中國西部地區城市群資源集聚能力評價及時空演變分析
——以關中平原城市群為例

趙 璟，焦 炬

(西安理工大學經濟與管理學院，陜西 西安 710054)

0 引言

區域發展有賴于各種資源的支撐，城市群已成為中國西部地區吸引并承載各種資源的空間集聚體和經濟增長的重要引擎。伴隨《關中平原城市群發展規劃》《成渝城市群發展規劃》《呼包鄂榆城市群發展規劃》《蘭州-西寧城市群發展規劃》等多項城市群規劃的出臺，中國西部地區各級政府已將加快“要素和現代產業集聚發展”“提升人口和經濟集聚水平”作為規劃落地的重要內容，但截至目前效果不彰，而且發現蘭州-西寧城市群、關中平原城市群、天山北坡城市群、寧夏沿黃城市群等西部地區城市群要素綜合集聚能力較弱、人口與經濟集聚的負面影響顯著[1-4]。

目前，國內外學者針對區域資源集聚能力評價展開了大量研究,評價對象包括湖北地區科技創新資源[5，6]，中國人才、資金和技術資源[7]，中國集聚跨國公司技術創新要素[8，9]，中國電子企業[10]，荷蘭和法國格勒諾布爾的納米技術集群資源[11]等，郭慶賓等[2，12,13]基于人口、經濟等構建指標體系以綜合評價城市群集聚能力，但在西部地區部分指標(如高新技術產業產值、文化產業產值、跨國公司數量等)難以獲取，因此影響了評價指標體系的普適性；評價方法主要采用主成分分析、網絡層次分析、因子分析、赫芬達爾指數、熵值法等[5-7,12-14]。當前研究針對城市群資源集聚能力評價已有積極嘗試，但對中國西部地區城市群資源集聚能力的系統評價較少，因此，本文針對西部地區城市群發展實際構建綜合評價指標體系，從時空雙維度構建西部地區城市群資源集聚能力演變分析模型。關中平原城市群人均水資源量不足全國平均水平的一半，人口和產業的快速集聚對資源環境的負荷持續增大，涵蓋了西部地區城市群在資源集聚方面暴露的突出問題，故本文以關中平原城市群為例探討其資源集聚能力的時空演變特征，對評價西部地區城市群資源集聚能力、促進西部地區城市群高質量發展等具有重要意義。

1 西部地區城市群資源集聚能力時空演變分析模型構建

1.1 概念模型提出

根據區域資源集聚能力研究的經驗背景和區域的嵌套屬性，參考文獻[15，16]，提出城市群資源集聚能力時空演變分析模型(圖1)，以分析城市群及其內部城市資源集聚能力的時空演變格局。

圖1 城市群資源集聚能力時空演變分析概念模型

1.2 西部地區城市群資源集聚能力評價

1.2.1 評價指標體系構建

(1)采用頻度統計方法對資源集聚能力評價指標進行初選。通過中國知網期刊數據庫，檢索起止時間設置為“不限”到“2022年”，以“主題=資源集聚能力”為條件，共檢索到相關文獻53篇，剔除通知、公告等不相關文獻，梳理出包含具體評價指標體系的文獻16篇[2,6,12,13,17-28]，總共涉及75個指標。其中10篇文獻是針對科技、人力、創新等單一資源的集聚能力進行評價，6篇文獻是建立綜合評價指標體系評價城市群(城市)資源集聚能力。通過去除重復指標進行歸納整理，參考6篇城市群資源集聚能力評價文獻[2,12,13,20-22]，將各指標所表達的資源特征分為10類，以此作為城市群資源集聚能力評價指標體系的準則層(二級指標)，匯總得到資源集聚能力評價指標(表1)。

