基于交通流的關(guān)中城市群空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)研究

(西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710127)

1 引言

城市群是以一個(gè)或多個(gè)特大城市為核心,由聯(lián)系緊密的多個(gè)城市組成,實(shí)現(xiàn)高度同城化和一體化的地域單元[1]。《國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃(2014—2020)》提出,將城市群作為推動(dòng)我國(guó)新型城鎮(zhèn)化的主體形態(tài)。城市群內(nèi)部空間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)是發(fā)揮城市群主體功能的關(guān)鍵,因此引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。伴隨著城市地理學(xué)研究的網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)向,城市網(wǎng)絡(luò)、世界城市等概念應(yīng)運(yùn)而生[2],有關(guān)世界城市網(wǎng)絡(luò)的研究逐步興起。同時(shí),流空間理論推動(dòng)了城市網(wǎng)絡(luò)研

究范式轉(zhuǎn)型,研究視角由地方空間轉(zhuǎn)向流動(dòng)空間。

近年來(lái),國(guó)外學(xué)者的研究主要集中在城市網(wǎng)絡(luò)分析方法[3]、城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)效應(yīng)[4]、城市網(wǎng)絡(luò)理論實(shí)證[5]等方面，而國(guó)內(nèi)學(xué)者的研究重點(diǎn)主要集中在關(guān)注城市群網(wǎng)絡(luò)邊界識(shí)別[6]、城市空間聯(lián)系與相互作用[7]、城市群空間結(jié)構(gòu)形態(tài)與演化[8]等方面。因此，如何測(cè)度城市空間聯(lián)系一直是城市群網(wǎng)絡(luò)研究的難點(diǎn),目前主要有3種測(cè)度方法----基于修正的引力模型[9]、基于城市流強(qiáng)度模型[10]、基于城市間空間流模型[11]。修正的引力模型只能測(cè)度城市之間理論上的聯(lián)系,與現(xiàn)實(shí)存在較大誤差;城市流強(qiáng)度模型能較好地測(cè)度城市的外向性功能,但不具備反映城市間聯(lián)系的指向性。比較而言,基于城市間空間流模型更能直接反映城市之間實(shí)際已經(jīng)形成的聯(lián)系,如城市間人口流[12]、交通流[13]、信息流[14]、旅游流[15]等空間流數(shù)據(jù),更能直觀地反映了城市間的關(guān)系。

人作為城市群空間聯(lián)系的微觀主體,人的交通通勤行為是城市間生產(chǎn)和生活聯(lián)系的外在表現(xiàn),因此交通流比其他空間流更具有綜合性和代表性,基于交通流的城市空間聯(lián)系較準(zhǔn)確客觀地反映了城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。陳偉勁[16]等利用公路客運(yùn)交通流數(shù)據(jù),分析了城際和功能區(qū)兩個(gè)尺度的珠三角城市群功能聯(lián)系格局;馬學(xué)廣等[13]利用鐵路客運(yùn)交通流數(shù)據(jù),揭示了環(huán)渤海地區(qū)城市網(wǎng)絡(luò)的空間形態(tài)和聯(lián)系特征;孫陽(yáng)等[11]基于高鐵客流構(gòu)建了長(zhǎng)三角城市群城市間聯(lián)系矩陣,發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)三角城市群網(wǎng)絡(luò)具有層級(jí)結(jié)構(gòu)特征。在研究尺度上,既有的城市群網(wǎng)絡(luò)研究多停留在市域尺度,在全國(guó)城市聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中尚可保證精度,但針對(duì)范圍較小、城市較少的城市群,應(yīng)從區(qū)縣尺度開(kāi)展城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究。在研究方法上,社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法(SNA)為研究城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供了可視化的分析工具,核心是從關(guān)系的視角研究結(jié)構(gòu)問(wèn)題。它通過(guò)定量指標(biāo)來(lái)描述網(wǎng)絡(luò)中個(gè)體之間的互動(dòng)關(guān)系,既能反映個(gè)體在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的位置,又能揭示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征。

2018年初,《關(guān)中平原城市群發(fā)展規(guī)劃》獲得國(guó)務(wù)院批復(fù),關(guān)中城市群發(fā)展將迎來(lái)新的機(jī)遇期,對(duì)關(guān)中城市群開(kāi)展更充分的學(xué)術(shù)研究迫在眉睫。然而,學(xué)術(shù)界對(duì)關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究缺乏必要的關(guān)注,既有的研究主要集中在關(guān)中城市群的發(fā)展背景條件[17]、功能結(jié)構(gòu)優(yōu)化[18]、基于引力模型的聯(lián)系測(cè)度[19]等方面。基于此,本文以關(guān)中城市群為研究對(duì)象,基于公路和鐵路客運(yùn)交通流數(shù)據(jù),在多源交通流數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)上,運(yùn)用空間分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法,對(duì)關(guān)中城市群城鎮(zhèn)空間聯(lián)系格局與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)度,旨在為發(fā)現(xiàn)和解決關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問(wèn)題提供一定的參考。

