浙江省公路集聚特征與空間格局演化研究

陳國宏,任國巖（浙江萬里學院 商學院,浙江 寧波 315100）

浙江省公路集聚特征與空間格局演化研究

陳國宏,任國巖
（浙江萬里學院 商學院,浙江 寧波 315100）

交通基礎設施對經濟和社會發展影響廣泛。本文基于空間經濟地理的視角,選取浙江省縣域2006-2012年的公路里程數為樣本,采用空間自相關和局部自相關的研究方法，進分析浙江縣域公路集聚與演化特征。結果表明：（1）浙江縣域公路里程數差異整體趨向于平穩，在2006、2007年差異較大；（2）浙江縣域公路呈現集聚態勢，主要集聚在浙江北部和東部；（3）研究還針對浙江縣域公路發展狀況及其空間集聚特征，給出相關建議。

縣域公路；空間自相關；局部自相關；集聚

0 引言

現代經濟活動和社會活動是一個需要不斷集中，不斷擴散的復雜運行系統，必然產生大量人流和物流，因此公路建設對社會經濟發展有積極的促進作用。隨著產業轉移特別是第三產業發展，國內相關城市十分重視交通基礎設施建設。浙江地處我國東部沿海，是承接海洋和陸地運輸的重要節點，截止2012年底，全省公路里程達113550公里，初步形成了以杭州、寧波為中心、外連相鄰省市和銜接國際航線、內接主要鄉鎮的公路交通網。

關于交通基礎設施集聚與演進研究，目前國內外主要集中在：

（1）傳統經濟理論關于交通基礎設施的經濟集聚效應研究：汪傳旭（1998）運用灰色系統模型，建立了經濟交通系統模型，并定量分析了交通運輸與經濟之間的協調關系[1]；符淼（2009）運用空間計量的方法驗證了交通距離是影響經濟集聚和技術集聚的重要因素[2]；

（2）區位差異視角下交通基礎設施經濟集聚效益研究：Cazzavillan（1993）收集歐洲的12個國家1957—1987年的數據，并利用面板數據的固定效應模型進行分析，發現基礎設施投資對經濟增長的產出彈性為0.25[3]；范九利、白暴力（2004）驗證了基礎設施資本投入對我國經濟增長的產出彈性，其估計結果為基礎設施投資的產出彈性為0.695[4]；

（3）空間集聚模式：張學良（2007）結合中國交通基礎設施供給狀況的區域差異，實證分析了其和經濟增長的關系，發現二者具有類似空間集聚的特征[5]。以上研究為探究交通設施和經濟增長關系提供了新的思路和視角。但現有研究中單獨對基礎設施的集聚特征分析研究的較少。

本文通過對浙江各縣域公路里程數進行搜集和統計，運用GIS空間分析方法對高速公路進行集聚特征進行分析，揭示其空間集聚和空間自相關規律，試圖探索公路發展的空間演變與空間集聚模式。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究區概況

本文研究浙江高速公路網所覆蓋全部區域。浙江地處長江三角洲南翼，是水路運輸和陸路運輸的重要節點，浙江公路運輸發展迅速，“十二五”前期公路客運量年平均遞增率達8.48%，貨運量年均增幅達8.43%。

1.2 研究方法

1.2.1 變異系數

變異系數是用來測量縣域公路發展水平相對差異的一個統計量，是標準差與平均值的比值。計算公式如下：

式（1）中：CV表示變異系數，xi表示單個的樣本值，n表示樣本總數， 表示整個樣本的平均值。

1.2.2 空間自相關

（1）全局空間自相關。全局空間自相關主要以全局Moran’s I指數研究其在區域的空間分布特征，反映空間臨近、鄰接的區域單元屬性值的相似程度，計算公式[6]如下：

