京津冀城市群空間結(jié)構(gòu)特征及其演變趨勢判斷

王金營,范世杰

(河北大學(xué) 經(jīng)濟(jì)學(xué)院,河北 保定 071000)

一、引言

隨著全球化和區(qū)域一體化的推進(jìn),城市群逐漸成為國家參加國際競爭和國際分工的基本地域單元,而以大都市為核心的世界級城市群必將憑借其在人口、產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)勢,形成強(qiáng)大的集聚和輻射帶動效應(yīng),并成為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的核心增長極。經(jīng)過40年的高速增長,中國經(jīng)濟(jì)走到了關(guān)鍵的階段,而城市群作為國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略核心在其中將發(fā)揮不可取代的作用,其中京津冀、長三角和珠三角城市群逐漸成為引領(lǐng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要引擎,到2020年三大城市群的GDP分別占全國的8.5%、20.9%和8.8%,合計占全國比重為38.2%,可以看出其在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要引領(lǐng)作用,而京津冀城市群經(jīng)濟(jì)實力不斷增強(qiáng),到2020年,京津冀城市群常住人口達(dá)到11 036.9萬人,占全國的7.6%;GDP達(dá)到86 393.2億元,近10年內(nèi)年均增長7.1%,人均GDP不斷提高,達(dá)到78 276.7元,比2010年提高了85.3%;一般預(yù)算公共收入達(dá)到了11 233.3億元,近10年內(nèi)年均增長9.0%。京津冀區(qū)域內(nèi)北京、天津和河北根據(jù)自身特點(diǎn)優(yōu)勢和功能定位,積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變生產(chǎn)方式,加快優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)趨于合理化,到2020年,京津冀城市群中第三產(chǎn)業(yè)比重達(dá)到67.2%,高于第二產(chǎn)業(yè)的39.3%①?？梢娋┙蚣匠鞘腥壕哂薪ǔ墒澜缂壋鞘腥旱墓饷髑熬?作為區(qū)域發(fā)展的重要增長極,其在未來將成為參與全球競爭和國際分工的重要區(qū)域。

隨著城市化的逐步推進(jìn),《國家十一五規(guī)劃綱要》指出要把城市群作為推進(jìn)城鎮(zhèn)化的主體形態(tài),在十九大報告中,強(qiáng)調(diào)要以城市群為主體構(gòu)建大中小城市和小城鎮(zhèn)協(xié)調(diào)發(fā)展的城鎮(zhèn)格局,《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020)》特別指出,東部地區(qū)城市群中的京津冀、長三角和珠三角城市群必須加快經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化和環(huán)境質(zhì)量提升等,要以建設(shè)世界級城市群為最終目標(biāo),打造成我國最具經(jīng)濟(jì)活力、開放程度高、創(chuàng)新能力強(qiáng)和具有強(qiáng)大吸引人才能力的區(qū)域。

總的來說,城市群的發(fā)展是區(qū)域空間結(jié)構(gòu)重構(gòu)的關(guān)鍵,改革開放40年來,雖然中國經(jīng)濟(jì)高速增長,各大城市群快速發(fā)展,但其發(fā)展水平參差不齊,而作為國家級城市群的京津冀城市群內(nèi)部發(fā)展也存在差距,由于城市群內(nèi)部的各個城市的社會地域分工不同,加之地理位置、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、規(guī)章制度和內(nèi)在外在條件的差異,使得城市群各個城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距明顯,呈現(xiàn)出復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)特征,而城市群內(nèi)部城市的規(guī)模等級結(jié)構(gòu)、空間經(jīng)濟(jì)聯(lián)系和國家區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略都將影響城市群空間結(jié)構(gòu)的發(fā)展,對于京津冀城市群而言,改革開放以來城市群空間結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了怎樣演變的過程?現(xiàn)階段又呈現(xiàn)出何種空間結(jié)構(gòu)特征?隨著雄安新區(qū)的建設(shè)發(fā)展,其空間結(jié)構(gòu)未來優(yōu)化的趨勢又是怎樣?這對京津冀城市群能否建設(shè)成為世界級城市群至關(guān)重要。

城市群作為城市化進(jìn)程中區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化的空間組織形式,實質(zhì)上是地理單元上臨近,且聯(lián)系密切的多個城市及其周邊地區(qū)的集合體,不同于獨(dú)立的城市經(jīng)濟(jì)單元。有關(guān)城市群的研究,國外相對比較成熟,形成了諸如中心-外圍理論、區(qū)位理論[1]、增長極理論[2]、核心-邊緣理論[3]等。在借鑒已有理論的基礎(chǔ)上,國內(nèi)學(xué)者針中國的實際情況開展了深入研究,形成點(diǎn)-軸理論[4]、城市連綿區(qū)[5]、雙核型理論[6]等,闡釋了城市群內(nèi)部的聯(lián)系加之與外圍區(qū)域的空間互動,使其能夠起到內(nèi)部集聚效應(yīng)和對外界區(qū)域的輻射帶動作用[7],成為一個國家或區(qū)域的增長極。進(jìn)一步來說,對于城市群空間結(jié)構(gòu)的研究能夠反映出城市群發(fā)展程度與階段,而城市群空間研究的基礎(chǔ)是對城市群規(guī)模結(jié)構(gòu)[8]、空間結(jié)構(gòu)[9]、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)[10]、職能結(jié)構(gòu)[11]、社會結(jié)構(gòu)等方面的充分認(rèn)知,并且發(fā)現(xiàn)各類要素之間的空間聯(lián)系和相互作用,以此來分析城市群內(nèi)各城市之間的相互作用關(guān)系[3][12-18]。

