寧杭高鐵對沿線城市可達性的影響與區域效應＊

韓玉剛

（安徽師范大學經濟管理學院、長三角一體化發展研究院，安徽蕪湖241003）

一、引 言

我國鐵路按運營速度可劃分為高速鐵路、快速鐵路和普通鐵路，其中高速鐵路（以下簡稱“高鐵”）是指新建設計開行速度達250km/h（含預留）及以上動車組列車①km/h為公里每小時，為簡便，公里簡記為km，小時簡記為h，以下略。，初期運營速度不小于200km/h 的客運專線鐵路。［1］截至2018 年末，中國高鐵運營里程超過2.9 萬km，居世界第一，貫穿中國主要經濟區的高鐵網絡已基本建成。隨著中國高鐵的快速發展及其對區域發展的推動作用，國內學者對高鐵的研究逐漸豐富，主要集中在高鐵與城市可達性［2-4］、高鐵與區域經濟發展［5-8］、高鐵與空間結構［9-10］、高鐵城市旅游發展［11-13］、高鐵與其它交通方式的競爭格局［14-15］等。其中，關于高鐵與城市可達性的研究是近年來區域經濟、經濟地理、交通地理等學科的研究熱點，其研究內容主要包括可達性的影響分析［16］、可達性的測度及其評價［17］以及可達性空間格局演變［18］等，其研究對象既包括沿線城市也包括城市群空間［19］。總體而言，現有研究成果已較為豐富，但實證研究區域主要為具體的城市群空間，且基于高鐵通車前后城市可達性的對比研究較少。

高鐵發展的最直接作用是縮短沿線城市間的時空距離，改善區域交通條件，提高城際或區際的交通可達性，提升城際或區際的交通效率，提升區域一體化的進程和質量。目前國內相關研究成果主要集中在京廣高鐵、滬寧城際高鐵、京滬高鐵、哈大高鐵、漢宜高鐵［4，17，20-22］等線路，而寧杭高鐵作為長三角城際高鐵網絡的重要組成部分，其通車標志著長三角高速鐵路網的基礎架構全面完成，即寧杭高鐵與先期通車的滬寧、滬杭兩條高鐵聯網，貫通長三角最為核心的滬、寧、杭三個城市，為下一步長三角高鐵線路的多向延伸，打下了重要的基礎，具有較為重要的研究價值。基于以上分析，本文以寧杭高鐵為研究對象，利用ArcGIS 空間分析技術，闡述高鐵通車前后沿線城市時間可達性的變化及其空間分布情況，在此基礎上，探究了高鐵開通對寧杭高鐵沿線城市的影響，在一定程度上闡釋了改變區域重大基礎設施的區域效應。

二、研究區域與數據來源

（一）研究區域

寧杭高鐵（寧杭客運專線）于2013年7月1日全線正式開通，全長248.96km，北起南京，南至杭州，沿線經過江蘇省的鎮江市、常州市、無錫市和浙江省的湖州市、杭州市，共設有11個站點，由北向南分別為南京南站、江寧站、句容西站、溧水站、瓦屋山站、溧陽站、宜興站、長興站、湖州站、德清站、杭州東站（圖1）。其中，江寧站、溧水站、瓦屋山站、長興站地處縣、區級行政區內，高鐵停靠次數和人流量相對較少，故不納入本研究范圍。

（二）數據來源

本文所需交通路網和土地利用數據來源于OSM數據庫②OSM數據庫（Open Street Map）更新日期為2017年1月7日，www.openstreetmap.org。，其中交通路網數據由ArcGIS Online地圖進行檢驗、補充和重分類，土地利用數據主要選取對通行阻礙作用明顯的水體、自然保護區、森林、草地、農用地等5種用地類型。高程數據來源于美國國家航空航天局的免費高程數據庫，其它圖形數據來源于國家1∶400 萬基礎地理信息系統。

三、研究方法

現有可達性的分析方法主要有網絡分析法（Network Analysis）和成本距離法（Cost Distance）。由于網絡分析法僅能測度路網上及路網可捕捉范圍內點要素的可達性，無法測度區域的可達性，且不能將地形、土地利用等因素作為可達性阻礙因子納入分析，因此本文利用成本距離法分析寧杭高鐵對區域時間可達性的影響。步驟如下：

第一步：利用ArcGIS軟件建立包含交通路網、土地利用、高程數據、城市點、行政區劃等空間要素的地理數據庫。

第二步：用時間距離替換歐氏距離，計算區域內任意點到各城市的最短時間距離。按地理要素的通行速度對所有地理要素賦予不同等級的速度，由于普通鐵路速度較慢，故不納入本研究。參考已有研究［23］，各類地理要素的設計通行速度如表1所示。為提高測算時間距離的精度，將各要素分別轉換成大小為15×15m 柵格數據集，研究區域面積為42278.19km2，共生成1.88×108個柵格。以高程數據為基礎，利用ArcGIS 軟件將各要素的成本柵格數據集按表1 的序號順序進行鑲嵌，分別得到高鐵開通前后的寧杭高鐵沿線區域的成本柵格數據集。

