長江中游城市群省級行政邊界效應的測度

盧中輝，毛廣雄，尚正永，張春梅

（1.淮陰師范學院 城市與環境學院，江蘇 淮安 223300；2.華中師范大學 城市與環境科學學院，武漢 430079）

0 引言

20世紀以來，世界各國經濟聯系日益增強，區域經濟一體化已成為全球經濟發展和區域空間結構演變的趨勢[1]。在我國，區域經濟一體化往往表現為打破行政區邊界、實現區域協調發展[2]。當前，長三角、珠三角、京津冀、長江中游城市群等紛紛提出了區域合作聯動與一體化發展戰略。因此，在城市群主導區域發展的空間背景下，明晰行政區經濟驅動下的城市群邊界效應特征和動力機制意義重大。

邊界效應相關研究源于國際貿易對跨界地區市場一體化程度的考察[3-6]，國內學者亦通過貿易流量數據或市場分割與區域一體化進行邊界效應的實證研究[7,8]。隨著研究的不斷深入，城市群的邊界效應逐漸成為研究熱點，主要涉及行政區經濟、產業結構、用地擴展、旅游市場等[9-11]。近年來，隨著高速公路、鐵路的快速建設，可達性研究成果[12,13]日益豐富，但邊界效應的相關研究對此涉及不深，與此同時，研究區域主要是邊境區和長三角、珠三角、京津冀等發達地區，對新興城市群邊界效應的研究相對不足。長江中游城市群承東啟西、連南接北，是實施中部崛起戰略的重點區域，亦是長江經濟帶的重要組成部分，在我國區域協調發展格局中占有重要地位。據此，本文采用可達性改進的β回歸方程，以長江中游城市群為例，綜合探討城市群邊界效應的空間格局、演化特征及其動因，期望為城市群一體化提供理論依據與實踐指導。

1 研究設計

1.1 模型構建與變量選取

邊界效應測度方法主要有引力（或重力）模型、趨同分析模型。其中，引力模型比較適用于行業貿易邊界效應分析；而以經濟增長視角看，區域一體化屬于趨同研究范疇。趨同分析主要是在條件β趨同進行的，并需要對交通可達性加以改進。條件β趨同的Barro回歸方程為：

其中，βi＜0；gi，t，t+t和Xi，t分別是經濟體i在t到(t+T)期GDP的平均增速和刻畫其穩定狀態的一組變量；yi，t為其t時的初始值；αi為常數項；ψ為Xi，t的系數；εi，t為殘差。

為揭示不同經濟體間初始差距的大小與其變動趨勢的關系，以便實現其縱向、橫向比較。假設存在具有相同穩定狀態與趨同速度的經濟體A與B，由式（1）可得：

由 于gi，t，t+T≈[ln(yi，t+T/yi，t)]/T，將y=yA/yB代 入 式（2）可得：

式（3）刻畫了兩兩經濟體橫向之比在t到(t+T)期的增速及其差距變化。接下來重點設定Xt，首先以虛擬變量表征邊界效應；其次，考慮區域由三個次城市群構成，須考察各城市與對應中心的空間關系，進而引入距離控制變量，并以可達性評價實現改進。這樣式（3）具體化為：

其中，和分別表示長江中游城市群兩兩城市間在t和(t+T)年份的人均GDP比值；dum是對子城市群邊界（省界）的度量，即跨省界比較的為1，其他為0；Cij是兩兩城市到區域中心城市最短旅行時間成本的相對差值；α0、α1、α2、α3分別為常數項和解釋變量的系數，其中，α2度量了省際與省內城市間的經濟差距變動差值，若α2顯著大于0，表明邊界效應阻礙了城市群一體化進程。

其中，Cij采用柵格分析法[12]計1算，可較好模擬現實通達性與克服傳統測距的不足。其實現步驟是將原始交通地圖矢量化、道路等級賦值及封閉性道路緩沖區處理，以區域中心城市為目標源點，運用ArcGIS10.2加權成本距離（cost distance）分析提取各城市的可達性。

