基于引力模型的郴州市城鎮空間結構動態研究

謝林衛 谷志鵬 譚春華

(1.郴州市規劃勘察設計研究院，湖南 郴州 423000； 2.長沙市規劃設計院有限責任公司，湖南 長沙 410007)

1 概述

城鎮是經濟運行的載體，城鎮空間布局結構的演變特征直接反映著城鎮經濟活動的發展態勢[1]。在當前不斷變化的經濟背景下，城鎮間的發展更注重區域化、協作化、一體化發展。區域經濟聯系的產生和發展本質上是勞動地域分工的必然結果[2]。推動區域經濟發展，加速城鎮化發展進程，科學合理的城鎮空間結構布局是關鍵。在區域經濟學研究領域中，定量分析城市間的經濟聯系強度已然成為近年來研究的重點方向之一。經濟聯系強度是表示該區域內各城市之間經濟聯系強弱的指標，其數值大小不僅能反映該區域內中心城市對于周邊城市的經濟輻射能力，還能反映周邊城市對于該區域內中心城市輻射能力的接受度。

2 研究綜述

17世紀牛頓提出了著名的萬有引力定律，給物理學及許多自然科學學科的發展帶來了劃時代的推動作用。社會經濟學家Tinbergen(1962)和Poyhonen(1963)通過將萬有引力定律引入經濟學領域進行發展和延伸，提出了一個比較完整且簡便的經濟學模型——引力模型(Gravity Model)[3]。他們認為兩個經濟體之間的單項貿易流量與經濟體各自的經濟規模成正比，與經濟體之間的距離成反比[4]。

城市間的經濟聯系強度可以通過引力模型進行量化分析，近年來，研究者們取得了許多有參考價值和借鑒意義的研究成果。2015年，高興亮等[2]采用區域間相互作用的引力模型，測算了山東省17個城市的經濟聯系量和城市間經濟聯系隸屬度。結果表明：山東省各主要城市間的經濟聯系量絕對量保持增長，中、北部城市間聯系緊密，西部和沿海城市之間聯系較弱，通過10年的發展已形成了三大經濟聯系緊密帶的格局。2018年，寧啟蒙等[5]結合主成分分析法和引力模型，對益沅桃城鎮群的經濟聯系強度及對中心城區的經濟隸屬度進行了測算，以此來定量分析該城鎮群的基本經濟情況。結果表明：益陽市區的引力強度最高，在城鎮群中處于絕對的經濟中心地位，沅江市、桃江縣與市區的經濟差距較大，市區的經濟輻射帶動作用有待提高。2020年，王希[6]以京津冀城市群13個構成城市為研究對象，運用引力模型對京津冀城市群的城市規模劃分和城市空間聯系進行了實證研究。結果表明：近10年來京津冀城市群呈現“中心—外圍”的發展格局，空間聯系強度差異化明顯，支撐京津冀城市群發展核心格局的是京津“雙核”，整個城市群之間的經濟聯系越來越密切。

3 研究區域、研究方法與數據來源

3.1 研究區域

郴州市城鎮空間，包含郴州市中心城區(蘇仙區、北湖區)、資興市、桂陽縣、永興縣、宜章縣、嘉禾縣、汝城縣、桂東縣、安仁縣10個市縣行政范圍構成，總面積1.94萬km2，約占全國國土面積的1/500。截至2019年年底，郴州市全市地區生產總值2 410.9億元，年末全市常住人口475.5萬人，全市城鎮化率56.0%。

3.2 研究方法

本文基于經典引力模型[7]，利用能夠表明城市人口規模的常住人口(P)、表明城市經濟規模的GDP總量(G)來測度城市“質量”，選用根據高德地圖導航得出的兩地政府駐地之間的最短車行距離(D)作為城市間的距離指標。在此基礎上，得出的引力模型計算公式：

其中，Fij為城市經濟聯系強度；Pi,Pj分別為兩個城市的常住人口數量；Gi,Gj分別為兩個城市的地區生產總值；Dij為兩個城市政府駐地之間的最短車行距離；Fi為i城市的經濟作用總強度；Ri為i城市的經濟隸屬度。