第三步：利用ArcGIS 空間分析模塊的成本距離法分別計算高鐵開通前后的成本柵格數據集到各城市點的時間距離，利用柵格計算器計算高鐵開通前后各市時間可達性的差值時間柵格數據集，并統計高鐵開通前后各市時間柵格數據集的平均值及標準差。

第四步：以0.5h 為劃分標準，將高鐵開通前后各市的時間可達性劃分為11 個等時圈，以10min位劃分標準，將寧杭高鐵開通后的差值時間柵格數據集劃分為11 個級別，并對所有時間柵格數據集進行符號化表達。

表1 不同空間地理要素的通行速度設計

四、研究結果分析

（一）寧杭高鐵開通前后的可達性對比分析

寧杭高鐵開通前（圖2），研究區域的交通密度和發達程度呈現東部高于西部、省會城市高于其它城市的特征，站點城市間主要由1條高速公路和1條國道串連，因而各市可達性和等時圈呈現較大的空間分異特征。從等時圈面積分析，南京與杭州交通網絡較為發達，0.5h 等時圈面積較大，分別占區域總面積的2.72%和3.08%，句容、溧陽、宜興和湖州的0.5h 等時圈面積占比分別為1.37%、2.50%、2.10%和2.41%。南京、湖州和杭州位于寧杭高鐵貫通區域邊緣，因而1.0h 等時圈面積較小。受各站點城市地理位置影響，位于寧杭高鐵貫通區域中部和中南部的站點城市溧陽、宜興、湖州和杭州的等時圈面積大于位于北部的南京和句容。以4.0h 等時圈為例，溧陽、宜興、湖州和杭州分別占區域面積的80.59%、84.40%、91.59% 和92.20%，南京和句容僅占66.71% 和68.05%，因此兩市到達杭州市西南部地區花費時間較多。從等時圈空間分布分析，等時圈空間延伸方向受城市間聯系緊密程度影響較大。南京和杭州作為省會城市，其等時圈基本呈同心圓狀，表明兩市交通基礎設施具有放射性布局特征。其它站點城市等時圈呈現向上級行政中心和省會城市延伸的特征，以宜興和湖州為例，宜興的1.0h城市圈主要向南京和其地級市行政中心無錫延展，湖州則向杭州方向延伸。加之蘇浙邊緣區受太湖和天目山遏制，蘇浙兩省太湖以西的交通通道較為狹窄，僅有長深高速（長春—深圳）、104國道、新長鐵路（新沂—長興，為貨運鐵路）相連，導致兩市等時圈的蔓延在省際邊緣區受到進一步限制。

圖2 寧杭高鐵開通前各市可達性空間分布

圖3 寧杭高鐵開通后時間可達性空間分布

寧杭高鐵開通后（圖3），結束了站點城市間長期無客運鐵路連接的歷史，依托寧杭高鐵的串連，各市時間可達性均有大幅提升。區域平均可達性由寧杭高鐵開通前的2.65h 降低到2.14h，縮減0.51h（表2）。從等時圈面積分析，同等水平等時圈面積的累積時間亦大幅下降，六個城市的3.0h 等時圈面積平均占比由高鐵開通前的64.46%提升到高鐵開通后的77.82%。3.0h 等時圈占區域面積的比重提升最大的為宜興8.52%，其次為湖州6.21%和溧陽5.90%，位于高鐵線路兩端的南京、句容和杭州1h 等時圈提升較小，分別為2.00%、0.19%和4.04%。各市受距離高鐵站的時間距離大小影響，高鐵開通后的各個等時圈面積提升的分異明顯。以句容和溧陽為例，句容市距離句容西站約為78min，溧陽市距離溧陽站僅13min①起點分別為句容市和溧陽市人民政府，通勤時間由百度地圖查詢。，高鐵開通后溧陽1.5h 等時圈占區域面積的14.39%，句容僅提升1.39%，句容3.0h等時圈占區域面積的比重提升幅度與溧陽1.5h等時圈比重提升幅度相當，為14.36%。從等時圈空間分布特征分析，各市等時圈均呈現沿高鐵線路大幅凸出，高鐵線路中部溧陽、宜興和湖州到其它城市的時間基本縮短到1.5h，線路兩端的南京、句容和杭州到其它城市的時間縮短到2.0h，高鐵的時空壓縮效應明顯。蘇浙邊緣區的地形對省際聯系的遏制得到緩解，宜興與湖州基本處于0.5h等時圈內。

