长三角地区城市能级网络结构演变及影响因素研究.pdf

第 卷第 期 年 月南京师大学报(自然科学版)()收稿日期:.基金项目:国家自然科学基金项目(、)、江苏省科研创新计划项目().通讯作者:杨山博士后教授博士生导师研究方向:城乡发展与空间规划.:.:./.长三角地区城市能级网络结构演变及影响因素研究刘阳慧杨 山范擎宇林金萍朱广昊(.南京师范大学地理科学学院江苏 南京)(.江苏省地理信息资源开发与利用协同创新中心江苏 南京)(.江苏第二师范学院地理科学学院江苏 南京)(.南京师范大学公共管理学院江苏 南京)摘要 从创新功能、协调功能、开放功能和支撑功能 个维度构建城市能级测度指标体系利用能级综合评价结果修正城市引力模型探析长三角地区城市空间联系特征进一步采用 回归法分析影响因素.结果表明:()年以来长三角地区城市能级整体不断上升并向均衡化态势发展.空间上表现出“中心外围”形态上海、南京、杭州等多个中心城市组成“”字型高值集中区低能级城市主要分布在外围区域.城市能级功能系统中支撑功能是区域高质量发展的优势维度协调功能为短板维度.()长三角城市能级网络中节点联系程度不断增强城市相互作用空间格局与城市能级格局呈现空间趋同性多中心空间结构特征不断凸显.整个地区城市能级网络呈现密集化态势网络的稳健性和通达性得到提升节点集聚力强于扩散力.安徽省表现为以合肥为中心的单核辐射引领形态江苏、浙江两省表现为以多个城市为中心的多核辐射引领形态.()多种因素共同作用于城市空间联系的发展经济规模、社会资源、地理区位和空间距离对城市空间联系具有显著影响.关键词 城市能级网络结构空间联系时空演变影响因素长三角地区中图分类号 文献标志码 文章编号()(.)(.)(.)(.):.:().“”“”.().刘阳慧等:长三角地区城市能级网络结构演变及影响因素研究 .().:“能级”本是现代物理学的一个重要概念而后被引入到区域经济学领域并围绕城市能级比较评价、具体功能能级分析及城市能级提升发展策略等方面开展相关研究.国外学者有关城市能级的探索研究经历了由单个城市向城市体系的转变其中 等对东京、悉尼、墨尔本和卡拉奇等多个城市能级进行比较分析 等探析了美国 个大都市区的城市能级发展状况.国内有关城市能级的研究可分为功能能级、联系能级和场能能级三方面.城市功能能级方面:施祖辉和孙志刚最早将能级引入到城市功能的研究中明确提出城市能级是一个城市的综合实力及其某种功能或多种功能对该城市以外区域的辐射能力主要体现于经济实力、发展潜力和基础支撑力等方面.此后学者们相继依据城市功能等理论通过构建城市能级评价指标体系对环渤海城市群、皖江区域和长江经济带的城市能级开展了实证研究.研究显示通过城市的基本功能评判能级高低能够较好地反映城市综合发展水平及对外辐射影响程度.城市联系能级方面:研究者基于百度指数、嵌套网络模型和城市公司数量矩阵等对城市网络联系能级进行评价研究指出城市联系能级可表征城市间联系的强弱.城市场能能级方面:学者在电磁场理论的基础上提出“旅游场”“城市场”等概念并探讨其科学性与现实性.本研究将功能能级与联系能级两者相结合对城市能级的研究作进一步的理论研究与实证探索.随着区域一体化的深入推进城市作为区域间相互联系网络中重要的节点和载体与周围的广大区域保持着密切的关联具有调控和服务相邻区域的功能城市之间的空间联系成为区域协调发展的重要表征并可通过社会网络的相关理论和方法进行评估同时也是城市地理学研究的热点.城市空间联系的相关研究有利于了解区域空间组织进而推动区域协调发展新格局的形成.研究方法上城市间联系主要通过相互作用强度来测度重力模型是较为常用的一种测度方法进一步将其应用于城市空间相互作用研究并建立了引力模型.从 世纪 年代开始以重力模型测算区域城市间经济联系强度的方法在我国得到广泛应用.结合城市发展实际需求学者们还提出了众多引力模型的修正方法进而综合考虑人口、经济水平、基础设施等因素的影响构建城市质量指标体系来系统评价区域城市的综合实力.年国务院发布了长江三角洲区域一体化发展规划纲要明确指出形成“创新共建、协调共进、绿色共保、开放共赢、民生共享”的区域协调发展新格局是长三角地区实现高质量一体化发展的核心和方向.