探究城市群對于區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展,必然需要對城市群空間結(jié)構(gòu)的評估、測度以及演化等方面進(jìn)行研究分析。Zipf較早提出了城市規(guī)模分布的“位序-規(guī)?！狈▌t,又稱為齊普夫定律[19]。當(dāng)然,城市群空間結(jié)構(gòu)的形成是不同地域空間上經(jīng)濟(jì)集聚產(chǎn)生的結(jié)果,進(jìn)而這一結(jié)果又使得各類經(jīng)濟(jì)體在空間上更加聚集,并在此基礎(chǔ)上形成了單中心或多中心城市群空間結(jié)構(gòu)[10]。城市群可通過理性合理的規(guī)劃使得的空間發(fā)展更加均衡[20],進(jìn)而促進(jìn)所在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

如此看來,城市群空間結(jié)構(gòu)隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)、人口等要素的集聚的相互作用,是動態(tài)變化的,應(yīng)該存在演進(jìn)的路徑、規(guī)律。已有研究多運(yùn)用分形理論、馬爾科夫轉(zhuǎn)移矩陣、等級鐘和空間自相關(guān)等方法,對城市群城市規(guī)模的時空演變進(jìn)行分析討論[21],對城市群空間結(jié)構(gòu)的演化趨勢、演化模式、演化規(guī)律以及演化動力機(jī)制進(jìn)行具體闡述[22]。

有關(guān)城市群空間結(jié)構(gòu)及其演變雖然已有一系列理論和實證成果,然而對于城市群空間結(jié)構(gòu)演變的長周期、系統(tǒng)性的分析略顯欠缺,現(xiàn)有文獻(xiàn)多將研究重點(diǎn)集中于過去到現(xiàn)在的空間結(jié)構(gòu)演變規(guī)律,而對于其未來發(fā)展態(tài)勢則較少涉及。特別是對于京津冀城市群需要從內(nèi)部城市之間互動關(guān)系及強(qiáng)度的長遠(yuǎn)視角和未來趨勢去研究。當(dāng)然,剖析京津冀城市群內(nèi)部城市之間的相互聯(lián)系以及相互作用是空間結(jié)構(gòu)形成的關(guān)鍵步驟,在此基礎(chǔ)上,需對未來趨勢及發(fā)展取向予以研判,由此可獲得京津冀城市群建設(shè)中應(yīng)該注意的規(guī)律、發(fā)展路徑和方向。

二、研究方法與數(shù)據(jù)來源

1. 研究方法

如上所述,城市群空間人口規(guī)模結(jié)構(gòu)[8]、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)是反映城市群空間特征和各城市之間相互作用關(guān)系的主要指標(biāo),而城市群空間結(jié)構(gòu)的演化趨勢、演化模式、演化規(guī)律關(guān)乎各類要素之間的空間聯(lián)系和相互作用。根據(jù)已有文獻(xiàn)研究,本文主要采用位序-規(guī)模法則、探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)和灰色關(guān)聯(lián)預(yù)測模型方法。

(1) 位序-規(guī)模法則

齊普夫(Zipf)[19]綜合杰斐遜和奧爾巴赫關(guān)于城市規(guī)模分布的模式,進(jìn)一步完善形成了城市規(guī)模分布的齊普夫定律,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

P=A/Sξ

(1)

其中,S為城市規(guī)模,P為城市規(guī)模大于S的城市分布概率,A為常數(shù),冪律指數(shù)ξ為1。對于指數(shù)ξ的其他取值,作如下討論:

當(dāng)0<ξ<1時,城市人口分散,城鎮(zhèn)體系中大城市不突出,中小城市發(fā)達(dá);當(dāng)ξ>1時,城市人口集中,城鎮(zhèn)體系以大城市為主,中小城市發(fā)育不夠完善;當(dāng)ξ→∞時,區(qū)域內(nèi)只有一個城市;當(dāng)ξ→0時,所有城市的規(guī)模相等。

借鑒現(xiàn)有文獻(xiàn)的經(jīng)驗,本文選取OLS回歸方法計算齊普夫指數(shù),該方法是用位序的對數(shù)對規(guī)模的對數(shù)做普通最小二乘回歸得出冪律指數(shù)ξ,其具體計算方法如下[22]:

lni=A-ξlnSi

(2)

(2)探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)

探索性空間數(shù)據(jù)分析 (ESDA)[23]能夠借助空間統(tǒng)計和具有識別功能的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,通過可視化技術(shù)反映空間區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)特征。ESDA分析空間相關(guān)性,主要是利用全局相關(guān)性和局部相關(guān)性,全局相關(guān)性是分析空間經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)在整個時空系統(tǒng)中的相關(guān)性情況,而局部相關(guān)性則是通過分析空間經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)在局部區(qū)域或子系統(tǒng)表現(xiàn)出的相關(guān)性。

