烏魯木齊都市圈經濟規模等級與經濟空間結構時空演化分析

程雅薇+高敏華

摘要：以2002、2006、2010和2014年作為研究的4個時間截面，選取相應的社會經濟數據，應用中心經濟職能指數、位序-規模法則、ROXY指數、經濟聯系強度、經濟隸屬度的方法，對烏魯木齊都市圈經濟規模等級與經濟空間結構進行系統演化分析。結果表明，烏魯木齊都市圈是以烏魯木齊市為核心的“單核”結構，但烏魯木齊市的中心經濟職能指數處于下降趨勢，自2006年以來一直處于分散發展趨勢。烏魯木齊市作為最重要的中心城市，以其為中心形成顯著的經濟影響力圈層結構，西部地區石河子市經濟影響力較強，因此西部地區受輻射帶動明顯，而東部、東南地區明顯較弱，都市圈內部經濟發展不平衡。在烏魯木齊市“單核”軸向輻射的帶動下，經濟空間結構趨于合理，吐魯番市、奇臺縣等邊緣中心逐漸興起。烏魯木齊市最主要的西向經濟聯系方向，經濟隸屬度總體呈下降趨勢，其經濟聯系方向有由西向東轉移的趨勢。

關鍵詞：烏魯木齊都市圈；經濟規模等級；經濟空間結構；演化分析

中圖分類號：F29 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）21-4176-07

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.21.043

Evolution Analysis of Level of Economic Scale and Economic Spatial Structure in Urumqi Metropolitan Area

CHENG Ya-weia，b，GAO Min-huaa，b

（a.School of Resources and Environment Science；b.Key Laboratory of Oasis Ecology， Ministry of Education，

Xinjiang University，Urumqi 830046，China）

Abstract： Taking four time sections of the study in 2002，2006，2010 and 2014，using a variety of methods of centrality economic index，Rank-Size regression，ROXY index，economic relation intensity and economic subordination degree with the appropriate socio-economic data，the systematic evolution analysis of economic scale hierarchical structure and economic space structure in Urumqi Metropolitan area have done. The results showed that although Urumqi city was the core of Urumqi metropolitan area which was a "single core" structure，the economic function index in Urumqi showed a downward trend. Urumqi Metropolitan area has been in a dispersion trend since 2006. Urumqi as the most important center city，taking the city as the center，the economic circle structure with the significant influence had been formed， in western region，economic influence of Shihezi city was strong， so the western region was significantly affected by radiation， while in the eastern and southeastern region，economic influence were weaker， economic development was not balanced in the inner city of Urumqi Metropolitan area. Driven by axial radiation of the "single core" in Urumqi City，economic spatial structure tended to be reasonable，Tulufan City，Qitai county and other edge center gradually developed. Economic membership degree generally showed a downward trend in the west to the economic link which was the main direction，its economic ties had a trend from west to east.

Key words： Urumqi Metropolitan area；level of economic scale；economic space structure；evolution analysis

在一個開放的社會區域經濟系統內，城市間不間斷地進行著物質交換、能量傳遞以及信息的流動[1]。這種空間的相互作用促使區域內部不同規模等級的城鎮之間產生密切的聯系，形成具有一定格局與結構的城鎮體系[2]。目前，對城鎮體系中各城市的經濟規模等級報道的比較少，且大部分是對旅游經濟等級規模結構的探討[3-6]，研究工作主要集中在對城鎮體系等級規模中的人口規模的結構特征研究，其定性研究主要側重于探討不同等級規模城鎮數量的多少以及其變化的趨勢[7]。定量研究則落腳于空間相互作用模型、位序-規模結構的量化、Zipf和ROXY法則的驗證，從而對城鎮規模體系的合理性進行探討，進一步分析城鎮化的集散趨勢[8-11]。endprint

區域經濟空間結構是指社會經濟客體在區域內相互作用產生關系，以及反映這種關系的客體和現象的空間集聚形態和集聚規模[12]。定性研究側重于利用“點-軸”理論、中心地理論、對稱分布理論以及雙核結構理論對經濟空間結構形態進行概括[13-15]。定量研究則著眼于對經濟空間聯系的研究，主要方法有基于引力模型的經濟聯系強度模型[16，17]，社會網絡分析[18-20]。

