基于可達性與競爭力的城市腹地范圍演變研究
——以揚子江城市群為例

韓艷紅,董 平,文玉釗,徐 琪,馬穎憶

(1.南京曉莊學院環境科學學院,江蘇 南京 211171)(2.南京師范大學地理科學學院,江蘇 南京 210023)(3.江蘇省地理信息資源開發與利用協同創新中心,江蘇 南京 210023)(4.河南財經政法大學資源與環境學院,河南 鄭州 450046)(5.金陵科技學院建筑工程學院,江蘇 南京 211169)

城市腹地范圍是指中心城市輻射力對周邊地區的社會經濟聯系起主導作用的地域[1]. 20世紀50年代開始,國外學者對城市腹地范圍開展研究,探討中心城市空間布局的優化[2],分析城市系統的地域演變規律[3],豐富了城市腹地范圍研究的理論體系[4]. 國內學者進行了大量的實證研究[5-8],運用現代交通網絡[9]、客運流[10]、企業網絡[11]等數據,采用引力模型、斷裂點法、加權Voronoi圖、社會網絡分析、場強模型等方法定量測度城市腹地范圍[12-14]. 場強模型是城市腹地范圍研究常采用的方法,已有成果多選擇單一指標計算競爭力指數. 劉瑋辰等[15]、曾冰等[16]構建綜合指標體系,全面評價城市競爭力,避免了單一指標的片面性. 可達性常用的度量方法有距離法、頻率法、重力模型法等[17],交通地理數據是可達性計算的基礎,其中高鐵搭建起城市群發展的框架,有效提升區域的可達性[18-19],增強中心城市的輻射力和影響力[20-21],進而引導區域空間格局的重構[22-23],重塑經濟空間布局[24-27],對城市腹地范圍的演變產生關鍵影響[28].

城市群是參與全球競爭和分工的新興地域單元,已成為全球最具活力和競爭力的核心區. 揚子江城市群包括江蘇省沿江八市,處于“一帶一路”和長江經濟帶兩大國家戰略交匯地帶. 2016年10月原江蘇省委書記李強提出打造揚子江城市群的構想,指出“江蘇無論是參與未來國際競爭還是推動區域協調發展,都需要構建新的戰略載體,建設揚子江城市群是現實選擇. ”揚子江城市群建設成為江蘇省委省政府的重大戰略決策,研究揚子江城市群腹地范圍的演變規律,有利于進一步推進江蘇沿江區域整合發展,彰顯長江經濟帶和長三角城市群國家戰略實施中的江蘇使命. 本文采集交通地理數據,研究揚子江城市群腹地范圍空間形態的演變規律,并進一步探討揚子江城市群協同發展的對策,以期解決區域一體化過程中遇到的問題,為制定因地制宜的區域發展戰略提供借鑒.

1 研究數據與方法

1.1 研究區域界定

揚子江城市群指江蘇省沿江地區,包括蘇南五市、蘇中三市,總面積約5.1萬km2,占全省總面積48.18%,2018年年末常住人口占全省的62.27%,地區生產總值占全省的77.35%,是江蘇經濟發展的重心所在. 由于2013年高淳縣、溧水縣撤縣設區,2015年縣級金壇市撤銷,設立常州市金壇區,到2018年揚子江城市群縣(市、區)數量共計29個,研究區最終統一為29個研究單元.

1.2 研究方法

1.2.1 可達性評價方法

本文選用距離法來度量可達性,距離法適合于宏觀層面的可達性評價,計算公式為:

(1)

式中,Ai為i節點的可達性;j為區域中的柵格;n為柵格的數量;Tij為從節點i到節點j的最短時間距離.Ai值越小,說明i節點的可達性越好,反之則差.

將揚子江城市群交通矢量圖柵格化,以500 m×500 m為柵格計算單元,計算每個柵格的成本,得到成本柵格圖. 網格速度賦值依據國家公路工程技術標準,結合區域路網通行實際情況,各級公路運行速度分別設定為:高速120 km/h、國道80 km/h、省道60 km/h、縣鄉道50 km/h. 利用ArcGIS軟件的成本加權距離空間分析法,分別以揚子江城市群29個節點為目的地,計算揚子江城市群平均可達性.