全局相關(guān)性分析主要采用Moran’sI指數(shù)來衡量,公式如下:

(3)

Moran’sI指數(shù)可以看作是觀測值與它的空間滯后之間的相關(guān)系數(shù)。變量xi的空間是xi在領(lǐng)域j的平均值,定義為:

(4)

因此,Moran’sI指數(shù)的取值一般在-1到1之間,若大于0,則表示正相關(guān),其值越接近于1時,表明具有相似的屬性越集聚到一起,即高值與高值相鄰,低值與低值相鄰;若小于0,則表示負(fù)相關(guān),其值越接近于-1時,表明相異的屬性集聚到一起,即高值與低值相鄰,低值與高值相鄰。如果Moran’sI指數(shù)接近于0,則表示屬性是隨機(jī)分布的,或者不存在空間自相關(guān)性[23]。

局部相關(guān)性分析主要采用局部Moran’sI指數(shù)來衡量,公式如下:

(5)

該式是用來檢驗局部地區(qū)是否存在相似或相異的觀察值集聚在一起,并測度相鄰區(qū)域的關(guān)聯(lián)程度。正的Ii表示一個高值被高值包圍,或者一個低值被低值包圍。負(fù)的Ii表示一個低值被高值包圍,或者一個高值被低值包圍。

(3) 灰色預(yù)測模型

灰色預(yù)測是指利用GM模型對系統(tǒng)行為特征的發(fā)展變化規(guī)律進(jìn)行估計預(yù)測,可以對在特定時區(qū)內(nèi)發(fā)生事件(如人口規(guī)模變動、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變動)的未來時間分布情況做出研究等等。實質(zhì)上是將“隨機(jī)過程”當(dāng)作“灰色過程”,“隨機(jī)變量”當(dāng)作“灰變量”,并主要以灰色系統(tǒng)理論中的GM(1,1)模型來進(jìn)行處理[24]?；疑A(yù)測模型中最主要的模型就是Gm(1,1)預(yù)測模型,建立GM(1,1)預(yù)測模型的步驟如下:

令X(0)={X(0)(1),X(0)(2),…,X(0)(n)},其中X(0)(t)≥0,(t=1,2,…,n),對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行一次累加,生成新序列dX(1)(t),即:

(6)

新數(shù)列的變化趨勢近似地用下面的微分方程描述:

(7)

其中,-a為發(fā)展系數(shù),其大小反映了原時間序列數(shù)據(jù)的增長速度;u為灰色作用量。

令Yn= [X(0)(2),X(0)(3),…,X(0)(n)]T,B用公式表示為:

(8)

t=0,1,2,…,n-1

(9)

X^(1)1(t+1)為所得的累加預(yù)測值,將預(yù)測值還原即為:

X^(0)(t+1)=X^(1)(t+1)-X^(1)(t)

(10)

最后,結(jié)果檢驗。GM(1,1)預(yù)測模型精度可以通過小誤差概率與后驗差比值檢驗,根據(jù)后驗差的比值 C 與小誤差概率 P,將灰色系統(tǒng)模型預(yù)測的精度等級分成 4 個級別,C≦0.35且P≧0.95,為一級;0.35

2. 數(shù)據(jù)來源

本文選取京津冀城市群中北京、天津兩個直轄市和河北省11個地級市,以及20個縣級市,總共185個省市轄區(qū)以及縣(市)的年末總?cè)丝凇DP,從城市規(guī)模結(jié)構(gòu)以及空間經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)兩個方面來測度京津冀城市群的空間結(jié)構(gòu)特征,且數(shù)據(jù)均來自1996—2021年各地區(qū)的《統(tǒng)計公報》《統(tǒng)計年鑒》以及《中國城市統(tǒng)計年鑒》《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》《中國區(qū)域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》《中國縣域經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計年鑒》。

三、京津冀城市群人口與經(jīng)濟(jì)發(fā)展演進(jìn)軌跡

1. 京津冀城市群各城市人口規(guī)模構(gòu)成及變動

京津冀城市群作為華北、東北和華東之間重要的樞紐區(qū)域,按照行政規(guī)劃包括北京、天津兩個直轄市和河北省11個地級市,以及20個縣級市,總共185個省市轄區(qū)以及縣(市),從空間上來看,形成了以北京和天津為“雙磁力中心”吸引資源要素聚集[25],周邊廊坊、保定、張家口、承德、滄州的部分縣等構(gòu)成“環(huán)京津貧困帶”的基本格局。根據(jù)城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)(以2020年城區(qū)常住人口為統(tǒng)計口徑),將京津冀城市群主要縣級市及以上城市劃分為五類城市類型(見表1),可以看出,各類型城市數(shù)量分布嚴(yán)重不均衡,小城市數(shù)量較多,且在500萬—1 000萬的特大城市中出現(xiàn)斷層,缺少超大、特大城市與小城市之間的大中型城市。

