牛叔文,罗光华,2,董建梅,牛云翥

(1.兰州大学资源环境学院,甘肃兰州 730000;2.辽宁师范大学历史文化旅游学院,辽宁大连 116029)

投资约束下的公共服务的均等化配置：甘肃省公路设施的需求分析

牛叔文1,罗光华1,2,董建梅1,牛云翥1

(1.兰州大学资源环境学院,甘肃兰州 730000;2.辽宁师范大学历史文化旅游学院,辽宁大连 116029)

公路设施的合理配置是促进我国公共服务均等化的重要方面。基于甘肃省公路设施的地区需求和地形复杂度对公路建设投资成本的影响,分析甘肃省公路建设的均等化配置问题,结果表明公路设施在省域腹地的密度高,而在边远地区低,而按人口、经济产值平均和地均的分布趋势则相反。未来的公路设施配置不应谋求公路空间通行能力的均等化,而应在投资约束下实现公路设施对社会经济服务的均等化。现阶段人口密度较高的黄土丘陵地区应是甘肃改善公路设施的优先地区。

公路可达性;地形复杂度;公路设施投资;均等化配置;甘肃省

一、问题的提出

经济增长的最终目的是实现人的发展。建立有效的公共服务体制,是使经济增长成果转化为人的全面发展的有效途径。但是,目前全社会公共需求快速增长同基本公共产品短缺的矛盾已成为当前中国突出的矛盾。在这样一个大背景下,加快建立惠及 13亿人的基本公共服务体系,逐步实现基本公共服务的均等化,不仅可以使中国经济增长建立在人的全面发展的基础上,实现可持续发展,还可以有效地缩小收入分配差距,最大限度地实现社会和谐[1]。我国的公共服务提供体制是一套以政府公共服务能力为基础、城乡区别对待的供给导向型的服务模式,而对于各行政辖区内的实际公共需求反应并不明显。这种基于政府能力和偏好而非实际公共需求的公共服务提供机制,是引致当前基本公共服务领域非均等问题出现的重要原因。从技术上看,我国还没有针对实现基本公共服务均等化目标来建立一套基本公共服务的供给标准和与这些标准相对应的客观因素评估方法。逐步变革基本公共服务提供的决策方式,更多关注现实公共需求的变化,是最终实现城乡乃至全国基本公共服务均等化的关键。

加拿大财政学者 B.Dahlby和 L.S.W ilson(1994)从纯经济学的角度明确界定了地区间公共服务均等化是一种“合理的、可比的”均等。所谓“相对的”或“合理的、可比的”公共服务水平是指经过转移支付制度调整后,使各辖区筹集公共资金的边际成本相等时所决定的公共服务水平,而此时社会总成本才最小[2]。国内大部分学者也认为均等化不是完全的平均,而是一个相对的概念,但在具体界定上有不同看法。王伟同 (2009)认为经济发展不平衡、自然和地理环境不同、人文风俗习惯差异等等造成不同地区的社会公众对基本公共服务的需求存在着差异;基本公共服务均等化的涵义不是所有公民均衡划一的公共服务供给,而是指具有相同公共需求的公民,可以享受到大致相同的公共服务[3]。贾康 (2007)认为公共服务均等化是分层次、分阶段的动态过程,当前我国公共服务均等化程度还很低,应首先将工作重点定位于实现区域公共服务均等化,同时加快城乡公共服务均等化、兼及居民公共服务均等化[4]。

