城市物流蔓延與城鎮化的時空耦合及演化機制

普永明，王 然，陳 方，戢曉峰，李杰梅

(1. 昆明理工大學 交通工程學院，云南 昆明 650504；2. 云南省現代物流工程研究中心, 云南 昆明 650500；3. 四川省物流股份物流產業研究院有限公司，四川 成都 610041)

0 引言

近年來，我國城鎮化已進入快速發展時期[1]，城鎮化率由2008年的45.7%提高至2019年的60.6%，而新時代背景也對城鎮化發展提出了更高要求，根本在于解決城鎮化質量“高不高”等問題[2]。同時，現代物流業已逐漸成為推動城鎮化發展的重要動力[3]，2018年12月《國家物流樞紐布局和建設規劃》出臺后，物流樞紐、物流園區等節點建設需求進一步增加，物流用地表現出一定程度的空間蔓延，部分物流設施呈現向城市郊區遷移的特征。這種物流蔓延現象是否影響城鎮化水平“質”的提升，不同地區物流蔓延與城鎮化是否實現協調發展，這一系列問題的探究對于引導城市化進程、促進現代物流業可持續發展具有重要意義。

城鎮化發展一直是國內外研究的熱點，對于城鎮化發展水平的評估有單一指標和綜合指標2種方法[4-5]，不同學者對城鎮化發展內涵的不同理解往往使得綜合指標體系構建存在一定差異，進而影響城鎮化水平評估結果。從物流蔓延的研究來看，國外學者Dablanc等[6]最早將其定義為一種貨運終端從城市中心遷移至郊區的趨勢；Aljohani等[7]進一步研究認為物流蔓延多發生在倉庫等物流設施上。而國內學者對于物流蔓延的定義還未能明確界定，對于物流蔓延的研究也較為鮮見。宗會明等[8]從物流蔓延視角揭示了重慶主城區批發市場的外遷機制；肖作鵬等[9]采用核密度等方法分析了深圳市物流倉儲空間的蔓延；戢曉峰等[10]則認為城市物流蔓延是物流用地在空間范圍上的擴張以及伴隨的物流設施外遷現象，并利用我國土地市場物流用地數據，獲取了我國城市物流蔓延的時空演化特征。從物流業和城鎮化發展關系研究來看，多數學者認為物流業對于城鎮化發展具有正向促進作用，它通過促進產業分工、優化城鎮布局、吸引農村人口轉移等推動城鎮化進程。部分學者著眼于二者的協調發展關系，采用結構方程模型[11]、Granger因果檢驗[12]和隸屬度函數協調度模型[13]等方法對其協調發展程度進行測度。廖重斌[14]提出，在度量系統或要素間的協調發展狀況時，耦合協調模型具有更高的穩定性和更廣的適用范圍。綜上所述，現有研究大多從宏觀角度定性研究或省級尺度定量研究物流業與城鎮化關系，而對物流蔓延與城鎮化的空間關聯特征研究還十分鮮見。

因此，本研究以我國291個城市為研究對象，采用雙變量空間自相關并構建時空耦合模型，揭示不同時期物流蔓延與城鎮化發展的耦合關系及演化規律，以期為制訂城市物流發展戰略、引導城市合理規劃、促進區域物流與城鎮化協調健康發展提供參考。

1 我國城市物流蔓延與城鎮化發展關系解析

城市物流蔓延通常表現為城市物流用地比例的提升和物流設施的外遷。一方面，隨著我國經濟的快速增長，工農業生產和居民生活所產生的物流需求迅速增加，迫切需要建設更多物流園區、配送中心等物流設施，促使物流用地擴張速度加快，物流用地比重提升。另一方面，受中心城區土地價格、貨車限行和城市規劃等因素影響，物流設施呈現由城市中心向郊區外遷的趨勢[15]。物流要素在郊區形成集聚，有利于通過發揮集聚效應推動樞紐經濟形成，從而促進城市經濟及城鎮化發展。大型物流設施的外遷，也使得中心城市的交通擁堵問題得到緩解，同時為優化城區用地結構提供了可能。而新型城鎮化作為城鎮化的新階段，更強調城鎮內涵的增長和質量的持續升級[16]，這對物流業發展提出了更高要求。不僅要提高物流用地比例，更應通過優化物流設施空間布局、提升物流用地集約程度，實現物流蔓延與城鎮化的協調發展。二者的邏輯關系如圖1所示。