1.2.2 改進場強模型

利用改進場強模型研究中心城市對周邊地區的影響力,構建綜合指標體系測度城市競爭力,同時將城市間的物理距離轉化為時間成本. 改進場強模型計算公式為:

(2)

式中,Fik為中心城市i對區域內任意一點k的場強;Mi為中心城市i的競爭力指數;Dik為i與k之間的時間成本,本文取兩者間的最短旅行時間.

傳統場強模型的競爭力指數大多選用人口和GDP來測度城市競爭力,選取指標過于單一,易導致結果片面. 本文遵循數據的科學性、代表性和可獲取性原則,借鑒已有研究成果[15-16],從城市規模、城市經濟發展、人民生活水平、城市建設4個方面構建綜合指標體系,利用主成分分析法測算城市競爭力指數,綜合指標共計16個,主要為:城市規模(2個),包括城市人口、建成區面積;城市經濟發展(5個),包括GDP、人均GDP、實際外商直接投資、社會消費品零售總額、地方財政收入;人民生活水平(4個),包括城鎮非私營單位在崗職工年平均工資、農村居民人均純收入、城鎮居民人均可支配收入、人均城鄉居民年末儲蓄存款余額;城市建設(5個),包括人均公共圖書館藏書量、衛生機構床位數、客運總量、貨運總量、人均郵電業務量.

1.3 數據來源與處理

1.3.1 經濟數據

經濟型數據來源于江蘇省和各市統計年鑒、國民經濟和社會發展統計公報. 對國內生產總值等價格型數據以1999年GDP平減指數為基期進行了不變價處理. 揚子江城市群行政區劃以2018年29個縣(市、區)為基準進行歸并.

1.3.2 交通網絡數據

揚子江城市群交通網絡數據來自于對應年份的《江蘇省交通圖》,利用ArcGIS軟件對交通網絡數據進行矢量化. 選取1999年、2005年、2011年和2018年4個時間斷面,分別代表揚子江城市群交通網絡演變的4個典型時期,即高等級公路大發展時期、高等級公路主導時期、高鐵大發展時期、高鐵穩定發展時期.

(1)高等級公路大發展時期:這一時期揚子江城市群高等級公路開始興建,合寧高速、滬寧高速、滬陜高速寧通段、京滬高速、寧蕪高速、滬蓉高速、312國道、沈海高速等高等級公路陸續建成通車.

(2)高等級公路主導時期:這一時期揚子江城市群高速公路發展較快,204國道江蘇段改擴建工程全線貫通,滬陜高速、328國道建成通車,高等級公路在這一時期基本建成,高速公路骨干網絡已形成.

(3)高鐵大發展時期:這一時期揚子江城市群進入高鐵大規模建設和通車時期,合寧鐵路、滬寧城際高速鐵路、京滬高鐵先后建成通車,最高運營時速分別為250、300、350 km/h,高速鐵路縮短了城市之間的時間距離,促進了揚子江城市群一體化發展,揚子江城市群主要鐵路如表1所示.

表1 揚子江城市群鐵路速度變化Table 1 Railway speed change of Yangtze River City Group 單位:km/h

(4)高鐵穩定發展時期:這一時期揚子江城市群進入高鐵穩定發展時期,寧杭高速鐵路、寧安高速鐵路、寧啟鐵路復線先后開通運營,最高運營時速和設計時速分別為300、200和120～200 km/h.

2 實證研究結果與分析

2.1 揚子江城市群可達性演變

利用ArcGIS軟件分析得出揚子江城市群平均可達性圖,如圖1所示. 揚子江城市群可達性改善顯著,整體而言,蘇南城市的可達性優于蘇中城市,滬寧沿線城市的可達性優于偏離滬寧沿線的城市. 由于長江天塹的存在,滬寧沿線的交通一直以橫向發展為主,京滬鐵路、京滬高鐵、滬寧城際、滬蓉高速公路使得蘇南與上海之間的交通聯系更加便捷,可達性較優. 從可達性變化來看,4個時期中心城市間可達性的最大值分別為5.07、3.27、2.58、2.46 h,分別降低了55.05%、26.74%、4.88%;中心城市到其他城市的平均可達性最大值為3.49、2.34、1.92、1.84 h,分別降低了49.15%、21.88%、4.35%;中心城市到其他城市可達性的平均值為1.49、1.22、0.92、0.84 h,分別降低了22.13%、32.61%、9.52%.