中国西部地区经济落后,在我国政府间的转移支付机制尚未完全建立的情况下,地区财力和财政支付能力有限,公共服务的均等化在短时间内难以实现。如何在有限的资源条件下,改变以往以效益为主导的资源分配方法,兼顾公平与效益、优化公共服务的配置是值得探讨的现实问题。公路作为一个地区或国家发展最基础的公共设施,公共服务作用尤其重要。因为人员和物资在空间上的流动在很大程度上都要通过公路来实现。Carlino和Mills(1987)发现较大的州际公路密度与较高的制造业就业水平相关联[5],Carlino和Voith[6](1992)还注意到公路长度增加了所在州的生产力。Becky P.Y.Loo(2000)应用典型相关分析揭示了中国珠江三角洲运输与发展之间的相互作用关系,得到了相似的结论[7]。Joseph Berechman等人 (2006)研究了公路资本对跨地区产出影响的变异性,发现运输资本对州、县级水平上的产出具有积极的、统计意义上的效果[8]。Deborah Fahy Bryceson(2008)的研究表明,改善公路可以扩大偏远地区公共服务的供给,减少贫困[9]。显然,对于发展中国家和地区而言,提高公路的可达性是促进发展的必要条件。

中国西部地广人稀,地理背景复杂,交通基础设施建设的比较成本较高。由于经济欠发达,基础设施投资不足,公路密度低,地区可达性差。从 1999年中国实施西部大开发战略以来,对交通运输建设的投资有所增加。但在幅员广大的西部地区,用于公路建设的投资仍是很有限的。而且甘肃省内地理背景复杂,交通基础设施建设的自然条件各地不一,约束了公路建设投资的绝对公平性。在投资额度短期保持一定水平的现状下,如何优化公路设施服务配置是一个值得探讨的现实问题。本文以甘肃省公路设施为例,提出了一个有限资源约束下公路设施均等化的合理配置框架。

二、研究区域的概况

甘肃省位于中国西北,地理坐标为东经92°13′-108°46′,北纬 32°31′-42°47′,土地面积42.58万 km2。它是中国唯一兼有三大自然区 (西北干旱区、东部季风区和青藏高原区)各一部的省份,省内地域峡长,气候和地形十分复杂。从西北的阿尔金山、祁连山到西南的甘南高原这一弧形地带属青藏高原区,为山地、高原地形,海拔多在2000m以上;乌鞘岭以西、阿尔金山和祁连山以北为长达千余公里的走廊平原 (通称河西走廊),走廊以北是断续的残山丘陵和荒漠戈壁;乌鞘岭以东、渭河以北为黄土高原,地表破碎,有丘陵沟壑、川道;渭河以南为西秦岭和岷山山地,山高谷深。这种地理条件对人口、产业和公路设施的空间分布产生了重要影响,公路基础设施的投资成本也由此存在巨大差异。

自古以来,甘肃就是一个通道型的省份,著名的丝绸之路在甘肃境内有 1300km,陆路运输在漫长的历史时期发挥了重要作用。今天,甘肃省内虽有铁路、公路、航空和河运多种运输方式,但多集中在省域的中间地带,边远地区只有公路设施,且密度小、等级低,难以提供有效的公共服务。甘肃独特的地形,使得公路在联系城乡、促进流通、活跃地方经济和提高人民人活水平等方面发挥着重大作用。2008年甘肃省的公路密度为 23.25km/km2,全国平均公路路网密度为38.36km/km2,是甘肃的 1.5倍之多。甘肃仍属于交通基础设施明显不足的地区。从公路总量上看,甘肃 6个等级公路面积合计 385.09km2,占全省土地总面积的 0.904‰,即公路用地比重不到 1‰(其中不包括边坡保护、排水等辅助用地)。从公路等级构成来看,甘肃省高速公路占地 57.12km2,由二级、三级公路组成的国道和省道占地 116.29km2,四级和乡村道路占地211.68km2。高等级公路的比重小,低等级公路的比重大。

2007年甘肃人口 2608万,平均人口密度 61人/km2,但在空间上存在着巨大的差异。城镇、绿洲、川道、塬地、盆地人口密集,但在山地、荒漠地区人口稀疏。2007年,甘肃人均 GDP10346元,只有全国平均值的 53%,是国内贫困面较大的省份。在省内发展水平的差异也很大,2007年人均 GDP元在 3000元左右的县有 30个,这些县大部位于省域的边远地区,省内大部贫困人口也分布于此。可以说,交通基础设施落后仍然是制约这些地区社会经济发展的主要因素。加快公路设施的建设,优化增量配置,即以有限的投入使最多的人口享受公路基础设施的有效服务,成为甘肃缓解贫困、促进地区发展的重要方面。

