王永超，吳曉舜，劉 洋，王士君

(東北師范大學 城市與環(huán)境科學學院，長春130024)

0 引言

傳統(tǒng)中心地理論形成于20世紀30年代，盡管其自身存在缺陷(特定的時代背景、多個假設前提、靜態(tài)封閉系統(tǒng)、“完美”模式的追求等)，但是一直以來人們時刻沒有停止對其的完善和應用。其中，基于變化了的交通要素來探索區(qū)域中心地結構變化是其研究視角之一。交通要素對區(qū)域發(fā)展具有直接的促動作用［1］，而現(xiàn)代交通所具有的速度快、通行能力大、物資周轉快、經濟效益高等優(yōu)點對區(qū)域社會經濟發(fā)展的影響更為深刻和廣泛［2］，交通網絡沿線地區(qū)往往能夠得到快速發(fā)展［3］，影響區(qū)域發(fā)展的空間格局。同時，交通作為中心地之間的空間聯(lián)系載體，對中心地發(fā)展的影響十分明顯，因為它聯(lián)通中心地之間的各類“流”交換，其通暢程度將會大大影響高等級中心地向低等級中心地傳遞“流”的效率。效率高，則整個中心地系統(tǒng)的等級規(guī)模結構將會快速演變，并且演變也將是向著整個系統(tǒng)最為合理的方向進行，實現(xiàn)整個中心地系統(tǒng)等級規(guī)模結構的優(yōu)化，而如果空間載體效率低下，整個中心地系統(tǒng)各類“流”運轉緩慢，將會喪失眾多的發(fā)展機會，整個中心地的等級規(guī)模結構演變也將變慢，眾多不合理的問題會越發(fā)增加。尤其大運量和長距離交通運輸方式的出現(xiàn)造成中心地市場功能區(qū)范圍的極大增加，現(xiàn)代交通方式的使用越來越促使中心地系統(tǒng)等級規(guī)模結構趨于優(yōu)化。

沈陽經濟區(qū)是國家戰(zhàn)略重點區(qū)域之一，包括沈陽、鞍山、撫順3個特大城市，本溪、營口、阜新、遼陽和鐵嶺5個大城市，以及各市下轄的7個縣級市、16個縣，其區(qū)域面積7.5萬km2，占遼寧全省的50.8%。沈陽經濟區(qū)內部交通設施基礎較好，鐵路、公路、港口、航空等交通方式都具有較高的發(fā)展水平，交通網絡體系已經步入相對完善的時期［4］。良好的交通條件促進了沈陽經濟區(qū)內各級城市的快速發(fā)展，尤其在重要交通廊道沿線，城市發(fā)展更為快速。交通條件的改變也深刻地影響了沈陽經濟區(qū)中心地結構和功能的演化，交通條件好的高級中心地(如沈陽市)能夠將更多的低級中心地納入其直接服務范圍之中，具有滿足多樣性需求能力的高等級中心地越來越發(fā)達，規(guī)模越來越大［5］;而不能完全滿足多樣性需求的中間多個層級的中心地功能逐步萎縮，服務范圍被高級中心地逐步蠶食，最終使整個中心地體系向著高等級控制力強化的方向發(fā)展［6］。本研究利用交通地理學中的可達性理論，圍繞平均可達性選取評估指標，具體考察沈陽經濟區(qū)交通系統(tǒng)便捷程度，以及交通系統(tǒng)變遷對沈陽經濟區(qū)中心地產生的深刻影響。

