經(jīng)濟發(fā)展差異、行政級別差異、對外合作差異可能是解釋城市空間關(guān)聯(lián)的重要因素.因此,可設(shè)立如下模型:

Y=f(X1;X2;X3;X4),

(6)

式中,X1表示地理空間距離.地理空間距離一定程度上會影響城市間的聯(lián)系強度,采用城市經(jīng)緯度計算得出城市間的O-D距離.X2表示城市間規(guī)模差異.經(jīng)濟規(guī)模對城市聯(lián)系具有重要作用,采用城市間GDP構(gòu)建城市群經(jīng)濟發(fā)展插值矩陣.X3表示城市等級關(guān)系.城市等級關(guān)系為城市聯(lián)系的形成提供重要的梯度力,城市等級關(guān)系中,兩個城市有一個為首都的表征為3,有一個為副省級城市的表征為2,其余城市表征為1[7].X4表示對外水平差異.良好的對外開放水平為城市聯(lián)系營造良好的氛圍,采用實際使用外資數(shù)構(gòu)建對外開放水平差值矩陣.

4.2 結(jié)果分析

本研究采用QAP對上述4個自變量進行性慣性分析,發(fā)現(xiàn)多個自變量存在高度自相關(guān),如部分城市群GDP差異和對外開放水平指標在1%的水平上顯著.因此,需要采用QAP回歸分析方法較好地處理這些關(guān)系數(shù)據(jù)的“多重共線性”問題.此外,QAP回歸分析方法作為一種非參數(shù)檢驗方法,不需要假設(shè)變量之間相互獨立,因而比參數(shù)檢驗方法更加穩(wěn)健[28].

綜合來看,地理距離、GDP差異、城市等級、對外開放差異均是影響城市群多維聯(lián)系之間相似性較強的因素.回歸結(jié)果顯示(表5),模型對不同城市群多維網(wǎng)絡(luò)的解釋力均在11.3%以上,大部分在20%以上,有一定的解釋意義.長三角城市群的顯著性最強,說明長三角城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)受地理、經(jīng)濟、制度、認知四個方面的影響均十分顯著.成渝城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)更多受到地理、經(jīng)濟、制度方面因素的影響,認知方面因素的影響力不顯著.長江中游城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)更多受地理、經(jīng)濟、認知方面因素的影響,制度方面的影響作用未充分顯現(xiàn).珠三角城市群和京津冀城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)整體顯著性不高,這不僅與網(wǎng)絡(luò)樣本數(shù)量相對較少、要素流動存在偶然性等因素相關(guān),還與城市群的發(fā)展類型與模式密切相關(guān),珠三角城市群受經(jīng)濟外部性影響較大,京津冀城市群受國家宏觀政策調(diào)控影響較大.

具體來看,不同因素影響作用具有差異性.地理距離因素方面,盡管地理距離與所有網(wǎng)絡(luò)均呈現(xiàn)負向相關(guān)關(guān)系,但顯著性水平具有較大的差異,長三角和長江中游多維網(wǎng)絡(luò)受地理距離的因素影響最為顯著,京津冀、珠三角顯著性水平較低,特別是珠三角4個網(wǎng)絡(luò)回歸系數(shù)均不顯著,說明城市群空間范圍越大,城市網(wǎng)絡(luò)受地理空間的影響越大,顯著性越強;城市規(guī)模影響方面,GDP差異與絕大部分網(wǎng)絡(luò)均呈現(xiàn)負相關(guān),長三角城市群與成渝城市群最為顯著,表現(xiàn)出超越地理距離的經(jīng)濟聯(lián)系,被稱作“群島型經(jīng)濟互動”[29],如成都和重慶作為城市群中兩個雙核心城市,距離相對較長,但GDP差異較小,聯(lián)系強度反而較大,兩大城市之間形成了聯(lián)系“洼地”,這種現(xiàn)象在其他三個城市群中表現(xiàn)并不顯著;行政等級影響方面,除長江中游城市群資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)、珠三角和京津冀城市群的科技聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)外,均具有顯著相關(guān)關(guān)系,其中絕大部分具有顯著的正向相關(guān)關(guān)系,這說明城市群與高等級城市聯(lián)系通道上的要素流動的強度往往也較強;對外開放水平方面,除京津冀城市群高鐵聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)、珠三角城市群資金和高鐵聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)、成渝城市群高鐵聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)外,其余網(wǎng)絡(luò)與對外開放水平都展現(xiàn)出了顯著的相關(guān)性,其中長三角城市群顯著性最高.