2 研究區(qū)和數(shù)據(jù)源

2.1 研究區(qū)概況

關(guān)中城市群位于陜西省中部,是坐落于關(guān)中平原上的一組城市的集群,其范圍包括五市一區(qū),即西安市、咸陽(yáng)市、寶雞市、渭南市、銅川市和楊凌示范區(qū)。關(guān)中城市群是中國(guó)十大城市群之一,是我國(guó)西部地區(qū)的比較優(yōu)勢(shì)區(qū)域,也是陜西省的人口與經(jīng)濟(jì)的集中地,在全國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。截至2015年末,關(guān)中城市群常住人口2385萬(wàn)人,占陜西省總?cè)丝诘?2.9%;地區(qū)生產(chǎn)總值為11312億元,占陜西省總量的62.8%。關(guān)中城市群已經(jīng)形成高速公路與國(guó)道組合的“米”字型公路交通網(wǎng),以隴海線為基礎(chǔ)的“一”字型和以西安市為中心的“V”字型鐵路交通網(wǎng)。

近年來(lái),隨著關(guān)中環(huán)線和關(guān)中城際鐵路的開(kāi)通運(yùn)營(yíng),關(guān)中城市群交通基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展態(tài)勢(shì)良好,城市群內(nèi)部交通流強(qiáng)度加大,基于交通流的城鎮(zhèn)空間聯(lián)系也日趨緊密。為了客觀地反映各區(qū)縣的發(fā)展實(shí)際,本文對(duì)地級(jí)或以上市的主城區(qū)行政邊界進(jìn)行了合并處理,最終得到了46個(gè)關(guān)中城市群區(qū)縣尺度行政單元。

2.2 數(shù)據(jù)及處理

交通流是城市群內(nèi)部區(qū)域空間聯(lián)系最直接、最現(xiàn)實(shí)的表現(xiàn)形式。研究基于一個(gè)前提假設(shè),即區(qū)域間客運(yùn)量越大,空間聯(lián)系就越強(qiáng)。關(guān)中城市群內(nèi)部交通流以公路和鐵路運(yùn)輸為主,考慮到數(shù)據(jù)的可獲得性,本研究使用關(guān)中城市群各城鎮(zhèn)之間每日往返汽車(chē)和火車(chē)客運(yùn)班次數(shù)據(jù)。其中,公路客運(yùn)班次數(shù)據(jù)來(lái)源于陜西省道路運(yùn)輸管理局(http://www.sxsjttygj.gov.cn)、車(chē)次網(wǎng)(http://www.checi.cn),鐵路客運(yùn)班次數(shù)據(jù)來(lái)源于12306網(wǎng)站(http://www.12306.cn)、極品時(shí)刻表軟件。官方門(mén)戶網(wǎng)站和商業(yè)網(wǎng)站數(shù)據(jù),兩者交叉驗(yàn)證、互為補(bǔ)充,為研究提供了實(shí)時(shí)、可靠的數(shù)據(jù)源。針對(duì)個(gè)別城鎮(zhèn)客運(yùn)交通數(shù)據(jù)缺失問(wèn)題,我們?cè)谲?chē)站進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研來(lái)核實(shí)(數(shù)據(jù)檢索與實(shí)地調(diào)研時(shí)間為2017年9月16日—10月27日)。為了反映多源交通流對(duì)城市群網(wǎng)絡(luò)的綜合效應(yīng),本文對(duì)城鎮(zhèn)間每日往返汽車(chē)和火車(chē)客運(yùn)班次進(jìn)行加權(quán)求和。確定權(quán)重的方法為:根據(jù)2017年的《陜西省統(tǒng)計(jì)年鑒》,陜西省公路、鐵路、水運(yùn)、民航的旅客周轉(zhuǎn)量構(gòu)成比重分別為32.79%、52.34%、0.08%、14.79%,故按上述比重作為權(quán)重對(duì)綜合交通流進(jìn)行測(cè)算,得到關(guān)中城市群各城鎮(zhèn)之間每日往返客運(yùn)班次46×46矩陣。

3 研究方法

3.1 空間分析

基于區(qū)域交通流數(shù)據(jù),本文借助ArcGIS 10.2軟件平臺(tái),通過(guò)Network Analyst模塊構(gòu)建了O-D(Origin-Destination)矩陣,進(jìn)而對(duì)O-D網(wǎng)絡(luò)連接路徑進(jìn)行了可視化表達(dá)。參考張文嘗等[20]的相關(guān)研究,本文對(duì)城鎮(zhèn)間聯(lián)系強(qiáng)度的測(cè)度采用以下指標(biāo)。

聯(lián)系強(qiáng)度(Sij):聯(lián)系強(qiáng)度是指城鎮(zhèn)之間產(chǎn)生聯(lián)系的緊密程度。計(jì)算方法為兩個(gè)城鎮(zhèn)之間每日客運(yùn)班次之和:

Sij=Ti-j+Tj-i

(1)

式中,Sij為城鎮(zhèn)i與城鎮(zhèn)j之間的聯(lián)系強(qiáng)度;Ti-j為城鎮(zhèn)i到城鎮(zhèn)j的每日客運(yùn)班次;Tj-i為城鎮(zhèn)j到城鎮(zhèn)i的每日客運(yùn)班次。

綜合聯(lián)系能力(Pi):綜合聯(lián)系能力是指城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系的綜合水平。計(jì)算方法為該城鎮(zhèn)與區(qū)域內(nèi)其他城鎮(zhèn)的聯(lián)系強(qiáng)度之和:

(2)

式中,Pi為城鎮(zhèn)i的綜合聯(lián)系能力;n為區(qū)域內(nèi)城鎮(zhèn)個(gè)數(shù);Sij為城鎮(zhèn)i與城鎮(zhèn)j之間的聯(lián)系強(qiáng)度。

3.2 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析

本文基于城鎮(zhèn)空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),借助Ucinet 6.1軟件平臺(tái),從網(wǎng)絡(luò)密度、網(wǎng)絡(luò)中心度、網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)和核心—邊緣結(jié)構(gòu)4個(gè)方面測(cè)度了關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具體計(jì)算公式參考劉軍的相關(guān)論著[21]。

網(wǎng)絡(luò)密度(Density):網(wǎng)絡(luò)密度是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的疏密程度。在城市群網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)密度反映了城市間空間聯(lián)系的緊密程度,網(wǎng)絡(luò)密度越高,聯(lián)系就越緊密。

計(jì)算公式為:

(3)

式中,D為網(wǎng)絡(luò)密度；n為城鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)數(shù)目；Sij為城鎮(zhèn)i與城鎮(zhèn)j之間的聯(lián)系強(qiáng)度。

網(wǎng)絡(luò)中心度(Centrality):網(wǎng)絡(luò)中心度是指網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的重要性及其對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的支配能力。在城市群網(wǎng)絡(luò)中,網(wǎng)絡(luò)中心度揭示了城市在城市群網(wǎng)絡(luò)的中心位置。本研究選取點(diǎn)度中心度(Degree Centrality)、中介中心度(Betweenness Centrality)作為網(wǎng)絡(luò)中心度的量化指標(biāo)。

計(jì)算公式為:

(4)

(5)

式中,CD(i)為城鎮(zhèn)i的點(diǎn)度中心度;CB(i)為城鎮(zhèn)i的中介中心度;gjk為城鎮(zhèn)j與城鎮(zhèn)k之間存在的捷徑數(shù)目;gjk(i)/gjk為城鎮(zhèn)i處于城鎮(zhèn)j與城鎮(zhèn)k捷徑上的概率。

在本研究的無(wú)向圖中,點(diǎn)度中心度即為與該城市直接聯(lián)系的城市數(shù)。點(diǎn)度中心度越高,表示城市就越接近網(wǎng)絡(luò)中心的位置,與其他城市的聯(lián)系能力就越強(qiáng)。中介中心度表示城市群網(wǎng)絡(luò)中某一城市在多大程度上處在其他城市的中間。中介中心度越高,表示城市在網(wǎng)絡(luò)中就越有可能充當(dāng)中介和橋梁的角色。

網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)(Network Centralization):網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)是指網(wǎng)絡(luò)具備一個(gè)中心化的結(jié)構(gòu)的趨勢(shì),即整體網(wǎng)絡(luò)對(duì)個(gè)別核心節(jié)點(diǎn)的集中程度。網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)刻畫(huà)的是整體網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的不均衡性,網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)的值越接近100%,即網(wǎng)絡(luò)越具有集中性、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間聯(lián)系越不均衡。計(jì)算公式為:

(6)

式中,C為網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì);Cmax為網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)的中心度;Ci為節(jié)點(diǎn)i的中心度。

核心—邊緣結(jié)構(gòu)(Core-Periphery):核心—邊緣結(jié)構(gòu)揭示了各城市節(jié)點(diǎn)在城市群網(wǎng)絡(luò)中的位置與角色屬性,目前已成為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析的研究范式。本研究主要采用連續(xù)的核心—邊緣模型,基于核心度(Coreness)來(lái)確定網(wǎng)絡(luò)中城市節(jié)點(diǎn)的核心區(qū)與邊緣區(qū)的歸屬。