表1 京津冀城市群規(guī)模分類統(tǒng)計

在一個城市群體系中,如果按照城市規(guī)模進(jìn)行排序,那么規(guī)模大的城市其等級處于較高的層次,則同層級的城市會相對較少,相對來說,規(guī)模小等級低的城市就會較少。如圖1所示,根據(jù)京津冀城市群2010年和2020年的人口規(guī)模和城市數(shù)量得到人口規(guī)模的金字塔,可以發(fā)現(xiàn),2010—2020年之間,超大城市、特大城市、大城市、中等城市和小城市的比例由1∶1∶4∶5∶24調(diào)整為2∶0∶5∶6∶21。可以明顯看出京津冀城市群的城市規(guī)模在逐步擴(kuò)大,特別是中等城市和大城市的數(shù)量有所增加,而小城市的數(shù)量有明顯的減少,但是總體上城市的分布結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“啞鈴型”結(jié)構(gòu),底部和中上部的城市數(shù)量較少,與金字塔型的城市層級結(jié)構(gòu)有明顯差別,說明其區(qū)域發(fā)展存在不均衡。

圖1 京津冀城市群2010年和2020年的城市金字塔數(shù)據(jù)來源:2010年《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》和2020年《中國城市建設(shè)統(tǒng)計年鑒》

2. 京津冀城市群各城市經(jīng)濟(jì)規(guī)模及水平的不平衡性

國民生產(chǎn)總值(GDP)作為衡量區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo),通過比較京津冀城市群縣域GDP及縣域人均GDP,可以看出區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)實力較強(qiáng)的區(qū)縣主要集中在“北京—天津—唐山”一線上,極化效應(yīng)明顯,京津兩地對河北區(qū)縣形成強(qiáng)大的虹吸效應(yīng),經(jīng)濟(jì)實力分別向北向南以及西部縱深地區(qū)遞減,區(qū)域內(nèi)部經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距明顯。此外,在京津冀城市群的中部和南部分別存在石家莊和邯鄲兩個小區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長極,但其輻射帶動能力與京津唐相比較弱,暫時無法形成以點(diǎn)帶面的區(qū)域核心-輻射功能。從經(jīng)濟(jì)總量上來看,北京和天津各區(qū)縣的GDP總和占比始終是其它區(qū)縣的2倍,且具有不斷擴(kuò)大的趨勢,說明兩個增長極的集聚能力強(qiáng)大,而其周邊城市GDP占比卻逐年減少,到2020年京津兩地占比達(dá)到58%,突顯了京津兩地的強(qiáng)大虹吸能力,使得周邊城市相較而言缺乏競爭力,而且除去京津兩地之外,其他城市GDP占比均未超過9%,缺乏中位次城市,從而發(fā)展受困,顯現(xiàn)出京津冀城市群發(fā)展的極度不均衡。

3. 京津冀城市群人口規(guī)模等級結(jié)構(gòu)變動趨勢

根據(jù)京津冀各設(shè)區(qū)城市人口規(guī)模,測算得到2010—2020年京津冀城市群二城市指數(shù)、四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)(見表2)。從表2中可以發(fā)現(xiàn),京津冀城市群在2010—2017年間的二城市指數(shù)均大于理論值2,介于2和4之間,屬于中度首位分布[26],2018—2020年間的二城市指數(shù)小于理論值2,屬于低度首位分布。四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)在2010—2017年間也均大于理論值,而且十一城市指數(shù)與理論值相差較大,2018—2020年四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)趨于理論值1。一般認(rèn)為較合理的解釋是城市首位度與這一區(qū)域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平負(fù)相關(guān),在發(fā)達(dá)地區(qū),增長總是遍布于整個城市體系,而典型的欠發(fā)達(dá)地區(qū)則趨于向單個城市集中,增長的高集中度使城市首位度不斷提高[24]。城市首位度與城市的規(guī)模等級有密切聯(lián)系,各級城鎮(zhèn)比例的失調(diào)會導(dǎo)致城市首位度的升高,由此可見,京津冀城市群的發(fā)展相對不均衡,區(qū)域內(nèi)的增長極高度集中于首位城市北京,相較于北京和天津,河北省的城市化水平較低,城鎮(zhèn)規(guī)模等級較低,總體上導(dǎo)致了京津冀城市群城鎮(zhèn)規(guī)模分布的比例失調(diào),使得城市體系發(fā)展不均衡。另外,可以看出京津冀城市群的二城市指數(shù)以2013年為節(jié)點(diǎn),呈現(xiàn)先上升后下降趨勢,2018后逐漸趨于理論值,四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)保持相同變化趨勢。由此可見,2013年之前,超大城市和特大城市的發(fā)展迅速,首位城市的輻射作用不斷增強(qiáng),逐步帶動中小城市的發(fā)展,然而由于城市之間差距較大,城市首位度一直保持上升態(tài)勢,2013年之后,城市首位度開始逐步下降,表明中小城市開始逐步加速發(fā)展,城市發(fā)展的集中度有所降低,尤其是在2017年之后,雙核城市發(fā)展趨勢增強(qiáng),京津冀城市群的均衡發(fā)展仍是一個長期的過程。

