朱士鵬，張志英

(六盤水師范學(xué)院a.環(huán)境與資源科學(xué)系;b.圖書館，貴州六盤水553004)

自國家實施西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，黔中城市群作為貴州的核心區(qū)域受到了越來越多的關(guān)注，一些學(xué)者從城市群的構(gòu)建［1］、城市群的規(guī)模結(jié)構(gòu)［2－3］、城市群的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)［4］等方面進行了積極的探索，然而，在對黔中城市群的研究中，一方面對黔中城市群空間范圍的界定方法不夠科學(xué)［1－2］，另一方面對該城市群空間結(jié)構(gòu)的研究較少［3］，尤其，定量研究更少。因此，本研究在前人研究的基礎(chǔ)上，采用科學(xué)的方法(經(jīng)濟距離模型)對黔中城市群空間范圍進行界定。在此基礎(chǔ)上，借助分形模型及城市相互作用強度模型對城市群空間結(jié)構(gòu)進行定量分析，明確城市群空間結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀特征，并提出黔中城市群未來空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思路，第一可彌補對黔中城市群空間范圍界定及空間結(jié)構(gòu)研究的不足，第二可為貴州省制定城市體系規(guī)劃及區(qū)域發(fā)展規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

1 黔中城市群范圍界定

1.1 城市群范圍的界定方法

城市群空間界定一直是國內(nèi)學(xué)者研究的重點。從檢索到的相關(guān)文獻看，國內(nèi)學(xué)者對城市群范圍的界定多采用定量方法，主要有以下幾種:①根據(jù)距離核心城市150～200 km距離［2，5］確定城市群的范圍;②根據(jù)距離核心城市1～2 h車程的界限來劃分城市群的范圍［5－7］;③應(yīng)用經(jīng)濟聯(lián)系隸屬度［1］、引力模型［8－9］、斷裂點模型［10］等確定城市群的范圍;④在引力模型的基礎(chǔ)上結(jié)合要素流分析［9－10］確定城市群的范圍。通過對以往文獻的分析總結(jié)，發(fā)現(xiàn)存在以下缺陷:方法①多采用直線距離，沒有考慮城市之間的實際交通距離;方法②多采用公路或鐵路的平均時速，沒有考慮城市之間的實際交通狀況(交通方式);方法③中的引力、斷裂點等模型多采用城鎮(zhèn)人口及GDP總值的復(fù)合來表征城市的“質(zhì)量”，指標較單一，無法準確反映城市的綜合水平;方法①、②、③、④都沒有考慮城市之間經(jīng)濟發(fā)展差距問題。事實上，城市之間聯(lián)系的緊密程度也受經(jīng)濟差距的影響，一般情況下，經(jīng)濟差距越小，城市之間聯(lián)系越緊密，越有利于城市能量傳遞，相反，經(jīng)濟差距越大，城市之間聯(lián)系就越松散，就不利于城市能量傳遞［11］。為了克服上述城市群空間范圍界定方法的缺陷，本研究引入經(jīng)濟距離模型［11］對黔中城市群范圍進行界定。

1.2 黔中城市群范圍界定

1.2.1 城市群理論范圍的確定。李興建［12］通過對中國西部八大城市群進行研究，認為西部地區(qū)城市群的空間范圍大多是以區(qū)域核心城市為中心、半徑為100～200 km的區(qū)域。借鑒其研究成果，考慮到黔中城市群核心城市貴陽市人口經(jīng)濟規(guī)模相對較小，輻射范圍有限，所以，僅選取以貴陽市為中心，半徑為150 km(指黔中城市群范圍的理論半徑)的區(qū)域作為黔中城市群的理論范圍，結(jié)合貴州政區(qū)圖，發(fā)現(xiàn)有37個城市落在該范圍內(nèi)。