新发展理念既为城市的发展指明了方向也为城市能级的提升规定了具体内容即城市能级的提升是城市综合功能完善的过程包括城市经济实力的提升、城市基础设施的完善、城市创新能力的增强和城市间分工协作的优化等.鉴于此为更能贴合长三角地区的现实需求本文将新发展理念的内涵与城市能级的功能特征相结合共同构建评价指标体系利用城市能级测算结果修正传统引力模型对长三角地区城市之间的空间联系特征进行研究并基于 回归模型定量识别长三角地区城市空间联系的影响因素以期丰富城市空间联系特征及机理的研究推动长三角地区实现一体化高质量发展.指标体系与研究方法.研究区概况 年以来长江三角洲地区区域规划长江三角洲城市群发展规划及长江三角洲区域一体化发展规划纲要等政策陆续出台长三角地区在国家现代化建设和全方位对外开放中的战略地位日益突出成为推动全国高质量发展的重要引擎.长江三角洲区域一体化发展规划纲要将长三角规划范围正式定为上海市、江苏省、浙江省和安徽省全域.其中 个城市为长三角一体化区域的中心区.将中心区以外的 个城市定义为长三角地区的外围区(表).南京师大学报(自然科学版)第 卷第 期(年)表 研究区域划分 区域城市中心区上海市江苏省 南京市、苏州市、无锡市、常州市、镇江市、南通市、扬州市、泰州市、盐城市浙江省 杭州市、绍兴市、宁波市、湖州市、嘉兴市、温州市、金华市、台州市、舟山市安徽省 合肥市、芜湖市、马鞍山市、宣城市、滁州市、铜陵市、池州市、安庆市外围区江苏省 徐州市、淮安市、宿迁市、连云港市浙江省 衢州市、丽水市安徽省 蚌埠市、淮南市、阜阳市、淮北市、亳州市、宿州市、六安市、黄山市.指标选取与数据来源在遵从数据的可获取性、时效性及针对性原则的基础上根据“创新、协调、绿色、开放和共享”新发展理念的内涵与经济实力、发展潜力和基础支撑力等城市能级功能特征从城市创新功能、协调功能、开放功能和支撑功能 个维度构建城市能级指标体系.具体为:创新功能主要用以表征城市科研创新的投入力度和创新成果对城市高质量发展的贡献程度选用 经费投入强度、科学技术支出占公共财政支出的比重、万人拥有高等学校专任教师数、万人专利授权量等指标来描述.协调是城乡、产业和区域等多方面协调发展的重要体现协调功能主要从产业结构、城乡结构和经济稳定性等方面考虑指标包括产业结构高级化、城乡人均可支配收入差距、城镇化率和 增长率.开放功能涵盖城市内外投资、对外贸易和交通往来方面指标包括对外贸易依存度(进出口总额/地区)、实际利用外商直接投资额、年货运总量和年客运总量.绿色发展与基础设施的共享是支撑城市发展的重要基础共同构成城市支撑功能.支撑功能涵盖绿地建设、环境污染和治理方面以及城市基础设施建设、社会保障和公共服务方面.指标包括建成区绿化覆盖率、人均公园绿地面积、可吸入细颗粒物年平均浓度和污水处理厂集中处理率、人均铺装道路面积、每万人拥有公共汽电车数、万人拥有病床数、人均拥有公共图书馆图书藏量.为避免主观赋权的不足每个指标的权重采用熵值法确定各指标数据主要来源于中国城市统计年鉴()创新能级的部分数据通过三省一市统计年鉴与相应地级市的统计公报进行补充完善.研究方法首先对原始数据进行 标准化处理运用熵值法得出各项指标权重 构建城市能级测算模型并采用变异系数测度不同区域城市能级的均衡水平测算公式如下:()式中:为第 个城市的 项指标原始数据同趋化后的标准值.其次构建修正的引力模型以表征长三角地区各城市能级之间的联系量其表达式为:()()式中:为两个城市间的空间相互作用力、分别为城市、的综合质量本文从长三角地区区域协调发展新格局出发使用所得的城市能级 来表征城市实力为城市、间的距离本文以两城市之间的最短交通时间代替两城市之间的直线距离(基于高德地图 与 获取)为距离摩擦系数在参考相关研究基础上本文取 以表征跨省区尺度的空间联系 为引力系数本文设定为.再次运用社会网络分析法探究区域城市能级之间的互动关系和网络结构.本文采用网络密度指标反映城市能级网络中各城市之间的紧密程度网络关联度指标反映长三角地区城市能级网络的稳健性或脆弱性点度中心度指标反映节点的重要程度.