廣東省地級以上城市影響腹地劃分研究

唐 真,陳朝相

(廣州大學 地理科學學院,廣東 廣州 510006)

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廣東省地級以上城市影響腹地劃分研究

唐 真,陳朝相

(廣州大學 地理科學學院,廣東 廣州 510006)

城市腹地一直是城市研究中的重點,如何科學地劃分出城市的影響腹地,對區域經濟發展具有重要意義。文章首先運用主成分分析法構建廣東省21個地級城市的城市綜合規模,其次采用GIS成本加權距離算法計算出城市的可達性,在此基礎上結合城市綜合規模和可達性構建出城市場強模型,據此運用成本分配的方法劃分廣東省21個地級市的城市影響腹地。研究結果顯示,①廣東省城市場強與綜合規模、交通可達性基本呈正相關,呈現出以珠三角為中心高值,其余邊緣地區為低值的“中心——邊緣”結構；②廣東省城市影響腹地的范圍與其行政區劃的吻合度較低,珠三角地區腹地面積小,空間破碎化,而粵東西北城市腹地面積大,空間上呈片狀分布的特征。

城市腹地；場強模型；廣東

1 引 言

城市腹地又稱城市影響區、城市吸引范圍或城市勢力圈,是指中心城市對周圍地區的社會經濟聯系起著主導作用的區域[1]。一直以來,城市腹地都是地理學和經濟學界的研究熱點問題[2]。區域的騰飛依托各中心城市和廣大腹地的發展,合理地劃分城市影響力及腹地的空間格局,可為區域協調、城市合作、城鎮等級結構劃分、城市群發展規劃的制定等提供決策依據[3]。因此本文將嘗試劃分出廣東省21個地級市的城市影響腹地范圍,探討背后的空間格局,以期為廣東的區域協調發展提供參考。

2 研究方法與過程

關于城市腹地的研究最早可以追溯到克里斯塔勒(W.Christaller)的中心地理論中關于中心地吸引范圍的概述[4]。至今,演變出了多種多樣的城市腹地劃分方法,如顧朝林提出的RD鏈模型[5],Huff概率模型[6],斷裂點模型[7]、加權Voronoi算法[8]等。相對于這些經典的模型方法,場強模型在城市腹地的定量識別研究具有一定的優勢。場強模型來源于物理學中的“重力模型”,因此城市腹地的大小與其綜合規模成正比、兩地間的距離成反比,計算公式如下[9]:

式中:Sik為 i城市在 k點上的場強；Fi為 i城市的綜合規模；Dik為 i城市到 k點的距離,b為摩擦系數,一般取標準值2[10]。

地域內任意一點k受到域內所有城市的輻射,但各輻射強度不一,其中有一個城市的輻射強度值最大。因此,首先分別求出來自各城市的輻射強度值,然后根據“取大”的原則來確定每一點所受場強的歸屬地,最后表示出各城市的吸引范圍,即可直觀地顯示出各個城市的腹地范圍[11]。

作者認為,傳統的場強模型存在兩點不足之處。第一,城市綜合規模一般采用單一的人口或經濟指標作為城市規模,未能全面地描述城市規模；第二,隨著交通網絡的完善,兩地間的物理距離并不能很好地描述兩地間的實際距離成本。因此本文采用主成分分析法,選取16個指標來衡量城市的綜合規模,結合GIS成本加權距離分析算法進行城市間的可達性分析,以此來構建城市場強模型。

城市綜合規模所選指標如下：X1生產總值/元,X2固定資產投資總額/元,X3財政收入/元,X4社會消費品零售總額/億元,X5市轄區人口/萬人,X6人均國內生產總值/萬元每人,X7公共圖書館圖書藏書量/千冊,X8醫生數/人,X9科研綜合技術從業人數/人,X10高等學校在校學生數/人,X11貨運總量/萬噸,X12郵電業務總收入億元,X13全社會用電量/萬千瓦·時,X14建成區面積/平方公里*為2013年數據。,X15建成區綠化覆蓋率/%,X16工業污水排放量/萬噸。根據這16個指標運用主成分法計算出廣東省21個地級以上城市綜合規模(表1)。基本全省綜合規模最強的城市都集中在珠三角地區,綜合規模較弱的地區主要分布在粵東和粵北山區。

在選擇影響城市輻射擴散的阻力因子時應重點考慮交通通道的影響,不同的交通通道具有不同的交通密度和通行速度,直接影響了城市的可達性。本文將交通通道分為道路、水域和陸地,并分別賦予時間成本值(表2),即平均出行1km所需時間。①陸地：指除公路、鐵路之外的陸地,假設理想情況下,步行的速度為5km/h,則時間成本為12min。②道路：分為鐵路、高速公路、國道、省道以及一般公路,根據《中華人民共和國公路工程技術標準(JTGB01—2014)》及鐵路等級結構,本文采用鐵路時間成本為0.5min、高速公路的時間成本為0.5min、國道時間成本為0.75min、省道時間成本為1min。③水域：考慮當下水運在交通運輸中依舊占有一定的比重,取其時間成本為2min。根據上述時間成本值,運用GIS成本加權距離法疊加不同道路類型進行時間成本柵格分析,以此確定任意城市的阻力值,從而得到廣東省城市交通時間成本圖(圖1)。