表2 2010—2020年京津冀城市群城市體系首位度指數(shù)變化

四、京津冀城市群空間結(jié)構(gòu)演變特征分析

1. 基于城市群人口規(guī)模等級角度

京津冀城市群中各區(qū)縣的位序與人口規(guī)模按照位序-規(guī)模法則進(jìn)行雙對數(shù)回歸獲得人口規(guī)模的齊普夫指數(shù),結(jié)果如圖2所示?？梢钥闯?京津冀城市群人口規(guī)模的齊普夫指數(shù)呈現(xiàn)下降的變化趨勢,由1.946下降至1.620,但仍大于最優(yōu)值1。說明人口規(guī)模分布比較集中,與齊普夫定律的最優(yōu)分布狀態(tài)相偏離,人口分布的差異性較大,城市之間發(fā)展不均衡,大城市發(fā)展突出,而中小城市的發(fā)展缺乏競爭力。當(dāng)然,齊普夫指數(shù)一直是處于一個下降趨勢,說明京津冀人口分布開始趨于分散,城市規(guī)模的合理性逐步提高,只是目前仍與最佳狀態(tài)有一定差距。北京和天津作為城市群的核心城市,有較高的資源稟賦,對于人才的吸引具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢,而大量高端人才的流入使得核心城市與周邊河北城市差距不斷擴(kuò)大,致使資源配置失衡,產(chǎn)生了發(fā)展不均衡的現(xiàn)象。

圖2 1995—2020年京津冀城市群人口規(guī)模分布的齊普夫指數(shù)

由于京津冀城市群內(nèi)縣級城市較多,范圍大分布廣,而人口又多集中于各地級市市轄區(qū),縣級城市人口流失嚴(yán)重,市轄區(qū)對屬地各縣級城市產(chǎn)生向上虹吸力,而區(qū)域內(nèi)部的重要核心京津兩直轄市又對全區(qū)域產(chǎn)生更高一級的對人口的集聚能力,其作用力大于市轄區(qū)對縣級城市人口的吸引力,導(dǎo)致全域人口向雙核心流動,造成人口的過度集聚。由于京津冀協(xié)同發(fā)展的推進(jìn),河北省內(nèi)各地市加速發(fā)展,磁力作用初步顯現(xiàn),齊普夫指數(shù)從2009年的1.851快速降至2020年的1.620,說明京津冀城市群正在形成新的人口集聚中心,逐步疏解京津兩地人口增加帶來的壓力。

2. 基于城市群經(jīng)濟(jì)規(guī)模等級角度

京津冀城市群中各區(qū)縣的位序與經(jīng)濟(jì)規(guī)模按照位序-規(guī)模法則進(jìn)行雙對數(shù)回歸獲得經(jīng)濟(jì)規(guī)模的齊普夫指數(shù),結(jié)果如圖3所示?？梢?京津冀城市群經(jīng)濟(jì)規(guī)模的齊普夫指數(shù)總體上呈現(xiàn)下降的趨勢,可以分成兩個階段,第一階段為1995—2002年,齊普夫指數(shù)處于0.938—1.237之間,該階段京津冀城市群內(nèi)各區(qū)縣發(fā)展差異較大,高位次區(qū)縣發(fā)展優(yōu)勢明顯,中低位次區(qū)縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展有所欠缺,說明京津冀城市群的經(jīng)濟(jì)規(guī)模分布比較集中,北京和天津作為核心城市,其各區(qū)縣經(jīng)濟(jì)體量巨大,周邊河北省內(nèi)區(qū)縣與之差距明顯,核心城市的輻射帶動作用并沒有很好的體現(xiàn)出來,極化效應(yīng)嚴(yán)重,形成了北京和天津“雙磁力中心”虹吸的局面,二元結(jié)構(gòu)特征明顯。第二階段為2003—2020年,齊普夫指數(shù)下降,基本穩(wěn)定在0.8—0.9之間,該階段中位次區(qū)縣發(fā)展逐漸提速,高位次區(qū)縣發(fā)展速度減緩。總的來說,經(jīng)過20多年的發(fā)展,京津冀城市群中各區(qū)縣發(fā)展的差距逐漸縮小,城市體系正在朝著更加合理的方向發(fā)展。

3. 基于城市群空間經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)自相關(guān)角度

(1) 京津冀城市群全局自相關(guān)分析

根據(jù)ESDA中的全局自相關(guān)分析,獲得京津冀各區(qū)縣的人均GDP的莫蘭指數(shù)(Moran’sI)。在過去的20多年發(fā)展中,莫蘭指數(shù)值均大于0,表明京津冀城市群各區(qū)縣的發(fā)展并不是孤立的,其空間分布具有一定的相關(guān)性,且是全局正相關(guān)關(guān)系,核心區(qū)縣通過聚集效應(yīng)帶動周邊區(qū)縣發(fā)展作用明顯。

