基于基尼系數的青海省公路空間分布格局研究

張文逸，翁 敏

（1.武漢大學 資源與環境科學學院，湖北 武漢 430079）

基于基尼系數的青海省公路空間分布格局研究

張文逸1，翁 敏1

（1.武漢大學 資源與環境科學學院，湖北 武漢 430079）

公路網空間分布格局與區域經濟、人類生活布局不一致，嚴重制約著區域社會經濟協調可持續發展。為了使公路網建設更好地服務于經濟發展與人民生活，對公路網空間分布格局進行研究尤為必要。參考經濟貧富差距的測定方法，構建表征公路里程相對區域面積、人口數量、各產業產值及經濟總產值分布格局的洛侖茲曲線，定量計算衡量青海省國、省道布局與以上諸要素協調程度的基尼系數，反映國、省道建設的公平性與合理性，為未來公路網規劃建設的協調有序發展提供基礎信息。綜合計算結果表明，青海省國、省道里程相對地域面積的分布較為均衡合理，但與人口數量、經濟產值的相對布局嚴重失衡，建議合理規劃公路網建設，有效調整產業布局。

基尼系數；洛侖茲曲線；分布格局

隨著我國公路運輸能力的不斷加強，對經濟社會發展的促進作用也在不斷加大，公路運輸能力不僅會通過物流成本等影響地方經濟的發展，而且會通過強大的物流、人流以及運輸相關業務促進經濟增長，從而對地方經濟的發展具有重要的促進作用[1,2]。公路網空間分布與區域經濟、人類生活布局不一致，已成為制約區域社會經濟可持續發展的重要因素。為了使公路網絡的發展更好地服務于經濟發展與人民生活，對公路資源空間分布格局進行研究尤為必要。公路網的均衡分布是協調社會經濟和諧發展，均衡大眾交通出行機會，縮小城鄉二元結構的重要前提[3]，對公路網的空間分布均衡程度進行定量評價，有助于指導未來公路網規劃建設的協調有序發展，也為區域規劃和區域產業合理布局提供科學依據。

1 研究現狀

目前，國內外學者對公路資源空間分布格局的研究并不是很多。在以英美為代表的發達國家，其主要集中于公路空間分布格局與經濟發展差異、收入變化、城市化發展變遷等因素的相互影響方面。在國內，在公路網布局結構評價方面，我國很多專家進行相關研究，但僅僅只是從適應性和技術性角度對公路網進行評價，對于公路網分布格局均衡程度的評價仍然很少。相關學者對公路分布均衡評價進行了研究。袁長偉等建立了基于斯塔克爾伯格博弈模型的路網均衡交通分配方法[4]；范科紅等利用ArcGIS的疊加分析和空間分析功能，研究重慶市縣域道路密度的空間分布差異[5]；朱輝等從技術、經濟、社會3方面對公路網的均衡程度進行縱橫向的綜合評價[6]；張長生等應用基尼系數對云南省16個地市州公路網的均衡程度進行評價[7]等。由于公路分布的欠均衡現象依然是個嚴重的社會問題，考慮到促進社會公平、實現服務均等化的交通發展社會要求，本文對我國公路資源的空間分布格局作進一步研究。

2 研究方法

2.1 基尼系數與洛倫茲曲線

1905年，美國統計學家洛倫茲（Max Otto Lorenz，1876～1959）提出了“洛倫茲曲線”，即在一個總體（國家、地區）內，計算“從最貧窮的人口一直到最富有人口”的人口百分比，以及對應各個人口百分比的收入百分比曲線，以此研究國民收入在國民之間的分配問題。1922年，意大利經濟學家基尼（Corrado Gini，1884～1965）在洛倫茲曲線的基礎上提出基尼系數，用于判斷收入分配的公平程度，是國際上用來綜合考察居民內部收入分配差異狀況的一個重要指標。

如圖1所示，橫坐標代表從一個國家（地區）最低收入的家庭開始，人口數量占總人口數量的累計比例，一直累計到最高收入的家庭；縱坐標代表與人口數量累計占比相對應的該部分人口的家庭總收入累計占比。表示收入分配均衡程度的洛倫茲曲線與收入分配絕對公平線如圖1所示，兩條曲線所圍圖形面積與絕對公平線下方總面積的比例，即為該國家（地區）收入分配的基尼系數。

圖1 基尼系數示意圖

表1 基尼系數對應收入分配均衡程度表

基尼系數的數值在0和1之間，越接近0就表明收入分配越趨向平等，反之，收入分配則越趨向不平等。根據聯合國有關組織規定，基尼系數不同區間所代表的收入均衡程度如表1所示，其中，基尼系數在0．4以上表示收入差距較大。

2.2 基尼系數的適用性分析

基尼系數最初用于定量測定收入分配的差異程度。本質上，基尼系數代表著調查對象的分布相對于絕對公平狀態的偏離程度，其功能在于研究資源配置的均衡程度。理論上，其測定對象可以推廣于各類自然資源與社會資源，并不僅僅局限于居民收入。