表1 資源集聚能力評價指標的采用情況

(2)采用德爾菲法確定西部地區城市群資源集聚能力的評價指標。遵循代表性與權威性相結合及多學科相結合原則，選擇陜西城市發展戰略研究院12位專家(教師、政府管理人員分別占67%、33%；博士及碩士分別占83%、17%；正高及副高級職稱分別占83%、17%；工齡在20年以上的占67%、11～20年的占33%)對指標的重要性、熟悉程度、重要性判斷依據和個人基本信息進行填寫，還可對現有指標提出修改建議。指標重要性設不重要、不太重要、一般重要、重要、很重要5個等級，采用李克特五點計分法度量；熟悉程度設定熟悉、較熟悉、一般、不太熟悉、完全不了解5個等級，分別賦值1.0、0.8、0.6、0.4、0.2；判斷依據設定實踐經驗、理論認知、直觀感覺3個等級，分別賦值1.0、0.7、0.5；個人基本信息中，學歷賦值為博士1.0、碩士0.7，職稱賦值為正高級1.0、副高級0.7，工作年限賦值為20年以上1.0、20年以下0.7。第一輪咨詢發放問卷12份，回收有效問卷11份，有效回收率91.67%；第二輪咨詢發放問卷12份，回收有效問卷12份，有效回收率為100.00%。采用SPSS 21.0軟件計算出兩輪咨詢的Cronbach′s α系數分別為0.916和0.928，表明專家咨詢問卷的信度很好。根據第一輪咨詢結果，有專家提出部分三級指標(如人均綠地面積和人均綠地面積占比)有重疊、部分指標的名稱和內涵需要界定和商榷、部分指標(如高新技術產業增加值占比、新簽投資合同數占比等)在西部地區城市群難以獲取。本文進一步根據關聯程度賦值重要性均數大于3.5、滿分比大于20%、變異系數小于20%的篩選準則，結合專家建議剔除43項指標。將修正后的10項二級指標、32項三級指標進行第二輪專家咨詢，此輪二、三級指標的重要性均數均大于3.9、滿分比均大于59%、變異系數小于20%，二級指標的協調系數為0.589，三級指標的協調系數為0.498，P值均小于0.01，上述檢驗說明精簡后的指標設計較科學，專家意見的集中程度較高、分歧較小。至此，本文構建了包含10項二級指標、32項三級指標的中國西部地區城市群資源集聚能力評價指標體系(表2)。

表2 中國西部地區城市群資源集聚能力綜合評價指標體系

1.2.2 指標權重與資源集聚能力評價值計算 為消除各項指標量綱對計算結果的影響，使用極差法對數據進行標準化處理。在科學合理確定評價指標基礎上，為避免主觀賦權法人為因素的干預，本文選取熵值法計算各項指標的權重(表2)。首先計算第j項指標下樣本i占該指標的比重yij(式(1))，然后計算該指標的信息熵ej(式(2))、差異性系數gj(式(3))與城市群(城市)資源集聚能力評價指標權重wj(式(4))，最后對各項指標權重進行加權求和，得到城市群(城市)資源集聚能力得分A(式(5))，其取值范圍為[0,1]，數值越接近1，說明城市群(城市)資源集聚能力越強，反之說明城市群(城市)資源集聚能力越弱。

(1)

(2)

gj=1-ej

(3)

(4)

(5)

1.3 西部地區城市群資源集聚能力時空演變分析

1.3.1 時間維度分析 首先，利用變化幅度與變化速度分別刻畫城市群及其內部各城市資源集聚能力的時變特征；其次，利用頻數分布對比分析城市群內部各城市資源集聚能力整體時變特征(均值、偏度與峰度變化等)；最后，鑒于西部地區城市群內的成渝城市群、關中平原城市群、蘭州-西寧城市群等分別包括不同省域的城市，根據省域分成不同的組便于比較城市群內部資源集聚能力差距的演變，因此利用變異系數和泰爾指數TI(式(6)-式(8))分解分析城市群內部城市間資源集聚能力差距的變化。

TI=TI省域組內+TI省域組間

(6)

(7)

(8)

式中：TIk為第k個省域組內資源集聚能力的泰爾指數；K為分解的省域組總數；Yk和Mk分別為第k個省域組內資源集聚能力總和、人均GDP總值。

1.3.2 空間維度分析 首先，利用全局Moran′sI指數檢驗城市群內部城市資源集聚能力是否存在空間相互依賴，若Moran′sI值大于0，則城市資源集聚能力呈現正空間自相關，反之為負空間自相關。其次，利用城市資源集聚能力首位度與基尼系數分析城市群內部城市資源集聚能力的空間結構特征。城市資源集聚能力首位度表征中心城市資源集聚能力在城市群中的地位，參考文獻[29]選用十一城市指數S11(式(9))計算：其值大于1屬于高首位度分布，表示中心城市集聚能力很強，對其他城市影響明顯；小于1 屬于低首位度分布，表示中心城市中心性不明顯，對其他城市影響較弱。基尼系數G(式(10))[30]取值范圍在0～1之間，G值越大表示資源集聚能力分布越集中，參考文獻[31]，將G劃分為0～0.3、0.3～0.5和0.5～1.0 共3類，分別表示資源集聚能力分布規模分散、均衡和集聚。