(2) 京津冀城市群局部自相關(guān)分析

局部空間相關(guān)分析可以具體度量每個地區(qū)與相鄰地區(qū)之間的局部空間相關(guān)性和空間差異程度。因此,通過繪制1995年和2020年京津冀城市群各區(qū)縣人均GDP的Moran散點(diǎn)圖,來分析各區(qū)縣與其周邊區(qū)縣的相互關(guān)系,如圖4所示。從數(shù)量來看,L-L型區(qū)縣一直占大多數(shù),而H-L型區(qū)縣較少,說明低發(fā)展水平的區(qū)縣較多,低發(fā)展水平包圍高發(fā)展水平的區(qū)縣較少。分年份來看,1995—2020年H-H型與L-L型區(qū)縣均占京津冀城市群總體的比重較大,其中1995年H-H型占比為23.5%,L-L型占比為45.2%,兩者總體的占比達(dá)到68.7%,而這一比重到2020年上升至82.9%,值得注意的是L-L型區(qū)縣一直處于不斷擴(kuò)張的趨勢,形成連片的低發(fā)展程度區(qū)域,到2020年上升至47.4%,而H-H型僅上升至35.5%,說明京津冀城市群中各區(qū)縣大部分還是處于較低的人均GDP水平,且空間上呈現(xiàn)出相互依賴的特性,造成了低發(fā)展水平的區(qū)縣不斷聚集,導(dǎo)致區(qū)域發(fā)展水平存在差距,且有不斷擴(kuò)大的趨勢。通過比較分析,表明京津冀人均GDP較高的中心區(qū)縣對周邊經(jīng)濟(jì)發(fā)展的輻射帶動能力有限,空間相互促進(jìn)作用較小,經(jīng)濟(jì)水平較高地區(qū)虹吸能力大于輻射能力,使得周邊區(qū)縣一直處于發(fā)展蕭索地帶。

總的來說,京津冀城市群經(jīng)歷了“先富”的階段,經(jīng)濟(jì)水平高的區(qū)縣快速發(fā)展,表現(xiàn)出強(qiáng)大磁吸能力,逐步壯大自身發(fā)展動能,使得周邊區(qū)縣發(fā)展動力不足;另外,京津冀城市群也逐步朝著“先富帶后富”的道路前進(jìn),在一定的時間段,隨著政策的調(diào)整,資金、技術(shù)、產(chǎn)能的共享,使得區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展相互促進(jìn)效應(yīng)增加,核心區(qū)縣帶動周邊區(qū)縣發(fā)展。但是,L-L型區(qū)縣一直占據(jù)較大比重,發(fā)展滯后的區(qū)縣仍然沒有擺脫發(fā)展乏力的局面,表明京津冀經(jīng)濟(jì)空間結(jié)構(gòu)不僅存在著不平衡也還存在不充分的問題,區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展任重而道遠(yuǎn)。

五、京津冀城市群空間結(jié)構(gòu)未來演變趨勢分析

1. 京津冀城市群未來人口經(jīng)濟(jì)規(guī)模預(yù)測

按照 GM(1,1)模型預(yù)測步驟,利用軟件 Matlab R2018b 計算出京津冀城市群中各區(qū)縣的發(fā)展系數(shù)-a和灰色作用量u的數(shù)值,構(gòu)建不同區(qū)縣年末總?cè)丝诤虶DP的灰色預(yù)測模型,進(jìn)而計算各階段模型的小誤差概率 P 值、后驗差比值 C 值,對各時期模型精度進(jìn)行檢驗,結(jié)果如表3和表4所示?？梢钥闯鼍┙蚣匠鞘腥焊鲄^(qū)縣灰色模型均達(dá)到模型檢驗標(biāo)準(zhǔn),均通過檢驗,從統(tǒng)計意義上說明所建模型合理。

表3 京津冀城市群主要區(qū)縣年末總?cè)丝陬A(yù)測灰色模型

表4 京津冀城市群主要區(qū)縣GDP預(yù)測灰色模型

由對年末總?cè)丝诘念A(yù)測看,除去北京東城區(qū)與天津和平區(qū)外,其它區(qū)縣的發(fā)展系數(shù)(-a)均為正數(shù),且北京與天津所屬區(qū)縣發(fā)展系數(shù)較小,說明戶籍政策的限制,使得其年末總?cè)丝跀?shù)變化較小,而河北省各區(qū)縣呈現(xiàn)以京津為中心向四周逐級增加的趨勢,說明各區(qū)縣年末總?cè)丝谠鏊佥^快,這與京津冀城市群各區(qū)縣年末總?cè)丝诘默F(xiàn)狀情況基本一致,從理論意義上說明模型構(gòu)建的合理。由對GDP的預(yù)測看,京津冀城市群各主要區(qū)縣的發(fā)展系數(shù)均大于0.9,除去張家口市轄區(qū)為0.043 2,說明基本上域內(nèi)各中心區(qū)縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展增速較快,而環(huán)北京北部區(qū)縣發(fā)展較為緩慢,這與京津冀城市群各區(qū)縣年經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)狀情況基本一致,從理論意義上說明模型構(gòu)建基本合理。

通過以上模型可以得出2020—2035年京津冀城市群各區(qū)縣的年末總?cè)丝跀?shù)以及GDP數(shù)值,進(jìn)而可計算各年份區(qū)縣的人均GDP,部分區(qū)縣的預(yù)測值如表5所示。可以看出京津冀城市群內(nèi)京津所直轄區(qū)縣的年末總?cè)丝谠鏊俚陀诤颖笔?nèi)各區(qū)縣,說明北京、天津現(xiàn)在高度發(fā)達(dá),已經(jīng)過了人口高速增長的時期,目前來看,其年末總?cè)丝跀?shù)增速放緩,流動人口占據(jù)其常住人口的大部分,而GDP的增長速度也各有差異,主要是因為其目前的體量差距較大,發(fā)展基礎(chǔ)不同,導(dǎo)致了京津核心區(qū)縣GDP持續(xù)高速增長。河北省內(nèi)主要區(qū)縣雖然起點(diǎn)低,但是發(fā)展動力也很充足,GDP也逐步實現(xiàn)跨等級增長。