圖1 城市物流蔓延與城鎮化關系Fig.1 Relationship between urban logistics sprawl and urbanization

2 研究方法與數據來源

2.1 研究方法

2.1.1 物流蔓延與城鎮化水平測度

城市物流蔓延指數。物流蔓延指數用于刻畫單元在研究時期內物流蔓延的程度，具體表現為物流倉儲用地的擴張，用物流倉儲用地擴張面積占總建設用地擴張面積的比例衡量[10]。假設每年各類用地在建設用地中占比穩定，在時間序列下，物流蔓延指數則反映出物流倉儲用地相對于其他用地的蔓延程度。具體表達式為：

(1)

式中，AEIi,t為研究單元i在t時期的物流蔓延指數；Li,t-Li,t-1為研究單元i在t-1至t時期的物流倉儲用地面積增量；Ti,t-Ti,t-1為研究單元i在t-1至t時期的總建設用地面積增量。

城鎮化水平測度。常住人口城鎮化率相較于戶籍人口城鎮化率能更真實反映區域城市化的實際水平[17]。因此，本研究與國家統計局每年公布城鎮化率統計口徑一致[4]，采用常住人口城鎮化率衡量。

(2)

式中，UIi,t為研究單元i在t時期的常住人口城鎮化率；LPi,t為城鎮常住總人口數；TPi,t為總常住人口數。

2.1.2 雙變量空間自相關

距離越近的事物空間相關性越大[18]。受空間因素影響，我國城市物流蔓延和城鎮化在空間分布上可能呈現一定的空間集聚特征。Anselin等[19]學者提出了雙變量空間自相關分析方法，以此刻畫多個變量之間的空間相關性，對于城市物流蔓延和城鎮化空間關聯的刻畫具有較好的適用性。

雙變量全局空間自相關用于描述2種變量相關特性的整體分布情況，具體公式為：

(3)

雙變量局部空間自相關則可以獲取局域空間的非典型特征，定位空間特征發生的確切位置，具體公式為：

(4)

空間自相關系數取值范圍在[-1,1]之間，若該值大于0且顯著，則表示在空間上2個變量間存在正的空間相關性，且呈集聚態勢；若小于0且顯著，則呈現空間分散格局；若為0則表示在空間上隨機分布；絕對值越接近1，表示空間相關性越大。

2.1.3 耦合協調度測度

不同時空作用下，彼此間相互影響的大小也呈現不同特征，用耦合協調度模型能夠將二者的協調程度和發展層次進行綜合考量[14]。因此，以城市物流蔓延指數和城鎮化率為數據基礎，構建二者的時空耦合協調模型，以此探究城市物流蔓延與城鎮化水平協調發展的時空動態關系。具體公式為：

Cit=2{(ait·bit)/[(ait+bit)]2}1/2，

(5)

Tit=λait+μbit，

(6)

Dit=(Cit·Tit)1/2，

(7)

式中，Cit為耦合度，主要體現二者的關聯程度；ait和bit分別為研究單元i在t時期的城市物流蔓延指數和城鎮化率；Tit為綜合協調指數，反映二者對耦合度的貢獻程度；λ和μ為待定參數，且和為1，本研究認為二者協調效應相同，故λ和μ均取0.5；Dit為耦合協調度，用于衡量二者協調發展水平的高低。

2.2 數據來源

本研究區域包括我國287個地級市及4個直轄市。研究城市物流蔓延指數模型中所使用的2008—2016年全國城市物流倉儲用地面板數據來源于中國土地市場網，主要包括土地坐落地址、土地總面積、供應方式及簽訂日期等屬性信息，剔除無效數據后，共保留有效數據25 320條。全國各城市總建設用地面積數據來源于2009—2017年《中國國土資源年鑒》中的國有建設用地出讓情況條目。2008—2016年全國各地級市常住人口城鎮化率指標數據主要來源于各省份和地級市統計年鑒、地級市國民經濟和社會發展統計公報及政府工作報告。