式（4）中：xi、xj分別為區域i、j中的高速公路里程數觀察值；為區域高速公路里程數均值；Wij為空間權重矩陣，用以定義空間關系；n為研究區域單元總數。在計算得到全局Moran’s I指數后通常采用標準化統計量Z對其進行統計檢驗，驗證是否存在空間自相關。全局空間自相關系數的范圍是[-1,1],其中正值表示兩個區域是正相關，負值表示兩個區域是負相關。

（2）局部空間自相關。由于區域內空間自相關變化未必是穩定的，因此，為了更好反映局部區域空間聚集程度，還需要引入局部空間自相關統計量，即局部Moran’s I指數。其計算方法[6]如下：

式（5）中：Zi、Zj分別表示觀察值的標準化形式，其余變量含義與公式(3)相同。Ii為正值表示局部空間單元相似值趨于空間聚集；Ii為負值時表示局部空間單元相似值趨于分散分布.當Ii值為正且顯著時,表明存在正的空間自相關,也就是說相似的觀測值(高值或低值)趨于空間集聚；當Ii值為負且顯著時,表明存在負的空間自相關,相似的觀測值趨于分散分布；當Ii值為零時,觀測值呈獨立隨機分布。

2 浙江省縣域公路發展的總體特征

2.1 浙江省縣域公路發展趨勢

浙江省市、縣、區的公路發展存在差異，近年來差異在逐步縮小。本研究通過變異系數來反映浙江省縣域公路發展的變化程度，根據公式（1），用相關軟件計算出浙江省縣域公路發展的變異系數，并畫出柱狀圖，結果如圖1。

由圖1可知道，2006-2012年浙江省縣域公路發展變異系數存在波動，其中2006、2007兩年的變異系數分別為0.55219669和0.547684726，這兩年的變異系數相對較高，說明這兩年浙江省縣域公路發展程度相差比較大，發展程度不集中，2008-2012年浙江省縣域公路發展變異系數變化不大，基本上趨于一個穩定的水平。這說明各個縣域越來越重視公路的建設，公路的角色越來越重要。縣域公路的發展水平差異逐漸縮小。

2.2 浙江省縣域公路呈現空間集聚態勢

為揭示浙江省縣域公路發展空間變化趨勢，本研究運用全局空間自相關方法，以浙江省69個城市為研究單位，根據公式（2），運用相關分析軟件可以得到圖2。

根據公式（4），分別計算得到浙江省2006-2012年的全局Moran’s I指數為0.257571、0.245372、0.191866、0.197386、0.159257、0.163972、0.161433，，Moran’s I指數由2006年的0.257571變為2012年的0.161433，下降幅度達到37.3%，表明浙江省縣域公路發展在2006-2012年間的空間變化較為明顯，由圖2可以觀察到大致可以將其分為兩個個階段：第一階段即2006-2008年，2006-2008年間的全局自相關系數呈下降趨勢，由2006年的0.257571變為2008年的0.191866，下降幅度為42.5%，下降幅度較大，說明在這年間浙江省縣域公路發展的空間格局變化明顯；第二階段即2008-2012年，2010-2012年間全局空間自相關系數呈現上下波動的趨勢，最后趨于一個平穩的態勢，表明浙江省縣域公路空間區域集聚。

3 浙江省縣域公路空間格局演化

3.1 縣域公路空間格局的演化

本文選用2006、2009、2012三個年份浙江縣域公路里程數作指標，運用ArcGIS軟件對原始數據進行分析并繪制縣域公路發展空間格局圖，研究公路發展水平變化，詳見圖3。

參考曹芳東、黃震方[7]等人的研究觀點，本研究按照浙江省縣域公路里程數將研究區域分為低水平區、較低水平區、較高水平區和高水平區四類區域。從圖3可以看出2006年低水平區有16個，較低水平區有32個，較高水平區有19個，高水平區有2個；2009年低水平區有11個，較低水平區有28個，較高水平區有17個，高水平區有13個；2012年低水平區有10個，較低水平區有24個，較高水平區有19個，高水平區有16個。2006-2012年間，低水平地區一直維持在10-16個，不過有減少的趨勢；高水平由2個變為16個，增長速度較快，且公路建設分布不均勻，高水平區一般分布在杭州市轄區和寧波市轄區等副省級城市及周邊區域，杭州和寧波公路里程數一直持續穩健增長，浙東北地區公路里程數位于高水平區的數量要多于浙西南地區公路里程數位于高水平區的數量，各個區域間數量的不同表明不同城市間公路里程數的差異較大，也反映出各城市公路建設的不平衡性。

