第34卷第5期 2015年10月 地域研究与开发 AREAL RESEARCH AND DEVELOPMENT Vo1.34 No.5 0ot.2015 武汉城市圈经济空间关联研究 鄢小兵,徐艳兰,高 谦 (中南财经大学武汉学院,武汉430079) 摘要:构建度指标体系,运用修正引力模型和城市流强度模型,对武汉城市圈9个城市之间的空间经济联 系进行了定量分析。研究结果表明:①武汉城市圈经济空间联系呈现一种“单核向心模式”,即武汉是整个城市圈 空间联系的引力中心和辐射源,圈中城市之间的联系主要表现为外围8个城市与中心城市武汉之间的联系;②有 “点轴扩散”的分布特征,即城市圈经济空间联系的密集区,主要集聚在沿江沿线分布的4座城市(仙桃、武汉、鄂州、 黄石)之间。据此,提出优化武汉城市圈经济空间联系的对策建议。 关键词:修正引力模型;城市流强度;城市空间联系;武汉城市圈 文献标志码:A 文章编号:1003—2363(2015)05—0047—06 中图分类号:F061.5 0 引言 随着工业化和城市化持续快速推进,城市群正逐步 取代单个城市成为区域经济增长的新引擎。城市群的 代,在研究方法上多采用定性分析方法。1990年以后, 城市引力模型、城市流强度模型等分析工具被广泛引入 到区域空间联系的定量研究中。有学者利用引力模型 对城市群内部城市间的联系进行研究,分析各城市间的 演化阶段及发育程度与其空间经济联系有极强的因果 相互作用强度… ;也有学者采用城市流强度对城市 城市带中各城市在区域中的联系地位进行分析,提 关系…。城市间拥有较高的联系强度是区域发展演化 群、的原动力,同时也是区域形成城市密集区或者城市群的 前提条件 。区域空间联系是区域研究的重要内容。 出城市群城市流强化的对策 ;还有学者依据城市相 互作用强度、城市流强度及倾向度等指标,从不同的层 面分析城市群的内在功能联系 。 在研究方法上,国内学界在进行城市群空间经济联 系研究时多采用单一方法,而将引力模型与城市流强度 国外关于区域空间联系的研究始于20世纪20—30 年代。w.J.Reilly最早将牛顿引力模型应用于零售关系 的研究上 。G.K.Zipf在对这一模型阐释的基础上,建 立了城市体系空间相互作用的理论基础 。E.L.Ull— man提出了空间相互作用理论,总结了空间相互作用的 3个条件:互补性、可运输性和中介机会。该理论对城市 模型二者结合起来分析城市群空间联系的研究较少,不 能全面地反映城市外部空间经济联系的强度和方向。 从研究对象上来看,对武汉城市圈空间经济联系的研究 成果较少,多是从经济联系的某一具体方面对武汉城市 体系空间相互作用机制研究产生了深远影响 。中心 地理论提出之后,许多学者在此基础上实证探讨城市对 其直接腹地的经济联系。一方面利用中心性表示经济 联系强度,开展对城市中心性的定量评价,用批发和零 售业 、空间流量 来度量中心性;另一方面,城市对区 圈空间结构特征进行探讨。赵伟从武汉城市圈弱质性 角度提出强化武汉的中心城市功能 ;秦尊文通过对武 汉城市圈外围8个城市与中心城市武汉之间经济联系 的测度,认为建设武鄂黄核心圈是武汉城市圈发展的现 域的经济联系作用强度存在距离衰减效应,城市与城市 影响的边缘地带就可能成为城市间竞争腹地,城市联系 实选择 ;刘承良等从经济联系与空间结构共轭的角度 对武汉都市圈空间结构演变机理进行了研究 -23]。综 的空间竞争引起关注 。E.J.Taffe等研究了美国城市 间航空运输联系所形成的等级,他利用引力模型和实际 性地位 。当前,国外学术界对空间联系的研究突破了 简单的静态描述和理论的定性剖析的局限,更加注重联 合运用城市引力模型和城市流强度模型来分析武汉城 市圈经济空间联系的研究极为少见。本研究将综合运 统分析,以期为中部地区城市群的建设提供参考。 航空客流数据证明了大中心城市在城市群中具有支配 用这2种方法,对武汉城市圈经济空间联系规律进行系 系过程的动态分解和强调定量模型的运用 …。 国内对区域空间联系的研究则始于20世纪80年 收稿日期:2014—12—08;修回日期:2015—01—16 l 研究方法 1.1城市引力模型的修正 采用Haynes和Fotheringham的城市引力模型,其公 式为: 基金项目:国家社会科学基金项目(13XRKO032014);湖北省教 育厅人文社会科学研究项目(14G517) E =MtMi/略。 01 作者简介:鄢小兵(1968一),男,湖北天门市人,副教授,硕士, 式中:E 为i城市与 城市间的空间经济引力; , 是i 城市和J.城市的质量;d 是城市i与城市 间的距离。 主要从事区域经济研究,(E—mail)983045002@qq.con。r ・48・ 地域研究与开发 第34卷 在以往的引力模型中,“城市质量”往往用城市的人 口数量、GDP总量或二者乘积的开方来代替,而两地之 数; 为全国 部门的总从业人数; 为全国总的从业人 数。若Q <1,则i城市 部门不存在外向功能,此时Q 间的距离往往用地理距离来测算。然而,城市“经济质 量”仅用人口总量和GDP总量来测算,不能反映该城市 0;若Q >1,则i城市 部门存在外向功能,因为i城市的 总从业人员中分配给. 