1.2.2 經(jīng)濟距離計量模型。有些城市從理論范圍上看屬于黔中城市群，但實際上這些城市與城市群內(nèi)的其他城市尤其是核心城市貴陽聯(lián)系較弱，根據(jù)城市群的內(nèi)涵(城市群內(nèi)城市之間緊密聯(lián)系)，這些城市不屬于該城市群，應(yīng)予以剔除。在確定黔中城市群理論范圍的基礎(chǔ)上，借助經(jīng)濟距離模型，計算各城市至核心城市貴陽的經(jīng)濟距離，然后將經(jīng)濟距離與理論半徑150 km進行比較，將那些與核心城市貴陽聯(lián)系較弱的城市剔除，最終確定黔中城市群的范圍。經(jīng)濟距離模型如下［11］:

式中:E，α，β，D分別為2個城市之間的經(jīng)濟距離、交通工具組合的修正系數(shù)、經(jīng)濟差距的修正系數(shù)、兩城市之間的通勤距離。經(jīng)濟距離模型考慮了城市間的聯(lián)系除了受通勤距離的影響外還受交通方式、經(jīng)濟差距的影響。

α系數(shù)的確定。城市之間聯(lián)系的緊密程度與交通方式有著密切的關(guān)系，一般情況下，交通方式越單一，對外聯(lián)系越不便。高汝熹等［13］采用城市之間的鐵路距離作為通勤距離，把不同交通工具組合的通勤距離修正系數(shù)設(shè)定為α，若兩城市間的交通工具主要是火車時，α=1.0;交通工具主要是汽車時，α=1.2;交通工具為火車和汽車組合時，α=0.7?？紤]黔中城市群的主要運輸方式是公路，所以，選用城市間的公路距離作為通勤距離，不同交通工具組合的通勤距離修正系數(shù)α，根據(jù)高汝熹等［13］采用的賦權(quán)法進行推理計算確定:若兩城市間的交通工具主要是汽車時，α=1.0;交通工具主要是火車時，α=1/1.2=0.83;交通工具為火車和汽車組合時，α=0.83×0.7=0.581。

β系數(shù)的確定。城市之間聯(lián)系的緊密程度也受經(jīng)濟差距的影響。一般情況下，經(jīng)濟差距越小，城市之間聯(lián)系越緊密，越有利于城市能量傳遞，相反，經(jīng)濟差距越大，城市之間聯(lián)系就越松散，就不利于城市能量傳遞［11］。黃征學(xué)［11］采用人均GDP作為指標衡量城市之間的經(jīng)濟差距，認為當城市i，j的人均GDP比值≥0.70時，表明二者經(jīng)濟差距小，聯(lián)系很緊密，賦予權(quán)重β為0.8;當城市i，j的人均GDP比值介于0.45～0.70之間時，表明二者的經(jīng)濟差距一般，聯(lián)系也一般，賦予權(quán)重β為1;當城市i，j的人均GDP比值＜0.45時，表明二者的經(jīng)濟差距很大，城市之間的聯(lián)系很松散，賦予權(quán)重β為1.2。

利用式(1)計算各城市至核心城市貴陽的經(jīng)濟距離，然后將經(jīng)濟距離與理論半徑150 km進行比較，把經(jīng)濟距離大于理論半徑的織金縣、仁懷市、金沙縣、大方縣、納雍縣、關(guān)嶺縣、紫云縣、羅甸縣、平塘縣等13個城市剔除，最終確定的黔中城市群范圍共有22個城市，即貴陽市、開陽縣、息烽縣、修文縣、清鎮(zhèn)市、遵義縣、安順市、遵義市、普定縣、龍里縣、黔西縣、鎮(zhèn)寧縣、長順縣、凱里市、福泉市、麻江縣、都勻市、六枝特區(qū)、平壩縣、獨山縣、貴定縣和惠水縣。需要說明的是貴陽市、遵義市、安順市范圍只包括市轄區(qū)。

