江蘇沿海地區城市腹地劃分研究

馬袁弟，蓋文靜

（1.首都師范大學 資源環境與旅游學院，北京100048）

江蘇沿海地區城市腹地劃分研究

馬袁弟1，蓋文靜1

（1.首都師范大學 資源環境與旅游學院，北京100048）

總結了國內外已有的對城市腹地劃分方法的相關研究，選擇了適合江蘇沿海地區的城市腹地劃分理論方法。并基于公路可達性，運用GIS軟件綜合數學模型和空間分析方法組建了GIS平臺下的城市腹地劃分技術方法。考慮到舊的斷裂點公式存在的缺陷，進行修改創新，以基于公路網的兩城市之間最短通行時間來取代城市的綜合實力；使用SPSS軟件的因子分析法計算江蘇省各地級市的綜合實力。最后，對江蘇沿海地區的城市腹地進行劃分，為區域城鎮體系規劃以及重大基礎設施布局提供參考。

空間分析；斷裂點；城市腹地；劃分研究；江蘇沿海

1 研究背景

隨著城市化進程的不斷加快，城市之間的競爭越來越激烈，中心城市與周邊區域協同發展已成為城市密集地區經濟發展的一種重要模式。而對于中心城市相關研究所關注的一個重要的方面便是腹地資源的規劃。合理地劃分城市腹地，一方面可以把握中心城市的影響范圍，使得中心城市的綜合競爭力與功能得到提升，實現區域經濟、社會等發展目標的多重優化；另一方面，對于城鎮體系規劃和重大基礎服務設施的布局等方面也具有基礎性指導意義[1]。

1950年以后，社會背景、經濟發展水平的變化迅速加快，腹地理論得到逐步完善，增長極理論、核心-邊緣理論、都市-腹地理論以及信息腹地理論基本上奠定和豐富了城市腹地理論的特征、內容、形成機理，但沒有引發獨立的理論研究。多數地理學者及相關專家只是將城市與腹地關系在各自研究的理論體系中進行了簡要的理論闡述。賴利（1931）借鑒牛頓引力理論提出了“零售引力模型”，形成了從商業角度研究城市周邊地區的視角，這標志著城市腹地理論開始深化[2]。之后，德國經濟地理學家克里斯泰勒（1933）在《德國南部的中心地》中提出了中心地理論，他認為，為城市腹地提供服務是城市的基本功能，向城鎮周圍地區提供商品和服務是任何城鎮都應具有的職能，整個中心地及其服務的市場區是由一級套一級的六邊形網絡相互嵌套而成。康維斯（1949）在賴利提出的“零售引力模型”理論的基礎上提出了“斷裂點”理論，“斷裂點”理論對城市腹地的理論研究與發展做出了巨大貢獻[3]。他認為城市的腹地范圍是由城市的總體規模和相鄰兩城市之間的距離等因素決定的，斷裂點即為相鄰兩城市之間的吸引力達到平衡的點，所有斷裂點連成的線即為城市的腹地邊界。海格特（1972）提出的空間相互作用理論指出空間的一切事物都是相互制約、相互影響的。周圍腹地與中心城市之間存在著輻射、吸引的關系，即物質流、金融流、信息流的相互傳遞與交換的關系，城市對其周圍腹地的影響程度的大小與其自身規模成正比，與周邊腹地到城市中心的距離成反比[4]。

國內對腹地的研究始于20世紀90年代，相關研究較少，關注的重點是腹地范圍劃分的實證研究。初期的研究方法主要是簡單數學模型法和經驗法，后期主要是多指標綜合分析法。

我國城鎮體系規劃大都以各級行政地域為單元進行開展，省、市級行政區域一般與社會經濟區域一致，但也有不相一致的部分，在地級市當中，這一問題表現得尤為突出。在我國的市管縣體制中，對市管縣的合理范圍沒有具體的依據與標準，當中心城市的實際吸引范圍與規劃的市域范圍差距很大時，卻把它當作完整的體系來規劃，它的科學性是值得懷疑的。為了合理配置各地區資源，應打破各地區間行政界限。同時，根據各地區經濟發展水平采取優勢集約的發展模式，形成布局合理、功能鮮明的區域開發格局，故對全國各地級城市的腹地做科學、明確的劃分顯得尤為重要[5]。