三、研究方法和资料

(一)公路设施的地区需求差异

可达性是个体自由参与外界活动能力的一种测度 (Weibull,1980),表现了运输系统所提供的到各个地点的服务水平[10]。公路可达性可以表现出目前公路对人口、经济发展需求的支撑能力。ThomasW.Sanchez(2008)认为可达性受运输系统的性能和土地利用系统特点的影响,前者反映到达一个目的地的时间或成本,后者反映潜在目的地的特性[11]。国内学者对于可达性的理论分析欠缺,但基于公路网络来测度地点与地点之间的可达性做了一些探讨[12-14]。在已有的研究中测度公路可达性的指标包括：空间直线距离、实际距离、公路密度、机动车运行速度、运行成本、旅行时间、效用函数等。具体方法有基于累计机会的测度和基于引力的测度,不仅计量机会的大小,而且计量可能的持续期[15-16]。在本项研究中,我们用公路面积和公路最高通车速度来衡量公路的可达性水平。单位人口、产值、面积享有的公路可达性可作为一个反映地区公路需求指标,反映区域之间公路享有和公路需求的差异。具体计算公式如下：

(1)-(3)式中,wi为第 i种等级公路的宽度(km),li为第 i种等级公路的长度 (km),vi为第 i种等级公路对机动车辆运行的限定最高时速(km/h),可反映公路的坡度、弯度、路面平整程度等质量特点;P为区域人口;A为区域土地面积;RP为单位人口的公路通车能力,是人口享有公路服务的均衡度的反映,其值越小,表明人口对公路的需求越大。RC为单位产值的公路通车能力,可反映一定经济发展水平下区域公路服务的差异,其值越小表明经济发展对公路的需求越大。RA为单位面积的公路通车能力,是区域享有公路服务的均衡度的反映,其值反映区域空间距离对公路的需求。

表1 甘肃不同等级公路的路宽和行车限速

根据国家的《公路工程技术标准》(2004)[17]和甘肃公路分级的实际限速,wi和 vi的取值如表1。在平原、丘陵和山地不同的地形条件下,wi和 vi的取值存在差异。同一等级的公路 wi和 vi的取值平原地区高,丘陵中等,而山区较低。

(二)地形复杂度的估算及其与投资成本的关系

1.地形复杂度的估算

公路的建设成本与地形状况有着高度的相关性,即建设成本是地形复杂度的函数。而地形复杂度又是海拔高度、坡度的函数,它反映公路交通设施建设的难易程度及投资成本差异。地形复杂度用下式计算：

(4)-(6)式中：CE为地形复杂度,CE1为海拔复杂度,CE2为坡度复杂度;Ki为 i种海拔高度的土地面积占各单元的土地总面积的比重,Kj为第 j种坡度上的土地面积占各单元的土地总面积的比重。chi为 i种海拔高度下的复杂度,csj为 j种坡度上的复杂度。λ1为海拔高度的影响权重,λ2为坡度的影响权重。海拔越高、坡度越大则地形越复杂,其隶属函数[18-19]定义如下：

(7)式中,h为海拔高度 (m),(8)式中,s为坡度。

各单元不同海拔和坡度的面积数据是以数字地形模型 (DEM)为底图,按 4个海拔高度(＞3000m、3000-2000m、2000-1000m、1000-500m)和 5个坡度等级 (＜3°,3°-8°,8°-15°,18°-25°, ＞25°)提取的 ,全省共有 83个 4 ×5的面积矩阵。

2.地形复杂度与投资成本的经验关系

在地形复杂的地方修建道路,不仅需要挖方、填方,还需要架设桥梁、开挖隧洞,投资成本大大增加。因此,公路建设成本与所建地区的地形复杂度之间存在着函数关系。2003年以来甘肃省内建成或开工建设的 15条 4车道高速公路,等级相同,但地形条件不同,具有较好的可比性。相关数据如表2所示。