S11=A1/(A2+A3+A4+…+A11)

(9)

式中：A1，A2，A3，A4，…，A11為從大到小排序后的單個城市資源集聚能力得分值。

G=T/[2S(n-1)]

(10)

式中：n為城市群內的城市數量；S為整個城市群資源集聚能力；T為各城市間的資源集聚能力之差的絕對值總和。

2 模型應用——以關中平原城市群為例

2.1 數據來源

根據《關中平原城市群發展規劃》，關中平原城市群包括陜西省西安市、寶雞市、咸陽市、銅川市、渭南市、楊凌農業高新技術產業示范區及商洛市的商州區、洛南縣、丹鳳縣、柞水縣，山西省運城市(不含平陸縣、垣曲縣)、臨汾市堯都區、侯馬市、襄汾縣、霍州市、曲沃縣、翼城縣、洪洞縣、浮山縣，甘肅省天水市及平涼市的崆峒區、華亭縣、 涇川縣、崇信縣、靈臺縣和慶陽市區，國土面積約10.71萬km2[32]。

本文數據主要源于2003-2020年《中國城市統計年鑒》《陜西統計年鑒》《山西統計年鑒》《甘肅統計年鑒》以及各城市國民經濟與社會發展統計公報、國研網區域經濟統計數據庫，空間可視化分析所需矢量數據源于國家1∶400萬基礎地理信息數據庫。楊凌區數據缺失年份較多，分析時將其剔除；考慮到數據的可獲取性，統一從市級層面搜集整理數據，并采用線性插值法將個別缺失數據補充完整。

2.2 關中平原城市群資源集聚能力的時序演變

(1)關中平原城市群資源集聚能力評價值在考察期呈波動增長態勢(增長97.01%)，具體可分為波動下降、快速上升和波動上升3個階段(圖2)。1)在波動下降階段(2003-2008年)，關中平原城市群資源集聚能力總體波動下降0.08%。其中2003-2005年城市群資源集聚能力下降12%，緣于生態環境、文化與政策3項資源集聚能力下降，可能是受2003年“非典型肺炎”事件沖擊，導致該階段財政收入與支出、人均圖書館藏書量、人均綠地面積與全國平均值相比均下降明顯；2005-2007年城市群資源集聚能力增長16.4%，但在2008年下降5.6%，緣于科技創新、金融與文化3項資源集聚能力下降，可能是受2007-2008年國際金融危機的負面影響，金融機構存款余額、科學技術支出占財政支出比重以及人均圖書館藏書量與全國平均值相比均下降明顯。2)在快速上升階段(2008-2013年)，關中平原城市群資源集聚能力總體增長88.14%。其中2009年、2011年和2013年資源集聚能力較上年增幅均超過10%，緣于經濟、文化與政策3項資源集聚能力顯著提升，可能是2009年之后的“四萬億”財政刺激計劃導致GDP、固定資產投資、財政支出等與全國平均值相比均顯著提升。3)在波動上升階段(2013-2019年)，關中平原城市群資源集聚能力波動增長5.6%。其中2013-2014年資源集聚能力下降5%，但其后至2019年，資源集聚能力增長11.5%，緣于生態環境、文化與對外開放3項資源集聚能力顯著提升，但人口與金融這兩項資源集聚能力顯著下降延緩了城市群整體資源集聚能力提升速度，該階段城市群的GDP、固定資產投資、財政支出以及與之密切相關的人均圖書館藏書量與全國平均值相比均顯著提升，其深層原因可能是2013年“一帶一路”倡議對整個城市群環境、文化和對外開放的正面拉動，但人口資源和金融資源在此期間持續向城市群外部流出。