事實上，基尼系數的使用早已超越經濟學領域，在教育公平性、城鄉二元結構、工業區位分布等方面均有廣泛應用。例如，在水資源空間分布研究方面，我國學者即通過基尼系數法來計算水資源的空間匹配系數[8,9]；在公路分布均衡程度研究方面，也已有學者對基尼系數的應用作過嘗試[10]。因此，基尼系數在公路分布均衡程度研究方面的應用，擁有可靠的理論基礎和事實依據。

王江平等[11]指出，公路發展均衡程度主要體現在3個方面，即公路里程在地域面積分布上的均衡程度，人均占有公路里程的均衡程度和單位產出所擁有的公路里程支持上的均衡程度。本文以青海省為研究對象，分別計算國、省道的公路地域基尼系數、公路人口基尼系數和公路經濟基尼系數（本次研究將公路經濟基尼系數細分為公路第一產業經濟基尼系數、公路第二產業經濟基尼系數、公路第三產業經濟基尼系數、公路經濟總值基尼系數，并分別計算），量化測定國、省道與地域面積、人口和經濟產出的空間匹配程度，綜合評價青海省國、省道的空間分布格局。

3 模型構建與基尼系數的計算

3.1 研究區概況

青海省位于我國西部，青藏高原的東北部，地理位置介于東經89°35'～103°04'、北緯31°9'～39°19'之間，全省東西長1 200多km,南北寬800多km，總面積72．23萬km2，轄2個地級市和6個自治州，分別是西寧市、海東市、海北藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州、海南藏族自治州、黃南藏族自治州、果洛藏族自治州以及玉樹藏族自治州。青海省全省均屬青藏高原范圍之內，平均海拔3 000 m以上，在總面積中，平地、丘陵和山地分別占到30．1%、18．7%和51．2%；海拔高度在3 000 m以下的面積占26．3%，3 000～5 000 m的面積占67%，5 000 m以上的面積占5%。全省地勢總體呈西高東低、南北高中部低的態勢。

3.2 數據來源與處理

青海省的政區與境界數據由國家測繪地理信息局提供，通過ArcGIS分別計算出各地級市、自治州的區域面積；國、省道空間數據由國家測繪地理信息局提供，通過ArcGIS分別計算出各地級市、自治州的國、省道里程；各地級市、自治州的人口、經濟產值數據來自“青海統計信息網（www．qhtjj．gov．cn）”，從各地州的《2013年國民經濟和社會發展統計公報》中查得，如表2所示。

3.3 基尼系數的計算

以公路人口基尼系數為例，首先，計算各地級市、自治州內單位人口擁有的國、省道里程，按從小到大順序排列；從單位人口擁有國、省道里程最少的地級市或自治州開始，到單位人口擁有國、省道里程最多的地級市或自治州，逐次計算人口占全省總人口的累計百分比，以及相應的國、省道里程占全省總里程的累計百分比；分別以“人口累計百分比”與“國、省道里程累計百分比”為橫、縱坐標，制作散點圖，連接散點形成洛倫茲曲線；最后，根據上述面積比例，計算得出國、省道人口基尼系數。

3.3.1 公路區域基尼系數計算

如圖2所示，紅線為國、省道里程在地域面積分布上的絕對平均線，藍色線條為反映實際分布均衡程度的洛倫茲曲線，擬合方程為y=0.000 1x3-0.011 5x2+ 0.762 3x。

圖2 公路區域基尼系數示意圖

3.3.2 公路人口基尼系數計算

如圖3所示，紅線為國、省道里程人均占有的絕對平均線，藍線為反映實際人均占有均衡程度的洛倫茲曲線，擬合方程為y = 0.000 4x3- 0.046 8x2+ 1.437 2x。

圖3 公路人口基尼系數示意圖

3.3.3 公路經濟基尼系數計算

如圖4～7所示，紅線分別為國、省道與第一產業產值、第二產業產值、第三產業產值、經濟總產值空間匹配的絕對平均線，藍線分別為反映實際空間匹配均衡程度的洛倫茲曲線，擬合方程分別為y = 0.000 2x3-0.018x2+ 0.688 8x；y = 0.000 4x3- 0.047 1x2+ 1.4553x；y = 0.000 5x3- 0.066 4x2+ 2.131 8x；y = 0.000 3x3- 0.027 3x2+ 0.819 5x。

表2 青海省統計數據表

圖4 公路經濟（第一產業）基尼系數示意圖

圖5 公路經濟（第二產業）基尼系數示意圖

圖6 公路經濟（第三產業）基尼系數示意圖圖6 公路經濟（第三產業）基尼系數示意圖

3.4 結果與討論

圖6 公路經濟（第三產業）基尼系數示意圖圖6 公路經濟（第三產業）基尼系數示意圖

圖7 公路經濟（總產值）基尼系數示意圖

1）青海省國、省道地域基尼系數為0．311 2，按國際標準屬于“相對合理”。據何煒豪等人的《基于基尼系數的公路網分布均衡性評價研究》，近年，溫州市二級及以上公路地域基尼系數約為0．402，相較而言，青海省國、省道在地域上的分布較溫州市更為均衡。