部门的比例超过了全国的分配比 例,即. 部门在i城市中相对于全国是专业化部门,可以 的经济总体状况;另外,随着综合交通运输体系的完善, 区域间的可达性在不断提高,对传统的地理距离形成了 挑战,空间上地理距离已经不是决定“经济距离”的唯一 为城市以外区域提供服务。因此,i城市/部门的外向功 能量(E ,)表示为: E ,: 一,J (Ls/L)=Lij—Lij/Qij 。 (4) 要素 。因此,通过构建度指标体系,对引力模型 中的“城市经济质量”和“城市间的距离”进行修正。 1.2城市流强度模型的构建 1.2.1城市流强度的内涵。城市流是城市与城市之间 发生的人流、物流、资金流、技术流、信息流等方面的“对 流”、“传导”和“辐射”。“对流”是指人口流动(商务、人 口迁徙、通勤、公务和旅游等)以及物资流动(原料和产 品的运输等)。“传导”是指各种各样的交易过程,这种 过程的特点不是通过具体的物资流动来实现的,而只是 通过记账程序来完成的,如财政和金融系统的票证往来 关系。“辐射”可理解为信息、、思想和技术的扩散, 这种扩散过程一般由较高层次的城市指向较低层次的 城镇直至广大农村群落 。 在3种类型的城市流中,“传导”和“辐射”对城市和 区域空间经济活动的影响愈来愈大,但是,这种城市 “流”的传导和辐射需要以产业集聚作保证,产业集聚也 需要以城市“流”的传导和辐射为前提,产业集聚与城市 “流”辐射具有互为因果累积循环的关系。城市各种 “流”的产生与城市功能有关,而城市功能是城市中进行 的所有生产、服务活动的总称,它是由城市的各种结构 (产业结构、市场结构、资本结构、商品结构、技术结构、 人才结构等)所决定的机能。这种机能在城市与其外界 的联系中就表现为城市流 。 1.2.2城市流强度的计算方法。根据城市联系范围的 不同,城市功能分为城市外向功能与城市内向功能。外 向功能是城市在与外部联系中所产生的经济活动,而内 向功能是城市内部的经济联系所产生的经济活动。由 于城市流是城市与外部联系中所产生的经济活动,因 此,这些活动即构成了城市的外向功能。城市流强度是 城市间联系中城市外向功能(对流、传导、辐射与集聚) 所产生的相互影响量 。其计算公式可表示为: Fi=Ni×E =(Gi/L )×El =Gi×(Ei/Li)=Gi×Ki 。 (2) 式中:F 为i城市的城市流强度; 为i城市的外向功能 量; 为i城市的功能效益。G 为GDP。N 是单位外向功 能量所产生的实际影响,用i城市从业人数(,J )的人均 GDP表示。 ~个城市外向功能量(E)与该城市各部门从业人 员的区位熵有关。i城市 部门的区位熵(Q )为: Qii=(Lii/Li)/(Li/L) 。 (3) 式中: 为i城市. 部门从业人数;L 为i城市的总从业人 i城市m个部门总的外向功能量E 为: E =∑Ei1 g.。 (5) =2指标选取及数据来源 2.1修正引力模型的指标选取及数据来源 2.1.1指标选取。城市“经济质量”的指标选取。采用 城市度经济评价指标体系来反映城市的“经济质 量”。考虑到数据全面性、代表性、可得性和整合性等原 则,挑选出如下指标作为城市的“经济综合质量”指标。 置:常住人口; ,:地区生产总值;墨:人均GDP;X4:社会 消费品零售总额;x :全社会固定资产投资; :财政收 入; :人均财政收入; :城镇居民人均可支配收入; 。:非农产值; 邮电业务总收入; 实际外商直接 投资; 金融机构人民币存款; 金融机构人民币贷 款; 14:客运总量; 5:货运总量; 互联网用户; 7: 科技支出。这17个指标涵盖了城市的经济规模、产业 结构、地方财政、科技、居民收入和储蓄、金融机构贷款、 社会消费、投资、互联网和运输通讯等方面,在宏观层面 上大致反映出城市经济发展水平的整体状况。 城市间“距离”的指标选取。对于城市间的距离 (d),一般用地理距离、社会距离、心理距离、政治距离 以及文化距离等来表示。但武汉城市圈内9个城市间 的社会距离、心理距离、政治距离和文化距离等影响较 小且难以度量,所以采用地理距离来衡量城市间的距离 比较实际可行 。以陆运距离为基础,通过公路里程、 铁路里程、空间经纬距离3个指标的几何平均数来反映 圈域内各城市间的距离,即: d =沥瓦。 (6) 式中:d 为i与. 两地之间的距离;H为公路里程;R为铁 路里程;L为空间经纬距离。 2.1.2数据来源。城市质量指标数据来源于2012年的 《中国城市统计年鉴》和《湖北统计年鉴》;城市间距离指 标数据:公路里程数据来源于2012年湖北省公路里程地 图册,铁路里程数据来源于网上(http://www.huoche. com.cn/chaxun/result.asp),空间经纬距离是先根据百度 地图查询城市经纬度后再用软件计算转化成两地距离。 2.2 城市流强度模型的指标选取及数据来源 2.2.1指标选取。