圖2 關中平原城市群資源集聚能力的時序演變

(2)從關中平原城市群不同類別的資源集聚能力評估值看，其土地、生態環境和對外開放等資源集聚能力在全國優勢突出，這與關中平原城市群擁有豐富的土地要素、綠地建設和對中亞地區貿易優勢不無關系。此外，各類資源的集聚能力值時序演化差異較大(圖2)：1)公共設施、人口及科技創新資源集聚能力均呈現“先升后降”的趨勢，該階段城市群的人口和高科技人才要素等與全國平均值相比均先增加后減少，其深層原因可能是因為在考察期前段，人口與高科技人才要素從外部的寧夏、青海、甘肅、內蒙古等區域流入關中平原城市群，或在關中平原城市群內部“鄰近”區域間流動，但隨著區域一體化深入發展，人口及科技創新資源在考察期后段表現為“跨城市群流動”，市場化的不斷推進也促進了人口及科技創新資源向城市群外部特別是東部發達地區流出，這一發現支持了郭慶賓等[13，25]的觀點。公共設施資源集聚能力先升后降的原因是邊緣城市銅川、商洛、天水和臨汾的公共設施資源集聚能力先升后降，而這也與人口和高科技人才要素在關中平原城市群內部從“邊緣城市”向“中心城市”流動有關，邊緣城市的人均教育支出與人均郵電業務收入在考察期前段顯著提升，在考察期后段緩慢下降。2)土地、生態及對外開放資源集聚能力迅速上升，該階段城市群的建成區面積、人均綠地面積及進出口總額占GDP比重持續增長，其深層原因可能是：首先，關中城市群內部城市的建設用地指標增長速度快于全國平均水平，這一發現支持了陸銘等[33]的觀點，他們認為2003年以后大量的新增建設用地指標分配給了中西部城市，且占比越來越高；其次，考察期前段各城市為申報“園林城市”積極開展大規模綠化建設，其中寶雞市2006年、西安市2010年、咸陽市2014年分別獲得“國家園林城市”稱號，考察期后段各城市深入落實綠色發展戰略、加強環境建設，這些舉措都增加了關中平原城市群的公園綠地面積和人均綠地面積；第三，對外開放資源集聚能力自2013年迅速上升，得益于2013年提出的“一帶一路”倡議，2013年西安始發的中歐班列“長安號”開行，至2018年實現了重載率、貨運量、實載開行量全國第一，期間關中平原城市群向歐洲、中亞地區的進出口總額迅速增加，對外開放水平顯著提升。3)經濟、金融及文化資源集聚能力呈現波動上升趨勢，該階段經濟資源集聚能力增長顯著，考察期內增長184.46%，這主要是由于關中平原城市群的國內生產總值以及固定資產投資強度在考察期內迅速增長導致，文化及金融資源集聚能力變化幅度較小，但總體呈上升趨勢。4)政策資源集聚能力總體呈現下降趨勢，該階段城市群的政府財政支出占GDP比重與全國平均值相比均波動下降，原因可能是：考察期前段城市群內邊緣城市商洛、運城、天水等存在明顯的“吃財政飯”現象，財政支出占比畸高，隨著經濟發展水平不斷提升，這一比例自2008年之后逐漸下降。

(3)利用SPSS軟件統計2003年、2008年、2013年和2019年各城市資源集聚能力頻數分布(圖略)，結果顯示，關中平原城市群內部各城市資源集聚能力均值在考察期從0.2341(2003年)緩慢降至0.2118(2019年)，對比原始數據發現城市群內只有西安市的資源集聚能力緩慢增大，其余10個城市的資源集聚能力都在緩慢減小。另外，城市資源集聚能力的偏度估計量在考察期均為正值，且由于城市群內大部分城市資源集聚能力評價值較小，而西安資源集聚能力數值最大，使頻數呈長尾分布。進一步繪制考察期內各城市資源集聚能力演變趨勢(圖3)，發現西安市資源集聚能力與其他城市的資源集聚能力差距明顯，而資源集聚能力處于中等水平的城市較少、資源集聚能力處于低等水平的城市較多?？疾炱趦任靼彩匈Y源集聚能力基本在0.9以上，但只增長了0.2%；而其他城市資源集聚能力基本在0.3以下，并且運城、臨汾和天水的資源集聚能力均下降超過22%，寶雞和咸陽的資源集聚能力降幅均超過15%，只有平涼、慶陽、渭南和銅川的資源集聚能力降幅小于10%?？疾炱趦戎行某鞘形靼渤蔀槌鞘腥何ㄒ坏馁Y源集聚能力強城市，對城市群內部其他區域的各項資源產生較強的吸引力，一定程度上抑制了邊緣城市的發展機會，城市群資源集聚沒有形成明顯的副中心，這也影響了關中平原城市群整體資源集聚能力的提升。

