遼寧省港口城市地帶空間結構及區域作用研究

姜麗麗，王士君，劉志虹

(東北師范大學城市與環境科學學院，長春130024)

改革開放以來，隨著我國沿海港口及城市的逐步開放，港口城市的功能性及其對區域的影響作用受到了學者們的關注，相關研究從單一港口城市或者港口的組合角度出發，涉及諸如對港口城市腹地[1]、港口城市與區域相互作用模式[2-4]、港城關系[5-6]研究等。隨著城市發展的區域化和區域發展的一體化趨勢，港口城市組合聯動發展成為港口城市與區域發展的時代趨勢。由此，本研究著眼于由港口城市構成的地帶性區域，以遼寧省港口城市地帶為研究對象，探討其區域作用格局及內部空間組織。

遼寧省港口城市地帶是由位于沿海地區的丹東、大連、營口、盤錦、錦州和葫蘆島6座港口城市沿遼寧省海岸線成“N”字型分布的城市地帶。從經濟地理區位上看，這一地域地處環渤海經濟圈北部，背倚東北地區廣大內陸腹地，是東北地區的直接出?？诤蛯ν饴撓档闹匾翱?。2006年，《遼寧省人民政府關于鼓勵沿海重點發展區域擴大對外開放的若干政策意見》提出以沿黃、渤海的5個重點發展區域和一條貫通全省海岸線的濱海公路建設為核心的“五點一線”新戰略。這一戰略的實施，在產業組織及地域空間上將有效鏈接遼寧省的6座港口城市，港口城市的組合聯動發展格局初步形成。

1 研究方法及模型選擇

1.1 區域作用力分析方法及模型

式(1)中:Fij為i城市對j地的作用力;Mi為i城市的綜合實力水平;Ta

ij為i城市到j地的最短時間距離;a為摩擦系數，這里取一般值2.0[13]。其中:①對于城市綜合實力水平的測度，結合港口城市特點構建評價指標體系，采用主成分分析法，以綜合主成分得分反映港口城市的綜合實力水平;②對于最短時間距離[14]的測定，基于Map-Info平臺，使用2004年版2006年修編的《遼寧省地圖》作為底圖，使用經緯度投影，測算對象間公路交通距離，根據中華人民共和國《公路工程技術標準》(JTG B01-2003)規定公路設計速度及實際條件，采用高速公路120 km/h，國家級道路100 km/h，省級道路80 km/h，縣級道路60 km/h，估算最短時間距離。

城市作為經濟活動的中心，具有對外圍區域的輻射作用力，這種區域作用力一般隨著距離的增加而衰減，而一個地區受到的不同城市作用力的大小也存在差別。對于這種空間相互作用的研究，經典的研究模型出自牛頓的引力公式及與之相關的模型改進與變形。目前，基于引力公式的場強模型在對空間相互作用的研究中已日趨成熟[7-12]。本研究引入經典的場強模型，以城市綜合實力水平作為綜合變量考察港口城市對區域作用的格局。場強計算公式為

1.2 內部空間組織結構分析方法及模型

網絡分析方法基于圖論理論，在地理學相關研究中將地理現象經過一定的簡化和抽象，可描述為圖論意義下的地理網絡，并且可以進一步測度這一網絡的拓撲結構。城市作為一個有機的自組織系統，在城市地域空間上表現為地理節點的復雜網絡結構。本研究從這一角度出發，將港口城市鄉鎮以上級(包括鄉鎮)行政中心地抽象為地理節點，將公路交通線抽象為聯系線，構建港口城市地帶內部空間組織拓撲結構，通過β指數、γ指數和α指數[15-16]考察港口城市地帶內部組織結構。計算公式為

式中:m為網絡中連線數目;n為網絡中節點數目;β指數是網絡內每一個節點的平均連線數目，反映網絡的復雜程度，取值范圍在區間[0，3]上，β=0表示無網絡存在，β值越大網絡越復雜;γ指數是網絡內連線的實際數目與連線可能存在的最大數目之間的比率，反映線路的實際結合水平，取值范圍在區間[0，1]上，γ=0表示網絡內無連線，只有孤立點，γ值越大，結合水平越好;α指數是網絡中實際回路數與網絡內可能存在的最大回路數之間的比率，反映網絡的發達程度，α值越大網絡越發達。

2 研究過程與結果分析

2.1 區域作用格局

2.1.1 綜合實力水平測度。鑒于港口城市功能特征，本研究從經濟發展、社會發展、科教發展、資源與基礎設施規模、環境狀況[9]和港口城市特殊性6個方面選取19項指標構建評價指標體系(表1)。應用SPSS軟件對原始數據①數據來源于《中國城市統計年鑒2007》和《中國港口年鑒2007》。進行主成分分析，考察6個港口城市的綜合實力水平(計算過程略)。分析顯示，第一主成分貢獻率達88.95%，特征值為16.9(其余主成分特征值均小于1)，表現性顯著，同時根據碎石圖顯示，只選取第一主成分便可作為反應城市綜合實力的新因子?；谥鞒煞州d荷和主成分貢獻率得到綜合主成分得分即為港口城市綜合實力水平的表現值(表2)。