3 實例分析

3.1 城市物流蔓延與城鎮化發展水平的相關關系分析

3.1.1 我國物流蔓延與城鎮化發展整體特征分析

利用式(1)測算城市物流蔓延指數，分別計算不同年份物流蔓延指數平均值，將其作為該年我國城市物流蔓延指數值，并與利用式(2)測算得到的城鎮化率進行對比分析，結果如圖2所示。

由圖2可以發現，城市物流蔓延指數與城鎮化率變化趨勢整體上保持一致，均呈現逐漸遞增的態勢，在2009年和2016年相對其他年份物流蔓延指數變化幅度更大，有必要對二者的空間關聯特性及時空耦合關系進行深入探究。從變化趨勢上看，城鎮化率相較于城市物流蔓延指數變化趨勢則更為平緩，得益于國家對于城鎮化水平提升的重視，通過《國家新型城鎮化規劃(2014—2020年)》等系列政策的出臺，穩步推進我國城鎮化發展進程。城市物流蔓延指數在2008—2013年均較為平緩，至2016年，我國物流用地需求逐步得到釋放。

圖2 2008—2016年全國城市物流蔓延指數與城鎮化率對比曲線Fig.2 Comparison curves of national urban logistics sprawl indicator and urbanization rate in 2008—2016

3.1.2 城市物流蔓延與城鎮化率全局空間自相關分析

采用GEODA空間分析工具，建立基于地理距離的空間權重矩陣，計算不同城市物流蔓延指數與城鎮化率的單變量Moran’sI值及其顯著性，以及2個變量之間的Moran’sI值及其顯著性，探索其空間關聯特性。結果如表1所示。

表1 2008—2016年物流蔓延指數與城鎮化率的單變量、雙變量Moran’s I值Tab.1 Moran’s I values of single-variable and double-variable of logistics sprawl indicator and urbanization rate in 2008—2016

由表1可知，城市物流蔓延指數的Moran’sI值在2008—2016年間呈現顯著集聚-不相關-顯著集聚的空間特征，而2008—2016年城鎮化率均在1%的水平上顯著，表明我國城鎮化發展表現出明顯的空間集聚。

從二者的雙變量Moran’sI值來看，多數年度通過了顯著性檢驗，表明在2008—2016年期間我國城市物流蔓延與城鎮化發展存在一定的空間相關性。2008—2010年二者的Moran’sI值未通過顯著性檢驗，表明在此期間城市物流蔓延水平并未對城鎮化水平提升產生影響。而2011—2016年期間除2014年外均通過了顯著性檢驗，且這種空間關聯由負相關逐漸變化為正相關，2008—2016年二者空間關聯呈現不顯著-負相關-正相關的特征，城市物流蔓延在我國城鎮化發展進程中的積極作用逐漸凸顯出來，物流業對于城鎮化發展的支撐作用越來越顯著，主要通過促進經濟總量提升、帶動人口就業和配套設施建設等促進城鎮化水平的提升。

3.1.3 城市物流蔓延與城鎮化率局部空間自相關分析

為進一步探索城市物流蔓延與城鎮化的局部空間關聯特征，運用GEODA進行雙變量局部空間自相關分析。2008年、2012年和2016年結果如表2所示。

表2 2008年、2012和2016年物流蔓延指數與城鎮化率局部空間自相關結果Tab.2 Local spatial autocorrelation of logistics sprawl indicator and urbanization rate in 2008, 2012 and 2016

根據局部空間自相關分析結果可知，2008年，城市物流蔓延與城鎮化率高-高相關的城市主要分布在珠三角、長江中游及舟山、唐山和克拉瑪依等11個城市。低-低相關的城市主要集中在四川東部、重慶、甘肅南部、陜西西部及湖北東部等23個城市。2012年，珠三角、長三角及酒泉、烏海、雙鴨山等15個城市物流蔓延水平高，其城鎮化發展水平也高；低-低相關的城市在四川東部、甘肅南部和滇東北等地區形成集聚。至2016年，高-高相關的城市僅有長三角及唐山等8個城市，珠三角地區由高-高相關變化為低-高相關，而低-低相關的城市逐漸延伸到廣西一帶。