圖3 關中平原城市群內各城市資源集聚能力演變

(4)考察期關中平原城市群城際資源集聚能力變異系數(圖4)總體增長12.9%，表明城市間資源集聚能力差距在擴大。根據城市所屬省域，將關中平原城市群內部城市分成陜西省域組、山西省域組和甘肅省域組，利用式(6)-式(8)計算泰爾指數，并繪制出關中平原城市群城市間資源集聚能力差異在分組內部及分組之間的時序演變(圖5)。考察期內關中平原城市群城市間資源集聚能力差異顯著增長(其泰爾指數增長44%)，且城市群省域組內差異和陜西省域組內差異的演化曲線與其具有高度一致性，說明陜西省域組內資源集聚能力差異擴大是造成關中平原城市群內部總體差異擴大的主要原因。考察期內關中平原城市群省域組間差異及山西省域組內差異不斷縮小，甘肅省域組內差異呈波動增長。這與前述變異系數分析結果一致，說明關中平原城市群內部資源集聚能力差異確實不斷擴大，并且表現出省域組內差異擴大(增長99%)、省域組間差異縮小(縮小69%)的特征，而省域組內差異是造成總差異擴大的主要原因。具體看，2003年、2008年、2013年和2019年省域組內差異對城市群總差異貢獻率分別為67%、80%、92%、93%，呈逐年升高趨勢；省域組間差異對城市群總差異貢獻率分別為33%、20%、8%、7%，呈逐年下降趨勢。

圖4 關中平原城市群城市資源集聚能力變異系數演變

圖5 關中平原城市群資源集聚能力整體、組間及組內泰爾指數

2.3 關中平原城市群資源集聚能力的空間格局演變

(1)由2003-2019年關中平原城市群內部各城市資源集聚能力的全局Moran′sI值(圖6)看，考察期內關中平原城市群內部城市資源集聚能力全局Moran′sI值均顯著為正，表明城市資源集聚能力空間分布呈現顯著的相似值空間集聚，即資源集聚能力較高的城市與資源集聚能力較高的城市相鄰，資源集聚能力較低的城市與資源集聚能力較低的城市相鄰。另外，關中平原城市群內部城市資源集聚能力全局Moran′sI值呈先升后降趨勢，但總體為波動下降，表明城市群內部城市資源集聚能力的空間格局存在不穩定性，并且總體上空間集聚性減弱。根據城市資源集聚能力的全局Moran′sI值分析，考察期內關中平原城市群內部各城市資源集聚能力存在正向空間依賴，即資源集聚能力相似的城市逐漸由分散走向集聚，而資源集聚能力不相似的城市呈現出分散趨勢，但總體上城市資源集聚能力的空間集聚性在減弱。

圖6 關中平原城市群內城市資源集聚能力Moran′s I值

(2)2003-2019年關中平原城市群城市資源集聚能力首位度(圖7)緩慢增長，說明城市群首位城市西安的資源集聚能力高于中小城市資源集聚能力，且首位度數值在0.6附近，表明首位城市西安的中心性不明顯，對其他城市影響較弱；城市資源集聚能力基尼系數緩慢增長，說明關中平原城市群資源集聚能力的空間集聚趨勢緩慢增強，基尼系數低于0.24，說明關中平原城市群資源集聚能力空間分布較分散。綜上可知，考察期內關中平原城市群城市層面的資源集聚能力空間分布較分散但在緩慢集聚，而首位城市西安的資源集聚能力并不突出。