總體上看，對于城市腹地的概念依據劃分方法的研究已經比較成熟，但是與典型區域的結合，尤其是快速崛起的城市化區域的研究成果較少。本文在斷裂點理論的基礎上加以改進創新，采取加權Voronoi圖方法，以基于公路網的兩城市最短通行時間來取代城市的綜合實力，對江蘇沿海城市進行合理地腹地劃分，為區域城鎮體系規劃以及重大基礎設施布局提供參考。

2 數據與方法

2.1 研究區概況

2009-06-10，國務院常務會議正式將江蘇沿海發展列為國家戰略，要求到2020年，地區人均GDP必須超過東部地區平均水平，成為重要經濟增長極、新亞歐大陸橋東方橋頭堡。然而，有著很大地理位置優勢的江蘇沿海城市卻未能達到應有的發展水平[6]。

江蘇沿海地區包括連云港、鹽城、南通3個地級市，內轄12個縣、6個縣級市和7個城區，土地面積約為3萬km2，約占江蘇省的30%。20世紀中后期江蘇沿海地區國內生產總值年平均增長率達到13%，人均GDP年平均增長率達12%。2000年后，江蘇沿海經濟進入快速增長階段，其增長率超過全國平均水平8%，但連云港增長率偏低。

中國經濟最發達的地區是沿海地區，而江蘇最不發達的地區卻在沿海，江蘇沿海經濟成為中國沿海經濟的“斷裂帶”，成為整個沿海經濟帶發展的“凹地”[7]。

因此，合理劃分江蘇沿海城市腹地，把握城市實體與輻射的范圍，正確編制城鎮體系規劃和城市總體規劃，快速持續提高經濟增長率，優化產業結構等任務顯得尤為突出[8]。

2.2 數據來源

本文選取江蘇省13個地級市為研究對象，指標數據選自《江蘇省統計年鑒2012》；江蘇省柵格底圖取自國家基礎地理信息中心1∶400萬數據庫；道路空間數據及湖泊數據（包括高速公路數據國道及省道數據）均來源于《1∶400萬中華人民共和國省級行政單位系列圖》《江蘇省地圖2012》，先將數據進行Lambert等角圓錐投影變換。

2.3 研究方法

1）指標選取。綜合考慮人口規模、經濟規模、科技教育等方面因素，選擇城市人口規模、地區生產總值、人均地區生產總值、交通運輸水平、國內貿易對外經濟、科技水平、教育資源7個指標，利用加權綜合指數法來確定競爭對手城市。

2）加權分析。首先對已劃分的等級賦值，如A、B、C、D 4個等級，A=4、B=3、C=2、D=1；人口數（萬人）：P1＞800為A、600＜P1＜800為B、400＜P1＜600為C、P1＜400為D。然后，將城市各指標P1～P7劃入所屬等級，P1為人口數、P2為地區生產總值、P3為人均地區生產總值、P4為公路里程、P5為國內貿易對外經濟、P6為專業技術人員總數、P7為專任教師總數。最后，根據專家公式評定各指標權重值。

3 江蘇沿海城市腹地劃分

合理劃分城市腹地的步驟為：首先，研究并合理確定中心城市的競爭對手；其次，利用“斷裂點”理論，結合相關指標和技術方法合理劃分出中心城市腹地；最后，借助經驗數據調查對先前劃分出的腹地的范圍進行驗證。具體流程如圖1。

圖1 江蘇沿海城市腹地劃分技術流程圖

3.1 競爭對手確定

綜合考慮人口規模、經濟規模、科技教育等方面因素，利用加權綜合指數法來進行競爭對手城市的確定（表1）。

表1 江蘇省地級市各指標數據

1）等級賦值與劃分。根據前文中對等級的賦值，對江蘇各地級市進行等級劃分，結果見表2。

2）對各指標賦權重值。賦值時可以根據熵值法或者通過專家評定得出，各指標所賦權值結果為：P1權重為0.10、P2權重為0.20、P3權重為0.15、P4權重為0.15、P5權重為0.15、P6權重為0.10、P7權重為0.15。

3）競爭力評價指數計算。計算城市指標加權后的競爭力評價指數H：

其中，Mi為指標權重值；Si為指標等級值。將各指標求值加總，求出各城市的評價指標Hi，與研究城市進行比較，數值相當者則為城市的競爭對手，詳見圖2。

表2 江蘇地級市各指標等級劃分結果

圖2 江蘇各地級市競爭力評價系數

3.2 腹地范圍的確定

“斷裂點”理論將兩個相鄰城市間的吸引力達到平衡的點定義為斷裂點。

其中，pA、pB為城市A、B的城市規模x2、x3分別為人口規模、地區生產總值、國內貿易對外經濟）；dA為從斷裂點到A城市的距離；dAB為兩城市之間的距離（取城市之間的直線距離），且dA+dB=dAB成立。