表5 京津冀城市群部分區(qū)縣2025、2030、2035年年末總?cè)丝诩癎DP預(yù)測值

雄安新區(qū)的設(shè)立,其目的主要是疏解北京非首都功能,探索人口密集區(qū)域的優(yōu)化發(fā)展模式,整合和優(yōu)化京津冀城市群的空間結(jié)構(gòu)特征。對雄安新區(qū)未來人口規(guī)模和經(jīng)濟(jì)規(guī)模的變化,采用灰色模型依據(jù)深圳的模式進(jìn)行預(yù)測。本文借助深圳市相應(yīng)時期人口和GDP的發(fā)展系數(shù)和灰色作用量推出雄安新區(qū)的灰色預(yù)測模型。

雄安新區(qū)未來年末總?cè)丝跀?shù)預(yù)測模型為:

X^(1)1(t+1)=(110.91+1 221.409 2)e0.069 8-

1 221.409 2

X^(0)(t+1)=X^(1)(t+1)-X^(1)(t)

t=0,1,…,n

雄安新區(qū)未來GDP的預(yù)測模型:

G^(1)1(t+1)=(189.16+1 330.894 1)e0.069 8-

1 330.894 1

G^(0)(t+1)=G^(1)(t+1)-G^(1)(t)

t=0,1,…,n

根據(jù)以上人口和GDP灰色預(yù)測模型可以測到2020—2035年雄安新區(qū)年末總?cè)丝跀?shù)和GDP(見表6)。

表6 雄安新區(qū)未來年末總?cè)丝谂cGDP預(yù)測值

2. 京津冀城市群未來規(guī)模等級分析

分別將2020—2035年的京津冀城市群中各區(qū)縣的位序與人口規(guī)模預(yù)測值和經(jīng)濟(jì)規(guī)模預(yù)測值按照位序-規(guī)模法則進(jìn)行雙對數(shù)回歸,結(jié)果如表7所示?？梢钥闯?基于人口規(guī)模的齊普夫指數(shù)一直呈現(xiàn)下降態(tài)勢,由2020年的1.620降至2035年的1.349,逐步接近城市等級規(guī)模最優(yōu)分布,表明未來京津冀城市群中位次城市快速發(fā)展,出現(xiàn)新的人口集聚區(qū)域,但是相對高位次區(qū)縣的人口吸引能力還是存在差距,高位次城市人口增長放緩,但總量依舊較大;基于經(jīng)濟(jì)規(guī)模的齊普夫指數(shù)也處于遞減趨勢,由2020年的0.809降至2035年的0.704,說明未來京津冀城市群中位次區(qū)縣高速發(fā)展,出現(xiàn)新的經(jīng)濟(jì)增長極?？偟膩碚f,隨著雄安新區(qū)的設(shè)立,其所屬區(qū)縣本屬于中低位次區(qū)縣,但隨著政策的傾斜以及大量資金的投入,使得其人口和經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展,并且?guī)又苓厖^(qū)縣發(fā)展,形成新的區(qū)域增長極,帶動中位次區(qū)縣,形成良好的輻射作用。

表7 京津冀城市群未來基于人口規(guī)模與經(jīng)濟(jì)規(guī)模的齊普夫指數(shù)

3. 京津冀城市群未來經(jīng)濟(jì)空間結(jié)構(gòu)分析

(1) 京津冀城市群未來全局自相關(guān)分析

通過分析京津冀城市群2020—2035年各區(qū)縣的人均GDP的全局相關(guān)性,表明區(qū)域內(nèi)部各區(qū)縣正相關(guān)效應(yīng)逐步增強(qiáng),區(qū)域發(fā)展一體化進(jìn)程逐步推進(jìn),域內(nèi)各區(qū)縣聯(lián)系程度加強(qiáng),尤其是雄安新區(qū)的快速發(fā)展,使得京津冀城市群中部出現(xiàn)新的增長極,總體上來看表現(xiàn)出較強(qiáng)的空間集聚效應(yīng),呈現(xiàn)出發(fā)展正效應(yīng),各區(qū)縣發(fā)展差異逐步縮小,大部分區(qū)縣表現(xiàn)出較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展態(tài)勢。

