深圳經濟區城市腹地劃分與演變研究

王小準，邱宏華

（1.廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510500）

深圳經濟區城市腹地劃分與演變研究

王小準1，邱宏華1

（1.廣東省國土資源測繪院，廣東 廣州 510500）

在深圳市特區一體化背景下，運用主成分分析法測算城市綜合影響力指數。考慮了道路類型及地形阻抗，在GIS軟件支持下，利用Huff模型，進行基于時間可達性的深圳經濟特區城市腹地劃分及演變分析，并提出了相應的城市空間發展策略。結果表明，場強最大等值線與10 min OD時間成本等值線基本重合；城市腹地與行政區域不存在顯著的空間相關性；城市綜合影響力的絕對優勢及交通環境的改善，使得大鵬新區大部分區域成為羅湖區在深圳東海岸的腹地孤島；特區一體化背景對深圳市中心區城市腹地變化影響顯著，原特區的羅湖、福田和南山的城市腹地已形成相對穩定態勢，但隨著特區一體化推進，原特區外的寶安和龍崗兩區逐步削弱了南山區、鹽田區、羅湖區的腹地范圍。

城市腹地；Huff模型；GIS；深圳經濟特區

自克里斯泰勒提出中心地理論以來，中心城市及其腹地的相關研究就一直是地理學和經濟學界的熱點[1]。城市與區域的關系表現為城市是區域的中心，區域是中心的腹地。城市腹地也稱城市吸引范圍、城市勢力圈或城市影響區，是城市的吸引力和輻射力對城市周圍地區社會經濟聯系起著主導作用的地域[2]。

國外關于城市腹地的研究起步很早，農業區位論和工業區位論體現了城市與周邊地區的產品交換關系，包含腹地概念的基本思想。20世紀30年代海港區位論和中心地理論明確提出了腹地的概念。國外腹地的研究，在20世紀50年代前，以中心地與腹地之間相互聯系的流態分析為主；50年代之后，主要基于不同等級中心地輻射范圍而展開，研究方法也由定性描述發展到數學模擬法[3-9]。20世紀中期以后，隨著經濟、社會背景的變化發展，腹地逐漸完善并形成不同的理論，中心地理論、斷裂點理論、空間極化發展理論、核心-邊緣理論、世界城市理論以及信息腹地理論奠定和豐富了城市腹地理論基礎[10-13]。

城市化進程的加快，使得腹地資源愈來愈引起中心城市的關注，中心城市的發展空間和城市間競爭態勢表現出日益增強的敏感性，在我國“北、上、廣、深”地區尤為明顯。城市腹地范圍的劃分對城市總體規劃、產業發展規劃、經濟功能區劃等研究具有重要的指導意義。作為中國第一個經濟特區的深圳，已發展為有一定影響力的國際化城市。2010-07-01起深圳特區一體化將寶安、龍崗兩區納入特區范圍，特區面積擴大了4．96倍，以中心城區為核心，以西、中、東3條調整軸和南、北2條發展帶構成的“三軸兩帶多中心”軸帶組團城市空間結構逐漸形成，特區經濟實力進一步增強。目前珠三角地區城市腹地研究較少[14]，未見對深圳經濟特區城市腹地的研究，筆者以深圳市特區一體化為背景，在ArcGIS軟件環境支持下，借助Huff模型，分析了特區一體化前后深圳經濟特區中心區的城市腹地演變規律，并根據各區城市腹地與區級行政范圍的面積比例，提出了相應的城市空間發展策略，以期對腹地劃分方法進行補充。

1 城市腹地劃分的分析模型

1.1 基于主成分分析法的城市綜合影響力指數獲取

城市綜合影響力大小用一個復合性指標體系衡量，主要包括城市規模、經濟發展、社會發展等方面。筆者從城市規模、城市對外開放程度、經濟實力和社會發展等方面建立了城市綜合影響力指數衡量指標體系，利用主成分分析法特征值加權得到城市綜合影響力指數，以反映城市綜合影響力大小。

1.2 Huff模型

Huff模型公式如下：式中，Pij為空間上某點i選擇到中心城市j的概率；S為城市綜合實力，可用城市綜合影響力指數表示；d為距離，k為中心城市個數；β＞0是距離摩擦系數，一般取值為2[15]；通常稱為勢能或場強，代表城市影響力大小。

2 研究方法

2.1 研究區域與數據來源

深圳市地處廣東省南部（113°46'～114°37'E，22°27'～ 22°52'N），土地總面積1 953 km2，2011年末常住人口1 046．74萬。本文以2009年原特區所轄的4個行政區和2011年所轄的6個行政區為研究對象，不包括與陸地分離的零星島嶼，并以各行政區區政府所在地作為區中心位置。