本文研究的各項基礎數據來源于郴州市統計局官網發布的相應年度的郴州市國民經濟和社會發展統計公報和郴州統計年鑒。

4 郴州市城鎮空間經濟聯系分析

4.1 經濟聯系強度

根據引力模型，分別計算得出2009年、2014年、2019年 郴州市城鎮空間中各主要城市間的經濟聯系強度和經濟聯系強度總量，分析結果如表1～表4所示。

表1 2009年郴州市各城市間經濟聯系強度

表2 2014年郴州市各城市間經濟聯系強度

表3 2019年郴州市各城市間經濟聯系強度

表4 郴州市各城市經濟聯系強度總量

2009年、2014年、2019年郴州市城鎮空間各城市間的經濟聯系強度呈現如下特征：

1)從整體上來看，2009年—2019年，隨著社會經濟的發展，郴州市城鎮空間中各個城市之間的常住人口數量都有不同程度的增加，城市間經濟聯系強度也隨著年份增加而逐漸增強。本研究采用ArcGIS軟件測算郴州市各個城市間的空間引力數值和經濟聯系強度總量，并通過該軟件繪制出2009年、2014年、2019年城市網絡聯系強度分布如圖1所示。圖1中圓點表示該城市的政府駐地的地理位置，圓點大小表示該城市的經濟聯系強度總量，任意兩個城市間連線的粗細程度對應這兩個城市間的經濟聯系強度。

2)在2009年的經濟聯系強度表中，郴州中心城區位于經濟聯系強度總量第一階梯，桂陽、資興、永興位于第二階梯，宜章、嘉禾、臨武、安仁、汝城、桂東位于第三階梯；2014年，郴州中心城區經濟聯系強度總量依然處于第一階梯，宜章率先從第三階梯跨入第二階梯，城鎮空間布局雛形顯現；2019年，經濟聯系強度總量大于10的城市數量已達到6個，嘉禾成為第二階梯的新成員，城鎮空間布局已成形并向外擴散。

3)對2009年、2014年、2019年數據進行分析，除中心城區外，其他各城市保留與其經濟聯系強度最大的連接線，表1～表3中加粗數值為兩城市間經濟聯系強度最大值，經ArcGIS可視化成圖如圖2所示，圖中圓點代表該城市的常住人口。在2009年，郴州中心城區對于資興的經濟吸引力小于永興對于資興的經濟吸引力，故最大經濟聯系強度線處于斷開階段；歷時10年的發展，郴州中心城區經濟輻射能力顯著加強，呈現出“一核三軸兩線”的經濟發展格局，以郴州中心城區向外輻射5條經濟聯系線，分別為郴州—資興—永興—安仁、郴州—桂陽—嘉禾、郴州—宜章—臨武、郴州—汝城、郴州—安仁。

郴州市城鎮空間中各等級城市的規模分布差距明顯，郴州中心城區主導作用一直是支撐整個城鎮群發展的核心

格局，城市間經濟聯系強度分異特征較為明顯，地理區位優勢賦予經濟發展的推動力一覽無余。隨著郴州市城鎮群多年來的發展，桂陽、資興、永興依托區位優勢脫穎而出，宜章、嘉禾也產生越來越大的影響力。郴州市位于丘陵山區，市域內部城市人口規模相差較大，整個城鎮空間的東面、東南面、南面、西南面多為山地，削弱了郴州中心城區的經濟輻射能力。桂陽、資興、永興位于丘陵地區，條件相對較好，區位優勢明顯，發展前景較好。總體而言，郴州市城鎮空間的發展態勢不均衡，以郴州中心城區為主的地理核心區占主導地位，邊緣城市間聯系和配合不緊密，城市規模格局仍將持續。