圖1 揚子江城市群平均可達性圖Fig.1 Average accessibility of Yangtze River City Group

如表2所示,高等級公路大發展時期平均可達性大于1.5 h的區域面積占比為42.4%. 蘇州市區、無錫市區、常州市區、江陰市、靖江市、泰興市的平均可達性為0.4～1.0 h;錫澄軸線連接長江兩岸可達性較優的區域,形成工字形格局;偏離長江的區域可達性達到3～4 h. 這一時期可達性相對滯后,是因為本時期高速公路建設剛起步,1996年滬寧高速通車,實現了江蘇省高速公路零的突破,此后陸續通車的滬陜高速寧通段、京滬(錫澄)高速有效地改善了沿線區域交通運輸條件.

表2 揚子江城市群的平均可達性面積Table 2 Average accessibility area of Yangtze River City Group

高等級公路主導時期平均可達性為0.4～1.0 h的區域面積占比為21.0%,平均可達性為1.0～1.5 h的區域面積占比為65.9%,分別比上一時期提高了9.2%和20.2%,區域平均可達性得到改善,這是因為高等級公路在本時期基本建成,同時道路的改擴建提高了道路等級.

高鐵大發展時期揚子江城市群平均可達性為0.4～1.0 h的區域面積占比上升為70.6%,長江兩岸可達性較優的區域已經連成片;啟東、如東、寶應、興化、南京高淳區等平均可達性為1.0～1.5 h,面積占比為28.4%;平均可達性為1.5～2 h的區域面積占比僅為1.0%. 高鐵大發展時期平均可達性改善較顯著,這是因為滬寧城際、京滬高鐵都在該時期建成,對區域可達性改善起到了重要的作用.

高鐵穩定發展時期平均可達性為0.4～1.0 h的區域面積占比為79.7%,平均可達性為1.0～1.5 h的區域面積占比為19.8%,平均可達性小于1.5 h的區域面積占比相對高鐵大發展時期提升了0.5%,區域可達性改善并不顯著. 這是因為滬寧城際、京滬高鐵在前一時期已基本建成,而北沿江高速鐵路、南沿江城際鐵路、鹽泰錫常宜城際鐵路仍處于在建或開工籌備當中,當沿江高鐵環建成后,揚子江城市群平均可達性將再上一個臺階. 交通網絡的不斷完善使要素可以在城市群內部快速流動,從時空距離上為區域一體化提供了可能. 這一時期寧杭高鐵的開通改善了南京、溧陽、宜興的可達性,平均可達性為1.5～2 h的區域面積占比僅為0.5%,1.5 h通勤圈已基本形成.

2.2 揚子江城市群腹地范圍演變

利用改進場強模型,計算揚子江城市群腹地范圍的演變,如圖2所示.

圖2 揚子江城市群腹地范圍演變Fig.2 Urban hinterland evolution of Yangtze River City Group

如表3所示,揚子江城市群八城市中蘇州的腹地最大,4個時期腹地面積分別為21 980.25、24 128.44、28 747.86、26 721.75 km2,腹地面積占比基本在50%以上. 這是由于一方面蘇州地理位置優越,交通便捷,可達性較優;另一方面,蘇州競爭力強,蘇州人口規模和GDP水平一直都居全省第一位,蘇州擁有昆山、張家港、常熟、太倉等全國百強縣,經濟總量遙遙領先于全省,是長三角最富裕的城市之一,在城市規模和城市經濟發展方面得分較高,同時蘇州在人民生活水平、城市建設方面分值也較高.

表3 揚子江城市群腹地面積Table 3 Urban hinterland of Yangtze River City Group

南京是揚子江城市群的另一引擎,腹地范圍較大,4個時期腹地面積分別為8 876.75、8 946.55、8 093.48、9 044.50 km2,腹地面積占比基本在20%左右. 這是因為南京的競爭力較強,城市競爭力指數僅次于蘇州,同時南京是合寧鐵路、滬寧城際高速鐵路、京滬高鐵、寧杭高速鐵路、寧安高速鐵路的重要節點城市,可達性較優. 南京的腹地包含句容、鎮江市區和丹陽等部分地區,這是因為鎮江的競爭力相對較弱,句容、鎮江市區和丹陽等部分地區距南京較近,受南京的影響更大,成為南京的腹地.