烏魯木齊都市圈是中國西北地區重要的經濟增長極，也是絲綢之路經濟帶的戰略核心區。本研究借鑒對城鎮體系規模等級的研究，以烏魯木齊都市圈為案例區，系統分析其經濟規模等級結構，深入探討其經濟空間結構特征，并研究分析其動態演化趨勢。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

烏魯木齊都市圈地處天山北坡，以烏魯木齊市為中心，包括昌吉市、阜康市、五家渠市、吐魯番市、石河子市、呼圖壁縣、瑪納斯縣、沙灣縣、托克遜縣、鄯善縣、吉木薩爾縣、奇臺縣、木壘哈薩克自治縣，總面積17.55萬km2。2014年總人口568.35萬人，占全疆總人口的24.47%，GDP為4 346.80億元，占全疆GDP的43.51%（圖1）。其城市化水平、經濟發展水平、科教水平在新疆維吾爾自治區（簡稱新疆）都處于突出的核心地位。都市圈內資源組合條件良好，交通便利，新疆大部分高校和科研機構匯聚于此，是全區勞動者素質最高的地區，也是新疆乃至西部地區重要的增長極。在“絲綢之路經濟帶”的戰略背景下，更是要將烏魯木齊都市圈打造成國家絲綢之路經濟帶戰略職能核心區的核心。

自《新疆維吾爾族自治區城鎮體系規劃（2000-2020）》提出烏魯木齊都市圈地域后，都市圈內經濟發展迅速，2002年都市圈的國民生產總值為634.23億元，到了2014年國民生產總值已經達到4 346.80億元。

1.2 研究方法

1.2.1 中心經濟職能指數 1933年德國經濟地理學家Chris Taylor《德國南部的中心地》一書中提出中心性的概念[13]，指就一個城市的周圍地區而言，這個城市的相對重要性。表現為中心城市為其他地區提供商品與服務的能力大小，是衡量一個城市功能地位高低的重要指標。本研究通過選取多種社會經濟指標：非農業人口（Pi）、GDP（Vi）、第三產業增加值（Si）、城鄉固定資產投資總額（Mi）、社會消費品零售總額（Ni）構建城市中心經濟職能模型，綜合反映中心城市對周邊區域經濟輻射能力的大小，公式如下：

KEj=KPi+KVi+KSi+KMi+KNi （1）

KPi=Pi /■Pi （2）

式中，KEj為j城市的中心經濟職能指數，KPi、KVi、KSi、KMi、KNi為各指標指數，KVi、KSi、KMi、KNi與KPi計算相同。KEj的值越大，說明j城市的中心經濟職能越高，經濟服務范圍越大。

1.2.2 位序-規模法則 位序-規模法則主要反映城市規模和城市規模位序之間的定量關系，在本研究中用來反映城市經濟規模和城市經濟規模位序之間的定量關系，經濟規模又稱經濟總體規模，是反映一個地區經濟總量的指標，通常將國民生產總值作為一個地區經濟規模的統計數據，基本公式如下：

lnGi=A-qlnRi （3）

式中，Gi是第i個城市的國民生產總值，A是規模最大城市的國民生產總值，Ri是第i個城市的位序，q是常數。q是反映城市經濟規模的參數，一個城市體系如果隨著時間的推移q沒有變化，說明該城市體系中各級城市的經濟規模增長速度較為一致，如果q的絕對值提高，則說明較大城市經濟的增長快于較小城市經濟的增長，區域內城市的發展趨向極化；反之則說明總體上較小城市的經濟增長快于較大城市的經濟增長，城市經濟規模分布的分散力量大于集中力量。

1.2.3 ROXY指數 1970年代，日本學者川島辰彥（Tatsuhiko Kaw Ashima）提出了ROXY指數，認為該指數可通過城市人口增長率的加權平均值與算術平均值的比值，來分析研究區域內城市發展的空間循環運動行為，進而反映經濟主體空間演化的基本特征[11，12]。

根據ROXY指數原理，本研究在國民生產總值增長率加權平均值與算數平均值之比的基礎上構建國民生產總值ROXY指數，來分析烏魯木齊都市圈內各縣市經濟規模等級結構演變過程及空間循環運動的基本特征。