3.2 縣域公路發展的LISA集聚圖

為進一步分析浙江省縣域公路發展的局部空間特性，本研究根據公式（3），運用GeoDa軟件繪制2006年，2009年，2012年的LISA集聚圖，如圖4。LISA值是用來衡量觀測區域屬性和其周邊區域相近或者相依以及其顯著水平的一個指標。本研究以Not Significant、Low-Low（LL）、Low-High(LH)、High-Low(HL)、High-High(HH)代表不顯著、低值負相關、低值正相關、高值負相關、高值正相關五個區域。

從圖4可以看出在2006年低值負相關的有嵊泗縣、岱山縣、嘉善縣、嘉興市轄區、平湖市5個地域，表明其發展水平較低，同時周邊區域公路發展水平較高，兩者空間差異較大；高值正相關的有安吉、臨安、富陽、諸暨、余姚5個區域，說明這5個區域公路發展集聚性強，周邊區域公路發展水平也比較高，輻射帶動作用強；其他區域均為不顯著區域。2009年高值正相關地域是桐鄉、安吉、臨安、富陽4個區域，與2006年相比余姚市、諸暨市退出高值正相關區域，進入不顯著區；桐鄉市由不顯著區域進入高值正相關區域，公路發展速度變快；低值負相關地域為蒼南、嵊泗、岱山3個區域，與2006年相比嘉善縣、嘉興市轄區、平湖市退出低值負相關區域；蒼南縣由不顯著區域進入低值負相關區域；低值正相關區域為德清縣、海寧縣，這兩個縣由不顯著區域進入低值正相關區域，表明公路發展較慢，同時周邊區域公路發展水平也較低。2012年高值正相關區域有長興、安吉、臨安、富陽、桐鄉5個縣域，同2009年相比長興縣由原來不顯著區域進入高值正相關區域，表明其公路發展較快，周邊區域公路也是以較快態勢發展；低值負相關區域為平陽、泰順、蒼南、嵊泗、岱山5個地域，與2009年相比泰順、平陽由原來的不顯著區域進入低值負相關區域，表明其公路發展速度變慢，周邊發展速度較快；低值正相關的區域為德清、海寧2個縣域，和2009年沒有變化，表明其公路發展速度一直較慢，周邊區域公路發展速度也比較慢。

3.3 縣域公路發展水平增長格局演化

將研究時期分為2006-2009、2009-2012兩個時間段進行研究，運用公式（4）對浙江縣域公路發展的NICH指數進行計算，并用ArcGIS軟件對計算結果進行處理，最后將整個研究區域劃分為低增長區、較低增長區、較高增長區、高增長區四個類型區域，如圖5。