表2 寧杭高鐵開通前后各城市平均可達性及變異系數

（二）寧杭高鐵開通后可達性變化分析

從等時圈數值變化來看，各市等時圈均有不同程度的擴張。其中，南京和句容3.0h 等時圈分別提升18.01%和14.36%，溧陽和宜興1.5h等時圈分別提升14.39%和20.54%，湖州2.0h等時圈提升23.22%，杭州2.5h 等時圈提升34.12%（表3）。各市平均可達性的提升具有較大差異，其中南京時間可達性提升最大，為0.69h，最小為湖州的0.37h，呈現高鐵兩端城市時間可達性提升幅度大于高鐵線路中部城市的特征。

從可達性變化的空間特征分析（圖4），不同城市可達性提升的幅度亦有所差異，整體上可達性差異程度增大，由0.58 增至0.62。區域可達性變異系數越大，區域時間可達性空間離散和變異程度越大，表明高鐵開通后區域的可達性區域差異程度增加。如表2所示，除南京和句容外，各市時間可達性變異系數在寧杭高鐵開通后均有不同幅度的提升。湖州的變異系數變化幅度最大，由高鐵開通前的0.50 增大到開通后的0.59，增加了0.09，南京高鐵開通前后的變異系數均為0.63，僅句容的時間可達性區域變化程度由0.65 降低到0.63。進一步分析發現，可達性的提升具有明顯的空間分異特征，就單個城市來說，寧杭高鐵開通前后各站點城市時間可達性的差值呈現以站點城市為中心的扇形狀分布，距離站點城市越遠的區域到達該站點城市累積節省的時間越多，可達性提升幅度越大。差值等時圈在高鐵線路附近有明顯的凹進，表明高鐵的時空壓縮效應明顯。

表3 寧杭高鐵開通前后各市等時圈面積變化（%）

差值 1.03 4.04 3.81 12.68 12.56 -8.50 -14.46 -7.89 -2.65 -0.35 -0.26

圖4 寧杭高鐵開通后各市時間可達性變化空間分布

五、寧杭高鐵開通后的區域效應分析

高鐵作為區域重大的交通基礎設施，其正向的綜合效應顯著。寧杭高鐵開通后的區域效應，在前文可達性測度的基礎上，可以進一步從宏觀的面狀區域、中觀的帶狀區域和微觀的點狀區域，分點、線、面三個層面展開深度的分析。

（一）宏觀層面：蘇浙皖省際交界區域的一體化效應增強

寧杭高鐵的開通一方面改變了長三角的空間經濟格局，另一方面對蘇浙皖省際交界區域的城市區域空間關系重構將產生深遠的影響。寧杭高鐵和滬寧高鐵、滬杭高鐵一起架構了長三角區域的高鐵基礎網絡。不同于滬寧高鐵和滬杭高鐵，寧杭高鐵是長三角區域比較特殊的一條高鐵。滬寧、滬杭高鐵貫穿的是經濟高度發達的蘇南、浙東北區域，而寧杭高鐵連通南京、杭州，貫穿的主要是浙江省內經濟欠發達的區域。從宏觀層面分析，寧杭高鐵貫通的區域是以南京、杭州和黃山三個城市為頂點組成的三角形所框定的區域，為滬蘇浙皖所組成的長三角腹地，也是蘇浙皖三省的省際交界區域，該區域歷史上經濟社會聯系就十分密切（馬鞍山、蕪湖、宣城為南京都市圈的重要組成部分）。在這樣的背景下，可以預見寧杭高鐵的開通將大大增強蘇浙皖省際交界區域的一體化程度。具體可以闡述為，在寧杭高鐵溢出效應的影響下，結合安徽省從2003 年就提出的東向發展戰略，其中一個重要的著力點就是交通對接蘇浙滬；2010 年的皖江城市帶承接產業轉移示范區規劃，更將與浙江緊鄰的宣城市定位為皖江城市帶的南翼、對接浙江的門戶區域；在跨省界鐵路、高速、國道、城際快速通道等組成的交通設施的連通下，結合未來的跨界高鐵駁接運輸系統的支持，蘇浙皖省際交界區域的一體化效應和程度將會進一步增強。其次，寧杭高鐵的沿線城市以縣（區）和縣級市為主，高鐵開通前，在南京和杭州2個省會城市的影響下，該城市區域空間關系，以封閉的“核心—邊緣”的模式為主導；寧杭高鐵開通后，根據上文時間可達性的分析，可以預見，未來該區域的城市區域空間關系將向“多核—扁平”的均衡模式演進。蘇浙皖省際交界區域的城市體系將會進一步優化，區域的一體化效應和程度也會進一步增強。