2 黔中城市群空間結(jié)構(gòu)研究

分形理論是研究城市群空間結(jié)構(gòu)常用的一種理論，該理論對于揭示城市群空間結(jié)構(gòu)的分形幾何特征及其支配法則有著重大的理論意義。從檢索到的國內(nèi)外學(xué)者利用分形理論對城市群空間結(jié)構(gòu)研究所使用的模型看，常用的模型有關(guān)聯(lián)維數(shù)模型和聚集維數(shù)模型。

2.1 關(guān)聯(lián)維數(shù)

2.1.1 基本模型。關(guān)聯(lián)維數(shù)計算公式為［14］:

式中:r，N，dab分別表示碼尺、區(qū)域內(nèi)城市數(shù)目、a城市和b城市間的直線距離;θ為函數(shù)，具有性質(zhì)［14］:

式(3)表示以城市a為中心、半徑r范圍內(nèi)出現(xiàn)城市b的概率，由于城市群空間結(jié)構(gòu)分布是分形的，具有標度不變性［14］，即:

式中:r為尺度比;ψ=D為空間關(guān)聯(lián)維數(shù);c為常數(shù)?？臻g關(guān)聯(lián)維數(shù)D的地理意義見參考文獻［14］。將式(3)中的dab改為實際公路里程，利用式(6)可得交通網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)維數(shù)D'，可定義牛鴉維數(shù)比為［14－15］:

2.1.2 城市群空間結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)維數(shù)測算。以黔中城市群的22個城市為研究對象，借助搜狗地圖，測量出兩兩城市之間的直線距離dab，取定步長Δr=30 km，可得r=370，340，310，…，10，相應(yīng)地N(r)=484，480，470，…，22，進而得到點列(r，N(r))(表1)。根據(jù)表1中數(shù)據(jù)，作(ln r，ln N(r))散點圖(圖1)。然后用一元線性回歸進行模擬，得出分維D=1.209，相關(guān)系數(shù)R2=0.973。將dab改為實際公路里程，測算公路交通網(wǎng)絡(luò)的分維D'=0.973，相關(guān)系數(shù)R2=0.967，進而可算出牛鴉維數(shù)比ρ=D'/D=0.805。R2=0.973，說明相關(guān)程度高。分維D=1.209，趨近于1，表明黔中城市群各要素在空間分布上比較集中于某一地理要素，這與現(xiàn)實非常吻合。目前，黔中城市群22個城市中有20個位于川黔、黔桂、湘黔、貴昆鐵路及蘭海、滬昆、貴畢等高速公路沿線，占城市總數(shù)的90.9%。ρ=0.805，接近于1，說明城市群內(nèi)的交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)育較為成熟，城市之間空間可達性較好。

2.2 聚集維數(shù)

2.2.1 基本模型。劉繼生等認為半徑為r的圓周內(nèi)的城鎮(zhèn)數(shù)目N(r)與相應(yīng)半徑的關(guān)系［14］滿足公式:

式中:Df為分維。考慮到半徑r的取值影響分維的數(shù)值，可將其轉(zhuǎn)化為平均半徑，定義平均半徑為［14］:

式中:Rs，ri，S，D分別表示平均半徑、第i個城市到中心城市的直線距離、區(qū)域內(nèi)城市個數(shù)、聚集維數(shù)。聚集維數(shù)D的地理意義見參考文獻［14］，［16］。

2.2.2 聚集維數(shù)的測算。貴陽市是黔中城市群的核心城市，可選取貴陽市作為測算中心，借助搜狗地圖，首先，測量各城市到貴陽市的重心距ri;然后，利用式(8)將其轉(zhuǎn)換成平均半徑Rs(表2)。根據(jù)表2中數(shù)據(jù)，作(ln s，lnRs)散點圖(圖1)。然后用一元線性回歸進行模擬，得出分維D=0.752，相關(guān)系數(shù)R2=0.993。分維D＜2，表明黔中城市群內(nèi)的城市空間分布屬于典型的集聚型，分維D=0.752，值較小，反映黔中城市群內(nèi)的城市空間分布集聚程度很高。