4 結(jié)果分析

4.1 關(guān)中城市群空間聯(lián)系格局

整體聯(lián)系格局:基于綜合交通流的關(guān)中城市群空間聯(lián)系整體上呈現(xiàn)“雙中心—輻射”格局(圖1)。西安為主中心，寶雞為副中心,呈放射狀聯(lián)系各城鎮(zhèn),形成等級(jí)差異明顯的空間聯(lián)系軸線。從局部來(lái)看,基于綜合交通流的關(guān)中城市群可劃分為東西兩個(gè)子區(qū)域,西部區(qū)以寶雞為中心,呈現(xiàn)“扇形”空間聯(lián)系結(jié)構(gòu),隴縣、千陽(yáng)、鳳翔、岐山、眉縣共同與寶雞組成“扇面”；東部區(qū)以西安為中心,呈現(xiàn)“放射狀”空間聯(lián)系結(jié)構(gòu),西以扶風(fēng)、眉縣為界,東以渭南為橋梁,向東北方向沿大荔—合陽(yáng)—韓城聯(lián)系軸帶狀延伸,形成一條聯(lián)系緊密的綜合客運(yùn)廊道。從空間聯(lián)系軸線的等級(jí)分布來(lái)看,一級(jí)聯(lián)系軸有4條,即西安—咸陽(yáng)、西安—高陵、西安—渭南、寶雞—鳳翔,其中以西安—渭南空間聯(lián)系最強(qiáng),聯(lián)系強(qiáng)度值達(dá)到352。雙中心“西安—寶雞”空間聯(lián)系強(qiáng)度并未達(dá)到一級(jí),主要是因?yàn)閷氹u與西安之間距離相對(duì)較遠(yuǎn),空間聯(lián)系有賴(lài)于鐵路客運(yùn),公路客運(yùn)聯(lián)系較弱。二級(jí)聯(lián)系軸共有15條,總體上沿著一級(jí)聯(lián)系軸向外拓展,集中分布于關(guān)中城市群腹地。一、二級(jí)聯(lián)系軸線的空間分布與區(qū)域內(nèi)高速路網(wǎng)和鐵路干線的走向基本一致,體現(xiàn)了交通基礎(chǔ)設(shè)施對(duì)關(guān)中城市群空間聯(lián)系的支撐作用。

圖1 關(guān)中城市群城鎮(zhèn)空間聯(lián)系格局

值得注意的是,關(guān)中城市群主城區(qū)節(jié)點(diǎn)間的空間聯(lián)系較強(qiáng),縣城節(jié)點(diǎn)間的空間聯(lián)系較弱,表明主城區(qū)與縣城的空間聯(lián)系能力存在差異。空間聯(lián)系強(qiáng)度總體上表現(xiàn)出空間近鄰效應(yīng),即空間上距離較近的兩個(gè)城鎮(zhèn)聯(lián)系更緊密。但是也有例外,例如陳倉(cāng)—寶雞比鳳翔—寶雞聯(lián)系弱、華州—渭南比西安—渭南聯(lián)系弱。出現(xiàn)這一類(lèi)例外現(xiàn)象的原因是,城市建成區(qū)內(nèi)部(比如寶雞與陳倉(cāng))多以公交車(chē)或出租車(chē)為交通聯(lián)系媒介,汽車(chē)客運(yùn)班次較少。另外,研究區(qū)內(nèi)“縣—縣”比“縣—區(qū)”之間聯(lián)系弱,這一現(xiàn)象無(wú)法用空間近鄰效應(yīng)來(lái)解釋,這是因?yàn)樾姓吔绫趬緩闹贫群完P(guān)系層面削弱了聯(lián)系強(qiáng)度在空間距離上的衰減效應(yīng)。

圖2 關(guān)中城市群城鎮(zhèn)首位聯(lián)系格局

首位聯(lián)系格局:進(jìn)一步篩選與各城鎮(zhèn)聯(lián)系強(qiáng)度最大的軸線,即城鎮(zhèn)首位聯(lián)系軸線,對(duì)首位聯(lián)系軸線進(jìn)行可視化,并計(jì)算各城鎮(zhèn)綜合聯(lián)系能力。從客運(yùn)首位聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)來(lái)看(圖2),西安—寶雞“雙中心—輻射”格局十分顯著。以西安為首位聯(lián)系城鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)有24個(gè),占關(guān)中城市群所有城鎮(zhèn)的52%。以寶雞為首位聯(lián)系城鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)有8個(gè),占關(guān)中城市群所有城鎮(zhèn)的17%。西安的首位聯(lián)系域面較廣,西至扶風(fēng),東至渭南,集中在關(guān)中城市群的中部。寶雞的首位聯(lián)系域面相對(duì)較小,集中在關(guān)中城市群的西部,并不能完全覆蓋寶雞市下轄的各區(qū)縣,比如扶風(fēng)、眉縣均與西安產(chǎn)生首位聯(lián)系。這一方面反映了寶雞空間聯(lián)系能力有限,在“雙中心—輻射”格局中處于弱勢(shì)地位;另一方面體現(xiàn)了西安空間聯(lián)系的“跨邊界”特征。受交通線引導(dǎo),西安的空間輻射范圍向東北、西北方向擴(kuò)張。