最后结合二次指派程序()研究长三角地区城市基于能级空间联系与影响因素的相关关系以探析长三角地区城市能级空间联系网络结构时空演变的影响因素.刘阳慧等:长三角地区城市能级网络结构演变及影响因素研究 结果分析.长三角地区城市能级测度结果分析.城市能级时序特征采用城市能级模型测算得出 年长三角地区 所城市的能级指数及相关统计数据(图).长三角地区城市能级的总体发展水平不断得到提升不同区域呈现不同幅度上升趋势城市能级发展水平差距不断缩小但仍处于高度不均衡状态.从城市能级均值来看全区域 年能级均值较于 年增长了.中心区能级均值增长幅度为.外围区能级均值增长幅度为.江苏省能级均值增长了.浙江省能级均值增长了.安徽省能级均值增长了.从城市能级变异系数来看研究期内全区域变异系数由.下降至.中心区变异系数由 年.下降至 年.年数值在.之间波动外围区变异系数由 年.波动下降至 年.江苏省变异系数由 年.波动下降至 年.浙江省由 年.波动下降至 年.安徽省变异系数 年由.降至.年波动上升至.省内差距经历了先缩小后扩大的过程.图 长三角地区城市能级统计指标 图 长三角地区城市能级空间格局 .城市能级空间特征为更好从空间上表现城市能级发展情况使用.软件进行可视化分析(图).年除上海、苏州、南京和杭州等城市能级发展水平显著突出外绝大多数城市能级处于低水平状态代表较低城市能级的蓝色在区域中占据主导.年各市城市能级不断增强代表较高城市能级的黄绿色覆盖范围相较于 年不断扩大高能级城市集中于中心区上海、苏州、无锡、常州、南京、合肥、嘉兴、杭州和宁波等高能级城市形成“”字型高值集中区低能级城市主要集中于外围区包括江苏北部、浙江南部及安徽南北部地区.从各个省城市能级形态来看:江苏省整体上呈“南北高中间低”形态南部苏锡常和南京等市形成能级高值集聚区北部的徐州为较小的高值区浙江省呈现北高南低形态以杭州和宁波为中心形成高值区安徽省形成以合肥为单高值中心的中间高南北低的形态.相较于多高值中心的江苏、浙江两省安徽省整体的城市能级水平较低是长三角区域低值区占比最大的省份.南京师大学报(自然科学版)第 卷第 期(年).城市能级各子系统创新、协调、开放和支撑功能系统在城市能级发展过程中发挥不同程度的作用(图).从功能系统的比较分析来看:支撑功能是长三角地区高质量发展的优势维度其 年的整体发展水平相较于 年呈显著性增长表明区域城市生态文明和基础设施建设成效显著使其成为长三角地区能级增长的重要奠基其中浙江省的平均增势最高协调功能是区域高质量发展的短板维度尽管其在近十年的发展进程中有所提升但一直处于低水平发展态势说明产业结构的调整及城乡一体化的发展是长三角地区提高城市能级的重要突破瓶颈其中上海增势最好开放功能的极差值最大反映区域城市的开放水平差异明显离散程度大且部分城市受外部环境变化影响开放能级略有下降趋势其中安徽省的平均增势最高区域雄厚的经济基础与发达的科教文化给创新功能的发展提供优势部分城市创新功能发展水平的突增致使区域城市创新发展水平的差异加剧同时表现出巨大的创新驱动发展潜力其中上海创新功能增长最明显.从区域发展来看:中心区与外围区城市能级功能系统发展水平增速存在差异外围区协调和开放功能的整体增幅优于中心区其中亳州、宿州和阜阳等市提升最快中心区的创新和支撑功能整体增幅优于外围区.图 长三角地区城市能级不同功能系统 图 长三角地区城市空间联系总量等值线 .长三角地区城市能级网络结构演变.空间联系强度特征城市间联系的强度越大表明该城市与其他城市间相互作用程度越密切.基于城市能级使用修正的引力模型得出长三角地区城市空间联系量及各市与区域内其他城市之间相互作用总量并利用.软件将长三角地区城市对外空间联系总量绘制成等值线图(图).年上海、苏州、南刘阳慧等:长三角地区城市能级网络结构演变及影响因素研究京、杭州和无锡对外空间联系总量位列前 其中 年苏州对外空间联系总量最高 年上海对外空间联系总量最高.年长三角地区城市对外空间联系总量的等值线整体较为稀疏表明地区城市间总量的差距较小中心区等值线显著密集于外围区中心区所含对外空间联系总量较高的城市数量多区域内城市间的总量差异更大外围区大多数城市位于 等值线之间外围区对外空间联系的整体水平明显低于中心区.随着长三角地区各市对外空间联系的加强至 年总量超过 的城市占比从.