ROXY=■-1×104 （4）

WAGRt，t+1=■rit，t+1×■ （5）

SAGRt，t+1=■（6）

式中，xti表示都市圈中i城市在t年的國民生產總值；rit，t+1表示都市圈中i城市在t年至t+1年間的國民生產總值增長率，等于xit+k/xti的k次方根；n為都市圈內城市數量；WAGRt，t+1表示n個城市在t年至t+1年間的國民生產總值增長率加權平均值，以都市圈內各城市的國民生產總值為權重；SAGRt，t+1表示都市圈內的n個城市在t年至t+1年間的國民生產總值增長率算數平均值。

1.2.4 經濟聯系量與隸屬度 運用類似牛頓萬有引力公式來分析烏魯木齊都市圈內各縣市間不同時間段的經濟空間聯系結構，選取經濟聯系量和隸屬度來衡量，展現各城市間的經濟聯系量、中心城市對周邊區域的經濟輻射力以及都市圈內經濟網絡狀況。傳統的引力模型僅用人口和GDP來反映城市的質量，很難反映一個城市的綜合經濟實力，本研究另外選取了社會消費品零售總額等3個社會經濟指標對傳統的引力模型進行了修正。

Rij=■ （7）

Fij=Rij /■Rij （8）

式中，Rij是兩城市間的經濟聯系量；Fij是經濟隸屬度；Pi與Pj為i與j城市非農業人口；Vi、Vj分別為i與j城市的GDP；Si、Sj分別為i與j城市的第三產業增加值；Mi、Mj 分別為i與j城市城鄉固定資產投資總額；Ni與Nj為i城市與j城市社會消費品零售總額，Dij為兩城市間公路里程數。endprint

1.2.5 數據來源與數據處理 都市圈的發展是一個漫長的過程，為了數據獲取的便利，選取了2002、2006、2010、2014年4個時間截面為研究點，對烏魯木齊都市圈內經濟空間結構特征進行演變分析。社會經濟數據來源于統計年鑒數據和統計公報數據，主要包括《新疆統計年鑒》（2002-2014年）、《五家渠市國民經濟和社會發展統計公報》（2004-2008年）。由于2002年五家渠市還未設市，社會經濟統計數據缺失，根據2004-2008年社會經濟數據運用線性回歸分析估測獲得。各縣市之間公路里程數來源于《2013新編新疆維吾爾族自治區公路里程地圖冊》。

2 烏魯木齊都市圈內各縣市中心經濟職能指數演變特征分析

根據烏魯木齊市KE值始終高于2.5，位居首位，經濟的輻射能力最強，確定為中心一級城市；昌吉市、石河子市KE值介于0.3～0.5，經濟輻射能力較強，確定為中心二級城市；阜康市、瑪納斯縣、奇臺縣、鄯善縣KE值介于0.2～0.3，經濟輻射能力一般，確定為中心三級城市，其余縣市經濟輻射能力較弱。不同等級之間的中心經濟職能指數差異較大，第一等級與第二等級之間表現尤為明顯，說明烏魯木齊都市圈內各縣市經濟發展水平差異很大，烏魯木齊市作為都市圈內特大城市，極化特征顯著。

圖2清晰地顯示了2002、2006、2010、2014年4個時間截面上烏魯木齊都市圈中心經濟職能指數的演化：除了烏魯木齊市、鄯善縣、沙灣縣呈現衰減態勢，其他縣市均呈現上升的態勢，阜康市、瑪納斯縣、奇臺縣上升幅度尤為明顯。究其原因，烏魯木齊都市圈是新疆重要的增長極，也成為整個新疆重要的投資匯集區，在項目的建設、土地的供給、財稅以及金融等方面均享有大量的優惠政策，烏魯木齊市作為烏魯木齊都市圈的發展引擎，無疑是項目建設以及投資的熱點。但由于烏魯木齊市產業結構不斷更新，向更高層次邁進，以及對環境質量提出更高的要求，部分傳統工業，從烏魯木齊市向周邊縣市遷移。這既優化了烏魯木齊市的產業結構，也帶動了外圍城市（昌吉市、阜康市、奇臺縣、瑪納斯縣）的產業發展，推動了周邊縣市工業化和城市化進程。由此烏魯木齊市的中心經濟職能指數呈現出下降趨勢，而外圍縣市均呈現出上升趨勢。沙灣縣、鄯善縣由于其工業實力較強，第三產業發展較為滯后，且距離烏魯木齊市距離較遠，受其經濟輻射影響力較小，中心經濟職能指數呈弱化態勢。