表1 碼尺r及其“篩選”的距離數(shù)目N(r)Tab.1 The yardstick(r)and the corresponding number(N(r))of the crow distances(dij)selected(dij≥r)

表2 黔中城市群城市分布的重心距和平均半徑Tab.2 The euclid distances(ri)from the ith town to the given central cities of urban agglomeration in central Guizhou and their corresponding average radius(Rs)

2.3 城市空間相互作用強度模型

城市空間相互作用強度計算公式為［17］:

式中:Fij表示城市i，j的相互作用強度;Pi，Pj分別表示城市i，j的綜合實力;dij表示城市i，j間的時間距離。綜合實力評價值計算如下。

①選取9項指標(地方財政收入、非農(nóng)產(chǎn)業(yè)比重、GDP、城鎮(zhèn)人口規(guī)模、社會消費品零售總額、工業(yè)總產(chǎn)值、教育支出、人均GDP、全社會固定資產(chǎn)投資額)構(gòu)建評價城市綜合實力的指標體系，同時，為消除各指標量綱影響，采用極差標準化法對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理:

式中:zij為標準化值;xij為i城市j項指標的原始值;xjmax為j項指標的最大值。

②采用均方差法計算指標j的權(quán)重wj，具體計算步驟見參考文獻［18］。

③計算i城市的綜合實力評價值，公式如下:

利用城市綜合實力評價值及城市間公路里程的時間距離，借助式(10)計算城市空間相互作用強度，在此基礎(chǔ)上，把每個城市與其最大引力城市用直線連接，獲得黔中城市群城市之間“最大引力聯(lián)接線［17］”分布圖(圖1)。將相互作用強度(Fij)前16位的i，j城市連接，得到城市相互作用的空間聯(lián)系走向分布圖(圖2)。

圖1 黔中城市群各城市最大引力連接線Fig.1 The largest gravity line linking between cities

圖2 黔中城市群城市相互作用強度空間分布Fig.2 The spatial distributionof intensity of urban interaction

圖1顯示，最大引力連接線最多的是貴陽市有11條，最大作用城市為清鎮(zhèn)市、修文縣、龍里縣、安順市等，總作用強度為26 194;其次為安順市、福泉市、麻江縣、都勻市，各有2條，總作用強度分別為5 000，2 990，2 111，2 476。其中，安順市主要連接鎮(zhèn)寧縣、普定縣，福泉市主要連接麻江縣、貴陽市，麻江縣主要連接福泉市、都勻市，都勻市主要連接麻江縣、獨山縣。連接線越多，總作用強度值越大，表明該城市在城市群中的總吸引力越大，且具有更高的空間支配地位。福泉市、麻江縣、都勻市雖然具有2條最大引力連接線，但是它們的總作用強度較小，還不能擔當重要節(jié)點的角色，因此，黔中城市群中比較重要的節(jié)點有2個，即貴陽市和安順市，不過安順市的實力有待進一步提高。

圖2表明，黔中城市群城市相互作用強度的空間聯(lián)系走向呈現(xiàn)3個特點:一是以貴陽市為中心呈圈層向外輻射，主要聯(lián)系清鎮(zhèn)市、修文縣、龍里縣、安順市、貴定縣、平壩縣、息烽縣、開陽縣等，其中修文縣、龍里縣、清鎮(zhèn)市為第一圈層，平壩縣、息烽縣、安順市、貴定縣、開陽縣為第二圈層，其余城市為第三圈層。二是沿蘭海高速呈南北向拓展，包括貴陽市、修文縣、息烽縣、遵義縣、遵義市，五市之間的相互作用強度總值為29 365，占黔中城市群城市相互作用強度總值的27.1%。三是沿滬昆高速公路呈東西向拓展，包括福泉市、貴定縣、龍里縣、貴陽市、清鎮(zhèn)市、平壩縣、安順市、鎮(zhèn)寧縣，八市之間的相互作用強度總值為45 753，占黔中城市群城市相互作用強度總值的42.2%，是該城市群城市聯(lián)系最緊密的區(qū)域。