南通的腹地面積大小僅次于蘇州和南京,4個時期腹地面積分別為6 684.25、6 320.20、3 937.27、4 663.25 km2,腹地面積占比基本在10%左右. 南通競爭力相對較強,2019年南通市GDP已接近萬億水平,城市規模和城市經濟發展分值相對較高. 南通競爭力雖強,但可達性成為瓶頸,截止2018年,南通的過江通道只有蘇通長江公路大橋和崇啟長江公路大橋,過江通道“針腳”間距過大,交通不便捷,制約了蘇州、上?？缃蚰贤ǖ妮椛? 整體而言,南通腹地呈縮小趨勢,2011年南通腹地面積比重下降了5.34%,這是因為2008年、2011年蘇通長江公路大橋、崇啟長江公路大橋分別通車,過江通道加強了南通與蘇州、上海之間的聯系,南通市區、海門市部分沿江地區變成了蘇州的腹地.

無錫、常州、鎮江的腹地都背離蘇州,無錫、常州表現得更典型,其腹地形狀如同彗星的彗尾偏離太陽,體現了蘇州強大的影響力. 無錫、常州、鎮江的腹地呈縮小趨勢,1999-2018年無錫、常州、鎮江的腹地面積比重分別降低了1.98%、0.86%和0.38%. 由于蘇南城市可達性均較優,城市腹地范圍演變更多受城市競爭力的影響. 無錫、常州的腹地縮小,是因為無錫、常州距蘇州較近,且與蘇州的競爭力差距越來越大,4個時期蘇州的競爭力指數分別為無錫的1.75、2.02、2.55、2.74倍,為常州的4.65、5.84、6.77、6.06倍,在汲取效應作用下,無錫、常州的腹地逐漸縮水. 鎮江的腹地縮小,是因為鎮江與南京毗鄰,受南京的影響較大,且鎮江發展相對較慢,4個時期南京的競爭力指數分別為鎮江的4.88、6.52、6.88、7.12倍,鎮江成為揚子江城市群中競爭力指數最小的城市. 泰州、揚州腹地面積占比基本在2%、4%左右,腹地相對較小是因為蘇中城市可達性相對較差,興化、寶應、高郵一帶的可達性更是短板,蘇南五市之間有京滬鐵路、京滬高鐵、滬寧城際,蘇中只有寧啟鐵路,泰州至今未通高鐵. 泰州、揚州的腹地相對較小的另一個原因是競爭力指數相對不高,以揚州為例,4個時期揚州的競爭力指數分別只有蘇州的20.81%、12.57%、10.41%、12.13%.

3 揚子江城市群協同發展設想

3.1 打造增長極,引領區域一體化發展

研究結果表明,揚子江城市群1.5 h通勤圈已基本形成,快速化、網絡化的綜合交通運輸體系密切了城市間的聯系,同時揚子江城市群腹地范圍互相交錯,城鎮邊界較模糊,如南京腹地延伸到鎮江西部,腹地范圍包含了句容、鎮江市區和丹陽等部分地區,常州腹地延伸到鎮江東南部,腹地范圍包含了丹陽部分地區,常州新北區和鎮江丹陽、南京龍潭和鎮江句容等交界區域已連成片,區域一體化優勢顯著. 揚子江城市群共享吳越文化,生活方式和生活習慣相似,形成了共同的區域性格,淡化了行政區劃的屬地意識,具備了區域一體化的先天優勢. 提升區域一體化水平要求進一步提升南京的首位度,南京與蘇州同為揚子江城市群的引擎,但南京的競爭力指數和腹地面積均小于蘇州,2018年南京在全國省會城市首位度排名中居倒數第二,僅高于濟南. 雙引擎城市發展格局制約了南京中心城市地位的形成,也制約了南京在揚子江城市群中發揮示范帶動作用. 南京應充分發揮自身優勢,積極推進寧鎮揚同城化建設,優化產業布局和融合,強化中心城市地位,把南京打造成引領揚子江城市群的重要增長極,由點及面發揮輻射帶動作用,引領區域一體化發展.

3.2 優化蘇中可達性,打造1 h通勤圈

1999年揚子江城市群平均可達性為0.4～1.5 h的區域面積占比為57.5%,2018年揚子江城市群平均可達性為0.4～1.5 h的區域面積占比為99.5%,揚子江城市群平均可達性改善顯著,1.5 h通勤圈已基本形成. 進一步打造1 h通勤圈的瓶頸在于蘇中地區,泰州至今未通高鐵,興化、寶應、高郵、啟東、如東等部分地區平均可達性在1.5 h以上,需進一步優化區域可達性,著力構建現代化的綜合交通樞紐體系.