對長江中游城市群城市樣本回歸是否存在顯著差異及結構性變化需要進行鄒氏檢驗（ChowTest），利用回歸的殘差平方和構造F統計量：

其中，K為參數個數；SSR、SSR1、SSR2、SSR3分別為長江中游城市群整體、湖北（武漢城市圈）、湖南（長株潭城市群）、江西（環鄱陽湖城市群）約束方程的殘差平方和。F統計量服從自由度為（K，n1+n2+n3-3K）的F分布，若F值大于臨界值（α顯著水平），則拒絕原假設，即長江中游城市群存在結構性變化，為異質樣本；反之，可視為一體化區域。

1.2 數據來源及處理

本文的原始數據分別是長江中游城市群31個城市的人均GDP和交通網絡地圖。人均GDP來源于《中國城市統計年鑒》（2001—2015年）整理計算。交通數據來源于中國地圖出版社的中國交通地圖冊（2001年、2006年、2009年、2015年），在ArcGIS 10.2環境下進行矢量化處理。參照道路設計規范與已有研究成果［13］，運行速度分別設為高速鐵路250km/h，普通鐵路90km/h，高速公路100km/h，國道 80km/h，省道60km/h，縣道40km/h，汽渡20km/h，湖泊阻隔1km/h，其他15km/h。

2 長江中游城市群發展的經濟空間分析

首先，對省內、省際、城市群整體進行人均GDP的變動態勢分析。將城市群總體樣本按照湖北省內樣本數、湖南省內、江西省內和省間樣本314的順序排序，則樣本的平均值恰好可分解為湖北省內、湖南省內、江西省內和3省之間4個部分，即：

通過式（6）計算得出長江中游城市群2000—2014年城市間GDP平均差距的變動態勢（圖1）。可以看出，2000—2014年間，湖北省內差異除2008年有小幅增加外，總體呈縮小趨勢；湖南省內差異呈波浪型緩慢增大；江西省內差異除2013年有小幅下降外，整體呈不斷擴大趨勢；省內綜合差異呈現駝峰型增長趨勢，由2000年的0.243下降到2005年的0.233，然后上升到2008年的0.244，再下降到2014年的0.40。省間和城市群城市間經濟差異總體呈先升后降的變動態勢，分別從2000年的0.646、0.439上升到2008年的0.861、0.552，再下降到2014年的0.772、0.505；其中，2000—2005年，省間、城市群城市間經濟差距分別以年均7.2%、5.1%的幅度較快地擴大，2005—2008年分別以年均1.1%、1.3%的幅度緩慢擴大，2008—2014年則分別以年均2.2%、1.8%的幅度適度下降。總體而言，2000—2014年，省內（三省綜合）城市間經濟差異變動不大，遠小于省間差異，城市群城市間差異總體有所擴大。

圖1長江中游城市群人均GDP差距的變動態勢

長江中游城市群的內部空間差異變化如圖2所示。2000—2014年，長江中游城市群3大板塊人均GDP變化差異較為明顯。

圖2長江中游城市群經濟空間格局演化

可以發現：（1）2000年湖北（武漢城市圈）城市的平均GDP比值達0.47，普遍高于湖南（環長株潭城市群）的0.41、江西（環鄱陽湖城市群）的0.32；（2）2005年湖南的長沙、株洲，江西的南昌、新余、鷹潭水平有所提高，湖北的荊門、襄陽、仙桃、潛江等水平下降，環長株潭城市群水平躍居第一，城市平均GDP比值達0.48；（3）2008年與2005年相比，格局變化不大，只是江西的新余水平繼續上升，與南昌大抵相當；（4）2014年湖北的宜昌、襄陽地位上升，城市平均GDP比值由2008的0.42上升到當前的0.44，江西的南昌、鷹潭小幅下降，城市平均GDP比值由2008年的0.42下降到當前的0.40，而湖南各城市的格局幾乎沒有發生變化。總體來看，湖北與湖南經濟發展水平相當，江西次之；同時，三省邊界的黃岡、岳陽、益陽、宜春、吉安經濟的相對水平一直沒有發生顯著變化，咸寧、九江、萍鄉等有微弱上升。