2.1.2 區域作用力評價?？紤]行政區劃的壁壘作用，本研究將遼寧省域作為遼寧省港口城市地帶的直接作用區域，考察港口城市的區域作用力結構與特點。

根據場強模型(公式(1))，分別測算出6個港口城市對遼寧省內除該6市地域以外的8個地級市、7個縣級市、12個縣、7個自治縣共34個行政中心地的作用力。以各市平均作用力作為參照，結果顯示(表3):大連對遼寧省的區域作用能力最強，除對臺安縣、朝陽市和朝陽縣3個地區的作用力低于平均水平之外，對其他地區的作用力均高于平均水平，且對各地區作用力的差異相對較小，反映出大連對區域作用較好的均衡性與穩定性;其次是營口、盤錦和錦州，三者區域作用力高于平均水平的地區分別占62%、35%、29%，但是三者對各地的作用力的差異較大，反映出對區域作用能力的差異較大，例如營口對海城市的作用力達29.01，而對桓仁滿族自治縣的作用力僅為0.67，差異十分明顯;丹東和葫蘆島對區域的作用力普遍較弱，二者區域作用力高于平均水平的地區分別僅為3個和5個。

表1 港口城市綜合實力評價指標體系Tab.1 Index system of comprehensive strength for the port city

表2 主成分得分及排序Tab.2 Principal component value and order

按照“取大”原則確定各地所受作用力，并分別將其劃歸相應港口城市以作為其比較優勢區域作用力范圍(表4)。考察各港口城市比較優勢區域作用力分布，結果顯示(圖1):大連對區域的作用力范圍最大，主要作用于遼寧中北部地區，尤其是憑借其較強的綜合實力，表現出對遠域地區明顯的作用優勢;錦州的作用力范圍次于大連位居第二位，主要作用于遼寧西部地區，且較少受其他港口城市作用力競爭影響;營口和盤錦的作用力范圍主要在其近域地區，憑借區位優勢，在與大連的作

表3 港口城市區域作用力結構Tab.3 Regional effect structure of the port city

用力競爭中形成對遼中城市群的作用格局;丹東和葫蘆島分別受制于大連和錦州，在競爭中喪失了其比較優勢作用力范圍，沒有比較優勢作用地區。從各地所受平均作用力層次結構和港口城市首位區域作用地分布來看(圖2)，港口城市的區域作用力強度以海城市—臺安縣—鞍山市為中心逐漸向外圍減弱，區域作用方向表現為沿遼中城市群方向和朝陽方向。

2.2 內部空間組織結構

2.2.1 港口城市功能組合。從港口城市的綜合實力水平來看(表2)，大連的城市綜合實力十分突出，是第二位城市營口的5倍，是末位城市葫蘆島的8倍，呈現出強烈的首位性，奠定了其在港口城市地帶的核心地位;其余5市的綜合實力規模差異不大，其中，營口和錦州的水平相對較好，盤錦、丹東和葫蘆島的水平相對較差。

從港口城市功能結構上看[17](表5)，大連是遼寧省以及東北地區的主要對外貿易商港，初步體現出綜合性的功能;營口和錦州基于本地及直接作用區域豐富的自然資源和良好的工業基礎，具有連接周邊地區貿易的基地功能;盤錦和葫蘆島依據本身便捷的水陸交通條件和管道運輸條件，更多地體現為承接周邊地區貿易的運輸功能;丹東由于其特殊的地理區位和城市產業特點，對外貿易是其重要的功能。從總體上看，港口城市功能上的組合體現為以大連為核心，以丹東、營口、錦州為三足支撐，以盤錦和葫蘆島為輔助的功能格局(圖3)。另外，作為港口城市的突出特點和優勢，經濟發展的外向性水平是港口城市區域作用力提升的重要指標。相關研究顯示[18]，大連和丹東的經濟外向性水平相對較好，其次是營口，再次為錦州、葫蘆島和盤錦。一方面，這反映出大連對區域作用的巨大優勢和丹東對區域發展拉動的巨大潛力;另一方面，也反映出其他4座港口城市對于區域經濟發展的拉動在城市功能上的弊端。

表4 比較優勢區域作用力分布Tab.4 Distribution of regional effect with comparative advantage

圖1 比較優勢區域作用力分布Fig.1 Distribution of regional effect with comparative advantage

圖2 平均作用力層次結構與港口城市首位區域作用地分布Fig.2 Hierarchy of average regional effect and the first regional effect distribution of port city

表5 港口城市功能特征Tab.5 Function Characteristics of the port city

圖3 港口城市功能格局Fig.3 Function pattern of the port city

2.2.2 港口城市空間聯系。交通網絡是城市區域作用和自組織運行的載體，基于近域交通的便捷性和靈活性，采用公路作為網絡組織線較為合理，同時考慮到高速公路的封閉性較強，縣鄉道路的對外聯系能力較差，因此，本研究選用國道和省道作為網絡組織線，連接的設定本著上級包含的原則，即省道連接中部分通過國道連接則視為可連接。網絡節點選擇鄉鎮以上級(包括鄉鎮)行政中心地;對于城市，考慮到區級單位和街道級單位強烈的城市屬性，將其與市區一同考慮，作為一個節點;對于縣、鎮，將縣和鎮行政中心同處一地的地區作為一個節點考慮。據此，分別構建以國道和省道為組織線的遼寧省港口城市地帶組織網絡，考察港口城市地帶內部空間聯系結構。其中，基于國道的組織網絡主要反映城市之間的聯系結構(圖4)，基于省道的組織網絡主要反映城市內部的聯系結構(圖5)。

