山東半島城市群空間結構演化特征研究

周毓文 彭夢杰

摘 要：城市群空間結構隨著城市的發(fā)展不斷演變，運用單中心—多中心、空間緊湊度、集聚—擴散和交通網(wǎng)絡四個指標，對山東半島城市群2000—2017年空間結構的演化特征進行研究。結果表明，山東半島城市群為多中心結構，首位城市不突出，城市群空間緊湊度不斷上升，人口呈集聚趨勢，經(jīng)濟集聚現(xiàn)象不明顯，路網(wǎng)密度急劇增長。這一結果可以為城市群未來規(guī)劃和政策的制定與實施提供指導和借鑒。

關鍵詞：山東半島城市群;城市群空間結構;演化特征

中圖分類號：F127? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2020）16-0122-05

引言

在區(qū)域經(jīng)濟一體化的影響下，城市相互集聚已經(jīng)成為一種明顯的趨勢。不同性質(zhì)、等級規(guī)模的城市相互集聚，并借助交通、經(jīng)濟等相互作用，形成一個城市密集區(qū)，即城市群。城市群已成為經(jīng)濟競爭的重要平臺，支撐著區(qū)域的發(fā)展，是國家參與國際競爭與分工的重要空間組織形式。隨著新型工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、信息化、綠色化“五化”協(xié)同理念的提出以及近年來國家大力踐行生態(tài)文明建設，城市群也成為中國“五化”協(xié)同和生態(tài)文明建設的空間載體[1]。

山東半島城市群是山東省發(fā)展的重點區(qū)域，包含山東省所有地級城市，是我國北方地區(qū)和華東地區(qū)重要的城市密集區(qū)之一，也是我國重要的區(qū)域性城市群[2]。城市群的空間結構是城市群發(fā)展程度、階段與過程的空間反映，城市群的發(fā)展必然伴隨著城市群地區(qū)地域結構的變化。近年來，隨著城市群研究的進展，國內(nèi)外學者開始從不同的角度對城市群的空間結構及其特征進行定量研究。

已有研究主要關注城市群的經(jīng)濟、人口或交通結構[3～5]，較少綜合經(jīng)濟結構、人口結構、交通網(wǎng)絡結構等多個方面對城市群的空間結構進行整體分析。基于以上問題，本文以山東半島城市群為研究對象，從單中心—多中心、集聚分散、空間緊湊度和交通網(wǎng)絡四個維度進行研究，分析2000—2017年山東半島城市群空間結構的演化特征。

一、研究方法

（一）單中心—多中心

1.Mono指數(shù)。借鑒mono指數(shù)的計算方法，并結合山東半島城市群的特征，對山東半島城市群進行單中心—多中心的研究。公式如下：

lnPi=C-qlnRi（1）

其中，Pi代表城市i的人口規(guī)模，C代表某一常數(shù)，Ri代表城市位序，q為最小二乘回歸斜率的絕對值。其中，若q>1，城市群為單中心結構分布;若q<1，城市群為多中心結構分布;若q=1，則認為城市體系完全服從Zipf法則。

2.首位度指數(shù)。首位度的衡量指標包括二城市指數(shù)、四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)。計算公式為：

式中，Pi代表城市i的人口規(guī)模。按照位序—規(guī)模原理，標準的二城市指數(shù)為2，四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)為1。若高于標準值，則說明首位城市明顯;若低于標準值，則說明首位城市不突出，城市群呈多中心結構。

（二）空間緊湊度

借鑒緊湊度的測度公式，并在其基礎上略微改動，用現(xiàn)式（7）中的A替換原式中的Ai，對山東半島城市群的空間緊湊度進行計算分析。公式為：

其中，空間相互作用指數(shù)由Isi表示，人口密度指數(shù)由Isp表示，城鎮(zhèn)密度指數(shù)由Isu表示，采用熵技術支持下的AHP模型求得權重αs、βs、γs分別為0.35、0.28、0.37;第i、j市的總人口由Pi、Pj表示，第i、j城市的地區(qū)生產(chǎn)總值由GDPi、GDPj表示，第i、j城市的距離由Dij表示，城市群內(nèi)城市個數(shù)為n;xi表示選取的某個城市群第i城市的相應指標值，相應指標的平均值由x表示;j為 1—5，即超大城市、特大城市、大城市、中等城市和小城市五個等級，不同城市等級的權重由ηj表示，分別為0.36、0.28、0.20、0.12和0.04，第 i 地級市的總人口由Pi表示，第i地級市的面積由Ai表示，山東省總土地面積由A表示;aj為不同城市等級的權重，相應等級的城市數(shù)量（含縣級單位）由Nj表示。

（三）集聚—擴散

城市群的空間集聚與擴散，主要是指人口和經(jīng)濟的空間分布及動態(tài)變化，對區(qū)域的發(fā)展有重大的影響。

1.人口。馬歇爾將屬于經(jīng)濟范疇的基尼模型的計算方法用于研究城市的發(fā)育情況，并提出了城市規(guī)模基尼指數(shù)這一概念，用以衡量某一城市體系的人口集聚程度。公式為：