4.2 經濟隸屬度

郴州市10個城市的經濟聯系時相變化呈現空間分異，如表5所示。其中，對于郴州中心城區經濟隸屬度較大的城市依次是桂陽、資興、宜章、永興，這些城市與中心城區的經濟聯系較為密切；嘉禾、臨武、汝城、安仁、桂東對郴州中心城區的經濟聯系隸屬度依次減小。2014年，嘉禾、桂陽、汝城的比重出現輕微下降趨勢；宜章、臨武、資興、桂東、永興、安仁有小幅提升。2019年，資興和永興的經濟聯系隸屬度下降，其他城市相較于上一階段有一定的提升。從2009年到2019年，桂陽對于郴州中心城區的經濟聯系隸屬度都大于40%，說明桂陽和郴州中心城區互為主要聯系方向，兩地之間有很強的相互依賴性。資興、永興、宜章三地經濟隸屬度量級相當，累積占比大于40%，為郴州中心城區第二聯系方向。嘉禾、臨武、汝城、安仁、桂東對郴州中心城區的經濟隸屬度較低，五地累積占比小于20%，逐年變化情況不顯著，為第三聯系方向。

表5 各市縣對于郴州中心城區的經濟隸屬度

5 結語

當前郴州市城鎮空間結構的格局形成，不僅僅是人口經濟、地理區位、交通區位等多重因素作用的結果，更是資源稟賦條件下符合自身比較優勢的選擇。郴州市城鎮空間結構的分異特征較為明顯，區域內城市經濟發展水平呈階梯狀變化，城市間的經濟聯系強度有待于提高，山地型組團式中小城鎮群發展戰略有待于進一步推進。為充分發揮郴州市城鎮群的集聚與擴散效應，提升市域城鎮空間結構布局的科學合理性，加強市域城鎮間的聯系與分工協作，帶動市域城鎮的協調發展，應加強以下工作：

1)增強核心區域競爭力。重點建設郴州中心城區主中心，拓展中心城區發展空間，突出中心城區主體地位，進一步提升其經濟輻射和帶動能力，打造成湘粵贛省際區域崛起的“領頭羊”。發展資興、桂陽、永興、宜章次中心，積極推動郴資桂永宜融城發展，壯大次中心發展優勢，圍繞主次中心發展和帶動輻射力強的中小城鎮，實現城鎮群的協調發展。提高人口城鎮化水平，降低城鎮準入門檻，爭取將郴州打造成為中心城區過百萬人口的大城市。

2)構建區域增長極。積極對接北部長株潭城市群，南部粵港澳大灣區，抓住“一帶一路”沿線國家的合作與共建機會，打造資興兩型產業、生態經濟與旅游產業增長極、桂陽低碳經濟與綠色產業增長極、永興循環經濟與環保產業增長極、宜章新型工業與休閑健康產業增長極。發揮城鎮群先導作用，引領全域城鎮協調發展，統籌配置各類資源和生產要素，改造提升傳統產業，積極發展新興產業與高新技術產業，優化產業結構，推動資源型城市轉型發展。

3)完善城鎮空間內部交通網絡體系。郴州市屬于山地型組團式中小城鎮群，是湘南地區重要的交通樞紐。應放大節點城市優勢，重點建設郴資桂、郴永宜城鎮走廊，密切城鎮之間的協調發展，通過郴州大道、郴永大道與郴宜城際大道等區域性道路，強化市域城鎮間的交通聯系。城鎮群內部也應完成包括城市快速鐵路、高速公路、城際輕軌等現代交通方式的交通網絡，為郴州市城鎮空間經濟社會的發展提供有力保障。

4)打造經濟互聯廊道。充分發揮城鎮群各市縣產業特色和資源優勢，堅持優勢互補，積極開展區域經濟合作，謀求城鎮群經濟與產業整體共贏與發展。依托區域協作機制，合理布局產業集群，以大帶小，把大中城市和小城鎮聯接起來共同發展。在地區產業布局、資源分布和自身經濟發展的基礎上，采取形式多樣的橫向經濟聯合與協作方式建立起區域性經濟協作，通過加強經濟活動連接度壯大城鎮群的發展。統籌城鄉發展，以郴資桂、郴永宜城際大道為廊道，協調各城鎮設施建設，產業布局，環境治理等，共同推進城鎮空間協調發展。