圖4 基于國道的港口城市地帶組織網絡結構Fig.4 Organization structure of the zone of port city based on national highway

分別將兩種組織網絡的節點數和連線數代入公式(2)～(4)中，以6市整體水平作為參考，分析結果顯示(表6):從國道組織網絡來看，在6座港口城市中，丹東的水平最好，其次分別是營口和大連，盤錦、葫蘆島和錦州水平較差，低于整體水平，以錦州水平為最差;從省道組織網絡來看，盤錦的水平最好，其次分別為錦州和丹東，營口、大連和葫蘆島水平較差，除營口在網絡實際結合水平上略高于整體水平外，3市各項指標均低于整體水平，葫蘆島位于末位，水平最差。

圖5 基于省道的港口城市地帶組織網絡結構Fig.5 Organization structure of the zone of port city based on provincial road

3 結論與討論

3.1 結論

(1)基于對遼寧省港口城市地帶區域作用格局的分析，認為遼寧省港口城市區域作用可劃分為3種類型:①實力型——大連。大連對區域的作用能力普遍較好且能力相對穩定，雖然在區位上處于遼寧省最南端，距離上距作用區域最遠，但是由于其本身極為突出的綜合實力水平，以及哈大交通干線的端點區位，可以部分規避空間距離導致的約束，表現為隨著距離的增加較為緩慢的作用能力下降，在地域上表現為較為廣大的區域作用范圍。②區位型——營口、盤錦、錦州。區位是影響這類型港口城市區域作用能力的關鍵要素，例如，營口和盤錦憑借毗鄰的地理區位和便捷的交通條件，同大連在對遼寧省中部城市群的區域作用競爭中謀得一席之地;錦州憑借遼寧自然地理條件對大連區域作用力的屏障，同大連在對遼寧省西部的區域作用競爭中取得了優勢。這類型港口城市在區域作用力上表現為隨著距離的增加急劇的作用能力下降，受干擾性強，在地域上表現為相對狹小的區域作用范圍。③弱勢型——丹東、葫蘆島。這類港口城市在綜合實力水平和區位上均處于劣勢，對區域的作用能力普遍較小，在同其他港口城市的競爭中缺乏競爭力，區域作用范圍狹小。

表6 港口城市地帶內部組織網絡連接指數Tab.6 Indexes for internal spatial organization of the zone of port city

(2)基于對遼寧省港口城市地帶內部空間組織結構的分析，認為丹東的城市空間聯系能力相對較好，反映出丹東在遼寧省港口城市地帶中市際及市內的聯通水平相對較高;大連和營口的空間聯系以國道為主，二者在市際的聯通上相對較好，在市內的空間組織上需要進一步加強;盤錦和錦州的空間聯系以省道為主，二者在市內的組織上相對較好，在市際的聯通上需要進一步加強;葫蘆島在市際和市內的空間聯系能力上均較差，均需要大力的改進。

(3)綜合考慮以上兩方面的關系得出大連在港口城市地帶中處于核心地位，帶動6市內部協調互動和對外作用。在對區域的空間作用中，形成以大連為主導，以大連、營口、盤錦、錦州為作用力擴散極，沿遼中城市群方向和朝陽方向的空間作用格局。在港口城市地帶內部的組織中，形成以大連為中心，以丹東、營口、錦州為三足支撐，以盤錦和葫蘆島為輔助的功能格局;空間聯系上，丹東、大連、營口3市的聯系相對緊密，盤錦、錦州、葫蘆島與港口城市地帶的市際聯系能力不足。

3.2 討論

第一，提升丹東和葫蘆島的區域作用能力。作為港口城市地帶的兩個端點，丹東對遼寧東北部及東北東部地區具有優越的潛在作用優勢;葫蘆島對遼寧西部和西南部的地區具有潛在作用優勢，同時其又處于遼寧及東北地區南向聯系的陸路要沖。對于丹東和葫蘆島的發展，除需增強城市的自身綜合實力之外，提高其對內、對外聯系的便捷性是增強其區域作用能力的重要方面，如東北東部鐵路通道的開通將會有效增強丹東對其潛在作用區域的作用能力。

第二，增加6座港口城市之間的連通性及各市內部的組織能力，如“五點一線”戰略中濱海公路的建成將會明顯增強6市的市際聯系。

必須指出的是，城市與區域具有極為復雜的相互影響關系，本研究僅從城市與區域空間關系視角，并出于研究的可行性考慮，人為設定了一些限制條件，致使研究結果存在一定的片面性，如，忽略了巨型中心城市沈陽對港口城市區域作用增強和屏蔽效應等，這也成為有關港口城市地帶相關研究需要進一步深化的地方。

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