表2 主要的交通通道的時間成本設定

從時間成本的空間分布來看,珠三角地區為主要的低值集聚區,其次為各地級城市所在地,而粵北和粵西則分布著大量的高值。表明廣東省交通可達性存在著明顯的區域差異性,珠三角地區城市可達性普遍較高,且從時間成本值的具體數值來看,珠三角地區幾乎實現了1小時可達。而廣大的粵東西北地區則主要以中高值為主,可達性較差,特別是粵北山區和粵西,由于遠離廣東經濟中心,且受自然地形的阻隔,呈現出可達性的洼地。

圖1 廣東省地級以上城市交通時間成本

根據場強公式,結合上述城市綜合規模和時間成本柵格數據,采用ArcGis10.0中的邏輯運算功能得到廣東省的城市場強值(圖2)。從空間分布來看,各城市場強值呈現出“中心—邊緣”空間結構,珠三角高值地區形成核心集聚,個別高場強城市零星分布于外圍,中間大量低值成片分布。珠三角地區已形成以廣州、深圳、東莞和佛山為核心的高場強核心區,且遠高于其余地區。粵北、粵西和粵東的城市場強呈現出“孤島”狀態,且各地級市的中心城市場強值明顯大于周邊地區。珠三角地區作為擁有廣東最發達的城市群,交通發達,區域經濟帶動能力強,城市吸引能力也是其他地區所不能比擬的,在此基礎上采用成本分配工具,得出城市影響腹地的范圍。為了更直觀地表征城市影響腹地和行政范圍的空間特征,進一步將城市影響腹地與行政區范圍進行疊置對比。

圖2 廣東省地級以上城市場強值

3 結果分析

從疊加結果來看,各城市影響腹地的范圍與行政區吻合度較差,城市腹地面積與經濟規模非正相關。珠三角城市的影響腹地呈現出破碎化,而粵東西北地區則呈現出片狀的空間特征。如圖3所示。

珠三角地區無論是城市綜合規模、城市密度、還是城市場強,都具有較高水平,而城市的行政面積偏小,城市間競爭激烈,這就導致了珠三角地區較小的、破碎化的城市影響腹地。廣州市城市影響腹地集中在中心城區。而行政區北部從化、花都地區在廣清一體化的影響下,與清遠市的交通、經濟聯系愈加緊密。而清遠市承接的大量廣州傳統產業轉移也主要分布在廣清邊界,使得廣清邊界人口呈現出快速集聚的態勢。相反,從化、花都因長期處于廣州市的邊緣位置,其產業體系獨立于廣州市之外。人口結構、生活水平、產業結構等與北部的清遠更具有相似性。同樣,廣州東部的增城區因處于廣州的邊緣位置,與周邊東莞、惠州的經濟聯系更為頻繁,因此廣州北部和東部分別受清遠、東莞、惠州的影響相對較強。深圳市城市綜合規模、城市場強均位居第二,但因受到北部廣州、東莞的擠壓,其城市影響腹地也未能向北部延伸,基本上局限于本市行政區范圍內。破碎化的城市影響腹地從另一個方面也說明了珠三角地區城市發展相對均衡,都具有一定的吸引能力和競爭活力。

而粵東西北地區,因城市密度較小、距離珠三角較遠、城市行政面積普遍較大且周邊地區普遍都是場強較弱的小城鎮,故城市腹地面積反而更大,成片狀分布。這也說明了粵東西北部內部存在發展不均衡的現象,地區經濟發展依舊依靠中心城市的帶動,也反映出城市發展要素大量集聚于中心城市。這種集聚雖然促進了中心城市的發展,使之保持較高場強值,但也剝削了廣大中小城市發展的要素,導致地區競爭活力不足的局面。

圖3 廣東省地級以上城市影響腹地與市域行政范圍的疊置

4 結論與討論

采用場強模型測算了廣東省21個地級市城市的影響腹地范圍,分析發現城市場強分布呈現出“中心—邊緣”的

空間結構,場強值大的城市集中在珠三角核心地區,個別高場強值城市零星分布于外圍地區,與各地的經濟發展水平基本一致。將城市影響腹地與行政區疊置分析發現,二者吻合度較低,呈現出珠三角核心地區破碎化而外圍地區成片狀分布的特征。珠三角城市由于城市場強普遍較強、地區競爭較為激烈,城市的影響腹地反而普遍較小。而廣大粵東西北地區受來自于珠三角的城市輻射有限、周邊中小城市競爭活力不足、自身吸引能力較強而行政面積大等原因,普遍城市影響腹地范圍較廣。

城市腹地劃分問題十分復雜,因此本文有以下兩點不足之處。首先,運用主成分法確定城市綜合規模時在指標的選取上具有不可抗拒的主觀因素；其次,城市場強邊界是社會經濟聯系的斷裂點,很難顯示出清晰的界限,我們在進行其與行政區范圍疊置分析時采用了“取大”法則,作者認為此點需進一步完善。

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10.13939/j.cnki.zgsc.2016.47.046

唐真(1990—),女,四川達州人,廣州大學地理科學學院人文地理專業,2014級碩士研究生。研究方向：新經濟與城市發展,服務業地理；陳朝相(1988—),男,廣東湛江人,廣州大學地理科學學院人文地理專業,2014級碩士研究生。研究方向：新經濟與城市發展。