增加到.年等值线的密度增加城市间总量的差异加剧研究区域内等值线最高值由 升至 .纵观等值线的空间布局等值线的数值以上海、苏州、南京、杭州和合肥为中心向四周降低长三角地区多中心空间结构特征不断凸显.图 长三角地区城市双向空间联系网络 .整体联系网络特征通过对各区域城市能级网络密度和关联度的测算发现研究期间长三角地区各城市之间基于城市能级的空间联系日益紧密联系范围不断扩张全区域网络密度值由.上升至.区域空间联系网络化逐渐显现但整体联系较弱紧密度不高.中心区与外围区城市空间联系的紧密程度存在差异 年中心区联系网络密度由.升至.外围区联系网络密度由.升至.外围区城市空间联系紧密程度明显低于中心区区域整体表现出“中心区紧密、外围区松散”的不均衡格局.年长三角各区域网络稳健性加强至 年全区和中心区网络关联度均达到 区域网络具有很好的通达性(图).相比于中心区和全区外围区城市间可达性较差发展至 年外围区空间联系网络关联度为.中心区为城市能级高值集中区随着上海、苏州、南京和杭州等高能级中心城市的辐射效应与带动能力提高中心区网络密集性不断加强网络结构更为稳健外围区城市受地理区位及经济发展水平等众多因素的制约尽管联系网络得到一定的改善但网络结构相对脆弱城市间的交互作用仍具有较大的提升空间.南京师大学报(自然科学版)第 卷第 期(年).联系网络节点特征以长三角全区为单位得出 个城市的点度中心度并将 年和 年点度中心度排名前 的城市及全区均值情况进行表征(表).整体来看长三角地区城市空间联系网络中城市点入度大于点出度表明区域空间联系网络中各城市的吸引力强于对外辐射力.随着城市能级水平的提升中心度均值从 年.增至 年.点出度与点入度的均值由 年.增至 年.其中南京市和合肥市点出度增量大于点入度城市对外的辐射能力得到显著提升.点度中心度排名前 的城市主要位于长三角地区高能级集中区以江苏、浙江两省城市居多合肥市的名次明显走高成为安徽省内最重要集聚扩散节点再次印证了安徽省表现为以合肥为主的单核辐射引领形态及江苏、浙江两省表现为以江苏南部、浙江北部多个城市为主的多核辐射引领形态.上海是长三角地区城市能级最高的城市但其辐射力和吸引力往往会随着城市间距离的增加而逐渐减弱.相比之下同样具有高能级水平的南京在区域中占据地理位置优势地处长三角地区的地理中心其点度中心度位居首位.表 城市空间联系网络点度中心度相关统计指标 城市 年点出度点入度中心度城市 年点出度点入度中心度南京市南京市上海市上海市苏州市苏州市杭州市无锡市无锡市杭州市芜湖市合肥市常州市常州市镇江市湖州市宁波市镇江市合肥市嘉兴市均 值.均 值.长三角地区城市能级联系网络的影响因素.回归模型构建城市空间联系作为复杂网络系统其形成和演变受经济、资源、区位和政策等多种因素综合驱动.参考已有研究本文主要从城市属性和地理空间两方面选取指标对影响因素进行解析.城市属性包括经济规模()、社会资源()、资源基础().具体为:经济规模以城市市辖区人均地区生产总值(万元/人)来计算社会资源为行政级别虚拟变量:直辖市、省会城市及计划单列市赋值为 其他城市赋值为 资源基础为虚拟变量:资源型城市赋值为 非资源型城市赋值为 其名单来自全国资源型城市可持续发展规划(年).地理空间包括地理区位()、时间距离()、空间距离().具体为:地理区位为虚拟变量(中心区城市赋值为 外围区城市赋值为)时间距离为每一对城市之间最短驾车时间()空间距离为每一对城市之间最短驾车距离().数据均基于高德地图 使用 获取.基于此建立影响因素计量模型:式中:因变量 为长三角地区城市空间联系矩阵等式右侧为各变量构建的关系矩阵其中 代表经济规模 代表社会资源 代表资源基础 代表地理区位 代表时间距离 代表空间距离.影响因素分析运用 软件对 年和 年影响因子矩阵与城市空间联系矩阵进行 回归分析结果见表.回归模型得到的 值介于.之间表明影响因子整体的拟合效果较好从 值来看各影响因子的拟合系数可信度较高.回归结果显示不同的影响因子对长三角地区城市空间联系影响在方向和程度上存在差异其中经济规模、社会资源、地理区位和空间距离是关键影响因子.