根据城市统计资料,城市经济活动 分为19个行业,依次为:农林牧渔业(B1),采矿业(B2), 第5期 鄢小兵,等:武汉城市圈经济空间关联研究 ・49・ 制造业(B3),电力、燃气及水生产和供应业(134),建筑业 (B5),交通运输、仓储和邮政业(B6),信息传输、计算机和 软件业(B7),批发和零售业(B8),住宿、餐饮业(B9),金 融业(B10),房地产业(B11),租赁和商业服务业(B12), 科学研究技术服务和地质勘查业(B13),水利环境和公 分析干扰大 。因此,选取剩下的12个行业的从业人 数对各城市的行业区位熵及外向功能量进行计算。 2.2.2数据来源。数据来源于2012年的《中国城市统 计年鉴》和《湖北统计年鉴》以及2012年仙桃、潜江、天 门统计年鉴。 共设施管理业(B14),居民服务和其他服务业(B15),教 育(B16),卫生社会保障和社会福利业(B17),文化体育 和娱乐业(B18),公共管理及社会组织(B19)。 首先,剔除农林牧渔业,“农林牧渔业”从业人员中 农业人口占的比重大,不能反映以非农业为主的城市职 能。其次,剔除电力燃气及水的生产和供应业、水利环 3计算结果及分析 3.1 修正引力模型的计算结果及分析 3.1.1 城市间引力值的计算。计算城市经济综合质 量。对数据进行标准化处理,消除变量量纲的影响。用 境和公共设施管理业、居民服务和其他服务业、卫生社 会保障和社会福利业、公共管理和社会组织,这些行业 各个变量除以该变量的均值所得到的数据作为新指标, 从而构建一个新的指标体系z。,z ,…,z 即: Z =X/( /9)(i=1,2,…,17) 。 (7) 基本上为城市内部职能,且区位熵一般都小于1,不能很 好地体现城市对外服务职能强度。第三,剔除采矿业, 矿业城市专业化职能特别强,区位熵特别高,对城市流 对消除变量量纲后的新指标体系z使用SPSS 17.0进行 主成分因子分析(表1)。 表1特征值及方差累积贡献率 Tab.1 Eigenvalue and the contributing rate of cumulative sunls of square 说明:使用SPSS 17.0软件对因子载荷矩阵进行了Kaiser标准化的四分旋转,旋转在3次迭代后收敛。 前2个因子的累积方差贡献率已达98.550%,说明 前2个因子提取了原始数据的绝大部分信息;另根据 “特征值:犬于1”的原则,将前2个因子作为主因子加以 负值,不利于经济引力的计算,因此,在尽量维持数据原 貌的前提下通过对 的计算结果进行平移和放大,得 到: ,即: :( +0.6)×10。为了方便比较,再将 除以该年整个城市圈的经 2012年武汉城市圈各城市 分析,得到各城市的经济综合质量的计算表达式: M=(Dl×F1+D2×F2)/C。 (8) 济综合质量的均值,得到M。=Mo/(∑M0/9)。 计算城市间距离。将源数据代人(6)式计算城市间 的距离。 式中: 为城市经济综合质量;D.为第一因子的方差贡 献率;F 为第一因子;D 为第二因子的方差贡献率;F, 为第三因子;C为主成分积累。 将城市的经济综合质量(M )和城市间距离(d ) 数据代人(1)式,得到武汉城市圈城市间引力值矩阵 (表2)。 通过(8)式,用方差贡献率作为权重来模拟计算各 城市的经济综合质量得分( ) 。考虑到 可能出现 表2 2012年武汉城市圈城市间引力值 Tab.2 The gravity of inter-city in Wuhan urban circle in 2012 说明: ̄,llJJ表中矩阵对角线表示某城市对自己的吸引力,显然这种吸引力远大于该城市对其他城市吸引力,根据其实际意义本研究设为 lO ooo。 ・50・ 地域研究与开发 第34卷 3.1.2模型分析。聚类分析属于分类学的范畴,能将 一州)合并;最后,将所有个案聚成一类。当聚成7类时, 批样本数据(或变量)按照其在性质上的亲疏程度在 武汉、黄冈、鄂州聚成一类,其他城市自成一类;当聚成6 类时,武汉、黄冈、鄂州、黄石聚成一类,其他城市自成一 类;对于其他类别的聚类以此类推。 没有先验知识的情况下自动进行分类。一个类就是一 个具有相似性的个体的集合,不同类之间具有明显的非 相似性。在分类过程中,不必事先给出一个分类标准就 能够从样本数据出发客观地决定分类标准 。层次聚 类分析法是聚类分析的一种,是对给定的数据集进行层 由以上分析可以得出:①在“1+8”武汉城市圈城 市间引力联系中,武汉与各城市之间经济联系超过了其 他城市问的经济联系,处于核心地位;②武汉、黄冈、鄂 次的分解,直到某种条件满足为止。其聚类原则是将近 似的聚为一类,即距离最近或最相似的聚为一类。 将各城市作为个案,各城市的引力值(表2)视为这 些个案的不同属性,每一个城市均有9个属性。使用 SPSS 17.0进行层次聚类分析。武汉与黄冈的相似距离 最近(平方欧氏距离为1.996E十08),首先,将武汉和黄 州、黄石4座城市聚成一类作为优先开发区。 3.2城市流强度模型的计算结果及分析 3.2.1城市流强度的计算。根据(3)式,结合源数据, 计算出武汉城市圈9个城市12个部门的区位熵(限于 表幅省略)。然后将数据代入(4)式和(5)式算出各城 市的外向功能量E 。再由(2)式计算出各城市行业城 市流强度、城市流强度、城市间合计的城市流强度以及 城市流倾向度(表3,表4,表5,表6)。 