其中，n為城市數(shù)量，Ti為各個城市人口數(shù)量差值的絕對值之和，S為該城市系統(tǒng)的總人口數(shù)。城市規(guī)模基尼指數(shù)的數(shù)值處于0—1區(qū)間內(nèi)，越接近0，人口分布越分散;越接近1，人口分布集聚程度越高，集中在首位城市或幾個城市。

2.經(jīng)濟。經(jīng)濟集聚指的是經(jīng)濟活動的空間集聚，是反映城市群空間結構的指標之一。本文以區(qū)位系數(shù)（LC）作為衡量城市群經(jīng)濟集聚程度的指標。計算公式為：

式中，n表示城市體系中的城市個數(shù);Si表示各城市的生產(chǎn)總值與城市群的比值。一般來說，LC的取值在0—（1-1/n）之間，越接近于0，說明經(jīng)濟活動的空間分布越平均;越接近于（1-1/n），則說明經(jīng)濟活動在地區(qū)間的分布越集中。

3.交通網(wǎng)絡。交通設施密度評價是交通網(wǎng)絡評價的重要傳統(tǒng)方法，能在一定程度上反映一個地區(qū)的交通運輸水平。公式為：

式中，Di為該區(qū)域的交通設施網(wǎng)絡密度，Li為該區(qū)域交通設施營運長度，Ai為區(qū)域土地面積，該值越大，說明交通設施網(wǎng)絡越密集，對地區(qū)發(fā)展的支撐作用越強。在各種交通方式中，公路和鐵路具有一定的普適性。因此，本文選擇公路和鐵路路網(wǎng)密度作為評價主體。

二、測度結果與分析

（一）單中心—多中心

1.Mono指數(shù)。對山東半島城市群2000—2017年間的人口規(guī)模與其位序進行回歸分析，并通過分析最小二乘求出的斜率的絕對值q，推導得出城市群單中心—多中心狀況。

由圖1可知，山東半島城市群2000—2017年最小二乘回歸斜率的絕對值q<1，為多中心結構城市群。總的來說，2000—2017年山東半島城市群人口分布較分散，各城市規(guī)模差距較小，城市群呈多中心結構，且近幾年這一趨勢越發(fā)明顯。

2.首位度指數(shù)。本文以二城市指數(shù)、四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)來衡量山東半島城市群2000—2017年的首位度指數(shù)。從下頁圖2可知，總體上山東半島城市群的二城市指數(shù)數(shù)值呈下降趨勢，且始終低于標準值2。四城市指數(shù)偏離1較遠，十一城市指數(shù)始終小于1，說明山東半島城市群首位城市的極化效應不顯著，空間結構具有明顯的多中心特征。

（二）空間緊湊度

從下頁圖3可知，2000—2017年間，山東半島城市群空間緊湊度指數(shù)（Is）總體呈現(xiàn)出曲折上升的趨勢，城市群的空間緊湊程度有所提升;空間相互作用指數(shù)（Isi）由2000年的0.189上升到2017年的1.833，說明城市群中17地市的空間相互作用不斷加強;人口密度（Isp）先上升，再下降，再上升，呈波浪狀變化，自2004年下降后一直處于上升狀態(tài);城鎮(zhèn)密度指數(shù)（Isu）變幅較小，基本維持在0.270左右，說明山東半島城市群的城鎮(zhèn)結構相對來說比較穩(wěn)定。總體上，2000—2017年，山東半島城市群的人口增長顯著，不同地區(qū)的空間相互作用加強，城市群空間結構越發(fā)緊湊。近年來，山東省路網(wǎng)的完善、經(jīng)濟的發(fā)展以及信息技術的進步等方面都對其空間結構的緊湊起到了積極的作用。

（三）集聚—擴散指數(shù)

1.人口集聚—擴散指標。從圖4可知，2000—2017年城市群的基尼指數(shù)呈上升趨勢，說明人口總體上呈現(xiàn)出向中心城市集聚的趨勢。因城市群中沒有人口規(guī)模極其突出的中心城市，說明人口集中分布在多個城市中。城市群的人口集聚在一個或幾個城市中，還是分散分布在多個城市地域中，都會影響城市群的經(jīng)濟效益[6]。山東半島的經(jīng)濟正處于增長階段，人口集聚會帶來知識外溢、市場共享等好處，對經(jīng)濟增長產(chǎn)生正面影響。但是，一旦人口集聚達到某一臨界值，過度的集聚反而會產(chǎn)生交通擁堵、環(huán)境惡化等問題，使集聚效應帶來的負面影響遠遠超過其帶來的正面影響，影響城市群的經(jīng)濟效益。因此，應正確看待城市群人口的集聚現(xiàn)象，采取有效措施，充分利用其帶來的積極影響，減輕其消極影響。