1 沈陽經濟區(qū)可達性評價

1.1 數(shù)據處理

基于ArcGIS 9.3的技術平臺，分別將1992，2000和2011年的遼寧省道路交通圖進行矢量化處理、配準，提取交通網絡、城市節(jié)點、兩城市之間距離等數(shù)據［7］，并解決封閉道路(高速公路、鐵路)出入口問題。以兩城市之間的最短時間距離為計算可達性的基礎指標，最短時間距離的計算是基于不同的交通運輸方式所得，即在道路選擇上，相互比較后選取花費時間最小的為兩城市間的路徑。同時規(guī)定，如果城市具有高等級道路(鐵路、高速公路)的出入口，則可以實現(xiàn)道路方式之間的自由換乘，如果沒有則不可以?？蛇_性的研究主要是城市間的人流、物流等具有群體性特征的交通流量，因此，可以忽略個體行為的差異。在研究中采取設定標準時速的方法來簡化道路的交通量、路況、道路坡度、天氣等因素對實際行車速度的影響。各級別道路的標準時速定義為其設計時速乘以所對應的折減系數(shù)。高速公路統(tǒng)一按120 km/h計算，折減系數(shù)取0.8;鐵路按120 km/h，折減系數(shù)取 0.8;國道按80 km/h，折減系數(shù)取0.6;省道60 km/h，折減系數(shù)取0.6;縣道40 km/h，折減系數(shù)取0.5。為了方便計算，將折減后的速度按照相互間的比例關系，設定相應的時速比例，把高速鐵路設定為29，相應的鐵路和高速公路為10，國道為5，省道為4，縣道為2。計算最短時間距離是用兩城市之間選取的最短時間的各種路徑長度除以各路徑的相應速度而得來［8］(表1)。

表1 主要交通方式及速度設定Tab.1 The primary modes of transportation and their speed setting

1.2 評價方法

根據建立的ArcGIS 9.3的矢量數(shù)據，利用提取的交通網絡、城市節(jié)點、兩城市之間距離等數(shù)據以及本研究建立的各種陸路交通的速度比例，建立沈陽經濟區(qū)陸路交通兩城市間最短時間距離矩陣［9］。

式中:{Tij}元素表示區(qū)域中城市i和城市j間最短時間距離，反映兩者之間的最優(yōu)交通路徑，其值越小，反映兩城市之間交通越便捷，反之亦然。本研究采用平均可達性對遼寧省縣級以上城鎮(zhèn)的交通能力進行評估。平均可達性是指某節(jié)點城市到區(qū)域內所有節(jié)點城市所花費最短時間的平均值，它可體現(xiàn)該點在區(qū)域內的交通區(qū)位優(yōu)勢，該值越小，可達性越好?？蛇_性分析的方法為:

式中:Ai為區(qū)域中城市i的可達性;j為區(qū)域中另一城市;n為城市數(shù)目。Tij值越小，其可達性越好。

1.3 評價結果

通過可達性矩陣的評估，得出沈陽經濟區(qū)1992，2000，2011年3個時段的平均可達性指數(shù)，將可達性指數(shù)進行排序，并按照位序的10%，20%分成3級，得出沈陽經濟區(qū)可達性的等級(表2)。對3個時段進行縱向分析，可以得出1992—2011年間沈陽經濟區(qū)平均可達性變化情況。

表2 沈陽經濟區(qū)1992，2000，2011年平均可達性指數(shù)排序及等級Tab.2 The average accessibility index sort and grade of 1992，2000，2011 in Shenyang economic zone

從3個時段的縱向分析來看，沈陽經濟區(qū)整體的交通可達性不斷優(yōu)化，每一個城市的平均可達性都得到提高，說明沈陽經濟區(qū)交通綜合能力不斷提升。這主要得益于1992—2011年間沈陽經濟區(qū)交通基礎設施的大規(guī)模建設，促進了沈陽經濟區(qū)內部交通運輸方式的改善。

從每一個時段內各城市交通可達性橫向比較看，各城市交通可達性相差很大。1992年，沈陽市作為沈陽經濟區(qū)的首位城市、經濟和交通中心，其平均可達性最好。哈大線作為當時經濟區(qū)內最為便捷的交通走廊，將其沿線城市的可達性大大提高。2000年，可達性較好的城市仍位于沈陽市周邊，主要受益于沈陽交通樞紐。其他可達性較好的城市仍然以哈大沿線城市為主，而處于這些主要交通軸線以外或支線道路上的城市可達性較差，特別是像桓仁、新賓這類位于經濟區(qū)邊緣且交通方式比較落后的城市。這一時期，京沈高速的使用將沿線的遼中和臺安的可達性大大提高。

2000—2011 年間，沈陽經濟區(qū)內的交通設施修建速度明顯加快，增加高速鐵路和多條高速公路，提高了各城市可達性，城市可達性的排名發(fā)生較大變化。哈大高鐵的貫通將沿線具有高鐵站點的城市可達性快速提升，包括昌圖、開原、鐵嶺、遼陽、鞍山、海城、營口、蓋州。排名前15位的城市主要處于哈大城市走廊和大沈陽經濟圈的雙重影響之下，特別是遼陽、燈塔、撫順、遼中、鞍山、鐵嶺、新民屬于沈陽經濟區(qū)的核心地帶，未來的遼寧中部環(huán)線高速公路覆蓋的也是此范圍。

