方大春 孙明月

一、引言

2012年12月26日京广高速铁路（简称为高铁）全线贯通，标志着中国“四纵四横”高铁网初步成网。京广高铁全长约2260公里，是世界上运营里程最长时速最快的高速线路，它贯通中国南北，大大缩短了南北城市间的陆上交通时间，加强了几大经济圈之间的物流、人流、信息流和技术流。纵观世界城市的发展经验，高铁是在城市化发展的高级阶段出现的一种快速便捷的大区域交通方式，数百个被连接的城市将感受到来自高铁系统的时空压缩效应，对城市的空间形态、产业结构、社会流动、区域管理等方面带来巨大的变革。高铁具有便捷、快速、大运量等鲜明特征，对区域的人口分布、产业布局、城镇体系乃至空间结构的变化都会产生重大的影响。它不仅在与其他交通方式的竞争中改变交通模式构成，带动沿线区域和城市经济发展，而且导致区域空间结构重构。每一次交通运输方式的突破性变革都会对城市的发展和区域空间格局的演变产生深刻的影响。

在高铁的影响下，区域空间结构会呈现出一种怎样的格局？区域的城市体系会发生怎样的变化？高铁对不同规模的城市又会带来何种影响？这些都成为迫切需要解决的问题。Héctor S.Martínez Sánchez-Mateos，Moshe Givoni（2012）从区域通达度角度论证了高速铁路对英国区域带来影响是不确定。随着中国高铁时代到来，国内一些学者开始关注高铁对区域结构影响。Jing Cao，Xiao yue，Cathy Liu，Yinhai Wang，Qingquan Li（2013）认为高铁不仅仅作为一种快捷交通方式，也能导致人口与经济重新配置。罗鹏飞，徐逸伦，张楠楠（2004）以沪宁地区为例，探讨了高速铁路影响下沿线地区通达度的变化，得出不仅沿线地区将产生深刻变化，且临近区域也受益匪浅的结论，从客观上论证了修建京沪高速铁路的可行性和重要性。孟德友，陈文峰，陆玉麒（2011）以省会城市为网络中的节点，对建成前后省际通达度及演变态势进行分析，从客观上论证了高速铁路建设的必要性及加强省际经济联系的重要性，高速铁路网建设对各地区的空间经济效应还存在很大差异。赵丹，张京祥（2012）认为高速铁路将全面提升长三角区域通达度水平，推动长三角一体化发展，但对城市通达度水平的影响具有明显的区域差异。张莉，朱长宁，曹莉娜（2013）对沪宁城际高速铁路开通前后的区域通达度进行对比，分析沪宁城际高速铁路提高了区域通达度，中心城市的通达度提高显著。

从目前国内研究的相关领域来看，主要从通达度角度，探讨高铁对区域影响，对不同类型城市影响差异。实际上，高铁对区域影响不仅包括改变区域城市通达度，而且对区域城市联系强度也产生重要影响。另外，京广高铁全线贯通不久，其对沿线城市带来什么影响研究还不多。为此，本文以京广高铁为例，通过通达度和城市间引力两个角度，探索京广高铁对沿线城市空间格局影响。

二、城市间引力

（一）指标设计

1.引力模型

城市间的联系虽有多种类型，其中经济联系无疑是众多联系中最为重要的一种形式。城市间空间相互作用模型主要有零售引力法则、断裂点模型、引力模型、潜力模型等等。其中，引力模型能较好地刻画区域内部两节点城市间的经济联系强度。本文采用引力模型公式来确定两城市引力大小，引力模型公式为。

其中，Tij表示城市i对城市j的吸引力；Qi和Qj分别表示i城市和j城市的城市质量，dij表示i城市到j城市的距离；k、α、β和λ为常数，一般情况下，k=1、α=1、β=1、λ=2。

2.时间距离

在地理研究中，测量两节点之间的距离指标甚多，如地理距离、时间距离、文化距离、政治距离等。鉴于本文研究的是京广高铁沿线城市之间的引力变化，采用交通时间距离代替传统地理空间计量距离更具有科学性。京广沿线城市之间交通方式主要有高速公路、普通铁路、高速铁路和航空。由于航空交通方式适用于较远城市之间，而且受到航班次数和天气影响，因此，本研究没有把航空方式作为城市之间主要交通方式考虑。时间距离的测算以公路、普通铁路和高铁为基础，不考虑航空时间，再利用几何平均计算时间距离，具体公式为：