（二）中觀層面：南京和杭州都市圈之間發展洼地的“廊道效應”顯現

高鐵的“時空壓縮”效應，直接提高了沿線城市的可達性水平和通達效率，強化了沿線城市的對外聯系和城際的經濟、社會聯系強度，間接對沿線城市的經濟發展、人口的流動、產業的競合、企業的區位選擇等產生系統化的影響，重構區域經濟的空間結構，形成高鐵經濟走廊，產生“廊道效應”。寧杭高鐵起訖點分別是江蘇省會南京市和浙江省會杭州市，兩市分別為南京都市圈和杭州都市圈的核心城市，加之寧杭高鐵穿過的城市以江寧、句容、溧水、瓦屋山、溧陽、宜興、長興、湖州、德清等蘇浙經濟較為落后的縣（市、區）為主，為發展的“洼地”。由于寧杭高鐵的兩端為城際流動的密集區，貫穿的區域為流動的稀疏區，起訖點的空間極化效應顯著。同時，通過前文測算，寧杭高鐵的“時空壓縮”效應也非常明顯，站點城市時間可達性的變化將會進一步提升站點城市的可達性水平，促進沿線和周邊非站點城市就近連網對接，因此站點城市的極化效應、與外部空間的相互作用也會進一步的加強。在此極化效應的作用下，寧杭高鐵開通后，將會全面提高沿線城市間的經濟聯系強度，并進一步優化沿線城市經濟聯系的主導方向。同時區域的跨界（跨省界、跨市界）生產要素流動將會進一步的增強，沿線城市的互動融合和“同城效應”，將會引致區際、城際資源的重新配置，產業的分工、轉移和協同等會進一步密切，從而加速在南京都市圈和杭州都市圈之間形成一個新的發展軸線，產生區域經濟的廊道效應。

（三）微觀層面：沿線主要節點城市的集聚—擴散效應進一步優化

對于單個城市而言，高鐵沿線的站點城市，將會迎來新一輪的發展基機遇，集聚—擴散效應將會進一步優化。首先，城市內部空間的結構將再平衡。高鐵站區提升了周邊土地的價值，促進了城市內部空間結構由“單中心”向“雙中心或多中心”的模式轉變，高鐵新區、新城、樞紐等工程完善了周邊的公共配套設施，將促進城市內部空間的均衡發展。第二，高鐵沿線毗鄰特大城市的中小城市區位將會明顯提升，形成新的增長極。高鐵沿線站點城市將會顯著提升周邊中小城鎮和農村地區的集聚、輻射能力，推動站點城市邊界向周邊地區擴展和延伸。單個城市空間的擴展和通達效率的提升，將會全面推動城市的區域功能和職能結構升級，強化集聚—擴散效應，形成新的經濟增長極。第三，寧杭高鐵的開通，對主要節點城市的正向影響也非常明顯。從上文時間可達性的變化可以看出，寧杭高鐵進一步改善了省會城市南京和杭州的區位條件，提升了省會城市的首位度和在區域經濟聯系中的地位，促進了兩個城市的產業結構進一步向以服務業為中心的結構轉變，增強了南京都市圈向南和杭州都市圈向東、向北集聚—擴散的能力。對于沿線的站點城市，如江寧、句容、溧水、瓦屋山、溧陽、宜興、長興、湖州、德清等城鎮，加速了生產要素和非生產要素的集聚—擴散能力，縮小了城際的差異，為有選擇的承接南京市和杭州市兩個省會城市非核心功能的轉移提供了條件，進一步優化了城市的產業分工體系。

六、結 論

本文以寧杭高鐵為例，利用成本距離法測度了寧杭高鐵對沿線區域時間可達性的影響，并從宏觀、中觀和微觀三個層面分析了寧杭高鐵對區域發展的影響，主要結論如下：

其一，寧杭高鐵開通后，高鐵沿線區域可達性均具有不同幅度的提升。從等時圈面積變化來看，3h 及以內各等時圈面積有不同幅度的增加，3h 以上各等時圈面積下降明顯，區域平均可達性由高鐵開通前的2.65h 降低到2.14h；從不同城市可達性變化來看，寧杭高鐵線路兩端城市的平均可達性提升幅度大于線路中部城市，可達性分別為1.5—2.5h 和0.5—2.0h；從可達性變化的空間差異來看，區域整體可達性的空間差異程度變大，變異系數由0.58 增至0.62，可達性的提升幅度呈現以站點城市為中心的扇形狀分布，距離站點城市越遠的區域至該站點城市的可達性提升幅度越大。

其二，寧杭高鐵的區域效應可以概括為：打破了蘇浙皖省際交界區域長期溝通受限和區域發展以“核心—邊緣”模式為主導的局面，成為高鐵線路貫穿的欠發達城市對接南京都市圈和杭州都市圈、皖東南地區對接蘇浙地區的重要機遇，未來蘇浙皖省際交界區域的發展將向“多核—扁平”的均衡模式演進，區域高質量一體化效應也會進一步增強。