社會經濟數據來源于2009年和2011年《深圳市統計年鑒》，以及各區國民經濟和社會發展統計公報、統計年鑒和政府工作報告。空間數據來源于《深圳市土地利用總體規劃（2011～2020）》、《深圳市交通地圖（2013年）》、《深圳市城市軌道交通近期建設規劃（2011～2016）》。

2.2 數據處理

1）指標體系。以城市綜合影響力指數來衡量行政區的城市實力，參照前人的研究成果[9,14]，在遵循系統性、全面性、可比性、獨立性和可操作性原則的基礎上，選取了4個方面8項代表性指標測算城市綜合影響力指數，包括城市規模(土地面積與年末常住人口）、城市開放度（進出口總額）、經濟實力（地區生產總值與社會消費品零售總額）、社會發展（城鎮居民家庭年人均可支配收入、每10萬人擁有衛生技術人員和醫院床位數）。

2）計算城市綜合影響力指數。采用平均值標準方法對原始數據進行標準化處理，以消除數據級和量綱的影響：

式中，Mjr為第j城市第r項指標標準化后的新值；Xjr為第j城市第r項指標的原始統計值；Xr為城市第r個指標的算術平均值，

用SPSS軟件進行主成分分析，提取主要影響因子。按照特征值大于1以及累積貢獻率大于85%的原則提取主成分因子，前3個主成分方差貢獻率分別為51．19%、29．59%、13．63%，累積貢獻率已達94．40%。第一主成分可命名為社會發展水平F1，第二主成分可命名為城市規模F2，第三主成分可命名為城市開放程度F3。方差極大化旋轉后前3個主成分在個變量上的載荷見表1。

表1 方差極大化旋轉后的主成分載荷矩陣

城市綜合影響力指數計算公式[9]如下：

式中，λt為第t個主因子的方差貢獻率；?tr為第t個主因子在第r個變量上的因子載荷；Ft為第t個主因子的特征根。據此，測算得到深圳市特區一體化前后行政區的城市綜合影響力指數結果見表2、3。

表2 原經濟特區中心區的綜合影響力指數（2009年）

表3 特區一體化后深圳市中心區的綜合影響力指數（2011年）

3）基于時間可達性的距離測度。本文現狀交通僅考慮了軌道線、高速路、快速路、干線性主干道、主干道、次干道、支路和其他非水域道路，根據《中華人民共和國公路工程技術標準（JTGB01-2003）》和《深圳市城市軌道交通近期建設規劃（2011～2016）》，結合深圳市路網密度和路網質量，各類型道路平均時速以平均設計速度乘以0．8的折算系數定義[16]，分別為軌道交通時速112 km/h、高速公路時速96 km/h、快速路時速64 km/h、干線性主干道時速56 km/h、主干道時速48 km/h、次干道時速32 km/h、支路時速24 km/ h和其他非水域道路16 km/h。目前可達性的測度常用方法包括緩沖區分析法、最小距離法、旅行成本法和吸引力指數法等[17-24]。測量時間可達性思路包括網絡分析法[25,26]和柵格分析法[27-31]。網絡分析法較后者在計算網絡中線和節點位置的可達性時精度更高。本文采用該方法，以樣本點為起點，以區政府位置為目標點，進行OD時間成本矩陣測算。

4）場強測算與城市腹地范圍劃分。將表2、3的城市綜合影響力指數代入式（1），測算6個區中心對13 610個樣本點的場強大小，根據場強“取大原則”確定樣本點所屬的區中心，并重新編號賦值。為提高精度，先根據樣本點的編號賦值字段插值為Tim模型，后轉化為Grid模型，并進行重分類得到各中心區的腹地范圍（圖1）。

圖1 中心區城市腹地格局演變

3 結果分析

3.1 場強分布與空間可達性、城市影響力指數關系分析

從圖2可以看出，區中心附近形成場強相對較高值區，隨著時間成本距離增加，場強值逐漸變小，在5 min OD時間成本等值線附近形成場強低洼區，場強最大等值線基本與10 min OD時間成本等值線重合，且在其附近分布密集，說明場強變化顯著。經IBM SPSS Statistics 21．0軟件相關性分析顯示，2009年最大場強等值線圍合的區域即中心區城市腹地的面積，與中心區城市綜合影響力指數、社會發展指數、城市規模指數和城市開發指數相關系數分別為0．684、0．648、0．768、-0．044，表明中心區城市腹地的面積與中心區城市綜合影響力指數、社會發展指數、城市規模指數呈現正相關，相關性顯著，與城市開發指數相關性不明顯；2011年中心區城市腹地的面積與中心區城市綜合影響力指數、社會發展指數、城市規模指數和城市開發指數相關系數分別為0．515、0．270、0．282、0．844，表明中心區城市腹地的面積與這4個指數相關性呈現正相關，其中與城市開發指數相關性顯著。