2.經(jīng)濟集聚—擴散指標。從圖5中可知，城市群的區(qū)位系數(shù)漸趨于0這一臨界值，說明山東半島城市群的經(jīng)濟的地區(qū)分布較為均勻，集聚現(xiàn)象并不明顯。同時，區(qū)位系數(shù)呈下降趨勢：2000—2002年上升，2002—2013年下降，2013—2017年再次上升，變化趨勢為倒S型。2000—2002年處于城市群的發(fā)展初期，通過中心城市的經(jīng)濟極化獲得城市群的經(jīng)濟集聚效應。2002—2012年，隨著中心城市的集聚度不斷提高，出現(xiàn)了環(huán)境惡化、交通擁堵等眾多問題，易造成集聚不經(jīng)濟現(xiàn)象的出現(xiàn)。因此，為了避免集聚不經(jīng)濟，城市群的經(jīng)濟結構逐漸向多中心演化，中心城市的職能開始向外疏解，形成多個經(jīng)濟中心。在此期間，城市群的經(jīng)濟集聚現(xiàn)象有所減弱。正是因為多個經(jīng)濟中心的產(chǎn)生，使城市群的經(jīng)濟空間再次擴大。之后，2013—2017年，眾多經(jīng)濟中心在這個更大的空間范圍內(nèi)再集中，城市群的經(jīng)濟集聚程度又得到提升。總體來說，2000—2017年，山東半島城市群的經(jīng)濟集聚不顯著，且呈現(xiàn)出均勻分散分布的趨勢。

（三）交通網(wǎng)絡

從圖6可知，2000—2017年山東半島城市群的交通網(wǎng)絡密度呈上升的態(tài)勢，說明山東省的交通設施網(wǎng)絡日益完善，交通對山東省發(fā)展的促進特別是經(jīng)濟的支撐作用日益提高。

區(qū)域的交通優(yōu)勢越顯著，經(jīng)濟發(fā)展的條件就越好。近年來，山東省政府對交通設施尤其是快速軌道交通的投資加大，交通優(yōu)勢不斷增強。同時，由于快速交通軌道是城市群的骨架[7]，是城市群整體發(fā)展的保障。因此，山東半島城市群的發(fā)展前景良好。

結語

本文綜合城市群單中心—多中心結構、空間緊湊度、集聚—分散指標和交通網(wǎng)絡密度指標，對2000—2017年山東半島城市群空間結構的演化特征進行了測度分析。得到如下結論：2000—2017年，山東半島城市群的首位度比較低，首位城市規(guī)模較小。同時，其空間結構在不斷調(diào)整，q值一直在變動，但絕對值一直小于1，為多中心結構，城市之間規(guī)模差異較小;2000—2017年，山東半島城市群的城鎮(zhèn)結構比較穩(wěn)定，人口密度呈增長趨勢，且城市間的相互作用不斷加強，城市群的空間緊湊度曲折上升;2000—2017年，山東半島城市群的人口呈現(xiàn)出集聚分布的趨勢，相反，城市群的經(jīng)濟分布比較均勻，集聚現(xiàn)象并不明顯;2000—2017年間，山東半島城市群的交通網(wǎng)絡密度大幅度上升，交通對山東半島城市群的支撐作用愈來愈明顯。

參考文獻：

[1]? 劉凱，吳怡，陶雅萌，等.中國省域生態(tài)文明建設對碳排放強度的影響[J].中國人口·資源與環(huán)境，2019，（7）：50-56.

[2]? 王佳寧.改革開放空間新布局：由政策主線觀察[J].東北財經(jīng)大學學報，2019，（2）：3-10.

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[4]? 夏天慈.基于空間流分析的成渝城市群空間結構特征研究[C]//中國城市規(guī)劃學會，杭州市人民政府.共享與品質(zhì)——2018中國城市規(guī)劃年會論文集，2018.

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[6]? 鄧麗君，張平宇，李平.中國十大城市群人口與經(jīng)濟發(fā)展平衡性分析[J].中國科學院研究生院學報，2010，27（02）：154-162.

[7]? 張慶瑜，鄒哲.快速軌道交通對城市群可達性影響研究——以京津冀城市群為例[J].城市，2019，（2）：14-20.

Research on Spatial Structure Evolution Characteristics of Shandong Peninsula Urban Agglomeration

ZHOU Yu-wen，PENG Meng-jie

（School of Geography and Environment，Shandong Normal University，Jinan 250358，China）

Abstract：The spatial structure of urban agglomerations is constantly evolving with the development of the city.Using the four indicators of single-center-multicenter，spatial compactness，agglomeration-diffusion，and transportation network，the evolution characteristics of the spatial structure of Shandong Peninsula Urban Agglomeration from 2000 to 2017 are studied.The results show that the Shandong Peninsula urban agglomeration has a multi-center structure，the first city is not prominent，the spatial compactness of the urban agglomeration continues to rise，the population is agglomerated，the economic agglomeration phenomenon is not obvious，and the road network density has increased sharply.It can provide guidance and reference for the formulation and implementation of future plans and policies of urban agglomerations.

Key words：Shandong Peninsula urban agglomeration;spatial structure of urban agglomerations;evolution characteristics

[責任編輯 文 遠]