綜合比較客運(yùn)網(wǎng)絡(luò)中各城鎮(zhèn)綜合聯(lián)系能力,可得出以下初步結(jié)論:①西安的綜合聯(lián)系能力最強(qiáng),寶雞次之,在空間上形成“雙中心”結(jié)構(gòu)。西安的綜合聯(lián)系能力為寶雞的2.7倍,表明雙中心的綜合聯(lián)系能力發(fā)展不均衡。②城市的主城區(qū)與各區(qū)縣的綜合聯(lián)系能力有較大差距,形成“主城區(qū)聯(lián)系帶動(dòng)區(qū)縣”的格局。綜合聯(lián)系能力排在前五位的均為城市的主城區(qū)(包括楊凌示范區(qū)),且主城區(qū)的綜合聯(lián)系能力平均超過(guò)各區(qū)縣的4倍。③綜合聯(lián)系能力強(qiáng)的城鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)首位聯(lián)系軸較密集,表現(xiàn)出顯著的梯度層級(jí)規(guī)律。結(jié)合城鎮(zhèn)首位聯(lián)系軸與綜合聯(lián)系能力的空間分布,可將關(guān)中城市群各城鎮(zhèn)劃分為3個(gè)層級(jí)：第一層級(jí)----西安、寶雞(綜合聯(lián)系能力排序前2,首位聯(lián)系軸數(shù)≥7);第二層級(jí)----咸陽(yáng)、渭南、楊凌、大荔(綜合聯(lián)系能力排序前5,首位聯(lián)系軸數(shù)≥2);第三層級(jí)----其他區(qū)縣。

4.2 關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征

網(wǎng)絡(luò)密度分析:經(jīng)計(jì)算,基于綜合交通流的關(guān)中城市群整體網(wǎng)絡(luò)密度分別為0.33。結(jié)果表明,關(guān)中城市群整體網(wǎng)絡(luò)密度偏低,城鎮(zhèn)間尚未形成緊密的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),處于一種弱聯(lián)結(jié)狀態(tài)。當(dāng)前較為松散的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)決定了關(guān)中城市群獲取資源能力和相對(duì)開(kāi)放程度有限,網(wǎng)絡(luò)中的城鎮(zhèn)節(jié)點(diǎn)間的傳遞和交互功能較弱。具體來(lái)看,關(guān)中城市群部分城鎮(zhèn)尚未開(kāi)通鐵路客運(yùn)站,而所有城鎮(zhèn)都能經(jīng)公路直達(dá),可見(jiàn)關(guān)中城市群鐵路和公路交通發(fā)展并不均衡,多數(shù)城鎮(zhèn)已形成對(duì)某種交通方式的路徑依賴(lài),同時(shí)也意味著尚存在發(fā)展交通基礎(chǔ)設(shè)施的窗口期。

網(wǎng)絡(luò)中心度和中心勢(shì)分析:基于綜合交通流的網(wǎng)絡(luò)中心度計(jì)算結(jié)果顯示(圖3),點(diǎn)度中心度均值為11.4,表明網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)聯(lián)系處于低級(jí)水平。點(diǎn)度中心度排序前五位的城鎮(zhèn)為西安、咸陽(yáng)、渭南、銅川、寶雞,其中西安的點(diǎn)度中心度達(dá)到45,即西安與關(guān)中城市群其他城鎮(zhèn)都存在直接聯(lián)系,凸顯了西安在關(guān)中城市群中的核心地位。本文利用反距離權(quán)重法(IDW)對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行空間插值分析,點(diǎn)度中心度的空間分布整體上西低東高,形成西安—咸陽(yáng)組團(tuán),呈現(xiàn)西南—東北走向的軸帶特征。點(diǎn)度中心度高于均值的城鎮(zhèn)集中于關(guān)中城市群東部,如大荔、富平、蒲城、合陽(yáng)、韓城等,表明東部城鎮(zhèn)對(duì)城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響力要強(qiáng)于西部城鎮(zhèn)。中介中心度排序前五位的城鎮(zhèn)為西安、咸陽(yáng)、寶雞、渭南、銅川,與點(diǎn)度中心度排序基本一致,體現(xiàn)了區(qū)域中心城鎮(zhèn)的“掮客”效應(yīng)。中介中心度的空間分布不均衡,呈現(xiàn)西安“單核”結(jié)構(gòu)。西安的中介中心度超過(guò)咸陽(yáng)的5倍,而藍(lán)田、宜君、鳳縣等外圍城鎮(zhèn)中介中心度為0,表明關(guān)中城市群外圍城鎮(zhèn)“中介”效應(yīng)不顯著。經(jīng)計(jì)算,基于綜合交通流的關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)中心勢(shì)為83%。綜上分析,關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)形成了以西安—咸陽(yáng)組團(tuán)為絕對(duì)核心的結(jié)構(gòu),網(wǎng)絡(luò)具有高度集中性,核心城鎮(zhèn)具有對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的支配作用,網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的聯(lián)系也不均衡。