3 長江中游城市群發展的邊界效應分析

3.1 邊界效應的判斷

分析樣本包括長江中游城市群全部樣本、湖北省內、湖南省內、江西省內、3省之間、省內這6類，分別考慮其差距的變動態勢（見表1和圖3）。

表1 2000—2014年長江中游城市群城市間經濟差異分析

圖3長江中游城市群城市間人均GDP差距的變動態勢

在表1的6個回歸模型中，除了回歸方程(b)之外，其他5個的α1均為正值，表明湖北省內城間人均GDP縮幅與初始差距呈微弱的負相關，即初始水平越低或城市間差距越大，其縮小幅度越大，武漢城市圈存在一定程度的一體化傾向；而湖南省內、江西省內、省間城市間差距縮幅與初始水平呈顯著正相關，即城市間呈趨異發展。

省內城市間差距系數為0.035，遠小于跨省的0.401，是否意味著省內城市樣本和跨省比較的城市樣本存在著結構性變動。通過鄒（Chow）檢驗，得到F統計量為：

結果顯示能夠通過顯著性水平為1%的檢驗，這表明省內樣本與跨省樣本存在結構性變動，雖然在變動方向上一致，但在變動量上存在明顯的差異，說明2000—2014年，省際邊界阻礙了區間城市的差異縮小速度，長江中游城市群存在著明顯的邊界（屏蔽）效應。

3.2 邊界效應的總體分析

按照方程（4），分別對2000—2014年湖南與湖北、江西與湖北、江西與湖南之間邊界效應進行測度，回歸結果見表2。

表2 2000—2014年長江中游城市群的邊界效應

由表2可知，自變量回歸系數α1均為正值，表明2000—2014年，長江中游城市群整體處在趨異的發展態勢，兩兩省際之間的經濟差異仍呈緩慢擴大趨勢。邊界虛擬變量的回歸系數α2的符號均為正（值＞α1），且均通過顯著性水平為1%的檢驗，表明長江中游城市群省際城市之間的邊界效應對區域一體化存在較為顯著的阻礙作用；其中，江西與湖南的邊界效應小于湖南與湖北、江西與湖北的邊界效應，主要源于洞庭湖、鄱陽湖對湖南與湖北、江西與湖北的交通阻隔，以及主干線浙贛鐵路的較早通車、語言習俗等使得江西與湖南邊界（如萍鄉市、宜春市）的屏蔽效應相對較弱，邊界區域開放程度較好。時間距離變量的回歸系數α3的符號為負，且通過顯著性水平5%的檢驗，表明長江中游城市群綜合交通網絡體系構建尚未成型，三省之間交通的改善對彼此間區域經濟聯系有較強的促進作用，其中江西與湖北之間的邊界效應最大，交通條件的改善作用將最為明顯。

3.3 邊界效應的時空演變

根據長江中游城市群經濟空間差異特征，選取2000—2005年、2005—2008年、2008—2014年3個時間段，并按照公式（4），分別對湖南與湖北、江西與湖北、江西與湖南間邊界效應的時空演變進行測度，結果見下頁表3所示。

由表3可知，2000—2005年，三省省際之間自變量Yt的系數α1均為正，說明長江中游城市群整體呈趨異發展；與2000—2005年相比，2005—2008年湖南與湖北間的城市趨異程度有所降低，而江西與湖北、江西與湖南間的城市趨異程度小幅提高。2008—2014年，三省省際之間自變量Yt的系數α1均由正變為負，且都通過顯著性水平10%檢驗，說明長江中游城市群整體經濟發展由趨異向趨同轉換，但α1絕對值較小，則體現城市群尚處于一體化初始發展階段；其中，江西與湖南城市間經濟增長態勢一致，其α1絕對值達0.084，趨同特征最為明顯。