其中，T1表示高铁建成前的时间距离；T2表示高铁建成后的时间距离；b、p、g分别表示城市之间高速公路时间、普通铁路时间和高铁时间。

城市之间普通铁路和高铁的交通时间来自于中国铁路客户服务中心网站列车时刻表。如果两个城市之间有直达的普通铁路和高铁情况下，选择时间最短的班次作为城市间交通时间。如果两个城市没有直达普通铁路或高铁，在此种情况下，先计算出发城市距目的城市最近中转城市的直达铁路或高铁时间，加上中转城市到目的城市的公路时间，再加上中转时间（城市内铁路车站到公路车站之间交通时间），中转时间定为0.5小时。由于铁路路线的上行和下行最短时间往往存在差异，取上行最短时间和下行最短时间的平均值作为城市间普通铁路和高铁交通时间。为了便于计算，城市间公路时间由里程除以100km/h时速所得。

3.城市质量

城市质量指标是指能反映一个城市综合实力的指标，或者说能反映一个城市的综合能量指标。本文以地区国民生产总值和地区常住人口数为基础，进行几何平均，计算出沿线城市的城市质量。具体计算公式为：

其中，Q表示城市质量；G表示地区生产总值；R表示地区常住人口。京广线沿线城市的GDP和常住人口数数据来源来自于2012年各个市统计年鉴和统计公报。

（二）沿线城市间的引力变化

本文研究对象为京广高铁沿线的24个城市（地级市以上），分别是北京、保定、石家庄、邢台、邯郸、安阳、鹤壁、新乡、郑州、许昌、漯河、驻马店、信阳、孝感、武汉、咸宁、岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州、韶关、清远和广州。根据公式1、公式2，计算出高铁建成前后，城市间的时间距离。在此仅列出部分城市间交通时间距离，如表1、表2。本文采用有无对比分析方法，考察高铁建成前后，城市间的时间距离变化，对比考察在2012年城市之间高铁开通与否两种情况下，城市间经济联系强度变化。

表1 高铁建成前部分城市间的时间距离 （单位：h）

表2 高铁建成后部分城市间的时间距离 （单位：h）

利用公式3，计算京广线沿线24座城市质量，再利用高铁开通前后时间距离计算城市间引力（单位：亿元·万人·h-2）变化情况。

根据引力模型的公式计算出来的结果经过整理如表3所示。从表中可以看出来，高铁建设前的城市引力值和高铁建设后的引力值变化较大，建设前的引力值为146890345.88，建设后为255256788.1，引力值增加了108366442.24，增加幅度73.77%。由此可以得出结论，高铁的建立极大增强沿线城市之间经济联系强度，有利于高铁沿线城市产业再布局，形成高铁沿线产业走廊。高铁建成前，城市间引力值由大到小前七个城市依次排序为邯郸、邢台、郑州、武汉、北京、长沙和石家庄；高铁建成后，城市间引力值由大到小依次排序为邯郸、郑州、邢台、长沙、石家庄、北京和武汉。城市排名因高铁建设略有变化，但仍旧是这七个城市，其中五个就是省会城市。说明大城市的引力要明显优于小城市。从引力变化幅度的角度来看，郴州、信阳、衡阳和韶关的变化幅度都超过100%，而且这四个城市全为小城市。为此，我们把城市分为两类，分别是省会城市和一般城市，计算出各自的平均引力变化幅度，计算结果如表4所示。

表3 沿线城市引力变化

表4 不同类型城市引力对比

从表4中可以看出，省会城市引力平均变化幅度为72.86%，一般城市平均变化幅度为79.01%，而城市平均变化幅度为77.47%。很显然，省会城市在总体变化幅度之下，一般城市在总体变化幅度之上，一般城市的变化幅度要大于省会城市。说明高铁的建成，对小城市引力的影响要明显大于大城市。而引力是双向的，也就是说大城市对小城市的引力随着高铁的建成而加强。从区域经济学角度来看，高铁开通后，城市之间要素对流效应显著提高，省会城市对中小城市极化效应（回流效应）大于涓滴效应（扩散效应），高铁开通对中心城市更加有利。

三、交通通达度

（一）交通通达度指标

通达性一词是由Hansen首先提出，他将其定义为交通网络中各节点相互作用的机会的大小。虽然不同学者对通达性均给出了不同的定义，一般来说通达性是指利用一种特定的交通系统从某一给定区位到达活动地点的便利程度。城市间的空间联系强度是指特定区域内各城市相互之间交通联系的紧密程度。空间联系强度是建立在交通通达性基础上更进一步表明城市之间联系紧密性的概念，是通达性的进一步延伸。城市交通通达性主要强调了其他城市对某个城市的可进入性，而空间联系强度则更加强调城市两两之间的相互可进入性。衡量交通通达性指标有多种，本文运用加权平均旅行时间为指标作为衡量交通通达度。有利平均旅行时间是一个评价节点到各经济中心的时间测度，它由评价节点的空间区位决定，同时与经济中心的实力以及连接评价节点和经济中心的交通设施质量密切相关。通达度指标的数值越低，说明通达度愈高；反之，通达度愈低。有利平均旅行时间的具体公式为：