圖3 關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度中心度分布

圖4 關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)核心—邊緣結(jié)構(gòu)

核心—邊緣分析：本文采用連續(xù)的核心—邊緣模型對(duì)關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行三級(jí)劃分,識(shí)別出核心城鎮(zhèn)、半邊緣城鎮(zhèn)、邊緣城鎮(zhèn)。客運(yùn)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中(圖4),結(jié)果擬合值為0.76,具有較高參考價(jià)值。核心城鎮(zhèn)有5個(gè),分別為西安、咸陽(yáng)、寶雞、渭南、銅川,與公路網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度中心度排序前五位城鎮(zhèn)吻合。楊凌作為關(guān)中城市群西部與東部對(duì)接的城鎮(zhèn),其橋梁作用與輻射效應(yīng)均不顯著。半邊緣城鎮(zhèn)有17個(gè),呈西南—東北走向連續(xù)的軸帶分布特征,具有顯著的空間鄰接效應(yīng)。邊緣城鎮(zhèn)呈條帶狀分布于關(guān)中城市群的外圍,其中部分與核心城鎮(zhèn)相鄰,如高陵、臨潼、華州,受核心城鎮(zhèn)的“陰影效應(yīng)”影響,這些城鎮(zhèn)處于聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中的邊緣區(qū),對(duì)外交通聯(lián)系依賴(lài)于經(jīng)核心城鎮(zhèn)周轉(zhuǎn)。經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算,核心城鎮(zhèn)間的聯(lián)系密度為51.4,邊緣城鎮(zhèn)間聯(lián)系密度為3.4,核心與邊緣城鎮(zhèn)間聯(lián)系密度為13.7,表明核心城鎮(zhèn)內(nèi)部聯(lián)系較為緊密,邊緣城鎮(zhèn)內(nèi)部聯(lián)系較為松散,核心城鎮(zhèn)與邊緣城鎮(zhèn)之間聯(lián)系水平一般。總體上，關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)體現(xiàn)了“核心—邊緣”結(jié)構(gòu)特征,即核心城鎮(zhèn)之間強(qiáng)聯(lián)結(jié),邊緣城鎮(zhèn)之間弱聯(lián)結(jié),核心城鎮(zhèn)與邊緣城鎮(zhèn)之間一般聯(lián)結(jié)。

4.3 關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響因素

地形條件差異：地形條件決定了城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系的空間摩擦,地形條件越差,空間摩擦越強(qiáng)。空間摩擦降低了城鎮(zhèn)間在空間距離的約束下發(fā)生相互作用的機(jī)會(huì)和程度。從地理位置上看,整個(gè)關(guān)中城市群位于關(guān)中平原,平坦開(kāi)闊,并無(wú)山河形勝阻隔,是關(guān)中城市群內(nèi)部形成空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的自然基礎(chǔ)。但關(guān)中城市群南依秦嶺,北望黃土高原,各城鎮(zhèn)的地形條件存在差異,是關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)展不均衡的客觀因素。西安、咸陽(yáng)、寶雞、渭南等綜合聯(lián)系能力強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)中心度高、在網(wǎng)絡(luò)中處于核心地位的城鎮(zhèn),均位于關(guān)中城市群腹地。反之,綜合聯(lián)系能力弱、網(wǎng)絡(luò)中心度低、在網(wǎng)絡(luò)中處于邊緣地位的城鎮(zhèn),如宜君、麟游、太白等均位于關(guān)中城市群外圍邊界地帶。關(guān)中腹地廣闊,有效降低了空間摩擦和距離成本,為核心城鎮(zhèn)間的聯(lián)系提供了便利。邊界地帶受地形起伏影響,空間摩擦較強(qiáng),尤其是關(guān)中城市群南部各城鎮(zhèn),受秦嶺山脈阻隔,因此聯(lián)系微弱。值得注意的是,關(guān)中平原呈西南—東北“喇叭狀”走向,也為關(guān)中城市群東部城鎮(zhèn)比西部城鎮(zhèn)聯(lián)系緊密提供了合理的解釋。