2 沈陽經濟區(qū)中心地發(fā)展特征

2.1 交通線的導向作用顯著

沈陽經濟區(qū)中心地受交通因素的影響顯著。首先，新交通線的建設會對每一中心地產生作用，對原有中心地產生固化或強化作用，即原有發(fā)展方向的固化和新發(fā)展方向的開辟。其次，交通運輸方式的變革促使交通運輸速度和效率不斷提高，中心地空間要素的擴散會隨著空間聯(lián)系載體的優(yōu)化而效率逐步提高，要素擴散強度增強，每個中心地的功能效益得到增強。中心地中微觀趨向上的發(fā)展變化導致整個中心地宏觀視圖產生交通指向性特征，中心地按照交通線路尤其是發(fā)達交通方式線路的走向進行發(fā)展。由可達性的評價可知，初期(1992年)，沈陽經濟區(qū)交通線建設緩慢，哈大交通軸(包括哈大鐵路、哈大高速公路)沿線是沈陽經濟區(qū)內可達性最好的區(qū)域，以沈陽為首的眾多中心地依托哈大交通軸線進行發(fā)展，形成明顯的軸線模式(圖1a)。之后(1993—2000年)，隨著沈陽經濟區(qū)交通線建設的系統(tǒng)化，交通可達性出現(xiàn)以沈陽為核心的平均可達性逐步向外圍降低的圈層結構(圖1b)，而這一階段哈大交通軸線的作用仍然無法替代，并由于哈大高鐵的貫通而進一步加強，因此，整個可達性空間結構呈現(xiàn)明顯的“核心-外圍”與軸線布局相結合的特征，此時中心地依托的交通線路逐步增多，中心地空間結構在交通可達性空間結構的引導下產生出圈層結構與軸線結構相結合的蛛網模式的特征(圖1c)。2000年之后，以沈陽為中心的多條放射狀高速公路的修建改變了原有的可達性空間結構，形成放射環(huán)狀的空間發(fā)展趨向，原有眾多低等級中心地能夠依托的高等級交通線增多，發(fā)展速度加快，中心地空間結構產生網絡化變化趨勢。

圖1 沈陽經濟區(qū)中心地結構視圖模式演變Fig.1 The evolution of the central place structure mode in Shenyang economic zone

2.2 中心極化與擴散并存

目前，隨著交通方式作用于區(qū)域發(fā)展強度的增大，可達性的逐步優(yōu)化，沈陽經濟區(qū)中心地發(fā)展呈現(xiàn)出中心極化作用與擴散作用共存的特征。沈陽是區(qū)域內的交通樞紐，可達性最優(yōu)，并且作為最高級中心地，極化作用顯著，規(guī)模不斷擴大，強有力地控制著整個沈陽經濟區(qū)的中心地體系。同時，居民出行交通機動化和多樣性購物行為的增多，導致其對低等級中心地的控制作用進一步增強。這是因為無論是多樣性購物還是長距離購物，都實現(xiàn)了低層中心地可以跨越若干級別中心地，直接到達高級中心地享受服務的結果，在高等級中心地一站式完成購物、娛樂、休閑等行為［10］。特別是可達性較好的遼陽、燈塔、撫順、遼中、鞍山、鐵嶺、本溪、新民等內部圈層中心地，多樣性購物行為最多，受沈陽極化作用的影響最為強烈。而隨著沈陽規(guī)模與功能逐步增大，出現(xiàn)向外擴散的趨向，以沈陽為中心的多條放射狀高速公路的修建給予外圍中心地發(fā)展提供了重要機遇，法庫、西豐、彰武、阜新、岫巖、康平、新賓、桓仁等原有可達性較差的外圍圈層中心地也得到快速發(fā)展，但是目前來看處于中心地內部圈層中的燈塔、遼中、法庫等較低級中心地受擴散效應的作用最大。因此，放射性高等級交通線的存在也證明沈陽與其他中心地之間存在著較強的空間相互作用，這種作用既具有外圍向中心地的極化效應，也具有中心向外圍的擴散作用。