冈合并成一类;其次,将鄂州和黄石合并成一类(平方欧 氏距离为1.998E+08);再次,将黄石与(武汉、黄冈、鄂 表3 2012年武汉城市圈各城市行业城市流强度 Tab.3 The every city’S urban flow intensity of different industry in Wuhan urban circle in 2012 说明:B3~B18为从制造业到文化体育和娱乐业的自编代号,B3(制造业)、B5(建筑业)、B6(交通运输、仓储和邮政业)、B7(信息传输、计 算机和软件业)、B8(批发和零售业)、B9(住宿餐饮业)、B10(金融业)、B¨(房地产业)、B12(租赁和商业服务业)、B13(科学研究技术服务和 地质勘查业)、B16(教育)、B18(文化体育和娱乐业)。下表同。 表4 2012年武汉城市圈各城市外向功能量、城市流强度和城市流倾向度 Tab.4 The extrovert energy。urban flow intensity and the degree of tendency of urban flow in 2012 说明:城市流强度合计表中矩阵对角线表示某城市对自己的经济联系强度,这种联系强度远大于该城市与其他城市的联系强度,假设取 1 000 000。 ・52・ 地域研究与开发 第34卷 才、技术、信息等资源聚集起来,再通过武汉这个中心辐 射到周边的8个城市,从而使得整个城市圈经济联系相 对松散。另一方面,武汉城市圈城市间的经济联系弱。 从表6看到,除武汉所选的12个行业全部为外向服务 功能型行业之外,其他城市只有部分行业为外向服务功 能型行业(在拥有外向服务功能型行业数上,黄石9个, 鄂州8个,仙桃和孝感各5个,潜江和天门各2个,黄冈 和咸宁各1个),这说明,武汉城市圈中城市问产业前后 向联系度不高,城市企业之间并没有形成真正的专业化 分工,技术关联度低,各城市企业间缺乏合理的分工协 作,产业链条没有延长,各城市产业关联度低。 5建议 1)培育区域新增长极。提高武汉金融保险业和科 研服务等外向型服务行业的综合服务能力,使武汉能集 聚其周边8个城市的人、财、物、信息等资源,再通过武 汉这个区域中心辐射到周边的8个城市,提升武汉在整 个城市圈的辐射带动作用;将武汉之外的“黄石、鄂州、 黄冈”以及“仙桃、潜江、天门”组团成2个“次中心”,使 黄石和仙桃在2个“次中心”组团城市群中发挥带动作 用,加快打造“次中心”区域新增长极,增强城市圈中武 汉之外的其他城市之间的横向联系。 2)加快推进城市圈区域产业一体化。由于武汉城 市圈产业链的上游主要分布在城市圈内,中下游则大多 分布在城市圈外,终端产品却又在区域市场内,这就造 成各城市的企业间并没有形成真正专业化分工,技术关 联度低,从而导致城市间产业联系弱。要改变这种局 面,就必须加快武汉产业结构的转型升级,把武汉部分 传统的第二产业转移到域内孝感、黄石、 ̄-Dt'I、仙桃等县 级市,发展像汽车、电子信息、电气机械等科技含量高、 产业链条长、外向带动能力强的第二产业,使武汉与其他 8个城市在产业上形成前后向与旁侧联系的网络关系, 从而提升武汉在武汉城市圈中的总体经济关联程度。 3)加强在城市经济合作方面的引导和推动。 湖北省在武汉城市圈交通设施一体化、产业发展与 布局一体化等方面要起到牵头和引导作用,引导某些局 部经济空间的发展方向,避免各自为政的状态。 参考文献: [1] 王海江,苗长虹,茹乐峰,等.我国省域经济联系的空间 格局及其变化[J].经济地理,2012,32(7):18—23. 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Factors of Regional Disparity in the Inclusive Development of New Urbanization in China Liu Yaobin ,Tu Hong (a.School of Economics&Management;b.Collaborative Innovation Center of Yangtze River Economic Belt Construction in Jiangxi,Nanchang University,Nanchang 33003 1,China) Abstract:Based on the model of DPSR,the graph of structural factors was established,and using stuctural equa— rtion model to analyze the factors of regional disparity in the inclusive development of new urbanization in China from the four areas which are the east,the central,the western and the