交通路網(wǎng)建設(shè):交通路網(wǎng)建設(shè)為城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系提供了路徑,塑造了城鎮(zhèn)間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的“骨架”。交通路網(wǎng)的連結(jié)度和通達(dá)度決定了沿線城鎮(zhèn)的可達(dá)性,從而為城鎮(zhèn)的對(duì)外聯(lián)系創(chuàng)造了前提。關(guān)中城市群公路網(wǎng)已經(jīng)形成高速公路與國(guó)道組合的“米”字型交通干線輻射格局,這與基于公路交通流的關(guān)中城市群“中心—輻射”聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)高度吻合。公路干線交匯處形成的交通樞紐城鎮(zhèn),在關(guān)中城市群聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中心度較高,如西安、咸陽(yáng)、寶雞、渭南,充分體現(xiàn)了公路網(wǎng)對(duì)提升城鎮(zhèn)綜合聯(lián)系能力的促進(jìn)作用。關(guān)中城市群鐵路網(wǎng)已經(jīng)形成貫穿關(guān)中腹地的隴海線“一”字型和以西安市為中心的“V”字型結(jié)構(gòu),這與基于鐵路交通流的關(guān)中城市群聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)格局高度吻合。與公路客運(yùn)聯(lián)系不同,鐵路客運(yùn)的長(zhǎng)距離聯(lián)系效應(yīng)突出,因而西安等區(qū)域中心城鎮(zhèn)表現(xiàn)出“跨邊界”聯(lián)系現(xiàn)象,整體上網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)空間近鄰效應(yīng)不顯著。隨著關(guān)中環(huán)線和關(guān)中城際鐵路的逐步開(kāi)通,沿線城鎮(zhèn)的可達(dá)性和中心性將進(jìn)一步提升,城鎮(zhèn)聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將進(jìn)一步優(yōu)化,向著《關(guān)中城市群建設(shè)規(guī)劃》提出的“一軸一環(huán)三走廊”城鎮(zhèn)空間發(fā)展格局演進(jìn)。

城鎮(zhèn)發(fā)展水平：城鎮(zhèn)發(fā)展水平為城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系提供了“引力”,城鎮(zhèn)發(fā)展水平越高,對(duì)區(qū)域內(nèi)其他城鎮(zhèn)的吸引力越大,由此產(chǎn)生的空間聯(lián)系就越密切。城鎮(zhèn)發(fā)展水平直接影響了城鎮(zhèn)在網(wǎng)絡(luò)中的綜合聯(lián)系強(qiáng)度,從一定程度上決定了城鎮(zhèn)在聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中的地位。為了合理評(píng)價(jià)關(guān)中城市群各城鎮(zhèn)發(fā)展水平,本文基于前人研究成果[22],并結(jié)合關(guān)中城市群發(fā)展的實(shí)際情況,本文選取“常住人口規(guī)模、城鎮(zhèn)化水平、GDP總量、規(guī)模以上工業(yè)總產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重、地方財(cái)政一般預(yù)算收入、固定資產(chǎn)投資、社會(huì)消費(fèi)品零售總額”共8項(xiàng)指標(biāo)來(lái)綜合評(píng)價(jià)關(guān)中城市群各城鎮(zhèn)發(fā)展水平。

考慮到區(qū)縣尺度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的可獲得性和代表性,指標(biāo)的選取偏重社會(huì)經(jīng)濟(jì)方面,數(shù)據(jù)來(lái)源于《陜西省區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》(2017)和各區(qū)縣國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)(2017),因此首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理后,采用客觀性強(qiáng)、精確度高的熵權(quán)TOPSIS法確定指標(biāo)權(quán)重,最終得出各城鎮(zhèn)發(fā)展水平指數(shù)。然后，將各城鎮(zhèn)綜合聯(lián)系能力(經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理)與城鎮(zhèn)發(fā)展水平指數(shù)相擬合,結(jié)果表明(圖5),城鎮(zhèn)綜合聯(lián)系能力與城鎮(zhèn)發(fā)展水平成正相關(guān),且擬合優(yōu)度R2=0.88,通過(guò)置信度為0.01的顯著性檢驗(yàn),說(shuō)明城鎮(zhèn)發(fā)展水平對(duì)城鎮(zhèn)綜合聯(lián)系能力有顯著影響。

行政邊界壁壘:行政邊界壁壘為城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系制造了障礙。行政邊界的存在是為了方便政策制度的落實(shí)和區(qū)域的統(tǒng)一治理,同時(shí)也成為人為壘砌的“高墻”。這堵“高墻”阻礙了生產(chǎn)要素的自由流通和資源的有效配置,削弱了城鎮(zhèn)間空間聯(lián)系的強(qiáng)度。從區(qū)縣尺度研究關(guān)中城市群各城鎮(zhèn)空間聯(lián)系,市一級(jí)的行政邊界是具體的考察對(duì)象,跨市域的城鎮(zhèn)空間聯(lián)系是檢驗(yàn)行政邊界壁壘的指標(biāo)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),在關(guān)中城市群綜合交通聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)中,跨市域的城鎮(zhèn)聯(lián)系軸數(shù)量占聯(lián)系軸總數(shù)的17.5%,且跨市域的城鎮(zhèn)聯(lián)系強(qiáng)度平均為市域內(nèi)的城鎮(zhèn)聯(lián)系強(qiáng)度的1/5,說(shuō)明城鎮(zhèn)優(yōu)先與所屬地級(jí)(或以上)市范圍內(nèi)的城鎮(zhèn)產(chǎn)生范圍廣、強(qiáng)度大的聯(lián)系,與市域范圍之外的城鎮(zhèn)聯(lián)系微弱,表明行政邊界壁壘對(duì)城鎮(zhèn)空間聯(lián)系施加了阻力。具體來(lái)講,分屬不同地級(jí)(或以上)市的縣與縣之間聯(lián)系尤其微弱,如寶雞市的麟游縣與咸陽(yáng)市的彬縣,盡管兩者在空間上相鄰、距離近。空間近鄰效應(yīng)不能解釋這類(lèi)現(xiàn)象,地緣上的相鄰雖然能夠削弱行政上的分割與隔離作用,但行政邊界壁壘仍然存在,且在關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成與演化中發(fā)揮著重要作用。

