唐 真,陈朝相

(广州大学 地理科学学院,广东 广州 510006)



广东省地级以上城市影响腹地划分研究

唐 真,陈朝相

(广州大学 地理科学学院,广东 广州 510006)

城市腹地一直是城市研究中的重点,如何科学地划分出城市的影响腹地,对区域经济发展具有重要意义。文章首先运用主成分分析法构建广东省21个地级城市的城市综合规模,其次采用GIS成本加权距离算法计算出城市的可达性,在此基础上结合城市综合规模和可达性构建出城市场强模型,据此运用成本分配的方法划分广东省21个地级市的城市影响腹地。研究结果显示,①广东省城市场强与综合规模、交通可达性基本呈正相关,呈现出以珠三角为中心高值,其余边缘地区为低值的“中心——边缘”结构；②广东省城市影响腹地的范围与其行政区划的吻合度较低,珠三角地区腹地面积小,空间破碎化,而粤东西北城市腹地面积大,空间上呈片状分布的特征。

城市腹地；场强模型；广东

1 引 言

城市腹地又称城市影响区、城市吸引范围或城市势力圈,是指中心城市对周围地区的社会经济联系起着主导作用的区域[1]。一直以来,城市腹地都是地理学和经济学界的研究热点问题[2]。区域的腾飞依托各中心城市和广大腹地的发展,合理地划分城市影响力及腹地的空间格局,可为区域协调、城市合作、城镇等级结构划分、城市群发展规划的制定等提供决策依据[3]。因此本文将尝试划分出广东省21个地级市的城市影响腹地范围,探讨背后的空间格局,以期为广东的区域协调发展提供参考。

2 研究方法与过程

关于城市腹地的研究最早可以追溯到克里斯塔勒(W.Christaller)的中心地理论中关于中心地吸引范围的概述[4]。至今,演变出了多种多样的城市腹地划分方法,如顾朝林提出的RD链模型[5],Huff概率模型[6],断裂点模型[7]、加权Voronoi算法[8]等。相对于这些经典的模型方法,场强模型在城市腹地的定量识别研究具有一定的优势。场强模型来源于物理学中的“重力模型”,因此城市腹地的大小与其综合规模成正比、两地间的距离成反比,计算公式如下[9]:

式中:Sik为 i城市在 k点上的场强；Fi为 i城市的综合规模；Dik为 i城市到 k点的距离,b为摩擦系数,一般取标准值2[10]。

地域内任意一点k受到域内所有城市的辐射,但各辐射强度不一,其中有一个城市的辐射强度值最大。因此,首先分别求出来自各城市的辐射强度值,然后根据“取大”的原则来确定每一点所受场强的归属地,最后表示出各城市的吸引范围,即可直观地显示出各个城市的腹地范围[11]。

作者认为,传统的场强模型存在两点不足之处。第一,城市综合规模一般采用单一的人口或经济指标作为城市规模,未能全面地描述城市规模；第二,随着交通网络的完善,两地间的物理距离并不能很好地描述两地间的实际距离成本。因此本文采用主成分分析法,选取16个指标来衡量城市的综合规模,结合GIS成本加权距离分析算法进行城市间的可达性分析,以此来构建城市场强模型。

城市综合规模所选指标如下：X1生产总值/元,X2固定资产投资总额/元,X3财政收入/元,X4社会消费品零售总额/亿元,X5市辖区人口/万人,X6人均国内生产总值/万元每人,X7公共图书馆图书藏书量/千册,X8医生数/人,X9科研综合技术从业人数/人,X10高等学校在校学生数/人,X11货运总量/万吨,X12邮电业务总收入亿元,X13全社会用电量/万千瓦·时,X14建成区面积/平方公里*为2013年数据。,X15建成区绿化覆盖率/%,X16工业污水排放量/万吨。根据这16个指标运用主成分法计算出广东省21个地级以上城市综合规模(表1)。基本全省综合规模最强的城市都集中在珠三角地区,综合规模较弱的地区主要分布在粤东和粤北山区。

在选择影响城市辐射扩散的阻力因子时应重点考虑交通通道的影响,不同的交通通道具有不同的交通密度和通行速度,直接影响了城市的可达性。本文将交通通道分为道路、水域和陆地,并分别赋予时间成本值(表2),即平均出行1km所需时间。①陆地：指除公路、铁路之外的陆地,假设理想情况下,步行的速度为5km/h,则时间成本为12min。②道路：分为铁路、高速公路、国道、省道以及一般公路,根据《中华人民共和国公路工程技术标准(JTGB01—2014)》及铁路等级结构,本文采用铁路时间成本为0.5min、高速公路的时间成本为0.5min、国道时间成本为0.75min、省道时间成本为1min。③水域：考虑当下水运在交通运输中依旧占有一定的比重,取其时间成本为2min。根据上述时间成本值,运用GIS成本加权距离法叠加不同道路类型进行时间成本栅格分析,以此确定任意城市的阻力值,从而得到广东省城市交通时间成本图(图1)。