具体而言经济规模的系数均显著为正表明城市的经济发展规模越大城市间的空间联系越密切相较于 年 年系数变小城市空间联系的影刘阳慧等:长三角地区城市能级网络结构演变及影响因素研究响因素更加复杂经济发展水平对其影响所占比例有所减少.社会资源的系数均显著为正表明区域内行政级别高的城市对于内部资源配置及财政支配有着更高的权限对城市间空间联系的方向具有导向作用.资源基础的系数均为不显著负数未通过显著性检验不同的资源禀赋和产业基础影响城市产业类型的发展传统农业和工业型城市在区域中对外空间联系往往相对薄弱.地理区位的系数均显著为正数且不断增加表明区位条件是区域城市空间联系发展的积极因素优越的地理区位有利于城市自身的发展及与其他城市之间合作交流.城市在区域中所处空间位置影响其与其他城市之间的交互作用越接近中心区高能级城市将越有利于其承接高能级城市的产业外溢.中心区高能级城市的辐射带动能力会随着城市间距离的增加而逐渐减弱位于外围区的城市大多数远离上海、苏州等中心区高能级城市接受到的辐射带动作用较弱.时间距离的系数均为较显著负数意味着时间距离越小的城市之间拥有更强的空间联系.空间距离的系数均为显著负数空间距离对区域城市之间人流、物流等生产要素的高速流动产生抑制作用空间距离越远城市间相互作用的阻碍越大.表 矩阵回归分析结果 因子 年回归系数()()年回归系数()().注:变量的系数为标准化回归系数 、分别代表在、和 的水平上显著.结论与建议本文基于城市能级功能特征从创新功能、协调功能、开放功能和支撑功能 个维度构建城市能级评价指标体系对长三角地区城市间的空间联系特征进行分析通过 回归模型分析城市空间联系的影响因子.主要结论如下:()从城市能级特征来看 年以来长三角地区各市能级得到不同程度的提升离散程度逐渐缩小区域趋向均衡化态势发展.空间呈现“中心外围”两极分化发展格局高能级城市集中于中心区上海、苏州、南京、杭州和合肥等多个中心城市组成“”字型高值集中区其中合肥是区域新高值中心其强辐射力带动安徽全员全面融入长三角地区低能级城市主要集中于外围区位于江苏北部、浙江南部及安徽北部和南部地区.城市能级功能系统中支撑功能是区域高质量发展的优势维度协调功能为短板维度.()从能级联系空间特征看空间关联是使城市能级功能特征由“无形”化为“有形”的有力表征其空间格局与城市能级具有趋同性.随着城市能级辐射力不断增强辐射范围不断扩增城市间联系总量迅速增加安徽省表现为以合肥为主的单核辐射形态江苏、浙江两省表现为以江苏南部、浙江北部多个城市为主的多核辐射形态.长三角地区城市空间联系网络化特征明显网络密度不断增加各区域网络的稳健性和通达性得到提升节点集聚力强于扩散力.()城市联系网络受经济、资源、区位和政策等多种因素共同作用.经济规模、社会资源和地理区位对区域城市空间联系的增强具有显著的正向影响资源基础、时间距离和空间距离对空间联系产生负向影响其中经济规模、社会资源、地理区位和空间距离的影响显著.根据研究结论本文提出以下政策建议:()长三角一体化发展的短板在外围区提升外围区城市能级是推进长三角一体化高质量发展的重点任务.外围区低能级城市应在自身不同发展阶段内立足自身条件找准自己的正确定位加强与高能级城市的空间联系激发区域发展动力补齐区域协调发展中的短板中心区高能级城市应充分发挥辐射作用带动低能级城市发展不断缩小中心区与外围区经济社会发展差距.()协调功能系统中产业结构的调整及城乡融合发展是提升城市能级水平和推动长三角地区高质量发展的关键.南京师大学报(自然科学版)第 卷第 期(年)城乡融合发展应从国家、区域、地方、社区等多尺度采取城乡共治联合措施促进行政管理、户籍、土地和社会保障等多维制度联动发展.()发达的交通设施是有效带动城市内部及城市之间生产要素高速流动的重要保障能够缩短城市之间的时空距离提高城市内在发展活力和对外联系水平.应不断完善各区域交通基础设施增强城市内外部通达性促使区域形成纵横交错的现代化快速交通网络推动城市之间分工合作、优势互补、资源共享在经济、产业、交通和设施等多方面相互衔接形成区域联动.参考文献 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