将单位长度的公路投资系数和地形复杂度进行回归分析,反映二者的经验关系。根据表2中的数据,建立公路投资系数和地形复杂度的经验关系式。这 15项工程覆盖了甘肃各种地形条件,结果具良好的指数关系,见图1。

图1 单位公路里程投资与地形复杂度的关系

(9)式中,y为投资系数,CE为地形复杂度。在 (9)中,投资系数 y随着 CE的增加加速上升,意味着 CE变化对公路建设的投资影响巨大。相同的投资在不同的地形条件下改善公路可达性的效果不同,不同地区获得相同的公路可达性需要不同数量的投资。概言之,地形复杂增加了公路建设的成本。

(三)公路设施的优化配置

公路可达性的存量水平反映了其现实的服务能力,也在侧面反映其需求差异。当人口和产业在区域内均匀分布时,公路用地比重和通车能力在空间上平均化配置,利用效率最高。但实际上人口和产业的分布疏密不均,特别是甘肃有大片的沙漠、戈壁和高山地区,罕有人口居住。因此,公路设施只有尽可能向人口和产业聚集区靠近,才能提高其利用效率。按人口和经济产值平均占有的通车能力来测度,其值越低应是建设需求越高的地方。同时,只有需求是不够的,还需要考虑投资收益,让有限的投资发挥最好的效益。显然,对公路的需求和基于地形复杂度估算的投资系数是独立的二维变量,可在平面坐标上确定优先投资于哪些地方会产生更大的综合效益,能够服务更多的人口、增加更多的产值。

四、结果分析

(一)公路可达性的存量水平及其需求差异

甘肃共有 87个县级行政区,由于兰州市辖 5区面积小,合并为一个单元,共分为 83个分析单元。根据甘肃省交通部门提供的资料,我们整理出 83个评价单元 6个等级公路的长度、宽度,并按土地面积、人口和经济产值计算其可达能力的平均值。其结果较好地反映了公路可达性的存量水平和空间需求分布特点。

1.公路设施服务的空间分布 由于不同等级公路的行车速度具较大差异,拥有高等级公路的单元其通车能力就显著增加,提高了相互作用的潜力。全省地均通车能力 4.0,最高的单元是交通枢纽兰州市区,为 111.6;其次为临近交通枢纽的周边县、区以及拥有较多高速公路的凉州、山丹、甘州、肃州,地均通车能力为 10.0-23.0;大多数单元不足 10.0,最低的肃北县和阿克塞县不足0.7。参见图2。

图2 地均通车能力分布

2.单位人口享受的公路设施服务 甘肃全省平均千人拥有路面 147.76m2、通车能力 64.8。从数值上看,指标最高的是肃北县,因该地人口密度较低且境内又有高速公路畅通,是最低的甘谷县的 465倍。从其空间分布来看,呈现出从西南向东北递减的趋势,高值区都集中在河西地区和甘南高原这类人口密度较小的地区,而在人口密集的黄土丘陵地区,除兰州市及其周边地区以外,大部分地区该指标值较低,反映出该类地区人口对公路服务的较大需求缺口。由于人口密度在空间上的分布极不均衡,按人均水平计算的公路可达性与地均水平呈反向关系。地均水平高的人口密集区人均水平低,如兰州市区、临夏市以及西峰、秦州、甘谷、秦安等;而地均水平低的人口稀疏区人均水平高,如肃南、肃北和阿克塞等县。参见图3。

图3 千人通车能力的分布

3.单位产值享受的公路设施服务 通过计算,甘肃全省平均每亿元 GDP有路面 16.915m2、通车能力 7.42。单位产值享受的公路设施服务较高的地区多为省域边缘地区,如河西西部的阿克塞、肃北地区以及甘南西南部的碌曲、迭部地区。而省域腹地较低。兰州市区、白银区等城市工业区的该项指标处于最低水平,即单位公路设施的服务效率高,反映了产业聚集的效益。由于农牧业生产在空间上分散,大多数农村地区该项指标较高,公路设施的服务效率不高。这表明公路可达性的作用在城乡地域空间上存着显著的分异。参见图4。