其中，Ai表示节点i的通达度；Tij表示通过某种交通设施和网络从节点i到经济中心（或活动目的地）所花费的最短时间；Mj表示评价系统范围内经济中心或活动目的地的综合经济实力以及对周边地区的辐射力和吸引力，一般用GDP或人口总量等指标表示，本文用城市质量来表示；n表示除节点i以外的节点个数。

（二）城市交通通达度变化

根据通达度的公式5，我们可以计算出京广高铁沿线24个城市的通达度变化，其结果如表5所示。

表5 沿线城市通达度变化

从表5中可以看出来，高铁的建设大大缩短了城市之间的交通距离，城市的通达度都得到明显的提升。以武汉为例，高铁建成前通达度值为7.15，高铁建成后通达度值下降到5.20，通达度水平明显得到提高，提高幅度为27.25%。高铁建成前，通达度最好的前六个城市依次排序为驻马店、郑州、漯河、新乡、许昌和信阳；高铁建成后，通达度最好的前6个城市依次排序为郑州、漯河、驻马店、信阳、许昌和新乡，这6个城市都位于高铁线路的中间地段。郑州由第2位上升为第1位，成为高铁建成后通达度最好的一座城市。同时，很明显，这与本研究对象范围有关，而如北京和广州这些一线城市，虽然城市质量很高，但是由于其在高铁线上的区位因素，通达度水平相对于其他城市而言并不高。由此我们可以得出，区位对城市通达度非常重要。郑州由于其地理优势以及较高的城市质量，而在高铁建成后却成为通达度最好的一座城市。从全国高铁网来看，位于高铁交通枢纽城市，其通达度提升更为明显。我们也可以很明显地看出，增长幅度最快的前七个城市依次为广州、信阳、武汉、郑州、孝感、长沙和石家庄，其中省会城市就有五个。高铁开通后对不同类型城市影响也可能存在差异，为此对城市分类对比，如表6。

表6 不同类型城市通达度分类对比

从表6中，可以很清楚地看出，省会城市的变化幅度要高于一般城市的变化幅度。说明，高铁开通后大城市通达度的提升要优于小城市。

四、结论与建议

（一）经济联系强度和交通通达度提高显著，城市之间存在差异

由以上的分析可知，高铁建成后，不管是城市之间的引力还是城市通达度，都得到了明显的提升，城市间交流的时间成本随之降低，从实证角度证实了高铁对于加强城市之间联系的作用。这必然的结果就是城市间的资源随着高铁的建成加速流动，资源在沿线城市中重新配置。由于中心城市的经济发展条件较为完善，小城市经济条件较为薄弱、交通不够便捷，高铁建成后，在引力和通达度方面，小城市和中心城市必然存在差异。

（二）京广高铁开通密切南北经济圈联系，促进区域协调发展

京广高铁沿线城市整体经济吸引力和通达度显著提升，极大密切城市之间联系，改善城市间要素流动条件。京广高铁的建成，密切了环渤海经济圈、中原经济圈、武汉都市圈和珠三角经济区之间的联系，有效地降低了社会时间成本，给人员流动带来极大便利，对于促进我国南北区域经济协调发展有着重要的作用。

（三）中小城市抓住机遇，迎接挑战

高铁对于加强城市间联系、加速资源流动的作用毋庸置疑。而资源的流动是双向的，有可能是外部资源向城市内部流动，也有可能是城市内部资源向外部流动。从引力角度来看，大城市对小城市的引力随着高铁的建成而加强，那么区域生产要素的在加速流动的同时，必然会促使资金、人才和技术等向经济环境良好、政策完善的大城市流动。因此，高铁开通对中小城市来说是一把双刃剑，机遇和挑战并存。一方面，随着与大城市的引力和通达度得到提升，小城市可以加强与大城市的联系，积极吸取大城市的发展经验，引进资金和技术等，来促进小城市经济的发展；另一方面，与大城市联系的加强，有可能使中小城市人才、产业等资源流失，出现“虹吸效应”的窘境。

（四）中心城市需要主动转移产业到沿线中小城市布局，促进高铁经济带协同发展

高铁开通极大缩短城市之间交通时间，增加城市间引力。高铁对大城市带来影响优于中小城市，长期下去，虹吸效应导致资源向大城市集中，大城市与中小城市城市经济质量发生改变，M大→∞，M小→0，由引力模型可知，这种情况城市间经济联系强度相对变小。对于自身经济条件较为完善的大城市而言，高铁无疑对其是有利的。而对于竞争力不强的小城市而言，机遇和挑战并存。所以，在高铁时代，小城市要善于抓住机遇，准确定位，依托高铁，向中心城市靠拢，加强与大城市之间的人流、物流、信息流和技术流。同时，要选择与中心城市相错位的产业，发挥自身的特色。另一方面，大城市要主动进行产业梯度转移，利用高铁快速通达性，在沿线中小城市布局产业，形成总部与基地产业布局分工格局，促进高铁沿线小城市与大城市能够协同发展，构建高铁经济带。

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