2.3 中心地空間發(fā)展不均衡

沈陽經濟區(qū)中心地視圖在不斷向高等級演進過程中，中心地體系內部同時也存在空間發(fā)展不均衡問題。其中，西北部中心地比東南部發(fā)展完善，體系構建相對完整;而東南部中心地發(fā)展緩慢，中心地布局松散，體系不完整。更需注意的是，這種空間發(fā)展不均衡問題隨著現(xiàn)代交通變革的影響愈加突出，因為隨著交通運輸方式的變革，交通運輸方式呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢，促使中心地各類要素的擴散方式具有多項選擇，促進了中心地功能效益的多途徑發(fā)揮。于是，缺少現(xiàn)代交通條件的中心地發(fā)展機會將被交通條件好的中心地更多地剝奪，其發(fā)展也將會更加緩慢。在沈陽經濟區(qū)發(fā)展完善的西北部中心地受到更多高等級交通線影響，發(fā)展仍將更加快于具有較少高等級交通線影響的東南部中心地，因此，提升東南部地區(qū)的交通可達性，進一步增加由沈陽向東南部中心地放射形道路的建設，促使交通可達性空間結構演化逐步均衡，進而推動沈陽經濟區(qū)東南部中心地快速發(fā)展，使整個中心地空間結構趨于平衡。

3 沈陽經濟區(qū)中心地結構演化趨勢

3.1 技術進步下的交通可達性快速提升

沈陽經濟區(qū)交通要素正在隨著科學技術的進步而不斷地進行優(yōu)化，哈大高速鐵路、沈撫城際快速軌道的修建和投入使用，正在逐步地優(yōu)化原有沈陽經濟區(qū)的交通運輸方式，由傳統(tǒng)的鐵路和高速公路為主的運輸轉向傳統(tǒng)鐵路、高速公路、高速鐵路、城際快速軌道等多種運輸方式相結合的運輸格局。尤其高速鐵路和城際快速軌道對客運交通的影響最為深刻，便捷舒適的交通工具使人的傳統(tǒng)出行觀念產生較大的改變，近域城市之間交通時距仍在繼續(xù)縮短，人流交通量仍在不斷增加。未來，沈陽經濟區(qū)的交通運輸方式仍將不斷地優(yōu)化，一方面表現(xiàn)為高速公路數(shù)量地不斷增加，高速公路網將會覆蓋所有縣域地區(qū)，高速公路將成為陸路交通的主體;另一方面技術進步因素仍將會不斷作用于交通運輸方式，大運量、快速化、舒適型交通運輸方式仍將會不斷地投入使用，以沈陽為交通樞紐的交通系統(tǒng)會向著多樣化、快速化和便捷化的交通運輸結構演變。將來無論是人的出行還是貨物的運輸都將呈現(xiàn)出一種高效化的運轉局面，整個沈陽經濟區(qū)交通可達性將會不斷地快速提升。

3.2 交通一體化作用下的中心地空間結構中心極化

交通一體化是指整個交通系統(tǒng)中各個子系統(tǒng)之間以及系統(tǒng)與外部因素的高度協(xié)調。沈陽經濟區(qū)的交通一體化則體現(xiàn)出一種都市區(qū)內部的交通網絡整合關系，交通網絡的中心極化明顯。以沈陽為核心，1小時經濟圈為范圍的交通網絡快速發(fā)展，形成沈陽經濟區(qū)內部的交通一體化區(qū)。同交通一體化區(qū)相互適應，中心地空間結構也存在明顯的中心極化演變特征，形成核心城市(沈陽)控制下的眾多節(jié)點城市群所組成的中心地結構體系［11］。沈陽在這個空間結構體系中等級規(guī)模最高，眾多的節(jié)點城市成為中心地的中間層級，是沈陽經濟區(qū)中心地體系的支撐。在現(xiàn)實中，點狀聚落要得到中心地的服務需要付出交通成本，接受服務的方向總是沿著交通成本相對低的方向延伸，即并不是均勻接受各級中心的服務。并且交通可達性不僅僅由距離決定，交通運輸方式、交通成本都將對交通可達性構成影響。交通條件優(yōu)良的最高級中心地，能夠吸引更多的低層中心地跳過若干個等級的較高級中心地直接接受其服務，這樣最高級的中心地將會越來越發(fā)達，規(guī)模越來越大，等級得到強化。在交通一體化的作用下，沈陽中心地空間結構的極化發(fā)展趨勢明顯，沈陽市的空間規(guī)模越來越大，周邊節(jié)點城市不斷向其集聚，最終沈陽市與周邊各節(jié)點城市之間的空間距離會不斷地縮近，形成一體化發(fā)展格局，成為更加均質化的都市區(qū)。同時，不斷發(fā)展的交通一體化加強了各個較低等級的中心地之間的聯(lián)系，主要體現(xiàn)在經濟區(qū)內三級中心地及底層中心地上，使支撐中心地整個體系的眾多中間層次快速發(fā)展，并帶動中心地整體大發(fā)展，中心地體系的基礎更加穩(wěn)固。而且，在整個宏觀區(qū)域中，中心地體系呈現(xiàn)極化與扁平化同時進行、相互作用趨勢［12］。