图4 亿元 GDP通车能力的分布

(二)地形复杂度对改善公路可达性的影响

基于坡度对公路建设的影响大于海拔高度的情况,λ1和λ2分别取 0.4和 0.6。利用 (4)-(8)式计算出甘肃 83个分析单元的地形复杂度 (CE),见图5。CE较好地反映了甘肃地形条件由简单到复杂的变化过程,地域分异清晰。大致可分为山地高原、丘陵、平原三大地域类型。山地类型包括了祁连山地、甘南高原、岷山及西秦岭山地,CE值在 0.6以上。其中位于青藏高原东部边缘一带的迭部、舟曲、卓尼 3县山高谷深,地形复杂度最高,在 0.85以上;丘陵盆地的 CE值在 0.3-0.6之间,包括陇中和陇东黄土丘陵、成县和西河以及河西的阿克塞县;平原的 CE值在 0.3以下,集中分布于河西走廊中西部及北山地区。CE最小的金塔县为 0.1698。地形复杂度总的趋势为由西南部向东北部逐步下降。只有陇东子午岭地区地形复杂较高。

图5 地形复杂度的分布

CE最小的金塔县投资系数为 1.04;CE最大的迭部县投资系数为 9.49。即获得单位数量的公路可达性时,迭部县所需的投资单位是金塔县的9.1倍。而它们的 CE相差 4.2倍。

(三)公路基础设施的优化配置

服务大众是公共服务的基本,首先要考虑人口对公路服务的需求。以千人通车能力为纵坐标,以投资系数为横坐标,各单元坐标点的位置可反映人口对公路的需求程度和投资成本大小,见图6。左下角越靠近原点,千人通车能力越小,单位投资系数也越小,表示公路建设的需求程度越高,投资成本也越低。这些点集中分布在人口稠密的黄土丘陵地区,特别是甘谷、武山、西和、岷县以及临夏市、西峰区等单元,应是优先配置的区域。而右上角的点需求程度低、投资成本高,当前的公路基础高州基本满足社会生产生活的需要,公路建设的必要性不大。且需要的投资量较大,利用效率不高。

图6 基于千人通车能力和投资系数的分析

再考虑经济活动对公路设施建设的需求。经济产值平均占有的通车能力越小,表示公路建设的需求程度越高。而单位投资系数越小,表示公路建设的成本越低。以亿元产值平均占有的通车能力来测度,同样是那些靠近原点的单元具有优先投资建设的优势,较高的现实需求以及较低的投资成本。它们多为产业集中的城市地区,排在前列的是西峰、临夏、金川、白银、嘉峪关、成县、秦州、兰州市区。其次是工业比重大的甘谷、庆城等县。见图7。

图7 基于亿元 GDP通车能力和投资系数的分析

由于人口和产业在空间上存在错位,在公路设施配置中优先向人口靠近还是向产业靠近?目标不同评价结果也不同。将人口和产值所具有可达性按一定权重加和,可得到兼顾二个目标的评价结果。显然,用经济产值测度的公路投资的优先顺序不同于按人口测度的顺序。由于城市地区存在产业聚集的效益、且公路设施存量大于农村地区,公路设施的配置应更多地考虑人口因素。

五、结论与讨论

(一 )结论

甘肃每千人和每亿元产值拥有公路面积分别为 147.76m2和 16.915m2。全省通车能力的总值17094.2,地均通车能力 4.0,平均行车速度44.4 km/h。每千人和每亿元产值拥有通车能力分别为 64.8和 7.42。这些指标在 83个区域间存在着巨大差异。由于人口和产业在空间分布上极不均衡,公路设施存量的人均水平、产值平均水平与地均水平成反比关系。在省域腹地,公路地均通车能力强,但按人口和产值的平均值计算水平低。在省域边远地区,公路设施存量稀少,公路可达性差,但按人口和产值的平均水平高。