關于斷裂點的連接，采取加權Voronoi圖的方法。在勻質平面區域內，如果有2個中心城市的規模權重相同，則構成常規Voronoi圖；如果它們的規模權重不同，那么其吸引和輻射范圍的邊界是一個圓弧，便構成加權Voronoi圖，加權Voronoi圖比較科學準確，本文采用該方法來勾繪城市腹地范圍[9]。

鑒于數據的易得性，取城市間的直線距離。將各競爭城市規模值（見圖3）代入斷裂點公式，計算得到江蘇沿海城市與各自腹地城市的斷裂點（見表3）。由表3可知，連云港的競爭對手城市為淮安、宿遷和鹽城；鹽城的競爭對手城市為連云港、泰州、揚州和南通；南通的競爭對手城市為鹽城、蘇州和無錫。以城市的競爭力評價指數為Voronoi圖發生元的權值，得到江蘇沿海城市腹地范圍。

圖3 江蘇各相關地級市規模值

表3 斷裂點到江蘇沿海城市的距離/km

3.3 腹地劃分結果驗證

由于斷裂點理論都是假定兩城市之間為均質區域，這不符合實際情況。所以采取實證法，根據經濟聯系、行政區劃等情況，對模擬法界定的腹地范圍進行驗證（表4）。

表4 驗證前后的江蘇沿海城市腹地范圍比較

4 結 語

通過對江蘇省13個地級市綜合競爭力的測算，采用修正后的斷裂點理論，結合相關指標和技術方法合理劃分出城市中心腹地，最后借助經驗數據調查對劃分出的腹地范圍進行驗證。

綜合以上分析，對傳統的腹地范圍進行調整。① 連云港-淮安：斷裂點在沭陽縣的西北角上，因此應將整個沭陽市劃入連云港的腹地范圍內。但實際上沭陽市接受淮安的輻射更多，故應將整個沭陽市劃入淮安的腹地范圍之內。②連云港-鹽城：斷裂點位于響水縣的偏南位置，依此，響水縣的西北部應劃分為連云港的腹地范圍。但事實并非如此，鹽城的綜合實力高于連云港，且考慮到鹽城的整體性，故將響水縣劃入鹽城的腹地范圍內。③鹽城-揚州：斷裂點位于高郵市與興化市的邊界上，依此，寶應縣劃入鹽城的腹地范圍內。但實際上寶應縣接受揚州的經濟輻射更多，故應將寶應縣劃入揚州的腹地范圍內。④ 鹽城-泰州：斷裂點位于興化市中心位置，依此應將興化市劃入鹽城的腹地，但由于興化市中心位置靠泰州較近，且交通發達，經濟輻射更多，所以應將興化市劃入泰州的腹地范圍內。⑤南通-無錫：斷裂點位置在江陰市東南位置，依此應將江陰市劃入南通的腹地范圍內，但由于無錫的經濟實力高于南通，且無錫對江陰的輻射更多，故將江陰市劃入無錫市的腹地范圍內。⑥南通-蘇州：斷裂點位置位于常熟市與張家港市的交界處，故應將常熟市和張家港市劃為南通的腹地。但不符合實際情況。常熟市和張家港市屬于蘇州，蘇州的綜合實力遠高于南通，故將常熟市和張家港市劃入蘇州的腹地范圍內。

[1] 李小建．經濟地理學[M]．北京∶高等教育出版社,1999

[2] Borin N,Farris P W,Freeland J R．A Model for Determining Retail Product Category Assortment and Shelf Space Allocation[J]． Decision Sciences,1994,25(3)∶ 359-384

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[4] 陳聯,蔡曉峰．城市腹地理論及腹地劃分研究方法[J]．經濟地理,2005,25(5)∶629-631

[5] 孔祥彬． 城市經濟腹地及其空間范圍的界定——以成都、綿陽為例[D]．成都∶西南交通大學,2007

[6] 孫娟．都市圈空間界定方法研究——以南京都市圈為例[J]．城市規劃匯刊,2003(4)∶73-77

[7] 顏銀根．江蘇沿海經濟發展歷史及現狀研究[J]．江蘇工業學院學報,2008,9(3)∶37-41

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P208

B

1672-4623（2016）01-0023-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.01.007

馬袁弟，碩士，研究方向為GIS在區域規劃中的應用。

2014-10-16。

項目來源：國家自然科學基金面上基金資助項目（41372176）。