為了讓回歸結(jié)果更加穩(wěn)健,本研究采取替代變量的方法進行了穩(wěn)健性檢驗,使用時間距離替代空間距離、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)指數(shù)替代GDP之差、創(chuàng)新水平之差替代對外開放水平.城市間的時間距離通過城市間高速鐵路和高速公路加權(quán)最短旅行時間計算得出,二者權(quán)重均取0.5,行業(yè)關(guān)系采用克魯格曼結(jié)構(gòu)差異度指數(shù)計算[1],采用城市間獲得專利數(shù)量構(gòu)建創(chuàng)新水平差值矩陣.穩(wěn)健性檢驗結(jié)果(表6)與上述分析結(jié)果具有較好的吻合性,進一步印證了地理空間、經(jīng)濟差異、制度差異、認知差異對城市多維聯(lián)系影響的異質(zhì)性特征.

表5 城市多維網(wǎng)絡(luò)影響因素分析

表6 城市多維網(wǎng)絡(luò)影響因素穩(wěn)健性檢驗

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

本文從區(qū)域多維流空間視角,建立了多維城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的理論分析框架,對我國五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征進行了對比分析,并對其影響因素進行了研究,得到如下結(jié)論.

1) 在網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)方面,五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)具有明顯的極核特征,層級結(jié)構(gòu)比較顯著,長三角城市群城市間聯(lián)系發(fā)育較為成熟,多中心特征顯著,長江中游城市群、成渝城市群整體聯(lián)系強度較弱,從不同聯(lián)系維度來看,信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)密度更高、強度更大,資金聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)和專利合作網(wǎng)絡(luò)整體聯(lián)系水平較低,更多集中為少數(shù)中心城市間的聯(lián)系.

2) 在網(wǎng)絡(luò)整體結(jié)構(gòu)方面,五大城市群多維網(wǎng)絡(luò)空間關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)出多線程、多城市、跨區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)分布態(tài)勢,具有顯著的“局域網(wǎng)”和小世界特征,其中網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的穩(wěn)定性和疊加效應(yīng)仍不夠,特別是科技聯(lián)系和資金聯(lián)系存在較多網(wǎng)絡(luò)孤立節(jié)點.

3) 在網(wǎng)絡(luò)中心性方面,信息聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的外向程度中心性>高鐵聯(lián)系>科技聯(lián)系>資金聯(lián)系,高鐵聯(lián)系的內(nèi)向程度>科技聯(lián)系>資金聯(lián)系>信息聯(lián)系,各城市群多維要素的輻射與吸引能力存在較大差異.

4) 在網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)方面,網(wǎng)絡(luò)整體關(guān)聯(lián)總體上呈現(xiàn)明顯的正效應(yīng),不同城市群與不同維度網(wǎng)絡(luò)間的關(guān)聯(lián)具有明顯的差異性特征,京津冀、長三角網(wǎng)絡(luò)間的顯著性水平更高,網(wǎng)絡(luò)間的正向相關(guān)性系數(shù)更高,成渝城市群、長江中游城市群、珠三角城市群顯著性水平相對較低.

5) 在網(wǎng)絡(luò)影響因素上,城市群多維網(wǎng)絡(luò)影響因素具有明顯的區(qū)域異質(zhì)性.長三角城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)受地理、經(jīng)濟、制度、認知四個方面的影響,成渝城市群更多受到地理、經(jīng)濟、制度方面因素的影響,長江中游城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)更多受地理、經(jīng)濟、認知方面因素的影響,珠三角城市群和京津冀城市群多維聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)影響因素的顯著性均不高.

5.2 討論

對多個城市群開展多維度網(wǎng)絡(luò)空間結(jié)構(gòu)對比分析具有重要理論意義和實踐意義.我們可以發(fā)現(xiàn)城市地位并非與其經(jīng)濟規(guī)模、行政等級和地理區(qū)位完全一致;要注重城市群內(nèi)部的地理衰減規(guī)律,同時也要關(guān)注到“群島型經(jīng)濟互動”;要注意城市群網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的高等級集聚,也要注重梯度差異的平衡發(fā)展;要注意多維城市網(wǎng)絡(luò)的共性關(guān)系,也要注意不同城市群網(wǎng)絡(luò)的異質(zhì)性特征等.這些規(guī)律和特征對發(fā)揮城市群多維網(wǎng)絡(luò)疊加效應(yīng),促進城市群高質(zhì)量發(fā)展具有重要政策指導(dǎo)作用.本文還有以下研究不足:受數(shù)據(jù)獲取限制,本文只獲取了2019年一個時間點的數(shù)據(jù),無法模擬城市群多維網(wǎng)絡(luò)的演化增長路徑,后續(xù)將進一步擴展研究的時間節(jié)點;本文雖然提出了網(wǎng)絡(luò)關(guān)聯(lián)的理論框架,但對網(wǎng)絡(luò)疊加效應(yīng)的分析還不夠,下一步研究還將進一步論證網(wǎng)絡(luò)協(xié)同效應(yīng).