3 結(jié)論及建議

3.1 結(jié)論

1)黔中城市群包括22個城市，即貴陽市、開陽縣、息烽縣、修文縣、清鎮(zhèn)市、遵義縣、安順市、遵義市、普定縣、龍里縣、黔西縣、鎮(zhèn)寧縣、長順縣、凱里市、福泉市、麻江縣、都勻市、六枝特區(qū)、平壩縣、獨山縣、貴定縣和惠水縣。2)城市主要集中于川黔、黔桂、湘黔、貴昆鐵路及蘭海、滬昆、貴畢等高速公路沿線;城市間的交通網(wǎng)絡(luò)發(fā)育較為成熟，空間可達性較好;城市空間分布屬于典型的集聚型，且集聚程度很高。3)貴陽市和安順市是黔中城市群中比較重要的兩個節(jié)點;城市群的空間聯(lián)系方向以貴陽市為中心呈圈層狀向外輻射;沿蘭海、滬昆高速公路呈軸線狀拓展，空間聯(lián)系交通指向性明顯。

3.2 建議

根據(jù)研究結(jié)果，結(jié)合空間結(jié)構(gòu)理論(圈層結(jié)構(gòu)理論、點－軸系統(tǒng)理論)，黔中城市群未來空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思路是打造“一圈”、“兩主軸”、“兩次軸”，培育“一個增長極”?！耙蝗Α奔匆再F陽市為中心的大貴陽圈。大貴陽圈由核心區(qū)、中間層和外圍區(qū)組成，其中核心區(qū)是指貴陽市的市轄區(qū)，中間層包括與貴陽聯(lián)系非常緊密的清鎮(zhèn)市、修文縣和龍里縣，外圍區(qū)包括與貴陽市聯(lián)系較為緊密的平壩縣、息烽縣、貴定縣和開陽縣。通過構(gòu)建以貴陽市為中心的環(huán)形－放射式道路網(wǎng)將大貴陽圈內(nèi)的所有城市緊密連接起來，形成一個有機整體，利用核心城市貴陽市的輻射作用，帶動圈層內(nèi)的其他城市快速發(fā)展?！皟芍鬏S”:一條為滬昆高速公路發(fā)展軸，包括鎮(zhèn)寧縣、安順市、平壩縣、清鎮(zhèn)市、貴陽市、龍里縣、貴定縣、福泉市、麻江縣，該軸是黔中城市群城市聯(lián)系最緊密的區(qū)域;另一條為蘭海高速公路發(fā)展軸，包括貴陽市、修文縣、息烽縣、遵義縣和遵義市，該軸北臨中國第四大直轄市——重慶市，且直線距離較短(208.7 km)，極易受到重慶市的輻射帶動作用，發(fā)展?jié)摿^大。這兩條主軸線在貴陽市相交，組成倒“T”字形。

“兩次軸”:一條為“長—貴—黔”軸線，包括長順縣、惠水縣、貴陽市、修文縣和黔西縣。該軸目前存在的最大問題是公路等級低(貴陽—惠水—長順目前只有省道相連)，城市之間聯(lián)系的時間距離較長，未來發(fā)展的關(guān)鍵是興建高等級公路，改善交通條件;另外一條為“福—都—獨”軸線，包括福泉市、麻江縣、都勻市、獨山縣。該軸南接廣西，是貴州通向北部灣的一條重要通道，具有較大發(fā)展?jié)摿Α?/p>

“一個增長極”即安順市。安順市已成為黔中城市群的另一個重要節(jié)點，因此，可選擇安順市作為黔中城市群的另一個增長極，但是，這個增長極目前規(guī)模仍然比較小，且與核心城市貴陽市差距很大，未來應(yīng)給予重點培養(yǎng)。通過發(fā)展新的增長極，徹底改變黔中城市群一城獨大的局面，促進該城市群空間結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。

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