圖5 關(guān)中城市群城鎮(zhèn)發(fā)展水平空間分布與擬合結(jié)果

5 結(jié)論與展望

5.1 結(jié)論

本文以關(guān)中城市群為研究對(duì)象,基于公路和鐵路客運(yùn)交通流數(shù)據(jù),在多源交通流融合的基礎(chǔ)上,運(yùn)用空間分析和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法對(duì)關(guān)中城市群城鎮(zhèn)空間聯(lián)系格局與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測(cè)度,主要得出以下結(jié)論:①關(guān)中城市群城鎮(zhèn)空間聯(lián)系整體上呈現(xiàn)“雙中心—輻射”的格局。在局部上,“扇形”、“放射狀”空間聯(lián)系結(jié)構(gòu)較為發(fā)育，以西安為主中心,寶雞為副中心,雙中心綜合聯(lián)系能力發(fā)展不均衡。城鎮(zhèn)空間聯(lián)系強(qiáng)度存在層級(jí)現(xiàn)象,寶雞—西安—渭南聯(lián)系強(qiáng)度高,主城區(qū)與各區(qū)縣的綜合聯(lián)系能力有較大差距,形成“主城區(qū)聯(lián)系帶動(dòng)區(qū)縣”的格局。②關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)發(fā)育水平較低,城鎮(zhèn)間還處于一種弱聯(lián)結(jié)狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)具有高度集中性和不均衡性,西安—咸陽(yáng)組團(tuán)、寶雞為城市群網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)“雙核”,東部城鎮(zhèn)對(duì)城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響力強(qiáng)于西部城鎮(zhèn)。網(wǎng)絡(luò)總體上呈現(xiàn)“核心—邊緣”的結(jié)構(gòu),核心城鎮(zhèn)之間為強(qiáng)聯(lián)結(jié),邊緣城鎮(zhèn)之間為弱聯(lián)結(jié),核心城鎮(zhèn)與邊緣城鎮(zhèn)之間為一般聯(lián)結(jié)。核心城鎮(zhèn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)具有支配作用和“掮客效應(yīng)”,邊緣城鎮(zhèn)的“中介效應(yīng)”不顯著。③關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展受到地形條件差異、交通路網(wǎng)建設(shè)、城鎮(zhèn)發(fā)展水平、行政邊界壁壘4個(gè)方面因素的綜合影響。其中，地形條件決定了城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系的空間摩擦;交通路網(wǎng)建設(shè)為城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系提供了路徑,塑造了城鎮(zhèn)間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)的“骨架”;城鎮(zhèn)發(fā)展水平為城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系提供了“引力”;行政邊界壁壘為城鎮(zhèn)對(duì)外聯(lián)系制造了障礙。在地形條件基本不變的基礎(chǔ)上,提升城鎮(zhèn)發(fā)展水平、推進(jìn)交通路網(wǎng)建設(shè)、打破行政邊界壁壘是優(yōu)化關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的必經(jīng)之路。

5.2 展望

本文基于交通流數(shù)據(jù)從區(qū)縣尺度研究了關(guān)中城市群的空間聯(lián)系與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),為發(fā)現(xiàn)和解決關(guān)中城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)問(wèn)題提供了一定的參考,但依然存在著不足之處,因此未來(lái)應(yīng)從以下三個(gè)方面展開(kāi)進(jìn)一步研究:①基于多源交通流數(shù)據(jù)展開(kāi)城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)研究,例如公交車(chē)流、出租車(chē)流、私家車(chē)流等,把它們作為鐵路客運(yùn)數(shù)據(jù)流和公路客運(yùn)流數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。②基于人口流、物質(zhì)流、信息流等對(duì)城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合研究,與基于交通流的研究結(jié)果進(jìn)行交叉驗(yàn)證和補(bǔ)充,以反映城鎮(zhèn)空間聯(lián)系形式的多樣化。③基于歷史時(shí)期各類(lèi)“空間流”數(shù)據(jù)對(duì)城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演變進(jìn)行觀測(cè),在長(zhǎng)時(shí)間尺度下探究城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演變特征。④基于定量模型揭示各類(lèi)因素對(duì)城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成、發(fā)展和演化的影響機(jī)理,作為目前定性或“泛定量化”研究手段的補(bǔ)充。另外,基于地理空間大數(shù)據(jù)來(lái)測(cè)度城市群空間聯(lián)系,進(jìn)而識(shí)別城市群網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),是未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的方向。