高鐵是立體綜合交通樞紐體系的關鍵一環,沿江高鐵環和鹽泰錫常宜城際鐵路的通車將進一步改善區域可達性. 揚子江城市群可達性優化的關鍵在于蘇中地區,目前北沿江高速鐵路和鹽泰錫常宜城際鐵路尚未開工,要加快推進工程建設,早日結束泰州沒有高鐵的歷史,優化蘇中可達性. 揚子江城市群9條城際軌道交通線將在2025年前建成通車,隨著交通網絡的進一步完善,揚子江城市群1.5 h通勤圈將升級為1 h城市交通圈.

3.3 加速跨江融合,縮小區域差距

由于蘇通長江公路大橋、崇啟長江公路大橋通車,2011年南通腹地面積占比相對2005年下降了 5.34%,南通市區、海門市部分沿江地區變成了蘇州的腹地,可見過江通道極大地促進了蘇南城市的跨江輻射. 長江天塹制約了長江兩岸的經濟聯系,蘇南城市跨江輻射受阻,區域發展差距拉大,要縮小區域差距,就要加速跨江融合,跨江融合的關鍵是過江通道建設. 完善的過江通道系統有助于實現長江兩岸一體化連接,促進寧鎮揚、錫常泰、(滬)蘇通經濟板塊緊密融合與協調發展,更好地策應長江經濟帶發展等國家戰略.

蘇中城市競爭力相對較弱,應加密過江通道,推動兩岸城市跨江融合發展,實現蘇中崛起. 目前揚子江城市群共有15座過江通道,基本保障了南北兩岸日益增長的要素流動,但隨著經濟社會的快速發展,過江運輸需求增加迅猛,過江通道仍不堪重負,如蘇通大橋、江陰大橋、南京二橋、泰州大橋和潤揚大橋交通壓力較大,過江通道“針腳”仍需持續加密. 預計2035年江蘇過江總交通量為220萬當量小客車/日左右,約需40個過江通道,可通過合理規劃、增加過江通道滿足南北資源互通需求. 到2035年江蘇規劃過江通道45座,其中南京河段24座、鎮揚河段6座、錫常泰河段7座、滬蘇通河段8座,南京長江岸線過江通道最密集處,平均不到2 km就有一座過江通道. 南通、南京的長江岸線長度相當,但南通過江通道相比南京稀疏了太多,蘇通段過江通道密度遠遠不夠,蘇通段過江通道建設仍需進一步合理規劃.

4 結論

揚子江城市群可達性改善顯著,高等級公路大發展時期可達性相對滯后,平均可達性大于1.5 h的區域面積占比為42.4%;到高鐵穩定發展時期,揚子江城市群平均可達性為1.5～2 h的區域面積占比僅為0.5%,1.5 h通勤圈已基本形成.

揚子江城市群腹地范圍演變表現為蘇州的腹地較大,腹地面積占比基本在50%以上,南京腹地面積占比基本在20%左右,南通腹地面積占比基本在10%左右,無錫、常州、鎮江、泰州、揚州的腹地面積相對較小.

依據實證研究結果,本文提出揚子江城市群協同發展設想:打造增長極,引領區域一體化發展;優化蘇中可達性,打造1 h通勤圈;加速跨江融合,縮小區域差距.

本文利用改進場強模型,對城市腹地范圍的劃分是基于可達性和競爭力的近似劃分,城市競爭力測度采用綜合指標體系代替以往的單一指標,具有一定的現實意義,但由于文化、政策等因素難以量化,本文的競爭力測度有一定的局限性,全面研究城市群腹地范圍的劃分是下一步的努力方向.

本文以2018年交通網絡數據作為高鐵穩定發展時期的研究數據,事實上,揚子江城市群的交通網絡處于不斷優化中,由于一批鐵路和過江通道正在建設,南沿江城際鐵路已開工,北沿江高速鐵路和鹽泰錫常宜城際鐵路尚未開工,北沿江高速鐵路的線路走向、具體設站情況尚未正式確定,因而本文未選擇規劃的交通網絡數據進行研究. 沿江高鐵環建成通車后揚子江城市群可達性和腹地范圍演變研究將更具價值.