從圖5表明，在這兩個期間，浙江縣域公路里程數增長情況有很明顯變化。2006-2009年期間，位于低增長區的有19個縣域，較低增長區的有21個縣域，較高增長區的有16個縣域，高增長區的有13個縣域,其中NICH指數最高的為桐鄉市，數值為0.068573761，與前面分析浙江縣域公路發展情況是較為一致的，表明桐鄉市公路里程數增長較快，處于低增長區大部分位于東部沿海或中部地區，經過分析可以得到兩方面的原因：一是原來公路里程基數就比較大，比如奉化市在2006年數據為1112.37，而2009年為1178.8，變化不大；二是原來公路里程基數就小，比如洞頭縣，由2006年的134.77變為2009年的135，幾乎沒有增長。在2009-2012年期間，位于低增長區的有19個縣域，較低增長區的有29個縣域，較高增長區的有18個縣域，較高增長區的有3個縣域；其中增長最快的區域為青田縣，由2009年的1570.81變為2012年的2132.1，增長幅度達到35.7%，可以看到其公路里程增長速度比較快；其中2006-2009年的低增長區中的慈溪市、紹興市轄區、紹興縣、上虞市變為2009-2012年的較高增長區，表明這幾個縣域的增長速度變快，奉化市、寧海縣、義烏市加入到較低區域，表明其增長速度較快；2006-2009年較低增長區中的開化縣、龍游縣變為2009-2012年的較高區域，表明其增長速度在加快，浦江縣、磐安縣、云和縣、永嘉縣、泰順縣、德清縣降到低增長區，說明這6個縣域公路里程數在增加，但增長速度緩慢；其中2006-2009年較高增長區中嘉善縣、臨海市、麗水市轄區轉變為2009-2012年低增長區，海鹽縣、建德市、衢州市轄區、江山市、金華市轄區、臺州市轄區、松陽縣、慶元縣變為較低增長區。2009-2012年期間高增長區有所減少，從時間上看，06-09年公路增長速度快的縣域多于09-12年。從空間上看，遠離副省級城市的縣域增長速度高于副省級周邊縣域。說明原來基礎好的縣域公路里程數增長速度較慢，整體看浙江公路發展水平差異還在持續加大，縣域公路發展水平增長速度浙江東北地區要高于浙江西南地區。

4 浙江省縣域公路空間格局演化影響因素分析

4.1 地理位置差異

從空間分布看，浙江縣域公路空間布局與城市地位有著十分密切關系，地理位置差異是造成浙江縣域公路發展差異主要因素之一。從2006-2009年浙江縣域公路發展水平空間格局圖來看，公路主要分布在浙江東北部，而浙江西南部較少，如區域內公路里程數最多的縣域主要分布在杭州、寧波等市，這說明對于公路而言，城市級別與城市的經濟總量、財政收入、人口數量、人均可支配收入有著較密切的關聯度。

4.2 公路發展基礎的差異

公路發展基礎差異是導致浙江縣域公路差異的又一主要因素，2006-2012年各縣域公路里程差異不斷增大，2006年公路里程數最多的是杭州，達到4078公里，而最低的嵊泗只有91公里，差值為3987公里；而2012年，杭州公路里程數達到4781.40公里，而最低的洞頭只有160.22公里，差值為4621.18公里，可以直觀發現其公路里程數差異在發展過程中逐步增大，這主要是因為浙江縣域公路里程基數不同。

4.3 公路發展投資政策

浙江各縣域公路發展政策不同是影響其差異的短期因素，為了緩解交通運輸供給短缺，或出于促進經濟增長的目的，在特定的時間段，地方政府出臺相關政策來加大交通設施規模快速增長，公路規模增長速度的快慢往往與政府出臺的政策有關系。以2012年公路里程數最多的杭州為例，杭州市完成綜合交通建設投資280億元，而最低的洞頭縣則不到10億元，因此政策力度也是影響公路發展的重要因素。

5 結論與建議

5.1 結論

本研究以浙江69個縣域為目標單位，以縣域公路里程數作為測量指標，用空間分析方法，從區域間聯系、空間集聚及演化方面，分析2006-2012年公路設施的空間集聚及格局演化，得到以下結論：

（1）2006-2012年浙江縣域公路發展變異系數存在波動趨勢。其中2006、2007兩年的變異系數分別為0.55219669和0.547684726，變異系數相對較高，說明期間浙江縣域公路發展程度相差比較大，各縣域發展程度相差較大；2008-2012年浙江縣域公路發展變異系數變化不大，基本上趨于一個穩定的水平。2006年低水平區有16個，較低水平區有32個，較高水平區有19個，高水平區有2個；2012年低水平區有10個，較低水平區有24個，較高水平區有19個，高水平區有16個。2006-2012年間，低水平地區一直維持在10-16個，不過有減少的趨勢；高水平由2個變為16個，高水平地區的數量增加的比較多，說明在2006-2012年間浙江縣域公路發展較快，各個縣域都開始加快公路建設。