3 烏魯木齊都市圈經濟規模等級演化分析

3.1 經濟規模等級位序-規模法演化分析

圖2中的回歸模型表明，總體上烏魯木齊都市圈經濟規模等級符合位序-規模法則；2002～2006年間q的數值增大，表明此期間內烏魯木齊都市圈，較大城市經濟規模的增長快于較小城市經濟規模的增長，都市圈內經濟的發展趨向極化。利用公式lnGi=A-qlnRi， 兩邊取對數算出q，2006～2014年間q的數值逐漸減小，表明在這一時間段內烏魯木齊都市圈中較小城市的經濟規模增長要快于較大城市經濟規模的增長，分散的力量大于集中的力量，都市圈內經濟的發展趨向分散。

3.2 經濟規模等級ROXY指數演化分析

△ROXY為上一時間截面烏魯木齊都市圈內國民生產總值的ROXY指數與下一時間截面國民生產總值的ROXY指數的差。ROXY指數和△ROXY取值范圍不同，其所表示的意義也不相同。根據前人的研究成果[10]，ROXY指數和△ROXY取值范圍和評價意義如表1所示。ROXY指數是正值表示加權增長率大于平均增長率，說明權重大的地區的增長率偏大，經濟發展向權重高的地區集中，最終導致都市圈內的發展不斷極化。ROXY指數是負值表示加權增長率小于平均增長率，說明權重小的地區增長率偏大，向同一水平趨近，整個區域的發展趨于收斂。

表2中ROXY指數和△ROXY指數顯示，2002～2006年烏魯木齊都市圈GDP的ROXY指數為正值，說明烏魯木齊都市圈經濟規模的空間結構呈現極化的發展狀態，較大城市的經濟規模增長較快，而較小城市的經濟規模增長較慢。2006～2010年烏魯木齊都市圈GDP的ROXY指數為負值，△ROXY也為負值，說明烏魯木齊都市圈經濟規模的空間結構呈現加速收斂的發展狀態，較小城市經濟規模的增長率要大于較大城市經濟規模的增長率，分散的力量大于集中。2010～2014年烏魯木齊都市圈GDP的ROXY指數為負值，△ROXY為正值，說明烏魯木齊都市圈經濟規模的空間結構呈現減速收斂的發展狀態。

通過位序-規模法以及ROXY指數對烏魯木齊都市圈內經濟規模體系進行演化分析，兩者都表明，2002～2006年烏魯木齊都市圈經濟規模體系呈現極化的發展狀態；2006～2014年間烏魯木齊都市圈經濟規模體系呈現出分散的發展狀態。

4 基于經濟聯系的烏魯木齊都市圈經濟空間結構演化分析

4.1 基于經濟聯系強度的經濟空間結構演化分析

從城市間經濟聯系強度的角度對都市圈經濟空間結構發展歷程進行分析，抽象表達了烏魯木齊都市圈自2002～2014年經濟空間聯系的結構演化特征。將各縣市間經濟聯系強度做成矩陣，以烏魯木齊市為中心，其他縣市先按照烏魯木齊市以西方向由近到遠排列，再以東方向由近到遠排列，最后是東南方向由近到遠的規律排列，因此A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N分別代表烏魯木齊市、昌吉市、五家渠市、呼圖壁縣、瑪納斯縣、石河子市、沙灣縣、阜康市、吉木薩爾縣、奇臺縣、木壘哈薩克自治縣、托克遜縣、吐魯番市、鄯善縣。每一格顏色的深淺代表經濟聯系強度，而聯系強度過小的縣市間顏色不予顯示。