northeast regions.The result shows that the factors of re- source consumption,pollution emissions intensity and uneven regional poverty are limiting factors of new urbanization in- clusive development on eastern region.The factors of steady economic growth and gradual expansion of space are the main factors for promoting new urbanization inclusive development on the central and western regions.The northeast re— igon’s formation of new urbanization inclusive development is very diferent from that of other three regions,which can be represented by the fact that population growth and industrial stuctrre have become tuhe important factors. Key words:DPSR;new urbanization;inclusive development;regional differences;SEM (上接第52页) [27] 王海江,苗长江.我国中心城市对外服务能力的空间 格局[J].地理研究,2009,28(7):957—967. [29]金相郁.中国区域划分的层次聚类分析[J].城市规 划汇刊,2004(2):23—28. [3O] 侯景新,杨逍.城市空间关系问题研究——以黄冈与 武汉城市圈内周边城市空间关系为例[J].城市观 察,2012(3):54—60. [28]余初亮.长江三角洲城市群内部经济关系的实证分 析[D].杭州:浙江大学,2009:18—39. Research on Economic Spatial Linkages in Wuhan Urban Circle ran Xiaobing,Xu Yanlan,Gao Qian (Wuhan College,Zhongnan University f oEconomics and Law,Wuhan 430079,China) Abstract:Based on exploring the multidimensional indicator system,through using the modiied gravitfy model and the model of urban flow intensity,this paper carried out quantitative research on the economic spatial linkages of Wuhan urban circle.The results showed:①The economic geographic linkages of Wuhan urban circle present a “single—core centripetal pattern”.Wuhan is the barycenter and source of radiation of the whole urban circle,the connection between the central city(Wuhan)and another city dominates the connection between two other cities in the urban circle.②This linkages has the spatial characteristic of the pole-axis spread distribution.i.e.a densely area of e,conomic spatial connection in Wuhan urban circle is concentrated in the distirbution area of four cities(i. e.Xiantao,Wuhan,Ezhou and Huangshi along the Yangtz River and the arterial trafic).Therfefore,based on the a. bove analysis,this paper puts forward some suggestions. Key words:modiied gravifty model;urban flow intensity;urban spatial linkages;Wuhan urban circle