(2) 京津冀城市群未來局部自相關(guān)分析

根據(jù)京津冀城市群未來各區(qū)縣的人均GDP進(jìn)行局部莫蘭相關(guān)分析,如圖5?？梢钥闯?各區(qū)域散點(diǎn)逐步聚集并且向H-H區(qū)域過度,說明各區(qū)L-L區(qū)域和H-H區(qū)域內(nèi)的各區(qū)縣人均GDP的差距在逐步縮小,中心區(qū)縣與相鄰區(qū)縣同步發(fā)展,不同類型區(qū)縣“同型相吸”,但是L-L型區(qū)縣仍然占比較大,約為60%以上,并且散點(diǎn)密集,說明低值被低值包圍的現(xiàn)象明顯,而H-L型區(qū)縣占比在2020年后保持較小比例,說明高發(fā)展程度區(qū)縣周邊的區(qū)縣逐步脫離低發(fā)展水平?？偟膩碚f,雄安新區(qū)成立后,在本身發(fā)展的同時會帶動周邊區(qū)縣發(fā)展,尤其是“北京—雄安—保定”三角區(qū)域內(nèi)原本發(fā)展水平較低的區(qū)縣,彌補(bǔ)原先的真空地帶,使得京津冀城市群的中部發(fā)展加強(qiáng),這也使得原來的“環(huán)京貧困帶”的區(qū)縣逐步脫離低人均GDP水平。但是,京津冀城市群東北部、西部以及南部的部分L-L類型區(qū)縣發(fā)展仍舊比較緩慢,雖然同步發(fā)展增強(qiáng),但其仍缺少高發(fā)展水平中心極的帶動。

圖5 京津冀城市群2020、2035年縣域人均GDP的莫蘭散點(diǎn)圖

六、結(jié)語

通過對京津冀城市群“過去—現(xiàn)在—將來”的空間結(jié)構(gòu)特征及趨勢演進(jìn)分析,可以得出,總體上京津冀城市群空間結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了“優(yōu)化—惡化—再優(yōu)化”的過程,整體經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)相關(guān)性增加,個體相關(guān)性水平較低的現(xiàn)象。

一方面,基于人口規(guī)模的城市群等級規(guī)模分析,1995—2035年其齊普夫指數(shù)由1.946降至1.349,從長時間維度上看,中位次城市發(fā)展逐步提速,但是2000—2003年和2017—2020年兩個階段齊普夫指數(shù)出現(xiàn)上升趨勢,說明高位次城市發(fā)展突出,重新表現(xiàn)出較強(qiáng)的人口虹吸能力。而基于經(jīng)濟(jì)規(guī)模的城市群等級規(guī)模分析,1995—2035年其齊普夫指數(shù)由1.237降至0.704,尤其是在2017年以后,其數(shù)值一直處于下降趨勢,說明隨著雄安新區(qū)的設(shè)立,域內(nèi)包括雄安及其周邊的中低位次區(qū)縣發(fā)展態(tài)勢明顯,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)聚集現(xiàn)象。

另一方面,對京津冀城市群經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)全局相關(guān)性的分析表明,其指數(shù)均保持正值,且在1995—2035年大體上分為“上升—降低—上升”三個階段,說明各區(qū)縣空間依賴性經(jīng)歷增強(qiáng)、降低、再增強(qiáng)的過程;通過局部相關(guān)性分析,可以看出H-H型、L-L型、H-L型、L-H型區(qū)縣中同型區(qū)縣差異性逐步減小,且形成雄安新區(qū)新的核心聚集區(qū),但是L-L型區(qū)縣占比仍舊較大,需要各核心增長極加大輻射區(qū)域,不能僅兼顧相鄰區(qū)縣。

隨著雄安新區(qū)的初步發(fā)展,周邊帶動作用初顯,使得城市群城市規(guī)模分布趨于分散化,合理性逐步提高。京津冀城市群通過發(fā)展將形成主要包括京津唐環(huán)渤海核心增長帶、保定-雄安增長極、石家莊和邯鄲區(qū)域增長點(diǎn),四個區(qū)域聯(lián)動發(fā)展,帶動周邊區(qū)域GDP增長,區(qū)域的協(xié)調(diào)發(fā)展進(jìn)入新的發(fā)展階段,各個增長點(diǎn)連成線、聚成面成為京津冀城市群下階段發(fā)展的主要方向和目標(biāo),這也與京津冀城市群“一核雙城三軸” 的空間架構(gòu)相契合。

城市群作為新時代新經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局下的城鎮(zhèn)化的空間載體和經(jīng)濟(jì)形態(tài),空間結(jié)構(gòu)的演化將在集聚和擴(kuò)散的效應(yīng)下帶動城市群內(nèi)部各城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,而要推動京津冀城市群的持續(xù)發(fā)展,應(yīng)進(jìn)一步完善城市群內(nèi)部分工,明確各地區(qū)定位,促進(jìn)京津冀城市群的空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化及合理發(fā)展。一是促進(jìn)核心城市的生產(chǎn)要素向非核心城市疏解,京津應(yīng)吸收更高層次的生產(chǎn)要素,引領(lǐng)城市群進(jìn)行高質(zhì)量發(fā)展。二是推動產(chǎn)業(yè)合理布局,進(jìn)一步明確城市群內(nèi)部各城市的定位,依據(jù)各中心城市的資源稟賦,明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,統(tǒng)籌周邊城市,形成功能互補(bǔ)的產(chǎn)業(yè)布局。三是完善公共服務(wù),暢通人口流動機(jī)制,根據(jù)城市承載力引導(dǎo)人口有序流動,探索人口流動帶動區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最優(yōu)解。

注釋:

① 數(shù)據(jù)來源:國家統(tǒng)計局,《中國統(tǒng)計年鑒》(2021),中國統(tǒng)計出版社。