總體來說，以烏魯木齊市為中心的單核結構在長期內保持穩定，并伴隨城市規模的擴大以及區域間聯系的不斷深化，經濟空間結構趨于合理，軸帶化的趨勢也明顯加強，分別形成了以烏魯木齊市為中心包括五家渠市、昌吉市、阜康市的核心區，以石河子市為中心包括呼圖壁縣、瑪納斯縣、沙灣縣的西部地區；以奇臺縣為核心的包括吉木薩爾縣、木壘哈薩克自治縣的東部地區；以吐魯番市為中心的包括托克遜縣、鄯善縣的東南部地區。但在西部、東部、東南部這三個地區內部的經濟聯系強度也存在著較大的差異，西部地區內部的經濟聯系強度明顯高于東部地區以及東南部地區。這與東部地區各縣市間距離較近，以及依托天山北坡經濟帶經濟發展水平較高有關。endprint

以烏魯木齊市為中心的單核結構在烏魯木齊都市圈的各時間截面上均表現明顯。烏魯木齊市始終是烏魯木齊都市圈最重要的中心城市，是都市圈經濟結構中級別最高的城市，在各時間截面均對其他城市的經濟有較強的影響力。從空間角度來說，烏魯木齊市與其他縣市的經濟聯系強度總體上也呈現出圈層結構，從中心向外圍隨著距離的增加逐漸減弱。從時間角度來說，隨著時間的推移烏魯木齊市與其他縣市的經濟聯系強度越來越強，尤其與周邊的縣市經濟聯系強度增加最為明顯。隨著烏魯木齊市昌吉市一體化的戰略實施，烏魯木齊市與昌吉市的經濟聯系總量增加尤為明顯。

2002年，烏魯木齊都市圈內烏魯木齊市與周邊縣市形成一個經濟聯系圈，包括五家渠市、昌吉市、石河子市、阜康市、呼圖壁縣，但其經濟聯系強度并不高，在此時間截面上石河子市與沙灣縣和瑪納斯縣經濟聯系較為緊密，而其余的縣市間經濟聯系強度很弱，相對孤立。2006年，烏魯木齊都市圈總體上還是維持著2002年經濟聯系強度的空間結構，只是相對于2002烏魯木齊市經濟影響范圍進一步擴大，經濟聯系緊密的各縣市之間的經濟聯系強度也都有所提高。2010年，從整體上來說，烏魯木齊都市圈內經濟聯系緊密的各縣市經濟聯系強度得到了很大程度的提高，昌吉市與周邊阜康市、呼圖壁縣、瑪納斯縣的經濟聯系在這一時間截面也凸顯出來，烏魯木齊都市圈經濟聯系的空間結構相較之前更加完善。2014年，烏魯木齊都市圈經濟聯系空間結構發生了較為顯著的變化，一些經濟聯系空白區也都被填補，在以烏魯木齊為中心單核結構的經濟聯系空間結構中，在離烏魯木齊較遠的縣市，也凸顯出了一些小的中心，如吐魯番市、鄯善縣、托克遜縣以吐魯番市為中心形成了小的經濟聯系圈；奇臺縣、吉木薩爾縣、木壘哈薩克自治縣以奇臺縣為中心形成了一個小的經濟聯系圈。

4.2 基于經濟聯系隸屬度的經濟空間結構演化分析

根據經濟聯系隸屬度，可以判斷出都市圈內中心城市對外經濟聯系的主要方向（表3）。通過對烏魯木齊市對外經濟聯系隸屬度的分析，烏魯木齊市的主要經濟聯系方向為西北指向的昌吉市、五家渠市、石河子市、呼圖壁縣、瑪納斯縣和沙灣縣，這一方向的縣市數量最多，經濟聯系隸屬度也具有絕對優勢，超過了87%。就其內部而言，昌吉市對烏魯木齊市的經濟聯系隸屬度最高，在經濟隸屬度最低的年份也達到了57.6%；向東指向的阜康市、吉木薩爾縣、奇臺縣、木壘哈薩克自治縣，經濟聯系隸屬度維持在10%左右；而東南指向的吐魯番市、鄯善縣、托克遜縣對烏魯木齊市的經濟聯系隸屬度最弱，經濟聯系隸屬度僅在2%左右。