總體上看，研究時段內，低-低相關為城市物流蔓延與城鎮化相互關聯的主要類型，主要發生在四川西部、重慶及甘肅南部等我國西部地區，表明西部地區部分城市物流用地規模較小，其城鎮化發展水平也相對較低，二者有較為密切的空間正相關，處于低水平的均衡狀態。對于內蒙古中部、新疆北部等經濟欠發達地區，其城鎮人口比例提升并不依賴于物流業的發展，二者呈現較強的負相關。珠三角地區物流用地擴張的速度放緩，受交通水平、產業結構變化等其他因素影響，城鎮化發展保持較高水平。

3.2 物流蔓延與城鎮化的耦合特征

依據城市物流蔓延指數和城鎮化率測度結果，利用式(5)～(7)計算每年全國各個城市物流蔓延與城鎮化發展水平的耦合度、綜合協調指數和耦合協調度，觀察其時空耦合演化特征。依據聚類原理，將各城市分為中度失調型(0～0.2)、輕度失調型(0.2～0.4)、瀕臨失調型(0.4～0.6)、初級協調型(0.6～0.8)和良好協調型(0.8以上)5類，數值越大，即城市物流蔓延與城鎮化發展之間的耦合協調性越好。

表3 2008年、2012和2016年物流蔓延指數與城鎮化率耦合關系Tab.3 Coupling relationship of logistics sprawl indicator and urbanization rate in 2008, 2012 and 2016

由耦合分析結果可以發現，2008年我國多數城市耦合協調值在0.6以下，處于中度失調、輕度失調和瀕臨失調狀態城市數量占總數的92.1%，初級協調型城市主要分布在舟山、泉州和中山等20個城市，良好協調型城市僅有克拉瑪依、烏海和東莞3個城市。2012年中度失調型城市數量明顯減少，分別向輕度失調和瀕臨失調型城市轉移，瀕臨失調型城市數量占比為46.1%。至2016年，城市物流蔓延與城鎮化間處于瀕臨失調和初級協調狀態逐漸成為全國城市的主要類型，分別占總數的38.5%和28.9%。中度失調型和輕度失調型城市數量差距不大，主要分布在陜西南部、重慶、云南北部、貴州西部等地區，良好協調型城市數量在2016年達到最高，全國城市物流蔓延與城鎮化耦合協調度由東部沿海地區向西部內陸地區逐漸梯度降低，與全國經濟發展水平的空間分布大體一致，說明二者的協調發展是經濟水平、產業結構調整升級等因素共同作用的結果。

從城市類型看，2008—2016年，處于中度失調和輕度失調的城市數量均呈現大幅下降趨勢，而處于瀕臨失調、初級協調和良好協調的城市數量均出現不同程度的增長，這表明在此期間，全國城市的物流用地擴張速度逐漸適應城鎮化的發展，對于城鎮化的支撐作用越來越顯著，二者耦合協調水平不斷提升。

4 結論

本研究以我國主要地級市和直轄市為研究尺度，在利用雙變量空間自相關分析城市物流蔓延與城鎮化空間關聯的基礎上，構建了二者的耦合協調模型，分析了二者的時空耦合及演化機制。主要結論如下：

(1)從整體相關性看，2008—2016年期間，我國城市物流蔓延與城鎮化發展的空間關聯性呈現“不相關-負相關-正相關”的變化規律，城市物流蔓延在我國城鎮化發展進程中的作用逐漸凸顯出來。從局部相關性看，研究期間多數城市物流蔓延與城鎮化空間關聯特征表現為低-低相關，且主要集中在四川東部、甘肅南部和陜西西部等欠發達地區，珠三角地區由高-高相關逐漸變化為低-高相關，長三角地區則由低-高相關變化為高-高相關。

(2)從耦合協調程度看，2008年我國多數城市耦合協調值在0.6以下，全國層面的耦合協調均值為0.29，92.1%的城市處于失調狀態。至2016年，物流蔓延與城鎮化間處于瀕臨失調和初級協調狀態逐漸成為全國城市的主要類型，分別占總數的38.5%和28.9%，耦合協調均值達到0.53。總的來說，2008—2016年期間，處于中度失調和輕度失調的城市數量均呈現大幅下降趨勢，而處于瀕臨失調、初級協調和良好協調的城市數量均出現不同程度的增長，二者耦合協調水平不斷提升。