基于海拔高度和坡度数据计算出的地形复杂度较好地反映了甘肃地形条件的空间差异,明显地呈现出从西南向东北递减的分布规律。用不同地形复杂度下已建的 15条高速公路的单位投资建立经验公式,较好地反映了地形条件对公路投资的影响。地形复杂度最高的迭部县,其单位投资系数是地形复杂度最低的金塔县的 9倍之多。

由于人口和产业在地区间疏密悬殊,未来的公路设施配置不应谋求地均通车能力的均等化,而应在投资约束下提高人均和经济产值拥有的可达性水平,实现公路设施对社会经济服务的均等化。在二维坐标系上,靠近原点的单元是优先投资区域。人口密度较高的黄土丘陵地区应是甘肃改善公路设施的优化地区。实际上影响公路建设的因素较多,例如矿产资源开发、自然保护区、国防建设以及与其它交通设施的配合等,需要在具体规划设计时加以考虑。

在投资有限的前提下,决策者不仅需要考虑公共服务的社会经济效应,还需要考虑其投资效应,以期能以有限的投资服务最多的生活生产活动。在人口稀疏的单元,人均可达性较高,对公路设施的需求低,除了过境公路外新建公路意义不大。在人均可达性较低的陇南山地,虽然对公路设施的需求较高,但其投资成本也高。这类地区应将投资重点放在打通人口较为集中的河谷盆地和山峁坪地间的交通联系,并适度收缩过于分布过于分散的人口。近期,公路建设的优先方向应是人口密度较高、产业相对集中的陇中黄土丘陵地区。

(二 )讨论

通过对公路需求和建设成本的分析,可以得到一个静态时段上公路建设的优先方向。由于新项目的建成或人口迁移、产业重心的变化,动态地评估社会需求和投资成本,将更有利于实现公路服务相对于人口、经济的均等化配置。另外,本文没有考虑航空、铁路、水运等交通设施。在多种交通工具并存的情况下,需要进行综合评价,方法也将更为复杂。但在其它条件相近的情况下,本文提出的方法仍有应用价值。

本文在地形复杂度的估算中,对海拔高度和坡度的分级较粗,在实际可行性研究中可加细分级,并考虑地表的破碎程度、地区的地质条件等,可提高对地形复杂度估算的精确性。另外,由于资料有限,未能对存在地质灾害等对公路设施建设投资的影响做进一步的分析。事实上,由于穿越地质灾害严重地区往往意味着公路需要额外的防护设施,增加投资成本。

如何综合考虑公平与效益两个方面的需求,实现公共服务设施的均等化配置,通过定量方法给出较为客观的科学依据,是一个较复杂的工程、经济、社会问题,我们的研究是初步的,还希望与同仁们共同探讨。

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(本文责编：润 泽)

Equalization D isposition of Public Services under Invest ment Constra int:A Demands Analysis for Highway Facility in Gansu Province

N IU Shu-wen1,LUO Guang-hua1,2,DONG Jian-mei1,N IU Yun-zhu1
(1.College of Resource and Environm ent,Lanzhou University,Lanzhou730000,China;2.History,Culture and Tourism,Liaolin No rm al University,Dalian116029,China)

The reasonable disposition of highway facilities is important to promote the equalization of public services in China.Thispaper takes both local demands and the costsof investment influenced by the terrain complexity in the highway construction into account to analyze the equalization disposition of highways in Gansu province.Results show that the stocks of highway infrastructure have high density in the hinterland and have low density in remote areas.Their per capita and per economic output values are opposite with their space density.The allocation of highway infrastructure should not aim to equalize the highway accessibility of unit area but improve that of per capita and per economic output value.The loess hilly regionwith higherpopulation density should have the priority to construct highway infrastructure at present in Gansu Province.

highway accessibility;terrain complexity;investmentof highway infrastructure;equalized allocation;Gansu province

F062.6

A

1002-9753(2011)04-0137-08

2010-10-20

2011-02-13

牛叔文 (1955-),男,甘肃榆中人,兰州大学教授、博士生导师,研究方向：区域发展、生态经济。