2）青海省國、省道人口基尼系數為0．682 8，按國際標準屬于“差距懸殊”。據王江平等人的《基尼系數與公路發展均衡性分析》，1995年我國公路人口基尼系數為0．24，2003年為0．26，呈穩定增長的態勢，直至近年，青海省的公路人口基尼系數仍遠大于全國整體數據。究其原因，一方面是青海省的公路建設缺乏統籌規劃，只顧及地域公平性，未顧及與人口分布相協調；另一方面，也可能由于生活、生產方式的不同，不同地區對國道、省道的人均需求本就不同，例如，比起公共服務、社會資源相對集中的省會城市，廣袤而資源稀缺的山區對國道、省道的人均需求可能較高。

3）青海省國、省道第一產業基尼系數為0．511 2；第二產業基尼系數為0．576 4；第三產業基尼系數為0．699 2；經濟總值基尼系數為0．584 0，按國際標準均屬于“差距懸殊”，其中第三產業尤甚，說明青海省公路建設與經濟發展的協調性較差。而據張亮亮等的《基于經濟適應性的公路網均衡發展評價》，中部地區（包括山西、安徽、江西、河南、湖北和湖南）2000、2005、2009年等級公路的經濟基尼系數分別為0．102、0．017、0．00，高等級公路的經濟基尼系數分別為0．173、0．072、0．72。整體比較，中部地區的公路經濟基尼系數較青海省低，公路布局與產業布局的協調性更好，這與2009年國務院常務會議討論通過的《促進中部地區崛起規劃》不無關系。該規劃旨在將中部六省作為一個有機整體進行協調發展，確保基本公共服務趨向均等化，青海省未來的公路規劃建設可借鑒中部地區的先進經驗。

4）洛侖茲曲線不僅可用以測算基尼系數，其曲線走勢也可進行定性分析。在圖3的基礎上，進一步計算人口累計占比對應的第一、第二、第三產業經濟產值的累計占比，疊加各產業產值相對人口分布的洛侖茲曲線。如圖8所示，曲線A表征國、省道相對人口的分布格局，曲線B、C、D分別表征第一產業、第二產業、第三產業產值相對人口的分布格局。觀察可見，曲線B與A的走勢較為接近（尤其在兩條曲線的后半段），說明相比于第二、第三產業，第一產業對國、省道的依賴程度較大，也即國、省道建設對第一產業發展的帶動作用較大（尤其在人口較為稀疏的地區）；而曲線C和曲線D的走勢較為接近，說明第二產業和第三產業的產業布局相互影響較大，受國、省道布局的影響則不那么明顯。結合圖5、圖6不難發現，在人口相對密集的西寧、海東等地，單位第二、第三產業產值擁有的國、省道支持嚴重不足，而在人口相對稀疏的玉樹、果洛等地，國、省道建設對第二、第三產業的帶動作用也并未凸顯。如何調整產業布局和公路規劃，使公路建設與經濟協調發展，是青海未來發展亟待思考的問題。

圖8 公路人口基尼系數與經濟人口基尼系數示意圖

5）綜合分析結果，青海省國、省道分布與地域面積的匹配相對合理，但與人口數量、經濟產值的匹配均嚴重失衡。青海省內自然環境復雜多樣，高原氣候災害頻繁[12]，嚴重制約了交通運輸網的整體規劃。青海省未來的公路建設，應嚴格遵循統籌規劃、因地制宜、宏觀調控、重點突出的原則[13]，在顧及地域公平性的同時，兼顧與人口分布、經濟發展的協調。要深入分析居民出行和經濟發展的需求特點，根據需求合理配置交通網絡，避免交通網絡密度的盲目擴大；同時合理調整產業布局，與公路網的規劃建設相適應，從而更好地發揮公路在方便人民出行、帶動區域經濟發展方面的服務作用。

4 結 語

本文參考洛倫茲曲線的構建原理與基尼系數的計算方法，定量測算了2013年度青海省國、省道里程相對地域、人口與經濟產值的空間分布格局，反映了國、省道建設的公平性與合理性，為未來公路網規劃建設的協調有序發展提供了基礎信息。在進一步的研究中，還可以對青海省不同年份、不同等級的公路進行基尼系數的測算，分析青海省公路網分布的發展變化規律和層次特點，為未來公路網規劃建設提供更詳實、全面的參考。

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P208

B

1672-4623（2016）02-0094-05

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.02.032

張文逸，碩士，研究方向為專題地圖設計與編繪。

2015-04-09。

項目來源：國家自然科學基金資助項目（41271455/D0108）。