圖2 特區一體化背景下深圳經濟特區中心區場強分布

3.2 城市腹地與行政區界線空間關系分析

從圖1可以看出，現寶安區行政界線范圍內，除深圳西海岸狹長區為寶安城市腹地外，其余位于原特區外的松崗街道、公明街道、石巖街道、光明街道西部、沙井和西鄉街道東部成為南山城市腹地區，位于光明街道東部和龍華功能區轄的4個街道成為福田區的城市腹地。現龍崗區行政界線范圍的南灣街道、布吉街道、坂田街道東部、葵涌街道東部、大鵬街道和南澳街道成為羅湖區城市腹地，坂田街道西部成為福田城市腹地。

行政區界線和2011年城市腹地疊置分析可以看出，第1類即腹地在本區行政區域占據絕對優勢（＞80%）的僅福田區（83．06%），城市空間發展應采取大城市拉動戰略；第2類即占據較大優勢（50%～80%）的有羅湖區（67．17%）和南山區（74．69%），城市空間發展應注意其他中心區的影響；第3類即其他不占據優勢（＜50%）的包括龍崗區（49．64%）、鹽田區（43．25%）和寶安區（23．76%），城市空間發展中應采用多中心聯動戰略。此外，從各區城市腹地面積與行政區域面積比例可以看出，福田區比例為4．39倍、羅湖區為4．38倍、南山區為2．87倍、鹽田區為1．22倍、龍崗區為0．56倍、寶安區為0．30倍，說明了城市腹地與行政區域不存在顯著的空間相關性。

3.3 特區一體化背景下中心區城市腹地演變分析

圖1和表4為2009年與2011年深圳市中心區城市腹地劃分結果，從中可以看出，特區一體化背景下，原特區城市腹地面積變化明顯，以羅湖區變化最大，縮至原來的35．76%，南山區次之，縮至原來的68．51%。

從空間上看，現寶安城市腹地約99．97%用地來源于原南山城市腹地，主要分布在沙井街道西部、福永街道、西鄉街道西部、新安街道；現龍崗城市腹地約97．04%用地來源于原羅湖城市腹地，主要分布在東湖街道東部、鹽田街道北部、沙頭角街道北部、平湖街道、坪地街道、坪山街道、橫崗街道大部分、坑梓街道、龍城街道、龍崗街道；現福田城市腹地范圍基本與原來一致，僅原腹地區的光明街道西部轉入現南山城市腹地范圍；現羅湖城市腹地范圍基本屬原羅湖腹地區；現南山城市腹地范圍基本屬原南山腹地區；現鹽田城市腹地面積僅為原鹽田腹地區的14．97%，且39．42%用地由其他腹地區轉入。

圖1也表明了原特區的羅湖、福田、南山之間的腹地分界位置基本保持不變，已形成相對穩定態勢。特區一體化后，原特區外的寶安和龍崗兩區納入特區范圍，逐步削弱了南山區、鹽田區、羅湖區的腹地范圍。大鵬新區大部分區域成為羅湖區在深圳東海岸的腹地孤島，這主要是由于羅湖區城市綜合影響力指數為鹽田區的約1．05倍，具有明顯的競爭優勢，且惠深沿海高速建設加強了羅湖區與大鵬新區的空間聯系。

表4 特區一體化背景下中心區城市腹地面積變化量統計/hm2

4 結 語

本文根據深圳經濟特區的特點，采用城市綜合影響力指數來反映一個城市的綜合實力大小，相比傳統評價城市實力的單一指標方法較為客觀。本文未考慮2009年和2011年深圳市路網結構的變化，未考慮對外軌道交通影響，未考慮深圳市域外周邊同級別中心區和高等級區的腹地影響，未討論水庫區、林地區和作為城市基本生態控制線范圍內的嚴格控制區域等自然環境限制對腹地的影響，各類型道路平均時速以平均設計速度乘以0．8的折算系數定義，支路及以下等級道路與現狀有一定偏差，并對劃分腹地范圍結果帶來一定影響。以上這些方面都是未來亟需深入研究的內容。用Huff模型來確定城市腹地，其劃分結果是否與實際吻合，這些有待于通過城市間的流態，如金融流、信息流、客貨流進行經驗修正。

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P208

B

1672-4623（2015）02-0110-04

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.02.040

王小準，工程師，注冊測繪師，主要從事測繪新技術研究與應用。

2014-09-11。