表3 2000—2014年長江中游城市群邊界效應的時空演變

2000—2005年，三省省際邊界效應（Dum）的系數α2均為正，說明長江中游城市群省際邊界效應均為屏蔽效應，其中江西與湖北的邊界效應系數最大達0.496，江西與湖南的邊界效應系數相對較小。與2000—2005年相比，2005—2008年三省省際邊界效應系數均下降較大，雖然該階段交通可達性提升作用不夠明顯，但由于2006年國務院《關于促進中部地區崛起的若干意見》的出臺，以及2007年武漢城市圈、長株潭城市群的“兩型社會”改革試驗區的成功獲批，省際經濟合作不斷加強，邊界地區開始快速發展。2008—2014年三省省際邊界效應（Dum）的系數α2均由正變為負，且通過顯著性水平1%檢驗，說明長江中游城市群邊界效應由屏蔽效應向中介效應轉變，邊界的開放對于相鄰兩省的經濟一體化帶來積極的影響效果。總體而言，2000—2014年，江西與湖北的邊界效應系數降幅最大，其邊界系數從0.496下降到-0.092，其邊界地區由初始開放程度最差轉向一體化程度最好的區域，這與江西與湖北之間交通可達性的改善以及“九江-咸寧-岳陽”小三角、九江與黃岡跨江跨區合作開發有關。其次，湖南與湖北、江西與湖南之間邊界效應的變化趨勢也與之類似，說明長江中游城市群一體化建設已取得初步成效。

由表3可知，時間距離（Cij）的系數α3與邊界效應（Dum）的系數α2變動趨勢基本一致，且都通過顯著性水平10%的檢驗，說明交通因素是影響長江中游城市群邊界效應的重要因素（限于篇幅，可達性圖略）。2000—2005年，江西、湖南、湖北城市的平均可達性分別提高0.232h、0.175h、0.086h，江西與湖南城市間可達性改善最佳，對兩省邊界效應的減小貢獻率顯著。與2000—2005年相比，2005—2008年江西、湖南、湖北城市的平均可達性分別提高0.079h、0.045h、0.095h，雖然總體可達性改善程度不大，但是江西與湖北城市間的可達性提高最大，對縮小兩省邊界效應的作用較為顯著。2008—2014年，江西、湖南、湖北城市的平均可達性分別提高0.801h、0.631h、0.917h，交通對區域經濟一體化的促進作用愈發明顯，特別是隨著武漢、長沙、南昌等高鐵樞紐的建設，婁底、衡陽、鷹潭、新余、萍鄉、宜昌、荊州等邊界地區的交通得到很大改善，江西與湖北、湖南與湖北跨省城市間一體化速度甚至略高于其省內情況。

4 結論與討論

本文立足長江中游城市群一體化視角，在簡要解析城市群經濟空間格局及演變的基礎上，重點解讀行政邊界效應的時空變化：（1）2000—2014年，武漢城市圈（湖北省）內城市間經濟發展存在一定的一體化傾向，而長株潭城市群（湖南省）、環鄱陽湖城市群（江西省）內城市間經濟發展仍存在一定程度的極化趨勢。（2）2000—2014年，長江中游城市群城市間經濟發展存在結構性變動，行政邊界對區域一體化進程存在著較為顯著的阻礙作用，其中，湖南與湖北、江西與湖北間的邊界效應較大，江西與湖南間的邊界效應相對較小。（3）從動態變化的角度看，長江中游城市群城市間由經濟差異化向經濟一體化趨勢轉變，省際間的邊界效應系數逐漸變小，其中，江西與湖北間下降最為明顯；2000—2008年，省際間的邊界屏蔽效應呈減小態勢，并于2008—2014年轉變為中介效應，但就2000—2014年總體而言，城市群邊界的屏蔽效應仍強于中介效應。（4）交通可達性與邊界效應的變動趨勢基本一致，交通條件的改善，在較大程度上促進了長江中游城市群區域一體化的傾向。

隨著城市群內部的次區域經濟合作的不斷深化，其合作領域已經突破了傳統的交通運輸、旅游開發、貿易和投資等經濟合作，在區域空間協同規劃、生態環境聯防共治、科教文化互通合作、要素市場開放共享等方面初具成效。因此，城市群邊界效應的測度不僅考慮邊界的經濟地理效應，而且應該考慮邊界的政治、社會、制度文化、環境等其他屬性的邊界效應，并在此基礎上建立綜合測度邊界效應的模型是今后研究的方向，以便為城市群一體化建設提供更加詳盡的調控指導。