（2）浙江縣域公路發展水平表現出一定的空間相關性。2006-2012年全局自相關系數雖然不大，但都為正數，全局Moran’s I指數最大的為0.257571，這表明浙江縣域公路發展的空間集聚水平較強，各區域之間聯系緊密。

（3）通過對局部空間自相關系數的計算并用相關軟件繪圖可以發現，周邊縣域的公路發展水平對目標縣域公路發展具有較大的影響。在2006-2012年間集聚的核心縣域數量即高值正相關區域的數量經歷了先下降后上升的過程，在2006年出現高值正相關的區域有5個，到了2009年該區域有4個，最后2012年有5個；研究還發現位于低值負相關、低值正相關、高值負相關、高值正相關這4個區域的地區變動不大，而且表現出集聚態勢的縣域變動也不大，僅僅是其中的幾個縣域發生變化，這表明浙江縣域公路呈現出一定的空間集聚態勢，副省級城市周邊地區集聚程度高。

5.2 對策建議

為進一步優化浙江縣域公路空間格局，縮小競爭差異，促進浙江縣域公路健康可持續發展，本文對未來浙江縣域公路的發展提出相關若干建議。

（1）重點推進低值正相關縣域及周邊地區的公路建設，使之與高值正相關區域（滬杭甬中間地帶）的公路有機銜接，逐步形成點面結合的公路網，以此來提升浙江省公路發展的整體水平。杭州市、寧波市一直以來作為浙江省公路發展的高水平區，要起帶頭作用，要帶動周邊縣域的公路發展，同時也要鞏固桐鄉市、臨安市、富陽市等作為高值正相關區域的帶動作用，發展多個公路建設中心。在多個中心的帶動下，縣域公路發展差異會逐漸減小，縣域公路發展空間聯系也會逐漸增強。

（2）各級政府應重視公路建設在經濟和社會發展中的重要作用，通過明確發展目標、完善管理體制、優化政策機制來加快公路發展，省級財政資金應重點向公路不發達的縣域傾斜，各級政府要擴大公路的溢出效應，提高公路建設水平。

（3）科學制定公路網絡規劃，根據浙江各縣域城市化發展大背景，深入分析運輸需求趨勢，科學制定公路交通網絡規劃，并根據經濟和社會發展需要，適時調整規劃。鑒于目前浙江不同地區公路發展水平存在較大的差距，應制定差異化的公路發展政策，處理好規模、資金和速度的關系，建立多元化、多渠道公路交通融資體制，促進公路建設可持續發展。

[1]汪傳旭.交通運輸與經濟協調發展分析模型及其應用[D].上海海事大學學報，1998(04)

[2]符淼.地理距離和技術外溢效應—對技術和經濟集聚現象的空間計量學解釋[J].經濟學季刊，2009(04).

[3]Cazzavillan G.Public Spending,Endogenous Growth and Endogenous Fluctuation [R].Working Paper,University of Venice,1993.

[4]范九利等. 基礎設施資本對經濟增長的影響——CES生產函數法估計[J].經濟論壇，2004(02).

[5]張學良.中國交通基礎設施與經濟增長的區域比較分析[J].財經研究，2007,33(08):51-63.

[6]張新峰.空間自相關的數據分析方法與應用研究[D].蘭州：蘭州大學博士學位論文，2009.

[7]曹芳東等.城市旅游競爭潛力時空格局演化及結構合理性評價—以長三角為例[J].地理科學，2012，32(08).

[8]樊樺.我國交通運輸網絡發展趨勢分析[J].綜合運輸，2012(08).

陳國宏（1989-），河南信陽人，研究生，研究方向：物流工程。

國家自然科學基金項目（71372001）；浙江省社科基金項目（14NDJC240YB）；