根據經濟聯系方向理論，城市的未來應最大可能的向著其經濟聯系的主導方向發展，這樣人流、物流在城市中的集聚效率最高，達到區域整體最優的效果，也可以進一步加強城市間的經濟聯系。通過對這4個時間截面烏魯木齊市對外經濟聯系隸屬度的分析，烏魯木齊市西北方向總的經濟聯系隸屬度雖然一直占有絕對優勢，但總體上還是呈現出下降趨勢，其中昌吉市、石河子市、沙灣縣總體上處于下降趨勢，而五家渠市、呼圖壁縣、瑪納斯縣總體上處于上升趨勢且五家渠市對烏魯木齊市的經濟聯系隸屬度上升尤為明顯，由2002年的8.8%升至2014年的15.6%；而向東方向的經濟聯系隸屬度總體上呈現上升趨勢，其中阜康市增幅最為顯著。這說明烏魯木齊市的經濟聯系方向有從西北方向向東轉移的趨勢，這樣的轉移將會帶動阜康市以及東三縣的發展，促使整個烏魯木齊都市圈內部發展更為平衡，使區域整體不斷優化。

4.3 基于經濟聯系的烏魯木齊都市圈經濟空間結構特征歸納

通過對烏魯木齊都市圈內經濟聯系強度和經濟聯系隸屬度的分析，表明以烏魯木齊市為中心的單核結構在烏魯木齊都市圈內長期保持穩定，呈圈層結構向外輻射。2002～2014年烏魯木齊都市圈內的縣市經濟聯系越來越緊密，在都市圈外圍一些小的中心也慢慢凸顯出來，分別形成了以烏魯木齊市為中心的核心區、以石河子市為中心的西部地區、以奇臺縣為中心的東部地區以及以吐魯番市為中心的東南部地區，整體上烏魯木齊都市圈內各縣市的經濟聯系強度分布是不平衡的，出現了西部重、東部輕的現象。都市圈內以烏魯木齊市為中心主要有3個經濟聯系方向，西、東、東南，烏魯木齊市的經濟聯系方向也有從西向東轉移的趨勢，烏魯木齊都市圈內經濟空間結構呈從極核輻射向軸線帶動的發展趨勢，基于烏魯木齊都市圈內經濟聯系的空間結構演化趨勢。本研究將烏魯木齊都市圈未來的經濟空間結構預測為“一核，三軸，一區三群組”，“一核”為經濟等級最高的烏魯木齊市，“三軸”分別為烏魯木齊市-沙灣縣的西軸帶、烏魯木齊市-木壘哈薩克自治縣的東軸帶、以及烏魯木齊市-鄯善縣的東南軸帶，“一區”為以烏魯木齊市為核心的包括昌吉市、五家渠市、阜康市的核心區，“三群組”分別為以石河子市為中心的包括呼圖壁縣、瑪納斯縣、沙灣縣的西部群組，以奇臺縣為核心的包括吉木薩爾縣、木壘哈薩克自治縣的東部群組，以吐魯番市為核心的包括托克遜縣、鄯善縣的東南部群組（圖5）。

5 結論與討論

經濟規模等級方面，烏魯木齊市作為區域“單核”城市，其中心經濟職能指數處于下降趨勢；都市圈內形成2個中心二級城市，除沙灣縣、鄯善縣外，其他縣市的中心經濟職能指數都在上升。總體上烏魯木齊都市圈經濟規模等級符合位序-規模法則，通過ROXY指數驗證也表明，自2006年以來烏魯木齊都市圈呈現出明顯的分散趨勢。

經濟空間結構方面，烏魯木齊市作為都市圈內最重要的中心城市，圍繞其形成輻射影響圈層結構；西部地區石河子市影響力較大，在其周圍形成了一個次級影響圈。隨著時間的推移，都市圈內各縣市經濟聯系越來越緊密，都市圈外圍也形成了小的經濟聯系圈。烏魯木齊市主要的經濟聯系方向有西、東、東南方向，且有由東向西轉移的趨勢。在整個都市圈內經濟發展不平衡，有明顯的西重東輕的現象。從極核輻射向軸線帶動的發展趨勢明顯，預測未來烏魯木齊都市圈的經濟空間結構為“一核，三軸，一區三群組”。endprint

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