圖7 關中平原城市群城市資源集聚能力基尼系數及首位度演變

(3)考察期內關中平原城市群資源集聚能力呈明顯的“核心—邊緣”空間結構，而且已經形成空間“慣性”并且“鎖定”(圖8)。具體看，陜西省域組內的西安、寶雞、咸陽資源集聚能力最強且基本保持不變，銅川與渭南資源集聚能力先增強后減弱，商洛資源集聚能力持續減弱；山西省域組內的臨汾和運城資源集聚能力先增強后減弱；甘肅省域組內的平涼、天水和慶陽資源集聚能力在城市群內最弱，并且平涼和天水資源集聚能力持續減弱，但慶陽資源集聚能力變化不明顯。由于資源的稀缺性和逐利性，消費規模和市場規模大的中心城市是城市群資源的主要流向地，而資源在集聚過程中產生的規模效應和溢出效應會進一步增強資源的逐利性流動，伴隨資源集聚帶來的專業化分工協作及基礎設施共享等附加效應，資源集聚的規模經濟效應不斷強化[34]，資源利用效率的提升又進一步放大資源的聚集效益，這種循環累積因果機制致使資源持續向中心城市集中[35]。只有當中心城市資源要素集聚超過規模閾值，才會出現要素成本上漲、資源環境約束趨緊等擁擠效應，并推動低層次資源要素向外圍擴散或轉移，中心城市則通過產業升級提升資源集聚力，資源要素在更大地理范圍(城市群)內空間配置趨于均衡合理?？疾炱趦任靼?、寶雞、咸陽始終作為關中平原城市群的“核心”，其資源集聚能力始終保持在第一梯隊，而距離“核心”較遠的“邊緣”城市的資源集聚能力并未增長反而在逐漸降低，這種空間分異格局演變說明西安市資源集聚尚未超過規模閾值，并未顯著推動低層次資源要素向外圍擴散或轉移。

圖8 關中平原城市群資源集聚能力空間分異格局演變

3 結論與討論

針對中國西部地區城市群發展實際，本文構建西部地區城市群資源集聚能力綜合評價指標體系，并以關中平原城市群為例，從時空雙維度分析關中平原城市群資源集聚能力演變格局。研究發現：1)2003-2019年關中平原城市群資源集聚能力總體呈現波動增長趨勢；就單項資源而言，關中平原城市群不同類別的資源集聚能力變化差異顯著，其中公共設施與經濟資源的集聚能力增長最快；就單個城市而言，首位城市西安的資源集聚能力緩慢上升且顯著強于其他城市，而其他城市的資源集聚能力總體較弱且不斷下降；2)考察期內關中平原城市群內部資源集聚能力差異在城市間與省域組內逐漸擴大，但在省域組間逐漸縮小，其中陜西省域組內部的資源集聚能力差異擴大是造成關中平原城市群內部資源集聚能力差異擴大的主要原因；3)關中平原城市群內部資源集聚能力呈現并保持典型的“核心—邊緣”空間結構，且城市資源集聚能力的空間集聚性在減弱，但城市資源集聚能力差異呈現顯著的“兩極分化”趨勢，“核心”城市的資源集聚能力增長緩慢，而距離“核心”較遠的“邊緣”城市資源集聚能力逐漸降低。

本文所構建的西部地區城市群資源集聚能力評價體系兼顧了評價框架的科學性、完整性與評價指標的可得性，應用性與適用性較好，可為科學度量中國西部地區城市群資源集聚能力及分析其時空演變特征提供理論支持和決策借鑒。本文還存在待改進之處：1)評價體系中文化資源、生態環境資源的評價受限于傳統數據資料收集方法的局限性，難以量化評價部分資源集聚特征，基于互聯網大數據收集和新的計算方法為解決上述問題帶來了可能，網絡開放電子地圖興趣點(POI)大數據可直觀、有效地反映出各種資源集聚的空間特點，后續研究可嘗試從藝術表演團體、電影院數量、環境治理質量等視角開展POI數據抓取，進一步豐富評價指標體系。2)本文在針對單個城市和整體城市群的資源集聚能力具體指標的評價計算中，分別采用當年城市群該指標平均水平和當年中國該指標平均水平作為基準。由于計算基準不同導致無法直接與城市群資源集聚能力數值比較，后續要深入探討指標計算基準的確定問題。3)在考察城市群資源集聚能力差異及其時空演變的基礎上，探索城市群資源集聚能力的影響因素，以揭示城市群資源集聚能力時空演變的內在機理及耦合作用關系，分析其對城市群土地擴張與利用、綠色發展、城鄉融合發展模式等方面的影響，是后續重點考慮的研究方向。