3.3 可達性優(yōu)化下的中心地視圖網絡化

隨著城市之間追求愈來愈短的交通時間成本，沈陽經濟區(qū)可達性愈來愈小，可達性空間結構發(fā)生變化。以鐵路和高速公路為標志的高等級交通線路對中心地視圖的影響愈來愈小，演變速度也越來越快。大體可按照3個時期分成3個典型的中心地形態(tài)視圖模式，即點軸模式、圈層模式和蛛網模式［13］。

點軸模式是沈陽經濟區(qū)中心地視圖的初始形態(tài)，與沈陽經濟區(qū)初始的地域開發(fā)模式吻合。區(qū)位、資源、氣候條件優(yōu)越的“點”率先發(fā)展起來，如撫順、鞍山、本溪、阜新等城市為區(qū)域內最早迅速發(fā)展的中心地。它們依托區(qū)域交通廊道，進一步擴展形成城鎮(zhèn)密集地帶，點軸模式形成。早期沈陽經濟區(qū)主要是依托哈大交通線，形成縱貫南北的中心地密集軸線［14］(圖1a)。沈陽市作為經濟區(qū)內的最高級中心地，極化作用十分強烈，產生以沈陽為中心的圈層布局模式。這種圈層模式在初期是一種松散的結構，并沒有明顯而直接的空間聯(lián)系，但是隨著交通可達性空間演化的中心極化，中心地圈層聯(lián)系得到強化，形成明顯的中心地圈層結構。目前，沈陽經濟區(qū)中心地視圖的內部圈層已經形成，其以沈陽為中心，鐵嶺、撫順、本溪、遼陽、遼中、新民、法庫為節(jié)點，以遼中環(huán)線高速公路為空間聯(lián)系紐帶。而此時的中心地外部圈層正處于形成時期，完整的圈層結構還沒有形成。但從整體來看，以昌圖、康平、彰武、臺安、海城為主的半個外圍圈層基本形成，它們之間的交通可達性已經比較好。岫巖、桓仁、清原、西豐等另半個外圍圈層聯(lián)系松散，相互之間的可達性差，只形成視圖概念上的圈層結構(圖1b)。隨著交通因素對既有中心地體系的加強和固化，點軸模式與圈層模式相互作用，結合為蛛網模式，以區(qū)域內最高級中心地沈陽為中心，形成放射環(huán)狀的中心地視圖形態(tài)。當前的沈陽經濟區(qū)中心地視圖就是由2個圈層和7條軸線組成的蛛網模式(圖1c)。沈陽經濟區(qū)中心地視圖蛛網模式的形成也證實了“廖士景觀”中的部分論點，即所謂的“城市稀少”扇面和“城市密集”扇面，證明了經濟空間作用于中心地體系發(fā)展并進而形成最為優(yōu)化的“六邊形”系統(tǒng)的規(guī)律存在。

4 結論

交通因素是影響區(qū)域中心地空間結構的重要因素，特別是現(xiàn)代交通技術的應用促使區(qū)域中心地空間結構產生快速的演變。同時區(qū)域交通設施發(fā)展的不平衡性導致區(qū)域可達性空間極化，進而引導中心地空間結構中心極化的演變趨勢。但隨著區(qū)域交通技術的不斷提高和交通設施布局的逐步平衡，區(qū)域中心地空間結構也正逐步地向網絡化和平衡化方向演化。

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