表2 主要的交通通道的时间成本设定

从时间成本的空间分布来看,珠三角地区为主要的低值集聚区,其次为各地级城市所在地,而粤北和粤西则分布着大量的高值。表明广东省交通可达性存在着明显的区域差异性,珠三角地区城市可达性普遍较高,且从时间成本值的具体数值来看,珠三角地区几乎实现了1小时可达。而广大的粤东西北地区则主要以中高值为主,可达性较差,特别是粤北山区和粤西,由于远离广东经济中心,且受自然地形的阻隔,呈现出可达性的洼地。

图1 广东省地级以上城市交通时间成本

根据场强公式,结合上述城市综合规模和时间成本栅格数据,采用ArcGis10.0中的逻辑运算功能得到广东省的城市场强值(图2)。从空间分布来看,各城市场强值呈现出“中心—边缘”空间结构,珠三角高值地区形成核心集聚,个别高场强城市零星分布于外围,中间大量低值成片分布。珠三角地区已形成以广州、深圳、东莞和佛山为核心的高场强核心区,且远高于其余地区。粤北、粤西和粤东的城市场强呈现出“孤岛”状态,且各地级市的中心城市场强值明显大于周边地区。珠三角地区作为拥有广东最发达的城市群,交通发达,区域经济带动能力强,城市吸引能力也是其他地区所不能比拟的,在此基础上采用成本分配工具,得出城市影响腹地的范围。为了更直观地表征城市影响腹地和行政范围的空间特征,进一步将城市影响腹地与行政区范围进行叠置对比。

图2 广东省地级以上城市场强值

3 结果分析

从叠加结果来看,各城市影响腹地的范围与行政区吻合度较差,城市腹地面积与经济规模非正相关。珠三角城市的影响腹地呈现出破碎化,而粤东西北地区则呈现出片状的空间特征。如图3所示。

珠三角地区无论是城市综合规模、城市密度、还是城市场强,都具有较高水平,而城市的行政面积偏小,城市间竞争激烈,这就导致了珠三角地区较小的、破碎化的城市影响腹地。广州市城市影响腹地集中在中心城区。而行政区北部从化、花都地区在广清一体化的影响下,与清远市的交通、经济联系愈加紧密。而清远市承接的大量广州传统产业转移也主要分布在广清边界,使得广清边界人口呈现出快速集聚的态势。相反,从化、花都因长期处于广州市的边缘位置,其产业体系独立于广州市之外。人口结构、生活水平、产业结构等与北部的清远更具有相似性。同样,广州东部的增城区因处于广州的边缘位置,与周边东莞、惠州的经济联系更为频繁,因此广州北部和东部分别受清远、东莞、惠州的影响相对较强。深圳市城市综合规模、城市场强均位居第二,但因受到北部广州、东莞的挤压,其城市影响腹地也未能向北部延伸,基本上局限于本市行政区范围内。破碎化的城市影响腹地从另一个方面也说明了珠三角地区城市发展相对均衡,都具有一定的吸引能力和竞争活力。

而粤东西北地区,因城市密度较小、距离珠三角较远、城市行政面积普遍较大且周边地区普遍都是场强较弱的小城镇,故城市腹地面积反而更大,成片状分布。这也说明了粤东西北部内部存在发展不均衡的现象,地区经济发展依旧依靠中心城市的带动,也反映出城市发展要素大量集聚于中心城市。这种集聚虽然促进了中心城市的发展,使之保持较高场强值,但也剥削了广大中小城市发展的要素,导致地区竞争活力不足的局面。

图3 广东省地级以上城市影响腹地与市域行政范围的叠置

4 结论与讨论

采用场强模型测算了广东省21个地级市城市的影响腹地范围,分析发现城市场强分布呈现出“中心—边缘”的

空间结构,场强值大的城市集中在珠三角核心地区,个别高场强值城市零星分布于外围地区,与各地的经济发展水平基本一致。将城市影响腹地与行政区叠置分析发现,二者吻合度较低,呈现出珠三角核心地区破碎化而外围地区成片状分布的特征。珠三角城市由于城市场强普遍较强、地区竞争较为激烈,城市的影响腹地反而普遍较小。而广大粤东西北地区受来自于珠三角的城市辐射有限、周边中小城市竞争活力不足、自身吸引能力较强而行政面积大等原因,普遍城市影响腹地范围较广。

城市腹地划分问题十分复杂,因此本文有以下两点不足之处。首先,运用主成分法确定城市综合规模时在指标的选取上具有不可抗拒的主观因素；其次,城市场强边界是社会经济联系的断裂点,很难显示出清晰的界限,我们在进行其与行政区范围叠置分析时采用了“取大”法则,作者认为此点需进一步完善。

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10.13939/j.cnki.zgsc.2016.47.046

唐真(1990—),女,四川达州人,广州大学地理科学学院人文地理专业,2014级硕士研究生。研究方向：新经济与城市发展,服务业地理；陈朝相(1988—),男,广东湛江人,广州大学地理科学学院人文地理专业,2014级硕士研究生。研究方向：新经济与城市发展。